JP3164083B2 - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
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- G06F15/76—Architectures of general purpose stored program computers
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- G11C29/78—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
関し、特に、マイクロプロセッサとキャッシュメモリと
を備える半導体集積回路に関する。
関し、特に、マイクロプロセッサとキャッシュメモリと
を備える半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータシステムの分野における大
容量の主記憶装置は、その動作速度がマイクロプロセッ
サの動作速度に比して遅い。このため、最近のマイクロ
プロセッサでは、キャッシュメモリをマイクロプロセッ
サの近傍に配置し、データの一部をキャッシュメモリに
記憶することによって、マイクロプロセッサの速度を低
下させることなく作動させている。
容量の主記憶装置は、その動作速度がマイクロプロセッ
サの動作速度に比して遅い。このため、最近のマイクロ
プロセッサでは、キャッシュメモリをマイクロプロセッ
サの近傍に配置し、データの一部をキャッシュメモリに
記憶することによって、マイクロプロセッサの速度を低
下させることなく作動させている。
【0003】キャッシュメモリには、高速作動が要求さ
れるため、SRAM(Static RandomAccess Memory)を使
用することが一般的であった。しかし、SRAMは、同
容量のDRAM(Dynamic Random Access Memory)に比
して回路規模が大きいため、キャッシュメモリを更に大
容量化しようとする場合には、回路規模が非常に大きく
なって好ましくない。
れるため、SRAM(Static RandomAccess Memory)を使
用することが一般的であった。しかし、SRAMは、同
容量のDRAM(Dynamic Random Access Memory)に比
して回路規模が大きいため、キャッシュメモリを更に大
容量化しようとする場合には、回路規模が非常に大きく
なって好ましくない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、SRAMに代
えてDRAMを使用することが考えられる。ここで、D
RAMをキャッシュメモリとして使用する場合には、例
えば半導体集積回路(以下、LSIとも呼ぶ)の中央部
にマイクロプロセッサを、マイクロプロセッサの周辺部
にDRAMを夫々配置し、マイクロプロセッサと、半導
体集積回路の周縁部に配置されたボンディングパッドと
の間にDRAMを配置する。
えてDRAMを使用することが考えられる。ここで、D
RAMをキャッシュメモリとして使用する場合には、例
えば半導体集積回路(以下、LSIとも呼ぶ)の中央部
にマイクロプロセッサを、マイクロプロセッサの周辺部
にDRAMを夫々配置し、マイクロプロセッサと、半導
体集積回路の周縁部に配置されたボンディングパッドと
の間にDRAMを配置する。
【0005】現行のDRAMをキャッシュメモリとして
用い、上記配置条件下でマイクロプロセッサ及びキャッ
シュメモリを同じLSI上に搭載すると、DRAMに備
えたリダンダンシ機能用の多数のヒューズが、ボンディ
ングパッドとマイクロプロセッサとの間に位置する。こ
のため、ボンディングパッドとマイクロプロセッサとを
接続する信号線の経路とヒューズとが干渉し、配線経路
が煩雑になる。
用い、上記配置条件下でマイクロプロセッサ及びキャッ
シュメモリを同じLSI上に搭載すると、DRAMに備
えたリダンダンシ機能用の多数のヒューズが、ボンディ
ングパッドとマイクロプロセッサとの間に位置する。こ
のため、ボンディングパッドとマイクロプロセッサとを
接続する信号線の経路とヒューズとが干渉し、配線経路
が煩雑になる。
【0006】本発明は、上記に鑑み、リダンダンシ機能
を有するDRAMをキャッシュメモリとして用いながら
も、ボンディングパッドとマイクロプロセッサとを接続
する信号線を、DRAMを経由しつつ適正に設けること
ができる半導体集積回路を提供することを目的とする。
を有するDRAMをキャッシュメモリとして用いながら
も、ボンディングパッドとマイクロプロセッサとを接続
する信号線を、DRAMを経由しつつ適正に設けること
ができる半導体集積回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体集積回路は、キャッシュメモリとマ
イクロプロセッサとを備えた半導体集積回路であって、
前記キャッシュメモリが、不良メモリセルを冗長メモリ
セルに置き換えるリダンダンシ機能を有するDRAMか
ら構成され、ボンディングパッドと前記マイクロプロセ
ッサとが前記DRAMを挟んで相互に対向して配置さ
れ、前記リダンダンシ機能で用いるヒューズが、ヒュー
ズの長手方向と直交する方向に複数本が並列して形成さ
れた前記直交方向に長辺を有する複数の略矩形状のヒュ
ーズブロックとして構成され、前記各ヒューズブロック
の長辺が、前記マイクロプロセッサと前記ボンディング
パッドとを接続する信号線の延在方向に沿うことを特徴
とする。
に、本発明の半導体集積回路は、キャッシュメモリとマ
イクロプロセッサとを備えた半導体集積回路であって、
前記キャッシュメモリが、不良メモリセルを冗長メモリ
セルに置き換えるリダンダンシ機能を有するDRAMか
ら構成され、ボンディングパッドと前記マイクロプロセ
ッサとが前記DRAMを挟んで相互に対向して配置さ
れ、前記リダンダンシ機能で用いるヒューズが、ヒュー
ズの長手方向と直交する方向に複数本が並列して形成さ
れた前記直交方向に長辺を有する複数の略矩形状のヒュ
ーズブロックとして構成され、前記各ヒューズブロック
の長辺が、前記マイクロプロセッサと前記ボンディング
パッドとを接続する信号線の延在方向に沿うことを特徴
とする。
【0008】本発明の半導体集積回路では、ボンディン
グパッドとマイクロプロセッサとの間に位置するヒュー
ズブロックが信号線に沿って延在するので、ヒューズブ
ロックの相互間に、信号線を通過させるスペースを十分
に確保できる。従って、DRAMをキャッシュメモリと
して用いた場合でも、信号線をDRAMを経由しつつ適
正に配線することができる。
グパッドとマイクロプロセッサとの間に位置するヒュー
ズブロックが信号線に沿って延在するので、ヒューズブ
ロックの相互間に、信号線を通過させるスペースを十分
に確保できる。従って、DRAMをキャッシュメモリと
して用いた場合でも、信号線をDRAMを経由しつつ適
正に配線することができる。
【0009】ここで、前記複数のヒューズブロックは、
各短辺が一直線状に整列することが好ましい。これによ
り、ヒューズと同じ層に形成される他の配線の経路が干
渉する不都合を最小限に抑えることができる。
各短辺が一直線状に整列することが好ましい。これによ
り、ヒューズと同じ層に形成される他の配線の経路が干
渉する不都合を最小限に抑えることができる。
【0010】また、前記ヒューズブロックは双方の長辺
が隣接する一対のヒューズブロック対として配置され、
該各ヒューズブロック対が所定のピッチで配置されるこ
とが好ましい。この場合、ヒューズブロック対相互間の
スペースがより効果的に得られる。
が隣接する一対のヒューズブロック対として配置され、
該各ヒューズブロック対が所定のピッチで配置されるこ
とが好ましい。この場合、ヒューズブロック対相互間の
スペースがより効果的に得られる。
【0011】更に好ましくは、前記複数のヒューズブロ
ックは、短辺が一直線状に整列する。これにより、ヒュ
ーズと同じ層に形成される他の配線の経路が干渉する不
都合を最小限に抑えることができる。
ックは、短辺が一直線状に整列する。これにより、ヒュ
ーズと同じ層に形成される他の配線の経路が干渉する不
都合を最小限に抑えることができる。
【0012】また、前記ヒューズが半導体基板上に形成
されるn層目の金属配線から成り、前記信号線が前記ヒ
ューズの上層に形成されるn+1層目の金属配線から成
ることが好ましい(但し、nは正の整数)。これによ
り、例えばヒューズ上に、ヒューズをレーザ切断するた
めのヒューズ窓領域が形成される場合でも、ヒューズ窓
領域に影響されることなく信号線を良好に配線すること
ができる。
されるn層目の金属配線から成り、前記信号線が前記ヒ
ューズの上層に形成されるn+1層目の金属配線から成
ることが好ましい(但し、nは正の整数)。これによ
り、例えばヒューズ上に、ヒューズをレーザ切断するた
めのヒューズ窓領域が形成される場合でも、ヒューズ窓
領域に影響されることなく信号線を良好に配線すること
ができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明を更に詳細
に説明する。図1は、本発明の第1実施形態例における
半導体集積回路(LSI)の各部の配置を示す平面図で
ある。LSI11は、マイクロプロセッサ(MPUマク
ロ)13と、マイクロプロセッサ13の三方を囲んで配
設される一対のキャッシュメモリ(DRAMマクロ)1
5と、半導体集積回路の外縁部に配設されるボンディン
グパッドBPとを有する。
に説明する。図1は、本発明の第1実施形態例における
半導体集積回路(LSI)の各部の配置を示す平面図で
ある。LSI11は、マイクロプロセッサ(MPUマク
ロ)13と、マイクロプロセッサ13の三方を囲んで配
設される一対のキャッシュメモリ(DRAMマクロ)1
5と、半導体集積回路の外縁部に配設されるボンディン
グパッドBPとを有する。
【0014】キャッシュメモリ15は、キャッシュデー
タ用DRAMマクロとTAG(タグ)用DRAMマクロ
から成りいずれも不良メモリセルを冗長メモリセルに置
き換えるリダンダンシ機能を有する。ボンディングパッ
ドBPとマイクロプロセッサ13とは、各DRAM(1
5)を挟んで相互に対向して配置される。ボンディング
パッドBPは、例えば約600程度が配置されている。
なお、各要素は、縮尺通りには描かれてはいない。
タ用DRAMマクロとTAG(タグ)用DRAMマクロ
から成りいずれも不良メモリセルを冗長メモリセルに置
き換えるリダンダンシ機能を有する。ボンディングパッ
ドBPとマイクロプロセッサ13とは、各DRAM(1
5)を挟んで相互に対向して配置される。ボンディング
パッドBPは、例えば約600程度が配置されている。
なお、各要素は、縮尺通りには描かれてはいない。
【0015】図1から分かるように、各キャッシュデー
タ用DRAMマクロが、LSIチップにおいて対向する
2辺に隣接して配置され、TAG用DRAMマクロが他
の一辺に隣接して配置される。キャッシュデータ用DR
AMマクロ及びTAG用DRAMマクロが、ボンディン
グパッドBPとマイクロプロセッサ13の入出力端子
(図示せず)との間に位置するため、ボンディングパッ
ドBPとマイクロプロセッサ13の入出力端子とを接続
する信号線16は、キャッシュデータ用DRAMマクロ
とTAG用DRAMマクロとを通過することとなる。こ
の場合、リダンダンシ機能用のヒューズの配置によって
は、信号線16の配線上の障害になる。
タ用DRAMマクロが、LSIチップにおいて対向する
2辺に隣接して配置され、TAG用DRAMマクロが他
の一辺に隣接して配置される。キャッシュデータ用DR
AMマクロ及びTAG用DRAMマクロが、ボンディン
グパッドBPとマイクロプロセッサ13の入出力端子
(図示せず)との間に位置するため、ボンディングパッ
ドBPとマイクロプロセッサ13の入出力端子とを接続
する信号線16は、キャッシュデータ用DRAMマクロ
とTAG用DRAMマクロとを通過することとなる。こ
の場合、リダンダンシ機能用のヒューズの配置によって
は、信号線16の配線上の障害になる。
【0016】図2は、本実施形態例の半導体集積回路の
構成を示すブロック図である。キャッシュメモリ15
は、メモリセルアレイ17、メモリセルアレイ17に付
随するアドレスデコーダ19、アドレスバッファ20、
リダンダンシデコーダ23、リダンダンシメモリセルア
レイ22、及びデータ入出力バッファ21を有する。リ
ダンダンシメモリセルアレイ22及びリダンダンシデコ
ーダ23は、リダンダンシ機能を有するリダンダンシ回
路系を構成する。
構成を示すブロック図である。キャッシュメモリ15
は、メモリセルアレイ17、メモリセルアレイ17に付
随するアドレスデコーダ19、アドレスバッファ20、
リダンダンシデコーダ23、リダンダンシメモリセルア
レイ22、及びデータ入出力バッファ21を有する。リ
ダンダンシメモリセルアレイ22及びリダンダンシデコ
ーダ23は、リダンダンシ機能を有するリダンダンシ回
路系を構成する。
【0017】マイクロプロセッサ13は、アドレスバッ
ファ20にアドレス信号25を供給し、データ入出力バ
ッファ21との間で各種の信号26を授受する。アドレ
スバッファ20は、アドレスデコーダ19及びリダンダ
ンシデコーダ23にアドレス信号27を夫々供給する。
アドレスデコーダ19及びリダンダンシデコーダ23に
は、アドレスバッファ20からアドレス信号27が夫々
供給される。リダンダンシデコーダ23は、リダンダン
シメモリセルアレイ22で欠陥が検出された場合に、不
良メモリセルと、リダンダンシメモリセルアレイ22に
おける対応する冗長メモリセルとを置換することによ
り、DRAM(15)を正常なデバイスとして動作させ
る。
ファ20にアドレス信号25を供給し、データ入出力バ
ッファ21との間で各種の信号26を授受する。アドレ
スバッファ20は、アドレスデコーダ19及びリダンダ
ンシデコーダ23にアドレス信号27を夫々供給する。
アドレスデコーダ19及びリダンダンシデコーダ23に
は、アドレスバッファ20からアドレス信号27が夫々
供給される。リダンダンシデコーダ23は、リダンダン
シメモリセルアレイ22で欠陥が検出された場合に、不
良メモリセルと、リダンダンシメモリセルアレイ22に
おける対応する冗長メモリセルとを置換することによ
り、DRAM(15)を正常なデバイスとして動作させ
る。
【0018】メモリセルアレイ17(図1)は、冗長ワ
ード線を含む複数のワード線と、冗長ビット線対を含む
複数のビット線対とを有する。ワード線とビット線対と
の各交差部分に、MOSトランジスタを有する複数のメモ
リセル(図示せず)が行列状に配設されている。また、
DRAM(15)には、メモリセルアレイ17内におけ
る選択されたメモリセルの記憶内容を読み出すと共に、
対応するメモリセルの記憶内容をリストアするセンスア
ンプ(図示せず)が配設されている。
ード線を含む複数のワード線と、冗長ビット線対を含む
複数のビット線対とを有する。ワード線とビット線対と
の各交差部分に、MOSトランジスタを有する複数のメモ
リセル(図示せず)が行列状に配設されている。また、
DRAM(15)には、メモリセルアレイ17内におけ
る選択されたメモリセルの記憶内容を読み出すと共に、
対応するメモリセルの記憶内容をリストアするセンスア
ンプ(図示せず)が配設されている。
【0019】図3は、リダンダンシメモリセルアレイ2
2及びリダンダンシデコーダ23を含むリダンダンシ回
路を示す回路図である。
2及びリダンダンシデコーダ23を含むリダンダンシ回
路を示す回路図である。
【0020】リダンダンシ回路は、マイクロプロセッサ
13(図2)から供給されるアドレスとリダンダンシデ
コーダ23からの不良アドレスとを比較し、アドレスと
不良アドレスとが一致したときに一致信号を出力する機
能を有し、ヒューズ部14、一致検出部18、及び出力
部24を有する。ヒューズ部14は、テスト結果に応じ
てレーザ光で溶断されるヒューズF0〜Fnを有し、各
ヒューズF0〜Fnに対応してNchMOSトランジスタQ0
〜Qn、及びインバータI0〜Inを有する。
13(図2)から供給されるアドレスとリダンダンシデ
コーダ23からの不良アドレスとを比較し、アドレスと
不良アドレスとが一致したときに一致信号を出力する機
能を有し、ヒューズ部14、一致検出部18、及び出力
部24を有する。ヒューズ部14は、テスト結果に応じ
てレーザ光で溶断されるヒューズF0〜Fnを有し、各
ヒューズF0〜Fnに対応してNchMOSトランジスタQ0
〜Qn、及びインバータI0〜Inを有する。
【0021】一致検出部18は、選択されたアドレスが
不良アドレスと一致するか否かを検出するもので、ヒュ
ーズF0〜Fnに夫々対応するDRAMのアドレスA0
〜An毎に、NchMOSトランジスタM01、M02〜M
n1、Mn2、及び、NchMOSトランジスタM01、M02〜
Mn1、Mn2の場合と反転レベルの信号で動作するNchM
OSトランジスタ/M01、/M02〜/Mn1、/Mn
2と、ゲートにプリチャージ信号PRが供給されるPchMO
Sトランジスタ30とを有する。一致検出部18は更
に、選択されたアドレスと不良アドレスとの一致結果が
一方の入力端子に与えられ、プリチャージ信号PRが他
方の入力端子に与えられるNANDゲート28を有す
る。NchMOSトランジスタM01、M02〜Mn1、Mn2に
夫々対応して、インバータi0〜inが設けられてい
る。出力部24は、ヒューズF0〜Fnによって指定さ
れるアドレスとDRAMのアドレスA0〜Anとが一致
したとき、リダンダンシアレイ活性化信号の1つを活性
化する。
不良アドレスと一致するか否かを検出するもので、ヒュ
ーズF0〜Fnに夫々対応するDRAMのアドレスA0
〜An毎に、NchMOSトランジスタM01、M02〜M
n1、Mn2、及び、NchMOSトランジスタM01、M02〜
Mn1、Mn2の場合と反転レベルの信号で動作するNchM
OSトランジスタ/M01、/M02〜/Mn1、/Mn
2と、ゲートにプリチャージ信号PRが供給されるPchMO
Sトランジスタ30とを有する。一致検出部18は更
に、選択されたアドレスと不良アドレスとの一致結果が
一方の入力端子に与えられ、プリチャージ信号PRが他
方の入力端子に与えられるNANDゲート28を有す
る。NchMOSトランジスタM01、M02〜Mn1、Mn2に
夫々対応して、インバータi0〜inが設けられてい
る。出力部24は、ヒューズF0〜Fnによって指定さ
れるアドレスとDRAMのアドレスA0〜Anとが一致
したとき、リダンダンシアレイ活性化信号の1つを活性
化する。
【0022】上記構成のリダンダンシ回路では、テスト
結果により選択された不良メモリセルに対応するヒュー
ズFがレーザ切断された場合、溶断したヒューズFと不
良アドレス双方のアドレスの一致が一致検出部18で検
出される。更に、出力部24が検出結果に応答して、リ
ダンダンシアレイ活性化信号の1つ、例えばRDE0を
活性化する。また、出力部24は、RDE信号が1つで
も活性化された場合に、通常のメモリセルの動作を停止
するため、つまり冗長メモリセルで置換されたメモリセ
ルを非選択とするために信号NDを活性化する。
結果により選択された不良メモリセルに対応するヒュー
ズFがレーザ切断された場合、溶断したヒューズFと不
良アドレス双方のアドレスの一致が一致検出部18で検
出される。更に、出力部24が検出結果に応答して、リ
ダンダンシアレイ活性化信号の1つ、例えばRDE0を
活性化する。また、出力部24は、RDE信号が1つで
も活性化された場合に、通常のメモリセルの動作を停止
するため、つまり冗長メモリセルで置換されたメモリセ
ルを非選択とするために信号NDを活性化する。
【0023】ところで、本実施形態例では、LSI11
におけるアルミニウム配線を1層目〜4層目まで作製
し、リダンダンシ機能用のヒューズを3層目のアルミニ
ウム配線を利用して形成し、信号線16を4層目のアル
ミニウム配線を利用して形成する。この場合のヒューズ
F0〜Fnは、図4に示すように、ヒューズの長手方向
と直交する方向に複数本が並列しこの直交方向に長い略
矩形状ヒューズブロックFBとして構成される。図4
は、ヒューズの配置状態を模式的に示す平面図である。
におけるアルミニウム配線を1層目〜4層目まで作製
し、リダンダンシ機能用のヒューズを3層目のアルミニ
ウム配線を利用して形成し、信号線16を4層目のアル
ミニウム配線を利用して形成する。この場合のヒューズ
F0〜Fnは、図4に示すように、ヒューズの長手方向
と直交する方向に複数本が並列しこの直交方向に長い略
矩形状ヒューズブロックFBとして構成される。図4
は、ヒューズの配置状態を模式的に示す平面図である。
【0024】図5は、ヒューズのキャッシュメモリ内で
の配置状態を示す平面図であり、図1におけるキャッシ
ュデータ用DRAMマクロを詳細に示している。キャッ
シュデータ用DRAMマクロは、メモリセルが所定数ず
つ配置されたメモリセルアレイ17を有し、各メモリセ
ルアレイ17の間にはXデコーダ40が配設され、各メ
モリセルアレイ17に対応してYデコーダ41が配設さ
れる。
の配置状態を示す平面図であり、図1におけるキャッシ
ュデータ用DRAMマクロを詳細に示している。キャッ
シュデータ用DRAMマクロは、メモリセルが所定数ず
つ配置されたメモリセルアレイ17を有し、各メモリセ
ルアレイ17の間にはXデコーダ40が配設され、各メ
モリセルアレイ17に対応してYデコーダ41が配設さ
れる。
【0025】リダンダンシ回路では、レーザ光の熱でヒ
ューズF0〜Fnを溶断する際の物理的な衝撃のため、
ヒューズF0〜Fnから約6μm以内の範囲には他の素
子を配置することができない。このように、ヒューズF
0〜Fnの周囲には所定以上の比較的広い面積が必要に
なり、また、ヒューズ自体のサイズも比較的大きいた
め、ヒューズブロックFBの長手方向をキャッシュメモ
リ15の各メモリセルアレイ17の上下縁部に沿わせ
て、図5の配置とすることが考えられる。しかし、この
ような配置では、次のような問題を生じる。
ューズF0〜Fnを溶断する際の物理的な衝撃のため、
ヒューズF0〜Fnから約6μm以内の範囲には他の素
子を配置することができない。このように、ヒューズF
0〜Fnの周囲には所定以上の比較的広い面積が必要に
なり、また、ヒューズ自体のサイズも比較的大きいた
め、ヒューズブロックFBの長手方向をキャッシュメモ
リ15の各メモリセルアレイ17の上下縁部に沿わせ
て、図5の配置とすることが考えられる。しかし、この
ような配置では、次のような問題を生じる。
【0026】図6は、図5のA-A線による断面図であ
る。半導体基板38上には、ヒューズF0〜Fnから成
るヒューズブロックFBが相互に僅かな隙間をあけて並
んでいる。本実施形態例では、ヒューズF0〜Fnが3
層アルミニウム配線から成り、図5上方のボンディング
パッドBPと下方のマイクロプロセッサ13とを接続す
る信号線16が4層アルミニウム配線から成り、しか
も、ヒューズブロックFBの上方にはヒューズの溶断を
容易にするためのヒューズ窓領域FTが形成される。ヒ
ューズ窓領域FTは、4層アルミニウム配線が形成され
るべき領域にヒューズブロックFBの長手方向に沿って
形成されるため、4層アルミニウム配線によって形成さ
れる信号線16の通過スペースが大きく削られることに
なる。
る。半導体基板38上には、ヒューズF0〜Fnから成
るヒューズブロックFBが相互に僅かな隙間をあけて並
んでいる。本実施形態例では、ヒューズF0〜Fnが3
層アルミニウム配線から成り、図5上方のボンディング
パッドBPと下方のマイクロプロセッサ13とを接続す
る信号線16が4層アルミニウム配線から成り、しか
も、ヒューズブロックFBの上方にはヒューズの溶断を
容易にするためのヒューズ窓領域FTが形成される。ヒ
ューズ窓領域FTは、4層アルミニウム配線が形成され
るべき領域にヒューズブロックFBの長手方向に沿って
形成されるため、4層アルミニウム配線によって形成さ
れる信号線16の通過スペースが大きく削られることに
なる。
【0027】このように、ヒューズブロックFBの長辺
をメモリセルアレイ17の上下縁部に沿わせて配置する
と、ヒューズブロックFBが信号線16の通過を妨げる
ことになるため、実際に必要な数の信号線16の通過ス
ペースを確保することができない。そこで、本実施形態
例では、ヒューズブロックFBの配置を適正化して、信
号線16の通過を許容する十分なスペースを得た。以
下、この配置について説明する。
をメモリセルアレイ17の上下縁部に沿わせて配置する
と、ヒューズブロックFBが信号線16の通過を妨げる
ことになるため、実際に必要な数の信号線16の通過ス
ペースを確保することができない。そこで、本実施形態
例では、ヒューズブロックFBの配置を適正化して、信
号線16の通過を許容する十分なスペースを得た。以
下、この配置について説明する。
【0028】図7は、本実施形態例におけるヒューズブ
ロックの配置状態を模式的に示す平面図である。同図
は、図5に対してヒューズブロックFBの配置のみが異
なるので、ヒューズブロックFB以外の部分には図5と
同じ符号を付してその説明を省略する。
ロックの配置状態を模式的に示す平面図である。同図
は、図5に対してヒューズブロックFBの配置のみが異
なるので、ヒューズブロックFB以外の部分には図5と
同じ符号を付してその説明を省略する。
【0029】本実施形態例では、複数の略矩形状ヒュー
ズブロックFBの各長辺を信号線16の延在方向に沿わ
せて配置することによって、ヒューズブロックFB相互
間のスペースを図5の場合に比して大きくしている。こ
れにより、マイクロプロセッサ13とボンディングパッ
ドBPとの間の信号線16が通過する十分なスペースを
確保することができる。この際に、キャッシュメモリ1
5の図7の上下方向が図5の配置に比して若干長くなる
が、例えば、キャッシュメモリ15を迂回して信号線1
6を引き回す場合に比してLSIチップのサイズを格段
に小さくすることができる。
ズブロックFBの各長辺を信号線16の延在方向に沿わ
せて配置することによって、ヒューズブロックFB相互
間のスペースを図5の場合に比して大きくしている。こ
れにより、マイクロプロセッサ13とボンディングパッ
ドBPとの間の信号線16が通過する十分なスペースを
確保することができる。この際に、キャッシュメモリ1
5の図7の上下方向が図5の配置に比して若干長くなる
が、例えば、キャッシュメモリ15を迂回して信号線1
6を引き回す場合に比してLSIチップのサイズを格段
に小さくすることができる。
【0030】図8は、図7のB-B線による断面図であ
る。半導体基板38上には、ヒューズF0〜Fnから成
るヒューズブロックFBが、図8における紙面手前から
紙面奥方向に向かって配設されるため、全ヒューズブロ
ックFBの横幅がキャッシュメモリ15の横方向(左右
方向)で占める割合が格段に小さくなる。これにより、
各メモリセルアレイ17に対応して配列される各ヒュー
ズブロックFBの相互間隔を大きくすることができるの
で、各ヒューズブロックFB間における信号線16の通
過スペースを図6の場合に比して十分に確保することが
できる。
る。半導体基板38上には、ヒューズF0〜Fnから成
るヒューズブロックFBが、図8における紙面手前から
紙面奥方向に向かって配設されるため、全ヒューズブロ
ックFBの横幅がキャッシュメモリ15の横方向(左右
方向)で占める割合が格段に小さくなる。これにより、
各メモリセルアレイ17に対応して配列される各ヒュー
ズブロックFBの相互間隔を大きくすることができるの
で、各ヒューズブロックFB間における信号線16の通
過スペースを図6の場合に比して十分に確保することが
できる。
【0031】また、本実施形態例では、各ヒューズブロ
ックFBは、夫々の短辺が一直線状に整列して配置され
るので、3層アルミニウム配線から成る他の配線の経路
が干渉する不都合を最小限に抑えることができる。
ックFBは、夫々の短辺が一直線状に整列して配置され
るので、3層アルミニウム配線から成る他の配線の経路
が干渉する不都合を最小限に抑えることができる。
【0032】図9は、図8におけるヒューズブロック及
びその周辺を詳細に示す拡大断面図である。4層アルミ
ニウム配線は電源線用として厚く形成され、レーザ光に
よる溶断が困難であるため、ヒューズF0〜Fnは、4
層アルミニウム配線より薄い3層アルミニウム配線から
形成される。また、3層アルミニウム配線の溶断を一層
容易にするために、ヒューズF0〜Fn上の層間膜34
がエッチングで薄くされて、溶断用薄層部34aが形成
されている。溶断用薄層部34aの上部は、上方に向か
って徐々に広くなるように形成され、これにより、レー
ザ光を照射してヒューズを切断するためのヒューズ窓領
域FTとレーザ光の照射を制限するための禁止領域PT
とが形成される。
びその周辺を詳細に示す拡大断面図である。4層アルミ
ニウム配線は電源線用として厚く形成され、レーザ光に
よる溶断が困難であるため、ヒューズF0〜Fnは、4
層アルミニウム配線より薄い3層アルミニウム配線から
形成される。また、3層アルミニウム配線の溶断を一層
容易にするために、ヒューズF0〜Fn上の層間膜34
がエッチングで薄くされて、溶断用薄層部34aが形成
されている。溶断用薄層部34aの上部は、上方に向か
って徐々に広くなるように形成され、これにより、レー
ザ光を照射してヒューズを切断するためのヒューズ窓領
域FTとレーザ光の照射を制限するための禁止領域PT
とが形成される。
【0033】下層の半導体基板38には、上方に形成さ
れたゲート配線35を挟む位置に2つの拡散層36が形
成されている。各拡散層36の上方には、1層目のアル
ミニウム配線33、2層目のアルミニウム配線32、3
層目のアルミニウム配線であるヒューズF0〜Fn、及
び、4層目のアルミニウム配線から成る信号線16がこ
の順に形成されており、アルミニウム配線33、32及
びヒューズF0〜Fnはコンタクト37で相互に接続さ
れている。ゲート配線35の両側下方に位置する2つの
拡散層36とゲート配線35とから、図3に示したNchM
OSトランジスタQ0〜Qnが構成される。
れたゲート配線35を挟む位置に2つの拡散層36が形
成されている。各拡散層36の上方には、1層目のアル
ミニウム配線33、2層目のアルミニウム配線32、3
層目のアルミニウム配線であるヒューズF0〜Fn、及
び、4層目のアルミニウム配線から成る信号線16がこ
の順に形成されており、アルミニウム配線33、32及
びヒューズF0〜Fnはコンタクト37で相互に接続さ
れている。ゲート配線35の両側下方に位置する2つの
拡散層36とゲート配線35とから、図3に示したNchM
OSトランジスタQ0〜Qnが構成される。
【0034】図10は、図9の平面図であり、NchMOSト
ランジスタQ0〜Qn及びヒューズF0〜Fnの内のい
ずれかが記載されている。図10の左右方向にヒューズ
Fが延在しており、ヒューズFの両端部には、2層目の
アルミニウム配線32が夫々位置し、更にヒューズFの
右方には、ゲート配線35とゲート配線35の両側に位
置する2つの拡散層36とから構成されたNchMOSトラン
ジスタQが配設される。
ランジスタQ0〜Qn及びヒューズF0〜Fnの内のい
ずれかが記載されている。図10の左右方向にヒューズ
Fが延在しており、ヒューズFの両端部には、2層目の
アルミニウム配線32が夫々位置し、更にヒューズFの
右方には、ゲート配線35とゲート配線35の両側に位
置する2つの拡散層36とから構成されたNchMOSトラン
ジスタQが配設される。
【0035】図11は、図9におけるヒューズを溶断し
た状態を示す側面断面図である。図11では、所要のヒ
ューズFに対応するヒューズ窓領域FTに対して照射さ
れたレーザ光によってヒューズFの中央部分が溶断され
ている。これにより、溶断されたヒューズFに対応する
リダンダンシメモリセルアレイ22内の冗長ワード線が
駆動され、キャッシュメモリ15内の不良メモリセルが
冗長メモリセルに置き換えられる。
た状態を示す側面断面図である。図11では、所要のヒ
ューズFに対応するヒューズ窓領域FTに対して照射さ
れたレーザ光によってヒューズFの中央部分が溶断され
ている。これにより、溶断されたヒューズFに対応する
リダンダンシメモリセルアレイ22内の冗長ワード線が
駆動され、キャッシュメモリ15内の不良メモリセルが
冗長メモリセルに置き換えられる。
【0036】次に、本発明の第2実施形態例について説
明する。図12は、本実施形態例におけるヒューズブロ
ックの配置状態を模式的に示す平面図である。同図は、
図7に対してヒューズブロックFBの配置のみが異なる
ので、ヒューズブロックFB以外の部分には図7と同じ
符号を付してその説明を省略する。
明する。図12は、本実施形態例におけるヒューズブロ
ックの配置状態を模式的に示す平面図である。同図は、
図7に対してヒューズブロックFBの配置のみが異なる
ので、ヒューズブロックFB以外の部分には図7と同じ
符号を付してその説明を省略する。
【0037】本実施形態例では、ヒューズブロックFB
は、双方の長辺が隣接する一対の複数のヒューズブロッ
ク対として配置され、各ヒューズブロック対が所定のピ
ッチで配置される。また、複数のヒューズブロック対
は、各短辺が一直線状に整列して配置されているので、
3層アルミニウム配線から成る他の配線の経路が干渉す
る不都合を最小限に抑えることができる。
は、双方の長辺が隣接する一対の複数のヒューズブロッ
ク対として配置され、各ヒューズブロック対が所定のピ
ッチで配置される。また、複数のヒューズブロック対
は、各短辺が一直線状に整列して配置されているので、
3層アルミニウム配線から成る他の配線の経路が干渉す
る不都合を最小限に抑えることができる。
【0038】図14は、本実施形態例におけるヒューズ
ブロック対の配置状態を拡大して示す平面図である。相
互に隣接するヒューズブロックFBでは、夫々、順に配
列されたヒューズF0〜Fnが相互に対向している。
ブロック対の配置状態を拡大して示す平面図である。相
互に隣接するヒューズブロックFBでは、夫々、順に配
列されたヒューズF0〜Fnが相互に対向している。
【0039】図13は、図12のC-C線による断面図
である。ヒューズブロックFBの長手方向と直交する方
向での各ヒューズ窓領域FTの開口サイズは、対向する
一対のヒューズの長さに対処する分だけやや大きくなる
が、ヒューズブロック対の各ヒューズブロックFBが、
隣接する長辺側でのマージンを共有することができるの
で、全体として信号線16の通過領域はより広くなる。
である。ヒューズブロックFBの長手方向と直交する方
向での各ヒューズ窓領域FTの開口サイズは、対向する
一対のヒューズの長さに対処する分だけやや大きくなる
が、ヒューズブロック対の各ヒューズブロックFBが、
隣接する長辺側でのマージンを共有することができるの
で、全体として信号線16の通過領域はより広くなる。
【0040】以上のように、第1及び第2実施形態例に
よれば、DRAMをキャッシュメモリ15として用いな
がらも、ボンディングパッドBP及びマイクロプロセッ
サ13間のキャッシュメモリ15を経由する信号線16
が、各ヒューズブロックFB間を良好に通過できるとい
う効果を得ることができる。
よれば、DRAMをキャッシュメモリ15として用いな
がらも、ボンディングパッドBP及びマイクロプロセッ
サ13間のキャッシュメモリ15を経由する信号線16
が、各ヒューズブロックFB間を良好に通過できるとい
う効果を得ることができる。
【0041】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明の半導体集積回路は、上記実
施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実
施形態例の構成から種々の修正及び変更を施した半導体
集積回路も、本発明の範囲に含まれる。
づいて説明したが、本発明の半導体集積回路は、上記実
施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実
施形態例の構成から種々の修正及び変更を施した半導体
集積回路も、本発明の範囲に含まれる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体集
積回路によると、DRAMをキャッシュメモリとして用
いながらも、ボンディングパッドとマイクロプロセッサ
とを接続する信号線を、DRAMを経由しつつ適正に配
線することができる。
積回路によると、DRAMをキャッシュメモリとして用
いながらも、ボンディングパッドとマイクロプロセッサ
とを接続する信号線を、DRAMを経由しつつ適正に配
線することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態例における半導体集積回
路の各部の配置を示す平面図である。
路の各部の配置を示す平面図である。
【図2】第1実施形態例における半導体集積回路の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図3】リダンダンシ回路を示す回路図である。
【図4】ヒューズの配置状態を模式的に示す平面図であ
る。
る。
【図5】本発明の基礎となるヒューズの配置状態を示す
平面図である。
平面図である。
【図6】図5のA-A線による断面図である。
【図7】第1実施形態例におけるヒューズブロックの配
置状態を模式的に示す平面図である。
置状態を模式的に示す平面図である。
【図8】図7のB-B線による断面図である。
【図9】図8におけるヒューズブロック及びその周辺を
詳細に示す拡大断面図である。
詳細に示す拡大断面図である。
【図10】図9の平面図である。
【図11】図9におけるヒューズを溶断した状態を示す
側面断面図である。
側面断面図である。
【図12】本発明の第2実施形態例におけるヒューズブ
ロックの配置状態を模式的に示す平面図である。
ロックの配置状態を模式的に示す平面図である。
【図13】図12のC-C線による断面図である。
【図14】第2実施形態例におけるヒューズブロックの
配置状態を拡大して示す平面図である。
配置状態を拡大して示す平面図である。
11:半導体集積回路 13:マイクロプロセッサ 15:キャッシュメモリ 16:信号線 17:メモリセルアレイ 19:アドレスデコーダ 20:アドレスバッファ 21:データ入出力バッファ 22:リダンダンシメモリセルアレイ 23:リダンダンシデコーダ 32:2層アルミニウム配線 33:1層アルミニウム配線 34a:溶断用薄層部 35:ゲート 36:拡散層 37:コンタクト 38:半導体基板 BP:ボンディングパッド F0〜Fn:ヒューズ FB:ヒューズブロック FT:ヒューズ窓領域 PT:禁止領域 Q0〜Qn:NchMOSトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/108 H01L 21/8242 H01L 21/822 H01L 21/82 H01L 27/04
Claims (5)
- 【請求項1】 キャッシュメモリとマイクロプロセッサ
とを備えた半導体集積回路であって、 前記キャッシュメモリが、不良メモリセルを冗長メモリ
セルに置き換えるリダンダンシ機能を有するDRAMか
ら構成され、 ボンディングパッドと前記マイクロプロセッサとが前記
DRAMを挟んで相互に対向して配置され、 前記リダンダンシ機能で用いるヒューズが、ヒューズの
長手方向と直交する方向に複数本が並列して形成された
前記直交方向に長辺を有する複数の略矩形状のヒューズ
ブロックとして構成され、 前記各ヒューズブロックの長辺が、前記マイクロプロセ
ッサと前記ボンディングパッドとを接続する信号線の延
在方向に沿うことを特徴とする半導体集積回路。 - 【請求項2】 前記複数のヒューズブロックは、各短辺
が一直線状に整列することを特徴とする請求項1に記載
の半導体集積回路。 - 【請求項3】 前記ヒューズブロックは双方の長辺が隣
接する一対のヒューズブロック対として配置され、該各
ヒューズブロック対が所定のピッチで配置されることを
特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。 - 【請求項4】 前記複数のヒューズブロックは、短辺が
一直線状に整列することを特徴とする請求項3に記載の
半導体集積回路。 - 【請求項5】 前記ヒューズが半導体基板上に形成され
るn層目の金属配線から成り、前記信号線が前記ヒュー
ズの上層に形成されるn+1層目の金属配線から成るこ
とを特徴とする請求項1乃至4の内の何れか1項に記載
の半導体集積回路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29827898A JP3164083B2 (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 半導体集積回路 |
KR1019990044995A KR100343361B1 (ko) | 1998-10-20 | 1999-10-18 | Dram 메모리셀을 갖는 캐시메모리 |
US09/420,693 US6442742B1 (en) | 1998-10-20 | 1999-10-19 | Cache memory having a DRAM memory cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29827898A JP3164083B2 (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 半導体集積回路 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000124412A JP2000124412A (ja) | 2000-04-28 |
JP3164083B2 true JP3164083B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17857569
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29827898A Expired - Fee Related JP3164083B2 (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 半導体集積回路 |
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Country | Link |
---|---|
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KR (1) | KR100343361B1 (ja) |
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US20030191885A1 (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-09 | Chandra Thimmanagari | On-chip cache redundancy technique |
DE10248722A1 (de) | 2002-10-18 | 2004-05-06 | Infineon Technologies Ag | Integrierte Schaltungsanordnung mit Kondensator und Herstellungsverfahren |
US7405989B2 (en) * | 2005-03-07 | 2008-07-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Electrical fuses with redundancy |
US11328764B2 (en) | 2005-09-26 | 2022-05-10 | Rambus Inc. | Memory system topologies including a memory die stack |
US7562271B2 (en) | 2005-09-26 | 2009-07-14 | Rambus Inc. | Memory system topologies including a buffer device and an integrated circuit memory device |
JP2012227421A (ja) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Elpida Memory Inc | 半導体記憶装置 |
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US5742840A (en) * | 1995-08-16 | 1998-04-21 | Microunity Systems Engineering, Inc. | General purpose, multiple precision parallel operation, programmable media processor |
US6018488A (en) * | 1997-06-26 | 2000-01-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory device and method relieving defect of semiconductor memory device |
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- 1999-10-18 KR KR1019990044995A patent/KR100343361B1/ko not_active IP Right Cessation
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---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |