JP3561112B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、不良メモリセルが含まれた正規のロウ/カラムを、予備のロウ/カラムに置き換えるリダンダンシ技術が用いられている半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近時、メモリの大容量化、セルの微細化により、全ビットのセルを動作させることがますます難しくなってきている。現在のメモリでは、内部にリダンダンシ回路を設け、正規のロウ/カラムのうち、不良セルを含むものを、予備のロウ/カラムに置き換え、たとえ正規のセルの全てが動作しなくても、良品が得られるようにしている。いわゆる、リダンダンシ技術である。
【0003】
リダンダンシ回路には、PROM(Programmble ROM )回路が含まれており、ここに、不良アドレスを示す情報を書き込む。書き込まれた情報は、PROM回路に記憶される。リダンダンシ回路は、PROM回路に記憶された情報にしたがって、不良セルを含むロウ/カラムに代え、スペアのロウ/カラムを選択する。
PROM回路を構成するPROM素子には様々なものがあるが、ダイナミック型RAM(以下DRAMという)では、ヒューズが広く使用されている。ヒューズは、ブローされているか否かで、情報を記憶する。ヒューズのブローは、レーザ溶断、あるいは電流溶断が一般的である。
【0004】
以下、リダンダンシ回路の従来例を、特殊用途型のDRAMにより説明する。図34は、従来の特殊用途型18MDRAMチップの概略的な平面図、図35は、図34に示す2Mセルアレイの概略的な平面図である。
【0005】
図34に示すように、18MDRAMチップ101には、8個の2Mセルアレイ102と、2個の1Mセルアレイが103が設けられている。2Mセルアレイ102は、チップ101の右側(RIGHT) 、左側(LEFT)各々に4個ずつ配置され、1Mセルアレイ103は、右側(RIGHT) 、左側(LEFT)各々に1個ずつ配置される。これにより、18Mの記憶容量を達成する。チップ101の内部と外部との接点となるパッド104は、チップ101の縁に沿って配置される。ここに示す18MDRAMは用途が特殊であるため、パッド104配置される領域105は、チップ101の4辺それぞれに沿わず、3辺に沿って設定されている。このような特殊なパッド配置を持つチップ101は、例えばVSMP(Vertical Surface Mount Package)などの縦型のパッケージに収容される。
【0006】
図35に示すように、2Mセルアレイには、チップ101の上側(TOP) 、下側(BOTTOM)にそれぞれ、各4個ずつ、合計8個の256kサブアレイ106が含まれている。各サブアレイ106には、X方向に延びるワード線、Y方向に延びるビット線がそれぞれ形成される。さらに、各サブアレイ106には、記憶用キャパシタと、このキャパシタをビット線に接続するトランスファトランジスタとを含むダイナミック型のメモリセルが形成されている(いずれも図示せず)。トランスファトランジスタは、ゲートをワード線に接続し、ドレインをビット線に接続し、ソースを記憶用キャパシタに接続する。各サブアレイ106間の領域107には、ビット線対間の電位差を増幅するセンスアンプ(S/A) 、ビット線対間の電位差をプリチャージし、イコライズするイコライザ(EQL) 、選ばれたビット線対をデータ線に接続するカラムゲート(CG)など、ビット線対に接続される回路が配置される。特にセンスアンプは、左右のサブアレイ106どうしで共有されるシェアード型である。
【0007】
ローデコーダ(R/D) は、チップ101の上側(TOP) に配置される256kサブアレイ106と、下側(BOTTOM)に配置される256kサブアレイ106との間の領域108に配置される。
【0008】
このようなレイアウトを持つ18MDRAMにおいて、ヒューズを含むリダンダンシ回路(RFUSE) は、ローデコーダ(R/D) と同じ領域108に配置される。これにより、リダンダンシ回路は、ローデコーダの近くに配置されることになる。この理由は、リダンダンシ回路が、ローアドレスの入力から、スペアローデコーダを活性化させるまでの時間を律速するクリティカルパスとなるためである。即ち、リダンダンシ回路をローデコーダの近くに配置することで、メインローデコーダを活性化させるまでの時間と、スペアローデコーダを活性化させるまでの時間との時間差を小さくする。
【0009】
図36(A)および(B)は、256kサブアレイの概略的な回路ブロック図である。以下、回路ブロック図にしたがって、リダンダンシ動作の概要を説明する。
【0010】
まず、図36(B)に示すように、アドレス信号Aは、パッド104に入力される。入力されたアドレス信号Aは、アドレスバッファ114に入力される。アドレスバッファ活性化信号(一般的なDRAMでは、/RAS信号に相当する)が、アドレスバッファ114を活性状態とするレベルとなったとき、アドレス信号Aは、アドレスバッファ114より、内部アドレス信号(以下、ローアドレス)ARとして出力される。ローアドレス信号ARは、図36(A)に示すリダンダンシ回路(RFUSE) 111に入力されるとともに、ローデコーダ(R/D) のうち、メインローデコーダ115に入力される。メインローデコーダ115は、入力されたローアドレス信号ARの論理にしたがって、256kサブアレイ106の正規の部分116に配置されたワード線(WL)を選択し、駆動する。もし、入力されたローアドレス信号ARの論理が、正規の部分116の不良ロー(不良ワード線)を選択するものであったときには、リダンダンシ回路111の出力ノードNの出力レベルが反転し、スペアローデコーダ117への入力レベルを反転させる。このとき、スペアローデコーダ117は、256kサブアレイ106の予備の部分118に配置されたスペアワード線(SWL) を選択し、駆動する。これとともに、メインローデコーダ115への出力信号/RSPのレベルを反転させる。メインローデコーダ115は、出力信号/RSPのレベルが反転している間、ローアドレスをデコードする機能が非活性となる。
【0011】
図37は、リダンダンシ回路111の具体的な回路図である。ここでは、簡単のため、ローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1Rから、4本のワード線WL1 、WL2 、WL3 、WL4 、および1本のスペアワード線SWL を選択する回路を示す。
【0012】
まず、回路の構成を説明する。
【0013】
図37に示すように、リダンダンシ回路111は、ローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1R一つ一つに対応したヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE/0)、(FUSE1) 、(FUSE/1)を有している。これらのヒューズ回路はそれぞれ、ローアドレスをゲートに受けるNチャネル型MOSFET(以下、NMOS)120と、ヒューズ122とを有している。NMOS120のソースは、低電位電源Vss(例えば接地電位)に接続され、そのドレインは、ヒューズ122を介して出力ノードNに接続されている。スペアローデコーダ117は、出力ノードNに入力を接続したインバータ124と、このインバータ124の出力に入力を接続したインバータ125とを有している。さらに、ゲートにインバータ124の出力を受け、ソースに高電位電源Vddを受け、ドレインをインバータ124の入力に接続したPチャネル型MOSFET(以下、PMOS)126を有している。インバータ124の出力は信号/RSPであり、メインローデコーダ115に供給される。インバータ125の出力は信号RSP であり、スペアワード線SWLに供給される。
【0014】
次に、動作を説明する。
【0015】
まず、ヒューズ122がブローされていないときを説明する。このときには、ローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1Rがそれぞれ“H”レベルになると、NMOS120は導通し、出力ノードNの電位は、ディスチャージされて“L”レベルとなる。出力ノードNの電位が“L”レベルになると、インバータ124の出力は“H”レベルとなり、信号/RSPは“H”レベルとなる。信号/RSPは“H”レベルになると、メインローデコーダ115に含まれるNANDゲート127それぞれの入力の一つが“H”レベルとなり、全てのNANDゲート127が活性化される。これにより、メインローデコーダ115は、ローアドレスをデコードする機能が活性となる。全ての入力が“H”レベルとなるNANDゲート127にあっては、その出力が“L”レベルとなってワード線(WL)を選択し、駆動する。図38には、ローアドレスのレベルと、選択されるワード線との関係が示されている。また、インバータ125の出力は“L”レベルとなるので、スペアワード線(SWL) は、選択されない。
【0016】
また、ヒューズ122がブローされているとき、このブローされたヒューズ122に接続されるNMOS120は、“H”レベルのローアドレスが供給されたとしても、出力ノードNの電位をディスチャージしない。このため、出力ノードNの電位は、“H”レベル(例えばプリチャージ電位)のままとなる。出力ノードNの電位が“H”レベルであると、スペアロウデコーダ117のインバータ124の出力レベルは“L”レベルとなり、信号/RSPは“L”レベルとなる。この結果、メインローデコーダ115に含まれるNANDゲート127それぞれの入力の一つが“L”レベルとなり、全てのNANDゲート127の出力は、ローアドレスのレベルに関わらず“H”レベルとなる。これにより、メインローデコーダ115は、ローアドレスをデコードする機能が非活性になる。同時に、インバータ125の出力は“H”レベルとなり、スペアワード線(SWL) が選択され、駆動される。図39には、ヒューズ122のブローの状態と、スペアワード線(SWL) に置換されるワード線(WL)との関係が示されている。図39では、ヒューズ122がブローされたヒューズ回路(FUSE)に“cut ”、ヒューズ122がブローされていないヒューズ回路(FUSE)に“no cut”の符号を付す。
【0017】
図40(A)は、ヒューズおよびその近傍の概略的な平面図、図40(B)は、図40(A)中の40B−40B 線に沿った断面図である。
【0018】
図40(A)、(B)に示すように、P型シリコン基板181には、電位VssにバイアスされるP型ウェル182−1、182−2、電位VddにバイアスされるN型ウェル183、およびこれらウェルから分離された、電位がフローティングとされるN型ウェル184−1〜184−nが形成されている。P型ウェル182−1、182−2、およびN型ウェル183にはそれぞれ、ローデコーダ、および周辺回路(例えばセンスアンプ駆動回路など)構成するNMOS、PMOSが形成される。ヒューズ122−1〜122−nはそれぞれ、N型ウェル184−1〜184−nの上に、フィールド酸化膜185などの厚い絶縁膜を介して形成される。ヒューズ122−1〜122−nは、N型ウェル184−1〜184−nに、一つずつ設けられる。フィールド酸化膜185には、ヒューズ122をブローしたとき、その衝撃によって、基板181に達する穴が開く可能性がある。もし、この穴にヒューズ122の破片や、導電性のパーティクルなどが入り込むと、配線と基板181とがショートする。このような事情は、ヒューズ122の一つ一つに、フローティングのN型ウェル184を設けることで、解消される。つまり、ヒューズ122の破片などがフィールド酸化膜185に開いた穴に入り込んでも、配線と基板181との短絡は、フローティングのN型ウェル184により防止される。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ヒューズの微細化の進展は、レーザーブロワーの精度に依存している。ヒューズが微細化されても、微細化されたヒューズを、レーザーブロワーが正確にブローできなければ意味がない。このため、ヒューズの微細化は、MOSFETなど、他の半導体素子の微細化の歩調に合っていない。そのため、ヒューズのサイズと他の半導体素子のサイズとの格差は、広がりつつある。特にDRAMのロー/カラムデコーダでは、その素子パターンを、メモリセルの配置ピッチに合わせて密に形成することが要求される。
【0020】
さらに不良メモリセルの絶対数は、記憶容量の増加にしたがって増えていく。増えていく不良メモリセルをそれぞれ、救済していくためには、当然、ヒューズの数を増やさなければならない。ヒューズの数が増えれば、ヒューズを含むリダンダンシ回路の回路規模も大きくなる。
【0021】
このように、メモリセルが現在の歩調で微細化され、また、記憶容量の増加が進むと、やがてヒューズが高集積化を妨げる可能性が出てきている。
【0022】
また、ヒューズは、ブローされるものであるため、ヒューズの上には何も置けない。現在、多層配線技術により、配線レイアウトの自由度が大幅に増加しているにも関わらず、ヒューズの上を避けて配線する、という制約が生じている。
【0023】
また、ヒューズを、他のPROM素子、例えばEEPROMのメモリセルに使用されているフローティングゲート型MOSFETに代える技術も報告されている。この種の回路では、ヒューズが無いため、ヒューズを有するリダンダンシ回路の問題は解消される。しかし、不良アドレスの情報を書き込むための書き込み用回路、書き込み用電源、および書き込み用配線を必要とする。このため、今後の集積密度の増加を考えると、現実的ではない。また、半導体記憶装置がDRAMである場合には、製造プロセスに共通性がなく、製造コストが増大する可能性が高い。
【0024】
このような事情を解消する半導体集積化メモリが、特開平4−263199号公報に開示されている。図41は、その半導体集積化メモリを簡略化して示したブロック図である。
【0025】
特開平4−263199号公報に開示された半導体集積化メモリでは、ヒューズ等を用いたPROM素子をチップから取り去り、その代わりに連想メモリ(Contents Addressable Memory:CAM)を設ける。
【0026】
連想メモリを有したリダンダンシ回路では、メモリを動作させる前に、チップの外部から不良アドレスの情報を入力し、その情報を、連想メモリのRAM回路に保持させる。メモリが動作されている時には、RAM回路に保持されたアドレスと、アドレス線から入力されたアドレスとが比較され、一致した場合にのみ、スペアのメモリセルアレイがアクセスされる。
【0027】
この種のリダンダンシ回路では、ヒューズも無く、また、フローティングゲート型MOSFETもない。このため、上記した問題のいずれをも解消できる。しかし、この種のリダンダンシ回路では、メモリを動作させる前に、不良アドレス情報をRAM回路に書き込む必要がある。このため、メモリセルをテストして、不良メモリセルのアドレスを検知するテスト回路を、システムとして外部に備えていなければならない。あるいは連想メモリとは別に、そのチップ内に、専用の自己テスト回路を設けなければならない。通常、このようなテストは、メモリテスタを用い、多くの項目を検査して行うものであり、簡単なテストではない。したがって、このような自己テスト回路を、チップ内に設けることは困難である。
この発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その第1の目的は、不良アドレス情報を、揮発性記憶回路により記憶するリダンダンシ回路を有する半導体集積回路装置において、より実用的な構成を持ち、不良アドレス情報を記憶するヒューズを、不良アドレス記憶回路に、ミスブローが発生する可能性を少なくして設けることができる半導体集積回路装置を提供することにある。
【0028】
また、その第2の目的は、第1の目的を達成するとともに、上記揮発性記憶回路へ与える基本情報を記憶しておく回路の規模を小さくし、さらなる高集積化に適した構成を持つ半導体集積回路装置を提供することにある。
【0031】
また、その第の目的は、この発明に係る半導体集積回路装置が有する不良アドレス記憶回路を、半導体チップに、集積回路の高集積化、配線の多層化を妨げずに設けることができる半導体集積回路装置を提供することにある。
【0032】
【課題を解決するための手段】
上記第1の目的を達成するために、請求項1に係る発明では、メモリ機能を有する半導体チップと、前記チップ中に設けられ、メインのロー/カラムおよびスペアのロー/カラムを含むメモリセルアレイと、前記チップ中に設けられ、前記メインのロー/カラム中の不良アドレス情報を、不揮発性記憶回路により記憶する不良アドレス記憶回路と、前記チップ中に設けられ、前記不良アドレス記憶回路に記憶された前記不良アドレス情報の複写情報を、揮発性記憶回路により記憶するリダンダンシ回路と、前記チップ中に設けられ、アドレス入力にしたがって前記メインのロー/カラムを選択する回路、および前記リダンダンシ回路に記憶された前記複写情報にしたがって前記スペアのロー/カラムを前記メインのロー/カラムに換えて選択するスペア選択用の回路を含むアドレスデコーダと、前記チップ中に設けられ、転送タイミング信号にしたがって、前記不良アドレス記憶回路に記憶された前記不良アドレス情報を、前記リダンダンシ回路の揮発性記憶回路に転送させる転送回路とを具備し、前記不良アドレス記憶回路は、不良アドレス情報を記憶するためのヒューズ素子を複数有し、これらヒューズ素子はそれぞれ、ヒューズ素子をブローするためのレーザーが移動する方向に、その長軸方向を一致させて配置されていることを特徴とする。
【0033】
上記請求項1に係る発明によれば、不良アドレス情報を、チップ中に設けた不良アドレス記憶回路に記憶させ、記憶された不良アドレス情報を、転送タイミング信号にしたがってリダンダンシ回路の揮発性記憶回路に転送させるようにしたので、不良アドレス情報を、簡単に揮発性記憶回路に複写することができる。よって、公知の揮発性記憶回路を含むリダンダンシ回路を有した半導体集積回路装置に比較して、より実用に供し得る構成を持つ。これとともに、ヒューズ素子の長軸方向を、ブローするためのレーザーが移動する方向に一致させて配置することにより、ヒューズ素子のブローされる部分の長さ、およびブローされる部分どうしの間隔をともに、充分に大きくすることができる。このため、不良アドレス情報を記憶するヒューズ素子に、ミスブローの発生を少なくできる、半導体集積回路装置を提供することができる。
【0036】
また、請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記不良アドレス記憶回路は、電源間に、互いに直列に接続された抵抗体、前記ヒューズ素子、およびゲートに前記転送タイミング信号を受ける第4の絶縁ゲート型FETを含み、前記転送タイミング信号が、前記不良アドレス情報を転送するモードを指定しているとき以外は、第4の絶縁ゲート型FETをオフさせ、前記不良アドレス記憶回路を非活性状態とすることを特徴とする。
【0037】
上記請求項2に係る発明によれば、転送タイミング信号が不良アドレス情報を転送するモードを指定しているときのみ、不良アドレス記憶回路に含まれた、第4の絶縁ゲート型FETをオンさせることができるので、不良アドレス記憶回路が消費する消費電流を少なくすることができる。よって、請求項1に係る発明において、より消費電流が少なくできる構成を実現でき、特に消費電流の観点から、より実用に供し得る構成を持つ半導体集積回路装置を提供することができる。
【0038】
また、請求項3に係る発明は、請求項1および請求項2いずれかに係る発明において、前記リダンダンシ回路は、揮発性記憶素子として、前記複写情報を記憶するレジスタ回路と、前記複写情報の電位レベルと前記アドレス入力の電位レベルとを比較し、これらの電位が一致か不一致の一方に応じて、前記スペア選択用の回路への入力レベルを変更する比較回路とを含むことを特徴とする。
【0039】
上記請求項3に係る発明によれば、複写情報の電位レベルとアドレス入力の電位レベルとを比較し、これらの電位が一致か不一致の一方に応じて、スペア選択用の回路への入力レベルを変更するので、スペア選択用の回路は、レジスタ回路に記憶された複写情報が不良アドレスを示すものか否かを、検知することができる。
【0040】
また、請求項4に係る発明は、請求項3に係る発明において、前記リダンダンシ回路は、前記スペア選択用の回路の入力に、マッチング電位にサスペンドされている配線を介して接続され、前記比較回路は、前記複写情報の電位レベルと前記アドレス入力の電位レベルとを比較し、これらの電位が一致か不一致かのいずれか一方に応じて、前記配線の電位をマッチング電位以外の電位に変更することを特徴とする。
【0041】
上記請求項4に係る発明によれば、前記スペア選択用の回路が、レジスタ回路に記憶された複写情報が不良アドレスを示すものか否かを、その入力の電位が、マッチング電位か否かで、検知できる。このため、スペア選択用の回路は、その入力の電位がマッチング電位以外の電位に遷移しただけで、スペアのロー/カラムを前記メインのロー/カラムに変えて選択する(あるいは反対にメインのロー/カラムを前記スペアのロー/カラムに変えて選択する)ようになる。このため、例えばプリチャージ電位から遷移した電位が“H”レベルか“L”レベルかを判断してからスペア/メインを切り換えるようなスペア選択用の回路に比較して、その切換動作を、より高速に行うことができる。
【0042】
また、請求項5に係る発明は、請求項3および請求項4いずれかに係る発明において、前記レジスタ回路および前記比較回路はMOSFETにより構成され、前記レジスタ回路および前記比較回路がNチャネル型MOSFETを含む時、これらのNチャネル型MOSFETは、前記アドレスデコーダのNチャネル型MOSFETが形成されるウェルに形成され、前記レジスタ回路および前記比較回路がPチャネル型MOSFETを含む時、これらのPチャネル型MOSFETは、前記アドレスデコーダのPチャネル型MOSFETが形成されるウェルに形成されていることを特徴とする。
【0043】
上記請求項5に係る発明によれば、レジスタ回路および比較回路をMOSFETにより構成し、これらレジスタ回路および比較回路をMOSFETをアドレスデコーダを構成するMOSFETと同一のウェルに形成する。これにより、請求項3および請求項4に係る発明が有するリダンダンシ回路の、チップ上に占める面積を小さくでき、このリダンダンシ回路を、よりコンパクトにチップに集積することができる。
【0044】
また、請求項6に係る発明は、請求項1乃至請求項5いずれか一つに係る発明において、前記転送タイミング信号は、前記半導体集積回路装置に電源を投入されたことをトリガとして、前記不良アドレス情報を転送するモードを指定し、前記リダンダンシ回路への前記不良アドレス情報の複写を終了した後、前記不良アドレス情報を転送するモードの指定を解除することを特徴とする。
【0045】
上記請求項6に係る発明によれば、不良アドレス記憶回路に記憶された不良アドレス情報を、半導体集積回路装置に電源が投入される毎に、リダンダンシ回路の揮発性記憶回路に転送できる。これにより、半導体集積回路装置に投入されている間、不良アドレス情報を、請求項1乃至請求項5に係る発明の揮発性記憶回路に記憶される状態を得る、一つの例を実現できる。
【0046】
上記第2の目的を達成するために、請求項7に係る発明では、メモリ機能を有する半導体チップと、前記チップ中に設けられたセルアレイと、前記セルアレイに複数設定され、それぞれメインのロー/カラムおよびスペアのロー/カラムを含むサブアレイと、前記チップ中に設けられ、前記サブアレイの不良情報および前記メインのロー/カラム中の不良アドレス情報をそれぞれ、不揮発性記憶回路により記憶する不良アドレス記憶回路と、前記チップ中に設けられ、サブアレイ情報を不揮発性記憶回路により記憶するとともに、前記不良アドレス記憶回路に記憶された前記不良アドレス情報の複写情報を、揮発性記憶回路により記憶するリダンダンシ回路と、前記チップ中に設けられ、アドレス入力にしたがって前記メインのロー/カラムを選択する回路、および前記リダンダンシ回路に記憶された前記複写情報にしたがって前記スペアのロー/カラムを前記メインのロー/カラムに換えて選択するスペア選択用の回路を含むアドレスデコーダと、前記チップ中に設けられ、転送タイミング信号にしたがって、前記不良アドレス記憶回路に記憶された前記サブアレイの不良情報と前記リダンダンシ回路に記憶された前記サブアレイ情報とを照合し、この照合の結果、前記リダンダンシ回路のうち、前記サブアレイの不良情報に合致した前記サブアレイの前記リダンダンシ回路の揮発性記憶回路に、前記不良アドレス情報を転送させる転送回路とを具備することを特徴とする。
【0047】
上記請求項7に係る発明によれば、不良アドレス情報は、リダンダンシ回路のうち、サブアレイの不良情報に合致したサブアレイのリダンダンシ回路の揮発性記憶回路に転送される。このため、不良アドレス記憶回路は、いくつかのサブアレイで共有でき、不良アドレス記憶回路の規模を小さくでき、さらなる高集積化に適した半導体集積回路装置を得ることができる。
【0054】
上記第3の目的を達成するために、請求項8に係る発明では、前記不良アドレス回路は、パッドの列に沿って配置されていることを特徴とする。
【0055】
上記請求項8に係る発明によれば、不良アドレス回路を、パッドの列に沿って配置することによって、集積回路、例えばメモセルアレイなどの高集積化、や配線の多層化を妨げずに設けることができる。
【0056】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を、実施の形態により説明する。この説明において、全図に渡り共通の部分には共通の参照符号を付す。
【0057】
図1は、この発明の第1の実施形態に係る特殊用途型18MDRAMチップの概略的な平面図、図2は、図1に示す2Mセルアレイの概略的な平面図である。図1に示すように、18MDRAMチップ1には、8個の2Mセルアレイ2と、2個の1Mセルアレイが3が設けられている。2Mセルアレイ2は、チップ1の右側(RIGHT) 、左側(LEFT)各々に4個ずつ配置され、1Mセルアレイ3は、右側(RIGHT) 、左側(LEFT)各々に1個ずつ配置される。これにより、18Mの記憶容量を達成する。チップ1に形成された集積回路の、外部との接点となるパッド4は、チップ1の縁に沿って配置される。ここに示す18MDRAMは用途が特殊であるため、パッド4が配置される領域5は、チップ1の4辺それぞれに沿わず、3辺に沿って設定されている。このような特殊なパッド配置を持つチップ1は、例えばVSMP(Vertical Surface Mount Package)などの縦型のパッケージに収容される。
【0058】
図2に示すように、2Mセルアレイ2には、チップ1の上側(TOP) 、下側(BOTTOM)それぞれに、各4個ずつ、合計8個の256kサブアレイ6が含まれている。各サブアレイ6には、X方向に延びる図示せぬワード線(WL)、Y方向に延びる図示せぬビット線(BL)がそれぞれ、形成される。さらに、各サブアレイ6には、図示せぬ記憶用キャパシタと、このキャパシタをビット線に接続する、図示せぬトランスファトランジスタとを含むダイナミック型のメモリセル(M) が形成される。トランスファトランジスタは、ゲートをワード線に接続し、ドレインをビット線に接続し、ソースを記憶用キャパシタに接続する。各サブアレイ6間の領域7には、ビット線対間の電位差を増幅するセンスアンプ(S/A) 、ビット線対間の電位差をプリチャージし、イコライズするイコライザ(EQL) 、選ばれたビット線対をデータ線(DQ)に接続するカラムゲート(CG)など、ビット線対に接続される回路が配置される。特にセンスアンプは、左右のサブアレイ6どうしで共有されるシェアード型である。ローデコーダ(R/D) は、チップ1の上側(TOP) に配置されるサブアレイ6と、下側(BOTTOM)に配置されるサブアレイ6との間の領域8に配置される。連想メモリを含むリダンダンシ回路(CAM) は、ローデコーダ(R/D) が配置される領域8に配置される。
【0059】
さらに、この発明では、リダンダンシ回路(CAM) への基本情報、即ち不良アドレス情報を記憶しておく不良アドレス記憶回路(RFUSE) を、チップ1の中に有している。不良アドレス記憶回路(RFUSE) は、不良アドレス情報を、ヒューズなどの不揮発性の記憶素子により記憶する。不良アドレス記憶回路(RFUSE) は、ヒューズを含むので、チップ1のうち、セルアレイや周辺回路の微細化を妨げない部分に配置される。この第1の実施形態に係る装置では、不良アドレス記憶回路(RFUSE) を、図1および図2それぞれに示すように、チップ1の縁(又はダイシングライン)とパッド4が配置される領域5との間の領域に配置している。
【0060】
図3(A)〜(C)は、256kサブアレイの概略的な回路ブロック図である。以下、回路ブロック図にしたがって、リダンダンシ動作の概要を説明する。
【0061】
この発明では、メモリを動作させる前に、不良アドレス記憶回路(RFUSE) から、不良アドレス情報を連想メモリを含むリダンダンシ回路(CAM) に転送し、リダンダンシ回路(CAM) に記憶させる。そのため、まず、図3(A)、(C)に示す転送タイミング信号FDXを“L”レベルから“H”レベルとする。転送タイミング信号FDXを“H”レベルとすると、図3(C)に示す不良アドレス記憶回路(RFUSE) 11は、ここに記憶されている不良アドレス情報Fを出力する。出力された不良アドレス情報Fは、図3(A)に示すマルチプレクサ(MUX) 12に入力される。マルチプレクス回路12は、転送タイミング信号FDXが“H”レベルのとき、連想メモリを含むリダンダンシ回路(CAM) 13に、ローアドレスARに変えて、不良アドレス情報Fを入力する。リダンダンシ回路13は、転送タイミング信号FDXが“H”レベルのとき、その内部に設けられている連想メモリのレジスタ回路が、情報を保持するモード(書き込み/書き換え不可能なモード)から、情報の書き込みが可能なモードに切り替わる。これにより、不良アドレス記憶回路11に記憶されていた不良アドレス情報Fの複写情報が、レジスタ回路に書き込まれる。
【0062】
この後、転送タイミング信号FDXを“L”レベルとすると、不良アドレス記憶回路11は非活性となり、さらに、リダンダンシ回路13では、レジスタ回路が書き込みが可能なモードから、書き込まれた情報を保持するモードに切り替わる。
【0063】
このようにして、不良アドレス情報Fの複写情報が、リダンダンシ回路13に転送され、ここに記憶される。
【0064】
また、連想メモリのレジスタ回路はRAM回路であり、揮発性記憶回路である。このため、装置の電源を切ったとき、ここに保持されていた情報は消える。この消えた情報は、再度、書き込みする必要がある。このため、再書き込み機能が必要である。図3に示す転送タイミング信号FDXは“H”パルス信号であり、再書き込みを指示するトリガ信号でもある。信号FDXの一つの例は、パワーオンリセット信号を使うことである。また、他の例は、パワーオンリセット信号をトリガにして、別に発生させることである。さらに他の例は、信号FDXを入力するための専用のパッドを設け、外部から入力することである。“H”パルスは、ワンショット、複数ショットのいずれでも良い。
【0065】
このような転送タイミング信号FDXを、電源投入時、あるいはメモリの動作開始前に、不良アドレス記憶回路11、マルチプレクサ12、リダンダンシ回路13に与えることで、再書き込み機能がチップ1の中に実現できる。
【0066】
不良アドレス情報Fが、リダンダンシ回路13に転送/保持された後は、通常のリダンダンシ回路を持つ装置と同様な動作が、例えば下記のようにして行われる。
【0067】
まず、図3(B)に示すように、アドレス信号Aが、パッド4に入力される。入力されたアドレス信号Aは、アドレスバッファ14に入力される。アドレスバッファ活性化信号(一般的なDRAMに例えれば、/RAS信号に相当する信号である。)が、アドレスバッファ14を活性状態とするレベルとなったとき、アドレス信号Aは、アドレスバッファ14より、内部アドレス信号(以下、ローアドレス)ARとして出力される。ローアドレスARは、図3(A)に示すマルチプレクサ12に入力される。このとき、転送タイミング信号FDXは、“L”レベルである。マルチプレクサ12に入力されたローアドレスARは、リダンダンシ回路13、およびローデコーダ(R/D) のうち、メインローデコーダ15に入力される。メインローデコーダ15は、入力されたローアドレスARの論理にしたがって、図3(A)に示す256kサブアレイ6の正規の部分16に配置されたワード線(WL)を選択し、駆動する。もし、入力されたローアドレスARの論理が、正規の部分16の不良ロー(不良ワード線)を選択するものであったときには、リダンダンシ回路13は、その出力のレベルを反転させ、スペアローデコーダ17への入力レベルを反転させる。これにより、スペアローデコーダ17は、256kサブアレイ6の予備の部分18に配置されたスペアワード線(SWL) を選択し、駆動する。これとともに、リダンダンシ回路13は、メインローデコーダ15への出力信号/RSPのレベルを反転させる。メインローデコーダ15は、出力信号/RSPのレベルが反転している間、そのアドレスをデコードする機能が非活性にされる。
【0068】
図4は、不良アドレス記憶回路、リダンダンシ回路、ローデコーダの具体的な回路図である。ここでは、簡単のため、ローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1Rから、4本のワード線WL1 、WL2 、WL3 、WL4 、および1本のスペアワード線SWL を選択する回路を示す。以下、回路図にしたがって、その回路の構成および動作を説明する。
【0069】
図4に示すように、第1の実施形態に係る装置が持つ不良アドレス記憶回路11は、各ローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1R毎に設けられた、ヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE/0)、(FUSE1) 、(FUSE/1)を有している。これらのヒューズ回路(FUSE)は各々、抵抗20、ヒューズ21、およびゲートに転送タイミング信号FDXを受けるNMOS22を有している。NMOS22のソースは、低電位電源Vss(例えば接地電位)に接続され、そのドレインは、ヒューズ21の一端に接続されている。ヒューズ21の他端は、抵抗20の一端に接続され、この抵抗20の他端は、高電位電源Vddに接続されている。ヒューズ回路(FUSE)に記憶される不良アドレス情報Fは、抵抗20の一端とヒューズ21の他端との相互接続点から抽出される。抽出された不良アドレス情報Fは、マルチプレクサ12に供給される。
【0070】
マルチプレクサ12は、各ローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1R毎に設けられた、マルチプレクス回路(MUX0)、(MUX/0) 、(MUX1)、(MUX/1) を有している。これらのマルチプレクス回路(MUX) は各々、2つの入力、1つの入力を有し、転送タイミング信号FDXにしたがって、2つの入力のうちのいずれか1つを、その出力に伝える。いわゆる2:1マルチプレクス回路である。マルチプレクス回路(MUX) は、従来より知られている2:1マルチプレクス回路により構成されてよい。マルチプレクス回路(MUX) の一つの入力には、不良アドレス情報Fが供給され、他の入力には、ローアドレスARが供給される。マルチプレクス回路(MUX) は、転送タイミング信号FDXが“H”レベルのとき、不良アドレス情報Fをその出力に伝え、転送タイミング信号FDXが“L”レベルのとき、ローアドレスARをその出力に伝える。この第1の実施形態に係る装置では、マルチプレクス回路12の出力は、内部アドレス線19に供給される。
【0071】
リダンダンシ回路13は、各ローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1R毎に設けられた、連想メモリ回路(CAM0)、(CAM/0) 、(CAM1)、(CAM/1) を有している。これらの連想メモリ回路(CAM) は各々、不良アドレス情報Fを保持/記憶するレジスタ回路30、一端を内部アドレス線19に接続し、他端をレジスタ回路30に接続し、ゲートに転送タイミング信号FDXを受ける書き込みゲート回路31、およびレジスタ回路30に保持/記憶された不良アドレス情報Fと入力されたローアドレスARとを比較し、一致か不一致かの情報を、出力ノードNに出力する比較回路32を有している。出力ノードNは、電位MATCH にサスペンドされている。この第1の実施形態では、レジスタ回路30は、2つのインバータにより構成される、いわゆるクロスカップル型ラッチ回路により構成されている。また、書き込みゲート回路31は、内部アドレス線19とラッチ回路の一つのノード41との間に、電流通路を直列に接続した一つのNMOS42により構成されている。また、比較回路32は、リダンダンシ回路13の出力ノードNに電流通路の一端を接続し、ラッチ回路の一つのノード41にゲートを接続したNMOS43と、このNMOS43の電流通路の他端に、電流通路の一端を接続し、内部アドレス線19にゲートを接続し、低電位電源Vssに電流通路の他端を接続したNMOS44とにより構成されている。
【0072】
スペアローデコーダ17は、リダンダンシ回路13の出力ノードNに、入力を接続したインバータ50と、このインバータ50の出力に入力を接続したインバータ51と、このインバータ51の出力に入力を接続したインバータ52とを有している。インバータ52の出力は、スペアワード線SWLに供給される。また、インバータ51の出力は、メインローデコーダ15に供給される(即ち、信号/RSPである)。
【0073】
次に、その動作を説明する。
【0074】
図5には、ローアドレスの論理と選択されるワード線との関係が示されている。また、図6には、ヒューズの状態とスペアワード線(SWL) に置換されるワード線(WL)との関係が示されている。図6では、ヒューズがブローされたヒューズ回路(FUSE)に“cut ”、ヒューズがブローされていないヒューズ回路(FUSE)に“no cut”の符号を付す。
【0075】
まず、ワード線WL1を、スペアワード線SWLに置換する例を説明する。
【0076】
図6に示すように、ワード線WL1を、スペアワード線SWLに置換するときには、図4に示すヒューズ回路(FUSE/0)、(FUSE/1)のヒューズ21をブローする。他のヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE1) では、ヒューズをブローしない。
【0077】
次に、転送タイミング信号FDXを“H”レベルとする。このとき、不良アドレス情報(F0)、(F/0) 、(F1)、(F/1) はそれぞれ、“L”、“H”、“L”、“H”のレベルとされて、不良アドレス記憶回路11から出力される。そして、図4に示す連想メモリ(CAM0)、(CAM/0) 、(CAM1)、(CAM/1) のレジスタ回路30にはそれぞれ、ノード41を“L”、“H”、“L”、“H”のレベルとする複写情報が保持/記憶される。これらの複写情報により、連想メモリ(CAM0)、(CAM/0) 、(CAM1)、(CAM/1) のNMOS43はそれぞれ、“オフ”、“オン”、“オフ”、“オン”となる。
【0078】
この状態で、ローアドレスA0R 、A1R をそれぞれ“L”レベルとするアドレスが入力されたとする。このとき、内部アドレス線19に伝えられるローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1Rのレベルはそれぞれ、“L”、“H”、“L”、“H”である。これらの論理により、連想メモリ(CAM0)、(CAM/0) 、(CAM1)、(CAM/1) のNMOS44はそれぞれ、“オフ”、“オン”、“オフ”、“オン”となる。この結果、連想メモリ(CAM/0) 、(CAM/1) の比較回路32がそれぞれ“導通状態”、連想メモリ(CAM0)、(CAM1)の比較回路32がそれぞれ“非導通状態”となり、出力ノードNの電位は、2つの比較回路32を通じて降下する。出力ノードNの電位が、2つの比較回路32を通じて降下したとき、スペアデコーダ17のインバータ50が“L”レベルとして検出するようにしておくと、信号/RSPは“L”レベルとなる。スペアデコーダ17は、メインローデコーダ15を非活性とするとともに、スペアワード線SWLを選択し、駆動する。
【0079】
また、上記の状態で、ローアドレスA0R を“H”レベル、A1R を“L”レベルとするアドレスが入力されたとする。このとき、内部アドレス線19に伝えられるローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1Rのレベルはそれぞれ、“H”、“L”、“L”、“H”である。これらの論理により、連想メモリ(CAM0)、(CAM/0) 、(CAM1)、(CAM/1) のNMOS44はそれぞれ、“オン”、“オフ”、“オフ”、“オン”となる。この結果、連想メモリ、(CAM/1) の比較回路32が“導通状態”、連想メモリ(CAM0)、(CAM/0) 、(CAM1)の比較回路32がそれぞれ“非導通状態”となり、出力ノードNの電位は、1つの比較回路32を通じて降下する。出力ノードNの電位が、1つの比較回路32を通じて降下したとき、スペアデコーダ17のインバータ50が“H”レベルとして検出するようにしておくと、信号/RSPは“H”レベルとなる。スペアデコーダ17は、メインローデコーダ15を活性とするとともに、スペアワード線SWLを選択しない。このときには、メインローデコーダ15が、ローアドレスの論理にしたがって、ワード線WL2を選択する。
【0080】
また、ローアドレスA0R を“L”レベル、A1R を“H”レベルとするアドレスが入力されたときには、上記の動作と同様に、連想メモリ(CAM/0) の比較回路32の1つだけが“導通状態”となる。したがって、信号/RSPは“H”レベルとなって、スペアデコーダ17は、メインローデコーダ15を活性とするとともに、スペアワード線SWLを選択しない。そして、ローアドレスの論理にしたがって、メインローデコーダ15が、ワード線WL3を選択する。
【0081】
また、ローアドレスA0R 、A1R をともに“H”レベルとするアドレスが入力されたときには、全ての連想メモリの比較回路32が“非導通状態”となる。したがって、信号/RSPは“H”レベルとなって、スペアデコーダ17は、メインローデコーダ15を活性とするとともに、スペアワード線SWLを選択しない。そして、ローアドレスの論理にしたがって、メインローデコーダ15が、ワード線WL4を選択する。
【0082】
また、ワード線WL2、WL3、WL4のいずれかを、スペアワード線SWLに置き換えるときには、図6に示すようにヒューズをブローすることで、ワード線WL1の置き換えのときと同様に実現できる。
【0083】
さらに、ワード線WLの置き換えを行わないときには、図6に示すようにヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE/0)、(FUSE1) 、(FUSE/1)の全てで、ヒューズをブローしない。このときには、不良アドレス情報(F0)、(F/0) 、(F1)、(F/1) は全て“L”レベルとされ、図4に示す連想メモリ(CAM0)、(CAM/0) 、(CAM1)、(CAM/1) のレジスタ回路30の全てに、ノード41を“L”レベルとする複写情報が保持/記憶される。これらの複写情報により、連想メモリ(CAM0)、(CAM/0) 、(CAM1)、(CAM/1) のNMOS43は全て“オフ”し、ローアドレスの論理に関わらず、比較回路32は全て“非導通状態”となる。したがって、信号/RSPは、常に“H”レベルとなる。
【0084】
上記第1の実施形態に係る装置が有するリダンダンシ回路13は、様々に変形できる。例えば比較回路32においては、例えばNMOS43のゲートに内部アドレス線19を接続し、NMOS44のゲートにラッチ回路のノード41を接続するようにしても良い。
【0085】
また、上記リダンダンシ回路13では、2つの比較回路32が“導通状態”となって、出力ノードNの電位が2つの比較回路32によりディスチャージされるか否かで、リダンダンシ回路13の出力の反転/非反転をスペアデコーダ17により、検出するようにした。つまり、リダンダンシ回路13の出力ノードNが負論理である。これを、NMOS43のゲートをラッチ回路の他方のノード45に接続して、リダンダンシ回路13の出力ノードNを正論理としても良い。この場合には、例えばスペアデコーダ17から、インバータ50が除去される。あるいは出力ノードNとスペアデコーダ17との間に、奇数個のインバータが加えられる。
【0086】
次に、第1の実施形態に係る装置の構造を説明する。
【0087】
図7(A)は、リダンダンシ回路およびその近傍の概略的な平面図、図7(B)は、図7(A)中の7A−7A 線に沿った断面図である。
【0088】
図7(A)、(B)に示すように、P型シリコン基板181には、電位VssにバイアスされるP型ウェル182、電位VddにバイアスされるN型ウェル183が形成されている。P型ウェル182およびN型ウェル183にはそれぞれ、ローデコーダ(R/D) 、メモリ周辺回路(例えばセンスアンプ駆動回路など)、およびリダンダンシ回路13(レジスタ回路30、書き込みゲート回路31、比較回路32)を構成するNMOS、PMOSが形成される。
【0089】
従来では、リダンダンシ回路に含まれたヒューズがセルアレイの高集積化を妨げる可能性があったが、第1の実施形態に係る装置では、リダンダンシ回路13を構成する回路の全てを、MOSFETにより構成できる。このため、リダンダンシ回路13を、ローデコーダ(R/D) 、メモリ周辺回路と同じウェルに形成できる。このため、リダンダンシ回路13の微細化の歩調を、ローデコーダ(R/D) 、メモリ周辺回路などと合わせることができる。このため、リダンダンシ回路13が、セルアレイの高集積化を、従来のように妨げることがない。
【0090】
また、リダンダンシ回路13を、ローデコーダ(R/D) と同じウェルに形成することで、リダンダンシ回路13を、ローデコーダ(R/D) に、さらに近接させて配置できる。これにより、スペアローデコーダ17によるスペアワード線SWLの選択に要する時間と、メインローデコーダ15によるメインのワード線WLの選択に要する時間との差は、従来に増して小さくなる。これは、メモリの動作の、いっそうの高速化を助ける。
【0091】
次に、不良アドレス記憶回路とサブアレイとの関係を説明する。
【0092】
大規模な記憶容量を持つメモリでは、セルアレイが、いくつかのサブアレイに分割されている。例えば図2に示したように、2Mセルアレイ2が、8つの256kサブアレイ6に分割されているなどである。
【0093】
図8は、不良アドレス記憶回路とサブアレイとの第1の関係を示す回路ブロック図である。図8には、セルアレイが、8つのサブアレイSUB1〜SUB8に分割されている例が示されている。
【0094】
図8に示すように、各サブアレイSUB1〜SUB8それぞれに対応して、不良アドレス記憶回路(FUSE)11−SUB1 〜11−SUB8 が設けられている。各サブアレイSUB1〜SUB8にはそれぞれ、マルチプレクサ(MUX) 12、連想メモリを含むリダンダンシ回路(CAM) 13が設けられている。
【0095】
この第1の関係を持つ装置では、各不良アドレス記憶回路(FUSE)11−SUB1 〜11−SUB8 のそれぞれから、各サブアレイSUB1〜SUB8それぞれのマルチプレクサ12まで、不良アドレス情報Fをマルチプレクサ12まで伝える配線60が、互いに独立して設けられている。
【0096】
このように互いに独立した配線60によって、各サブアレイSUB1〜SUB8のマルチプレクサ12と各不良アドレス記憶回路(FUSE)11−SUB1 〜11−SUB8 とを接続する装置では、不良アドレス情報Fを、各不良アドレス記憶回路(FUSE)11−SUB1 〜11−SUB8 から、各サブアレイSUB1〜SUB8のリダンダンシ回路13まで、一度に転送できる、という利点を有している。
【0097】
図9は、不良アドレス記憶回路とサブアレイとの第2の関係を示す回路ブロック図である。
【0098】
図9に示すように、各サブアレイSUB1〜SUB8それぞれに対応して、不良アドレス記憶回路(FUSE)11−SUB1 〜11−SUB8 が設けられている。各サブアレイSUB1〜SUB8にはそれぞれ、マルチプレクサ(MUX) 12、連想メモリを含むリダンダンシ回路(CAM) 13が設けられている。
【0099】
この第2の関係を持つ装置では、不良アドレス記憶回路11−SUB1 〜11−SUB4 で共通の配線60−TOPと、不良アドレス記憶回路11−SUB5 〜11−SUB8 で共通の配線60−BOTTOM とを有している。不良アドレス記憶回路11−SUB1 〜11−SUB4 の出力配線60はそれぞれ、セレクタ61を介して、共通の配線60−TOPに接続されている。共通の配線60−TOPは、サブアレイSUB1〜SUB4のマルチプレクサ12に接続されている。同様に、不良アドレス記憶回路11−SUB5 〜11−SUB8 の出力配線60はそれぞれ、セレクタ61を介して、共通の配線60−BOTTOM に接続されている。共通の配線60−BOTTOM は、サブアレイSUB5〜SUB8のマルチプレクサ12に接続されている。セレクタ61はそれぞれ、転送タイミング信号FDX(FDX1〜FDX4)が“H”レベルとなったとき、不良アドレス記憶回路11−SUB1 〜11−SUB8 からの不良アドレス情報を、共通の配線60−TOP、60−BOTTOM に伝える。
【0100】
このように、共通の配線60−TOP、60−BOTTOM によって、各サブアレイSUB1〜SUB8のマルチプレクサ12と各不良アドレス記憶回路(FUSE)11−SUB1 〜11−SUB8 とが接続されている装置では、転送タイミング信号FDX1〜FDX4を一つずつ順に、“H”レベルにする。これにより、不良アドレス情報Fを、各不良アドレス記憶回路(FUSE)11−SUB1 〜11−SUB8 から、各サブアレイSUB1〜SUB8のリダンダンシ回路13に転送できる。第2の関係を持つ装置の利点は、第1の関係を持つ装置に比べて配線60の数を減らせることである。
【0101】
図10は、不良アドレス記憶回路とサブアレイとの第3の関係を示す回路ブロック図である。
【0102】
図10に示すように、各サブアレイSUB1〜SUB8それぞれに対応して、不良アドレス記憶回路(FUSE)11−SUB1 〜11−SUB8 が設けられている。各サブアレイSUB1〜SUB8にはそれぞれ、マルチプレクサ(MUX) 12、連想メモリを含むリダンダンシ回路(CAM) 13が設けられている。
【0103】
この第3の関係を持つ装置では、不良アドレス記憶回路11−SUB1 〜11−SUB8 の全てで共通の配線60−ARRAYを有している。不良アドレス記憶回路11−SUB1 〜11−SUB8 の出力配線60はそれぞれ、セレクタ61を介して、共通の配線60−ARRAYに接続されている。共通の配線60−ARRAYは、サブアレイSUB1〜SUB8のマルチプレクサ12に接続されている。セレクタ61はそれぞれ、転送タイミング信号FDX(FDX1〜FDX8)が“H”レベルとなったとき、不良アドレス記憶回路11−SUB1 〜11−SUB8 からの不良アドレス情報を、共通の配線60−ARRAYに伝える。
【0104】
このように、共通の配線60−ARRAYによって、各サブアレイSUB1〜SUB8のマルチプレクサ12と各不良アドレス記憶回路(FUSE)11−SUB1 〜11−SUB8 とが接続されている装置では、転送タイミング信号FDX1〜FDX8を一つずつ順に、“H”レベルにする。これにより、不良アドレス情報Fを、各不良アドレス記憶回路(FUSE)11−SUB1 〜11−SUB8 から、各サブアレイSUB1〜SUB8のリダンダンシ回路13に転送できる。第3の関係を持つ装置の利点は、第2の関係を持つ装置に比べて、配線60の数を、さらに減らせることである。
【0105】
図11は、不良アドレス記憶回路とサブアレイとの第4の関係を示す回路ブロック図である。
【0106】
図11に示すように、各サブアレイSUB1〜SUB8それぞれに対応して、不良アドレス記憶回路(FUSE)11−SUB1 〜11−SUB8 が設けられている。各サブアレイSUB1〜SUB8にはそれぞれ、連想メモリを含むリダンダンシ回路(CAM) 13が設けられている。
【0107】
この第4の関係を持つ装置では、不良アドレス記憶回路11−SUB1 〜11−SUB8 の全てで共通の配線60−ARRAYを有している。不良アドレス記憶回路11−SUB1 〜11−SUB8 の出力配線60はそれぞれ、セレクタ61を介して、共通の配線60−ARRAYに接続されている。共通の配線60−ARRAYは、サブアレイSUB1〜SUB8で共通のマルチプレクサ12−ARRAYに接続されている。セレクタ61はそれぞれ、転送タイミング信号FDX(FDX1〜FDX8)が“H”レベルとなったとき、不良アドレス記憶回路11−SUB1 〜11−SUB8 からの不良アドレス情報を、共通の配線60−ARRAYに伝える。マルチプレクサ12−ARRAYには、転送タイミング信号FDX0が供給される。転送タイミング信号FDX0は、例えば転送タイミング信号FDX1〜FDX8のいずれか一つが“H”レベルとなったとき、“H”レベルとなる。
【0108】
このような共通の配線60−ARRAYと、共通のマルチプレクサ12−ARRAYとを有する第4の関係を持つ装置の利点は、第3の関係を持つ装置に比べて、マルチプレクサ12の数を、減らせることである。
【0109】
次に、第2の実施形態に係るDRAMを説明する。
【0110】
この第2の実施形態は、リダンダンシ回路13の回路規模を、より小さくしようとするものである。より具体的には、レジスタ回路30の回路規模を、第1の実施形態のそれよりも小さくする。
【0111】
図12は、第2の実施形態に係る装置が具備する不良アドレス記憶回路、リダンダンシ回路、ローデコーダの具体的な回路図である。ここでは、簡単のため、ローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1Rから、4本のワード線WL1 、WL2 、WL3 、WL4 、および1本のスペアワード線SWL を選択する回路を示す。以下、回路図にしたがって、その回路の構成および動作を説明する。
【0112】
図12に示すように、第2の実施形態に係る装置が持つ不良アドレス記憶回路11は、ローアドレスA0R 、A1R 毎に設けられた、ヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE1) と、スペアワード線を使用するかしないかの情報を記憶するヒューズ回路(FUSES) を有している。
【0113】
まず、アドレスの置き換えに使用されるヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE1) は各々、抵抗20、ヒューズ21、およびゲートに転送タイミング信号FDXを受けるNMOS22を有している。NMOS22のソースは、低電位電源Vss(例えば接地電位)に接続され、そのドレインは、ヒューズ21の一端に接続されている。ヒューズ21の他端は、抵抗20の一端に接続され、この抵抗20の他端は、高電位電源Vddに接続されている。ヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE1) に記憶される不良アドレス情報Fは、抵抗20の一端とヒューズ21の他端との相互接続点から抽出される。抽出された不良アドレス情報Fは、マルチプレクサ12に供給される。
【0114】
また、ヒューズ回路(FUSES) は、抵抗20、ヒューズ21、およびNMOS23を有している。NMOS23のソースは、低電位電源Vss(例えば接地電位)に接続され、そのドレインは、ヒューズ21の一端に接続されている。ヒューズ21の他端は、抵抗20の一端に接続され、この抵抗20の他端は、高電位電源Vddに接続されている。そのゲートは、抵抗20の他端と高電位電源Vddとの相互接続点に接続されている。ヒューズ回路(FUSES) に記憶されるスペア使用情報Sは、抵抗20の一端とヒューズ21の他端との相互接続点から抽出される。抽出されたスペア使用情報Sは、スペアローデコーダ17に供給される。
【0115】
マルチプレクサ12は、ローアドレスA0R 、A1R 毎に設けられた、マルチプレクス回路(MUX0)、(MUX1)を有している。これらのマルチプレクス回路(MUX) は各々、2つの入力、1つの入力を有し、転送タイミング信号FDXにしたがって、2つの入力のうちのいずれか1つを、その出力に伝える。いわゆる2:1マルチプレクス回路である。マルチプレクス回路(MUX) は、第1の実施形態と同様に、従来より知られている2:1マルチプレクス回路により構成されてよい。マルチプレクス回路(MUX) の一つの入力には、不良アドレス情報Fが供給され、他の入力には、ローアドレスARが供給される。マルチプレクス回路(MUX) は、転送タイミング信号FDXが“H”レベルのとき、不良アドレス情報Fをその出力に伝え、転送タイミング信号FDXが“L”レベルのとき、ローアドレスARをその出力に伝える。この第2の実施形態に係る装置では、マルチプレクス回路12の出力は、内部アドレス線19に接続される。
【0116】
リダンダンシ回路13は、各ローアドレス対(A0R,/A0R)、(A1R,/A1R)毎に設けられた、連想メモリ回路(CAM0)、(CAM1)を有している。これらの連想メモリ回路(CAM) は各々、レジスタ回路30、正相側書き込みゲート回路31、比較回路32、逆相側書き込みゲート回路33を有している。
【0117】
この第2の実施形態に係る装置では、レジスタ回路30は、レジスタ回路30は、2つのインバータにより構成される、いわゆるクロスカップル型ラッチ回路により構成されている。なお、レジスタ回路30は、基本的に、第1の出力と、この第1の出力の反転レベルを持つ第2の出力とを有するフリップフロップ型の回路でよい。
【0118】
正相側書き込みゲート回路31は、正相側内部アドレス(AR)線19とラッチ回路の正相側ノード41との間に、電流通路を直列に接続し、ゲートに転送タイミング信号FDXを受ける一つのNMOS42により構成されている。
【0119】
比較回路32は、3つのNMOS46、47、48により構成されている。まず、NMOS46は、その電流通路の一端を正相側内部アドレス(AR)線19に接続し、ゲートをラッチ回路の逆相側ノード45に接続する。また、NMOS47は、その電流通路の一端を逆相側内部アドレス(/AR) 線19に接続し、他端をNMOS46の電流通路の他端に接続し、ゲートをラッチ回路の正相側ノード41に接続する。さらにNMOS48は、その電流通路の一端を、電位MATCH にサスペンドされている、リダンダンシ回路13の出力ノードNに接続し、他端を低電位電源Vssに接続する。
【0120】
逆相側書き込みゲート回路33は、逆相側内部アドレス(/AR) 線19とラッチ回路の逆相側ノード45との間に、電流通路を直列に接続し、ゲートに転送タイミング信号FDXを受ける一つのNMOS49により構成されている。
【0121】
スペアローデコーダ17は、リダンダンシ回路13の出力ノードNに、一方の入力を接続し、他方の入力にスペア使用情報Sを受けるNANDゲート53と、このNANDゲート53の出力に入力を接続したインバータ54とを有している。インバータ54の出力は、スペアワード線SWLに供給される。また、NANDゲート53の出力は、メインローデコーダ15に供給される(即ち、信号/RSPである)。
【0122】
次に、その動作を説明する。
【0123】
図13には、ローアドレスの論理と選択されるワード線との関係が示されている。また、図14には、ヒューズの状態とスペアワード線(SWL) に置換されるワード線(WL)との関係が示されている。図14では、ヒューズがブローされたヒューズ回路(FUSE)に“cut ”、ヒューズがブローされていないヒューズ回路(FUSE)に“no cut”の符号を付す。
【0124】
まず、ワード線WL1を、スペアワード線SWLに置換する例を説明する。
【0125】
図14に示すように、ワード線WL1を、スペアワード線SWLに置換するときには、図12に示すヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE1) のヒューズ21をブローせず、ヒューズ回路(FUSES) のヒューズ21をブローする。
【0126】
次に、転送タイミング信号FDXを“H”レベルとする。このとき、不良アドレス情報(F0)、(F1)、(S) はそれぞれ、“L”、“L”、“H”のレベルとされて、不良アドレス記憶回路11から出力される。これらの出力により、図12に示す連想メモリ(CAM0)、(CAM1)のレジスタ回路30それぞれには、ノード41を“L”のレベルとする複写情報が保持/記憶される。これらの複写情報により、連想メモリ(CAM0)、(CAM1)のNMOS46はそれぞれ“オン”、NMOS47はそれぞれ“オフ”となる。また、スペアローデコーダ17のNANDゲート53の他方の入力に、“H”レベルが供給される。これにより、NANDゲート53は、一方の入力に入力される出力ノードの電位レベルに応じて、その出力の電位レベルを変化させるようになる。つまり、NANDゲート53が活性化されることで、スペアローデコーダ17が活性状態となる。
【0127】
この状態で、ローアドレスA0R 、A1R をそれぞれ“L”レベルとするアドレスが入力されたとする。このとき、内部アドレス線19に伝えられるローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1Rのレベルはそれぞれ、“L”、“H”、“L”、“H”である。これらの論理により、連想メモリ(CAM0)、(CAM1)のNMOS48はそれぞれ“オフ”となる。この結果、連想メモリ(CAM/0) 、(CAM/1) の比較回路32はそれぞれ“非導通状態”となり、出力ノードNの電位は、電位MATCH のままとなる。スペアデコーダ17のNANDゲート53は、電位MATCH を“H”レベルとして検出する。これにより、信号/RSPは“L”レベルとなり、スペアデコーダ17は、メインローデコーダ15を非活性とする。これとともに、スペアワード線SWLを選択し、駆動する。
【0128】
また、上記の状態で、ローアドレスA0R を“H”レベル、A1R を“L”レベルとするアドレスが入力されたとする。このとき、内部アドレス線19に伝えられるローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1Rのレベルはそれぞれ、“H”、“L”、“L”、“H”である。これらの論理により、連想メモリ(CAM0)、(CAM1)のNMOS48はそれぞれ“オン”、“オフ”となる。この結果、連想メモリ(CAM0)の比較回路32が“導通状態”、連想メモリ(CAM1)の比較回路32が“非導通状態”となり、出力ノードNの電位は、連想メモリ(CAM0)の比較回路32を通じて降下する。スペアローデコーダ17のNANDゲート53は、この降下した電位を、“L”レベルとして検出する。これにより、信号/RSPは“H”レベルとなり、スペアデコーダ17は、メインローデコーダ15を活性とする。これとともに、スペアワード線SWLを選択しない。活性状態となったメインローデコーダ15は、ローアドレスの論理にしたがって、ワード線WL2を選択する。
【0129】
また、ローアドレスA0R を“L”レベル、A1R を“H”レベルとするアドレスが入力されたときには、上記の動作と同様に、連想メモリ(CAM1)の比較回路32が“導通状態”となり、信号/RSPは“H”レベルとなる。この結果、スペアデコーダ17はメインローデコーダ15を活性とするとともに、スペアワード線SWLを選択しない。メインローデコーダ15は、ローアドレスの論理にしたがって、ワード線WL3を選択する。
【0130】
また、ローアドレスA0R 、A1R をともに“H”レベルとするアドレスが入力されたときには、連想メモリ(CAM0)、(CAM1)の比較回路32がそれぞれ“導通状態”となり、信号/RSPは“H”レベルとなる。スペアデコーダ17は、メインローデコーダ15を活性とするとともに、スペアワード線SWLを選択しない。そして、メインローデコーダ15は、ローアドレスの論理にしたがって、ワード線WL4を選択する。
【0131】
また、ワード線WL1に代えて、ワード線WL2、WL3、WL4のいずれかをスペアワード線SWLに置き換えるときには、図14に示すようにヒューズをブローする。これにより、それぞれスペアワード線SWLに置き換えることができる。
【0132】
さらに、ワード線WLの置き換えを行わないときには、図14に示すようにヒューズ回路(FUSES) のヒューズ21をブローしない。このときには、スペア使用情報Sが“L”レベルとなる。これにより、スペアローデコーダ17のNANDゲート53の他方の入力には、常に“L”レベルが供給されるようになり、NANDゲート53の出力は、出力ノードNの電位レベルに関わらず、常に“H”レベルに固定される。NANDゲート53の出力が“H”レベルに固定されることで、信号/RSPは常に“H”レベルとなる。したがって、ローアドレスの論理にしたがって、メインローデコーダ15がワード線WLを選択するようになる。
【0133】
なお、ヒューズ回路(FUSES) のヒューズ21をブローしないときには、他のヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE1) のヒューズ21はそれぞれ、ブローする/しないのいずれでも良い。
【0134】
上記第2の実施形態に係る装置が有するリダンダンシ回路13によれば、連想メモリ(CAM) が、ローアドレス毎ではなく、ローアドレス対毎に設けられる。このため、図4に示した第1の実施形態に係る装置に比べて、連想メモリ(CAM) の数を半分に減らすことができる。特に連想メモリ(CAM) のレジスタ回路30の数が半分になる。このため、リダンダンシ回路13の回路規模が縮小され、図4に示した第1の実施形態に係る装置よりも、MOSFETの数を減らすことができ、チップにおける連想メモリ(CAM) を含むリダンダンシ回路13の占有面積を、より小さくすることができる。
【0135】
さらに、連想メモリ(CAM) が減ることにより、図4に示した第1の実施形態に係る装置に比べて、不良アドレス記憶回路11のヒューズ回路(FUSE)の数も減らすことができる。したがって、リダンダンシ回路13と同様に、ヒューズ回路(FUSE)を含む不良アドレス記憶回路11の占有面積も小さくすることができる。さらに、ヒューズ回路(FUSE)の数が減ることにより、微細化が難しいヒューズの数を、チップ上から減らすことができる。
【0136】
また、ヒューズ回路(FUSE)の数が減ることにより、不良アドレス情報Fの数も減る。このため、不良アドレス情報Fを、連想メモリ(CAM) に転送するための配線の数を減らすことができる。さらに、この配線の数が減ることで、不良アドレス情報Fを、例えば内部アドレス線19に入力するマルチプレクス回路(MUX) の数も減らすことができる。
【0137】
これらのような利点により、第2の実施形態に係る装置は、第1の実施形態よりも、高集積化できる、という効果を得ることができる。
【0138】
次に、第3の実施形態に係るDRAMを説明する。
【0139】
この第3の実施形態は、不良アドレス記憶回路11の回路規模を、小さくしようとするものである。具体的には、不良アドレス記憶回路11を、複数のサブアレイで共有し、不良アドレス記憶回路11の、特にヒューズ回路(FUSE)を削減し、1つのチップに設けられるヒューズの数を減らす。
【0140】
例えば図2を参照して説明した通り、従来より、大規模な記憶容量を持つ半導体メモリでは、セルアレイが、いくつかのサブアレイに分割される。このサブアレイは、半導体メモリにおいて、分割可能な任意の単位である。このようにいくつかのサブアレイに分割された半導体メモリでは、リダンダンシ回路、およびスペアロー(ワード線)/スペアカラム(ビット線)が、各サブアレイ毎に配置される。そして、不良なロー(ワード線)/不良なカラム(ビット線)の、スペアロー/スペアカラムへの置き換えは、サブアレイ毎に置き換えられる。これは、従来より一般に行われている置き換え方式である。例えば図35に示すように、従来の特殊用途型の18MDRAMでは、一つの2Mセルアレイが、横4×縦2=計8個の256kサブアレイから構成されている。リダンダンシ回路(RFUSE) は各サブアレイ毎に設けられ、ヒューズは各サブアレイ毎に独立して配置される。図35に示すセルアレイでは、計8組のヒューズ回路(以下ヒューズブロックという)が配置されることになる。さらにチップ全体では、8組×9=72個のヒューズブロックが配置される。
【0141】
このような典型的な置き換え方式を、この発明に利用した場合、例えば図8〜図11に示す通り、ヒューズ回路を含む不良アドレス記憶回路11−SUB1 〜11−SUB8 がそれぞれ、サブアレイSUB1〜SUB8に一つずつ設定される。
【0142】
しかし、サブアレイの数や、製品の開発段階(模索期にあるか成熟期にあるか)などによるばらつきはあるが、不良なロー/カラムが発生するサブアレイは、チップ全体の20〜30%程度である。他の70〜80%のサブアレイでは、不良なロー/カラムが発生しておらず、スペアロー/カラムは使用されていない。そして、これらのサブアレイでは、ヒューズ回路を含む不良アドレス記憶回路11−SUBも使用されず、無駄である。
【0143】
そこで、第3の実施形態では、上記の事情に着目し、不良アドレス記憶回路11−SUBを、サブアレイSUB1〜SUB8に一つずつ設定せず、いくつかのサブアレイで共有させるようにした。これにより、不良アドレス記憶回路11−SUB数を削減する。
【0144】
図15は、第3の実施形態に係る装置が持つ不良アドレス記憶回路とサブアレイとの関係を示す回路ブロック図である。
【0145】
図15に示すように、セルアレイは、8つのサブアレイSUB1〜SUB8から構成されている。第3の実施形態では不良アドレス記憶回路11は、8つのサブアレイSUB1〜SUB8に対して、一つだけ設けられている。
【0146】
不良アドレス記憶回路11は、アドレス用のヒューズ回路(FUSEA) と、サブアレイ選択用のヒューズ回路(FUSES) とを有している。アドレス用のヒューズ回路(FUSEA) は、第1、第2の実施形態に係る装置のヒューズ回路(FUSE)と同様に、不良アドレス情報Fを記憶する。また、サブアレイ選択用のヒューズ回路(FUSES) は、8つのサブアレイSUB1〜SUB8のうち、不良なワード線の、スペアワード線への置き換えを、どのサブアレイで行うかの置き換え情報Sを記憶する。つまり、置き換え情報Sは、置き換えを行うサブアレイを指定する情報である。これらのヒューズ回路(FUSEA) 、(FUSES) にはそれぞれ、転送タイミング信号SFDXが供給される。転送タイミング信号SFDXが例えば“H”レベルとなったとき、ヒューズ回路(FUSEA) 、(FUSES) はそれぞれ、不良アドレス情報F、置き換え情報Sを出力する。
【0147】
また、サブアレイSUB1〜SUB8は各々、第1、第2の実施形態に係る装置と同様に、マルチプレクス回路(MUX) 12、連想メモリを含むリダンダンシ回路13をそれぞれ有している。さらに第3の実施形態では、リダンダンシ回路13が、アドレス用の連想メモリ部(CAMA)と、サブアレイ選択用の連想メモリ部(CAMS)とを有している。
【0148】
アドレス用の連想メモリ部(CAMA)は、第1、第2の実施形態の連想メモリ(CAM) と同様に、レジスタ回路のような書き換え可能なRAM回路を有する。RAM回路には、アドレス用のヒューズ回路(FUSEA) から、不良アドレス情報Fが転送され、転送された不良アドレス情報を保持/記憶する。また、アドレス用の連想メモリ部(CAMA)には、ローアドレスARが入力される。アドレス用の連想メモリ部(CAMA)は、メモリが動作している間、第1、第2の実施形態の連想メモリ(CAM) と同様に、入力されたローアドレスARと、保持/記憶している不良アドレス情報Fとを比較し、入力されたローアドレスARが不良ローを指定するものか否かを判断する。
【0149】
また、サブアレイ選択用の連想メモリ部(CAMS)は、書き換え不可能なROM回路を有する。ROM回路には、サブアレイ番号が書き込まれている。サブアレイ番号は各サブアレイ毎に付与され、各サブアレイ毎に異なった情報が使用される。サブアレイ選択用の連想メモリ部(CAMS)には、サブアレイ選択用のヒューズ回路(FUSES) から、置き換え情報Sが入力される。サブアレイ選択用の連想メモリ部(CAMS)は、不良アドレス情報Fを連想メモリ部(CAMA)に転送するモードの間、入力された置き換え情報Sと、書き込まれているサブアレイ番号とを比較し、入力された置き換え情報Sが自身のサブアレイを指定するものか否かを判断する。さらにこの判断結果に応じて、連想メモリ部(CAMS)は、そのサブアレイ内に、ローカルな転送タイミング信号FDXを出力する。例えば連想メモリ部(CAMS)は、入力された置き換え情報Sが自身のサブアレイを指定するときのみ、ローカルな転送タイミング信号FDXを“H”レベルとし、それ以外は“L”レベルのままとする。ローカルな転送タイミング信号FDXは、そのサブアレイ内のマルチプレクス回路12、アドレス用の連想メモリ部(CAMA)に供給される。“H”レベルのローカル転送タイミング信号FDXを受けているマルチプレクス回路12は、不良アドレス情報Fを、アドレス用の連想メモリ部(CAMA)に供給する。そして、“H”レベルのローカル転送タイミング信号FDXを受けている連想メモリ部(CAMA)のRAM回路は書き込み不可能なモードから書き込み可能なモードになる。書き込み可能なモードとなったRAM回路には、不良アドレス情報Fが書き込まれる。
【0150】
反対に、“L”レベルのローカルな転送タイミング信号FDXを受けているマルチプレクス回路12は、不良アドレス情報Fを、アドレス用の連想メモリ部(CAMA)に供給しない。さらに“L”レベルのローカル転送タイミング信号FDXを受けている連想メモリ部(CAMA)のRAM回路は書き込み不可能なモードのままである。
【0151】
このようにして、置き換え情報Sにより指定されたサブアレイのRAM回路にのみ、不良アドレス情報Fが書き込まれる。
【0152】
図16は、図15に示すリダンダンシ回路13、ローデコーダの具体的な回路図、図17は、図15に示す不良アドレス記憶回路11の具体的な回路図である。ここでは、簡単のため、1つの不良アドレス記憶回路により、8つのサブアレイのなかから1つを選択し、選択されたサブアレイにおいて、ローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1Rから、4本のワード線WL1 、WL2 、WL3 、WL4 、および1本のスペアワード線SWL を選択する回路を説明する。以下、回路図にしたがって、その回路の構成および動作を説明する。
【0153】
図17に示すように、第3の実施形態に係る装置が持つ不良アドレス記憶回路11は、アドレス用のヒューズ回路(FUSEA) と、サブアレイ選択用のヒューズ回路(FUSES) とを有している。
【0154】
アドレス用のヒューズ回路(FUSEA) は、第2の実施形態と同様に、ローアドレスA0R 、A1R 毎に設けられた、ヒューズ回路(FUSEA0)、(FUSEA1)を含む。
【0155】
また、サブアレイ選択用のヒューズ回路(FUSES) は、8つのサブアレイのなかから、1つのサブアレイを選ぶための、3つのヒューズ回路(FUSES0)、(FUSES1)、(FUSES2)を含む。
【0156】
まず、ヒューズ回路(FUSEA0)、(FUSEA1)、(FUSES0)、(FUSES1)、(FUSES2)は各々、抵抗20、ヒューズ21、およびゲートに転送タイミング信号SFDXを受けるNMOS24を有している。NMOS24のソースは、低電位電源Vss(例えば接地電位)に接続され、そのドレインは、ヒューズ21の一端に接続されている。ヒューズ21の他端は、抵抗20の一端に接続され、この抵抗20の他端は、高電位電源Vddに接続されている。ヒューズ回路(FUSEA0)、(FUSEA1)に記憶される不良アドレス情報F0、F1はそれぞれ、抵抗20の一端とヒューズ21の他端との相互接続点から出力される。また、ヒューズ回路(FUSES0)、(FUSES1)、(FUSES2)に記憶される置き換え情報S0、S1、S2もそれぞれ、抵抗20の一端とヒューズ21の他端との相互接続点から出力される。
【0157】
ヒューズ回路(FUSEA0)、(FUSEA1)から出力された不良アドレス情報F0、F1はそれぞれ、図16に示すマルチプレクス回路(MUX0)、(MUX1)に供給される。また、ヒューズ回路(FUSES0)、(FUSES1)、(FUSES2)から出力された置き換え情報S0、S1、S2は、図16に示すサブアレイ選択用の連想メモリ部(CAMS)に供給される。この連想メモリ部(CAMS)は、置き換え情報S0、S1、S2に対応した連想メモリ回路(CAMS0) 、(CAMS1) 、(CAMS2) を有している。置き換え情報S0、S1、S2はそれぞれ、連想メモリ回路(CAMS0) 、(CAMS1) 、(CAMS2) に供給される。連想メモリ回路(CAMS0) 〜(CAMS2) は各々、サブアレイ番号が書き込まれたROM回路70、およびこのROM回路70に書き込まれたサブアレイ番号と、入力された置き換え情報S0、S1、S2とを比較する比較回路71とを有する。比較回路71は、置き換え情報線72に電流通路の一端を接続するNMOS73と、反転置き換え情報線72−INVに電流通路の一端を接続し、その他端をNMOS73の電流通路の他端に接続するNMOS74と、出力ノードNSに電流通路の一端を接続し、その他端を低電位電源Vssに接続し、ゲートをNMOS73、74それぞれの電流通路の相互接続点に接続するNMOS75とを有している。出力ノードNSは、電位MATCHSにサスペンドされている。ROM回路70は、比較回路71のNMOS73、74のゲートに高電位電源Vdd、低電位電源Vssのいずれかを供給することで、情報を記憶する。つまり、連想メモリ部(CAMS)は、NMOS73、74へ入力する電源Vdd、Vssの8種類の組み合わせにより、サブアレイ番号を記憶する。図18(A)〜(D)にそれぞれ、サブアレイSUB1〜SUB4のROM回路70を示す。同様に図19(A)〜(D)にそれぞれ、サブアレイSUB5〜SUB8のROM回路70を示す。また、図20にROMの内容とサブアレイ番号との関係を示す。
【0158】
さらに第3の実施形態に係る装置は、連想メモリ部(CAMS)の出力を保持/記憶する、置き換え情報レジスタ(SREG)と、この置き換え情報レジスタ(SREG)に保持/記憶された内容にしたがって、ローカルな転送タイミング信号FDXを発生させるローカル転送タイミング信号ジェネレータ(FDXGEN)とを有している。
【0159】
まず、レジスタ(SREG)は、レジスタ回路80と、連想メモリ部(CAMS)の出力を、転送タイミング信号SFDXにしたがって、レジスタ回路80に書き込む書き込みゲート回路81とを有する。この第3の実施形態では、レジスタ回路80は、2つのインバータにより構成される、いわゆるクロスカップル型ラッチ回路により構成されている。書き込みゲート回路81は、出力ノードNSとラッチ回路の正相側ノード82との間に、電流通路を直列に接続し、ゲートに転送タイミング信号SFDXを受ける一つのNMOS83により構成されている。レジスタ(SREG)の出力は、ラッチ回路の逆相側ノード84から抽出される。逆相側ノード84から抽出されたレジスタ(SREG)の出力は、インバータにより反転された後、FDX信号ジェネレータ(FDXGEN)およびスペアローデコーダ17に供給される。
【0160】
また、FDX信号ジェネレータ(FDXGEN)は、一方の入力に転送タイミング信号SFDXを受け、他方の入力にレジスタ(SREG)の反転出力を受けるNANDゲート回路91と、このNANDゲート回路91の出力に入力を接続したインバータ92とにより構成されている。インバータ92の出力は、マルチプレクス回路(MUX0)、(MUX1)、連想メモリ回路(CAMA0) 、(CAMA1) に供給される。(即ち、ローカルな転送タイミング信号FDXである。)
他の構成については、第2の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0161】
次に、その動作を説明する。
【0162】
図21には、ヒューズの状態と選択されるサブアレイとの関係が示されている。また、図22には、ローアドレスの論理と選択されるワード線(WL)との関係が示されている。また、図23には、ヒューズの状態と、スペアワード線(SWL) に置換されるワード線(WL)との関係が示されている。図21および図23では、ヒューズがブローされたヒューズ回路(FUSEA) 、(FUSES) に“cut ”、ヒューズがブローされていないヒューズ回路(FUSEA) 、(FUSES) に“no cut”の符号を付す。以下では、8つのサブアレイSUB1〜SUB8のうち、サブアレイ(SUB7)を選択し、サブアレイ(SUB7)のワード線WL1を、スペアワード線SWLに置換する例を説明する。
【0163】
図21に示すように、サブアレイ(SUB7)を選択するときには、図17に示すヒューズ回路(FUSES0)のヒューズ21をブローせず、ヒューズ回路(FUSES1)、(FUSES2)それぞれのヒューズ21をブローする。さらにワード線WL1をスペアワード線SWLに置き換えるときには、図17に示すヒューズ回路(FUSEA0)、(FUSEA1)それぞれのヒューズ21をブローしない。
【0164】
次に、転送タイミング信号SFDXを“H”レベルとする。このとき、不良アドレス情報(F0)、(F1)はそれぞれ“L”レベル、置き換え情報(S2)、(S1)、(S0)はそれぞれ、“H”、“H”、“L”のレベルとされて、不良アドレス記憶回路11から出力される。これらの出力により、まず、サブアレイ選択用の連想メモリ(CAMS2) 、(CAMS1) 、(CAMS0) にはそれぞれ、置き換え情報線72を“H”、“H”、“L”とする信号が入力される。これらの入力により、図16に示すサブアレイSUB7の連想メモリ部(CAMS)の連想メモリ(CAMS2) 、(CAMS1) 、(CAMS0) のNMOS75はそれぞれオフする。このため、サブアレイSUB7の連想メモリ部(CAMS)の出力ノードNSは電位MATCHS、即ち“H”レベルとなる。また、他のサブアレイSUB1〜SUB6、SUB8の連想メモリ部(CAMS)では、連想メモリ(CAMS2) 、(CAMS1) 、(CAMS0) のうち、少なくとも1つのNMOS75がオンする。このため、サブアレイSUB7以外の連想メモリ部(CAMS)の出力ノードNSはそれぞれ、電位MATCHSから降下し、その出力ノードNSが“L”レベルとなる。これにより、サブアレイ(SUB7)のレジスタ(SREG)のみ、逆相側ノード84を“L”レベルとする置き換え情報が記憶される。サブアレイSUB7のFDX信号ジェネレータ(FDXGEN)は、逆相側ノード84を“L”レベルとする置き換え情報により、“H”レベルの転送タイミング信号FDXを出力する。また、他のサブアレイSUB1〜SUB6、SUB8のFDX信号ジェネレータ(FDXGEN)は、逆相側ノード84を“H”レベルとする置き換え情報により、“L”レベルの転送タイミング信号FDXを出力する。これにより、8つのサブアレイのなかから、サブアレイSUB7が選ばれ、ここに“H”レベルの転送タイミング信号FDXが発生される。
【0165】
また、マルチプレクサ12にはそれぞれ、マルチプレクス回路(MUX0)、(MUX1)それぞれの不良アドレス情報側の入力を、“L”レベルとする信号が入力される。サブアレイSUB7のマルチプレクサ12は、“H”レベルの転送タイミング信号FDXを受けているので、不良アドレス情報側の入力に入力された信号が、内部アドレス線19に伝えられる。他のサブアレイSUB1〜SUB6、SUB8のマルチプレクサ12は、反対に“L”レベルの転送タイミング信号FDXを受けている。これらのマルチプレクサ12ではそれぞれ、不良アドレス情報側の入力に入力された信号が、内部アドレス線19に伝えられない。
【0166】
サブアレイSUB1〜SUB8のうち、サブアレイSUB7の連想メモリ部(CAMA)には、ヒューズ回路(FUSEA0)、(FUSEA1)から不良アドレス情報(F0)、(F1)が転送される。そして、連想メモリ(CAMA0) 、(CAMA1) のレジスタ回路30それぞれに、ノード41を“L”レベルとする複写情報が保持/記憶される。これらの複写情報により、連想メモリ(CAMA0) 、(CAMA1) のNMOS46はそれぞれ“オン”、NMOS47はそれぞれ“オフ”となる。
【0167】
また、サブアレイSUB7のスペアローデコーダ17では、そのNANDゲート53の他方の入力に、レジスタ(SREG)の出力の反転値、即ち“H”レベルが供給される。これにより、第2の実施形態と同様に、スペアローデコーダ17が活性状態となる。一方、他のサブアレイSUB1〜SUB6、SUB8のスペアローデコーダ17ではそれぞれ、そのNANDゲート53の他方の入力に、レジスタ(SREG)の出力の反転値、即ち“L”レベルが供給される。これにより、スペアローデコーダ17が非活性状態となる。
【0168】
この状態で、ローアドレスA0R 、A1R をそれぞれ“L”レベルとするアドレスが入力されたとする。このとき、内部アドレス線19に伝えられるローアドレスA0R 、/A0R、A1R 、/A1Rのレベルはそれぞれ、“L”、“H”、“L”、“H”である。これらの論理により、サブアレイSUB7の連想メモリ(CAMA0) 、(CAMA1) のNMOS48はそれぞれ“オフ”となる。この結果、連想メモリ(CAMA0) 、(CAMA1) の比較回路32はそれぞれ“非導通状態”となり、出力ノードNの電位は、電位MATCH のままとなる。スペアローデコーダ17のNANDゲート53は、電位MATCH を“H”レベルとして検出する。これにより、第2の実施形態と同様に、信号/RSPは“L”レベルとなり、スペアローデコーダ17は、メインローデコーダ15を非活性とする。これとともに、スペアワード線SWLを選択し、駆動する。
【0169】
ローアドレスA0R 、A1R の他の状態のときの動作は、第2の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0170】
このように、第3の実施形態に係る装置では、サブアレイ毎に、サブアレイ選択用の連想メモリ部(CAMS)を有することにより、1つの不良アドレス記憶回路11を、いくつかのサブアレイで共有することができる。これにより、不良アドレス記憶回路11の回路規模を縮小できる。特に不良アドレス記憶回路11のヒューズ回路(FUSE)の数を削減でき、記憶容量が大規模化されても、1つのチップに設けらるヒューズの数が減る。これにより、第1、第2の実施形態のように不良アドレス記憶回路11を有する装置において、より高集積化に適した構成を得ることができる。
【0171】
次に、この発明の第4の実施形態を説明する。
【0172】
この第4の実施形態は、不良アドレス記憶回路11からリダンダンシ回路13への不良アドレス情報の転送方式の、他の例である。
【0173】
第1〜第3の実施形態ではそれぞれ、不良アドレス情報を、不良アドレス記憶回路11からリダンダンシ回路13のレジスタ回路30へ、内部アドレス線19を介して転送した。
【0174】
この第4の実施形態は、不良アドレス情報を、不良アドレス記憶回路11からリダンダンシ回路13のレジスタ回路30へ、シフトレジスタ回路を用いて、転送する。
【0175】
図24は、この発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路装置のリダンダンシ回路、不良アドレス記憶回路、およびシフトレジスタ回路を示す回路図、図25は、転送動作を示す動作波形図である。
【0176】
まず、図24および図25を参照しながら、シフトレジスタ回路91をもちいて、不良アドレス記憶回路11に記憶された不良アドレス情報を、リダンダンシ回路13のレジスタ回路30(R0、R1、R2)に転送させる動作について説明する。
【0177】
まず、図25に示すように、信号φ1、φ2をともに“H”レベルとし、データセット信号Data Setを“L”レベルとしておく。これにより、図24に示すシフトレジスタ回路の各ノードF0、F1、F2をそれぞれ“H”レベルに初期化する。次いで、信号φ1、φ2をそれぞれ“L”レベルとした後、信号Data Setを“H”レベルとし、ヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE1) 、(FUSES) からそれぞれ不良アドレス情報を各ノードF0、F1、F2に読み出す。
【0178】
ヒューズ回路(FUSE0) のヒューズがブローされていない時(“No Cut”)には、ノードF0は“L”レベルに遷移する。反対にヒューズ回路(FUSE0) のヒューズがブローされている時(“Cut ”)には、ノードF0は“H”レベルを維持する。ヒューズ回路(FUSE1) 、(FUSES) もそれぞれ同様であり、ヒューズがブローされていない時(“No Cut”)には、ノードF1、F2はそれぞれ“L”レベルに遷移し、ヒューズがブローされている時(“Cut ”)には、ノードF1、F2はそれぞれ“H”レベルを維持する。このようにして、各ノードF0、F1、F2にそれぞれ、ヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE1) 、(FUSES) に記憶されたデータをセットする。次いで、信号Data Setを“L”レベルとし、各ノードF0、F1、F2を、電気的にフローティングの状態にする。
【0179】
なお、図25では、ヒューズ回路(FUSE0) 、(FUSE1) 、(FUSES) がそれぞれ、“Cut ”、“No Cut”、“Cut ”である時の転送の例を示している。
【0180】
各ノードF0、F1、F2を、電気的にフローティングの状態にした後、信号φ1、φ2を、2相クロックのようにトグルさせる。これによりノードF0にセットされたデータは、ノードF1、ノードF2の順でシフトされていき、最後にレジスタ回路30(R0)にシフトされて、ここに記憶される。同様に、ノードF1にセットされたデータは、ノードF2、レジスタ回路30(R0)の順でシフトされていき、最後にレジスタ回路30(R1)にシフトされて、ここに記憶される。同様に、ノードF2にセットされたデータは、レジスタ回路30(R0)、レジスタ回路30(R1)の順でシフトされていき、最後にレジスタ回路30(R2)にシフトされて、ここに記憶される。
【0181】
図26に、第4の実施形態に係る装置におけるローアドレスの論理と選択されるワード線との関係を示す。また、図27に、第4の実施形態に係る装置におけるヒューズの状態と置換されるワード線との関係を示す。
【0182】
図26および図27に示すように、第4の実施形態に係る装置のローアドレスの論理と選択されるワード線との関係、およびヒューズの状態と置換されるワード線との関係は、第2の実施形態に係る装置と同様である。
【0183】
さらに第4の実施形態では、リダンダンシ回路13とスペアデコーダ17との接続方式に、第1〜第3の実施形態とは異なった接続方式が採用されている。
【0184】
つまり、第1〜第3の実施形態では、リダンダンシ回路13とスペアデコーダ17とが、電位MATCH にサスペンドされた配線を介して接続される構成である。これに対して、第4の実施形態では、リダンダンシ回路13とスペアデコーダ17とが、2つの比較回路32の出力がそれぞれ入力されるNANDゲート回路92を介して接続される構成である。
【0185】
このように、リダンダンシ回路13に含まれた複数の比較回路32それぞれの出力を論理ゲート回路に入力し、この論理ゲート回路の出力をスペアデコーダ17に入力するようにしても良い。
【0186】
次に、この発明の第5の実施形態を説明する。
【0187】
この第5の実施形態は、不良アドレス記憶回路11に含まれているヒュ−ズの配置に関している。
【0188】
この発明に係る半導体集積回路装置では、リダンダンシ回路13とは別に、不良アドレス情報を記憶する不良アドレス記憶回路11を、チップの中に有している。不良アドレス記憶回路11は、不良アドレス情報を記憶したPROM回路を有する。PROM回路が有するPROM素子は、ヒューズ、例えばレーザーブローヒューズ、あるいは電流溶断型のヒューズである。
【0189】
ヒューズは、しきい値可変型のトランジスタなど、他のPROM素子に比べて、書き込み回路を必要としない分、素子数を削減できる。反面、ヒューズは、非常に大きなスペースを必要とし、また、配線不可能な領域を発生させ、配線レイアウトを困難にする、などの事情がある。
【0190】
このような事情を解消するために、不良アドレス記憶回路11のヒューズ21は、従来のようにセルアレイの中の領域やメモリ周辺回路の近くの領域に配置するのではなく、これらの領域から離れた場所に配置するようにしている。例えば第1の実施形態では、不良アドレス記憶回路11のヒューズ21を、パッド4が配置される領域5の近くや、チップの縁に配置した。このような領域は、セルアレイの中の領域などに比べて、集積回路を構成するトランジスタ等の回路素子が少なくなっている領域である。このような領域では、面積的に余裕があり、ヒューズの配置を工夫することが可能である。
【0191】
そこで、第5の実施形態は、従来に比べて、レーザによりブローされるヒューズの配置において、ブローミスが発生し難くなる、ヒューズの配置を実現することを目的としている。
【0192】
図28は、この発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置のリダンダンシ用のヒューズとレーザビームの移動方向との関係を示す図、図29は図28のリダンダンシ用のヒューズの拡大図、図30は従来の半導体集積回路装置のリダンダンシ用のヒューズとレーザビームの移動方向との関係を示す図、図31は図30のリダンダンシ用のヒューズの拡大図である。
【0193】
図28および図29に示すように、パッド4は、ボンディングワイヤなどがボンディングされるところであり、パッド4どうしは、ある程度の間隔“d”をとって配置される。
【0194】
また、パッド4は、電源用、入/出力用、アドレス入力用、ローアドレスストローブ信号( /RAS)、カラムアドレスストローブ信号( /CAS)などの制御信号用など、ある程度の数が必要である。したがって、パッド4の列の長さは、充分に長い。また、パッド4の周辺は、セルアレイの中の領域やメモリ周辺回路の近くの領域に比べ、配線の数も格段に少なくなる。このため、不良アドレス記憶回路11、特にヒューズ21をパッド4の列の周辺に配置することによって、ヒューズ21を配置するのに際し、レイアウト上の制約が少なくなる、という利点がある。さらには、ヒューズ21の周囲に充分なスペースを確保でき、ヒューズ21毎に、図40に示したフローティングのウェル184も設け易くなる、という利点もある。
【0195】
なお、不良アドレス記憶回路11からの不良アドレス情報の転送は、メモリ動作の前に一回だけ行なえば良く、スピードを要求されない。したがって、不良アドレス記憶回路11は、ローデコーダ(R/D) から遠く離れたパッド4の周辺に配置することが可能である。
【0196】
さらに、第5の実施形態では、パッド4の列に沿って、ヒューズ21を配置する上で、以下に説明する工夫を、さらに施している。その工夫とは、図28、図29に示すように、ヒューズ21の長軸方向(ブローされる部分が延びる方向)をレ−ザの移動方向170に一致させて、ヒューズ21を一列に並べることである。ヒューズ21の配置に関した従来例を図30、図31に示す。従来例では、ヒューズ21の長軸方向が、レ−ザの移動方向170に直交されて一列に並べられる。これは、ヒューズ21が、デコーダの傍らに配置されているために、ヒューズ21の列をコンパクトにしたい要求があるためである。図30、図31に示すヒューズ配置では、ヒューズ21の列がコンパクトになるのであるが、反面、レ−ザの移動方向170に、ヒューズ21のブローされる部分の幅“d1”、およびブローされる部分間の距離“d0”が互いに微細になるため、レーザーが過剰に移動してしまうと、ブローされたヒューズに隣接した他のヒューズまで傷つけてしまう、いわゆるミスブローが発生する。ミスブローが発生すれば、その製品の救済は、もはや不可能であるので、歩留りが低下する。このため、ブロー位置は、非常に高い精度で合わせなければならない。ブロー位置を、高い精度で合わせるためには、比較的長い時間を要する。したがって、ブロー工程の高速化が妨げられ、生産効率が落ちる。
【0197】
このような問題を解消できるのが、図28、図29に示すヒューズ配置である。この配置によれば、ヒューズ21のブローされる部分の幅“d1”、およびブローされる部分間の距離“d0”を、互いに離すことができるので、レーザーが過剰に移動しても、ミスブローは起こり難くなる。また、ブロー位置の合わせ精度は、図30、31に示す装置ほど要求されない。よって、ブロー工程の高速化が可能であり、生産効率も、図30、図31に示す装置に比べて高めることができる。
【0198】
なお、この発明に係るDRAMでは、その不良セルのアドレスを検知するテストは、転送タイミング信号FDXを“L”レベルとして行う。テストにより得られた不良アドレス情報は、テスト中、テスタに随時記録される。ヒューズ21は、記録された不良アドレス情報にしたがってブローされ、不良アドレス情報は、不良アドレス記憶回路11にプログラムされる。
【0199】
次に、この発明の第6の実施形態を説明する。
【0200】
図32は、第6の実施形態に係る64MDRAMの平面図、図33は、図32に示す16Mコアの近傍を拡大して示した平面図である。
【0201】
なお、不良アドレス記憶回路11の特にヒューズ21が配置される領域は、チップの縁ばかりでなく、センターパッド方式が採用されているDRAMにおいては、例えば図32、図33に示すように、チップ201のセンターに存在するパッド配置領域205に配置するように変形されても良い。図32、図33では、ヒューズ21が配置される領域を、参照符号“RFUSE”により示している。図32、図33において、参照符号202は、64MDRAMの1Mブロックを示している。
【0202】
また、特に図33に示すように、連想メモリを含むリダンダンシ回路13が配置される領域は、ローデコーダ(R/D )の一つ一つに設定しなくても、互いに隣接する二つのローデコーダ(R/D )の間に共有の領域として設定するようにしても良い。このように、リダンダンシ回路13が配置される領域を、互いに隣接する複数のローデコーダ(R/D )で共有することで、リダンダンシ回路13が配置される領域をチップ上から減らすことができる。
【0203】
また、第6の実施形態では、特に図33に示すように、ローデコーダ(R/D )2つ毎に、リダンダンシ回路13が配置される領域と、配置されない領域とが繰り返し出現するパターンとなっている。このようなパターンは、チップ面積の縮小という効果は低いが、リダンダンシ回路13が配置されない領域には、他の回路を配置することができる。この領域には、例えば DRAMの高度機能化のために、新たな回路を設定する必要が生じた時など、この新しい回路を配置できる。
【0204】
このように、第6の実施形態が有する配置パターンは、チップ面積を増加させることなく、新たな回路を搭載できる、という効果を有する。
【0205】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、不良アドレス情報を、揮発性記憶回路により記憶するリダンダンシ回路を有する半導体集積回路装置において、より実用的な構成を持ち、不良アドレス情報を記憶するヒューズを、不良アドレス記憶回路に、ミスブローが発生する可能性を少なくして設けることができる半導体集積回路装置を提供できる。
【0206】
また、上記揮発性記憶回路へ与える基本情報を記憶しておく回路の規模を小さくでき、さらなる高集積化に適した構成を持つ半導体集積回路装置を提供できる。
【0209】
また、半導体チップに、不良アドレス記憶回路を集積回路の高集積化、配線の多層化を妨げずに設けることができる半導体集積回路装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の平面図。
【図2】図2は図1に示す2Mセルアレイの平面図。
【図3】図3は図1に示す256kサブアレイとその周辺を示す図で、(A)図はその構成を示す構成図、(B)図はアドレスバッファを示す図、(C)図は不良アドレス記憶回路を示す図。
【図4】図4はこの発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置のリダンダンシ回路および不良アドレス記憶回路を示す回路図。
【図5】図5はローアドレスの論理と選択されるワード線との関係を示す図。
【図6】図6はヒューズの状態と置換されるワード線との関係を示す図。
【図7】図7はこの発明の第1の実施形態に係るリダンダンシ回路の構造を示す図で、(A)図はリダンダンシ回路とその近傍の平面図、(B)図は(A)図中の7A−7A線に沿う断面図。
【図8】図8はこの発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の不良アドレス記憶回路とサブアレイとの第1の関係を示すブロック図。
【図9】図9はこの発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の不良アドレス記憶回路とサブアレイとの第2の関係を示すブロック図。
【図10】図10はこの発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の不良アドレス記憶回路とサブアレイとの第3の関係を示すブロック図。
【図11】図11はこの発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の不良アドレス記憶回路とサブアレイとの第4の関係を示すブロック図。
【図12】図12はこの発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置のリダンダンシ回路および不良アドレス記憶回路を示す回路図。
【図13】図13はローアドレスの論理と選択されるワード線との関係を示す図。
【図14】図14はヒューズの状態と置換されるワード線との関係を示す図。
【図15】図15はこの発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置の不良アドレス記憶回路とサブアレイとの関係を示すブロック図。
【図16】図16はこの発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置のリダンダンシ回路を示す回路図。
【図17】図17はこの発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置の不良アドレス記憶回路を示す回路図。
【図18】図18(A)〜(D)はそれぞれ、この発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置のROM回路を示す回路図。
【図19】図19(A)〜(D)はそれぞれ、この発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置のROM回路を示す回路図。
【図20】図20はROMの内容とサブアレイ番号との関係を示す図。
【図21】図21はヒューズの状態と選択されるサブアレイとの関係を示す図。
【図22】図22はローアドレスの論理と選択されるワード線との関係を示す図。
【図23】図23はヒューズの状態と置換されるワード線との関係を示す図。
【図24】図24はこの発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路装置のリダンダンシ回路、不良アドレス記憶回路、および転送回路を示す回路図。
【図25】図25はこの発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路装置の転送動作を示す動作波形図。
【図26】図26はローアドレスの論理と選択されるワード線との関係を示す図。
【図27】図27はヒューズの状態と置換されるワード線との関係を示す図。
【図28】図28はこの発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置のリダンダンシ用のヒューズとレーザビームの移動方向との関係を示す図。
【図29】図29は図28のリダンダンシ用のヒューズの拡大図。
【図30】図30は従来の半導体集積回路装置のリダンダンシ用のヒューズとレーザビームの移動方向との関係を示す図。
【図31】図31は図30のリダンダンシ用のヒューズの拡大図。
【図32】図32はこの発明の第6の実施形態に係る半導体集積回路装置の平面図。
【図33】図33は図32に示す16Mコアブロックの平面図。
【図34】図34は従来の半導体集積回路装置の平面図。
【図35】図35は図34に示す2Mセルアレイの平面図。
【図36】図36は図34に示す256kサブアレイとその周辺を示す図で、(A)図はその構成を示す構成図、(B)図はアドレスバッファを示す図。
【図37】図37は従来のリダンダンシ回路を示す回路図。
【図38】図38はローアドレスの論理と選択されるワード線との関係を示す図。
【図39】図39はヒューズの状態と置換されるワード線との関係を示す図。
【図40】図40は従来のリダンダンシ回路の構造を示す図で、(A)図はリダンダンシ回路とその近傍の平面図、(B)図は(A)図中の40B−40B 線に沿う断面図。
【図41】図41は他の従来の半導体集積回路装置を示す図。
【符号の説明】
1…チップ、
2…2Mセルアレイ、
3…1Mセルアレイ、
4…パッド、
5…パッドが配置される領域、
6…256kサブアレイ、
7…センスアンプ、イコライザ、カラムゲートが配置される領域、
8…ローデコーダ、リダンダンシ回路が配置される領域、
11…不良アドレス記憶回路、
12…マルチプレクス回路、
13…リダンダンシ回路、
14…アドレスバッファ、
15…メインローデコーダ、
16…正規の部分、
17…スペアローデコーダ、
18…予備の部分、
19…内部アドレス線、
20…抵抗、
21…ヒューズ、
22…NMOS、
24…NMOS、
30…レジスタ回路、
31…書き込みゲート回路(正相側書き込みゲート回路)、
32…比較回路、
33…逆相側書き込みゲート回路、
60…配線、
61…セレクタ、
70…ROM回路、
71…比較回路、
72…置き換え情報線、
80…レジスタ回路、
81…書き込みゲート回路、
181…P型シリコン基板、
182…P型ウェル、
183…N型ウェル、
201…チップ、
202…1Mブロック、
204…パッド、
205…パッドが配置される領域。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device using a redundancy technique for replacing a normal row / column containing a defective memory cell with a spare row / column.
[0002]
[Prior art]
Recently, it has become more and more difficult to operate all-bit cells due to the increase in memory capacity and miniaturization of cells. In the current memory, a redundancy circuit is provided internally, and among the regular rows / columns, those containing defective cells are replaced with spare rows / columns, and even if all of the regular cells do not operate, good products can be obtained. I am trying to get it. This is a so-called redundancy technology.
[0003]
The redundancy circuit includes a PROM (Programmable ROM) circuit, in which information indicating a defective address is written. The written information is stored in the PROM circuit. The redundancy circuit selects a spare row / column instead of a row / column containing a defective cell according to information stored in the PROM circuit.
There are various types of PROM elements constituting a PROM circuit, and a fuse is widely used in a dynamic RAM (hereinafter referred to as DRAM). The fuse stores information depending on whether it is blown or not. The blow of the fuse is generally performed by laser fusing or current fusing.
[0004]
Hereinafter, a conventional example of the redundancy circuit will be described using a special-purpose DRAM. FIG. 34 is a schematic plan view of a conventional special-purpose 18MDRAM chip, and FIG. 35 is a schematic plan view of the 2M cell array shown in FIG.
[0005]
As shown in FIG. 34, the 18M DRAM chip 101 is provided with eight 2M cell arrays 102 and two 1M cell arrays 103. Four 2M cell arrays 102 are arranged on each of the right (RIGHT) and left (LEFT) sides of the chip 101, and one 1M cell array 103 is arranged on each of the right (RIGHT) and left (LEFT) sides. This achieves a storage capacity of 18M. A pad 104 serving as a contact between the inside and the outside of the chip 101 is arranged along the edge of the chip 101. Since the use of the 18MDRAM shown here is special, the area 105 in which the pads 104 are arranged is set not along each of the four sides of the chip 101 but along three sides. The chip 101 having such a special pad arrangement is housed in a vertical package such as a VSMP (Vertical Surface Mount Package).
[0006]
As shown in FIG. 35, the 2M cell array includes a total of eight 256k sub-arrays 106, four on each of the upper side (TOP) and the lower side (BOTTOM) of the chip 101. In each subarray 106, a word line extending in the X direction and a bit line extending in the Y direction are formed. Further, a dynamic memory cell including a storage capacitor and a transfer transistor connecting the capacitor to a bit line is formed in each sub-array 106 (none is shown). The transfer transistor has a gate connected to the word line, a drain connected to the bit line, and a source connected to the storage capacitor. In a region 107 between each sub-array 106, a sense amplifier (S / A) for amplifying a potential difference between the bit line pairs, an equalizer (EQL) for precharging and equalizing the potential difference between the bit line pairs, a selected bit line A circuit connected to the bit line pair such as a column gate (CG) for connecting the pair to the data line is arranged. In particular, the sense amplifier is a shared type shared by the left and right sub-arrays 106.
[0007]
The row decoder (R / D) is arranged in an area 108 between the 256k sub-array 106 arranged on the upper side (TOP) of the chip 101 and the 256k sub-array 106 arranged on the lower side (BOTTOM).
[0008]
In an 18MDRAM having such a layout, a redundancy circuit (RFUSE) including a fuse is arranged in the same region 108 as a row decoder (R / D). Thus, the redundancy circuit is arranged near the row decoder. The reason is that the redundancy circuit becomes a critical path that determines the time from the input of the row address to the activation of the spare row decoder. That is, by arranging the redundancy circuit near the row decoder, the time difference between the time required to activate the main row decoder and the time required to activate the spare row decoder is reduced.
[0009]
FIGS. 36A and 36B are schematic circuit block diagrams of a 256k sub-array. Hereinafter, an outline of the redundancy operation will be described with reference to a circuit block diagram.
[0010]
First, the address signal A is input to the pad 104 as shown in FIG. The input address signal A is input to the address buffer 114. When an address buffer activating signal (corresponding to a / RAS signal in a general DRAM) becomes a level that activates the address buffer 114, the address signal A is sent from the address buffer 114 to the internal address signal (hereinafter, referred to as an internal signal). , Row address) AR. The row address signal AR is input to the redundancy circuit (RFUSE) 111 shown in FIG. 36A, and is also input to the main row decoder 115 of the row decoder (R / D). The main row decoder 115 selects and drives the word line (WL) arranged in the normal portion 116 of the 256k sub-array 106 according to the logic of the input row address signal AR. If the logic of the input row address signal AR is to select a defective row (defective word line) of the normal portion 116, the output level of the output node N of the redundancy circuit 111 is inverted, and the spare row is inverted. The input level to the decoder 117 is inverted. At this time, the spare row decoder 117 selects and drives the spare word line (SWL) arranged in the spare portion 118 of the 256k sub-array 106. At the same time, the level of the output signal / RSP to the main row decoder 115 is inverted. The function of decoding the row address of the main row decoder 115 is inactive while the level of the output signal / RSP is inverted.
[0011]
FIG. 37 is a specific circuit diagram of the redundancy circuit 111. Here, for simplicity, a circuit that selects four word lines WL1, WL2, WL3, WL4 and one spare word line SWL from the row addresses A0R, / A0R, A1R, / A1R is shown.
[0012]
First, the configuration of the circuit will be described.
[0013]
As shown in FIG. 37, the redundancy circuit 111 includes fuse circuits (FUSE0), (FUSE / 0), (FUSE1), and (FUSE / 1) corresponding to each of the row addresses A0R, / A0R, A1R, and / A1R. )have. Each of these fuse circuits has an N-channel MOSFET (hereinafter referred to as NMOS) 120 receiving a row address at its gate, and a fuse 122. The source of the NMOS 120 is connected to the low-potential power supply Vss (for example, ground potential), and the drain is connected to the output node N via the fuse 122. The spare row decoder 117 has an inverter 124 whose input is connected to the output node N, and an inverter 125 whose input is connected to the output of the inverter 124. Further, a P-channel MOSFET (hereinafter, referred to as PMOS) 126 has a gate receiving the output of the inverter 124, a source receiving the high potential power supply Vdd, and a drain connected to the input of the inverter 124. The output of the inverter 124 is a signal / RSP, which is supplied to the main row decoder 115. The output of inverter 125 is signal RSP, which is supplied to spare word line SWL.
[0014]
Next, the operation will be described.
[0015]
First, the case where the fuse 122 is not blown will be described. At this time, when each of the row addresses A0R, / A0R, A1R, and / A1R attains the "H" level, the NMOS 120 conducts, and the potential of the output node N is discharged to the "L" level. When the potential of output node N attains "L" level, the output of inverter 124 attains "H" level, and signal / RSP attains "H" level. When the signal / RSP goes to “H” level, one of the inputs of the NAND gates 127 included in the main row decoder 115 goes to “H” level, and all the NAND gates 127 are activated. Thereby, the function of decoding the row address of the main row decoder 115 is activated. In the NAND gate 127 in which all inputs are at the "H" level, the output thereof is at the "L" level to select and drive the word line (WL). FIG. 38 shows the relationship between the row address level and the selected word line. Further, since the output of inverter 125 is at "L" level, the spare word line (SWL) is not selected.
[0016]
Further, when the fuse 122 is blown, the NMOS 120 connected to the blown fuse 122 does not discharge the potential of the output node N even if the “H” level row address is supplied. Therefore, the potential of the output node N remains at the “H” level (for example, the precharge potential). When the potential of output node N is at "H" level, the output level of inverter 124 of spare row decoder 117 attains "L" level, and signal / RSP attains "L" level. As a result, one of the inputs of each of the NAND gates 127 included in the main row decoder 115 becomes “L” level, and the outputs of all the NAND gates 127 become “H” level regardless of the level of the row address. Thus, the function of decoding the row address of the main row decoder 115 becomes inactive. At the same time, the output of the inverter 125 becomes "H" level, and the spare word line (SWL) is selected and driven. FIG. 39 shows the relationship between the blow state of the fuse 122 and the word line (WL) replaced with the spare word line (SWL). In FIG. 39, the fuse circuit (FUSE) in which the fuse 122 is blown is denoted by “cut”, and the fuse circuit (FUSE) in which the fuse 122 is not blown is denoted by “no cut”.
[0017]
FIG. 40A is a schematic plan view of the fuse and its vicinity, and FIG. 40B is a cross-sectional view taken along line 40B-40B in FIG.
[0018]
As shown in FIGS. 40A and 40B, in the P-type silicon substrate 181, P-type wells 182-1 and 182-2 biased to the potential Vss, N-type wells 183 biased to the potential Vdd, Further, N-type wells 184-1 to 184-n having potentials floating, which are separated from these wells, are formed. In the P-type wells 182-1 and 182-2 and the N-type well 183, an NMOS and a PMOS constituting a row decoder and a peripheral circuit (for example, a sense amplifier drive circuit) are formed. The fuses 122-1 to 122-n are respectively formed on the N-type wells 184-1 to 184-n via a thick insulating film such as a field oxide film 185. The fuses 122-1 to 122-n are provided one by one in the N-type wells 184-1 to 184-n. When the fuse 122 is blown, a hole reaching the substrate 181 may be formed in the field oxide film 185 by the impact. If a piece of the fuse 122 or a conductive particle enters the hole, the wiring and the substrate 181 are short-circuited. Such a situation is solved by providing a floating N-type well 184 for each of the fuses 122. That is, even if fragments of the fuse 122 enter the hole opened in the field oxide film 185, a short circuit between the wiring and the substrate 181 is prevented by the floating N-type well 184.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, progress in miniaturization of fuses depends on the accuracy of a laser blower. Even if the fuse is miniaturized, it is meaningless if the laser blower cannot accurately blow the miniaturized fuse. For this reason, miniaturization of fuses does not match the pace of miniaturization of other semiconductor elements such as MOSFETs. Therefore, the difference between the size of the fuse and the size of another semiconductor element is expanding. In particular, in a DRAM row / column decoder, it is required that the element patterns be formed densely in accordance with the arrangement pitch of the memory cells.
[0020]
Further, the absolute number of defective memory cells increases as the storage capacity increases. In order to rescue the increasing number of defective memory cells, the number of fuses must be increased. As the number of fuses increases, the circuit scale of the redundancy circuit including the fuses also increases.
[0021]
As described above, as memory cells are miniaturized at the current pace and storage capacity increases, there is a possibility that fuses will eventually hinder high integration.
[0022]
Since the fuse is blown, nothing can be placed on the fuse. At present, despite the fact that the degree of freedom of the wiring layout has been greatly increased by the multilayer wiring technology, there is a restriction that wiring is performed while avoiding over fuses.
[0023]
In addition, a technique has been reported in which a fuse is replaced with another PROM element, for example, a floating gate type MOSFET used for a memory cell of an EEPROM. In this type of circuit, since there is no fuse, the problem of the redundancy circuit having the fuse is solved. However, a write circuit for writing information of a defective address, a write power supply, and a write wiring are required. For this reason, considering the future increase in integration density, it is not realistic. Further, when the semiconductor memory device is a DRAM, there is no commonality in the manufacturing process, and the manufacturing cost is likely to increase.
[0024]
A semiconductor integrated memory that solves such a situation is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-263199. FIG. 41 is a simplified block diagram showing the semiconductor integrated memory.
[0025]
In the semiconductor integrated memory disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-263199, a PROM element using a fuse or the like is removed from a chip, and a content addressable memory (CAM) is provided instead.
[0026]
In a redundancy circuit having an associative memory, information on a defective address is input from outside the chip before operating the memory, and the information is stored in a RAM circuit of the associative memory. When the memory is operating, the address held in the RAM circuit is compared with the address input from the address line, and only when the addresses match, the spare memory cell array is accessed.
[0027]
This type of redundancy circuit has no fuse and no floating gate type MOSFET. Therefore, any of the above problems can be solved. However, in this type of redundancy circuit, it is necessary to write defective address information to the RAM circuit before operating the memory. Therefore, a test circuit for testing a memory cell and detecting an address of a defective memory cell must be provided outside the system. Alternatively, a dedicated self-test circuit must be provided in the chip separately from the associative memory. Usually, such a test is performed by inspecting many items using a memory tester, and is not a simple test. Therefore, it is difficult to provide such a self-test circuit in a chip.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide a more practical configuration in a semiconductor integrated circuit device having a redundancy circuit for storing defective address information by a volatile storage circuit. Have That is, a fuse for storing defective address information can be provided in the defective address storage circuit with a reduced possibility of occurrence of misblow. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device.
[0028]
A second object of the present invention is to achieve the first object and to reduce the scale of a circuit for storing basic information to be provided to the volatile storage circuit, and to provide a semiconductor having a structure suitable for further high integration. An object of the present invention is to provide an integrated circuit device.
[0031]
Also, the 3 An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device in which a defective address storage circuit included in a semiconductor integrated circuit device according to the present invention can be provided on a semiconductor chip without hindering high integration of the integrated circuit and multilayer wiring. It is in.
[0032]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, in the invention according to claim 1, a semiconductor chip having a memory function and a memory cell array provided in the chip and including a main row / column and a spare row / column are provided. A defective address storage circuit provided in the chip and storing the defective address information in the main row / column by a nonvolatile storage circuit; and a defective address storage circuit provided in the chip and stored in the defective address storage circuit. A redundancy circuit for storing copy information of the defective address information by a volatile storage circuit, a circuit provided in the chip, for selecting the main row / column according to an address input, and stored in the redundancy circuit. Replaces the spare row / column with the main row / column according to the copy information and selects An address decoder including a spare selection circuit, and transferring the defective address information stored in the defective address storage circuit to a volatile storage circuit of the redundancy circuit in accordance with a transfer timing signal provided in the chip. A transfer circuit for causing the defective address storage circuit to store defective address information. element These fuses element Is the fuse element The laser is arranged so that its major axis direction is aligned with the direction in which the laser for blowing the laser beam moves.
[0033]
According to the first aspect of the present invention, the defective address information is stored in the defective address storage circuit provided in the chip, and the stored defective address information is stored in the volatile storage circuit of the redundancy circuit in accordance with the transfer timing signal. Since the transfer is performed, the defective address information can be easily copied to the volatile storage circuit. Therefore, it has a configuration that can be more practically used than a semiconductor integrated circuit device having a redundancy circuit including a known volatile storage circuit. With this, fuse element By aligning the long axis direction of the fuse with the direction in which the laser for blowing moves, the fuse element Both the length of the blown portions and the distance between the blown portions can be made sufficiently large. For this reason, a fuse for storing defective address information element In addition, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit device that can reduce occurrence of misblow.
[0036]
Also, Claim 2 The invention according to Claim 1 In the invention according to the invention, the defective address storage circuit includes a resistor connected in series between power supplies, Said A fourth insulated gate FET including a fuse element and a fourth insulated gate type FET for receiving the transfer timing signal at a gate, except when the transfer timing signal specifies a mode for transferring the defective address information; And turning off the type FET and deactivating the defective address storage circuit.
[0037]
the above Claim 2 According to the invention, the fourth insulated gate FET included in the defective address storage circuit can be turned on only when the transfer timing signal specifies the mode for transferring the defective address information. The current consumption consumed by the defective address storage circuit can be reduced. Therefore, Claim 1 According to the present invention, it is possible to realize a configuration in which current consumption can be further reduced, and to provide a semiconductor integrated circuit device having a configuration that can be more practically used, particularly from the viewpoint of current consumption.
[0038]
Also, Claim 3 The invention according to claim 1 And any one of claims 2 In the present invention, the redundancy circuit compares a potential level of the copy information with a potential level of the address input, as a volatile storage element, and compares a potential level of the copy information with a potential level of the address input. And a comparison circuit for changing an input level to the spare selection circuit.
[0039]
the above Claim 3 According to the invention, the potential level of the copy information is compared with the potential level of the address input, and the input level to the spare selection circuit is changed in accordance with one of the coincidence and the non-coincidence. The spare selection circuit can detect whether or not the copy information stored in the register circuit indicates a defective address.
[0040]
Also, Claim 4 The invention according to Claim 3 In the invention according to the invention, the redundancy circuit is connected to an input of the spare selection circuit via a wiring suspended at a matching potential, and the comparison circuit is configured to output a potential level of the copy information and the address input. A potential level is compared with the potential level, and the potential of the wiring is changed to a potential other than the matching potential depending on whether the potentials match or mismatch.
[0041]
the above Claim 4 According to the invention, the spare selection circuit can detect whether or not the copy information stored in the register circuit indicates a defective address, based on whether or not the input potential is a matching potential. For this reason, the spare selecting circuit changes the spare row / column to the main row / column and selects the spare row / column only when the input potential changes to a potential other than the matching potential (or conversely, the main row / column). / Column is changed to the spare row / column for selection). For this reason, for example, it is determined whether the potential shifted from the precharge potential is the “H” level or the “L” level, and then compared with a spare selection circuit that switches between the spare and the main, the switching operation is more easily performed. Can be done at high speed.
[0042]
Also, Claim 5 The invention according to Claim 3 and Claim 4 In any one of the inventions, the register circuit and the comparison circuit are constituted by MOSFETs. When the register circuit and the comparison circuit include N-channel MOSFETs, these N-channel MOSFETs are connected to the N-channel of the address decoder. When the register circuit and the comparison circuit include P-channel MOSFETs, these P-channel MOSFETs are formed in the wells where the P-channel MOSFETs of the address decoder are formed. It is characterized by having been done.
[0043]
the above Claim 5 According to the invention, the register circuit and the comparison circuit are constituted by MOSFETs, and the register circuit and the comparison circuit are formed in the same well as the MOSFETs constituting the address decoder. This allows Claim 3 and Claim 4 The area occupied by the redundancy circuit in the invention according to the invention can be reduced, and the redundancy circuit can be more compactly integrated on the chip.
[0044]
Also, Claim 6 The invention according to claim 1 to claim 1 Claim 5 In the invention according to any one of the above, the transfer timing signal designates a mode in which the defective address information is transferred in response to a power-on of the semiconductor integrated circuit device, and the failure to the redundancy circuit is specified. After the copying of the address information is completed, the designation of the mode for transferring the defective address information is released.
[0045]
the above Claim 6 According to the present invention, the defective address information stored in the defective address storage circuit can be transferred to the volatile storage circuit of the redundancy circuit every time power is applied to the semiconductor integrated circuit device. Thereby, the defective address information can be stored in the semiconductor integrated circuit device while the defective address information is being supplied to the semiconductor integrated circuit device. Claim 5 One example of obtaining the state stored in the volatile storage circuit of the invention according to the present invention can be realized.
[0046]
In order to achieve the second object, Claim 7 In the invention according to the invention, a semiconductor chip having a memory function, a cell array provided in the chip, a sub-array set in the cell array and including a main row / column and a spare row / column, respectively, A defective address storage circuit provided in the chip for storing the defective information of the sub-array and the defective address information in the main row / column, respectively, and a non-volatile storage of the sub-array information in the chip. A redundancy circuit for storing, by a volatile storage circuit, copy information of the defective address information stored in the defective address storage circuit, and a redundancy circuit provided in the chip, wherein the main row is stored in accordance with an address input. / Column selection circuit and the redundancy circuit And an address decoder including a spare selection circuit for selecting the spare row / column by replacing the spare row / column with the main row / column in accordance with the copy information stored in the chip. Comparing the defect information of the sub-array stored in the defective address storage circuit with the sub-array information stored in the redundancy circuit, and as a result of the comparison, of the redundancy circuits, matches the defect information of the sub-array. A transfer circuit for transferring the defective address information to a volatile storage circuit of the redundancy circuit of the sub-array.
[0047]
the above Claim 7 According to the invention, the defective address information is transferred to the volatile storage circuit of the redundancy circuit of the sub-array that matches the failure information of the sub-array among the redundancy circuits. Therefore, the defective address storage circuit can be shared by several sub-arrays, the size of the defective address storage circuit can be reduced, and a semiconductor integrated circuit device suitable for higher integration can be obtained.
[0054]
In order to achieve the third object, Claim 8 According to the invention, the defective address circuit is arranged along a row of pads.
[0055]
the above Claim 8 According to the invention according to the first aspect, the defective address circuit is arranged along the row of the pads, so that the integrated circuit, for example, the memory Re It can be provided without hindering high integration of a cell array or the like and multilayer wiring.
[0056]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments. In this description, common parts are denoted by common reference symbols throughout the drawings.
[0057]
FIG. 1 is a schematic plan view of a special-purpose 18MDRAM chip according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view of the 2M cell array shown in FIG. As shown in FIG. 1, the 18M DRAM chip 1 is provided with eight 2M cell arrays 2 and two 1M cell arrays 3. Four 2M cell arrays 2 are arranged on each of the right (RIGHT) and left (LEFT) sides of the chip 1, and one 1M cell array 3 is arranged on each of the right (RIGHT) and left (LEFT) sides. This achieves a storage capacity of 18M. A pad 4 serving as a contact point with the outside of the integrated circuit formed on the chip 1 is arranged along the edge of the chip 1. Since the use of the 18MDRAM shown here is special, the area 5 where the pads 4 are arranged is not set along each of the four sides of the chip 1 but along three sides. The chip 1 having such a special pad arrangement is accommodated in a vertical package such as a VSMP (Vertical Surface Mount Package).
[0058]
As shown in FIG. 2, the 2M cell array 2 includes a total of eight 256k sub-arrays 6, four on each of the upper side (TOP) and the lower side (BOTTOM) of the chip 1. In each subarray 6, a word line (WL) (not shown) extending in the X direction and a bit line (BL) not shown extending in the Y direction are formed. Further, in each sub-array 6, a dynamic memory cell (M) including a storage capacitor (not shown) and a transfer transistor (not shown) for connecting the capacitor to a bit line is formed. The transfer transistor has a gate connected to the word line, a drain connected to the bit line, and a source connected to the storage capacitor. In a region 7 between the sub-arrays 6, a sense amplifier (S / A) for amplifying the potential difference between the bit line pairs, an equalizer (EQL) for precharging and equalizing the potential difference between the bit line pairs, a selected bit line A circuit connected to the bit line pair such as a column gate (CG) connecting the pair to the data line (DQ) is arranged. In particular, the sense amplifier is of a shared type shared by the left and right sub-arrays 6. The row decoder (R / D) is arranged in a region 8 between the sub-array 6 arranged on the upper side (TOP) of the chip 1 and the sub-array 6 arranged on the lower side (BOTTOM). A redundancy circuit (CAM) including an associative memory is arranged in an area 8 where a row decoder (R / D) is arranged.
[0059]
Further, in the present invention, the chip 1 has a defective address storage circuit (RFUSE) for storing basic information to the redundancy circuit (CAM), that is, defective address information. The defective address storage circuit (RFUSE) stores defective address information using a nonvolatile storage element such as a fuse. Since the defective address storage circuit (RFUSE) includes a fuse, the defective address storage circuit (RFUSE) is arranged in a portion of the chip 1 that does not hinder the miniaturization of the cell array and peripheral circuits. In the device according to the first embodiment, the defective address storage circuit (RFUSE) is provided with an edge (or dicing line) of the chip 1 and an area 5 where the pad 4 is arranged, as shown in FIGS. It is located in the area between.
[0060]
3A to 3C are schematic circuit block diagrams of a 256k sub-array. Hereinafter, an outline of the redundancy operation will be described with reference to a circuit block diagram.
[0061]
According to the present invention, before operating the memory, the defective address information is transferred from the defective address storage circuit (RFUSE) to the redundancy circuit (CAM) including the associative memory and stored in the redundancy circuit (CAM). Therefore, first, the transfer timing signal FDX shown in FIGS. 3A and 3C is changed from the “L” level to the “H” level. When the transfer timing signal FDX is set to “H” level, the defective address storage circuit (RFUSE) 11 shown in FIG. 3C outputs the defective address information F stored therein. The output defective address information F is input to a multiplexer (MUX) 12 shown in FIG. When the transfer timing signal FDX is at “H” level, the multiplex circuit 12 inputs the defective address information F to the redundancy circuit (CAM) 13 including the associative memory in place of the row address AR. When the transfer timing signal FDX is at "H" level, the redundancy circuit 13 switches the mode of the register circuit of the associative memory provided therein from the mode of holding information (write / non-rewritable mode) to the mode of writing information. The mode switches to a mode that allows. As a result, the copy information of the defective address information F stored in the defective address storage circuit 11 is written to the register circuit.
[0062]
Thereafter, when the transfer timing signal FDX is set to the “L” level, the defective address storage circuit 11 is deactivated, and the redundancy circuit 13 switches from the mode in which the register circuit can write to the mode in which the written information is held. Switch to.
[0063]
In this way, the copy information of the defective address information F is transferred to the redundancy circuit 13 and stored therein.
[0064]
The register circuit of the associative memory is a RAM circuit, which is a volatile storage circuit. For this reason, when the power of the apparatus is turned off, the information stored here disappears. This lost information needs to be written again. For this reason, a rewriting function is required. The transfer timing signal FDX shown in FIG. 3 is an "H" pulse signal and is also a trigger signal for instructing rewriting. One example of the signal FDX is to use a power-on reset signal. Another example is that a power-on reset signal is used as a trigger to generate the signal separately. Still another example is to provide a dedicated pad for inputting the signal FDX and to input the signal from the outside. The “H” pulse may be one shot or a plurality of shots.
[0065]
By supplying such a transfer timing signal FDX to the defective address storage circuit 11, the multiplexer 12, and the redundancy circuit 13 at the time of power-on or before the operation of the memory is started, a rewrite function can be realized in the chip 1.
[0066]
After the defective address information F is transferred / held in the redundancy circuit 13, the same operation as in a device having a normal redundancy circuit is performed as follows, for example.
[0067]
First, as shown in FIG. 3B, the address signal A is input to the pad 4. The input address signal A is input to the address buffer 14. When the address buffer activation signal (a signal corresponding to the / RAS signal in a general DRAM) becomes a level for activating the address buffer 14, the address signal A is output from the address buffer 14. , Are output as internal address signals (hereinafter, row addresses) AR. The row address AR is input to the multiplexer 12 shown in FIG. At this time, the transfer timing signal FDX is at the “L” level. The row address AR input to the multiplexer 12 is input to the main row decoder 15 of the redundancy circuit 13 and the row decoder (R / D). The main row decoder 15 selects and drives the word line (WL) arranged in the regular portion 16 of the 256k sub-array 6 shown in FIG. 3A according to the logic of the input row address AR. If the logic of the input row address AR is to select a defective row (defective word line) of the normal portion 16, the redundancy circuit 13 inverts the output level and outputs a spare row decoder 17. Invert the input level to. As a result, the spare row decoder 17 selects and drives the spare word line (SWL) arranged in the spare portion 18 of the 256k subarray 6. At the same time, the redundancy circuit 13 inverts the level of the output signal / RSP to the main row decoder 15. While the level of output signal / RSP is inverted, the function of decoding the address of main row decoder 15 is inactivated.
[0068]
FIG. 4 is a specific circuit diagram of the defective address storage circuit, the redundancy circuit, and the row decoder. Here, for simplicity, a circuit that selects four word lines WL1, WL2, WL3, WL4 and one spare word line SWL from the row addresses A0R, / A0R, A1R, / A1R is shown. Hereinafter, the configuration and operation of the circuit will be described with reference to the circuit diagram.
[0069]
As shown in FIG. 4, the defective address storage circuit 11 included in the device according to the first embodiment includes fuse circuits (FUSE0) and (FUSE0) provided for each row address A0R, / A0R, A1R, / A1R. / F0), (FUSE1) and (FUSE / 1). Each of these fuse circuits (FUSE) has a resistor 20, a fuse 21, and an NMOS 22 whose gate receives a transfer timing signal FDX. The source of the NMOS 22 is connected to a low-potential power supply Vss (for example, a ground potential), and the drain is connected to one end of the fuse 21. The other end of the fuse 21 is connected to one end of a resistor 20, and the other end of the resistor 20 is connected to a high potential power supply Vdd. The defective address information F stored in the fuse circuit (FUSE) is extracted from an interconnection point between one end of the resistor 20 and the other end of the fuse 21. The extracted defective address information F is supplied to the multiplexer 12.
[0070]
The multiplexer 12 has multiplex circuits (MUX0), (MUX / 0), (MUX1), and (MUX / 1) provided for each of the row addresses A0R, / A0R, A1R, and / A1R. Each of these multiplex circuits (MUX) has two inputs and one input, and transmits one of the two inputs to its output according to a transfer timing signal FDX. This is a so-called 2: 1 multiplex circuit. The multiplex circuit (MUX) may be constituted by a conventionally known 2: 1 multiplex circuit. One input of the multiplex circuit (MUX) is supplied with defective address information F, and the other input is supplied with a row address AR. The multiplex circuit (MUX) transmits the defective address information F to its output when the transfer timing signal FDX is at "H" level, and transmits the row address AR to its output when the transfer timing signal FDX is at "L" level. . In the device according to the first embodiment, the output of the multiplex circuit 12 is supplied to the internal address line 19.
[0071]
The redundancy circuit 13 has an associative memory circuit (CAM0), (CAM / 0), (CAM1), (CAM / 1) provided for each row address A0R, / A0R, A1R, / A1R. . Each of these associative memory circuits (CAM) has a register circuit 30 for holding and storing the defective address information F, one end connected to the internal address line 19, the other end connected to the register circuit 30, and a transfer timing signal FDX connected to the gate. A write gate circuit 31 receiving the received address, and a comparison circuit 32 which compares the defective address information F held / stored in the register circuit 30 with the input row address AR and outputs information on whether the address matches or not to the output node N. have. Output node N is suspended at potential MATCH. In the first embodiment, the register circuit 30 is constituted by a so-called cross-coupled latch circuit constituted by two inverters. The write gate circuit 31 includes one NMOS 42 having a current path connected in series between the internal address line 19 and one node 41 of the latch circuit. The comparison circuit 32 has an NMOS 43 having one end connected to the output node N of the redundancy circuit 13 and a gate connected to one node 41 of the latch circuit, and a current path connected to the other end of the current path of the NMOS 43. , An NMOS 44 having a gate connected to the internal address line 19, and the other end of the current path connected to the low potential power supply Vss.
[0072]
The spare row decoder 17 includes an inverter 50 having an input connected to the output node N of the redundancy circuit 13, an inverter 51 having an input connected to the output of the inverter 50, and an inverter 52 having an input connected to the output of the inverter 51. have. The output of inverter 52 is supplied to spare word line SWL. Further, the output of the inverter 51 is supplied to the main row decoder 15 (that is, the signal / RSP).
[0073]
Next, the operation will be described.
[0074]
FIG. 5 shows the relationship between the logic of the row address and the selected word line. FIG. 6 shows the relationship between the state of the fuse and the word line (WL) replaced with the spare word line (SWL). In FIG. 6, the fuse circuit (FUSE) in which the fuse is blown is denoted by “cut”, and the fuse circuit (FUSE) in which the fuse is not blown is denoted by “no cut”.
[0075]
First, an example in which the word line WL1 is replaced with a spare word line SWL will be described.
[0076]
As shown in FIG. 6, when replacing the word line WL1 with the spare word line SWL, the fuses 21 of the fuse circuits (FUSE / 0) and (FUSE / 1) shown in FIG. 4 are blown. In other fuse circuits (FUSE0) and (FUSE1), no fuse is blown.
[0077]
Next, the transfer timing signal FDX is set to the “H” level. At this time, the defective address information (F0), (F / 0), (F1), and (F / 1) are set to levels of "L", "H", "L", and "H", respectively. It is output from the address storage circuit 11. Then, in the associative memories (CAM0), (CAM / 0), (CAM1), and (CAM / 1) shown in FIG. 4, the nodes 41 are set to "L", "H", "L", Copy information at the “H” level is held / stored. With these pieces of copy information, the NMOSs 43 of the associative memories (CAM0), (CAM / 0), (CAM1), and (CAM / 1) are turned "off", "on", "off", and "on", respectively.
[0078]
In this state, it is assumed that an address for setting the row addresses A0R and A1R to the "L" level is input. At this time, the levels of the row addresses A0R, / A0R, A1R, / A1R transmitted to the internal address line 19 are "L", "H", "L", "H", respectively. By these logics, the NMOSs 44 of the associative memories (CAM0), (CAM / 0), (CAM1) and (CAM / 1) are turned "off", "on", "off" and "on", respectively. As a result, the comparing circuits 32 of the associative memories (CAM / 0) and (CAM / 1) become "conductive", and the comparing circuits 32 of the associative memories (CAM0) and (CAM1) become "non-conductive". The potential of the node N drops through the two comparison circuits 32. If the inverter 50 of the spare decoder 17 detects that the potential of the output node N drops through the two comparison circuits 32 as "L" level, the signal / RSP becomes "L" level. Spare decoder 17 inactivates main row decoder 15 and selects and drives spare word line SWL.
[0079]
It is also assumed that, in the above state, an address is input that sets the row address A0R to the “H” level and A1R to the “L” level. At this time, the levels of the row addresses A0R, / A0R, A1R, and / A1R transmitted to the internal address line 19 are "H", "L", "L", and "H", respectively. With these logics, the NMOSs 44 of the associative memories (CAM0), (CAM / 0), (CAM1), and (CAM / 1) are turned "ON", "OFF", "OFF", and "ON", respectively. As a result, the associative memory, (CAM / 1) comparator 32 becomes "conductive", and the associative memories (CAM0), (CAM / 0), (CAM1) comparators 32 become "non-conductive". The potential of the node N drops through one comparison circuit 32. If the inverter 50 of the spare decoder 17 detects that the potential of the output node N drops through one comparison circuit 32 as the "H" level, the signal / RSP becomes the "H" level. Spare decoder 17 activates main row decoder 15 and does not select spare word line SWL. At this time, the main row decoder 15 selects the word line WL2 according to the logic of the row address.
[0080]
Also, when an address is input in which the row address A0R is at the "L" level and A1R is at the "H" level, only one of the comparison circuits 32 of the content addressable memory (CAM / 0) is set to " It becomes a "conduction state". Therefore, signal / RSP attains an "H" level, and spare decoder 17 activates main row decoder 15 and does not select spare word line SWL. Then, the main row decoder 15 selects the word line WL3 according to the logic of the row address.
[0081]
Also, when an address is input that sets both the row addresses A0R and A1R to the "H" level, the comparison circuits 32 of all the associative memories are turned off. Therefore, signal / RSP attains an "H" level, and spare decoder 17 activates main row decoder 15 and does not select spare word line SWL. Then, the main row decoder 15 selects the word line WL4 according to the logic of the row address.
[0082]
Further, when any one of the word lines WL2, WL3, WL4 is replaced with the spare word line SWL, by blowing a fuse as shown in FIG. 6, it can be realized in the same manner as when replacing the word line WL1.
[0083]
Further, when the replacement of the word line WL is not performed, the fuse is not blown in all of the fuse circuits (FUSE0), (FUSE / 0), (FUSE1), and (FUSE / 1) as shown in FIG. At this time, the defective address information (F0), (F / 0), (F1), and (F / 1) are all at the "L" level, and the content addressable memories (CAM0), (CAM / 0), Copy information for setting the node 41 to the “L” level is held / stored in all the register circuits 30 of (CAM1) and (CAM / 1). With these pieces of copy information, the NMOSs 43 of the associative memories (CAM0), (CAM / 0), (CAM1), and (CAM / 1) are all turned off, and the comparison circuits 32 are all turned off regardless of the logic of the row address. It becomes a "non-conductive state". Therefore, signal / RSP is always at "H" level.
[0084]
The redundancy circuit 13 included in the device according to the first embodiment can be variously modified. For example, in the comparison circuit 32, for example, the internal address line 19 may be connected to the gate of the NMOS 43, and the node 41 of the latch circuit may be connected to the gate of the NMOS 44.
[0085]
In addition, in the redundancy circuit 13, the two comparison circuits 32 are in the “conductive state”, and whether the potential of the output node N is discharged by the two comparison circuits 32 depends on whether the output of the redundancy circuit 13 is inverted or not. Non-inversion is detected by the spare decoder 17. That is, the output node N of the redundancy circuit 13 has negative logic. In this case, the gate of the NMOS 43 may be connected to the other node 45 of the latch circuit, and the output node N of the redundancy circuit 13 may be set to positive logic. In this case, for example, the inverter 50 is removed from the spare decoder 17. Alternatively, an odd number of inverters are added between output node N and spare decoder 17.
[0086]
Next, the structure of the device according to the first embodiment will be described.
[0087]
FIG. 7A is a schematic plan view of the redundancy circuit and its vicinity, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line 7A-7A in FIG. 7A.
[0088]
As shown in FIGS. 7A and 7B, a P-type well 182 biased to the potential Vss and an N-type well 183 biased to the potential Vdd are formed in the P-type silicon substrate 181. Each of the P-type well 182 and the N-type well 183 has a row decoder (R / D), a memory peripheral circuit (for example, a sense amplifier drive circuit), and a redundancy circuit 13 (register circuit 30, write gate circuit 31, comparison circuit 32). ) Are formed.
[0089]
Conventionally, the fuse included in the redundancy circuit may hinder the high integration of the cell array. However, in the device according to the first embodiment, all of the circuits constituting the redundancy circuit 13 can be constituted by MOSFETs. . Therefore, the redundancy circuit 13 can be formed in the same well as the row decoder (R / D) and the memory peripheral circuit. Therefore, the pace of miniaturization of the redundancy circuit 13 can be matched with that of the row decoder (R / D), the memory peripheral circuit, and the like. For this reason, the redundancy circuit 13 does not hinder high integration of the cell array as in the related art.
[0090]
In addition, by forming the redundancy circuit 13 in the same well as the row decoder (R / D), the redundancy circuit 13 can be arranged closer to the row decoder (R / D). As a result, the difference between the time required to select the spare word line SWL by the spare row decoder 17 and the time required to select the main word line WL by the main row decoder 15 is smaller than before. This helps to further speed up the operation of the memory.
[0091]
Next, the relationship between the defective address storage circuit and the sub-array will be described.
[0092]
In a memory having a large storage capacity, a cell array is divided into several subarrays. For example, as shown in FIG. 2, the 2M cell array 2 is divided into eight 256k sub arrays 6.
[0093]
FIG. 8 is a circuit block diagram showing a first relationship between a defective address storage circuit and a subarray. FIG. 8 shows an example in which the cell array is divided into eight sub-arrays SUB1 to SUB8.
[0094]
As shown in FIG. 8, defective address storage circuits (FUSE) 11-SUB1 to 11-SUB8 are provided corresponding to the respective subarrays SUB1 to SUB8. Each of the sub-arrays SUB1 to SUB8 is provided with a multiplexer (MUX) 12 and a redundancy circuit (CAM) 13 including an associative memory.
[0095]
In the device having the first relationship, wiring for transmitting the defective address information F to the multiplexer 12 from each of the defective address storage circuits (FUSE) 11-SUB1 to 11-SUB8 to the multiplexer 12 of each of the subarrays SUB1 to SUB8. 60 are provided independently of each other.
[0096]
As described above, in the device connecting the multiplexer 12 of each of the sub-arrays SUB1 to SUB8 and each of the defective address storage circuits (FUSE) 11-SUB1 to 11-SUB8 by the wirings 60 independent of each other, the defective address information F is stored in each defective address. An advantage is that the data can be transferred at a time from the storage circuits (FUSE) 11-SUB1 to 11-SUB8 to the redundancy circuits 13 of the subarrays SUB1 to SUB8.
[0097]
FIG. 9 is a circuit block diagram showing a second relationship between the defective address storage circuit and the sub-array.
[0098]
As shown in FIG. 9, defective address storage circuits (FUSE) 11-SUB1 to 11-SUB8 are provided corresponding to the respective subarrays SUB1 to SUB8. Each of the sub-arrays SUB1 to SUB8 is provided with a multiplexer (MUX) 12 and a redundancy circuit (CAM) 13 including an associative memory.
[0099]
In the device having the second relationship, the common wiring 60-TOP is used for the defective address storage circuits 11-SUB1 to 11-SUB4, and the common wiring 60-BOTTOM is used for the defective address storage circuits 11-SUB5 to 11-SUB8. Have. Output wirings 60 of the defective address storage circuits 11-SUB1 to 11-SUB4 are connected to a common wiring 60-TOP via a selector 61. The common wiring 60-TOP is connected to the multiplexers 12 of the sub arrays SUB1 to SUB4. Similarly, output wirings 60 of the defective address storage circuits 11-SUB5 to 11-SUB8 are connected to a common wiring 60-BOTTOM via a selector 61. The common wiring 60-BOTTOM is connected to the multiplexers 12 of the sub-arrays SUB5 to SUB8. When the transfer timing signal FDX (FDX1 to FDX4) becomes “H” level, the selector 61 transfers the defective address information from the defective address storage circuits 11-SUB1 to 11-SUB8 to the common wiring 60-TOP and 60, respectively. -Tell BOTTOM.
[0100]
As described above, in the device in which the multiplexers 12 of the sub-arrays SUB1 to SUB8 and the defective address storage circuits (FUSE) 11-SUB1 to 11-SUB8 are connected by the common wiring 60-TOP and 60-BOTTOM, the transfer is performed. The timing signals FDX1 to FDX4 are sequentially set to “H” level one by one. As a result, the defective address information F can be transferred from each of the defective address storage circuits (FUSE) 11-SUB1 to 11-SUB8 to the redundancy circuit 13 of each of the sub-arrays SUB1 to SUB8. An advantage of the device having the second relationship is that the number of wirings 60 can be reduced as compared with the device having the first relationship.
[0101]
FIG. 10 is a circuit block diagram showing a third relationship between the defective address storage circuit and the sub-array.
[0102]
As shown in FIG. 10, defective address storage circuits (FUSE) 11-SUB1 to 11-SUB8 are provided corresponding to the respective subarrays SUB1 to SUB8. Each of the sub-arrays SUB1 to SUB8 is provided with a multiplexer (MUX) 12 and a redundancy circuit (CAM) 13 including an associative memory.
[0103]
In the device having the third relationship, all of the defective address storage circuits 11-SUB1 to 11-SUB8 have a common wiring 60-ARRAY. Output wirings 60 of the defective address storage circuits 11-SUB1 to 11-SUB8 are connected to a common wiring 60-ARRAY via a selector 61. The common wiring 60-ARRAY is connected to the multiplexers 12 of the sub-arrays SUB1 to SUB8. When the transfer timing signal FDX (FDX1 to FDX8) becomes “H” level, the selector 61 transmits the defective address information from the defective address storage circuits 11-SUB1 to 11-SUB8 to the common wiring 60-ARRAY. .
[0104]
As described above, in a device in which the multiplexer 12 of each of the sub-arrays SUB1 to SUB8 and each of the defective address storage circuits (FUSE) 11-SUB1 to 11-SUB8 are connected by the common wiring 60-ARRAY, the transfer timing signals FDX1 to FDX1 The FDXs 8 are sequentially set to “H” level one by one. As a result, the defective address information F can be transferred from each of the defective address storage circuits (FUSE) 11-SUB1 to 11-SUB8 to the redundancy circuit 13 of each of the sub-arrays SUB1 to SUB8. An advantage of the device having the third relationship is that the number of wirings 60 can be further reduced as compared with the device having the second relationship.
[0105]
FIG. 11 is a circuit block diagram showing a fourth relationship between the defective address storage circuit and the sub-array.
[0106]
As shown in FIG. 11, defective address storage circuits (FUSE) 11-SUB1 to 11-SUB8 are provided corresponding to the respective subarrays SUB1 to SUB8. Each of the sub-arrays SUB1 to SUB8 is provided with a redundancy circuit (CAM) 13 including an associative memory.
[0107]
In the device having the fourth relationship, all of the defective address storage circuits 11-SUB1 to 11-SUB8 have a common wiring 60-ARRAY. Output wirings 60 of the defective address storage circuits 11-SUB1 to 11-SUB8 are connected to a common wiring 60-ARRAY via a selector 61. The common wiring 60-ARRAY is connected to the common multiplexer 12-ARRAY in the sub-arrays SUB1 to SUB8. When the transfer timing signal FDX (FDX1 to FDX8) becomes “H” level, the selector 61 transmits the defective address information from the defective address storage circuits 11-SUB1 to 11-SUB8 to the common wiring 60-ARRAY. . The transfer timing signal FDX0 is supplied to the multiplexer 12-ARRAY. The transfer timing signal FDX0 becomes “H” level, for example, when any one of the transfer timing signals FDX1 to FDX8 becomes “H” level.
[0108]
The advantage of the device having the fourth relationship having such a common wiring 60-ARRAY and the common multiplexer 12-ARRAY is that the number of multiplexers 12 can be reduced as compared with the device having the third relationship. That is.
[0109]
Next, a DRAM according to a second embodiment will be described.
[0110]
In the second embodiment, the circuit scale of the redundancy circuit 13 is reduced. More specifically, the circuit scale of the register circuit 30 is made smaller than that of the first embodiment.
[0111]
FIG. 12 is a specific circuit diagram of the defective address storage circuit, the redundancy circuit, and the row decoder included in the device according to the second embodiment. Here, for simplicity, a circuit that selects four word lines WL1, WL2, WL3, WL4 and one spare word line SWL from the row addresses A0R, / A0R, A1R, / A1R is shown. Hereinafter, the configuration and operation of the circuit will be described with reference to the circuit diagram.
[0112]
As shown in FIG. 12, the defective address storage circuit 11 included in the device according to the second embodiment includes fuse circuits (FUSE0) and (FUSE1) provided for each row address A0R and A1R, and a spare word line. It has a fuse circuit (FUSES) for storing information on whether to use or not to use.
[0113]
First, the fuse circuits (FUSE0) and (FUSE1) used for address replacement each include a resistor 20, a fuse 21, and an NMOS 22 whose gate receives a transfer timing signal FDX. The source of the NMOS 22 is connected to a low-potential power supply Vss (for example, a ground potential), and the drain is connected to one end of the fuse 21. The other end of the fuse 21 is connected to one end of a resistor 20, and the other end of the resistor 20 is connected to a high potential power supply Vdd. The defective address information F stored in the fuse circuits (FUSE0) and (FUSE1) is extracted from an interconnection point between one end of the resistor 20 and the other end of the fuse 21. The extracted defective address information F is supplied to the multiplexer 12.
[0114]
The fuse circuit (FUSES) has a resistor 20, a fuse 21, and an NMOS 23. The source of the NMOS 23 is connected to a low-potential power supply Vss (for example, a ground potential), and the drain is connected to one end of the fuse 21. The other end of the fuse 21 is connected to one end of a resistor 20, and the other end of the resistor 20 is connected to a high potential power supply Vdd. The gate is connected to the interconnection point between the other end of the resistor 20 and the high potential power supply Vdd. Spare use information S stored in the fuse circuit (FUSES) is extracted from an interconnection point between one end of the resistor 20 and the other end of the fuse 21. The extracted spare use information S is supplied to the spare row decoder 17.
[0115]
The multiplexer 12 has multiplex circuits (MUX0) and (MUX1) provided for each of the row addresses A0R and A1R. Each of these multiplex circuits (MUX) has two inputs and one input, and transmits one of the two inputs to its output according to a transfer timing signal FDX. This is a so-called 2: 1 multiplex circuit. The multiplex circuit (MUX) may be constituted by a conventionally known 2: 1 multiplex circuit as in the first embodiment. One input of the multiplex circuit (MUX) is supplied with defective address information F, and the other input is supplied with a row address AR. The multiplex circuit (MUX) transmits the defective address information F to its output when the transfer timing signal FDX is at "H" level, and transmits the row address AR to its output when the transfer timing signal FDX is at "L" level. . In the device according to the second embodiment, the output of the multiplex circuit 12 is connected to the internal address line 19.
[0116]
The redundancy circuit 13 has associative memory circuits (CAM0) and (CAM1) provided for each row address pair (A0R, / A0R) and (A1R, / A1R). Each of these associative memory circuits (CAM) has a register circuit 30, a positive-phase write gate circuit 31, a comparison circuit 32, and a negative-phase write gate circuit 33.
[0117]
In the device according to the second embodiment, the register circuit 30 is constituted by a so-called cross-coupled latch circuit constituted by two inverters. Note that the register circuit 30 may be basically a flip-flop circuit having a first output and a second output having an inverted level of the first output.
[0118]
The positive-phase write gate circuit 31 has a current path connected in series between the positive-phase internal address (AR) line 19 and the positive-phase node 41 of the latch circuit, and has a gate receiving the transfer timing signal FDX. And two NMOSs 42.
[0119]
The comparison circuit 32 includes three NMOSs 46, 47, and 48. First, the NMOS 46 has one end of its current path connected to the positive-phase internal address (AR) line 19 and its gate connected to the negative-phase node 45 of the latch circuit. The NMOS 47 has one end of its current path connected to the reverse-phase internal address (/ AR) line 19, the other end connected to the other end of the current path of the NMOS 46, and the gate connected to the positive-phase node 41 of the latch circuit. Connect to Further, the NMOS 48 has one end of the current path connected to the output node N of the redundancy circuit 13 suspended at the potential MATCH, and the other end connected to the low potential power supply Vss.
[0120]
The negative phase write gate circuit 33 has a current path connected in series between the negative phase internal address (/ AR) line 19 and the negative phase node 45 of the latch circuit, and receives a transfer timing signal FDX at its gate. It is composed of one NMOS 49.
[0121]
Spare row decoder 17 has one input connected to output node N of redundancy circuit 13 and the other input has NAND gate 53 receiving spare use information S, and inverter 54 having an input connected to the output of NAND gate 53. And The output of inverter 54 is supplied to spare word line SWL. Also, the output of the NAND gate 53 is supplied to the main row decoder 15 (that is, the signal / RSP).
[0122]
Next, the operation will be described.
[0123]
FIG. 13 shows the relationship between the logic of the row address and the selected word line. FIG. 14 shows the relationship between the state of the fuse and the word line (WL) replaced with the spare word line (SWL). In FIG. 14, the fuse circuit (FUSE) in which the fuse is blown is denoted by "cut", and the fuse circuit (FUSE) in which the fuse is not blown is denoted by "no cut".
[0124]
First, an example in which the word line WL1 is replaced with a spare word line SWL will be described.
[0125]
As shown in FIG. 14, when replacing the word line WL1 with the spare word line SWL, the fuses 21 of the fuse circuits (FUSE0) and (FUSE1) shown in FIG. Blow.
[0126]
Next, the transfer timing signal FDX is set to the “H” level. At this time, the defective address information (F0), (F1), and (S) are set to the “L”, “L”, and “H” levels, respectively, and output from the defective address storage circuit 11. Based on these outputs, copy information that sets the node 41 to the “L” level is held / stored in the register circuits 30 of the associative memories (CAM0) and (CAM1) shown in FIG. According to these pieces of copy information, the NMOSs 46 of the associative memories (CAM0) and (CAM1) are turned "ON" and the NMOS 47 is turned "OFF". The “H” level is supplied to the other input of the NAND gate 53 of the spare row decoder 17. As a result, the NAND gate 53 changes the potential level of its output according to the potential level of the output node input to one input. That is, when the NAND gate 53 is activated, the spare row decoder 17 is activated.
[0127]
In this state, it is assumed that an address for setting the row addresses A0R and A1R to the "L" level is input. At this time, the levels of the row addresses A0R, / A0R, A1R, / A1R transmitted to the internal address line 19 are "L", "H", "L", "H", respectively. By these logics, the NMOSs 48 of the associative memories (CAM0) and (CAM1) are turned off. As a result, the comparison circuits 32 of the associative memories (CAM / 0) and (CAM / 1) become "non-conductive", and the potential of the output node N remains at the potential MATCH. NAND gate 53 of spare decoder 17 detects potential MATCH as "H" level. As a result, signal / RSP attains an "L" level, and spare decoder 17 deactivates main row decoder 15. At the same time, the spare word line SWL is selected and driven.
[0128]
It is also assumed that, in the above state, an address is input that sets the row address A0R to the “H” level and A1R to the “L” level. At this time, the levels of the row addresses A0R, / A0R, A1R, and / A1R transmitted to the internal address line 19 are "H", "L", "L", and "H", respectively. By these logics, the NMOSs 48 of the associative memories (CAM0) and (CAM1) are turned on and off, respectively. As a result, the comparing circuit 32 of the associative memory (CAM0) becomes “conductive”, the comparing circuit 32 of the associative memory (CAM1) becomes “non-conductive”, and the potential of the output node N becomes the comparing circuit of the associative memory (CAM0). Descend through 32. The NAND gate 53 of the spare row decoder 17 detects this lowered potential as “L” level. As a result, signal / RSP attains an "H" level, and spare decoder 17 activates main row decoder 15. At the same time, the spare word line SWL is not selected. The activated main row decoder 15 selects the word line WL2 according to the logic of the row address.
[0129]
Also, when an address is input in which the row address A0R is at the "L" level and A1R is at the "H" level, the comparison circuit 32 of the content addressable memory (CAM1) becomes "conductive" as in the above operation, and the signal is turned on. / RSP attains an "H" level. As a result, spare decoder 17 activates main row decoder 15 and does not select spare word line SWL. The main row decoder 15 selects the word line WL3 according to the logic of the row address.
[0130]
Also, when an address is input that sets both the row addresses A0R and A1R to the "H" level, the comparison circuits 32 of the associative memories (CAM0) and (CAM1) become "conductive" and the signal / RSP becomes "H". Level. Spare decoder 17 activates main row decoder 15 and does not select spare word line SWL. Then, the main row decoder 15 selects the word line WL4 according to the logic of the row address.
[0131]
When replacing any of the word lines WL2, WL3, WL4 with the spare word line SWL instead of the word line WL1, a fuse is blown as shown in FIG. Thereby, each can be replaced with a spare word line SWL.
[0132]
Further, when the replacement of the word line WL is not performed, the fuse 21 of the fuse circuit (FUSES) is not blown as shown in FIG. At this time, the spare use information S becomes "L" level. As a result, the other input of the NAND gate 53 of the spare row decoder 17 is always supplied with the “L” level, and the output of the NAND gate 53 is always “regardless of the potential level of the output node N”. H ”level. Since the output of NAND gate 53 is fixed at "H" level, signal / RSP is always at "H" level. Therefore, the main row decoder 15 selects the word line WL according to the logic of the row address.
[0133]
When the fuse 21 of the fuse circuit (FUSES) is not blown, the fuses 21 of the other fuse circuits (FUSE0) and (FUSE1) may be either blown or not blown.
[0134]
According to the redundancy circuit 13 included in the device according to the second embodiment, the content addressable memory (CAM) is provided not for each row address but for each row address pair. Therefore, the number of associative memories (CAMs) can be reduced by half as compared with the device according to the first embodiment shown in FIG. In particular, the number of register circuits 30 of the content addressable memory (CAM) is halved. For this reason, the circuit scale of the redundancy circuit 13 is reduced, the number of MOSFETs can be reduced as compared with the device according to the first embodiment shown in FIG. 4, and the redundancy circuit 13 including a content addressable memory (CAM) in a chip is provided. Occupied area can be made smaller.
[0135]
Further, since the number of associative memories (CAM) is reduced, the number of fuse circuits (FUSE) of the defective address storage circuit 11 can be reduced as compared with the device according to the first embodiment shown in FIG. Therefore, similarly to the redundancy circuit 13, the area occupied by the defective address storage circuit 11 including the fuse circuit (FUSE) can be reduced. Further, by reducing the number of fuse circuits (FUSE), the number of fuses that are difficult to miniaturize can be reduced from the chip.
[0136]
In addition, the number of defective address information F also decreases as the number of fuse circuits (FUSE) decreases. For this reason, the number of wirings for transferring the defective address information F to the content addressable memory (CAM) can be reduced. Further, by reducing the number of wirings, the number of multiplex circuits (MUX) for inputting the defective address information F to, for example, the internal address line 19 can be reduced.
[0137]
Due to these advantages, the device according to the second embodiment can obtain an effect that higher integration can be achieved than in the first embodiment.
[0138]
Next, a DRAM according to a third embodiment will be described.
[0139]
In the third embodiment, the circuit size of the defective address storage circuit 11 is to be reduced. Specifically, the defective address storage circuit 11 is shared by a plurality of sub-arrays, the number of fuse circuits (FUSE) of the defective address storage circuit 11, particularly, the number of fuses provided on one chip is reduced.
[0140]
For example, as described with reference to FIG. 2, conventionally, in a semiconductor memory having a large-scale storage capacity, a cell array is divided into several sub-arrays. This sub-array is an arbitrary unit that can be divided in a semiconductor memory. In a semiconductor memory divided into several sub-arrays as described above, a redundancy circuit and a spare row (word line) / spare column (bit line) are arranged for each sub-array. Replacement of a defective row (word line) / defective column (bit line) with a spare row / spare column is performed for each sub-array. This is a replacement method generally performed conventionally. For example, as shown in FIG. 35, in a conventional special-purpose 18M DRAM, one 2M cell array is composed of a total of eight 256k sub-arrays (horizontal 4 × vertical 2). A redundancy circuit (RFUSE) is provided for each sub-array, and a fuse is independently provided for each sub-array. In the cell array shown in FIG. 35, a total of eight fuse circuits (hereinafter, referred to as fuse blocks) are arranged. Further, in the whole chip, 8 sets × 9 = 72 fuse blocks are arranged.
[0141]
When such a typical replacement method is used in the present invention, for example, as shown in FIGS. 8 to 11, defective address storage circuits 11-SUB1 to 11-SUB8 including fuse circuits are respectively provided in subarrays SUB1 to SUB8. Set one by one.
[0142]
However, although there are variations depending on the number of sub-arrays and the stage of product development (exploration or maturity), the number of sub-arrays in which defective rows / columns occur is about 20 to 30% of the entire chip. is there. In the other 70-80% of the subarrays, no bad rows / columns have occurred and no spare rows / columns have been used. In these subarrays, the defective address storage circuit 11-SUB including the fuse circuit is not used, and is useless.
[0143]
Therefore, in the third embodiment, noting the above circumstances, the defective address storage circuit 11-SUB is not set one by one in the subarrays SUB1 to SUB8, but is shared by several subarrays. As a result, the number of defective address storage circuits 11-SUB is reduced.
[0144]
FIG. 15 is a circuit block diagram illustrating a relationship between a defective address storage circuit and a subarray included in the device according to the third embodiment.
[0145]
As shown in FIG. 15, the cell array includes eight sub-arrays SUB1 to SUB8. In the third embodiment, only one defective address storage circuit 11 is provided for eight sub-arrays SUB1 to SUB8.
[0146]
The defective address storage circuit 11 has an address fuse circuit (FUSEA) and a sub-array selection fuse circuit (FUSES). The fuse circuit for address (FUSEA) stores the defective address information F similarly to the fuse circuit (FUSE) of the device according to the first and second embodiments. The sub-array selection fuse circuit (FUSES) stores replacement information S indicating which of the eight sub-arrays SUB1 to SUB8 replaces a defective word line with a spare word line. That is, the replacement information S is information for specifying a subarray to be replaced. A transfer timing signal SFDX is supplied to each of the fuse circuits (FUSEA) and (FUSES). When the transfer timing signal SFDX becomes, for example, “H” level, the fuse circuits (FUSEA) and (FUSES) output defective address information F and replacement information S, respectively.
[0147]
Each of the sub-arrays SUB1 to SUB8 has a multiplex circuit (MUX) 12 and a redundancy circuit 13 including an associative memory, similarly to the devices according to the first and second embodiments. Further, in the third embodiment, the redundancy circuit 13 has an associative memory unit (CAMA) for addresses and an associative memory unit (CAMS) for selecting a sub-array.
[0148]
The addressable associative memory unit (CAMA) has a rewritable RAM circuit such as a register circuit, like the associative memory (CAM) of the first and second embodiments. The defective address information F is transferred from the address fuse circuit (FUSEA) to the RAM circuit, and the transferred defective address information is held / stored. The row address AR is input to the address associative memory unit (CAMA). The address associative memory unit (CAMA) holds and stores the input row address AR while the memory is operating, like the associative memory (CAM) of the first and second embodiments. Then, it is determined whether or not the input row address AR designates a defective row.
[0149]
The associative memory unit (CAMS) for selecting a sub-array has a non-rewritable ROM circuit. The sub-array number is written in the ROM circuit. The sub-array number is assigned to each sub-array, and different information is used for each sub-array. Replacement information S is input to the sub-array selection associative memory unit (CAMS) from the sub-array selection fuse circuit (FUSES). The associative memory unit for selecting a sub-array (CAMS) compares the input replacement information S with the written sub-array number during the mode of transferring the defective address information F to the associative memory unit (CAMA). It is determined whether or not the replaced information S specifies its own subarray. Further, in response to this determination result, the content addressable memory unit (CAMS) outputs a local transfer timing signal FDX to the sub-array. For example, the associative memory unit (CAMS) sets the local transfer timing signal FDX to the “H” level only when the input replacement information S specifies its own sub-array, and keeps it at the “L” level otherwise. The local transfer timing signal FDX is supplied to the multiplex circuit 12 and the associative memory unit (CAMA) for addresses in the sub-array. The multiplex circuit 12 receiving the local transfer timing signal FDX at the “H” level supplies the defective address information F to an addressable associative memory unit (CAMA). Then, the RAM circuit of the content addressable memory unit (CAMA) receiving the local transfer timing signal FDX at the "H" level changes from a non-writable mode to a writable mode. The defective address information F is written to the RAM circuit in the writable mode.
[0150]
Conversely, the multiplex circuit 12 receiving the local transfer timing signal FDX at the “L” level does not supply the defective address information F to the addressable associative memory unit (CAMA). Further, the RAM circuit of the content addressable memory unit (CAMA) receiving the local transfer timing signal FDX at the "L" level remains in the non-writable mode.
[0151]
In this way, the defective address information F is written only in the RAM circuit of the sub-array specified by the replacement information S.
[0152]
FIG. 16 is a specific circuit diagram of the redundancy circuit 13 and the row decoder shown in FIG. 15, and FIG. 17 is a specific circuit diagram of the defective address storage circuit 11 shown in FIG. Here, for simplicity, one of the eight sub-arrays is selected by one defective address storage circuit, and four words are selected from the row addresses A0R, / A0R, A1R, / A1R in the selected sub-array. A circuit for selecting the lines WL1, WL2, WL3, WL4 and one spare word line SWL will be described. Hereinafter, the configuration and operation of the circuit will be described with reference to the circuit diagram.
[0153]
As shown in FIG. 17, the defective address storage circuit 11 included in the device according to the third embodiment has a fuse circuit for address (FUSEA) and a fuse circuit for subarray selection (FUSES).
[0154]
The fuse circuit for address (FUSEA) includes fuse circuits (FUSEA0) and (FUSEA1) provided for each of the row addresses A0R and A1R, as in the second embodiment.
[0155]
The sub-array selection fuse circuit (FUSES) includes three fuse circuits (FUSES0), (FUSES1), and (FUSES2) for selecting one sub-array from the eight sub-arrays.
[0156]
First, each of the fuse circuits (FUSEA0), (FUSEA1), (FUSES0), (FUSES1), and (FUSES2) has a resistor 20, a fuse 21, and an NMOS 24 whose gate receives a transfer timing signal SFDX. The source of the NMOS 24 is connected to the low-potential power supply Vss (for example, ground potential), and the drain is connected to one end of the fuse 21. The other end of the fuse 21 is connected to one end of a resistor 20, and the other end of the resistor 20 is connected to a high potential power supply Vdd. The defective address information F0 and F1 stored in the fuse circuits (FUSEA0) and (FUSEA1) are output from the interconnection point between one end of the resistor 20 and the other end of the fuse 21. The replacement information S0, S1, and S2 stored in the fuse circuits (FUSES0), (FUSES1), and (FUSES2) are also output from the interconnection point between one end of the resistor 20 and the other end of the fuse 21.
[0157]
The defective address information F0 and F1 output from the fuse circuits (FUSEA0) and (FUSEA1) are respectively supplied to the multiplex circuits (MUX0) and (MUX1) shown in FIG. The replacement information S0, S1, and S2 output from the fuse circuits (FUSES0), (FUSES1), and (FUSES2) are supplied to a sub-array selection associative memory unit (CAMS) shown in FIG. The associative memory unit (CAMS) includes associative memory circuits (CAMS0), (CAMS1), and (CAMS2) corresponding to the replacement information S0, S1, and S2. The replacement information S0, S1, and S2 are supplied to the content addressable memory circuits (CAMS0), (CAMS1), and (CAMS2), respectively. The associative memory circuits (CAMS0) to (CAMS2) each compare the ROM circuit 70 in which the subarray number is written, and the subarray number written in the ROM circuit 70 with the input replacement information S0, S1, and S2. And a comparison circuit 71. The comparison circuit 71 includes an NMOS 73 connecting one end of a current path to the replacement information line 72, and an NMOS 74 connecting one end of the current path to the inverted replacement information line 72 -INV and connecting the other end to the other end of the current path of the NMOS 73. And an NMOS 75 having one end of a current path connected to the output node NS, the other end connected to the low potential power supply Vss, and a gate connected to an interconnection point between the current paths of the NMOS 73 and 74. Output node NS is suspended at potential MATCHS. The ROM circuit 70 stores information by supplying one of the high-potential power supply Vdd and the low-potential power supply Vss to the gates of the NMOSs 73 and 74 of the comparison circuit 71. That is, the associative memory unit (CAMS) stores the sub-array numbers by eight kinds of combinations of the power supplies Vdd and Vss input to the NMOSs 73 and 74. FIGS. 18A to 18D show the ROM circuits 70 of the sub-arrays SUB1 to SUB4, respectively. Similarly, FIGS. 19A to 19D show the ROM circuits 70 of the sub-arrays SUB5 to SUB8, respectively. FIG. 20 shows the relationship between the contents of the ROM and the subarray numbers.
[0158]
Further, the device according to the third embodiment includes a replacement information register (SREG) that holds / stores the output of the associative memory unit (CAMS), and the content held / stored in the replacement information register (SREG). A local transfer timing signal generator (FDXGEN) for generating a local transfer timing signal FDX.
[0159]
First, the register (SREG) includes a register circuit 80 and a write gate circuit 81 that writes the output of the content addressable memory unit (CAMS) to the register circuit 80 in accordance with the transfer timing signal SFDX. In the third embodiment, the register circuit 80 is constituted by a so-called cross-coupled latch circuit constituted by two inverters. The write gate circuit 81 includes a single NMOS 83 having a current path connected in series between the output node NS and the positive-phase node 82 of the latch circuit, and a gate receiving the transfer timing signal SFDX. The output of the register (SREG) is extracted from the negative node 84 of the latch circuit. The output of the register (SREG) extracted from the negative-phase side node 84 is supplied to the FDX signal generator (FDXGEN) and the spare row decoder 17 after being inverted by the inverter.
[0160]
The FDX signal generator (FDXGEN) receives a transfer timing signal SFDX at one input and receives an inverted output of a register (SREG) at the other input, and inputs an output to the output of the NAND gate circuit 91. It is constituted by the connected inverter 92. The output of the inverter 92 is supplied to the multiplex circuits (MUX0) and (MUX1) and the associative memory circuits (CAMA0) and (CAMA1). (That is, the local transfer timing signal FDX.)
The other configuration is the same as that of the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0161]
Next, the operation will be described.
[0162]
FIG. 21 shows the relationship between the state of the fuse and the selected sub-array. FIG. 22 shows the relationship between the logic of the row address and the selected word line (WL). FIG. 23 shows the relationship between the state of the fuse and the word line (WL) replaced with the spare word line (SWL). In FIGS. 21 and 23, the fuse circuits (FUSEA) and (FUSES) in which the fuses are blown are denoted by "cut", and the fuse circuits (FUSEA) and (FUSES) in which the fuses are not blown are denoted by "no cut". . Hereinafter, an example will be described in which the sub-array (SUB7) is selected from the eight sub-arrays SUB1 to SUB8, and the word line WL1 of the sub-array (SUB7) is replaced with a spare word line SWL.
[0163]
As shown in FIG. 21, when the sub-array (SUB7) is selected, the fuses 21 of the fuse circuits (FUSES1) and (FUSES2) are blown without blowing the fuse 21 of the fuse circuit (FUSES0) shown in FIG. Further, when replacing the word line WL1 with the spare word line SWL, the fuses 21 of the fuse circuits (FUSEA0) and (FUSEA1) shown in FIG. 17 are not blown.
[0164]
Next, the transfer timing signal SFDX is set to the “H” level. At this time, the defective address information (F0) and (F1) are at the “L” level, and the replacement information (S2), (S1) and (S0) are at the “H”, “H” and “L” levels, respectively. Then, it is output from the defective address storage circuit 11. Based on these outputs, first, signals for setting the replacement information line 72 to "H", "H", and "L" are respectively input to the associative memories (CAMS2), (CAMS1), and (CAMS0) for subarray selection. You. By these inputs, the NMOSs 75 of the associative memories (CAMS2), (CAMS1) and (CAMS0) of the associative memory unit (CAMS) of the subarray SUB7 shown in FIG. 16 are turned off. Therefore, the output node NS of the content addressable memory unit (CAMS) of the sub-array SUB7 becomes the potential MATCHS, that is, the “H” level. In the associative memory unit (CAMS) of the other subarrays SUB1 to SUB6 and SUB8, at least one NMOS 75 of the associative memories (CAMS2), (CAMS1), and (CAMS0) is turned on. Therefore, the output nodes NS of the associative memory unit (CAMS) other than the sub-array SUB7 each fall from the potential MATCHS, and the output nodes NS go to the “L” level. As a result, only the register (SREG) of the sub-array (SUB7) stores the replacement information for setting the negative-phase node 84 to the “L” level. The FDX signal generator (FDXGEN) of the sub-array SUB7 outputs the “H” level transfer timing signal FDX based on the replacement information for setting the negative-phase node 84 to the “L” level. Further, the FDX signal generators (FDXGEN) of the other sub-arrays SUB1 to SUB6 and SUB8 output an "L" level transfer timing signal FDX based on the replacement information for setting the opposite-phase node 84 to an "H" level. As a result, the sub-array SUB7 is selected from the eight sub-arrays, and the "H" level transfer timing signal FDX is generated here.
[0165]
Further, the multiplexer 12 is supplied with a signal for setting the input on the defective address information side of each of the multiplex circuits (MUX0) and (MUX1) to the “L” level. Since the multiplexer 12 of the subarray SUB7 receives the “H” level transfer timing signal FDX, the signal input to the input on the defective address information side is transmitted to the internal address line 19. The multiplexers 12 of the other sub-arrays SUB1 to SUB6 and SUB8 receive the transfer timing signal FDX at the "L" level. In each of these multiplexers 12, the signal input to the input on the defective address information side is not transmitted to the internal address line 19.
[0166]
Of the sub-arrays SUB1 to SUB8, defective address information (F0) and (F1) are transferred from the fuse circuits (FUSEA0) and (FUSEA1) to the associative memory unit (CAMA) of the sub-array SUB7. The copy information for setting the node 41 to the "L" level is held / stored in the register circuits 30 of the associative memories (CAMA0) and (CAMA1). With these pieces of copy information, the NMOSs 46 of the associative memories (CAMA0) and (CAMA1) are turned "ON" and the NMOS 47 is turned "OFF".
[0167]
In the spare row decoder 17 of the subarray SUB7, the inverted value of the output of the register (SREG), that is, the "H" level is supplied to the other input of the NAND gate 53. Thereby, the spare row decoder 17 is activated, as in the second embodiment. On the other hand, in each of the spare row decoders 17 of the other subarrays SUB1 to SUB6 and SUB8, an inverted value of the output of the register (SREG), that is, the “L” level is supplied to the other input of the NAND gate 53. Thereby, spare row decoder 17 is deactivated.
[0168]
In this state, it is assumed that an address for setting the row addresses A0R and A1R to the "L" level is input. At this time, the levels of the row addresses A0R, / A0R, A1R, / A1R transmitted to the internal address line 19 are "L", "H", "L", "H", respectively. By these logics, the NMOSs 48 of the associative memories (CAMA0) and (CAMA1) of the sub-array SUB7 are turned off. As a result, the comparison circuits 32 of the associative memories (CAMA0) and (CAMA1) become "non-conductive", and the potential of the output node N remains at the potential MATCH. NAND gate 53 of spare row decoder 17 detects potential MATCH as "H" level. As a result, similarly to the second embodiment, the signal / RSP becomes the "L" level, and the spare row decoder 17 deactivates the main row decoder 15. At the same time, the spare word line SWL is selected and driven.
[0169]
The operation in other states of the row addresses A0R and A1R is the same as in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0170]
As described above, in the device according to the third embodiment, one defective address storage circuit 11 is shared by several sub-arrays by having the associative memory unit (CAMS) for selecting a sub-array for each sub-array. Can be. Thereby, the circuit scale of the defective address storage circuit 11 can be reduced. In particular, the number of fuse circuits (FUSE) of the defective address storage circuit 11 can be reduced, and the number of fuses provided on one chip is reduced even when the storage capacity is increased. Thus, in the device having the defective address storage circuit 11 as in the first and second embodiments, a configuration suitable for higher integration can be obtained.
[0171]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
[0172]
The fourth embodiment is another example of a method of transferring defective address information from the defective address storage circuit 11 to the redundancy circuit 13.
[0173]
In the first to third embodiments, defective address information is transferred from the defective address storage circuit 11 to the register circuit 30 of the redundancy circuit 13 via the internal address line 19, respectively.
[0174]
In the fourth embodiment, defective address information is transferred from the defective address storage circuit 11 to the register circuit 30 of the redundancy circuit 13 using a shift register circuit.
[0175]
FIG. 24 is a circuit diagram showing a redundancy circuit, a defective address storage circuit, and a shift register circuit of a semiconductor integrated circuit device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 25 is an operation waveform diagram showing a transfer operation.
[0176]
First, referring to FIGS. 24 and 25, using the shift register circuit 91, the defective address information stored in the defective address storage circuit 11 is transferred to the register circuit 30 (R0, R1, R2) of the redundancy circuit 13. The operation to be performed will be described.
[0177]
First, as shown in FIG. 25, the signals φ1 and φ2 are both set to “H” level, and the data set signal Data Set is set to “L” level. As a result, each of the nodes F0, F1, and F2 of the shift register circuit shown in FIG. 24 is initialized to “H” level. Next, after the signals φ1 and φ2 are respectively set to “L” level, the signal Data Set is set to “H” level, and the defective address information is respectively transmitted from the fuse circuits (FUSE0), (FUSE1) and (FUSES) to the respective nodes F0 and F1. , F2.
[0178]
When the fuse of the fuse circuit (FUSE0) is not blown (“No Cut”), the node F0 transitions to “L” level. Conversely, when the fuse of the fuse circuit (FUSE0) is blown ("Cut"), the node F0 maintains the "H" level. The same applies to the fuse circuits (FUSE1) and (FUSES). When the fuse is not blown (“No Cut”), the nodes F1 and F2 transition to the “L” level, and the fuse is blown. During the operation (“Cut”), the nodes F1 and F2 each maintain the “H” level. In this way, the data stored in the fuse circuits (FUSE0), (FUSE1), and (FUSES) are set in the nodes F0, F1, and F2, respectively. Next, the signal Data Set is set to the “L” level, and the nodes F0, F1, and F2 are electrically floated.
[0179]
Note that FIG. 25 shows an example of transfer when the fuse circuits (FUSE0), (FUSE1), and (FUSES) are “Cut”, “No Cut”, and “Cut”, respectively.
[0180]
After the nodes F0, F1, and F2 are electrically floated, the signals φ1 and φ2 are toggled like a two-phase clock. As a result, the data set at the node F0 is shifted in the order of the node F1 and the node F2, and finally shifted to the register circuit 30 (R0) and stored therein. Similarly, the data set at the node F1 is shifted in the order of the node F2 and the register circuit 30 (R0), and finally shifted to the register circuit 30 (R1) and stored therein. Similarly, the data set at the node F2 is shifted in the order of the register circuit 30 (R0) and the register circuit 30 (R1), and finally shifted to the register circuit 30 (R2) and stored therein. You.
[0181]
FIG. 26 shows the relationship between the logic of the row address and the selected word line in the device according to the fourth embodiment. FIG. 27 shows the relationship between the state of the fuse and the replaced word line in the device according to the fourth embodiment.
[0182]
As shown in FIGS. 26 and 27, the relationship between the logic of the row address of the device according to the fourth embodiment and the selected word line, and the relationship between the state of the fuse and the replaced word line are as follows. This is the same as the device according to the embodiment.
[0183]
Further, in the fourth embodiment, a connection method different from those of the first to third embodiments is adopted as a connection method between the redundancy circuit 13 and the spare decoder 17.
[0184]
In other words, the first to third embodiments have a configuration in which the redundancy circuit 13 and the spare decoder 17 are connected via the wiring suspended to the potential MATCH. On the other hand, the fourth embodiment has a configuration in which the redundancy circuit 13 and the spare decoder 17 are connected via the NAND gate circuit 92 to which the outputs of the two comparison circuits 32 are input.
[0185]
As described above, the outputs of the plurality of comparison circuits 32 included in the redundancy circuit 13 may be input to the logic gate circuit, and the output of the logic gate circuit may be input to the spare decoder 17.
[0186]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
[0187]
The fifth embodiment relates to the arrangement of fuses included in the defective address storage circuit 11.
[0188]
In the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, a defective address storage circuit 11 for storing defective address information is provided in a chip separately from the redundancy circuit 13. The defective address storage circuit 11 has a PROM circuit that stores defective address information. The PROM element included in the PROM circuit is a fuse, for example, a laser blow fuse or a current blow type fuse.
[0189]
The number of fuses can be reduced as compared with other PROM elements such as a variable threshold transistor, because they do not require a write circuit. On the other hand, fuses require a very large space, generate an unwiringable area, and make wiring layout difficult.
[0190]
In order to solve such a situation, the fuse 21 of the defective address storage circuit 11 is not arranged in a region in a cell array or a region near a memory peripheral circuit as in the related art, but is separated from these regions. We are trying to place it in a place. For example, in the first embodiment, the fuse 21 of the defective address storage circuit 11 is arranged near the region 5 where the pad 4 is arranged or on the edge of the chip. Such a region is a region in which the number of circuit elements such as transistors included in an integrated circuit is smaller than that in a region in a cell array or the like. In such a region, there is room in area, and it is possible to devise the arrangement of the fuses.
[0191]
Therefore, the fifth embodiment has an object to realize a fuse arrangement in which blow errors are less likely to occur in the arrangement of fuses blown by a laser as compared with the related art.
[0192]
FIG. 28 is a diagram showing a relationship between a redundancy fuse and a moving direction of a laser beam of the semiconductor integrated circuit device according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 29 is an enlarged view of the redundancy fuse of FIG. FIG. 30 is a diagram showing a relationship between a redundancy fuse and a moving direction of a laser beam of a conventional semiconductor integrated circuit device, and FIG. 31 is an enlarged view of the redundancy fuse of FIG.
[0193]
As shown in FIGS. 28 and 29, the pads 4 are where bonding wires and the like are bonded, and the pads 4 are arranged with a certain distance “d” therebetween.
[0194]
Further, a certain number of pads 4 are required for power supply, input / output, address input, control signals such as a row address strobe signal (/ RAS) and a column address strobe signal (/ CAS). Therefore, the length of the row of pads 4 is sufficiently long. Further, the number of wirings in the periphery of the pad 4 is significantly smaller than that in the region in the cell array or the region near the memory peripheral circuit. For this reason, by arranging the defective address storage circuit 11, particularly, the fuses 21 around the column of the pads 4, there is an advantage that layout restrictions are reduced when arranging the fuses 21. Further, there is an advantage that a sufficient space can be secured around the fuse 21, and the floating well 184 shown in FIG. 40 can be easily provided for each fuse 21.
[0195]
The transfer of the defective address information from the defective address storage circuit 11 may be performed only once before the memory operation, and does not require a high speed. Therefore, the defective address storage circuit 11 can be arranged around the pad 4 far from the row decoder (R / D).
[0196]
Further, in the fifth embodiment, in arranging the fuses 21 along the rows of the pads 4, the device described below is further applied. The contrivance is to arrange the fuses 21 in a line so that the long axis direction of the fuses 21 (the direction in which the blown portion extends) matches the laser movement direction 170, as shown in FIGS. It is. FIGS. 30 and 31 show a conventional example regarding the arrangement of the fuses 21. FIG. In the conventional example, the long axis direction of the fuses 21 is arranged in a line perpendicular to the laser movement direction 170. This is because there is a demand to make the row of fuses 21 compact because the fuses 21 are arranged beside the decoder. In the fuse arrangements shown in FIGS. 30 and 31, the rows of the fuses 21 are compact. On the other hand, the width "d1" of the blown portion of the fuse 21 and the blown width in the laser moving direction 170 are reduced. Since the distance "d0" between the two portions becomes smaller, if the laser moves excessively, another fuse adjacent to the blown fuse may be damaged, that is, a so-called misblow occurs. If a misblow occurs, the product will no longer be rescued, thus reducing the yield. For this reason, the blow position must be adjusted with very high precision. It takes a relatively long time to adjust the blow position with high accuracy. Therefore, speeding up of the blowing process is hindered, and production efficiency is reduced.
[0197]
The fuse arrangement shown in FIGS. 28 and 29 can solve such a problem. According to this arrangement, the width “d1” of the blown portion of the fuse 21 and the distance “d0” between the blown portions can be separated from each other. It is hard to happen. Also, the alignment accuracy of the blow position is not required as much as the apparatus shown in FIGS. Therefore, the speed of the blowing step can be increased, and the production efficiency can be increased as compared with the apparatus shown in FIGS.
[0198]
In the DRAM according to the present invention, the test for detecting the address of the defective cell is performed by setting the transfer timing signal FDX to the “L” level. The defective address information obtained by the test is recorded on the tester at any time during the test. The fuse 21 is blown according to the recorded defective address information, and the defective address information is programmed in the defective address storage circuit 11.
[0199]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
[0200]
FIG. 32 is a plan view of a 64MDRAM according to the sixth embodiment, and FIG. 33 is an enlarged plan view showing the vicinity of the 16M core shown in FIG.
[0201]
The area of the defective address storage circuit 11 where the fuse 21 is particularly arranged is not only located at the edge of the chip, but also in the DRAM employing the center pad method, for example, as shown in FIGS. May be modified so as to be arranged in the pad arrangement area 205 existing in the center. 32 and 33, the area where the fuse 21 is arranged is indicated by the reference numeral “RFUSE”. 32 and 33, reference numeral 202 indicates a 1M block of a 64MDRAM.
[0202]
Further, as shown in FIG. 33 in particular, the area where the redundancy circuit 13 including the associative memory is arranged is not set to each of the row decoders (R / D), and two row decoders adjacent to each other are set. (R / D) may be set as a shared area. In this way, by sharing the region where the redundancy circuit 13 is arranged with a plurality of row decoders (R / D) adjacent to each other, the region where the redundancy circuit 13 is arranged can be reduced from above the chip.
[0203]
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 33 in particular, a pattern in which a region where the redundancy circuit 13 is arranged and a region where the redundancy circuit 13 is not arranged repeatedly appear for every two row decoders (R / D). ing. Although such a pattern has a low effect of reducing the chip area, other circuits can be arranged in a region where the redundancy circuit 13 is not arranged. In this area, a new circuit can be arranged, for example, when it is necessary to set a new circuit in order to enhance the function of the DRAM.
[0204]
As described above, the arrangement pattern of the sixth embodiment has an effect that a new circuit can be mounted without increasing the chip area.
[0205]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a semiconductor integrated circuit device having a redundancy circuit for storing defective address information by a volatile storage circuit has a more practical configuration. That is, a fuse for storing defective address information can be provided in the defective address storage circuit with a reduced possibility of occurrence of misblow. A semiconductor integrated circuit device can be provided.
[0206]
Further, the size of a circuit for storing the basic information given to the volatile storage circuit can be reduced, and a semiconductor integrated circuit device having a configuration suitable for higher integration can be provided.
[0209]
Further, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit device in which a defective address storage circuit can be provided in a semiconductor chip without hindering high integration of an integrated circuit and multilayer wiring.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the 2M cell array shown in FIG.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the 256k subarray shown in FIG. 1 and its periphery, FIG. 3A is a diagram showing the configuration, FIG. 3B is a diagram showing an address buffer, and FIG. FIG. 4 illustrates an address storage circuit.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a redundancy circuit and a defective address storage circuit of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between logic of a row address and a selected word line;
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a state of a fuse and a word line to be replaced;
7A and 7B are diagrams showing a structure of the redundancy circuit according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 7A is a plan view of the redundancy circuit and its vicinity, and FIG. 7B is a diagram of FIG. Sectional drawing which follows the 7A-7A line of FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a first relationship between a defective address storage circuit and a subarray of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a second relationship between the defective address storage circuit and the sub-array of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a third relationship between the defective address storage circuit and the sub-array of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a fourth relationship between the defective address storage circuit and the sub-array of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a circuit diagram showing a redundancy circuit and a defective address storage circuit of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between logic of a row address and a selected word line;
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a state of a fuse and a word line to be replaced;
FIG. 15 is a block diagram showing a relationship between a defective address storage circuit and a sub-array of a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a circuit diagram showing a redundancy circuit of a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a circuit diagram showing a defective address storage circuit of a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 18A to 18D are circuit diagrams showing a ROM circuit of a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 19A to 19D are circuit diagrams each showing a ROM circuit of a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the contents of a ROM and subarray numbers.
FIG. 21 is a diagram showing a relationship between a state of a fuse and a selected sub-array.
FIG. 22 is a diagram showing a relationship between a logic of a row address and a selected word line;
FIG. 23 is a diagram showing a relationship between a state of a fuse and a word line to be replaced;
FIG. 24 is a circuit diagram showing a redundancy circuit, a defective address storage circuit, and a transfer circuit of a semiconductor integrated circuit device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is an operation waveform diagram showing a transfer operation of the semiconductor integrated circuit device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a diagram showing a relationship between a logic of a row address and a selected word line;
FIG. 27 is a diagram showing a relationship between a state of a fuse and a word line to be replaced;
FIG. 28 is a diagram showing a relationship between a fuse for redundancy and a moving direction of a laser beam in a semiconductor integrated circuit device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is an enlarged view of the redundancy fuse of FIG. 28;
FIG. 30 is a diagram showing a relationship between a fuse for redundancy and a moving direction of a laser beam in a conventional semiconductor integrated circuit device.
FIG. 31 is an enlarged view of the redundancy fuse of FIG. 30;
FIG. 32 is a plan view of a semiconductor integrated circuit device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a plan view of the 16M core block shown in FIG. 32;
FIG. 34 is a plan view of a conventional semiconductor integrated circuit device.
FIG. 35 is a plan view of the 2M cell array shown in FIG. 34;
36 is a diagram showing the 256k sub-array shown in FIG. 34 and its periphery, FIG. 36 (A) is a diagram showing the configuration, and FIG. 36 (B) is a diagram showing an address buffer.
FIG. 37 is a circuit diagram showing a conventional redundancy circuit.
FIG. 38 is a diagram showing a relationship between a logic of a row address and a selected word line;
FIG. 39 is a diagram showing a relationship between a state of a fuse and a word line to be replaced;
40A and 40B are diagrams showing the structure of a conventional redundancy circuit. FIG. 40A is a plan view of the redundancy circuit and its vicinity, and FIG. FIG.
FIG. 41 is a diagram showing another conventional semiconductor integrated circuit device.
[Explanation of symbols]
1 ... chips,
2 ... 2M cell array,
3 ... 1M cell array,
4 ... pad,
5 ... Area where pads are arranged,
6 ... 256k subarray,
7 ... Area where the sense amplifier, equalizer and column gate are arranged,
8. An area where a row decoder and a redundancy circuit are arranged,
11: defective address storage circuit,
12 multiplex circuit,
13 ... redundancy circuit,
14 ... address buffer,
15: Main row decoder,
16 ... regular part,
17 Spare row decoder,
18 ... spare part,
19 ... internal address line,
20 ... resistance,
21 ... Fuse,
22 ... NMOS,
24 ... NMOS,
30 ... register circuit,
31 ... write gate circuit (positive-phase side write gate circuit),
32 ... Comparison circuit,
33 ... Negative phase side write gate circuit,
60 ... wiring,
61 ... selector,
70 ... ROM circuit,
71 ... Comparison circuit,
72 ... replacement information line,
80 ... register circuit,
81 Write gate circuit,
181 ... P-type silicon substrate,
182 ... P-type well,
183 ... N-type well,
201 ... chips,
202 ... 1M block,
204 ... pad,
205: Area where pads are arranged.

Claims (8)

メモリ機能を有する半導体チップと、
前記チップ中に設けられ、メインのロー/カラムおよびスペアのロー/カラムを含むメモリセルアレイと、
前記チップ中に設けられ、前記メインのロー/カラム中の不良アドレス情報を、不揮発性記憶回路により記憶する不良アドレス記憶回路と、
前記チップ中に設けられ、前記不良アドレス記憶回路に記憶された前記不良アドレス情報の複写情報を、揮発性記憶回路により記憶するリダンダンシ回路と、 前記チップ中に設けられ、アドレス入力にしたがって前記メインのロー/カラムを選択する回路、および前記リダンダンシ回路に記憶された前記複写情報にしたがって前記スペアのロー/カラムを前記メインのロー/カラムに換えて選択するスペア選択用の回路を含むアドレスデコーダと、
前記チップ中に設けられ、転送タイミング信号にしたがって、前記不良アドレス記憶回路に記憶された前記不良アドレス情報を、前記リダンダンシ回路の揮発性記憶回路に転送させる転送回路とを具備し、
前記不良アドレス記憶回路は、不良アドレス情報を記憶するためのヒューズ素子を複数有し、これらヒューズ素子はそれぞれ、ヒューズ素子をブローするためのレーザーが移動する方向に、その長軸方向を一致させて配置されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
A semiconductor chip having a memory function;
A memory cell array provided in the chip and including a main row / column and a spare row / column;
A defective address storage circuit provided in the chip and storing defective address information in the main row / column by a nonvolatile storage circuit;
A redundancy circuit that is provided in the chip and stores, by a volatile storage circuit, copy information of the defective address information stored in the defective address storage circuit; and An address decoder including a circuit for selecting a row / column, and a circuit for spare selection for selecting the spare row / column instead of the main row / column in accordance with the copy information stored in the redundancy circuit;
A transfer circuit provided in the chip, for transferring the defective address information stored in the defective address storage circuit to a volatile storage circuit of the redundancy circuit according to a transfer timing signal,
The defective address storage circuit has a plurality of fuse elements for storing defective address information, and each of these fuse elements has its major axis direction aligned with a direction in which a laser for blowing the fuse element moves. A semiconductor integrated circuit device which is arranged.
前記不良アドレス記憶回路は、電源間に、互いに直列に接続された抵抗体、前記ヒューズ素子、およびゲートに前記転送タイミング信号を受ける第4の絶縁ゲート型FETを含み、
前記転送タイミング信号が、前記不良アドレス情報を転送するモードを指定しているとき以外は、第4の絶縁ゲート型FETをオフさせ、前記不良アドレス記憶回路を非活性状態と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装置。
The defective address storage circuit includes between the power supply, resistors connected in series with each other, the fuse element, and a fourth insulated gate FET for receiving the transfer timing signal to the gate,
Except when the transfer timing signal specifies a mode for transferring the defective address information, a fourth insulated gate FET is turned off, and the defective address storage circuit is deactivated. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 .
前記リダンダンシ回路は、
揮発性記憶素子として、前記複写情報を記憶するレジスタ回路と、
前記複写情報の電位レベルと前記アドレス入力の電位レベルとを比較し、これらの電位が一致か不一致の一方に応じて、前記スペア選択用の回路への入力レベルを変更する比較回路と
を含むことを特徴とする請求項1および請求項2いずれかに記載の半導体集積回路装置。
The redundancy circuit includes:
A register circuit for storing the copy information as a volatile storage element;
A comparison circuit that compares the potential level of the copy information with the potential level of the address input and changes the input level to the spare selection circuit according to whether the potentials match or mismatch. 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein:
前記リダンダンシ回路は、前記スペア選択用の回路の入力に、マッチング電位にサスペンドされている配線を介して接続され、
前記比較回路は、前記複写情報の電位レベルと前記アドレス入力の電位レベルとを比較し、これらの電位が一致か不一致かのいずれか一方に応じて、前記配線の電位をマッチング電位以外の電位に変更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装置。
The redundancy circuit is connected to an input of the spare selection circuit via a wiring suspended at a matching potential,
The comparing circuit compares the potential level of the copy information with the potential level of the address input, and changes the potential of the wiring to a potential other than the matching potential in accordance with one of the coincidence and the non-coincidence. 4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3 , wherein said device is changed.
前記レジスタ回路および前記比較回路は、MOSFETにより構成され、
前記レジスタ回路および前記比較回路がNチャネル型MOSFETを含む時、これらのNチャネル型MOSFETは、前記アドレスデコーダのNチャネル型MOSFETが形成されるウェルに形成され、
前記レジスタ回路および前記比較回路がPチャネル型MOSFETを含む時、これらのPチャネル型MOSFETは、前記アドレスデコーダのPチャネル型MOSFETが形成されるウェルに形成されていることを特徴とする請求項3および請求項4いずれかに記載の半導体集積回路装置。
The register circuit and the comparison circuit are configured by MOSFETs,
When the register circuit and the comparison circuit include N-channel MOSFETs, these N-channel MOSFETs are formed in a well where the N-channel MOSFETs of the address decoder are formed;
When the register circuit and the comparison circuit comprises a P-channel MOSFET, these P-channel type MOSFET according to claim 3, characterized in that P-channel MOSFET of said address decoder is formed in a well formed 5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4 .
前記転送タイミング信号は、前記半導体集積回路装置に電源を投入されたことをトリガとして、前記不良アドレス情報を転送するモードを指定し、
前記リダンダンシ回路への前記不良アドレス情報の複写を終了した後、前記不良アドレス情報を転送するモードの指定を解除することを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれか一項に記載の半導体集積回路装置。
The transfer timing signal, with the power of the semiconductor integrated circuit device is turned on as a trigger, designates a mode for transferring the defective address information,
Wherein after terminating the copy of the defective address information to a redundancy circuit, a semiconductor integrated according to claim 1 or any one of claims 5, characterized in that to release the designation of the mode for transferring the defective address information Circuit device.
メモリ機能を有する半導体チップと、
前記チップ中に設けられたセルアレイと、
前記セルアレイに複数設定され、それぞれメインのロー/カラムおよびスペアのロー/カラムを含むサブアレイと、
前記チップ中に設けられ、前記サブアレイの不良情報および前記メインのロー/カラム中の不良アドレス情報をそれぞれ、不揮発性記憶回路により記憶する不良アドレス記憶回路と、
前記チップ中に設けられ、サブアレイ情報を不揮発性記憶回路により記憶するとともに、前記不良アドレス記憶回路に記憶された前記不良アドレス情報の複写情報を、揮発性記憶回路により記憶するリダンダンシ回路と、
前記チップ中に設けられ、アドレス入力にしたがって前記メインのロー/カラムを選択する回路、および前記リダンダンシ回路に記憶された前記複写情報にしたがって前記スペアのロー/カラムを前記メインのロー/カラムに換えて選択するスペア選択用の回路を含むアドレスデコーダと、
前記チップ中に設けられ、転送タイミング信号にしたがって、前記不良アドレス記憶回路に記憶された前記サブアレイの不良情報と前記リダンダンシ回路に記憶された前記サブアレイ情報とを照合し、この照合の結果、前記リダンダンシ回路のうち、前記サブアレイの不良情報に合致する前記サブアレイの前記リダンダンシ回路の揮発性記憶回路に、前記不良アドレス情報を転送させる転送回路と
を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。
A semiconductor chip having a memory function;
A cell array provided in the chip;
A plurality of sub-arrays set in the cell array, each including a main row / column and a spare row / column;
A defective address storage circuit provided in the chip, for storing defective information of the sub-array and defective address information in the main row / column by a nonvolatile storage circuit, respectively;
A redundancy circuit provided in the chip, for storing sub-array information by a non-volatile storage circuit, and for storing copy information of the defective address information stored in the defective address storage circuit by a volatile storage circuit;
A circuit provided in the chip for selecting the main row / column in accordance with an address input; and replacing the spare row / column with the main row / column according to the copy information stored in the redundancy circuit. An address decoder including a spare selection circuit for selecting
The sub-array information provided in the chip is compared with the sub-array defect information stored in the defective address storage circuit and the sub-array information stored in the redundancy circuit in accordance with a transfer timing signal. As a result of the comparison, the redundancy A semiconductor integrated circuit device, comprising: a transfer circuit that transfers the defective address information to a volatile storage circuit of the redundancy circuit of the subarray that matches the defect information of the subarray among the circuits.
前記不良アドレス記憶回路は、パッドの列に沿って配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7いずれか一項に記載の半導体集積回路装置。The defective address memory circuit, a semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 1 to claim 7, characterized in that it is arranged along a column of pads.
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