JP2963789B2 - 復号器 - Google Patents

復号器

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    • G11C29/808Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved layout using a flexible replacement scheme

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は集積回路の分野、特に
メモリに関する。
【0002】
【従来の技術及び課題】図1は従来のダイナミック・ラ
ンダムアクセス・メモリ(DRAM)の冗長方式を示す
略図で、MBと記した各々のメモリ・ブロックには確認
用の添字が付してあり、何れもメモリ・ブロックに関連
した複数個の冗長なメモリ・ブロックRBにも同じ添字
を付してある。各々の冗長なメモリ・ブロックRB及び
それに関連するメモリ・ブロックMBはビット線を共有
する(各々のビット線がBLで示されている)。図1に
複数個のセンスアンプも示されており、各々のセンスア
ンプS/Aは、関連するメモリ・ブロックに隣接して設
けられていてそれと同じ添字を付してある。冗長なメモ
リ・ブロックは交代的な記憶作用をするのに役立つ。例
えば、ワード線WL1 、又はメモリ・ブロックMB1
でワード線WL1 に沿ったメモリ・セルが不良である場
合、冗長なメモリ・ブロックRB1 にあるワード線WL
1 R がその行(図面では垂直の列として示してある)の
メモリ・セル(各々の星印がメモリ・セルを表わす)と
共に使われる。
【0003】
【発明の目的】この発明の目的は新規で改良された復号
器を提供することである。この発明の別の目的はメモリ
冗長方式に対する新規で改良された復号器を提供するこ
とである。この発明の上記並びにその他の目的及びその
特徴及び利点は、以下図面について詳しく説明する所か
ら明らかになろう。図面に全体に亘り、該当する場合、
参照数字は一貫して用いられている。
【0004】
【課題を解決する為の手段及び作用】上に述べたこの発
明の目的が、部分回路入力を受取る一連のトランジスタ
で構成された復号器によって達成される。各々の部分回
路はヒューズを持っており、これは特定のアドレス状態
に対応して(即ち、1又は0に)セットされている。従
って、復号器は特定のアドレスに応答する。復号器がト
ランジスタに対する共通線に接続され、対応する部分回
路にビット毎に入力された現在のアドレスが、主たるメ
モリの交換が決定されているアドレスと合う時、必要な
状態が達成される。必要な状態にある共通線が、駆動器
を作動して、冗長の交換用メモリを作動することができ
る。各々の復号器はそのトランジスタの一部分に関連し
た複数個のヒューズを持っており、これは、現在のアド
レスに先行する全てのメモリ位置のセグメントを交換す
る様な形で設定することができる。
【0005】
【実施例】図2はこの発明の第1の好ましい実施例のD
RAM冗長方式の略図である。図示の様に、複数個のメ
モリ・ブロックに対して1つの冗長なメモリ・ブロック
RBしか必要としない。冗長なメモリ・ブロックRB
は、冗長なブロック及び関連するメモリ・ブロックのビ
ット線が共有であった従来とは異なり、それ自身の独立
のビット線(何れもBLと記す)を持っている。この場
合、局部入力/出力(L I/O)データ線は、冗長な
メモリ・ブロックRB及び複数個のメモリ・ブロックM
Bが共有する。メモリ・ブロックMB1 のワード線WL
1 に関連する欠陥があった場合、冗長なブロックからの
ワード線WL1 R を冗長なブロックRBにある関連する
メモリ・セルと共に使う。この代わりに、冗長なブロッ
クRBを使うことにより、任意の他のブロックからのワ
ード線及びメモリ・セルを交換することができる。補正
することができるワード線及び関連する回路(即ち、メ
モリ・セル)の数は、冗長なブロックにあるワード線及
び関連する回路の数に関係する。即ち、冗長なブロック
が5行のメモリ・セルを持っていれば、どのメモリ・ブ
ロックからでも、5本のワード線及びそれに関連するセ
ルを補正することができる。図3は64メガビットDR
AMを構成したこの発明の第1の好ましい配置図であっ
て、選ばれた部品を分解図で示している。図3の64メ
ガビットDRAMには、8,000個(8K)のメモリ
・セル16,000個(16K)のワード線及び2,0
00個(2K)のセンスアンプ(S/A)がある。図示
の様に、破線に沿った一部分の分解図が、1つの16メ
ガビット象限2を詳しく示している。各々の16メガビ
ット象限には4,000個(4K)のメモリ・セルと
8,000個(8K)のワード線がある。各々の16メ
ガビット・メモリ象限に対し、冗長な行4のブロックが
ある。この例では、冗長な行の各々のブロック4には、
64個の冗長なメモリの行がある。各々の16メガビッ
ト象限2が4つの4メガビット(4M)メモリ・ブロッ
クに仕切られ、各々のブロックは4つの512キロビッ
ト(512K)メモリ・アレイを有する。図示の様に、
破線に沿ったメモリの別の分解図が、4メガビットのメ
モリ・ブロックを詳しく示している。図面を分かり易く
する為、センス・アンプS/Aの一部分と共に、1つの
512Kアレイだけに符号を付している。センス・アン
プの一部分が各々のアレイに接している。各々の4メガ
ビットのブロックには1,000個(1K)のメモリ・
セルと2,000個(2K)のワード線とがある。4メ
ガビットのブロックにあるビット線の数は2,000程
度である。符号を付した512Kのアレイ及びそれに関
連するセンス・アンプS/Aを更に分解して詳しく示し
てあり、その図でビット線BLは捩り形である。各々の
512Kアレイには、128個のメモリ・セルと256
個のワード線とがある。ワード線WLINE及びビット
線YSELECTが、夫々の行復号器及び列復号器YD
ECによって選択されるワード線及びビット線を示す。
図示の様に、ビット線とワード線の交差が、選ばれたメ
モリ・セルの場所を示す。REDUN BITLINE
Sと記した密な間隔の垂直線の小さな一部分は、冗長な
メモリ・セルに対するビット線を示す。アドレス、制御
及び入力/出力(I/O)に対するボンド・パッド3
が、チップ2の中央に沿った小さな四角によって示され
ている。幅の広いデータ通路回路の場所が図示の様に示
されている。
【0006】64メガビットDRAMを構成するこの発
明について図3に示したのに代わる2番目の好ましい配
置が、図4の略図に示されている。冗長なブロックの位
置は図3に示したものとは異なる。冗長なブロックが列
復号器(YDEC)の近くにあることに注意されたい。
冗長なブロックを列復号器の近くのこの様に位置ぎめす
ることにより、メモリの動作速度を高めることができ
る。
【0007】DRAMのメモリ・セルは、データの消滅
を防ぐ為に、リフレッシュしなければならない。一般的
に、この為、セルのワード線を付勢して、セルのビット
線がセンスアンプを介してセルにデータを再び挿入する
ことができる様にする。メモリ・セルのリフレッシュ
は、セルからデータを読取った後に必要である。キャパ
シタの洩れを通じてメモリの記憶が失われるのを防止す
る為にも、日常的にリフレッシュが必要である。64メ
ガビットDRAMの好ましい実施例のリフレッシュ動作
は、一度に8Kのメモリ・セルがリフレッシュされる様
になっている。これは言換えると、64メガビットのチ
ップの4本のワード線(各々のワード線に2Kのメモリ
・セルがある)が同時にリフレッシュされることにな
る。列アドレス・プログラム(CA PROG)が信号
ビットCA又はCA を発生し、これは関連するセルの
データをそこから希望する任意のワード線を含む4つの
ワード線をリフレッシュの為に選択することができる様
にする。図5は、考ええられる1つの方式を示す略図
で、リフレッシュの為にワード線を選択するの信号ビッ
トを使うことを示している。対角線上に配置された一対
の16メガビット象限からの2本のワード線のメモリ・
セルがリフレッシュされる。例えば、信号ビットCAが
論理高である時、その補数である信号ビットCA は論
理低である。従って、図5に示す方式では、16メガビ
ット象限1にある2本のワード線が、16メガビット象
限4にある2本のワード線と共にリフレッシュされる。
この代わりに、信号ビットCA が論理高である時、そ
の補数である信号ビットCA4 が論理低であり、従って
2つの16メガビット象限2及び3の2本のワード線が
リフレッシュされる。信号ビットCA及びCA の論理
状態について上に述べた何れの場合も、リフレッシュの
為に選択されたセルに対する1本のワード線は、そこか
ら上方を読取る為に選択されたセルに対するワード線で
ある。選択されたワード線のセルのリフレッシュは、選
択されたセルの上方が読取られた後に行なわれる。選択
されたセルの行アドレスが不良のワード線を持つものと
して回路(図面に示していない)によって同定されたア
ドレスに対応する場合、そのセルと冗長なワード線のセ
ルとの交換は、次に述べる様に行われる。
【0008】図6は行冗長方式のブロック図である。図
示の様に、夫々及び左及び右の予備行アレイと呼ぶ冗長
の行4が、8本のワード線(WL)の2グループ、16
WLの1グループ、及び32 WLの1グループに夫
々分割される。1,2,3及び4と記した復号器で構成
される付能回路が、1,2,3及び4と記した冗長なワ
ード線ブロックを付能して、複数個のレーザ・リンク復
号器から受取った信号に基づいて、4メガビット・ブロ
ック内にあるワード線の行のメモリの交換を行なう。復
号器の代わりに、付能回路は駆動器で構成してもよく、
この場合予備の行アレイに於る冗長な行の選択は、複数
個のレーザ・リンク復号器によって決定される。図6に
は8個のレーザ・リンク復号器しか示していないが、そ
の数を少なくしても多くしてもよい。ワード線に沿った
冗長なメモリは、冗長でない、即ち主たるメモリ・アレ
イからのアドレスの一部分によってアドレス可能であ
る。従って、主メモリからの現在のアドレスが例えば1
2ビット長であるが、冗長なメモリは、12ビット長の
現在のアドレスの最下位の2乃至4ビットを反映するも
のであってよい2乃至4ビットによってアドレスするこ
とができる。ワード線ブロック1は、行アドレスRA0
乃至RA1によってアドレス可能な32本のワード線を
有する。ワード線ブロック2は、行アドレスRA0乃至
RA3によってアドレス可能な16本のワード線を有す
る。ワード線ブロック3は行アドレスRA0乃至RA2
によってアドレス可能な8本のワード線を有する。ワー
ド線ブロック4は行アドレスRA0乃至RA2によって
アドレス可能な8本のワード線を有する。上に述べたア
ドレス能力の結果として、例えば1番目の4メガビット
・ブロックの行3−10が不良であった場合、レーザ・
リンク復号器1乃至4の何れかが、これらの不良の行
を、RA0−RA4によってアドレスされる冗長ブロッ
ク1にある利用し得る32個のワード線行の冗長なメモ
リに交換することができる。例えば、1番目のブロック
の不良の行3−10の他に、2番目の4メガビット・ブ
ロックの行3−10が不良である場合、復号器5又は6
が、2番目のブロックにある不良の行を、RA0−RA
3によってアドレスされる冗長ブロック2にある利用し
得る16個のワード線行の冗長なメモリからの冗長な行
と交換することができる。更に、3番目の4メガビット
・ブロックの行3−10が更に不良である場合、復号器
7が3番目のブロックにある不良の行を、RA0−RA
2によってアドレスされる冗長ブロック3にある利用し
得る8個のワード線行の冗長なメモリからの冗長な行と
交換することができる。1番目、2番目および3番目の
ブロックにある不良の行3−10の他に、4番目の4メ
ガビット・メモリ・ブロックにある行3−10が不良で
ある場合、復号器8が、4番目のメモリ・ブロックにあ
る不良の行を、RA0−RA2によってアドレスされる
冗長ブロック4にある利用し得る8個のワード線行の冗
長なメモリからの冗長な行と交換することができる。図
示の様に、冗長なワード線ブロックは右側又は左側の予
備の行アレイの何れかにある。右側又は左側の予備の行
の選択は、行アドレスRA11及びその補数RA11
によって決定され、アドレス・ビットが高信号であれ
ば、対応する予備の行アレイが選択される。メモリに対
する最適の交換方式は、線形プログラミング又はその他
の方式を用いて、コンピュータ・プログラム9(図6に
PROGとして示す)によって決定することができる。
この代わりに、この発明のこう云う一面を実施するの
に、コンピュータ・プログラムは必要ではない。従っ
て、人間であるオペレータが交換の順序を決定すること
ができる。
【0009】図7は行冗長レーザ・リンク復号器の回路
図を示す。何れも39と記した複数個のnチャンネル形
電界効果トランジスタが、冗長選択信号線RDXSEL
及び回路のアースの間に結合されている。各々のトラン
ジスタ39の代わりにpチャンネル形電界効果トランジ
スタを使ってもよい。更に、トランジス39の代わり
に、バイポーラ・トランジスタを使い、ゲート接続に置
換え、ドレイン及びソース接続の或る組合せをコレクタ
・エミッタ接続に置換えることができる。何れもAに続
く数で表わした復号器の部分回路が、関連するトランジ
スタ39のゲートに接続されている。pチャンネル形プ
リチャージ・トランジスタ40のソースを回路の電源電
圧Vccに接続し、そのドレインを線RDXSELに接
続する。プリチャージ信号PCをトランジスタ40のゲ
ートに送出す。プリチャージ信号PCがトランジスタ4
0をターンオンし、この結果プリチャージ線RDXSE
Lが論理高レベルになる。ヒューズ44が、トランジス
タ39及びトランジスタ40を含む隣合ったトランジス
タのドレインの間に接続される。トランジスタ45,4
7がアースに接続され、何れも夫々ヒューズ49,51
を介して線RDXSELに結合されている。トランジス
タ45,47が夫々のヒューズ49,51と共に、その
RDXSEL線を低にすることにより、特定の復号器を
不作動にするように構成することができることに注意さ
れたい。トランジスタ45,47に対する入力をIA1
2及びIA12 と記してある。図7の四角42は、代
表的な復号器の部分回路Aの詳細図である。四角42に
示す様に、各々の部分回路Aは出力OUT及び入力IN
及びIN を持ち、これらの入力が夫々のnチャンネル
形トランジスタ46,48に接続される。部分回路Aの
各々の出力OUTが、39と記したトランジスタ内の1
つの関連するゲートに接続される。トランジスタ48の
ゲートがインバータ50の出力に接続され、トランジス
タ48のゲートがインバータ50の出力に接続される。
トランジスタ52のゲートがインバータ50の出力に接
続される。nチャンネル形プルダウン・トランジスタ5
2のドレインがヒューズ54を介して電源電圧Vccに
結合され、それがインバータ50の入力及びトランジス
タ46のゲートに接続される。部分回路Aのヒューズ5
4は、交換を必要とするメモリ行のアドレスの2進1に
対応してとばされる。2進アドレス・ビットに対応する
信号が、アドレス・ビットの補数に対応する信号と共
に、関連する部分回路Aの入力IN及びIN に夫々供
給される。論理高信号は、論理1ビットに対応し、論理
低信号は論理0ビットに対応する。図7によって2 12
のめもり一が表わされ、アドレスの最下位ビットに対応
する信号が部分回路A0に伝達され、次に続くビットに
対応する各々の信号が、この符号の数字部分を1ずつ増
加した部分回路Aに伝達される。例えば、アドレスの1
2番目のビットに対応する信号が、アドレスの12番目
のビットの補数に対応する信号と共に、部分回路A11
の入力IN及びIN に夫々伝達される。同様に、アド
レスの5番目のビットに対応する信号が、アドレスの5
番目のビットの補数に対応する信号と共に、部分回路A
4の入力IN及びIN に伝達される。例えば16メガ
ビットのメモリ象限の全てのアドレスに対応する信号
が、上に述べた様にして部分回路Aの入力に伝達され
る。
【0010】高信号が入力INに送られ、関連する部分
回路Aのヒューズ54がとんでいない場合、インバータ
50がトランジスタ48をオフに保ち、こうして入力I
の論理低信号が出力OUTへ行かない様にする。更
に、トランジスタ52はターンオフ保たれる。入力IN
の論理高信号が出力OUTに伝達され、ゲートが部分回
路Aに接続されたトランジスタ39が、線RDXSEL
の電圧をプリチャージ・レベルから引下げ、こうして、
現在のアドレスの行(その対応する信号がこの時部分回
路Aに入力されている)が交換を必要としないことを表
わす。そのヒューズ54がとんでいない部分回路Aの入
力INに論理低信号が入ると、トランジスタ48,52
が遮断される。論理低信号が出力OUTへ通過し、こう
して線RDXSELの電圧を引下げない。これは、更に
後に説明する様に、行を冗長な行によって交換すること
につながる様な状態である。然し、部分回路Aのヒュー
ズ54がとんでいる場合、その部分回路Aの入力INの
論理高信号は出力OUTに伝達されない。これは、電圧
Vccとそのゲートの間の接続が終了している為に、ト
ランジスタ46がターンオフになり、インバータ50が
トランジスタ48をターンオンして、入力IN の信号
(今の場合は論理低)が出力OUTに達する様にし、そ
の結果線RDXSELを引下げないからである。更に、
ヒューズ54がとんでいる場合、IN の何れかの信号
が、論理高である(又はその代わりに入力INの信号が
論理低である)場合、そのゲート論理高の入力IN
信号を持つ部分回路Aの出力に接続されているトランジ
スタ39が、線RDXSELを引下げ、こうして現在の
行アドレスに対応する行の交換の必要がないことを表わ
す。
【0011】行アドレスに対応する信号が部分回路Aに
入力された後に線RDXSELが高にとどまる場合、こ
れは、現在の行アドレスの行が、この発明の行冗長レー
ザ・リンク復号器に関連する冗長の行によって置換える
ことを必要とすることを示すのに十分である。或るブロ
ック内の2つ又は更に多くの行が交換を必要とする場
合、ヒューズ44をとばして、復号器が、不良の行、そ
れに先行する全ての行、その後別の最上位ビット・アド
レまでの全ての行、及びその中間にある全ての行に対す
る冗長のメモリ行を選択することができる様にする。従
って、ブロックの3番目及び10番目の行が冗長の行で
交換する必要がある場合、ヒューズ444 をとばし、行
1乃至31に交換する為の冗長の行を選択する。更に、
図6について説明した冗長交換方式は、主メモリ・アレ
イ内のどこかにあるメモリの交換に使う為に用いること
ができる。例えば、ヒューズ445 をとばすことによ
り、主メモリ・ブロック内にある最初の32行を交換す
ることが可能であるが、レーザ・リンク復号器で不良と
確認されたアドレスに応じて、32個のメモリ行の別の
グループを交換することが可能である。例えば、レーザ
・リンク復号器3は、1,035番目のアドレスを不良
と確認することがある。この不良のアドレスの他に、そ
のすぐ近くに不良である他のアドレスが存在する場合、
ヒューズ445 をとばして、1,003番目乃至1,0
35番目のメモリ行を交換することができる。
【0012】この発明を好ましい実施例について詳しく
説明したが、この説明が例に過ぎず、この発明を制約す
るものと解してはならないことを承知されたい。更に以
上の説明を読めば、当業者であれば、この発明の実施例
の細部の色々な変更並びにこの発明のその他の実施例が
容易に考えられよう。例えば、以上DRAMの場合につ
いてこの発明を説明したが、固定メモリ及び静止形ラン
ダムアクセス・メモリを含む任意のメモリに対する冗長
方式として使うことができる。更に、pチャンネル形ト
ランジスタ、nチャンネル形トランジスタ及びバイポー
ラ・トランジスタ(n形でもp形でも)は全体に亘り、
互いに置換えることができる。更に、レーザによってと
ばすことができるヒューズを説明したが、電気的にとば
すヒューズの様な他の形式のヒューズも考えられる。こ
の様な全ての変更及びその他の実施例も、特許請求の範
囲に云うこの発明の範囲内に属すると考えられる。以上
の説明に関連して、この発明は下記の実施態様を有す
る。
【0013】(1) 複数個のトランジスタと、該複数個の
トランジスタの各々に共通であって、それらに接続され
ている信号線と、何れも前記複数個のトランジスタの内
の関連する1つに接続されていて、ヒューズを含む複数
個の入力回路と、互いに直列に接続されている共に前記
複数個のトランジスタの内の関連する1つにも接続され
ている複数個のヒューズとを有する復号器。
【0014】(2) (1) 項に記載した復号器に於て、各々
のヒューズがレーザでとばすことができる復号器。
【0015】(3) (1) 項に記載した復号器に於て、信号
線に接続されるプリチャージ回路を有する復号器。
【0016】(4) (1) 項に記載した復号器に於て、各々
の入力回路が、第1,第2及び第3のトランジスタを含
み、第1のトランジスタがインバータの出力及び入力回
路のヒューズに接続され、第2のトランジスタがインバ
ータの入力及び入力回路のヒューズに接続され、第3の
トランジスタが第1及び第2のトランジスタに接続され
ている復号器。
【0017】(5) (1) 項に記載した復号器に於て、復号
器を不作動にする回路を有し、該回路は一対のトランジ
スタを有し、各々トランジスタは、対の他方とは入力信
号の補数を受取る様に作用し、更に信号線に接続された
一対のヒューズを有し、該対の各々のヒューズが前記対
の関連するトランジスタに接続されている復号器。
【0018】(6) (1) 項に記載した復号器に於て、各々
のトランジスタがnチャンネル形トランジスタである復
号器。
【0019】(7) (1) 項に記載した復号器に於て、各々
のトランジスタがpチャンネル形トランジスタである復
号器。
【0020】(8) (1) 項に記載した復号器に於て、各々
のトランジスタがバイポーラ・トランジスタである復号
器。
【0021】(9) (4) 項に記載した復号器に於て、第1
のトランジスタのベースがインバータの出力及び第3の
トランジスタに接続され、第1のトランジスタのドレイ
ンが入力回路のヒューズ、第2のトランジスタのゲート
及びインバータの入力に接続されている復号器。
【0022】(10) 複数個のヒューズの状態に関連し
て、多数のメモリ・セル位置の交換ができる様にするメ
モリ冗長方式の為の復号器を説明した。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のダイナミック・ランダムアクセス・メモ
リ(DRAM)冗長方式の略図。
【図2】この発明の第1の好ましい実施例のDRAM冗
長方式を示す略図。
【図3】64メガビットDRAMを構成するこの発明の
第1の好ましい配置図で、選ばれた部品を分解図で示
す。
【図4】64メガビットDRAMを構成するこの発明の
図3に示したのとはべつの第2の好ましい配置図。
【図5】リフレッシュの為のワード線の選択に信号ビッ
トを使うことを示す1つの方式を示す略図。
【図6】行冗長方式のブロック図。
【図7】行冗長レーザ・リンク復号器の回路図。
【符号の説明】
39,40 トランジスタ 42 部分回路 44 ヒューズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 29/00 G11C 11/401

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個のトランジスタと、該複数個のト
    ランジスタの第1の組の各々に共通であって、それらに
    接続されている信号線と、何れも前記複数個のトランジ
    スタの内の関連する1つに接続されていて、第1のヒュ
    ーズを含む複数個の入力回路と、前記信号線と前記複数
    個のトランジスタの第2の組の内の1つとの間に直列に
    接続されている複数個の第2のヒューズであってそれぞ
    れ前記複数個のトランジスタの第2の組の内の関連する
    1つに接続されている前記複数個の第2のヒューズとを
    有する復号器。
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