JP3077868B2 - 半導体記憶回路装置 - Google Patents

半導体記憶回路装置

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JP3077868B2
JP3077868B2 JP05333207A JP33320793A JP3077868B2 JP 3077868 B2 JP3077868 B2 JP 3077868B2 JP 05333207 A JP05333207 A JP 05333207A JP 33320793 A JP33320793 A JP 33320793A JP 3077868 B2 JP3077868 B2 JP 3077868B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶回路装置に
関し、特に冗長回路を備えた半導体記憶回路装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年半導体記憶装置の記憶容量の増大に
伴いワード線の選択を階層的に行うデバイデッドワード
ライン方式(または、二重ワード線選択方式)が、用い
られてきている。第一の従来例として、図7に、従来の
デバイデッドワードライン方式または、二重ワード線選
択方式の半導体記憶装置のワード線に対する冗長回路方
式を示すブロック構成を示し、図8にその一部分を示す
(特開平3−176898号公報)。この図において、
201は、アドレスバッファ、202は、正規メモリセ
ル、203は、冗長メモリセルである。上記のメモリセ
ル202は、n個の分割されたメモリブロック224か
ら成り立っている。225は、上記アドレスバッファ2
01からの信号を受けて、メモリブロック224ごとに
独立した分割ワード線を選択する信号を、メモリブロッ
ク全ての行方向に共通な行選択線(以下メインワード線
と称する)227を通じて出力するワードデコーダ、2
06は、ビット線207を選択する信号を出力するビッ
トデコーダである。208は、ビット線へ入出力バッフ
ァからのデータを読み書きするセンスアンプである。2
09は、入出力アンプである。228は、上記メモリブ
ロック224を選択するためのメモリブロック選択線を
選択するためのメモリブロック選択線229を選ぶメモ
リブロックデコーダ、230は、内部デコード回路であ
る。231はメモリブロック224ごとに設けられ、メ
インワード線227とブロック選択線229からの信号
により選択されたメモリブロック224内の分割ワード
線226を選ぶ分割デコーダである。この方式では、外
部から入力されるアドレス信号は、アドレスバッファ2
01を通り、ワード線選択用アドレスは、ワードデコー
ダ225、メモリブロック選択用デコーダは、メモリブ
ロックデコーダ228にはいる。ワードデコーダ225
では入力されたワード線選択用のアドレス信号によって
メインワード線227を有効とし、メモリブロックデー
タ228では、入力されたメモリブロック選択用アドレ
ス信号によって同様にメモリブロック選択線229が選
ばれる。ブロックワードデコーダ231により、上記メ
インワード線227とブロック選択線229の信号から
メモリブロック224内の選択された分割ワード線22
6が有効になる。
【0003】ビットデコーダ206では入力されたビッ
ト線選択用のアドレス信号によってビット線207を有
効とする。
【0004】選択された分割ワード線とビット線の交点
のメモリセル214のデータをセンスアンプで増幅し入
出力バッファから外部へ出力する。
【0005】正規メモリセル202の行方向に不良が見
つかった場合には、スペア選択回路233の外部からの
プログラムによりスペアワードデコーダ235が選択さ
れ、不良メモリセルに接続されているメインワード線が
スペアワード線232に置換される。この他は、正規メ
モリセルと同様の動作によりセルを選択しデータを入出
力する。
【0006】第2の従来例として、図9に、従来のデバ
イデッドワードライン方式または、二重ワード線選択方
式の半導体記憶装置の冗長回路方式を示すブロック構成
図を示す(特開平3−176898号公報)。本方式
は、分割ワード線の選択方式は、第1の従来例と等し
く、メモリブロックの不良に対し、正規メモリセルと分
割ワード線、およひビット線を共用しないように設けら
れた冗長メモリセルブロック341に置換される。その
ほかの構成、動作は、第1の従来例に等しい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の冗長回路
では、分割ワード線の不良に対しメインワード線単位、
または、メモリセルブロック単位の置換となるため、正
常な分割ワード線も同時に置換されることになり、その
分、冗長回路が大きくなるという欠点がある。また、第
2の実施例では、正規回路と冗長回路でメインワード線
を共有するため、メインワード線の不良置換できないと
いう欠点がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】 本発明の半導体記憶回
路装置は、複数のメインワード線と、複数のメインワー
ド線の各々に対応して設けられた複数の分割ワード線
と、複数の分割ワード選択線と、メインワード線及び分
割ワード選択線の選択に応答して複数の分割ワード線の
うち一つの分割ワード線を選択する分割ワードデコーダ
と、複数の分割ワード線の各々に対応して設けられたメ
モリセルと、メインワード線選択アドレス及びサブワー
ド線選択アドレスを受け分割ワード線置換回路に記憶さ
れているアドレスとの一致不一致に基づき第1選択信号
を活性化又は不活性化する第1スペア選択回路と、第1
選択信号を受ける第1スペア分割ワードデコーダ及び第
1スペア分割ワードデコーダの駆動により駆動される第
1スペア分割ワード線を備える第1の冗長回路と、第1
選択信号が活性化/不活性化されたときメインワード線
選択アドレスに対応するメインワード線及びサブワード
線選択アドレスに対応する分割ワード選択線の駆動を許
可し、第1選択信号が不活性化/活性化されたときメイ
ンワード線選択アドレスに対応するメインワード線及び
分割ワード線選択アドレスに対応する分割ワード選択線
の駆動を禁止し第1スペア分割ワードデコーダを駆動さ
せる手段と、メインワード線選択アドレスを受けメイン
ワード線置換回路に記憶されているアドレスとの一致不
一致に基づき第2選択信号を活性化又は不活性化する第
2スペア選択回路と、サブワード線選択アドレス及び第
2選択信号を受ける第2スペア分割ワードデコーダ及び
第2スペア分割ワードデコーダの駆動に応じて駆動され
る第2スペア分割ワード線とを備える第2の冗長回路
と、第2選択信号が活性化/不活性化されたときメイン
ワード線選択アドレスに対応するメインワード線及びサ
ブワード線選択アドレスに対応する分割ワード選択線の
駆動を許可し、第2選択信号が不活性化/活性化された
ときメインワード線選択アドレスに対応するメインワー
ド線及びサブワード線選択アドレスに対応する分割ワー
ド線選択線の駆動を禁止しサブワード線選択アドレスに
選択される第2スペア分割ワードデコーダの駆動を許可
する手段とを有することを特徴とする。
【0009】
【実施例】以下実施例につき図面を用いて説明する。図
1に本発明の第1の実施例のブロック図を示す。図2に
本発明の第1の実施例のブロック図の一部分の詳細図を
示す。図3に本発明の第1の実施例のブロック図の別の
一部分の詳細図を示す。図4に本発明の第1の実施例の
不良置換手順を示す。図5に本発明の第1の実施例の回
路図の一部分を示す。図6に本発明の第1の実施例の回
路図の一部分を示す。これら各図において、001は、
アドレスバッファ、002は、正規メモリアレイブロッ
ク、003は、冗長メモリアレイブロック、004は、
入出力バッファ、005は、スペア選択回路である。
【0010】前記正規メモリアレイブロック002にお
いて、102は、正規メモリセル、103は、冗長メモ
リセルである。上記のメモリセル102は、n個の分割
されたメモリブロック124から成り立っている。12
5は、上記アドレスバッファ001からの信号を受け
て、メモリブロック124ごとに独立した分割ワード線
を選択する信号を、メモリブロック全ての行方向に共通
な行選択線(以下メインワード線と称する)127を通
じて出力するワードデコーダ、106は、ビット線10
7を選択する信号を出力するビットデコーダである。1
08は、ビット線へ入出力バッファからのデータを読み
書きするセンスアンプである。128は、上記メモリブ
ロック124を選択するためのメモリブロック選択線を
選択するためのメモリブロック選択線129を選ぶメモ
リブロックデコーダ、130は、内部デコード回路であ
る。本実施例では、メモリブロック選択線129は、メ
モリブロック124毎に4本ずつ配置される。131は
メモリブロック124ごとに設けられ、メインワード線
127とブロック選択線129からの信号により選択さ
れたメモリブロック124内の分割ワード線126を選
ぶ分割デコーダである。この方式では、外部から入力さ
れるアドレス信号は、アドレスバッファ001を通り、
ワード線選択用アドレスは、ワードデコーダ125、メ
モリブロック選択用デコーダは、メモリブロックデコー
ダ128にはいる。ワードデコーダ125では入力され
たワード線選択用のアドレス信号によってメインワード
線127を有効とし、メモリブロックデータ128で
は、入力されたメモリブロック選択用アドレス信号によ
って同様にメモリブロック選択線129が選ばれる。ブ
ロックワードデコーダ131により、上記メインワード
線127とブロック選択線129の信号からメモリブロ
ック124内の選択された分割ワード線126が有効に
なる。
【0011】ビットデコーダ106では入力されたビッ
ト線選択用のアドレス信号によってビット線107を有
効とする。
【0012】選択された分割ワード線とビット線の交点
のメモリセル114のデータをセンスアンプで増幅し入
出力バッファから外部へ出力する。
【0013】正規メモリセル102の行方向に不良が見
つかった場合には、まず、図4の手順で不良がメインワ
ード線の置換を要するものか、分割ワード線のみの置換
を要するものかを判断する。不良が分割デコーダの置換
で済む場合には、不良メモリセルに接続する分割ワード
線のみが置換される。
【0014】従って、特定の分割ワード線を置換するた
めにスペア選択回路005内には、図5に示すようにス
ペア分割ワード線1本に一組の分割ワード線置換回路1
40を有する。一組の分割ワード線置換回路140内で
は、分割ワード線を選択するアドレス線、すなわちメイ
ンワード線選択アドレス線、サブワード線選択アドレス
線、ブロック選択アドレス線が、NチャネルMOSトラ
ンジスタ141のゲート電極と接続する、NチャネルM
OSトランジスタ141のソース電極は、接地し、ドレ
インは、スペア分割ワード線プログラムビューズ142
に接続する。スペア分割ワード線プログラムヒューズ1
42は、共通節点147に接続する。共通節点147
は、PチャネルMOSトランジスタ143のソース電極
と接続する。PチャネルMOSドランジスタ143のド
レイン電極は、電源と接続し、ゲート電極は、アドレス
活性化信号146と接続する。アドレス活性化信号14
6は、アドレス入力時にPチャネルMOSトランジスタ
143をOFFする。このとき共通節点147は、ドレ
イン電極を電源と接続し、ソース電極を共通節点147
と接続し、ゲート電極を共通節点148と接続したPチ
ャネルMOSトランジスタ144によってHレベルを保
持される。出力節点148は、インバータ145を介し
て共通接点147と接続し、共通節点147の反転信号
を出力する。
【0015】正規メモリセル102内の不良分割ワード
線を選択するアドレス線と接続するNチャネルMOSト
ランジスタ141に接続するスペア分割ワード線プログ
ラムヒューズ142を切断することで置換プログラム
は、行われる。
【0016】不良分割ワード線が選択された場合は、不
良ワード線を選択するアドレス線と接続するNチャネル
MOSトランジスタ141と、切断されたスペア分割ワ
ード線プログラムヒューズ142がすべて互いに一致す
るので、共通節点147は、出力節点148は、Nチャ
ネルMOSトランジスタ141が導通しても、スペア分
割ワード線プログラムヒューズ142が切断されている
ため、Hレベルが保持される。インバータ145を介し
て共通節点147と接続した節点148は、Lレベルに
保持され、スペアメモリブロックデコーダ135および
NOR149と接続する。スペアメモリブロックデコー
ダ135は、インバータで構成され、出力節点148が
LレベルになるとHレベルを出力し、スペアブロック選
択線136及びスペア分割デコーダ137を介してスペ
ア分割ワード線132がHレベルを出力する。AND1
49は、正規メモリブロック002内のスペア分割ワー
ド線と接続する分割ワード線置換回路の出力節点全数が
接続する、したがって、AND149の出力である分割
ワード線リセット線150は、AND149に接続する
どの出力節点がLレベルになってもLレベルになり、ス
ペアワードデコーダ147は、インバータで構成される
ので、分割ワード線リセット線150がLレベルになる
とスペアワード線133にHレベルを出力し、逆に正規
のワードデコーダ125の出力である正規のメインワー
ド線127およびメモリブロックデコーダ128の出力
は、Lレベルに固定される。以上示したように、不良メ
モリセルに接続されている分割ワード線がスペア分割ワ
ード線132に置換される。分割ワード線の置換は、メ
モリブロック124間で独立に行われ、外部からのプロ
グラムは、スペア分割ワード線単位で行われる。正規メ
モリセル102内の不良分割ワード線と接続する複数の
メインワード線127は、冗長メモリセル103のスペ
アメインワード線133に重複して置換される。
【0017】冗長メモリアレイ103の各スペアメモリ
ブロック137のスペア内部デコーダ138上には、正
規メモリアレイ102内の分割ワード線126を選択す
るブロック選択線127が通過する。
【0018】また、スペア分割ワード線132をメモリ
ブロック124あたり4本以下とし、スペアメインワー
ド線を1本だけにしてメインワード線の置換を行わない
ことも可能である。
【0019】この場合冗長メモリセル103のスペアメ
インワード線133は、廃止できる。またこの場合、プ
ロセス上配線段差を一定にすることなどの要請により正
規メモリセルと冗長メモリセルを同じ配線構成にするこ
とを目的としてスペアメインワード線133を配置する
場合は、冗長回路のスペアワード線133は、常に選択
状態とする。
【0020】次に不良がメインワード線の置換を要する
場合について説明する。
【0021】前記冗長メモリセルアレイブロック003
は、メインワード線の本数をのぞき正規メモリセルアレ
イブロック002の冗長セルアレイを除いたものと同じ
構成になっている。メインワード線は、分割ワード線の
4倍ピッチで配列され不良発生確率が分割ワード線に比
べて低く、スペアメインワード線は、分割ワード線ほど
多く必要ない。従って、スペア分割ワード線がすべての
正規メモリセルアレイブロック002内に配置されるの
に対し、スペアメインワード線は、チップ内に2本分だ
け、冗長メモリアレイブロック003内に配置される。
複数の正規メモリセルアレイブロック002のうちの任
意のメインワード線127の不良が見つかった場合に
は、スペア選択回路005の外部からのプログラムによ
り冗長メモリセルアレイブロック003内のワードデコ
ーダ、メモリブロックデコーダ、ビット線デコーダ、メ
モリブロック選択線内部デコーダ、分割デコーダ、分割
ワード線、ビット線、センスアンプ、すべてが置換さ
れ、正規メモリアレイブロック002内の不良メモリワ
ード線と接続するワードデコーダ、メモリブロックデコ
ーダ、ビット線デコーダ、メモリブロック選択線内部デ
コーダ、分割デコーダ、分割ワード線、ビット線、セン
スアンプ、すべてが不活性化される。
【0022】従って、特定のメインワード線を置換する
ために図6に示すようにスペア選択回路005内には、
スペアメインワード線1本に一組のメインワード線置換
回路160を有する。一組のメインワード線置換回路1
60内では、メインワード線を選択するアドレス線、す
なわちメインワード線選択アドレス線が、NチャネルM
OSトランジスタ161のソース電極と接続する。Nチ
ャネルMOSトランジスタ161のソース電極は、接地
し、ドレインは、スペアメインワード線プログラムヒュ
ーズ162に接続する。スペアメインワード線プログラ
ムヒューズ162は、共通節点167に接続する。共通
節点167は、PチャネルMOSトランジスタ163の
ソース電極と接続する。PチャネルMOSトランジスタ
163のドレイン電極は、電源と接続し、ゲート電極
は、アドレス活性化信号166と接続する。アドレス活
性化信号166は、アドレス入力時にPチャネルMOS
トランジスタ163をOFFする。このとき共通節点1
67は、ドレイン電極を電源と接続し、ソース電極を共
通接点167と接続し、ゲート電極を出力節点168と
接続したPチャネルMOSトランジスタ164によって
電源レベルを保持される。出力節点168は、インバー
タ165を介して共通節点167と接続し、共通節点1
67の反転信号を出力する。
【0023】正規メモリブロック002内の不良メイン
ワード線を選択するアドレス線と接続するNチャネルM
OSトランジスタ161に接続するスペアメインワード
線プログラムヒューズ162を切断することで置換プロ
グラムは、行われる。
【0024】不良メインワード線が選択された場合は、
不良メインワード線を選択するアドレス線と接続するN
チャネルMOSトランジスタ161と、切断されたスペ
アメインワード線プログラムヒューズ162がすべて互
いに一致するので、共通節点167は、出力節点168
は、NチャネルMOSトランジスタ161が導通して
も、スペア分割ワード線プログラムヒューズ162が切
断されているため、電源レベルが保持される。インバー
タ165を介して共通節点167と接続した節点168
は、接地レベルに保持される。出力節点168は、スペ
アメモリブロックデコーダ171、スペアメインワード
線デコーダ170およびAND169と接続し、インバ
ータ171を介してスペアメモリブロックデコーダ17
3と接続する。スペアメインワード線デコーダ170
は、インバータで構成され、出力節点168が接地レベ
ルになるとスペアメインワード線172に電源レベルを
出力する。スペアメモリブロックデコーダ173には、
出力節点168が接地レベルになるとインバータ171
を介して電源レベルが入力しリセットが解除され、ブロ
ック選択アドレス、サブワード線選択アドレスに従っ
て、スペアメモリブロックデコーダ173からスペアブ
ロック選択線174に電源レベルを出力する。選択され
たスペアメインワード線172およびスペアブロック選
択線174の交点のスペア分割デコーダ175を介して
スペア分割ワード線176が電源レベルを出力する。A
ND169は、すべてのメインワード線置換回路160
の出力節点が接続する。したがって、AND169の出
力であるメインワードリセット線180は、すべての正
規メモリブロック002内のどの不良メインワード線が
選択されても接地レベルになり、正規のワードデコーダ
125の出力である正規のメインワード線127および
メモリブロックデコーダ128の出力は、接地レベルに
固定される。
【0025】以上に示したように不良メインワード線が
スペアメインワード線に置換される。
【0026】この他は、正規メモリセルと同様の動作に
より冗長メモリセルアレイブロック003内のセルを選
択しデータを入出力する。
【0027】
【発明の効果】今回の発明の半導体記憶回路装置では、
以下の効果が期待できる。 1.分割ワード線の不良に対し分割ワード線単位の置
換、正常な分割ワード線も同時に置換されることが少な
く効果的な置換が可能になる。 2.メインワード線のピッチが分割ワード線の4倍以上
と大きいためメインワード線の不良発生確率が低くなり
初期歩留まりが向上する。 3.メインワード線のピッチが分割ワード線の4倍以上
と大きいためメインワード線の不良発生確率が低くな
り、メインワード線の不良に対しメインワード線単位の
冗長回路を少なくすることができる。 4.分割ワード線単位、メインワード線単位の冗長回
路、選択回路を設けたことでそれぞれの配線の不良発生
率に応じた冗長回路数に最適化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のブロック図
【図2】図1(A)の一部分の詳細図
【図3】図1(A)の別の一部分の詳細図
【図4】図2(A)の行方向不良判別手順
【図5】本発明の第1の実施例の回路図の一部分
【図6】本発明の第1の実施例の回路図の一部分
【図7】第1従来例のブロック構成図
【図8】図2(A)の一部分の詳細図
【図9】第2の従来例のブロック構成図
【符号の説明】
001 アドレスバッファ 002 正規メモリアレイブロック 003 冗長メモリアレイブロック 004 入出力バッファ 005 スペア選択回路 102 正規メモリセル 103 冗長メモリセル 106 ビットデコーダ 107 ビット線 108 センスアンプ 114 メモリセル 124 メモリブロック 125 ワードデコーダ 126 分割ワード線 127 メインワード線 128 メモリブロックデコーダ 129 メモリブロック選択線 130 内部デコード回路 131 分割デコーダ 132 スペア分割ワード線 133 スペアワード線 135 スペアメモリブロックデコーダ 136 スペアブロック選択線 137 スペア分割デコード 138 スペア内部デコーダ 139 スペアワードデコーダ 140 分割ワード線置換回路 141 NチャネルMOSトランジスタ 142 スペアワード線プログラムヒューズ 143 PチャネルMOSトランジスタ 144 PチャネルMOSトランジスタ 145 インバータ 146 アドレス活性化信号 147 共通節点 148 出力節点 149 AND 150 メインワード線リセット線 160 メインワード線置換回路 161 NチャネルMOSトランジスタ 162 スペアワード線プログラムヒューズ 163 PチャネルMOSトランジスタ 164 PチャネルMOSトランジスタ 165 インバータ 166 アドレス活性化信号 167 共通節点 168 出力節点 169 AND 170 分割ワード線リセット線 171 スペアメモリブロックデコーダ 172 スペアメインワード線 173 スペアメモリブロックデコーダ 174 スペアブロック選択線 175 スペア分割デコーダ 176 スペア分割ワード線 180 メインワードリセット線 201 アドレスバッファ 202 正規メモリセル 203 冗長メモリセル 206 ビットデコーダ 207 ビット線 208 ビット線 209 入出力アンプ 214 メモリセル 224 メモリブロック 225 ワードデコーダ 226 分割ワード線 227 メインワード線 228 メモリブロックデコーダ 229 メモリブロック選択線 230 内部デコード回路 231 分割デコーダ 232 スペアワード線 233 スペア選択回路 235 スペア選択デコーダ 341 冗長メモリセルブロック

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメインワード線と、前記複数のメ
    インワード線の各々に対応して設けられた複数の分割ワ
    ード線と、複数の分割ワード選択線と、前記メインワー
    ド線及び前記分割ワード選択線の選択に応答して前記複
    数の分割ワード線のうち一つの分割ワード線を選択する
    分割ワードデコーダと、前記複数の分割ワード線の各々
    に対応して設けられたメモリセルと、メインワード線選
    択アドレス及びサブワード線選択アドレスを受け分割ワ
    ード線置換回路に記憶されているアドレスとの一致不一
    に基づき第1選択信号を活性化又は不活性化する第1
    スペア選択回路と、前記第1選択信号を受け第1スペ
    ア分割ワードデコーダ及び前記第1スペア分割ワードデ
    コーダの駆動により駆動される第1スペア分割ワード線
    を備える第1の冗長回路と、前記第1選択信号が前記活
    性化/不活性化されたとき前記メインワード線選択アド
    レスに対応するメインワード線及び前記サブワード線選
    択アドレスに対応する前記分割ワード選択線の駆動を許
    可し前記第1選択信号が前記不活性化/活性化された
    とき前記メインワード線選択アドレスに対応するメイン
    ワード線及び前記分割ワード線選択アドレスに対応する
    前記分割ワード選択線の駆動を禁止し前記第1スペア分
    割ワードデコーダを駆動させる手段と、前記メインワー
    ド線選択アドレスを受けメインワード線置換回路に記憶
    されているアドレスとの一致不一致に基づき第2選択信
    号を活性化又は不活性化する第2スペア選択回路と、前
    記サブワード線選択アドレス及び前記第2選択信号を受
    第2スペア分割ワードデコーダ及び前記第2スペア
    分割ワードデコーダの駆動に応じて駆動される第2スペ
    ア分割ワード線とを備える第2の冗長回路と、前記第2
    選択信号が前記活性化/不活性化されたとき前記メイン
    ワード線選択アドレスに対応するメインワード線及び前
    記サブワード線選択アドレスに対応する前記分割ワード
    選択線の駆動を許可し前記第2選択信号が前記不活性
    化/活性化されたとき前記メインワード線選択アドレス
    に対応するメインワード線及び前記サブワード線選択ア
    ドレスに対応する前記分割ワード線選択線の駆動を禁止
    し前記サブワード線選択アドレスに選択される前記第2
    スペア分割ワードデコーダの駆動を許可する手段とを有
    することを特徴とする半導体記憶回路装置。
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