JP2981346B2 - 読み出し専用半導体記憶装置 - Google Patents
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Description
装置に関し、特に、製造段階で情報が書き込まれるマス
クROM(リードオンリメモリ)に関する。
用半導体記憶装置においては、素子寸法の微細化及び記
憶容量の大容量化に伴って、製造歩留まりを向上させる
ことが重要な課題になっている。マスクROMの製造歩
留りを向上させることを目的として、マスクROMの種
々の構造が提案されている。
1の例として、誤り訂正回路を内蔵したマスクROMが
あり、一部で実用化されている。第2の例としては、R
AM等で用いられているような予備メモリセルをワード
線単位あるいはビット線単位で備えたマスクROMがあ
る。そのようなマスクROMによれば、メモリセルアレ
イ中に不良のメモリセルが存在した場合、不良メモリセ
ルが予備のメモリセルに置き換えられる。
正回路を内蔵したマスクROMは、誤り訂正用ビット及
び誤り訂正用回路を余分に内蔵しているため、不良を救
済するための特別な処理時間は不要であるが、チップ面
積が20%以上も増大するという欠点を有している。
ト線)を設けたマスクROMには、RAM等とは異な
り、アドレスのみならず、大量のデータの情報が書き込
まれる必要がある。そのため、そのようなマスクROM
を実用化するのは困難であった。この理由を、1本のワ
ード線あるいはビット線に1024ケ以上のメモリセル
が接続される場合を例にとり、以下に、具体的に説明す
る。
メモリセルに不良が発生した場合でも、それらの不良メ
モリセル以外に、それらの不良のメモリセルが接続され
ているライン上のほかの正常であるメモリセルの情報に
ついても、各ヒューズ素子に書き込みを行う必要があ
る。
ク構成図を示している。図8には、センスアンプ40
と、ロウデコーダ60と、ビット線90と、ワード線i
と、選択回路50と、置換アドレス記憶部20と、置換
データ記憶部21とが示されている。図8に示されてい
るワード線iに不良メモリセルが接続されている場合、
ワード線iを特定するためのアドレス情報を、複数のヒ
ューズ素子(不図示)を有する置換アドレス記憶部20
に書き込む。書き込みは、所定のヒューズ素子にレーザ
光を照射し、そのヒューズ素子を切断することにより行
われる。さらに、ワード線iに接続されている不良メモ
リセルの情報を含む1024ケのメモリセル情報を、複
数のヒューズ素子(不図示)を有する置換データ記憶部
21に書き込む。この書き込みも、ヒューズ素子をレー
ザ光の照射により切断することにより行われる。この結
果、ワード線iに接続されているメモリセルに対してア
クセスが行われると、置換アドレス記憶部20の出力信
号がアクティブとなる。この出力信号により、置換デー
タ記憶部21の書き込まれた情報が選択回路50を通し
て出力される。
光により切断する箇所が非常に多くなるため、レーザ光
による切断処理時間が大幅に増大する。また、レーザ光
の切断の成功率が低くなるなどの理由により、製造歩留
りを実用的に向上させるのが困難であった。また、メモ
リセル内のトランジスタのソースまたはドレインに欠陥
が発生すると、そのビット線に接続している他のメモリ
セルの読み出し動作も正常に行われない場合が多々あ
る。これに対応する場合についても、上記と同様の方式
が採用されている。
れたものであり、その目的とするところは、チップ面積
及び不良救済の処理時間を殆ど増大させることなく、製
造歩留りが改善された読み出し専用半導体記憶装置を提
供することにある。
導体記憶装置は、複数のワード線と、複数のビット線
と、該ワード線とビット線の交点部分に配置された複数
のメモリセルとを有する読み出し専用半導体記憶装置で
あって、ビット線の延長方向に配列される複数のメモリ
セルが、各群がそれぞれ複数のメモリセルを含む複数の
メモリセル群に分割され、メモリセル群選択信号に基づ
いて、何れかのメモリセル群が、選択的に共通ビット線
に接続される構成と成した読み出し専用半導体記憶装置
に於いて、前記メモリセル群単位にて、冗長置換を行う
構成としたものであり、そのことにより、上記目的が達
成される。
憶装置のメモリセルアレイの回路構成例を示してる。メ
モリセルアレイは、メモリセル各列を列方向に区画して
形成されたバンク(図中に破線で示す)と呼ぶメモリセ
ル群Bm,2i-1、Bm+1,2i-1、・・・及びBm,2i、B
m+1,2i、・・・を有している。行方向に並ぶ各バンクB
m, 2i-1、Bm,2i、・・・の間には、拡散層からなる副ビ
ット線(第1ビット線)SBm,2i-2、SBm,2i-1、SB
m,2i、・・・が形成されている。各副ビット線は、バン
ク内の各メモリセルMに接続されている。
m,2i、・・・は、列方向に延びる主ビット線(第2ビッ
ト線)MBi-1、MB1、・・・に、バンク選択用MOS
FET(トランスファゲートトランジスタ)Q
Om,2i-2、QOm,2i-1、QOm,2i・・・を介して、接続
されている。主ビット線MBi-1、MB1、・・・は、低
抵抗金属層から形成され、1本の主ビット線(例えば、
MB1)に対して2本の副ビット線(SBm,2i-1及びS
Bm,2i)が接続されている。
QOm,2i-1、QOm,2i・・・のゲートには、バンク選択
線BOmが接続されている。各メモリセル(トランジス
タ)のゲートには、ワード線WL1からWLnが接続され
ている。副ビット線SBm,2i -2、SBm,2i-1、S
Bm,2i、・・・には、更に、バンク選択用MOSFET
QEm,2i-1、QEm,2i・・・が接続され、それらの各ゲ
ートは、バンク選択線BEmが接続されている。主ビッ
ト線は、主ビット線を接地させるためのトランジスタQ
i-1、Qi+1、・・・、及びデータをセンスするためのセ
ンスアンプに接続されている。
は、複数のバンクに分割されており、各バンクは、複数
のメモリセルを有している。このようなメモリセルアレ
イでは、例えば、副ビット線である一つの拡散層に欠陥
が発生するとその拡散層に接続されているメモリセルの
みが不良となる。
る。図2に示されているように、本実施例は、複数のメ
モリセルを有するメモリセルアレイ1aと、外部からの
アドレス入力を受け取るアドレスバッファ5と、メモリ
セルアレイ1a中の特定のメモリセルをアドレス入力に
応じて選択するためのロウデコーダ2及びコラムデコー
ダ3と、選択されたメモリセルからデータを読み出すた
めのセンスアンプ4と、センスアンプ4からの出力に基
づいて、データを出力する出力回路6と、を備えてい
る。メモリセルアレイ1aの詳細な構成は、図1に示さ
れている。
に、センスアンプ4と出力回路6との間に設けられた切
り換え回路7と、置換バンクアドレス記憶回路部8と、
置換データ記憶回路部9と、置換データビット指定記憶
回路部10とを備えている。
バッファ5を介して、複数のバンクから特定のバンクを
選択するためのロウデコーダ2及びコラムデコーダ3に
伝達される。そのアドレス入力信号は、また、アドレス
バッファ5を介して、置換バンクアドレス記憶回路部8
及び置換データ記憶回路部9に入力される。
メモリセルを含む不良のバンクのアドレス情報を記憶す
る。置換バンクアドレス記憶回路部8の出力信号によ
り、置換されるバンクが判明する。置換バンクアドレス
記憶回路部8の出力信号は、置換データ記憶回路部9、
および置換データビット指定記憶回路部10に伝達され
る。
号を受け取った置換データ記憶回路部9は、置換される
バンクの各メモリセル情報を記憶する。置換バンクアド
レス記憶回路部8の出力信号を受け取った置換データビ
ット指定記憶回路部10は、メモリセルアレイ1a内よ
り読み出される不良バンクがm個のセンスアンプの内の
いずれのアンプに出力されるかを記憶する。
記憶回路部10の出力信号(BIT)に応じて、不良バ
ンクが読み出されたときのセンスアンプ4からの出力を
マスクし、そのセンスアンプ4からの出力の代わりに、
置換データ記憶回路部9からの出力信号(RDATA)
を、出力回路6に伝達する。
らの各回路の構成例を説明する。
の一構成例を示している。図3の置換バンクアドレス記
憶回路部8は、前述したように、欠陥メモリセルを含む
不良のバンクのアドレス情報を記憶する回路である。置
換バンクアドレス記憶回路部8は、アドレスデコーダ1
1と、アドレスデコーダ11の出力部に接続された複数
のラインと、各ゲート電極がそれらのラインに接続され
た複数のトランジスタとを備えている。各トランジスタ
のソース/ドレインの一方は、接地され、他方は、ポリ
シリコンヒューズ素子AF11〜AFn1、・・・、AF1j
〜AFnj及び二段インバータを介して、出力端子に接続
されている。アドレスデコーダ11の出力は、デコード
出力信号Q1〜Qnとして、上記ラインの各々に伝達され
る。出力端子からは、出力信号RAD1からRADjが出
力される。これらの出力信号RAD1からRADjは、置
換データ記憶回路部9及び置換データビット指定記憶回
路部10に伝達される。
クアドレス記憶回路部8のアドレスデータ11が受け取
ると、アドレスデコーダ11は、デコード出力信号Q1
〜Qnのうち、いずれか1つをアクティブ(「Hig
h」レベル)にする。アクティブなデコード出力信号が
伝達されたラインに接続されているトランジスタは、導
通状態となる。その結果、ポリシリコンヒューズ素子A
F11〜AFn1、・・・、AF1j〜AFnjのトランジスタ
側部分の電位は、接地レベルに低下する。
発生した場合、そのバンクを置換するために、そのバン
クを指定するバンクアドレスに応じて、ポリシリコンヒ
ューズ素子AF11〜AFn1、・・・、AF1j〜AFnjの
いずれかを切断する。こうして、欠陥メモリセルを含む
不良バンクのアドレス情報が記憶される。
例を示している。この置換データ記憶回路部9は、バン
ク内のメモリセルを選択するためのアドレス信号と置換
バンクアドレス記憶回路部8の出力信号RAD1からR
ADjを受け取る。置換データ記憶回路部9は、前述し
たように、置換されるバンクの各メモリセル情報を記憶
する回路である。図4に示されるように、この置換デー
タ記憶回路部9は、アドレスデコーダ12と、アドレス
デコーダ12の出力部に接続された複数のラインと、各
ゲート電極がラインに接続された複数のトランジスタ
と、を備えている。各トランジスタのソース及びドレイ
ンの一方は、ポリシリコンヒューズ素子を介して、接地
されており、他方は、他のトランジスタ及び二段インバ
ータを介して、出力端子に接続されている。アドレスデ
コーダ12の出力は、出力信号P1からPjとして、上記
ラインの各々に伝達される。出力端子からは、出力信号
RDATAが出力される。前記他のトランジスタのゲー
ト電極には、それぞれ、置換バンクアドレス回路部の出
力信号RAD1からRADjが与えられる。
ば、ワード線WL1が選択されると、図4のアドレスデ
コーダ12の出力P1は、アクティブ(「High」レ
ベル)となる。また、ワード線WLhが選択されると、
出力Phがアクティブ(「High」レベル)となる。
図2に示されている不良バンクk内のメモリセルMk1〜
Mkhの記憶情報「1」/「0」に応じて、図4の置換デ
ータ記憶回路部9内のポリシリコンヒューズ素子DF11
〜DF1h、・・・、DFj1〜DFjhの切断/非切断を予
め行うことにより、置換されるバンクの各メモリセル情
報(置換データ)が記憶される。
る。例えば、バンクkのメモリセルMk1〜Mkhが不良と
なっている場合において、このバンク内のメモリセルM
k1がアクセスされると、バンクkが選択されていること
により、図3のアドレスデコーダ11の出力信号Qkが
アクティブ(「High」レベル)となる。ポリシリコ
ンヒューズ素子AFk1が予め切断されていると、RAD
1信号がアクティブ状態(「High」レベル)とな
る。バンクk以外についてアクセスがされると、アドレ
スデコーダ11の出力信号Qkがアクティブとならない
ため、RAD1信号もアクティブとならず、誤った置換
動作は行われない。また、メモリセルMk1〜Mkhのう
ち、Mk1が選択されると、図4のアドレスデコーダ12
の出力信号P1がアクティブ(「High」レベル)と
なる。このため、ポリシリコンヒューズDF11の記憶情
報がRDATAに伝達される。
10の一構成例を示している。この置換データビット指
定記憶回路部10は、置換バンクアドレス回路部の出力
信号RAD1からRADjを受け取る。図5に示されるよ
うに、この置換データビット指定記憶回路部10は、出
力信号RAD1からRADjを受け取る複数のラインと、
各ゲート電極がラインに接続された複数のトランジスタ
と、を備えている。各トランジスタのソース/ドレイン
の一方は、ポリシリコンヒューズ素子BF11〜BFj1、
・・・、BFk1〜BFkjを介して、接地されており、他
方は、二段インバータを介して、出力端子に接続されて
いる。
トのうち、いずれのビットであるかを指定するために、
図5のポリシリコンヒューズBF11〜BFj1、・・・、
BFk1〜BFkjのいずれか1つが予め切断される。この
切断により、出力信号BIT1〜BITmのいずれか1つ
のみがアクティブとなるようにされる。
す。この切り替え回路は、センスアンプ4からのセンス
アンプ出力Skと、置換データ記憶回路部9からのRD
ATA信号と、置換データビット指定記憶回路部10か
らのBITK信号とを受け取る。切り替え回路7は、受
け取ったBITK信号に応じて、不良メモリセルからの
読み出し情報であるセンスアンプ出力Skをマスクし、
置換データ記憶回路部9からのRDATA信号を、出力
信号Dkとして出力回路6に出力する。バンクk内の他
のメモリセルMk3〜Mkhにアクセスする場合について
も、同様の動作が実行される。
メモリセルに不良が発生した場合、それらの不良メモリ
セル以外に、それらの不良のメモリセルが接続されてい
るライン上のほかの正常であるメモリセルの情報につい
ても、各ヒューズ素子に書き込みを行う必要がなくな
る。したがって、レーザ光により切断する箇所が非常に
少なくなるため、レーザ光による切断処理時間が大幅に
減少する。また、レーザ光の切断の成功率が低下しない
などの理由により、製造歩留りを実用的に向上させこと
ができる。このように、本実施例によれば、チップ面積
及び不良救済の処理時間を殆ど増大させることなく、製
造歩留りが改善される。
ルアレイ1a以外のメモリセルアレイを備えた読み出し
専用半導体記憶装置にも、適用され得る。例えば、図7
に示すように、複数のメモリセルが直列接続されたメモ
リセル列と該メモリセル列に直列接続された選択用MO
SFETとからなるメモリセル群が出力線となるビット
線に複数並列接続された構成からなるメモリセルアレイ
1bを備えた読み出し専用半導体記憶装置に本発明を適
用すれば、メモリセル群単位での置換が可能となる。
よる切断に限られない。電気的な手法による切断によっ
てもよい。
よれば、メモリセル群単位でデータの書換えをすること
ができる。このため、そのようなデータの書き換えに必
要なヒューズ素子の切断箇所数を最小限に抑えることが
できる。この結果、ヒューズ素子切断の成功率が向上
し、ヒューズ素子切断処理時間が短縮される。本発明に
よれば、このような効果が、読み出し専用半導体記憶装
置のサイズ(チップサイズ)をほとんど増大させること
なく実現される。
モリセルアレイの一構成例を示す図である。
成を示す図である。
成を示す図である。
図である。
構成を示す図である。
る。
モリセルアレイの他の構成例を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数のワード線と、複数のビット線と、
該ワード線とビット線の交点部分に配置された複数のメ
モリセルとを有する読み出し専用半導体記憶装置であっ
て、 ビット線の延長方向に配列される複数のメモリセルが、
各群がそれぞれ複数のメモリセルを含む複数のメモリセ
ル群に分割され、メモリセル群選択信号に基づいて、何
れかのメモリセル群が、選択的に共通ビット線に接続さ
れる構成と成した読み出し専用半導体記憶装置に於い
て、 前記メモリセル群単位にて、冗長置換を行う構成とした
ことを特徴とする読み出し専用半導体記憶装置。
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