JP2785717B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に関し、
特にメインワード線とサブワード線から成る2重ワード
線方式のDRAM(ダイナミックランダムアクセスメモ
リ)に関する。
【0002】
【従来の技術】記憶容量の増大に伴い、DRAMの待機
時における消費電流が問題となっている。
【0003】また、DRAMの大容量化及び微細化に伴
い、全セルが欠陥を含まないメモリアレイを製造するこ
とは困難となるに至っており、DRAM等のメモリの場
合、予め冗長なセルアレイをチップ内に設け、製造時等
の検査により不良とされたセルを冗長なセルと置換する
ことにより、不良動作を回避するという冗長回路技術が
採用されている。
【0004】このように、不良箇所を有するDRAM
は、冗長回路技術により、記憶機能の上では良品として
救済することができるが、不良箇所として異電位節点間
ショートであった場合には、冗長回路技術によっても、
ショート電流はなくならない。
【0005】そして、DRAMは待機時には電池で駆動
される場合があり、この場合、その待機時の消費電流を
低減することが重要事項とされいる。
【0006】しかしながら、待機時電流が少ないDRA
Mは、大容量化に伴い収率(yield)が落ちてい
る。
【0007】異電位間のショートによる電流の問題への
対策として、例えば特開平3−225851号公報に
は、センスアンプに接続された一対のビット線がショー
トしている場合に、センス用のnチャネルMOSトラン
ジスタが接続された接地レベルにある信号線と、プルア
ップ用のpチャネルMOSトランジスタが接続された電
源電位Vccレベルにある信号線とがトランジスタとビッ
ト線を介して導通し、電源VccからGNDに向かってD
Cパスができて余分な電流が流れ、消費電力が増大する
という問題を解消するものとして、ビット線が不良な場
合にはその不良ビット線をそれにつながるセンスアンプ
から切り離すことができるようにして、冗長救済品の消
費電力の増大を抑止することを目的として、センスアン
プを駆動する信号線の一部又は全部をヒューズを介して
センスアンプに接続した半導体記憶装置が提案されてい
る。
【0008】図8に示すように、DRAMのセルアレイ
は、ビット線群とこれら直交するワード線群、ワード線
WLをゲートの節点とするセルトランジスタ群とセル容
量素子からなる。ビット線対BL、BL ̄はセル電位を
センスアンプ81に伝えた後に再書き込みのためにセン
スアンプ81によって電源電位もしくは接地電位とな
る。ここで、信号名のあとの記号「 ̄」は論理の反転を
表わす。
【0009】ここで、ビット線対BL、BL ̄間がショ
ートしていた場合、ビット線対は相補であるため必ず異
電位となり、再書き込み時にビット線間には電流が流れ
る。
【0010】この場合、ショート場所の抵抗値がよほど
高くない限り、そのビット線は正常動作しないが、ショ
ートしたビット線に接続されるメモリセルを冗長セルと
置き換えることにより、記憶機能において正常な製品と
して扱うことができる。
【0011】しかしながら、ショートしたビット線に流
れる電流値が大きい場合、DRAMとしては不良品とな
る。
【0012】この問題に対して、特開平3−22585
1号公報に開示された従来の半導体記憶装置(「従来例
1」という)では、センスアンプ81内にヒューズ82
を設けて、不良ビット線がある場合、ヒューズ82を切
断して、不良ビット線に接続されたセンスアンプ81を
センスアンプ駆動線SANから切り離すことにより、セ
ンス動作時にDCパスが発生することがなく、消費電流
の増大を抑えている。
【0013】一方、文献(「1993 Digest of Internati
onal Solid State Circuit Conference」、1993 、第53
〜54頁)に記載されるように、最近のDRAMでは、図
9に示すように、ワード線がメインワード線とサブワー
ド線から成る2重ワード線方式を採用するものが増加し
ている。
【0014】この2重ワード線方式においては、メイン
ワード線とサブワード線の分割動作が可能とされてお
り、消費電流が低減され、また、メインワード線を緩い
ピッチとすることが可能とされるため、大容量DRAM
の製造が容易化する等の特徴を有するものである。
【0015】図10に、2重ワード線方式の中で、互い
に電位が相補的とされる相補型メインワード線を用いた
場合のデコーダの回路図を示す。また、図11に、図1
0の2重ワード線方式のデコーダ回路のタイミング図を
示す。
【0016】図10を参照して、メインワードデコーダ
列ではアドレス信号ADRとブロック選択信号BSLに
よって、1組のメインワード線が選択される。
【0017】より詳細には、メインワードデコーダ10
1において、アドレス選択時、アドレス信号ADRを入
力とするNANDゲートとブロック選択信号BSLを反
転するインバータinv1の出力が共にローレベルとな
り、NORゲートの出力がハイレベルとなるため、昇圧
された電源電圧VBOOTで駆動されるインバータ(ド
ライバ)inv3により駆動されるメインワード線MW
LTは、電源電圧Vccよりも昇圧されたハイレベル(V
BOOT)となり、他方のメインワード線MWLNはイ
ンバータinv4を介してローレベルとなる。
【0018】メインワード線対MWLT、MWLNは、
nチャネルMOSトランジスタ(「nMOSトランジス
タ」という)で構成されたサブワードデコーダ102に
入力される。
【0019】より詳細には、メインワード線MWLT
は、ゲート電位を昇圧された電源電圧VBOOTとした
nチャネルパストランジスタM6を介してnMOSトラ
ンジスタM4のゲート電極に入力され、また、メインワ
ード線MWLNはnMOSトランジスタM5のゲート電
極に入力され、nMOSトランジスタM4、M5の共通
接続点にサブワード線SWLが接続されている。
【0020】サブワードデコーダ102には別のアドレ
ス線RAIが入力されており、この信号も昇圧されてい
る。アドレス線RAIは行アドレス(Row Addr
ess)信号であり、選択時に昇圧されたハイレベルと
なる。なお、アドレス線RAIは通常プリデコードさ
れ、複数本に分かれて同じ場所に配置されている。
【0021】図11の波形図に示すように、アドレス信
号ADRと、ブロック選択信号BSLがアクティブ(=
ハイレベル)となると、アドレス線RAIとメインワー
ド線対MWLT、MWLNで選択されたサブワード線S
WLが昇圧されたハイレベル(VBOOT)となる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の相補型メインワード線を用いたDRAMでは、メイン
ワード線対MWLT、MWLNは、常に異電位とされて
おり、これらがショートした際には、電流が流れるとい
う問題がある。
【0023】しかし、前記従来例1として示した不良ビ
ット線に接続したセンスアンプを信号線と切り離すとい
う方式を適用したのでは、メインワード線がハイインピ
ーダンス状態となり、メインワード線を入力とするサブ
ワードデコーダの動作が不安定となるという問題があ
る。
【0024】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、従って本発明は、相補型メインワード
線を用いる2重ワード線方式のDRAMにおける、メイ
ンワード線間、及びサブワード線とビット線間のショー
トによる待機時電流の増大を回避し、大容量DRAMの
低コスト化を実現する半導体記憶装置を提供することを
目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、メインワード線とサブワード線から成る2重
ワード線構成を有し、前記メインワード線が相補型のメ
インワード線対から成る半導体記憶装置において、待機
時に、前記メインワード線対を同電位にする回路手段を
備えたことを特徴とする半導体記憶装置を提供する。
【0026】これにより、本発明においては、相補型メ
インワード線を用いる2重ワード線方式のDRAMにお
ける、メインワード線間、及びサブワード線とビット線
間のショートによる待機時電流の増大を回避し、大容量
DRAMの低コスト化を実現する。
【0027】また、本発明においては、メインワード線
とサブワード線から成る2重ワード線構成を有し、前記
メインワード線が相補型のメインワード線対から成る半
導体記憶装置において、前記メインワード線をデコード
するデコーダが、待機時に、前記メインワード線対を同
電位にする回路手段を備え、ブロック選択信号を入力と
し、該ブロック選択信号がアクティブとされると、待機
時に同電位とされていた前記メインワード線対を異電位
に変え、前記回路手段が前記メインワード線をデコード
するデコーダ内に設けられたヒューズを含む、ことを特
徴とする。
【0028】さらに、本発明においては、前記メインワ
ード線を入力としサブワード線をデコード出力するサブ
ワードデコーダが、nチャネルMOSトランジスタから
構成され、前記回路手段が活性化状態にある場合に、待
機時に、前記サブワード線がハイインピーダンス状態と
されることを特徴とする。
【0029】さらにまた、本発明の半導体記憶装置は、
前記回路手段の活性化/非活性化の状態を外部に通知す
る制御信号を備えたことを特徴とする。
【0030】そして、本発明においては、メインワード
線とサブワード線から成る2重ワード線構成を有し、前
記メインワード線が相補型のメインワード線対から成る
半導体記憶装置において、前記メインワード線をデコー
ドするデコーダが、待機時に、前記メインワード線対を
同電位にする回路手段を含み、前記回路手段はヒューズ
を含み、不良メモリセルに属するメインワード線のデコ
ーダのヒューズを切断して、不良メモリを切り離し、前
記不良メモリセルを指すアドレスを無効アドレスとし
て、外部からのアクセスを回避する、ように構成された
ことを特徴とする。
【0031】また、本発明は、メインワード線とサブワ
ード線から成る2重ワード線構成を有し、前記メインワ
ード線が相補型のメインワード線対から成る半導体記憶
装置において、待機時に、前記メインワード線対を同電
位にする回路手段を備え、前記回路手段が、前記メイン
ワード線をデコードするデコーダ内に設けられたヒュー
ズから成り、前記デコーダが、前記ヒューズの切断/非
切断状態を検出して、ブロック選択時に、前記ヒューズ
が切断状態にある場合に、ヒューズが切断されたデコー
ダのメインワード線が選択されたことを通知する制御信
号を出力することを特徴とする。
【0032】本発明においては、好ましくは、前記デコ
ーダが、前記ヒューズの切断/非切断状態を検出して、
選択時に、前記ヒューズが切断状態にある場合には、論
理レベルを変えて、ヒューズが切断されたデコーダのメ
インワード線が選択されたことを通知する制御信号を出
力することを特徴とする。
【0033】また、本発明においては、好ましくは、複
数のデコーダから出力された前記制御信号が一にまとめ
られて一の出力端子から外部に出力されることを特徴と
する。
【0034】さらに、本発明においては、好ましくは、
アドレスを調査し、前記出力端子の出力値に基づき、前
記回路手段が活性化されたアドレスを所定のアドレス領
域に記録して、不良メモリセルへのアクセスの制御を行
なうことを特徴とする。
【0035】さらにまた、本発明においては、好ましく
は、前記デコーダから出力される前記制御信号に基づき
メモリセルアレイの入出力を制御するようにしたことを
特徴とする。
【0036】そして、本発明は、好ましくは、メインワ
ード線とサブワード線から成る2重ワード線構成を有
し、前記メインワード線が相補型のメインワード線対か
ら成る半導体記憶装置において、前記メインワード線を
デコードするデコーダが、待機時に、前記メインワード
線対を同電位にする回路手段を備え、テストモードを制
御するテストモード信号を入力し、前記メインワード線
の不良検出テスト時に、前記メインワード線のデコーダ
回路までの信号経路は活性化され、その他の回路ブロッ
クのうち定常電流を流す回路ブロックが非活性化される
ように構成される。
【0037】また、本発明においては、前記テスト時
に、前記テストモード信号に基づき前記メインワード線
の電圧を変化させるようにしてもよい。
【0038】さらに、本発明においては、好ましくは、
前記テスト結果に基づき、前記回路手段の活性化が決定
されることを特徴とする。
【0039】
【作用】本発明によれば、相補型メインワード線対間が
ショートした場合にも、待機時にメインワード線対が同
電位とされ、待機時の消費電流の増大が抑えられてお
り、益々微細化する大容量DRAMにとって実用的価値
は極めて高いものである。
【0040】そして、本発明によれば、好ましくは、メ
インワードをデコードするメインワードデコーダ内にヒ
ューズを設け、メインワード線対のショートの有無に応
じて該ヒューズの切断/非切断を行なうものであり、例
えばメインワード線はワード線8本のピッチとされ、デ
コーダにヒューズを挿入する場所的余裕は十分に確保さ
れている。
【0041】また、本発明によれば、ブロック選択信号
がアクティブとされると、待機時に同電位とされていた
メインワード線対は異電位に変えられる構成とされたこ
とにより、ブロック選択時において、サブワード線はそ
のハイインピーダンス状態が解除され、ブロック選択時
にハイインピーダンス状態に保持された場合のビット線
のデータへの影響が回避されている。
【0042】本発明によれば、サブワードデコーダがn
チャネルMOSトランジスタで構成され、前記回路手段
を活性化したときに、待機時にはサブワード線がハイイ
ンピーダンス状態とされるため、ビット線とサブワード
線のショートによる電流が流れなくる。
【0043】さらに、本発明によれば、ヒューズを備え
たメインワードデコーダを、メモリセルアレイ内の不良
セルのアクセス回避のための制御として用いるものであ
る。本発明によれば、ワード線方向に冗長セルを設ける
ことが不要とされ、冗長セルを備えた従来のメモリで
は、予め準備していた冗長セルの数を不良セルの数が上
回った場合、不良セルの位置情報を記録する場所が不足
して、チップ全体を不良とせざるを得なかったのに対
し、本発明によれば、冗長セルを設ける構成と異なるた
め、このようなことはない。
【0044】そして、本発明によれば、後に説明される
ロールコール・テストにおいて、デコーダにおけるヒュ
ーズの切断/非切断状態を通知する制御信号(ロールコ
ール信号)が出力されるため、テスト時にアドレスを可
変させ、該制御信号の論理が変化した時点のデコーダの
ヒューズが切断状態にあることがメモリテスタ等で容易
に検出される。そして、このテスト結果を所定のアドレ
ス領域等に予め書き込んでおくことにより、不良メモリ
セルへのアクセスが回避される。
【0045】また、本発明によれば、制御信号(ロール
コール信号)に基づきセルアレイの入出力を制御するよ
うに構成したことにより、不良メモリセルへのアクセス
時にはデータバッファ等の出力がハイインピーダンス状
態とされる。
【0046】さらに、本発明によれば、ショート電流箇
所のテスト時に、メインワード線のデコーダ回路までの
信号経路までが活性化されるように構成されたため、メ
モリテスタ等による電流検出がより高精度に行なわれる
ことになる。また、テスト時に、メインワード線の電圧
を変化させるようにしても電流検出を容易化する。この
場合、アドレス選択されたメインワード線対間にショー
トが存在すれば、ショートによる電流により、他のアド
レスを選択した場合と比較して半導体記憶装置の消費電
流が相違するため、電源電流等の測定によりショートが
検出される。
【0047】
【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を以下に説
明する。
【0048】
【実施例1】図1に、本発明の第1の実施例の構成を示
す。
【0049】図1を参照して、メインワードデコーダ1
内には、nチャネルMOSトランジスタ(「nMOSト
ランジスタ」という)M3とインバータinv4の入力
端との接続点と、電源端子Vccと、の間にヒューズ4
が設けられ、インバータinv4の出力はnMOSトラ
ンジスタM3のゲート電極に入力されると共に、分岐し
てAND回路に一の入力端に接続され、さらに、nMO
SトランジスタM1のゲート電極に入力されている。n
MOSトランジスタM1、M2は、プリチャージされた
ロールコール信号RCXの電位を制御するものである。
またAND回路の他の入力端にはブロック選択信号BS
Lの反転するインバータinv1の出力が接続されてい
る。
【0050】アドレス信号ADRはNAND回路に入力
され、NAND回路の出力はブロック選択信号BSLの
反転信号と共に第1のNOR回路に入力され、第1のN
OR回路の出力は、AND回路の出力と共に第2のNO
R回路に入力され、また、ロールコール信号RCXを制
御するnMOSトランジスタM2のゲート電極に入力さ
れている。
【0051】第1のNOR回路の出力は、図10を参照
して説明した従来例と同様に、インバータinv2、及
び昇圧された電源電圧VBOOTで駆動されるインバー
タ(ドライバ)inv3を介してメインワード線MWL
Tに接続され、第2のNOR回路の出力はメインワード
線MWLNに接続されている。なお、サブワードデコー
ダ2は、図10の従来例と同一であるため説明を省略す
る。
【0052】図1において、相補型のメインワード線対
MWLT、MWLNがショートしている場合、メインワ
ードデコーダ1内に設けられたヒューズ4を切断する。
すると、待機状態あるいは非選択状態の場合に、メイン
ワード線対MWLT、MWLNの双方が共に接地電位
(GND)となり、ショートによる電流は流れない。
【0053】より詳細には、ヒューズ4が非切断状態の
時には、インバータinv4の入力は電源電圧Vccに
プルアップされて出力はローレベルとされるが、ヒュー
ズ4が切断されると、インバータinv4の出力はハイ
レベルとなり、アドレス信号ADR及びブロック選択信
号BSLがインアクティブの時に、NAND回路とイン
バータinv1の出力は、共にハイレベルとされ、第1
のNOR回路の出力はローレベル、AND回路の出力は
ハイレベルとなり、メインワード線MWLT、MWLN
は共にローレベルとなる。第1のNOR回路のローレベ
ル出力は、nMOSトランジスタM2のゲート電極に入
力され、nMOSトランジスタM2はオフ状態とされ
る。
【0054】この時、サブワードデコーダ2のnチャネ
ルMOSトランジスタM4、M5は共にオフ状態とさ
れ、サブワード線SWLがハイインピーダンス状態とな
るため、ビット線BL、BL ̄とサブワード線SWLの
ショートによる電流が流れなくる。
【0055】一方、ブロックは選択された(すなわちブ
ロック選択信号BSLがアクティブ)が、アドレスが選
択されない場合には、図2に示すように、メインワード
線MWLNがハイレベルとなる。
【0056】より詳細には、ブロック選択信号BSLが
ハイレベルとなると、インバータinv1の出力がロー
レベルとされ、AND回路の出力がローレベルとなり、
第1のNOR回路の出力がローレベルであるため、これ
らを入力とする第2のNOR回路の出力がハイレベル
(=Vcc)になる。
【0057】これは、選択ブロック内において、サブワ
ード線SWLがハイインピーダンス状態のままである
と、ビット線とサブワード線間の寄生容量がノイズを発
生し、ビット線のデータに悪影響を及ぼすからである。
【0058】すなわち、本実施例においては、ブロック
選択時において、メインワード線MWLNをハイレベル
として、サブワードデコーダ2のnMOSトランジスタ
M5をオン状態としてサブワード線SWLを接地(GN
D)と導通させ、待機状態時のハイインピーダンス状態
から解除して、ビット線のデータへの影響を回避してい
る。
【0059】次に、図3のタイミング図を参照して、ブ
ロック、アドレス共に選択された場合について説明す
る。
【0060】メインワード線対MWLT、MWLN、サ
ブワード線SWL共に通常通りに動作する。
【0061】一方、予めハイレベルにプリチャージされ
たロールコール信号RCXがローレベルとなり、現在選
択しているメインワード線対MWLT、MWLNがショ
ートしていることが、メインワードデコーダ1の外部に
通知される。
【0062】より詳細には、図1を参照して、ブロッ
ク、アドレス共に選択された場合には、アドレス信号A
DRを入力とするNAND回路、ブロック選択信号BS
Lを入力とするインバータinv1の出力は共にローレ
ベルとされ、第1のNOR回路NO出力がハイレベルと
なり、ロールコール信号RCXを制御するnMOSトラ
ンジスタM2がオン状態となり、またこれと直列に接続
されたnMOSトランジスタM1は、ヒューズ4が切断
状態にある時にはゲート電位がハイレベルとされること
からオン状態とされており、ロールコール信号RCXは
接地(GND)と導通して、接地電位となる。また、メ
インワード信号MWLTはインバータ(ドライバ)in
v3により駆動されて昇圧されたハイレベル(VBOO
T)とされると共に、第2のNOR回路の出力がローレ
ベルであるため、メインワードMWLNはローレベルと
される。
【0063】なお、一般に、半導体記憶装置における冗
長回路の使用/未使用状態のテストをロールコール・テ
ストというが、本実施例において、複数のメインワード
デコーダのうちどのメインワードデコーダのヒューズが
切断されているかを調べるテストは、アドレスを順番に
チェックしていくため、ロールコール・テストといい、
メインワードデコーダのヒューズの切断の有無を通知す
る信号をロールコール信号RCX(Roll Call
Xaddress;なお、Xはローアドレスの意味)
と呼んでいる。
【0064】そして複数のメインワードデコーダのうち
は、一時には常に一つのメインワードデコーダしか動作
しないため、ロールコール信号RCXは全メインワード
デコーダに対して1本で足りる。すなわち、それぞれの
複数のメインワードデコーダから出力されるロールコー
ル信号RCXをワイヤードOR形態に接続した信号線が
半導体記憶装置の一の出力端子(ピン)に接続される。
【0065】また、ワイヤードOR形態に接続されたロ
ールコール信号RCXは不図示のプリチャージ回路によ
りプリチャージされ、ヒューズが切断されたメインワー
ドデコーダが動作した時点で、ロールコール信号RCX
がローレベルに変化するため、外部からこの出力端子の
レベルを検出することにより、ヒューズが切断されたメ
インワードデコーダを検出することができる。
【0066】
【実施例2】本発明をさらに有効にするものとして、本
発明の別の実施例を以下に説明する。
【0067】本実施例においては、メインワード線対M
WLT、MWLN同士、もしくは、サブワード線SWL
とビット線BL、BL ̄がショートしていなくても、通
常のメモリ機能において、不良のセルがあれば、その不
良セルに接続されるメインワード線のデコーダ回路のヒ
ューズを切断する。なお、不良セルは、所定データ書き
込み後の読み出し等の機能試験にて検出される。また、
ヒューズは、通常、レーザビームの照射等により切断す
るか、あるいは過大な電流を流して切断する。
【0068】本実施例においては、ヒューズが切断され
たメインワード線に属する複数のセルは、全て不良メモ
リセル群として扱われる。
【0069】そして、これら不良メモリセル群にアクセ
スが及ばないように、まず、外部からメインワードデコ
ーダ内のヒューズの切断/非切断状態を検出するため
に、前述したロールコール・テストを行なう。
【0070】また、図4に示すように、本実施例に係る
半導体記憶装置においては、ロールコール信号RCX
(好ましくはワイヤードOR接続される)がメインワー
ドデコーダ40からデータ入出力バッファ44に制御信
号として入力されており、セルアレイ41中の不良メモ
リセル群に対して読み出し動作を行なおうとすると、ロ
ールコール信号RCXがローレベルとなり、データ出力
がハイインピーダンス状態とされるように構成されてい
る。
【0071】ロールコール・テストの結果を、例えば図
5に示すように、メモリの最下位のアドレス領域等に、
不良セル群のアドレス記憶領域を設けて書き込んでお
く。そして、メモリをアクセスする際には必ず、不良セ
ル群のアドレス記憶領域に書き込まれたテスト結果を参
照するようにすれば、不良メモリセル群をアクセスする
ことはない。
【0072】メインワードデコーダにおけるヒューズの
切断/非切断を調べるテスト(ロールコール・テスト)
は、1ギガビットDRAMにおいて、書き込み/読み出
しサイクルが200nsec(ナノ秒=10-9秒)とし
て、メインワード線とサブワード線の比を8:1(メイ
ンワード線1本についてサブワード線8本の構成、図9
も参照のこと)とすると、約0.8msec(ミリ秒)
で終了する。
【0073】より詳細には、メモリセルはサブワード線
SWLとビット線BLの交点に存在し(図1参照)、サ
ブワード線が32K本(但し、1K=1024)、ビッ
ト線が32K本から成るものとし(すなわち、32×103
×32×103=1024×106=1Gbit)、メインワード線
1本につきメインワードデコーダが1個設けられ、メイ
ンワード線1本についてサブワード線8本の構成の場
合、ロールコール・テスト回数は、32K本/8=40
96回となり、ロールコール・テストのテスト時間は、
約4096×200nsec=0.8msecとなる。
【0074】このため、本実施例に係る半導体記憶装置
を使用する際に、電源の立上げの度にヒューズの切断状
態を検出するロールコール・テストを行なっても、テス
ト時間は無視できる。
【0075】以上のように、本実施例によれば、不良セ
ルに接続されるメインワードデコーダのヒューズを切断
し、メモリのロールコール・テストのテスト結果に基づ
き、不良メモリセル群を回避するようにアクセスの制御
を行なうことができる。
【0076】そして、本実施例によれば、ワード線方向
の冗長セル(不良セルと置換される冗長セル)を設ける
ことが不要とされる。
【0077】冗長セルを備えた従来の半導体記憶装置で
は、予め設けられた冗長セルの数を不良セルの数が上回
った場合には、不良セルの位置情報を記録する場所が不
足して、チップ全体を不良とせざるを得なかったのに対
し、本実施例では、冗長セルを設ける構成と異なるた
め、このような不都合は生じない。
【0078】
【実施例3】最後に、本発明の第3の実施例として、メ
インワードデコーダ内のヒューズを切断するためのメイ
ンワード線どうしの不良の検出方法について説明する。
【0079】前述したように、メインワード線MWLT
は、昇圧されたハイレベル(VBOOT)となるのに対
して、MWLNは通常のハイレベル(Vcc)とされる。
【0080】より詳細には、アドレス選択時にはメイン
ワード線MWLTは昇圧されたハイレベル電位VBOO
T、MWLNは接地電位とされ(図3参照)、非選択時
にはMWLTは接地電位、MWLNは電源電位Vccと
され(例えば図2参照)、選択時と非選択時では、メイ
ンワード線のハイレベル時の電位(従ってメインワード
線対間の電位)が異なるため、メインワード線対MWL
T、MWLNの短絡箇所を流れるショート電流の電流値
が異なることになる。そして、VBOOT(昇圧された
電圧)>Vcc(電源電圧)であるため、ショートした
メインワード線対を選択すると、非選択時と比べてメイ
ンワード線対間の電位が増大し、、ショートによる電流
が増大するため、メインワード線の不良の検出が可能と
なる。
【0081】このように、メインワード線の不良の検出
は、アドレス選択時と非選択時における、ショートによ
る消費電流の相違により検出することができる。実際に
は、メモリテスタでアドレスを変化させチップの消費電
流(電源電流)を測定するなどして行なわれる。
【0082】ところで、DRAMの通常動作モードでこ
れを行なうと、他の回路も動作しているため、メインワ
ード線の不良の検出能力が低くなる。
【0083】そこで、本実施例に係る半導体記憶装置
は、図6に示すような構成とされる。
【0084】図6を参照して、本実施例に係る半導体記
憶装置は、メインワードデコーダ60、アドレスバッフ
ァ63、セルアレイ61、データ入出力バッファ64、
データ入出力バッファ64、さらに電源電圧切替え回路
70から構成されている。
【0085】すなわち、テストモード信号TEは、入出
力端子68、制御信号端子72に接続されたデータ入出
力バッファ64、71の制御信号として入力されてい
る。
【0086】図6を参照して、不良メインワード線検出
のためのテスト時には、テストモード信号TEがアクテ
ィブとされ、アドレス系の回路以外の動作を止めるよう
に作用する。すなわち、テストモード時においては、メ
インワード線62までは動作するものとし、他の電流を
流す回路の動作を停止する。
【0087】図7を参照して、本実施例に係る半導体記
憶装置は、メインワード線MWLTを駆動するドライバ
inv3の電源VMWを別に設け、テストモード信号T
Eがアクティブとされた時点で、電源電圧切替え回路7
0(図6参照)の出力VMWが昇圧された電源電圧VB
OOTから接地電位GNDとして、消費電流の差を大き
くし、検出能力を上げている。
【0088】以上本発明を上記各実施例に即して説明し
たが、本発明は、上記態様にのみ限定されるものでな
く、本発明の原理に準ずる各種態様を含む。
【0089】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
相補型メインワード線を用いた2重ワード線構成のDR
AMにおける、メインワード線間、及び、サブワード線
とビット線間のショートによる待機時電流の増加をなく
すことができるものであり、電流不良を救済することに
より、益々微細化する大容量DRAMにとってその実用
的価値は極めて高いものである。
【0090】また、本発明によれば、電池で駆動できる
DRAMの収率を上げることができ、DRAMを用いた
機器のコストを低減することができる。
【0091】そして、本発明によれば、好ましくは、メ
インワードをデコードするメインワードデコーダ内にヒ
ューズを設け、メインワード線対のショートの有無に応
じて該ヒューズの切断/非切断を行なうものであり、例
えばメインワード線はワード線8本のピッチとされ、デ
コーダにヒューズを挿入する場所的余裕は十分に確保さ
れている。本発明においては、デコーダはヒューズが切
断された場合において、待機時に、メインワード線対を
同電位とする回路構成よりなり、回路規模の増大を抑止
している。
【0092】また、本発明によれば、ブロック選択信号
がアクティブとされると、待機時に同電位とされていた
メインワード線対は異電位に変えられる構成とされたこ
とにより、ブロック選択時において、サブワード線は待
機時のハイインピーダンス状態が解除され、ブロック選
択時にハイインピーダンス状態に保持された場合のビッ
ト線のデータへの影響が回避されている。
【0093】本発明によれば、サブワードデコーダがn
チャネルMOSトランジスタで構成され、前記回路手段
を活性化したときに、待機時にはサブワード線がハイイ
ンピーダンス状態とされるため、ビット線とサブワード
線のショートによる電流をなくすことができるという効
果を有する。
【0094】また、本発明によれば、ヒューズを含む回
路手段の活性化の有無(ヒューズの切断/非切断状態)
を容易に外部に知らせることができる。
【0095】さらに、本発明によれば、ヒューズを備え
たメインワードデコーダを、メモリセルアレイ内の不良
セルのアクセス回避のための制御を行なうことにより、
電流不良とメモリ機能不良とを同等に扱い、不良セルへ
のアクセスが回避されるため、DRAMのコストを大幅
に下げることができるという効果を有する。
【0096】そして、本発明によれば、ワード線方向に
冗長セルを設けることが不要とされ、冗長セルを備えた
従来のメモリでは、予め準備していた冗長セルの数を不
良セルの数が上回った場合、不良セルの位置情報を記録
する場所が不足して、チップ全体を不良とせざるを得な
かったのに対し、本発明によれば、冗長セルを設ける構
成と異なるため、このようなことはない。
【0097】また、本発明によれば、ロールコール・テ
ストにおいて、デコーダにおけるヒューズの切断/非切
断状態を通知する制御信号(ロールコール信号)が出力
されるため、メモリテスタまたはシステムの電源立ち上
げ時等による、切断状態にあるヒューズの検出を容易化
し、このテスト結果を所定のアドレス領域等に予め書き
込んでおくことにより、不良メモリセルへのアクセスが
容易に回避される。そして、ヒューズ切断状態の検出に
要するテスト時間は1ギガビットDRAMでも1ミリ秒
以内とされ、極めて短時間にテストできる。
【0098】また、本発明によれば、アドレスを調査
し、ロールコール信号出力端子の出力値に基づき、前記
ヒューズが切断されたアドレスを、所定のメモリに記録
して、アクセスの制御を行なうことにより、不良メモリ
セルへのアクセスが容易に回避される。
【0099】本発明においては、制御信号(ロールコー
ル信号)に基づきセルアレイの入出力を制御するように
構成した場合に、不良メモリセルへのアクセス時にはデ
ータバッファ等の出力がハイインピーダンス状態とさ
れ、不良セルへのアクセスが回避される。
【0100】さらに、本発明によれば、ショート電流箇
所のテスト時に、メインワード線のデコーダ回路までの
信号経路までが活性化されるように構成されたため、メ
モリテスタ等による電流検出がより高精度に行なわれる
ことになる。また、テスト時に、メインワード線の電圧
を変化させるようにしても、電流検出を容易化する。
【0101】そして、本発明によれば、電流不良を有す
るメインワード線の検出結果に基づきデコーダ内のヒュ
ーズが切断されるものであり、これによりメインワード
線の電流不良に基づく待機時電流の増大を救済し、消費
電流を低く抑えた半導体記憶装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるデコーダの構成
を示す回路図である。
【図2】本発明の第1の実施例の動作波形を示すタイミ
ング図である。
【図3】本発明の第1の実施例の動作波形を示すタイン
ミング図である。
【図4】本発明の第2の実施例の構成を示すブロック図
である。
【図5】本発明の第2の実施例のメモリアレイの構成を
示すブロック図である。
【図6】本発明の第3の実施例の構成を示すブロック図
である。
【図7】本発明の第3の実施例におけるデコーダの構成
を示す回路図である。
【図8】従来の半導体記憶装置の回路構成の一例を示す
図である。
【図9】従来の2重ワード線方式のDRAMのアレイ構
成を示す図である。
【図10】従来の2重ワード線方式のDRAMのデコー
ダの回路構成を示す図である。
【図11】従来の2重ワード線方式のDRAM(図10
参照)の動作波形を示すタイミング図である。
【符号の説明】
1 メインワードデコーダ 2 サブワードデコーダ 3 センスアンプ 4 ヒューズ MWLT、MWLN メインワード線 SWL サブワード線 RCX ロールコール信号 BL、BL ̄ ビット線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/108 H01L 27/10 681F (56)参考文献 特開 平5−226613(JP,A) 特開 平4−155692(JP,A) 特開 平6−196656(JP,A) 特開 平1−251397(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 11/407

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メインワード線とサブワード線から成る2
    重ワード線構成を有し、 前記メインワード線が相補型のメインワード線対から成
    る半導体記憶装置において、 前記メインワード線をデコードするデコーダが、 待機時に、前記メインワード線対を同電位にする回路手
    段を備え、 ブロック選択信号を入力とし、該ブロック選択信号がア
    クティブとされると、待機時に同電位とされていた前記
    メインワード線対を異電位に変え、前記回路手段が前記メインワード線をデコードするデコ
    ーダ内に設けられたヒューズを含む、 ことを特徴とする
    半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】前記メインワード線を入力としサブワード
    線をデコード出力するサブワードデコーダが、nチャネ
    ルMOSトランジスタから構成され、前記回路手段が活
    性化状態にある場合に、待機時に、前記サブワード線が
    ハイインピーダンス状態とされることを特徴とする請求
    項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】前記回路手段の活性化/非活性化の状態を
    外部に通知する制御信号を備えたことを特徴とする請求
    記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】メインワード線とサブワード線から成る2
    重ワード線構成を有し、前記メインワード線が相補型の
    メインワード線対から成る半導体記憶装置において、 前記メインワード線をデコードするデコーダが、待機時
    に、前記メインワード線対を同電位にする回路手段を含
    み、 前記回路手段はヒューズを含み、 不良メモリセルに属するメインワード線のデコーダのヒ
    ューズを切断して、不良メモリを切り離し、前記不良メ
    モリセルを指すアドレスを無効アドレスとして、外部か
    らのアクセスを回避する、ように構成された ことを特徴
    とする半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】メインワード線とサブワード線から成る2
    重ワード線構成を有し、前記メインワード線が相補型の
    メインワード線対から成る半導体記憶装置において、 待機時に、前記メインワード線対を同電位にする回路手
    段を備え、 前記回路手段が、前記メインワード線をデコードするデ
    コーダ内に設けられたヒューズから成り、 前記デコーダが、前記ヒューズの切断/非切断状態を検
    出して、ブロック選択時に、前記ヒューズが切断状態に
    ある場合には、ヒューズが切断されたデコーダのメイン
    ワード線が選択されたことを通知する制御信号を出力す
    ることを特徴とする半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】前記デコーダが、前記ヒューズの切断/非
    切断状態を検出して、ブロックの選択時に、前記ヒュー
    ズが切断状態にある場合には、ヒューズが切断されたデ
    コーダのメインワード線が選択されたことを通知する制
    御信号を出力することを特徴とする請求項4記載の半導
    体記憶装置。
  7. 【請求項7】複数のデコーダから出力された前記制御信
    号が一にまとめられて一の出力端子から外部に出力され
    ことを特徴とする請求項4記載の半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】アドレスを調査し、前記出力端子の出力値
    に基づき、前記回路手段が活性化されたアドレスを所定
    のアドレス領域に記録して、不良メモリセルへのアクセ
    スの制御を行なうことを特徴とする請求項又は7記載
    の半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】前記デコーダから出力される前記制御信号
    に基づきメモリセルアレイの入出力を制御するようにし
    ことを特徴とする請求項記載の半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】メインワード線とサブワード線から成る
    2重ワード線構成を有し、 前記メインワード線が相補型のメインワード線対から成
    る半導体記憶装置において、 前記メインワード線をデコードするデコーダが、待機時
    に、前記メインワード 線対を同電位にする回路手段を備
    え、 テストモードを制御するテストモード信号を入力し、 前記メインワード線の不良検出テスト時に、前記メイン
    ワード線のデコーダ回路までの信号経路は活性化され、 その他の回路ブロックのうち定常電流を流す回路ブロッ
    クが非活性化されるように構成された、 ことを特徴とす
    る半導体記憶装置。
  11. 【請求項11】前記テスト時に、前記テストモード信号
    に基づき前記メインワード線の電圧を変化させることを
    特徴とする請求項10記載の半導体記憶装置。
  12. 【請求項12】前記テスト結果に基づき、前記回路手段
    の活性化が決定されることを特徴とする請求項10記載
    の半導体記憶装置。
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