JP3566349B2 - Semiconductor memory device and test method therefor - Google Patents

Semiconductor memory device and test method therefor Download PDF

Info

Publication number
JP3566349B2
JP3566349B2 JP22621694A JP22621694A JP3566349B2 JP 3566349 B2 JP3566349 B2 JP 3566349B2 JP 22621694 A JP22621694 A JP 22621694A JP 22621694 A JP22621694 A JP 22621694A JP 3566349 B2 JP3566349 B2 JP 3566349B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
array
spare
signal
word line
memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP22621694A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07169295A (en
Inventor
和民 有本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Technology Corp filed Critical Renesas Technology Corp
Priority to JP22621694A priority Critical patent/JP3566349B2/en
Publication of JPH07169295A publication Critical patent/JPH07169295A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3566349B2 publication Critical patent/JP3566349B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、不良メモリセルを救済するためのスペアメモリアレイを有する半導体記憶装置およびそのテスト方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図33は、たとえばダイナミック型ランダム・アクセス・メモリである従来の半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。図33において、半導体記憶装置は、各々が、行および列のマトリックス状に配列される複数のメモリセルを有する4つのメモリアレイMA1−MA4と、メモリアレイMA1−MA4それぞれに対応して設けられる行デコーダブロックRD1−RD4と、メモリアレイMA1−MA4それぞれに対応して設けられるスペアメモリアレイSMA1−SMA4と、メモリアレイMA1−MA4およびスペアメモリアレイSMA1−SMA4に共通に設けられる列デコーダCDを含む。
【0003】
メモリアレイMA1−MA4の各々は、それぞれに1行のメモリセルが接続される16本のワード線WL(m,1)−WL(m,16)を含む。ここでmは1−4のいずれかの整数であり、メモリアレイを特定する。
【0004】
行デコーダブロックRDmは行アドレス信号およびアレイアドレス信号に従って対応のメモリアレイMAmにおけるワード線WL(m,n)を選択する。ここで、nは1−16のうちのいずれかである。行アドレス信号はメモリアレイMA1−MA4のそれぞれにおいて行すなわちワード線を指定し、アレイアドレス信号は4つのメモリアレイのうちの1つのメモリアレイを指定する。
【0005】
スペアメモリアレイSMA1−SMA4の各々は4本のワード線SWL(m,1)−SWL(m,4)を含み、対応のメモリアレイMA1−MA4において最大4つの不良ワード線(不良行)を救済することができる。
【0006】
スペア行デコーダSRD1−SRD4の各々は、対応のメモリアレイにおける不良ワード線を指定する不良アドレスがそこにプログラムされて格納されており、不良ワード線がアドレス指定されたとき、この不良ワード線を指定する不良アドレスがプログラムされたスペア行デコーダは、対応のスペアメモリアレイにおいて対応のスペアワード線を選択する。
【0007】
列デコーダCDは列アドレス信号に従ってメモリアレイMA1−MA4およびスペアメモリアレイSMA1−SMA4それぞれにおいて1列を選択する。
【0008】
図33に示す構成において、不良ワード線の救済は以下のようにして行なわれる。今、メモリアレイMA1におけるワード線WL(1,3)が不良であると判別されたとき、このワード線WL(1,3)はスペアメモリアレイSMA1におけるスペアワード線SWL(1,1)により置き換えられる。スペアメモリアレイSMA1はメモリアレイMA1における不良ワード線WL(1,n)の不良ワード線を救済することができるだけであり、他のメモリアレイMA2−MA4における不良ワード線を救済することはできない。
【0009】
図33においては、一例として、ワード線WL(1,3)がスペアワード線SWL(1,1)により置換され、ワード線WL(1,6)がスペアワード線SWL(1,2)で置換され、ワード線WL(1,12)がスペアワード線SWL(1,3)で置換され、またワード線WL(1,16)がスペアワード線SWL(1,4)で置換される状態が示される。
【0010】
図34は、図33に示す半導体記憶装置において用いられる置換制御回路の概略構成を示す図である。図34において、不良ワード線アドレス信号を格納し、不良ワード線がアドレス指定されたか否かを判別するために4つのプログラム回路PR1−PR4が設けられる。プログラム回路PR1−PR4の各々はスペアメモリアレイSMA1−SMA4それぞれにおいて同じ位置で配置されたスペアワード線で置き換えられる不良ワード線のアドレスを格納する。すなわち、プログラム回路PR1はスペアワード線SWL(1,1)、SWL(2,1)、SWL(3,1)、およびSWL(4,1)で置換される不良ワード線のアドレスを格納する。プログラム回路PR1は、この4つの不良ワード線アドレスを格納するために、スペアワード線SWL(1,1)、SWL(2,1)、SWL(3,1)およびSWL(4,1)でそれぞれ置換される不良ワード線アドレスを格納する4つのリンク回路LINK1−LINK4を含む。プログラム回路PR4も同様に4つのリンク回路LINK1−LINK4を有し、これらのリンク回路LINK1−LINK4は、スペアワード線SWL(1,4)、SWL(2,4)、SWL(3,4)およびSWL(4,4)で置換されて救済される不良ワード線アドレスを格納する。なお、図34には示していないが、4つのリンク回路を含むプログラム回路がまた残りのスペアワード線SWL(m,2)およびSWL(m,3)に対しても設けられる。
【0011】
決定回路D1−D4が、プログラム回路PR1−PR4それぞれに対応して設けられる。決定回路D1−D4の各々は、対応のプログラム回路PR1−PR4の出力信号に応答して対応のスペアワード線のグループが指定されたか否かを判別し、その判別結果に基づいて制御信号SEEx(x=1−4)を発生する(活性状態とする)。
【0012】
スペア行デコーダSRD(1,1)、SRD(2,1)、SRD(3,1)およびSRD(4,1)は決定回路D1からの制御信号SEE1を受け、制御信号SEE1が活性状態のときイネーブル状態とされる。一般に、スペア行デコーダSRD(m,x)はアレイ支持信号BSmと制御信号SEExを受ける。
【0013】
行デコーダRD(m,n)の各々に対して、アレイ指示信号BSmと制御信号SEExに従って対応の行デコーダRD(m,n)をイネーブルまたはディスエーブルとするゲートGmnが設けられる。図34においては、代表的に行デコーダRD(1,1)、RD(2,1)、RD(3,1)およびRD(4,1)に対して設けられたゲートG11、G21、G31およびG41が示される。これらのゲートG11、G21、G31およびG41へは、決定回路D1からの制御信号SEE1が与えられる。すなわち、行デコーダRD(m,1)−RD(m,16)は制御信号SEE1−SEE4に従ってグループに分割される。
【0014】
ゲートGmnは、信号BSmおよびSEExに応答してアレイ要求信号BSDmnを対応の行デコーダRD(m,n)へ与える。このゲートGmnの構成については後に説明するが、ゲートGmnは制御信号SEExが活性状態のとき対応の行デコーダRD(m,n)をディスエーブル状態とする。
【0015】
図35は、図34に示す回路の構成を具体的に示す図である。図35においては、スペア行デコーダSRD(m,x)、行デコーダRD(m,n)、プログラム回路PRxおよび関連の回路が代表的に示される。
【0016】
プログラム回路PRxは、先に説明したように、それぞれが同じ構成を備えるリンク回路LINK1−LINK4を含む。リンク回路LINK1は、プリチャージ信号PRに応答してノードN1を高電圧VPPへプリチャージするpチャネルMOSトランジスタQP1.1と、ノードN1に互いに並列に接続されるヒューズ素子F1.1−F1.8と、ヒューズ素子F1.1−F1.8それぞれと接地ノードとの間に接続されるnチャネルMOSトランジスタQN1.1−QN1.8を含む。MOSトランジスタQN1.1−QN1.8はそれぞれそのゲート(制御電極)に内部(プリデコード)アドレス信号Xi(i=1−4)およびXj(j=5−8)を受ける。不良ワード線アドレスのプログラム時においては、リンク素子F1.1−F1.8が、たとえばレーザ光線のようなエネルギ線照射により切断される。具体的には、ヒューズ素子F1.1−F1.8のうち不良ワード線アドレスに対応するヒューズ素子が切断される。
【0017】
決定回路DXは、リンク回路LINK1−LINK4の出力信号を受ける4入力NORゲートNO31と、NORゲートNO31の出力信号を反転して制御信号SEExを発生するインバータINV31を含む。
【0018】
スペアワード線SWL(m,x)に対して設けられたスペア行デコーダSRD(m,x)は、制御信号SEExとアレイ指定信号BSmとを受けてスペアワード線指定信号SWEm.xを発生する(活性化する)NANDゲートNA31と、NANDゲートNA31の出力信号を反転して高電圧VPPレベルのスペアワード線駆動信号を発生して対応のスペアワード線SWL(m,x)へ伝達するインバータINVSm.xを含む。ここで、図35に示す回路は、高電圧VPPを一方動作電源電圧として動作しているが、電源電圧Vccを動作電源電圧として利用して動作してもよい。
【0019】
行デコーダRD(m,n)に対して設けられたゲートGmnは、アレイ指定信号BSmを反転するインバータINV32と、インバータ32の出力信号と制御信号SEExとを受けてデコーダイネーブル信号BSDmnを発生するNORゲートNO32を含む。
【0020】
行デコーダRD(m,n)は,信号BSDmnと内部(プリデコードされた)アドレス信号XiおよびXjを受ける3入力NANDゲートNAm.nと、NANDゲートNAm.nの出力信号を反転して高電圧VPPレベルのワード線駆動信号を発生してワード線WL(m,n)へ与えるインバータINVm.nを含む。次に、この図35に示す回路の動作について簡単に説明する。
【0021】
プリチャージ(スタンバイ)状態においては、プリチャージ信号PRがLレベルにあり、リンク回路LINK1−LINK4に含まれるMOSトランジスタQP1.1はオン状態にあり、ノードN1は高電圧VPPレベルのHレベルにプリチャージされている。リンク素子F1.1−F1.8は、予め、半導体記憶装置の試験結果に従ってプログラムされている(選択的に切断されている)。
【0022】
このリンク素子F1.1−F1.8のプログラムについては後に説明するが、不良行アドレスに対応するリンク素子が切断される。
【0023】
アクティブサイクルにおいては、プリチャージ信号PRがHレベルへ立上がり、MOSトランジスタQP1.1がオフ状態とされる。この状態において、不良ワード線がアドレス指定されたとき、対応のヒューズ素子は切断されているため、ノードN1は高電圧VPPレベルのHレベルを維持する。正常ワード線が指定されたとき、そのアドレスはリンク回路LINK1にはプログラムされていないため、MOSトランジスタQN1.1−QN1.8のうちの少なくとも1つがオン状態となり、ノードN1を接地電位レベルへと放電する。決定回路Dxは、アドレス指定されたワード線がスペアワード線SWL(m,x)のいずれかで置換される場合には、高電圧VPPレベルの制御信号SEExを発生する。不良ワード線が指定されないときには、制御信号SEExはLレベルを維持する。
【0024】
制御信号SEExおよびアレイ指定信号BSmがともにHレベルへ立上がると、スペア行デコーダSRD(m,x)が高電圧VPPレベルのスペアワード線ドライブ信号を対応のスペアワード線SWL(m,x)へ伝達する。それ以外のときには、スペア行デコーダSRD(m,x)はLレベルの信号を対応のスペアワード線SWL(m,n)へ伝達する。
【0025】
制御信号SEExがHレベルのとき、ゲートGmnに含まれるNORゲートNO32が出力する信号BSDmnがLレベルとなり、行デコーダRD(m,n)がディスエーブル状態とされる。すなわち、行デコーダRD(m,n)に含まれるNANDゲートNAm.nの出力は、アドレス信号XiおよびXjの値にかかわらずHレベルとされる。
【0026】
制御信号SEExがLレベルのとき、NORゲートNO32がイネーブル状態とされ、アレイ指定信号BSmがそのまま信号BSDmnとして発生される。信号BSm、XiおよびXjがワード線WL(m,n)を指定している場合には、行デコーダRD(m,n)は高電圧VPPレベルのワード線駆動信号をワード線WL(m,n)へ伝達する。
【0027】
図36は、メモリアレイMA1に対して設けられた行デコーダおよびスペア行デコーダの配置を概略的に示す図である。図36において、行デコーダブロックRD1は、各々がNANDゲートNA(1,n)とインバータINV1.nを含む単位行デコーダRD(1,1)、RD(1,2)…を含む。NANDゲートNA(1,1)、NA(1,2)…NA(1,16)は、それぞれ異なる組合わせのアドレス信号XiおよびXjを受ける。デコーダイネーブル信号BSD1n(n=1−16)は制御信号SEExに従ってグループに分割される。
【0028】
スペアデコーダSRD1としては、インバータINVS.1およびINVS1.4が代表的に示される。
【0029】
図37は、1つのメモリセルアレイにおける1列に関連する部分の構成を概略的に示す図である。図37において、1列が、1対のビット線BLおよび/BLを含み、対応の列のメモリセルMCが接続される。図37においては、ビット線BLとワード線WL(m,n)の交差部に対応して配置されるメモリセルMCが代表的に示される。メモリセルMCは、情報を電荷の形態で格納するキャパシタCSと、ワード線WL(m,n)上の電位に応答してキャパシタCSとビット線BLとを接続する転送ゲートQN31を含む。キャパシタCSは、中間電位(Vcc/2)のセルプレート電圧VCPをその一方電極(セルプレート電極)に受ける。
【0030】
1対のビット線BLおよび/BLに対して、このビット線BLおよび/BLの電位を差動的に増幅するセンスアンプSAと、プリチャージ/イコライズ信号EQに応答してビット線BLおよび/BLを中間電位(Vcc/2)レベルのプリチャージ電圧VBLレベルにプリチャージしかつイコライズするプリチャージ/イコライズ回路BLEQが設けられる。センスアンプSAは、その内部構成は示していないが、フリップフロップ型の交差結合されたMOSトランジスタを含む。
【0031】
プリチャージ/イコライズ回路BLEQは、ビット線BLおよび/BLを電気的に接続するためのnチャネルMOSトランジスタQN32と、中間電圧VBLをビット線BLへ伝達するためのnチャネルMOSトランジスタQN33と、中間電圧VBLをビット線/BLへ伝達するためのnチャネルMOSトランジスタQN34を含む。MOSトランジスタQN32−QN34は、信号EQがHレベルとなり、スタンバイ状態を示すときにオン状態とされる。
【0032】
動作時においては(アクティブサイクルにおいては)、信号EQはロウレベルにあり、MOSトランジスタQN32−QN34はすべてオフ状態にある。ビット線BLおよび/BLが中間電圧VBLレベルで電気的にフローティング状態とされる。ワード線WL(m,n)が選択されたとき、その電位がHレベルへ立上がり、転送ゲートQN31がオン状態とされる。これにより、キャパシタCSがビット線BLに結合され、このキャパシタCSに格納されたデータ(電荷量)に従ってビット線BLの電位が変化する。ビット線/BLはプリチャージされた中間電圧VBLの電圧レベルを維持する。次いで、センスアンプSAが活性化され、ビット線BLおよび/BLの電位を差動的に増幅し、ビット線BLおよび/BLの電位がメモリセルMCが記憶するデータに従ってHレベルおよびLレベルにまで変化する。
【0033】
列デコーダ(CD)からの出力信号に従って、このビット線対BLおよび/BLが選択され、メモリセルMCに対するデータの書込または読出が行なわれる。
【0034】
メモリサイクルが完了すると、ワード線WL(m,n)の電位が立下がり、転送ゲートQN31がオフ状態とされる。センスアンプSAが次いで非活性状態とされ、その後、信号EQがHレベルに立上がる。これにより、MOSトランジスタQN32−QN34がオン状態となり、ビット線BLおよび/BLを中間電圧VBLへプリチャージし、かつイコライズする。
【0035】
ワード線WL(m,n)は動作電源電圧VCCよりも高い高電圧VPPまで昇圧されており、動作電源電圧VCCレベルの電圧を転送ゲートQN31のしきい値電圧の損失を受けることなくメモリセルキャパシタCSへ書込むことができ、また転送ゲートQN31を高速でオン状態とすることができる。
【0036】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような冗長方式を用いてワード線を置換する場合、メモリセルMC自身に欠陥がある場合またはワード線WL(m,n)が断線している場合には、ワードWL(m,n)は救済することができる。
【0037】
しかしながら、ワード線WL(m,n)とビット線BLが図38において抵抗R1で示すように短絡している場合、スタンバイ状態においてビット線BLからワード線WL(m,n)へ電流が流れ込む。スタンバイ時においては、ワード線WL(m,n)はワードドライバ(対応の行デコーダに含まれるインバータ)を介して接地電位レベルへ放電されている。したがって、中間電圧VBLの電圧レベルが低下し、またスタンバイ電流Icc2が増大する。また、ワード線WL(m,n)が図38の抵抗R2で示すようにセルプレート電圧VCP供給線と短絡している場合、同様に消費電流が増大し、またセルプレート電圧VCPが低下する。また、プリチャージ用の中間電圧VBL供給線が図38の抵抗R3aまたはR3bで示すようにビット線BLまたは/BLと短絡している場合、センスアンプSAの動作時には、そのセンスアンプSAの両動作電源(VCCおよび接地電位レベル)はともに中間電圧VBL供給線に短絡されることになり、センスアンプSAの動作時にビット線BLまたは/BLの電位が十分にかつ正しく増幅されず、正確なデータの読出しを行なうことができなくなるとともにセンス動作時における電流が増加するという問題が生じる。
【0038】
加えて、センスアンプSAが電源電圧VCC供給線または接地線と短絡している場合、スタンバイ状態においてリーク電流が生じる。この電源線または接地線との短絡によるリーク電流の問題はまたワードドライバにおいても発生する。
【0039】
このような短絡に起因する不良は、たとえワード線置換が行なわれたとしても、短絡不良がメモリアレイ内において存在し続けるため、従来のワード線置換による冗長方式では救済することができない。
【0040】
このような短絡不良を救済するために、図39に示すようなアレイ単位で置換を行なう救済方式が、キッカワ等の「ファイル用途のためのDRAM技術」、1993IEEE ISSCC、ダイジェスト・オブ・テクニカル・ペーパーズ、1993年2月24日、第48頁第49頁において提案されている。図39において、半導体記憶装置は、各々行および列のマトリックス状に配列された複数のメモリセルを有するステップのメモリアレイMA1−MA4と、メモリアレイMA1−MA4の各々と同じサイズ(メモリセルの行および列の数)を有するスペアメモリアレイSMAを含む。メモリアレイMA1−MA4それぞれに対して行デコーダブロックRD1−RD4が設けられ、スペアメモリアレイSMAには、スペア行デコーダブロックSRDが設けられる。列デコーダCDはこれらのアレイMA1−MA4およびSMAに対し共通に設けられる。
【0041】
行デコーダブロックRD1−RD4は、内部電源線1a上の高電圧VPPをそれぞれヒューズ素子F41−F44を介して受け、スペア行ブロックデコーダSRDは高電圧VPPをスイッチング素子SW3を介して受ける。
【0042】
メモリアレイMA1−MA4はまた、内部電源線1b上の電圧VBL(またはVCP)をヒューズ素子F31ないしF34を介して受け、スペアメモリアレイSMAは電圧VBL(またはVCP)をスイッチング素子SW2を介して受ける。
【0043】
ワード線の置換により救済することのできる/できないのいずれかにかかわらず不良がメモリアレイMA1において存在した場合、ヒューズ素子F31およびF41が切断(溶断)され、またスイッチング素子SW2およびSW3がオン状態とされる。また、メモリアレイMA1がアドレス指定された場合には、スペアメモリアレイSMAがアクセスされるようにアレイアドレスがプログラムされる。メモリアレイMA1には、電圧VPP、VBLおよびVCPが供給されないため、短絡不良が存在しても、この短絡部分を介して流れる電流は存在せず、消費電流が低減される。
【0044】
キッカワは先にも述べた文献の図3において、メモリ容量が増加した場合、ワード線置換方式は十分生産歩留りを上昇させることはできず、またその図5において、メモリ容量が増大するにつれてメモリアレイ(ブロック)の数が増加しまたアレイブロックのサイズが低減されるため、図39に示すようなアレイ置換によるブロック冗長方式がそれほどチップ占有面積を増加させることはないと述べている。
【0045】
しかしながら、このようなブロック冗長方式に従えば、ワード線置換により救済することができる不良しか存在しない場合においてさえも、メモリアレイがスペアメモリアレイと置換される。したがって、複数のメモリアレイにわたって分散する傾向のある小さなサイズのパーティクルに起因して複数のメモリアレイにわたって不良ワード線が分散して存在する場合、このような不良ワード線は、たとえその不良ワード線の数がスペアメモリアレイに含まれるワード線の数よりも小さい場合においても救済することができない。
【0046】
加えて、このようなブロック冗長方式では、ヒューズ素子のみを介して電圧VPP、VBLおよびVCPがメモリアレイへ供給されているため、アレイ単位でのスタンバイ電流テストを行なうことができず、したがって各メモリアレイにおける不良セルの分布パターンを解析して短絡不良があるか否かを判別する必要が生じ、不良アレイを検出するためには長時間を要するという問題が生じる。
【0047】
製品歩留りを上昇させるためには、したがって、半導体記憶装置においてワード線単位の置換とアレイ単位での置換両者を想定するのが望ましい。
【0048】
しかしながら、前述のような従来のワード線置換方式と従来のブロック冗長方式両者を1つの半導体記憶装置に搭載した場合、チップ面積が増大し、またヒューズ素子の数が大幅に増加するとともに、置換制御回路の構成が複雑となりまた大規模なものとなる。
【0049】
それゆえ、この発明の目的は、冗長ワード線方式およびブロック冗長方式両者をチップ占有面積を増加させることなくかつ簡易な置換制御回路により搭載することのできる半導体記憶装置を提供することである。
【0050】
この発明の他の目的は、不良メモリアレイを容易に検出することのできる半導体記憶装置を提供することである。
【0051】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る半導体記憶装置は、複数のメモリアレイと少なくとも1個のスペアアレイとを含む。メモリアレイの各々は、行および列状に配列される複数のメモリセルと、各行に対応して配設されかつ各々に対応の行のメモリセルが接続される複数のワード線とを含む。少なくとも1つのスペアアレイは、行および列状に配列される複数のメモリセルと、各行に対応して配設されそれぞれに対応の行のメモリセルが接続される複数のスペアワード線とを含む。スペアワード線の数はメモリアレイのそれぞれに含まれるワード線の数と同じであり、また不良ワード線が全く存在しない場合には、メモリアレイそれぞれにおけるワード線の各々は、スペアメモリアレイのスペアワード線と1意的に対応付けられる。
【0052】
請求項1にかかる半導体記憶装置は、さらに不良ワード線が複数のメモリアレイのうちのあるメモリアレイに存在するとき、その不良ワード線を対応のスペアワード線と置換する置換制御回路を備える。
【0053】
請求項2に係る半導体記憶装置は、複数のメモリアレイと少なくとも1個のスペアアレイとを含む。メモリアレイの各々は、行および列状に配列される複数のメモリセルと、各行に対応して配設されかつ各々に対応の行のメモリセルが接続される複数のワード線と、1行のメモリセルが接続される少なくとも1本の冗長ワード線とを含む。少なくとも1つのスペアアレイは行および列状に配列される複数のメモリセルと、各行に対応して配設されそれぞれに対応の行のメモリセルが接続される複数のスペアワード線とを含む。スペアワード線の数は、メモリアレイのそれぞれに含まれるワード線の数と同じであり、また、不良ワード線が存在しないときには、メモリアレイそれぞれにおけるワード線の各々は、スペアアレイのスペアワード線と一意的に対応付けられる。請求項2に係る装置は、さらに、不良ワード線が複数のメモリアレイのアレイにおいて存在するとき、その不良ワード線を対応のスペアワード線と置換する置換制御回路と、メモリアレイにおいて不良ワード線があるメモリアレイにおいて存在する場合、その不良ワード線を該アレイに含まれる冗長ワード線で置換する冗長置換回路を含む。
【0054】
請求項3に係る半導体記憶装置は、請求項1の置換制御回路が、スペアワード線それぞれに対応して設けられ、与えられた行アドレス信号をデコードしてスペアワード線ドライブ信号を対応のスペアワード線へそのデコーダ結果に従って伝達する複数のスペア行デコーダと、メモリアレイそれぞれにおける複数のワード線それぞれに対応して設けられ、与えられた行アドレス信号をデコードして対応のワード線上へワード線ドライブ信号を発生する複数の行デコーダとを備える。これら複数の行デコーダの各々と複数のスペア行デコーダの各々とは、同じ論理構成を備える。
【0055】
請求項4に係る半導体記憶装置は、請求項1の半導体記憶装置が、さらに所定の内部電圧を伝達する内部電圧線と、複数のメモリアレイにおいて不良メモリアレイが存在するとき該不良メモリアレイを内部電圧線から分離しかつ該内部電圧線をスペアメモリアレイへ接続する電圧供給制御手段を含む。
【0056】
請求項5に係る半導体記憶装置は、請求項1の半導体記憶装置がさらに、複数のメモリアレイのそれぞれへ所定の内部電圧を供給する内部電圧線と、これら複数のメモリアレイにおいて置換により救済可能な不良ワード線のみが存在すると判定されたときにはこれら複数のメモリアレイへ所定の内部電圧を供給する内部電圧制御素子を備える。
【0057】
請求項6に係る半導体記憶装置は、請求項1の半導体記憶装置が、さらに、所定の内部電圧を伝達する内部電圧線と、スタンバイ電流テストモード指示信号を発生するための手段と、このスタンバイ電流テストモード指示信号に応答してアレイ指示信号を発生しかつ行アドレス信号の発生を禁止するアドレス判別手段と、スタンバイ電流テストモード指示信号とアレイ指示信号とに応答して内部電圧線をこのアレイ指示信号が指定するアレイに対してのみ接続する接続制御手段を備える。
【0058】
請求項7に係る半導体記憶装置は、請求項1に係る装置がさらに、複数のメモリアレイそれぞれにおける行を指定する行アドレス信号に従って行指定信号を発生する行選択手段と、アレイアドレス信号に従ってアレイ指定信号を発生するアレイ選択回路と、スタンバイ電流テストモード指示信号の活性化に応答してアレイ選択手段をイネーブルしかつ行選択手段をディスエーブルする選択制御手段を備える。
【0059】
請求項8に係る半導体記憶装置は、請求項1の半導体記憶装置がさらに、スペアアレイを規定するスペアアレイ指定信号を発生する手段と、スタンバイ電流テストモード指定信号とスペアアレイ指定信号とに応答して所定の内部電圧をこのスペアアレイが指定するスペアアレイへ供給しかつ他のアレイを内部電圧線から分離する手段を備える。
【0060】
請求項9に係る半導体記憶装置は、請求項1の半導体記憶装置において、複数のメモリアレイおよび上記少なくとも1個のスペアアレイで構成されるメモリブロックを複数個含み、この置換制御回路は各メモリブロックそれぞれに対応して配置される。
【0061】
請求項10に係る半導体記憶装置のテスト方法は、それぞれが、行および列状に配列される複数のメモリセルを有する複数のメモリアレイとこのメモリアレイと同一数の行および列のメモリセルを有する少なくとも1つのスペアメモリアレイと、所定の内部電圧を伝達する内部電圧伝達線とを含む装置のテスト方法であって、アレイ指定信号が指定するメモリアレイに内部電圧線を接続してかつ残りのアレイをこの内部電圧線から分離して指定されたメモリアレイのスタンバイ電流テストを行なうステップと、このスタンバイ電流テストにおいて該メモリアレイがその大きなスタンバイ電流により不良であると判別された場合にはこのメモリアレイをスペアアレイと置換するステップと、このスペアアレイと内部電圧線とを接続してスペアアレイに対するスタンバイ電流を行なうステップと、このスタンバイ電流テストがすべてのメモリアレイに対して行なわれたとき、複数のメモリアレイのいずれかにおいて不良行が存在するか否かを決定する機能テストを行なうステップと、この不良行をスペアアレイ内の行と置換することができる場合には置換するステップとを備える。
【0062】
【作用】
請求項1の半導体記憶装置においては、スペアアレイのワード線とメモリアレイ各々のワード線とは、不良ワード線が存在しないときには1意的に対応付けられており、置換制御回路は不良ワード線の不良モードに従ってワード線置換またはアレイ置換を容易に行なうことができる。
【0063】
請求項2の半導体記憶装置においては、メモリアレイおよびスペアアレイそれぞれが冗長ワード線を含んでおり、冗長置換回路により不良ワード線を冗長ワード線で置換することにより、各メモリアレイにおいて不良ワード線はスペアワード線または冗長ワード線と置換することができ、不良ワード線の救済効率が改善される。また、スペアアレイにおいても冗長ワード線が設けられており、不良スペアワード線の救済を行なうことができ、応じて不良ワード線または不良アレイの救済効率が改善される。
【0064】
請求項3に係る半導体記憶装置においては、メモリアレイのワード線に対応して設けられる行デコーダおよびスペアアレイのスペアワード線に対応して設けられるスペアデコーダが同じ論理構成を有しており、両者に共通にアドレス信号を印加することができ、ワード線置換のための置換制御回路の構成が簡略化される。また、不良ワード線救済に起因するアクセス遅延も生じない。
【0065】
請求項4の半導体記憶装置においては、不良アレイへの内部電圧の供給が禁止され、一方スペアアレイへ内部電圧が印加され、不良アレイのスペアアレイによる置換が実現される。
【0066】
請求項5に係る半導体記憶装置においては、救済可能な不良ワード線のみが存在する場合には、メモリアレイ各々へ内部電圧が電圧制御素子を介して供給され、ワード線単位での不良ワード線救済が実現される。
【0067】
請求項6に係る半導体記憶装置においては、スタンバイ電流テストモード時においては、行アドレス信号の発生が禁止され、一方、アレイ指定信号のみが発生され、このアレイ指定信号が指定するアレイへ内部電圧が供給され、残りのアレイへの内部電圧の供給が禁止され、これによりアレイ単位でのスタンバイ電流テストを行なうことができ、不良アレイの検出が容易となる。
【0068】
請求項7に係る半導体記憶装置においては、スタンバイ電流テストモード時においては、行選択回路の動作が禁止され、アレイ選択回路のみが動作する。これにより、アレイ選択回路から発生されるアレイ指定信号により指定されたアレイに対してスタンバイ電流テストを行なうことができる。
【0069】
請求項8に係る半導体記憶装置においては、スペアアレイ指定信号発生手段を設け、スタンバイ電流テストモード時にはこのスペアアレイ指定信号発生手段からのスペアアレイ指定信号にはスペアアレイを指定して内部電圧をスペアアレイに供給し、他のアレイへの内部電圧の供給を禁止するため、スペアアレイに対するスタンバイ電流テストをも実現することができる。
【0070】
請求項9に係る半導体記憶装置において、各々が複数のメモリアレイと少なくとも1個のスペアアレイを含む複数のメモリブロックそれぞれに対して置換制御回路を設けたので、複数のメモリブロックを有する半導体記憶装置においてもメモリブロックそれぞれにおいて不良ワード線および不良アレイの救済を行なうことができる。
【0071】
請求項10の半導体記憶装置のテスト方法においては、アレイ単位でスタンバイ電流テストを行ない、不良アレイが存在する場合にはスペアアレイと置換し、次いですべてのアレイに対するスタンバイ電流テストを行なった後に半導体記憶装置の機能テストを行なって不良ワード線の検出および救済を行なうため、アレイ置換を高速で行なうことができるとともに、ワード線単位の置換をも不良アレイが存在しない場合に行なうことができる。
【0072】
【実施例】
図1は、この発明の一実施例であるたとえばダイナミック・ランダム・アクセスメモリである半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。図1において、半導体記憶装置は、複数のメモリアレイMA1−MAw(図1の構成においてはw=4)を含む。メモリアレイMA1−MAwの各々は、行および列状に配列される複数のメモリセルを含む。この半導体記憶装置は、さらに、不良メモリアレイを置換により救済するための、行および列状に配列される複数のメモリセルを有するスペアメモリアレイSMAを含む。メモリアレイMA1−MAwの各々は、X本(図1の配置においては16)のワード線WL(m,n)を含む。ここで、mは1−wであり、nは1−Xである。ワード線WL(m,n)は、対応のメモリアレイMAmの各行に対応して配置され、対応の行上のメモリセルが接続される。なお、以下の説明においては、説明を簡略化するために、半導体記憶装置は4つのメモリアレイMA1−MA4を含み、またメモリアレイMA1−MA4の各々は16本のワード線を含むとする。
【0073】
スペアメモリアレイSMAはメモリアレイMA1−MA4のそれぞれと同数のスペアワード線SWL(s,X)を含み、スペアワード線SWL(s,X)の各々には、スペアメモリアレイSMAにおける対応の行のメモリセルが接続される。ここで、上述の仮定により、スペアメモリアレイSMAはまた16本のスペアワード線SWL(s,1)−SWL(s,16)を含む。アレイMA1−MA4の各々に対して行デコーダブロックRDBmが設けられる。行デコーダブロックRDBmは対応のメモリアレイMAmに含まれるワード線WL(m,n)それぞれに対応して設けられる16個の行デコーダRD(m,n)を含む。スペアメモリアレイSMAに対しても同様に、スペアワード線SWL(s,1)−SWL((s,16)それぞれに対応して設けられる16個のスペア行デコーダSRD(s,n)が設けられる。
【0074】
列デコーダCDが、メモリアレイMA1−MA4およびスペアメモリアレイSMAに共通に設けられる。この列デコーダCDからの列選択信号を伝達する列選択線CSLは、メモリアレイMA1−MA4およびスペアメモリアレイSMAにわたって延びる。この列選択線CSLは、メモリアレイMA1−MA4およびスペアメモリアレイSMAそれぞれにおいて1列(一対のビット線)を選択してもよく、またアレイMA1−MA4およびSMAそれぞれにおいて複数の列を選択するように構成されてもよい。
【0075】
メモリアレイMA1−MA4それぞれに対し、ヒューズ素子(溶断可能なリンク素子)F1−F4を介して内部電圧線1上の内部電圧VIが供給される。この内部電圧VIは、ワード線駆動用の高電圧VPP、ビット線プリチャージ/イコライズ用の中間電圧VBL、およびメモリセルキャパシタへ印加されるセルプレート電圧VCPを含む。図1においては、これらの所定の基準電圧VPP、VBL、およびVCPを内部電圧VIで総称的に示す。スペアメモリアレイSMAへは内部電圧VIがスイッチング素子SW1を介して供給される。スペア行デコーダブロックSRDBは、この内部電圧VIにより表現される高電圧VPPをスイッチング素子SW1を介して受ける。
【0076】
高電圧VPP、ビット線プリチャージ/イコライズ用中間電圧VBLおよびセルプレート電圧VCPはそれぞれ異なるヒューズ素子またはスイッチング素子を介して各アレイMA1−MA4およびSMAへ供給される。しかしながら図1においては、図面を簡略化するために、各メモリアレイMAmに対して1つのヒューズ素子Fmが設けられ、またスペアメモリアレイSMAに対して1つのスイッチング素子SW1が設けられているように示される。
【0077】
スペアメモリアレイSMAが用いられるとき(不良ワード線または不良アレイが存在するとき)、スイッチング素子SW1がオン状態とされる。メモリアレイMAmが大きなリーク電流を生じさせて不良である場合には、対応のヒューズ素子Fmが溶断され、この不良アレイMAmへの内部電圧VIの供給が禁止される。次にこの図1に示す構成における救済方法について簡単に説明する。
【0078】
ワード線単位での置換(救済)は以下のようにして行なわれる。メモリアレイMAmにおけるk番目のワード線WL(m,k)が不良であり、救済すべき場合には、スペアメモリアレイSMAにおけるスペアワード線SWL(s,k)とこのk番目のワード線WL(m,k)が置換される。たとえば、メモリアレイMA1のワード線WL(1,2)が、スペアメモリアレイSMAのスペアワード線SWL(s,2)と置換され、メモリアレイMA2のワード線WL(2,6)は、スペアメモリアレイSMAのスペアワード線SWL(s,6)と置換され、メモリアレイMA3のワード線WL(3,12)は、スペアワード線SWL(s,12)と置換され、メモリアレイMA4のワード線WL(4,16)は、スペアワード線SWL(s,16)と置換される。
【0079】
複数のメモリアレイにおいて不良ワード線が存在するとき、それらの番号すなわち行アドレスが異なる場合においては、スペアメモリアレイSMAのスペアワード線よりこれらのすべての不良ワード線を置換することができ、不良ワード線を救済することができる。
【0080】
このような置換方式を特定のメモリアレイMAmに適応した場合、この特定のメモリアレイMAmはその全体がスペアメモリアレイSMAと置換される。すなわちこの図1に示す置換構成により、ワード線単位での置換およびアレイ単位での置換両者を行なうことができる。ワード線単位での置換が行なわれる場合には、スイッチング素子SW1はオン状態とされ、またヒューズ素子F1−F4もすべて導通状態とされる。アレイ単位での置換が行なわれる場合には、スイッチング素子SW1がオン状態とされ、不良メモリアレイMAuに対応するヒューズ素子Fuが切断される。これにより、不良メモリアレイMAuへの内部電圧VIの供給が禁止され、この不良メモリアレイMAuにおける電流消費を防止する。
【0081】
図2は、図1に示すスペアロウデコーダSRD(s,1)〜SRD(s,16)をイネーブルするためのイネーブル信号を発生するための構成を示す図である。この図2に示す構成はスペアロウデコーダSRD(s,1)−SRD(s,16)それぞれに対して設けられる。図2において、スペアロウデコーダイネーブル信号発生回路は、対応のスペアワード線SWL(s,n)が使用されるか否かをプログラムするための第1のプログラム回路10と、対応のスペアワード線SWL(s,n)をいずれのメモリアレイが使用するかをプログラムするための第2のプログラム回路12を含む。第1のプログラム回路10は、高電圧VPPを受けるノードとノードNnの間に接続される抵抗素子Rnと、ノードNnと接地電位ノードとの間に接続されるヒューズ素子Fn.5を含む。
【0082】
対応のスペアワード線SWL(s,n)が用いられるとき、すなわちメモリアレイMA1−MA4のいずれかにおけるワード線WL(m,n)が不良のとき、ヒューズ素子Fn.5がたとえばレーザビームで溶断される。抵抗素子RnがノードNnを高電圧VPPレベルへプルアップし、信号SEnがHレベルへ立上がり、対応のスペアワード線SWL(s,n)が用いられることを示す。
【0083】
対応のスペアワード線SWL(s,n)が用いられない場合、ヒューズ素子Fn.5は導通状態を維持する。抵抗素子Rnは大きな抵抗値を有しており、したがってノードNnは接地電位レベルへ放電され、信号SEnはLレベルとなり、対応のスペアワード線SWL(s,n)が用いられないことを示す。
【0084】
第2のプログラム回路12は、後に説明するブロック(アレイ)デコーダから与えられるメモリアレイ指定信号BS1′−BS4′それぞれに対応して設けられるNANDゲートNAn.1−NAn.4と、NANDゲートNAn.1−NAn.4のそれぞれの出力に設けられるヒューズ素子Fn.1−Fn.4と、インバータINVnを含む。
【0085】
NANDゲートNAn.1−NAn.4の各々はその一方入力に第1のプログラム回路10からの信号SEnを受け、それぞれの他方入力に対応のアレイ指定信号BS1′−BS4′を受ける。NANDゲートNAn.1−NAn.4の出力信号は対応のヒューズ素子Fn.1−Fn.4を介して信号線5へ与えられる。
【0086】
インバータINVnは、この信号線5上の信号を反転して、スペア行デコーダSRD(s,n)のイネーブル/ディスエーブルを制御するスペア行デコーダイネーブル信号BSEnを発生する。第2のプログラム回路12におけるメモリアレイのプログラムにおいては、対応のスペアワード線SWL(s,n)を使用するメモリアレイMAmを指定するメモリアレイ指定信号BSm′を受けるNANDゲートNAn.mの出力に設けられたヒューズ素子のみが導通状態とされ、残りのヒューズ素子は切断される。
【0087】
たとえば、メモリアレイMA1がスペアワード線SWL(s,n)を使用するとき、ヒューズ素子Fn.2−Fn.4が切断され、ヒューズ素子Fn.1が導通状態とされる。NANDゲートNAn.1の出力信号のみが信号線5へ伝達される。このとき、信号SEnは対応のスペアワード線SWL(s,n)が用いられるため、ヒューズ素子Fn.5が切断されており、Hレベルになる。
【0088】
メモリアレイMA1がアドレス指定されるとき、すなわちアクセスが要求されたとき、信号BS1′がHレベルとなり、NANDゲートNAn.1の出力信号がLレベルとなり、応じてインバータINVnからの信号BSEnがHレベルとなり、対応のスペアロウデコーダSRD(s,n)がイネーブルされる。
【0089】
別のメモリアレイがアドレス指定された場合、信号BS1′はLレベルであり、NANDゲートNAn.1の出力信号はHレベルにあり、応じて信号BSEnもLレベルにある。対応のスペアワード線SWL(s,n)が、メモリアレイMA1−MA4のいずれによっても使用されない場合、ヒューズ素子Fn.1−F1n.4のすべては導通状態とされる。この状態においては、先に説明したように、信号SEnもLレベルにあり(ヒューズ素子Fn.5は導通状態にある)、NANDゲートNAn.1−NAn.4は、すべてのディスエーブルされて、メモリアレイ指定信号BS1′−BS4′の論理レベルにかかわらず常時Hレベルの信号を出力する。したがって、信号線5上の信号はHレベルであり、信号BSEnはLレベルを維持する。これにより、対応のスペアワード線SWL(s,n)は非選択状態に維持される。
【0090】
この図2に示すプログラム回路10および12の構成を用いることにより、後に説明するように、行デコーダRD(m,n)とスペア行デコーダSRD(s,n)を同一の論理構成とすることができ、行デコーダRD(m,n)およびスペア行デコーダSRD(s,n)のイネーブル/ディスエーブルの制御が簡略化される。
【0091】
また、ワード線置換(またはアレイ置換)のために利用されるヒューズ素子Fn.1−Fn.5の数は、内部電圧VI上のヒューズ素子Fn.1−Fn.4を除いて合計80であり、従来のワード線置換方式に比べて大幅にヒューズ素子の数が低減される。ここで、ヒューズ素子の数が、ヒューズ素子F1−F4を含めた場合、内部電圧として高電圧VPPおよび中間電圧VBLそれぞれにヒューズ素子が設けられている場合には、合計88となる。
【0092】
上述の構成に従えば、メモリアレイMAmにおける不良ワード線WL(m,n)は1意的にスペアメモリアレイSMAと同じ番号(同じ行アドレス)のスペアワード線SWL(s,n)で置換され、したがって、どの不良ワード線WL(m,n)が、どのスペアワード線SWL(s,n)で置換されるかをプログラムまたは記憶する必要性がなくなる。
【0093】
ここで、信号SEnを発生するために高電圧VPPが用いられているのは以下の理由による。アレイ指定信号BS1′−BS4′それぞれは、後に説明するように活性化時に高電圧VPPレベルとなる。インバータINVnおよびNANDゲートNAn.1−NAn.4は、高電圧VPPを一方動作電源電圧として動作している。したがって、信号BS1′−BS4′の電圧レベルと信号SEnの電圧レベルを一致させるために高電圧VPPがプログラム回路10において用いられる。しかしながら、信号BS1′−BS4′それぞれが動作電源電圧VCCレベルにあり、またNANDゲートNAn.1−NAn.4およびインバータINVnが動作電源電圧VCCを動作電源電圧として動作している場合には、高電圧VPPに代えて動作電源電圧VCCが第1のプログラム回路10において用いられてもよい。
【0094】
図3は、ノーマル行デコーダRD(m,n)のイネーブル/ディスエーブルを制御するためのノーマルデコーダイネーブル信号BSn(m,n)を発生するための構成を示す図である。図3において、アドレスバッファ3は、外部から与えられるアドレス信号を受けすべて、メモリアレイMA1−MA4のうちの1つをアドレス指定するアレイアドレス信号BAと、ワード線WL(m,1)−WL(m,16n)の1つをアドレス指定する行アドレス信号RAを発生する。この行アドレス信号RAは行プリデコーダを介してノーマル行デコーダRD(m,n)およびスペアロウデコーダSRD(s,n)へ与えられる(この構成については後に説明する)。
【0095】
ブロックデコーダ3は、このアドレスバッファ2からのアレイアドレス信号BAを受けてデコードしてアレイ指定信号BSm′を発生する。ブロックデコーダ3は高電圧VPPを一方動作電源電圧として動作しているが、このブロックデコーダ3は動作電源電圧VCCに従って動作してもよい。
【0096】
ブロックデコーダ3からのアレイ指定信号BSm′はインバータIVmへ与えられ、インバータIVmの出力信号はNORゲートNOn(m)の一方入力へ与えられる。NORゲートNOn(m)の他方入力へは、ノーマルデコーダイネーブル信号DSEnが与えられる。このNORゲートNOn(m)からノーマルデコーダ要求信号DSn(m)が出力される。このNORゲートNOn(m)は図4に示すようにノーマル行デコーダRD(m,n)それぞれに対応して設けられる。図4においては、NORゲートNOn(1)−NOn(4)が行デコーダRD(1,n)−RD(4,n)それぞれに対応して設けられる状態が一例として示される。NORゲートNOn(1)−NOn(4)はそれぞれその第1の入力に反転アレイ指定信号/BS1′−/BS4′を受け、それぞれの第2の入力にノーマル行デコーダイネーブル信号DSEnを受ける。次にこの図3および図4に示す構成の動作について説明する。
【0097】
スペアワード線SWL(s,n)が使用されないとき、信号BSEnはLレベルにある。これにより、スペア行デコーダSRD(s,n)はディスエーブル状態とされる。NORゲートNOn(m)が反転アレイ指定信号/BSm′を反転し、信号BSn(m)を出力する。このノーマルデコーダ要求信号BSn(m)に従って行デコーダRD(1,n)−RD(4,n)の1つがイネーブルされる。
【0098】
スペアワード線SWL(s,n)が用いられるとき、このスペアワード線SWL(s,n)を使用するメモリアレイが指定されたときのみ信号BSEnがHレベルへ立上がる。今、メモリアレイMA1がスペアワード線SWL(s,n)を使用していると想定する。すなわち、ワード線WL(1,n)が不良であり、スペアワード線SWL(s,n)で置換される場合を考える。
【0099】
アレイ指定信号BS1′がHレベルへ立上がり、メモリアレイMA1を指定しているとき、信号BSEnがHレベルへ立上がり、NORゲートNOn(m)をディスエーブルし、信号BSn(m)(BSn(1)−BSn(4))はLレベルを維持し、行デコーダRD(1,n)−RD(4,n)はディスエーブル状態とされる。不良ワード線WL(1,n)以外のワード線WL(1,a)が指定されたとき、行デコーダRD(1,a)は対応のデコーダイネーブル信号BSa(1)によりイネーブルされ、信号BSa(1)がHレベルのときにはワード線WL(1,a)を選択する。
【0100】
メモリアレイMA1以外のメモリアレイが指定されたとき、信号BSEnはLレベルになり、NORゲートNOn(m)(NOn(1)−NOn(4))はイネーブル状態とされる。信号/BS2′−/BS4′のうちの1つがLレベルとなり、対応のNORゲートNOn(m)(m≠1)からの出力信号BSn(m)がHレベルへ立上がり、対応の行デコーダRD(m,n)がイネーブル状態とされる。
【0101】
図5は、ノーマルワード線WL(m,n)に対して設けられる行デコーダRD(m,n)の構成を示す図である。図5において、行デコーダRD(m,n)は3入力NANDゲートNAm.nと、インバータINVm.nを含む。
【0102】
NANDゲートNAm.nは、デコーダイネーブル信号BSn(m)とプリデコード信号Xi(i=1−4)の1ビットとプリデコード信号Xj(j=1−4)の1ビットを受け、与えられた信号BSn(m)、XiおよびXjがすべてHレベルのときにLレベルの信号を出力する。プリデコード信号XiおよびXjは、図示しない行プリデコーダにより外部行アドレス信号がプリデコードされて発生される。
【0103】
インバータINVm.nは、そのソースが高電圧VPPを受けるように接続され、そのゲートにNANDゲートNAm.nの出力信号を受けかつそのドレインが対応のワード線WL(m,n)に接続されるpチャネルMOSトランジスタQPと、そのソースに接地電位VSSを受け、そのゲートにNANDゲートNAm.nの出力信号を受け、そのドレインが対応のワード線WL(m,n)に接続されるnチャネルMOSトランジスタQNを含む。
【0104】
NANDゲートNAm.nは、非選択時には高電圧VPPレベルのHレベルの信号を出力する。NANDゲートNAm.nは信号Xi,XjおよびBSn(m)それぞれが高電圧VPPレベルの信号の場合には、高電圧VPPを動作電源電圧として動作してもよい。またこれに代えて、NANDゲートNAm.nは、信号BSn(m)、XaおよびXiが選択時、動作電源電圧VCCレベルの信号の場合には、この動作電源電圧レベルのHレベルの信号を高電圧VPPレベルの信号に変換するレベル変換機能を備えていてもよい。
【0105】
図6は、スペア行デコーダSRD(s,n)の構成を具体的に示す図である。図6において、スペア行デコーダSRD(s,n)は、図5に示す行デコーダRD(m,n)と同じ構成を備え、信号BSEn信号とプリデコード信号Xiの1ビットとプリデコード信号Xjの1ビットとを受けるNANDゲートNAm.nと、このNANDゲートNAs.nの出力信号を受けるインバータINVs.nを含む。
【0106】
インバータINVs.nは、pチャネルMOSトランジスタQPsとnチャネルMOSトランジスタQNsを含む。インバータINVs.nは高電圧VPPを一方動作電源電圧として動作する。NANDゲートNAs.nは、与えられた信号BSEn、XiおよびXjがすべてHレベルのときにLレベルの信号を出力し、インバータINVs.nからの出力信号が高電圧VPPレベルとなり、スペワード線SWL(s,n)が選択状態とされる。
【0107】
図5および図6から明らかに見られるように、行デコーダRD(m,n)およびスペア行デコーダSRD(s,n)は互いに同じ論理構成を備える。この同一論理構成により、たとえスペアワード線が選択される場合においてもアクセス遅延は生じず、また行デコーダRD(m,n)およびスペア行デコーダSRD(s,n)に対して同じレイアウトパターンを繰返すことができ、レイアウト面積を低減することができるとともに、レイアウトが容易となる。
【0108】
図7はワード線選択に関連する信号の流れを例示的に示す図である。メモリアレイ指定信号BS1′−BS4′は第2のプログラム回路12へ与えられる。第1のプログラム回路10は、対応のスペアワード線SWL(s,n)が用いられるか否かを示す信号SEnを発生して第2のプログラム回路12へ与える。第2のプログラム回路12は、信号BS1′−BS4′およびBSEnに従ってスペアデコーダイネーブル信号BSEnを発生する。ゲート15は、図3に示すインバータIVmおよびNORゲートNOn(m)に対応し、対応のメモリアレイ指定信号BSm′およびデコーダイネーブル信号BSEnを受けて、対応の行デコーダRD(m,n)に対し信号BSn(m)を与える。
【0109】
プリデコード信号XiおよびXjは、共通に行デコーダRD(m,n)およびスペア行デコーダSRD(s,n)へ与えられる。すなわち、同じ行アドレスのワード線に設けられた行デコーダRD(m,n)およびスペア行デコーダSRD(s,n)は、同じ組合わせのプリデコード信号XiおよびXjを受け、信号BSn(m)およびBSEnにより一方がイネーブル状態とされる。
【0110】
図8は、行デコーダおよびスペア行デコーダの全体の配置を示す図である。図8においては、メモリアレイMA1のワード線WL(1,1)−WL(1,16)に対してそれぞれ設けられる行デコーダRD(1,1)−RD(1,16)、メモリアレイMA4のワード線WL(4,1)−WL(4,16)に対して設けられる行デコーダRD(4,1)−RD(4,16)と、スペアメモリアレイSMAのスペアワード線SWL(s,1)−SWL(s,16)に対して設けられるスペア行デコーダSRD(s,1)−SRD(s,16)を代表的に示す。
【0111】
行デコーダRD(1,1)〜RD(1,16)の初段の3入力NANDゲートNA(1,1)−NA(1,16)は、それぞれの第1の入力に16ビットバス20a上の信号BS1(1)−BS16(1)をそれぞれ受ける。行デコーダRD(4,1)−RD(4,16)の初段のNANDゲートNA(4,1)−NA(4,16)は、それぞれの第1の入力に16ビット信号バス20d上の信号BS4(1)−BS4(16)を受ける。スペア行デコーダSRD(s,1)−SRD(s,16)の初段の3入力NANDゲートNA(s,1)−NA(s,16)は、それぞれの第1の入力に16ビット信号バス20e上の信号BSE1−BSE16をそれぞれ受ける。
【0112】
スペアワード線SWL(s,n)は、ワード線WL(1,n)−WL(4,n)、すなわちWL(m,n)の1本のみと置換することができる。
【0113】
信号BSEnが活性状態とされたとき、信号BSn(m)が非活性状態とされる。これにより、スペアワード線SWL(s,n)の選択時、対応のワード線WL(m,n)の選択が禁止される。
【0114】
図9はスイッチング素子SW1をプログラムするための構成を示す図である。図9に示す構成において、スイッチング素子SW1は、高電圧供給線1aとローカル高電圧線21aの間に接続されるpチャネルMOSトランジスタPTaと、中間電圧VBL供給線1bとローカル電圧線21bの間に接続されるpチャネルMOSトランジスタPTbと、別の中間電圧VCP供給線1cとローカル電圧線21cの間に接続されるpチャネルMOSトランジスタPTcを含む。ローカル線21a、21bおよび21cは、それぞれ高電圧VPP、中間電圧(ビット線プリチャージ/イコライズ電圧)VBLおよび別の中間電圧(セルプレート電圧)VCPをスペアメモリアレイSMAへ伝達する。
【0115】
スイッチング素子SW1をプログラムするためのプログラム回路22は、高電圧供給線1aとノード22aの間に接続されるヒューズ素子Fwと、ノード22aと接地ノードの間に接続される高抵抗抵抗素子Rwを含む。ノード22aがMOSトランジスタPTa、PTbおよびPTcのゲートに接続される。
【0116】
スペアメモリアレイSMAが使用されないとき、ヒューズ素子Fwは導通状態を維持し、ノード22aは高電圧VPPレベルに設定され、MOSトランジスタPTa、PTbおよびPTcはすべてオフ状態とされる。これにより、スペアメモリアレイへの電圧VPP、VBLおよびVCPの供給が禁止される。
【0117】
スペアメモリアレイSMAが使用される場合には、ヒューズ素子Fwが溶断され、ノード22aはプルダウン抵抗Rwにより接地電位レベルに放電され、MOSトランジスタPTa−PTcがすべてオン状態となり、スペアメモリアレイSMAへ電圧VCP、VBLおよびVPPが供給される。これによりスペアメモリアレイSMAが動作可能状態とされる。
【0118】
図10は、スイッチング素子SW1の各構成を示す図である。図10に示す構成において、センスアンプSAに対してスイッチング素子SW1aおよびSW1bが設けられる。センスアンプSAは、ビット線BLおよび/BLに対して設けられ、交差結合されたnチャネルMOSトランジスタで構成されるNセンスアンプNSAと、交差結合されたpチャネルMOSトランジスタで構成されるPセンスアンプPSAを含む。NセンスアンプNSAは、Nセンスアンプ活性化信号φSNに応答してオン状態となるnチャネルMOSトランジスタNSDを介してローカルスイッチ線21e上に与えられた接地電位Vssを受ける。PセンスアンプPSAは、φSPに応答してオン状態となるpチャネルMOSトランジスタPSDを介してローカル電源線21d上に与えられた電源電圧Vccを受ける。
【0119】
ローカル接地線21eに対して、nチャネルMOSトランジスタNTdで構成されるスイッチング素子SW1aが設けられ、ローカル電源線21dに対して、pチャネルMOSトランジスタPTdで形成されるスイッチング素子SW1bが設けられる。スイッチイング素子SW1aおよびSW1bは、導通時、接地線1d上の接地電位Vssおよび電源線1d上の動作電源電圧Vccをそれぞれローカル接地線21eおよびローカル電源線21dへ伝達する。スイッチング素子SW1aおよびSW1bのオン/オフのプログラムは図9に示すノード22aの信号をインバータで受ける構成により実現される。センスアンプ活性化信号φSPおよびφSNに対してもさらにスイッチング素子が設けられる構成が利用されてもよい。
【0120】
図11は、ワード線選択に関連する回路の他の構成を示す図である。図11に示す構成においては、行デコーダRD(m,n)およびスペア行デコーダSRD(s,n)に対し2ウェイ方式が適用される。
【0121】
行デコーダRD(m,n)は、信号BSn(m)を受けるNANDゲートNAm.nで構成される。プリデコード信号Xi(i=1−4)の1ビットとプリデコード信号Xk(k=5−6)の1ビットがまたNANDゲートNAm.nへ与えられる。NANDゲートNAm.nは同時に、隣接するワード線WL1(m、n)およびWL2(m,n)を指定する。
【0122】
NANDゲートNAm.nの出力部に、隣接する2つのワード線WL1(m,n)およびWL2(m,n)の一方を選択するために2ウェイデコーダが設けられる。この2ウェイデコーダは、ワード線WL1(m,n)に対して設けられ、ウェイ信号RX1に応答してオン状態となるnチャネルMOSトランジスタQNmn1と、ワード線WL2(m,n)に対して設けられ、別のウェイ信号RX2に応答してオン状態となるnチャネルMOSトランジスタQNmn2を含む。1ビットのアドレス信号から生成されるウェイ信号RX1およびRX2は択一的に活性状態とされる。ウェイ信号RX1はワード線WL1(m,n)のグループを指定し、ウェイ信号RX2はワード線WL2(m,n)のグループを指定する。このウェイ信号RX1およびRX2に従ってMOSトランジスタQmn1およびQmn2の一方がオン状態とされ、対応のNANDゲートNAm.nの出力信号を伝達する。
【0123】
ウェイデコーダ(トランジスタQmn1およびQmn2)とワード線WL1(m,n)およびWL2(m,n)の間にワードドライバWDmn1およびWDmn2が設けられる。ワードドライバWDmn1およびWDmn2はすべて同じ構成を備えており、図11においてはワードドライバWD111の構成のみを代表的に示す.ワードドライバWD111は、NANDゲートNA1.1からMOSトランジスタQN1.1.1を介して与えられる信号を反転し増幅してワード線WL1(1,1)へ与えるインバータINV1.1.1と、インバータINV1.1.1の出力信号に応答して高電圧VPPをインバータINV1.1.1の入力部へ伝達するpチャネルMOSトランジスタQP1.1.2と、リセット信号RSTに応答して、インバータINV1.1.1の入力部を高電圧VPPレベルにプリチャージするpチャネルMOSトランジスタQP1.1.1を含む。この図11に示す構成においては、信号BSEn、BSn(m)、Xi、Xk、RX1およびRX2は動作電源電圧VCCレベルの信号であり、NANDゲートNAm.nは動作電源電圧VCCの動作電源電圧として動作する。一方、インバータINVm.n.1およびINVm.n.2が、高電圧VPPを動作電源電圧として動作する。
【0124】
スペアワード線SWL1(s,n)およびSWL2(s,n)に対しては、NANDゲートNAs.nで構成されるスペア行デコーダSRD(s,n)と、nチャネルMOSトランジスタQNsn1およびQNsn2で構成されるウエイデコーダと、ワードドライバWDSn1およびWDSn2が設けられる。MOSトランジスタQNSn1およびQNSn2は、それぞれのゲートにウェイ信号RX1およびRX2を受ける。この図11に示す構成から明らかなように、ワード線WL1(m,n)またはWL2(m,n)は、スペアワード線SWL1(s,n)またはSWL2(s,n)に対して設けられるスペアワード線選択回路と同じ構成を備える。次に動作について簡単に説明する。
【0125】
スタンバイ動作時においてはリセット信号RSTがLレベルにあり、インバータINVm.n.1およびINVm.n.2の入力部は高電圧VPPレベルにプリチャージされる。信号RX1およびRX2はともにLレベルとなり、MOSトランジスタQNmn1、QNmn2、QNSn1およびQNSn2はすべてオフ状態になる。メモリサイクルが始まると信号RSTがHレベルに立上がり、MOSトランジスタQPM.N.1.1がオフ状態とされる。しかしながら、MOSトランジスタQPm.n.1.2(QPm.n.2.2)はオン状態になり、インバータINVm.n.1(INVm.n.2)の入力部を高電圧VPPレベルに維持している。
【0126】
アドレス信号に従って、NANDゲートNAm.n.1、NAm.n.2、NAs.n.1およびNAs.n.2のいずれかが選択状態を示すLレベルの信号を出力する。2ウェイデコーダがウェイデコード信号RX1およびRX2に従ってワード線WL1(m,n)およびWL2(m,n)の一方、またはスペアワード線SWL1(s,n)およびSWL2(s,n)の一方を選択する。NANDゲートNA1.1がLレベルの信号を出力しかつ信号RX1がHレベルのとき、インバータINV1.1.1の入力部はNANDゲートNA1.1により接地電位レベルへ放電され、インバータINV1.1.1が高電圧VPPレベルの信号をワード線WL(1,1)へ伝達する。このときには、応じてMOSトランジスタQP1.1.2がオフ状態となる。
【0127】
NANDゲートNA(1,1)が動作電源電圧VCCレベルのHレベルの信号を出力しまた信号RX1が同じHレベルの場合には、MOSトランジスタQN1.1.1がそのソースおよびゲートが同じ電圧レベルとなり、オン状態となる。したがって、この状態においては高電圧VPPはNANDゲートNA(1,1)へ伝達されない。
【0128】
スペア行デコーダSRD(s,n)が選択された場合にも、上述の行デコーダが選択されたときと同様の動作が行なわれる。
【0129】
この図11に示すようなウェイデコード方式を用いることにより以下の利点が得られる。NANDゲートNAm.nまたはNAs.nが2つのワード線WL1(m,n)およびWL2(m,n)または2つのスペアワード線SWL1(s,n)およびSWL2(s,n)に対して設けられており、NANDゲートNAm.nおよびNAs.nのピッチ条件が緩和される。
【0130】
また、たとえ1つのメモリアレイに含まれるワード線の数がたとえば32と増加しても、NANDゲートのサイズは変化しない。すなわち、3入力NANDゲートをこのような32本のワード線を有するメモリアレイに対する行デコーダとしてそのまま利用することができる。これにより行デコーダの占有面積の増加を抑制することができる。
【0131】
図12は、この発明に従う半導体記憶装置のテストの処理のフローを示す図である。この図12に示すフロー図を参照して不良アレイまたは不良ワード線を検出してそれを救済するための方法について説明する。
【0132】
ステップS1において、メモリアレイMA1−MA4それぞれに対しアレイ単位でのIcc2テストが行なわれる。このIcc2おいては、スタンバイモードにおいて半導体記憶装置が消費するスタンバイ電流Icc2が所定値を超えるか否かがチェックされる。このスタンバイ電流Icc2は、1つのメモリアレイにおいて消費される電流である。
【0133】
メモリアレイMAnが不良であると判定された場合には、この不良メモリアレイMAmはスペアメモリアレイSMAと置換される(ステップS2)。次いで、メモリアレイMAmに対して設けられたヒューズ素子Fmが切断され、かつスイッチング素子SW1がオン状態とされ、内部電圧源の置換が実行される(ステップS3)。次いでIcc2テストがこのスペアメモリアレイSMAに対して行なわれる(ステップS4)。この場合、不良アレイアドレスがスペアメモリアレイによる置換のときにメモリアレイ電源置換と同時に行なわれる構成が利用されてもよく、また外部からスペアアレイアドレスが与えられる構成が利用されてもよい。このステップS4においてIcc2テストによりメモリ装置が不良であると判別された場合には、この記憶装置は欠陥品(チップフェイル)と判定され、不良品として処置される。
【0134】
スペアメモリアレイに対するIcc2テストが良状態を示すと、別のメモリアレイに対するIcc2テストが実行される(ステップS1およびS5)。もし別のメモリアレイがまた不良であると判別された場合、スペアメモリアレイは既に使用されており、この新たな不良メモリアレイは救済することができないため、この記憶装置は不良品であると判定される。
【0135】
ステップS5の後、メモリセルが正常にデータを記憶するか否かをチェックするためのテストのような機能テストが、不良メモリアレイを除くメモリアレイおよびスペアアレイの個々のワード線に対して実行される(ステップS6)。
【0136】
不良ワード線が見出された場合、まず最初にこの不良ワード線はスペアワード線で置換することができるか否かの判別が行なわれる。対応のスペアワード線が既に使用されている場合には、この記憶装置は不良品であると判定される。ここで、たとえステップS2においてメモリアレイ置換が行なわれていても、置換されていないメモリアレイに対しても機能テストが実行される。この機能テストはまたスペアアレイに対しても実行される。
【0137】
不良ワード線がスペアワード線で置換することができる場合、図2に示すプログラム回路に対するリンクブローが実行される(ステップS7)。
【0138】
このリンクブロー(ヒューズ素子の切断)がすべての不良ワード線に対して実行されて、すべての不良ワード線アドレスのプログラムが実行された後、不良ワード線が正常に対応のスペアワード線と置換されて正常に動作するか否かを識別するためのポストテストが実行される(ステップS8)。
【0139】
このステップS6およびS8において記憶装置がすべて良品であると判定された場合には、半導体記憶装置は良品(パスチップ)として判定される。もし記憶装置がステップS6またはS8のテストにおいて不良品と判定された場合にはチップフェイルとして処分される。
【0140】
上述のように、半導体記憶装置は、アレイ単位での置換およびワード線単位での置換いずれも行なうことができ、製品歩留りが大幅に増加する。
【0141】
ここで、Icc2テストにおいては、電源ピンを介して流れる電流が外部でモニタされるだけであり、Icc2テストに要する時間は機能テストに要する時間に比べて無視することのできるほどの時間である。したがって、冗長テストに要する合計の時間はほぼ従来のワード線置換のみが行なわれる冗長方式で要する時間とほぼ同じである。
【0142】
図13は、このIcc2テストをアレイ単位で実行するための構成を示す図である。図13において、行デコード回路(行デコーダブロック)RD1−RD4は、内部高圧線1a上の高圧VPPをそれぞれヒューズ素子F1P−F4Pおよびスイッチング素子T1P−T4Pを介して受ける。スイッチング素子T1P−T4PはnチャネルMOSトランジスタで形成されるように示されるが、これらのスイッチング素子T1P−T4PはpチャネルMOSトランジスタにより形成されてもよい。スイッチング素子T1P−T4Pは、それぞれ制御信号VPBS1−VPBS4に応答して選択的にオン状態とされる。
【0143】
スペア行デコーダ回路(スペア行デコーダブロック)SRDは、高圧線1a上の内部高電圧VPPをスイッチング素子SW1PおよびSW2Pを介して受ける。このスイッチング素子SW1Pは図9に示すようにして、そのオン/オフ状態がプログラムされる。スイッチング素子SW2Pは制御信号VPSBSに応答して選択的にオン状態とされる。メモリアレイMA1−MA4はそれぞれ、内部電圧線1b上の中間電圧VBLをスイッチング素子T1b−T4bおよびヒューズ素子F1b−F4bを介して受ける。ヒューズ素子F1b−F4bは、図1に示すヒューズ素子F1−F4に対応する。スイッチング素子SW1b−SW4bは、選択的に制御信号VBBS1−VBBS4に応答してオン状態とされる。
【0144】
スペアメモリアレイSMAは、中間電圧VBLをスイッチング素子SW1bおよびSW2bを介して受ける。スイッチング素子SW1bは、図1に示すスイッチング素子SW1または図9にスイッチング素子PTbに対応し、そのオン状態がプログラムされる。スイッチング素子SW2bは、スペアメモリアレイSMAが使用されるとき制御信号VBSBSに応答してオン状態とされる。スイッチング素子T1b−T4b、SW1bおよびSW2bは、pチャネルMOSトランジスタにより構成されてもよい。図13においては明確には示していないが、セルプレート電圧VCPに対する構成も同様に設けられる。次に動作について簡単に説明する。
【0145】
制御信号VPBS1−VPBS4、VPSBS、VBBS1−VBBS4およびVBBSBSは、後にその詳細は説明するが、Icc2テストモード以外の動作モード時においてHレベルの活性状態とされる。スイッチング素子SW1pおよびSW1bが、スペアメモリアレイが利用されるときにそのオン状態がプログラムされる。
【0146】
Icc2テストにおいては、制御信号VPBSmまたはVPSBS、VBBSmまたはVBSBSは、このIcc2テストを受けるアレイに応じて選択的に活性状態とされる。たとえば、Icc2テストがメモリアレイMA2に対して行なわれる場合には、制御信号VPBS2およびVBBS2(およびVCBS2)のみが活性状態とされ、残りの制御信号は非活性状態とされる。外部において電源ピン(図示せず)を流れる電流がモニタされる。
【0147】
図14は、この発明に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示すブロック図である。図14において、記憶装置は、メモリアレイMA1−MA4を含むメモリアレイ部100と、行デコーダRD(m,n)(およびワードドライバ(WD))を含む行デコード回路104と、スペア行デコーダSRD(s,n)を含むスペアデコーダ回路106を含む。これらの構成要素は、先に説明したものと同様の構成を備える。
【0148】
記憶装置は、さらに、メモリアレイ部100およびスペアアレイ部102の各列(各ビット線対)に対して設けられるセンスアンプを含むセンスアンプ回路110と、アレイ部100および102の列を選択する列デコーダ(CD)112を含む。
【0149】
アレイ部100および102ならびにデコーダ回路104および106に対して、内部電源電圧VPP、VBLおよびVCPをアレイ単位で供給するための電圧制御回路108が設けられる。この電圧制御回路108は、図13に示すヒューズ素子およびスイッチング素子に対応する。
【0150】
半導体記憶装置は、さらに、Icc2テストが指定されたことを検出するためのIccテスト検出器120と、外部ロウアドレスストローブ信号ext/RSAとIccテスト検出器120からのIccテスト検出信号/ICCTESTに応答して内部行アドレスストローブ信号int/RASおよびint/RASTを発生するRASバッファ122を含む。
【0151】
信号int/RASTはたとえIcc2テストモード動作においても外部からのロウアドレスストローブ信号ext/RASに従って変化する。一方、信号int/RASはIcc2テストモード動作時においては外部ロウアドレスストローブ信号ext/RASの状態のかかわらず、非活性状態のHレベルに設定される。
【0152】
この半導体記憶装置は、さらに信号int/RASTに応答してメモリアレイを指定する外部アドレス信号exAbを取込み内部アレイアドレス信号を発生する行アドレスバッファ124と、信号int/RASTに応答して内部アレイアドレス信号をプリデコードしてアレイ要求(指定)信号BSm′を発生する行プリデコーダ125と、信号int/RASTに応答してワード線を指定する外部アドレス信号exAwを取込み内部行アドレス信号を発生するアドレスバッファ126と、信号int/RASTに応答してこの内部行アドレス信号をプリデコードして行プリデコード信号XiおよびXjを発生する行プリデコーダ127を含む。行プリデコード信号XiおよびXjは、行デコーダ回路104およびスペアデコーダ回路106に与えられる。
【0153】
半導体記憶装置は、さらに、外部コラムアドレスストローブ信号ext/CASに応答して内部コラムアドレスストローブ信号int/CASを発生するCASバッファ130と、信号int/RASおよびint/CASに応答して外部コラムアドレス信号exAiを取込み内部コラムアドレス信号を発生するコラム列アドレスバッファ132と、この内部列アドレス信号をプリデコードし、列プリデコード信号を発生して列デコーダ122へ与える列プリデコーダ134を含む。
【0154】
ワード線/センスアンプ制御回路128は、RASバッファ122からの信号int/RASに応答してデコード回路104および106ならびにセンスアンプ回路110の活性/非活性を制御する。
【0155】
この半導体記憶装置はさらに、外部列アドレスストローブ信号int/CASおよび外部書込イネーブル信号ex/WEに応答して列デコードイネーブル信号およびリード/ライトモード指定信号を発生するWEバッファ135と、リード/ライトモード指定信号に応答してリード制御信号およびライト制御信号を発生するリード/ライト制御回路136と、リード制御信号に応答して、選択されたメモリセルから読出されたデータを増幅してI/Oバッファ139へ与えるプリアンプ137と、ライト制御信号に応答してI/Oバッファ139から与えられたデータを選択されたメモリセルへ書込むライトドライバ138を含む。
【0156】
記憶装置は、さらに、外部電圧VPP、VBLおよびVCPを発生する内部電圧発生器140と、信号/ICCTESTおよびアレイ要求信号BSm′に応答してICCアレイ指定信号VCBS,VBBSおよびVPBS、または信号VCBSmおよびVCSBS、VBBSmおよびVBBSBS、ならびにVPPBmおよびVPSBの組をそれぞれ発生するIccテスト制御回路150を含む。
【0157】
スペア制御回路142は、図10に示すプログラム回路10および12に対応する。アレイ指定信号BSn(m)を発生するゲート回路15は図14においては明確には示していない。
【0158】
内部電圧発生器140は、外部から与えられる電源電圧を降圧して内部電源電圧を発生する降圧回路を含んでいてもよい。
【0159】
この図14に示す構成において、Icc2テストモード時においては、信号int/RASは非活性状態に維持され、アドレスバッファ126、行プリデコーダ127、行デコーダ回路104、ならびに列アドレスバッファ132および列デコード回路112のような列選択系回路は、たとえ外部行アドレスストローブ信号ext/RASの活性状態のLレベルとされても動作しない。
【0160】
一方、信号int/RASTは、このIcc2テストモード時においても外部信号ext/RASに従って変化し、アドレスバッファ124および行プリデコーダ125は、外部アドレス信号exAbに従ってアレイ要求信号BSm′を発生する。すなわち、Icc2テストモード時においては、Iccテスト制御回路150が制御信号VCES、VPBSおよびVBBSをアレイ要求信号BSm′に従って発生し、指定されたメモリアレイまたはスペアメモリアレイのみが内部電圧VPP、VBLおよびVCPを受けてIcc2テストを受ける。
【0161】
図15は、この図14に示すIccテスト制御回路150の構成の一例を示す図である。図15において、制御回路150は、信号/ICCTESTおよびBSm′に応答して信号VPBSm、VBBSmVCBSmを発生するアレイ選択器151と、信号int/RAST、/ICCTESTおよびアドレス信号Ayに応答してスペアアレイ指定信号BSSを発生するスペア制御回路152と、信号BSSおよび/ICCTESTに応答してスペアメモリアレイSMAに対する信号VPSBS、VCSBSおよびVBSDSを発生するスペアアレイ選択器153を含む。
【0162】
選択器151および153は、信号/ICCTESTがLレベルの活性化時に活性状態とされる。信号/ICCTESTがHレベルの非活性状態にあり、Icc2テストモードを指定していない場合には、選択器151および153がディスエーブル状態(非活性状態)とされ、信号VPBSm、VCBSm、VPSBS、VBSBS、およびVCSBSはHレベルに維持される。選択器151および153に対する論理は、信号BSm′(BSS)および/ICCTESTを受けるORゲートによりたとえば容易に実現される。
【0163】
スペア制御回路152は、信号/ICCTESTおよびint/RASTの活性化時にブロックアドレス(アレイ指定アドレス)以外のアドレス信号Ayが所定の状態にされたとき、スペアアレイ指定信号BSSを発生する。このスペア制御回路152は、デコーダを含んでいてもよい。信号Ayは未使用のピンを介して与えられたもよく、また所定の信号(制御信号および/またはアドレス信号)の状態の組合わせに基づいて発生される構成が利用されてもよい。アレイ選択器151はメモリアレイMA1−MA4それぞれに対して設けられる。
【0164】
図16は、図14に示すRASバッファ122の構成の一例を示す図である。図16において、RASバッファ122が、接地電位と外部行アドレスストローブ信号ext/RASを受ける2入力NORゲート161と、このNORゲート161の出力信号を受けて信号int/RASTを発生するインバータ162と、NORゲート161の出力信号とICCテスト検出器120からの信号/ICCTESTを受けて信号int/RASを発生するNANDゲート163を含む。次にこのRASバッファ122の動作をその動作波形図である図17を参照して説明する。
【0165】
信号/ICCTESTがHレベルのとき、NANDゲート163がインバータとして機能し、信号int/RASおよびint/RASTはともに外部行アドレスストローブ信号ext/RASに従って変化する。そこで、NORゲート161は、単なるバッファとして機能している。
【0166】
Icc2テストモード時においては、信号/ICCTESTがLレベルの活性状態とされ、NANDゲート163は、外部行アドレスストローブ信号ext/RASの状態にかかわらず信号int/RASをHレベルに維持する。一方、信号int/RASTは外部信号ext/RASに従って変化する。
【0167】
信号ext/RASがLレベルに立下がると、信号int/RASTがLレベルとなり、(アレイ)アドレス信号ext.Abがラッチされ、アレイ要求信号BSm′がアドレスバッファ124および行プリデコーダ125を介して発生される。
【0168】
ここで、Icc2テストモード動作時においてアドレスバッファ124および行プリデコーダ125をスタンバイ状態とするために、図15に示すアレイ選択器151および153の出力部にそれらの出力信号をラッチするラッチ回路が設けられていてもよい。
【0169】
図18は、図14および図16に示すICCテスト検出器120の構成の一例を示す図である。図18においてICCテスト検出器120は、信号ext/RAS、ext/CASおよびext/WEに応答してテストモード指定信号TEを発生するテストモード検出器170と、テストモード検出信号TEと特定のアドレス信号extAnとに応答してIcc2テストモード指定信号/ICCTESTを発生するICCTEST発生器172を含む。次いで、このテスト検出器120の動作をその動作波形図である図19を参照して説明する。
【0170】
テストモード検出器170は、外部信号ext/WEおよびext/CASがともに外部信号ext/RASよりは先にLレベルとされるというライトCASビフォアRAS(WCBR)条件を検出し、Hレベルのテストモード指定信号TEを発生する(活性化する)。このライト・CASビフォーRAS条件はDRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ)の分野においてよく知られており、またテストモードを指定するためのJEDEC(ジョイント・エレクトロニック・デバイス・エンジニアリング・カウンセル)の標準として用いられている。
【0171】
ICCTEST発生器172は、活性状態のテストモード指定信号TEにより活性化される。特定のアドレス信号extAnが、たとえばこの状態において通常のHレベルよりも高い電圧レベルのスーパーVIHレベルに上昇したとき、ICCTEST発生器172はLレベルの信号/ICCDESTを発生する。これによりIcc2テストモードが指定される。このWCBR条件とアドレスキーに加えてスーパーVIH条件を組合わせることにより、確実に必要なときのみIcc2テストモードに入ることができ、通常動作時において誤ってIcc2テスト動作モードになるのが確実に防止される。
【0172】
図18に示す構成においては、信号/ICCTESTはWCBR条件とアドレスキーとの組合わせにより発生されているが、専用のパッドが設けられ、外部から信号/ICCTESTが与えられる構成が用いられ、このIcc2テストが、ウェハ上のすべてのチップがテストされるウェハテストにおいて実行される構成が利用されてもよい。
【0173】
図20Aは、図14に示す行アドレスバッファ126の1ビットに対する構成を示す図である。図20Aにおいて、行アドレスバッファ回路(126)は、相補アドレスラッチイネーブル信号ALCおよび/ALCに応答して外部アドレス信号extAwを信号線186上へ伝達するトランスミッションゲート181と、2段の縦続接続されたインバータを含み、この信号線186上の信号をラッチするラッチ182と、信号線186上の信号を反転するインバータ183と、アドレスイネーブル信号/AEと信号線186上の信号とを受けるNORゲート184と、アドレスイネーブル信号/AEとインバータ183の出力信号を受けるNORゲート185を含む。NORゲート185から内部アドレス信号AWが出力され、NORゲート184から内部アドレス信号/AWが出力される。信号ALC、/ALC、AEおよび/AEの発生態様については後に説明するが、これらの信号ALC、/ALC、AEおよび/AEは信号int/RASに応答して発生される。次に動作について簡単に説明する。
【0174】
信号int/RASが非活性状態にあるスタンバイ状態においては、信号/ALCおよび/AEはともにHレベルになる。この状態においては、トランスミッションゲート181がオフ状態になり、またNORゲート184および185からはLレベルの信号/AwおよびAwが出力される。
【0175】
アクティブサイクルにおいては、信号ALCおよび/ALCがワンショットパルスの形態で発生され、その間、トランスミッションゲート181がオン状態とされる。これにより、外部信号extAwが信号線186上に伝達され、ラッチ182によりラッチされる。次いで、信号/AEがLレベルとなると、NORゲート184および185がインバータとして動作し、内部アドレス信号/AwおよびAwをそれぞれ出力する。
【0176】
図20Bは、行(アレイ)アドレスバッファ124の1ビットの構成を示す図である。この行アドレスバッファ回路(124)は、図20Aに示す行アドレスバッファ回路126と同じ構成を備える。単に与えられる信号が異なっているだけであるため、動作についてのみ簡単に説明する。
【0177】
トランスミッションゲート191は、アレイアドレスラッチイネーブル信号ALCBおよび/ALCBがそれぞれHおよびLレベルのときにオン状態となり、外部(アレイ)アドレス信号extAbを信号線196上に伝達する。この信号ALCBおよび/ALCBも、活性化時にはワンショットパルスの形態で発生される。ラッチ192がこのトランスミッションゲート191を介して信号線196上に伝達された信号をラッチする。
【0178】
アレイアドレスイネーブル信号/AEBがLレベルのとき、NORゲート194および195がインバータとして機能し、このラッチ192によりラッチされたアドレス信号に従って内部アレイアドレス信号/AbおよびAbをそれぞれ発生する。NORゲート194および195は信号/AEBがスタンバイ状態においてHレベルのときにはLレベルの信号を出力する。ここで、インバータ193は信号線196上の信号を反転してNORゲート195へ与えている。
【0179】
信号ALCB、/ALCBおよび/AEBは後に説明するが、信号int/RASTに応答して発生される。
【0180】
図21Aは、信号ALCおよびALCBを発生するための構成を示す図である。信号ALCおよびALCBはともに同じ構成を備える回路により発生されるため、図21Aにおいては、信号ALCを発生するための構成のみを示す。図21Aにおいて、ディレー回路200は、信号int/RAS(int/RAST)を所定期間遅延してインバータ201へ与える。このインバータ201は、ディレー回路200の出力信号を反転してNORゲート202の一方入力へ与える。NORゲート202の他方入力へは信号int/RAS(int/RAST)が与えられる。信号ALC(ALCB)がNORゲート202から発生され、信号/ALC(/ALCB)が、このNORゲート202の出力信号を受けるインバータ203から発生される。次にこの図21Aに示す回路の動作をその動作波形図である図21Bを参照して説明する。
【0181】
信号int/RAS(int/RAST)がHレベルのとき、NORゲート202からの信号ALCはLレベルになる。信号int/RAS(int/RAST)がLレベルに立下がると、ディレー回路200からの出力信号が所定の遅延時間経過後Lレベルとなり、インバータ201の出力信号がHレベルに立上がる。NORゲート202は、信号int/RAS(int/RAST)およびインバータ201の出力信号がともにLレベルのときに、Hレベルの信号を出力する。したがって、信号ALC(ALCD)は信号int/RAS(int/RAST)が立下がってからディレー回路200が有する所定の遅延時間の間Hレベルになり、この間図20Aおよび図20Bに示すトランスミッションゲート181および191が導通状態とされる。
【0182】
図22Aは信号/AEおよび/AEBを発生するための回路の構成を示す図である。アドレスイネーブル信号/AEおび/AEBは同じ構成を備える回路から発生されるため、図22Aにおいては信号/AEおよび/AEBの一方を発生する回路構成のみを示す。
【0183】
図22Aにおいて、アドレスイネーブル信号発生系は、信号int/RAS(int/RAST)を受けて反転するインバータ210と、このインバータ210の出力信号を所定時間遅延するディレー回路211と、インバータ210の出力信号とディレー回路211の出力信号を受けるNANDゲート212を含む。NANDゲート212から信号/AE(/AEB)が出力される。次にこの図22Aに示す回路の動作をその動作波形図である図22Bを参照して説明する。
【0184】
信号int/RAS(int/RAST)がHレベルのとき、インバータ210からの出力信号はLレベルにあり、NANDゲート212からの信号/AE(/AEB)はHレベルにある。
【0185】
信号int/RAS(int/RAST)がHレベルに立下がると、インバータ210の出力信号がHレベルに立上がる。このインバータ210の出力信号が立上がってから所定時間(リレー回路211の有する遅延時間)が経過すると、ディレー回路211の出力信号がHレベルへ立上がり、NANDゲート212の両入力へ与えられる信号がともにHレベルとなり、NANDゲート212からの信号/AE(/AEB)がLレベルに立下がる。信号int/RAS(int/RAST)がHレベルへ立上がると、信号/AE(/AEB)はこの立上がりに応答してHレベルへ立上がる。
【0186】
図23は、この発明によるアレイ単位でのIcc2テストを実現するための他の実施例の構成を示す図である。この図23においては、ICCテスト制御回路150の代替の構成が示される。図23において、モード検出器220は、高電圧VPPテストモード、中間電圧VBLテストモードおよびセルプレート電圧VCPテストモードのいずれのテストモードが指定されたかを信号WCBRおよびアドレスキーに従って決定するために設けられる。このモード検出器220は、信号/ICCTESTが活性状態のときにイネーブルされ、信号WCBRおよびアドレスキーを信号int/RASTに応答して取込みラッチする。信号WCBRはライト・CAS・ビフォー・RAS条件を満足する状態にある信号ext/CAS、ext/RAS、ext/WEに対応する。アドレスキーは、特定のアドレス入力ピン端子へ与えられるアドレス信号を示す。
【0187】
アレイ選択器151は、高圧モードアレイ選択器151Pと、中間電圧アレイ選択器151Bと、セルプレート電圧アレイ選択器151Cを含む。モード検出器220の出力信号に応答して選択器151P、151Bおよび151Cの1つがイネーブル状態とされる。選択器151P、151Bおよび151Cは、アレイ要求信号BSm′およびモード検出器220の出力信号に従ってそれぞれ制御信号VPBSm、VBBSmおよびVCBSmを発生する。信号VPBSmは、この電圧テストモードを受けるメモリアレイを指定し、信号VBBSmは中間電圧テストモードを受けるメモリアレイを指定し、信号VCBSmは、セルプレート電圧テストモードを受けるメモリアレイを指定する。
【0188】
スペアアレイ検出器153は、高電圧VPPに対するスペアアレイ選択器153Pと、中間電圧VBLの対するスペアアレイ選択器153Bと、セルプレート電圧VCPに対するスペアアレイ選択器153Cを含む。モード検出器220の出力に従って選択器153P、153Bおよび153Cの1つがイネーブル状態とされる。選択器153P、153Bおよび153Cはスペア制御回路152の出力信号に応答してイネーブルされたときには、制御信号VPSBS、VBSBS、VCSBSをそれぞれ出力する。
【0189】
Icc2テストモードにおいて、高電圧VPPモード、中間電圧VBLモードおよびセルプレートモードVCPモードを各メモリアレイに対し順次実行するか、1つのテストモードをすべてのメモリアレイに対し実行し、次いで別のテストモード(VPP、VBLおよびVCPテストモード)を再びすべてのメモリアレイに対して実行する。このように内部電圧のそれぞれに対してIcc2テストを実行することにより、Icc2テスト時のリーク電流源を、高電圧VPP発生源、中間電圧VBL発生源およびセルプレート電圧VCP発生源それぞれに分類することができ、不良解析を行なう上で極めて効果的となる。
【0190】
図15および図23に示す構成においては、Icc2テストモードにおいてスペアメモリアレイが選択されたとき、アレイ選択器151が、明確には示さないが、図23においては破線矢印で示すように、スペア制御回路152の出力信号に基づいてディスエーブル状態とされる。
【0191】
この図15および図23に示す構成は、複数のスペアメモリアレイが設けられており、スペア制御回路152がこれら複数のスペアメモリアレイから1つのスペアメモリアレイを選択する構成に容易に拡張することができる。この場合、スペア制御回路152は特に設ける必要なない。このようなスペア制御回路152が設けられていない場合、スペアアレイと置換されるメモリアレイを指定するアレイ要求信号BSm′を、図12に示すステップS2におけるブロック置換時においてヒューズ素子をプログラムすることによりスペアアレイ選択器153へ転送する構成を用いれば、スペアアレイの選択を行なうことができる。
【0192】
図24は、この発明のさらに他の実施例である半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図24に示す構成においては、半導体記憶装置は4つのメモリブロックMB1−MB4を含む。メモリブロックMB1−MB4の各々は、4つのメモリアレイMAbm(b=1−4、m=1−4)、および4つのスペアアレイSMAbmを含む。すなわち、図24に示す構成においては、先に説明した半導体記憶装置のメモリアレイおよびスペアアレイが1つのメモリブロックとして複数個設けられた構成となる。メモリブロックおよびメモリアレイの活性化は、データ入出力ピン端子の構成により適当に決定される。
【0193】
メモリアレイMAbmは、スイッチング素子TZbmを介して内部電圧線1−b上の内部電圧(VPP、VBLおよびVCP)を受け、スペアメモリアレイSMAbmは、また内部電圧線1−b上の内部電圧をスイッチング素子TZb(m+4)を介して受ける。スイッチング素子TZb1−TZb8は、8ビット制御信号VBSbにより、そのオンおよびオフ状態が制御される。
【0194】
図25は、図24に示す構成において高電圧VPP、中間電圧VBLおよびVCPなどの内部電圧を各メモリアレイまたはスペアメモリアレイへ供給するための制御信号を発生するための構成を示す図である。図25において、ブロックデコーダ300は、メモリブロックMB(MB1−MB4)を指定するブロックアドレス信号ABを受け、信号int/RASTに応答してこのブロックアドレス信号ABを取込みかつデコードして内部ブロック指定信号を発生する。
【0195】
アレイデコーダ302は、図14に示すブロックデコーダ125に対応し、アレイアドレス信号ADを受け、信号int/RASTに応答してこのアレイアドレス信号ADを取込みかつデコードして各メモリブロックにおいてメモリアレイを指定する内部アレイ要求信号BSm′を発生する。
【0196】
ICCテスト検出器120は、図14および図18に示す検出器120に対応し、アドレスキーADlおよびWCBR条件を示す信号WCBRに応答してIcc2テストモード指定信号/ICCTESTを発生する。
【0197】
スペアアレイICCテスト検出器304は、アドレスキーADhと信号WCBRとに応答してスペアアレイに対するIcc2テストが要求されたことを検出する。
【0198】
メモリブロックMBbのメモリアレイMAbmに対する制御信号VBSbmはNANDゲート318およびインバータ320により発生される。NANDゲート318は、ブロックデコーダ300からのメモリブロック指定信号と、アレイデコーダ302からのアレイ要求信号BSm′と、インバータ310を介して与えられるIcc2テストモード指定信号/ICCTESTと、スペアアレイICCテスト検出器304から与えられるスペアアレイ要求信号/ICSとを受ける。インバータ320は、NANDゲート318の出力信号を反転して制御信号VBSbmを発生する。
【0199】
メモリブロックMBbのスペアメモリアレイSMAbmに対する制御信号VSDSbmは、NANDゲート314およびインバータ316により発生される。NANDゲート314は、ブロックデコーダ300からのブロック指定信号と、アレイデコーダ302からのアレイ要求信号BSm′と、インバータ310を介して与えられるIcc2テストモード指定信号/ICCTESTと、インバータ312を介して与えられるスペアアレイ要求信号/ICSとを受ける。次にこの図25に示す構成の動作について簡単に説明する。
【0200】
ブロックデコーダ300およびアレイデコーダ302は、それぞれ、外部行アドレスストローブ信号ext/RASTがLレベルに立下がると、与えられたアドレス信号を取込みデコードする(int/RASTは外部信号ext/RASに従って変化する)。図25に示す構成において、内部行アドレスストローブ信号int/RASは信号/ICCTESTにより制御される。この信号int/RASにより、Icc2テストモード時におけるメモリアレイまたはスペアアレイ内における行選択動作が禁止される。この図25に示す信号int/RASTによりメモリブロックおよびメモリアレイ選択動作が行なわれる。
【0201】
特定のアドレスキーADkおよび信号WBCRによりIcc2テストモードが指定されたとき、Icc2テスト検出器120からの信号/ICCTESTがLレベルの活性状態とされ、インバータ310の出力信号がHレベルへ立上がる。このとき、スペアアレイが指定されていない場合には、スペアアレイICCテスト検出器304からの信号/ICSは非活性状態のHレベルにある。次いで、ブロックデコード300およびアレイデコード302がそれぞれブロックアドレスABおよびアレイアドレスADをデコードし、ブロック指定信号およびアレイ要求信号を発生する。これによりメモリブロック指定信号により指定されたメモリブロック内においてアレイ要求信号BSm′が指定するメモリアレイMAbmに対するIcc2テストが行なわれる。インバータ320からの信号VBSbmがHレベルとなり、この指定されたメモリブロック内の指定されたメモリアレイに対してのみ内部電圧(VPP、VCPおよびVBL)が供給されるためである。非選択メモリブロックおよび非選択メモリアレイにおいては、信号VBSbmはLレベルになり、内部電圧は供給されない。
【0202】
一方、スペアアレイICCテスト検出器304からの信号/ICSはHレベルにあり、インバータ312の出力信号がLレベルであり、NANDゲート314はディスエーブル状態とされるため、インバータ316から出力されるスペアアレイ用の制御信号VSBSbmはLレベルになり、スペアアレイ上に対する内部電圧の供給は禁止される。スペアアレイに対するIcc2テストを行なう場合、まず信号ADhおよびWCBRが特定の状態に設定され、スペアアレイICCテスト検出器304からの信号/ICSがLレベルとなる。この状態においては、NANDゲート318はディスエーブル状態とされ、メモリアレイMAbmに対する制御信号VBSbmは非活性状態のLレベルとされる。
【0203】
一方、インバータ312がHレベルの信号を出力し、NANDゲート314がデコーダ300および302からの出力信号に従ってLレベルの信号を出力する。これにより、選択されたメモリブロック内においてアレイデコーダ302が指定するスペアアレイに対する制御信号VSBSbmがHレベルの活性状態とされる。この指定されたスペアメモリアレイSMAbmに対するIcc2テストが行なわれる。
【0204】
Icc2テストが行なわれない場合には、信号/ICCTESTはHレベルにされる。機能テストを行なう場合には、メモリアレイMAbmおよび/またはスペアメモリアレイSMAbmに対して内部電圧を供給する必要がある。この内部電圧供給を実現するために、インバータ320および316それぞれの出力部に、一方入力に信号/ICCTESTを受け、他方入力に対応のインバータの出力を受けるORゲートが設けられる。これによりアレイ単位でのIcc2テスト完了後各メモリアレイに対する個別(個別ワード線)の不良検出のための機能テストを行なうとき、信号/ICCTESTがHレベルとされても各メモリアレイおよびスペアメモリアレイへ内部電圧を供給することができ、確実に機能テストを行なうことができる。
【0205】
不良スペアアレイが検出された場合、この不良スペアアレイは、内部電圧線からそのヒューズ素子を切断することにより分離される。ここで、図24においては、メモリアレイに対して設けられたヒューズ素子を示していないが、各メモリアレイおよびスペアアレイに対してスイッチング素子と直列にヒューズ素子が設けられている。
【0206】
図26はスペアメモリアレイSMAbmの機能テストを実現するための構成を示す図である。図26においては、メモリブロックMAbのスペアメモリアレイブロックに対して設けられたスペア行デコーダブロックSRDbに含まれるスペア行デコーダSRDb(m,n)を代表的に示す。スペアテストアレイデコーダ320は、テストモード指定信号TEによりイネーブルされ、信号WCBRおよび特定のアドレスキー(ADh)に従ってスペアアレイ指定信号を発生する。
【0207】
プログラム回路321は、図2に示すプログラム回路10および12に対応し、プログラムされたスペアアレイ指定信号BSn(m)を発生する。このプログラム回路321が、スペア行デコーダSRDb(m,n)それぞれに対して設けられる。
【0208】
マルチプレクサ322は、テストモード指定信号TEに従ってデコーダ320の出力信号およびプログラム回路312の出力信号の一方を選択する。機能テストモード時においては、テストモード指定信号TEが活性状態にあり、マルチプレクサ322はスペアテストアレイデコーダ320の出力信号を選択してスペア行デコーダSRDb(m,n)へ与えられる。
【0209】
スペア行デコーダSRDb(m,n)は対応のスペアアレイ内のスペアワード線WLb(s,n)に対してそれぞれ設けられる。図26には明確には示していないが、スペア行デコーダSRDb(m,n)は図14の127に示すような行プリデコーダの出力する行プリデコード信号を受ける。この行プリデコーダはメモリブロックMB1−MB4それぞれに対して設けられている。ブロックアドレス信号により指定されたメモリブロックに対して設けられた行プリデコーダのみがイネーブル状態とされ、指定されたメモリブロックにおいてメモリアレイまたはスペアメモリアレイの機能テストが実行される。
【0210】
上述の構成においては、1つのメモリブロックのみが指定されているだけであるが、多ビットデータを入出力するような構成においては4つのメモリブロックMB1−MB4が同時に指定される構成が利用されてもよい。このような多ビットデータ構成の場合、図25に示すブロックデコーダ300は、図26に示すようなスペアテストアレイデコーダ320と同様特定のアドレスキーに従って1つのメモリブロックをIcc2テストモード時に指定する構成を利用することにより、アレイ単位でのIcc2テストを行なうことができ、またさらにブロック単位でのIcc2テストをも行なうことが可能となる。
【0211】
また図24に示す構成においては、メモリブロックMBbは8以上のメモリアレイを含んでもよく、また1つのメモリブロックに含まれるスペアメモリアレイの数は4に限定されない。また、メモリアレイおよびスペアメモリアレイは16本以上のワード線を含むように構成されてもよい。
【0212】
図27は、この発明のさらに他の実施例の半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図27に示す構成においては、メモリアレイMA1−MA4それぞれが、通常ワード線領域WLm(m=1−4)および冗長ワード線領域SNWLmを含む。同様に、スペアメモリアレイSMAは、スペアワード線領域SWLとスペア冗長ワード線領域SRWLを含む。
【0213】
メモリアレイMA1−MA4およびスペアメモリアレイSMAは互いに同一の構成を備えており、またノーマルワード線領域WL1−WL4のそれぞれは、図1に示した構成と同様、不良メモリセルが存在しない場合には、スペアメモリアレイSMAに含まれるスペアワード線領域SWLのスペアワード線と1対1態様で対応付けられる複数の通常ワード線(16本)を含む。メモリアレイMA1−MA4それぞれにおいて設けられる冗長ワード線領域RWLmに含まれる冗長ワード線は、同じメモリアレイMAb内の通常ワード線領域WLmに含まれる通常ワード線との置換が可能である。スペア冗長ワード線領域SRWLのスペア冗長ワード線はスペアワード線領域WLのスペアワード線と置換が可能である。冗長ワード線領域RWL1−RWL4およびSRWLそれぞれは、1以上の冗長ワード線を含む。
【0214】
ノーマルワード線領域WL1−WL4に対してはそれぞれ行デコーダブロックRD1−RD4が設けられ、冗長ワード線領域RWL1−RWL4に対してはそれぞれ冗長行デコーダブロックSND1−SND4が設けられる。行デコーダブロックRD1−RD4の各々はノーマルワード線それぞれに対応して設けられるノーマル行デコーダを含む。この行デコーダブロックRD1−RD4に含まれる行デコーダの構成は、図5に示すものと同じである。冗長行デコーダブロックSND1−SND4はそれぞれ、対応の冗長ワード線領域RWL1−RWL4の冗長ワード線に対応して設けられる冗長行デコーダを含む。この冗長行デコーダの構成については後に説明する。
【0215】
スペアワード線領域SWLおよびスペア冗長ワード線領域SRWLに対しては共通にスペア行デコーダブロックSRDが設けられる。このブロックSRDは、スペアワード線SWL(s,1)−SWL(s,16)に対してそれぞれ設けられるスペア行デコーダおよびスペア冗長ワード線領域SRWLのスペア冗長ワード線に対して設けられるスペア冗長デコーダを含む。スペア行デコーダは、図6に示すものと同じ構成を備える。
【0216】
メモリアレイMA1−MA4それぞれに対しては、内部伝達線1上の内部電圧VI(VPP,VBL,VCP)がそれぞれ溶断可能なリンク素子(ヒューズ素子)F1−F4を介して供給される。スペアメモリアレイSMAに対しては、スイッチング素子SW1を介して内部電圧VIが供給される。これらのヒューズ素子F1−F4およびスイッチング素子SW1のオン/オフ状態の設定は、先に説明した実施例におけるものと同じ態様で実施される。次にこの図27に示す構成における「不良」ノーマルワード線の救済について説明する。
【0217】
今、説明を簡略化するために、冗長ワード線領域RWL1−RWL4は、それぞれ1本の冗長ワード線RWL(m,1)を含み、またスペア冗長ワード線領域SRWLも1本のスペア冗長ワード線SRWL(s,1)を含むとする。
【0218】
図28に示すように、今メモリアレイMA1の通常ワード線領域WL1において2本の救済可能な不良ノーマルワード線WL(1,4)およびWL(1,8)が存在する場合、これらは以下のようにして救済される。まず、ワード線WL(1,4)が、スペアメモリアレイSMAのスペアワード線領域SWLに含まれるスペアワード線SWL(s,4)と置換され、ワード線WL(1,8)は、メモリアレイMA1に含まれる冗長ワード線領域RWL1の冗長ワード線RWL(1,1)と置換される。これにより、別のメモリアレイにおいてワード線WL(m,8)が不良であると判定された場合においても、この不良ワード線WL(m,8)はスペアワード線領域SWLのスペアワード線SWL(s,8)で救済することができ、不良ワード線の救済効率が改善される。
【0219】
スペアワード線SWL(s,4)が不良である場合には、そのスペアワード線SWL(s,4)は、スペア冗長ワード線SRWL(s,1)と置換される。このスペアワード線の置換については後に説明する。
【0220】
上述のような置換方式をとることにより、同じ行アドレスにおいて複数のワード線が不良である場合にも、これらの不良ワード線を救済することが可能となる。
【0221】
次に、1つのメモリアレイMA1が救済可能な不良ノーマルワード線WL(1,4)を含み、またメモリアレイMA2が救済可能な不良ノーマルワード線WL(2,4)を含む状態を考える。この場合、図29に示すように、ワード線WL(1,4)がスペアワード線SWL(s,4)と置換され、ワード線WL(2,4)はメモリアレイMA2自身の冗長ワード線RWL(2,1)と置換される。
【0222】
なお、メモリアレイMA1−MA4それぞれにおいて救済可能なノーマルワード線が1本しか存在しない場合には、この不良ノーマルワード線はそれぞれ対応の冗長ワード線領域の冗長ワード線と置換され、スペアメモリアレイは使用せず、スイッチング素子SW1をオフ状態に維持する構成が利用されてもよい。このような場合には、スペアメモリアレイSMAにおける電流消費をなくすことができ、消費電流を低減することができる。
【0223】
あるメモリアレイにおいて救済不能な不良ノーマルワード線が存在する場合、このメモリアレイはスペアメモリアレイSMAと置換される(アレイ置換)。この場合においても、残りのメモリアレイにおいて救済可能な不良ノーマルワード線が存在する場合においても、それぞれ対応の冗長ワード線領域における冗長ワード線を用いて救済することができる。
【0224】
図30は、メモリアレイMA1−MA4それぞれにおいてワード線置換を実現するための構成を示す図である。図30において、不良アドレスプログラム回路LPは、メモリアレイMA1−MA4それぞれに対応して設けられる4つのリンクプログラム回路L1−L4(LINK1−LINK4に対応)を含む。リンクプログラム回路L1−L4それぞれは、図35に示す回路と同様の構成を備え、不良アドレスに対応するヒューズ素子を溶断することにより、不良行アドレスのプログラムが行なわれる。
【0225】
リンクプログラム回路L1−L4のそれぞれは、対応のメモリアレイ(MA1−MA4)の冗長ワード線(RWL(1,1)−RWL(4,1))と置換されるべき不良ノーマルワード線を示す不良行アドレスデータを格納し、与えられた(プリデコードされた)行アドレス信号をその格納された不良行アドレスデータと比較し、そこにプログラムされた不良行がアドレス指定されたか否かを示す信号を出力する。
【0226】
この不良アドレスプログラム回路LPのリンクプログラム回路L1−L4の出力信号は並列に、判別ゲートDCへ与えられる。判別ゲートDCは、図35に示すNORゲートNO31およびインバータINV31に対応する。この判別ゲートDCは、不良アドレスプログラム回路LPが不良ノーマルワード線がアドレス指定されたことを示すとき、活性状態(Hレベル)の信号を出力する。
【0227】
冗長デコーダSNDmは、対応の冗長ワード線領域RWLmに含まれる冗長ワード線RWL(m,1)に対応して設けられ、判別ゲートDCの出力信号とアレイ指定信号BSm′とを受け、与えられた信号がともに活性状態のとき、対応の冗長ワード線RWL(m,1)を選択状態(高電圧VPPレベル)へ駆動する。
【0228】
図31はスペアワード線またはスペア冗長ワード線の置換を実現するための構成を示す図である。この図31に示す構成は、図2に示す構成に対応する。図31に示す構成においては、高電圧VPPを供給するノードと信号線5の間に大きな抵抗値を有するプルアップ抵抗RPnが設けられる。この図31に示す他の構成が図2に示す構成と同様であり、対応する部分には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。この図31に示す構成がスペアワード線SWL(s,1)−SWL(s,16)およびスペア冗長ワード線SRWL(s,1)それぞれに対応して設けられる。
【0229】
プログラム回路10および12のプログラムの方法は、図2に示す構成におけるプログラムの方法と同じである。スペアワード線SWL(s,n)が不良である場合には、ヒューズ素子Fn.1,Fn.2,Fn.3およびFn,4がすべて切断される。これにより、信号線5はNANDゲートNAn.1−NAn.4から分離され、その電位はプルアップ抵抗RPnにより高電圧VPPレベルにプルアップされる。インバータINVnから出力される信号BSEnがLレベルに固定され、対応のスペアワード線SWL(s,n)は常時非選択状態とされる。スペア冗長ワード線SRWL(s,1)に対して設けられたプログラム回路10および12において、対応の不良スペアワード線を使用するメモリアレイを指定するアレイ指定信号BSm′が選択されるように、ヒューズ素子のプログラムが行なわれる。これにより、不良スペアワード線のスペア冗長ワード線による置換が実現される。
【0230】
ここで、後に説明するように、不良スペアワード線の行アドレスそのものは、別のリンク回路(図30に示すリンクプログラム回路と同様の構成を備える)によりプログラムされる。
【0231】
図32は、メモリアレイそれぞれに冗長ワード線領域が設けられた構成における行選択系の全体の構成を概略的に示す図である。図32においては図面を簡略化するために、ノーマルワード線WL(m,n)、冗長ノーマルワード線RWL(m,1)、スペアワード線SWL(s,n)およびスペア冗長ワード線SRWL(s,1)に対する構成のみが代表的に示される。
【0232】
アドレスバッファ1が、外部アドレス信号を受け、内部アドレス信号を生成する。この外部アドレス信号はメモリアレイを特定するブロックアドレス信号およびメモリアレイにおけるワード線アドレス(行アドレス)を指定する行アドレス信号を含む。ブロックデコーダ2は、このアドレスバッファ1から与えられたブロックアドレス信号をデコードし、ブロック指定信号(アレイ要求信号)BSm′を発生する。
【0233】
行プリデコーダRPDが、このアドレスバッファ1から与えられた内部行アドレス信号をプリデコードし、行プリデコード信号XiおよびXjを生成する(図5および図6参照)。
【0234】
不良行アドレスプログラム回路LPが、図30に示すように4つのリンクプログラム回路L1−L4を含み、そこに記憶された(プログラムされた)不良行アドレスデータを行プリデコーダRPDから与えられた行プリデコード信号と比較し、その比較結果を示す信号を発生する。
【0235】
判別ゲートDCは図35に示すようにNORゲートおよびインバータを含み、不良行アドレスプログラム回路NPの出力信号に従って冗長デコーダイネーブル信号SEEを発生する。
【0236】
スペアワード線SWL(s,n)に対して設けられるスペアプログラム回路STDは、図31に示す構成を備え、NANDゲートとインバータを含み、対応のスペアワード線SWL(s,n)を使用するメモリアレイがブロック指定信号BSm′により指定されたとき、スペアデコーダイネーブル信号BSEnを活性状態とする。スペア冗長ワード線SRWL(s,1)に対して設けられた冗長プログラム回路SSRDも図31に示す構成を有し、スペアプログラム回路SPDと同様の構成を備え、スペア冗長ワード線SRWL(s,1)を使用するメモリアレイがブロック指定信号BSm′により指定されたとき、スペア冗長デコーダイネーブル信号BSEsを活性状態とする。
【0237】
インバータIVmは、ブロックデコーダ2からのブロック指定信号BSm′を反転する。この構成は図3に示す構成と同じである。
【0238】
ゲートGDは、図3に示すNORゲートNOn(m)に対応し、信号BSm、BSEn、BSEsおよびSEEを受ける。このゲートGDは、信号BSEm、BSEsおよびSEEがすべて非活性状態でありかつ信号BSmが活性状態のときに活性状態のワード線イネーブル信号BSn(m)を発生する。
【0239】
スペア冗長デコーダSRD(s,s)に対してリンクプログラム回路L5が設けられる。このリンクプログラム回路L5は図35に示すリンクプログラム回路LINK1−LINK4と同じ構成を備え、そのヒューズ素子のプログラム(切断)により不良スペアワード線アドレスを格納し、行プリデコーダRPDから与えられるプリデコード信号とそのプログラムされた行スペアワード線アドレスデータとを比較し、その比較結果に従った信号を出力する。リンクプログラム回路L5を設けることにより、スペア冗長ワード線を用いて不良スペアワード線を救済することができる。
【0240】
冗長デコーダSNDmは、図35に示す構成と同様NANDゲートとインバータとを含み、信号BSmおよびSEEを受け、これらの信号BSmおよびSEEがともに活性状態のとき対応の冗長ワード線RWL(m,1)を選択状態へ駆動する。
【0241】
行デコーダRD(m,n)は図5に示す行デコーダと同じ構成を備え、行プリデコーダRPDからのプリデコード信号がノーマルワード線WL(m,n)の行アドレスを指定しかつ信号BSn(m)が活性状態のとき、対応のノーマルワード線WL(m,n)を選択状態へ駆動する。
【0242】
スペア行デコードSRD(s,n)は、図6に示す構成と同じ構成を備え、NANDゲートとインバータとを含み、行プリデコーダRPDからの行プリデコード信号が対応のスペアワード線SWL(s,n)の行アドレスを指定しかつ信号BSEmが活性状態のときこの対応のスペアワード線SWL(s,n)を選択状態へ駆動する。
【0243】
スペア冗長行デコードSRD(s,n)は冗長行デコーダSNDmと同じ構成を備え、リンクプログラム回路L5の出力信号と冗長プログラム回路SSPDの出力信号BSEsがともに活性状態のとき、対応のスペア冗長ワード線SRWL(s,1)を選択状態へ駆動する。
【0244】
次に、この図32に示す構成の動作を具体的に、図28および図29を併わせて参照して説明する。
【0245】
不良ノーマルワード線WL(1,4)が指定されたとき(図28参照)、プログラム回路SPDにおいては、このメモリアレイMA1を指定するブロック指定信号がプログラムされており、信号BSEnが活性状態とされ、ゲートGDがディスエーブル状態とされる。これにより、信号BSn(m)が非活性状態とされ、ノーマルワード線WL(m,4)はすべて非選択状態とされる。一方、スペア行デコーダSRD(s,4)が信号DSEn(この場合n=4)によりイネーブルされ、行プリデコーダRPDの出力する行プリデコード信号に従って対応のスペアワード線SWL(s,4)を選択状態へ駆動する。
【0246】
この場合、図29に示すように、ワード線WL(2,4)が不良の場合、プログラム回路LPには、ワード線WL(2,4)に対する行アドレス“2”が格納されており、回路LPおよびDCにより信号SEEが活性状態とされる。しかしながら、インバータIVm(m=2)から出力されるブロック指定信号BS2は非活性状態にあり(メモリアレイMA1が指定されている)、したがって冗長行デコーダSNDmはディスエーブル状態とされるため、冗長ワード線RWL(2,1)は非選択状態を維持する。
【0247】
今、ノーマルワード線WL(2,4)がアドレス指定された場合(図29参照)、スペアプログラム回路SPDからの出力信号BSE4は、メモリアレイMA1がプログラムされており、今、メモリアレイMA2が指定されるため、非活性状態とされ、スペアワード線SWL(s,4)は選択されない(スペア行デコーダSRD(s,4)はディスエーブル状態とされる)。
【0248】
一方、信号SEEがプログラム回路LPおよび判別ゲートDCにより活性状態とされ、メモリアレイMA2を指定するブロック指定信号BS2も活性状態となり、冗長行デコーダSNDmが活性化され、冗長ワード線RWL(2,1)が選択状態とされる。すなわち、不良ノーマルワード線WL(2,4)は冗長ワード線RWL(2,1)で置換される。
【0249】
スペアワード線SWL(s,n)をスペア冗長ワード線SRWL(s,1)で置き換えた場合において、スペアワード線SWL(s,n)が指定されたとき、信号BSEnは非活性状態であり、一方、信号BSEsが活性状態とされる。リンクプログラム回路L5の出力信号が活性状態とされ、デコーダSRD(s,s)が対応のスペア冗長ワード線SRWL(s,s)を選択状態へ駆動する。このとき、信号BSEsによりゲートDDはディスエーブル状態とされ、ノーマルワード線WL(m,n)は非選択状態とされる。
【0250】
なお、上述の説明においては、冗長ワード線領域WL1−WL4およびスペア冗長ワード線領域SRWLは1本の冗長ワード線のみを含むように説明している。しかしながらこの各領域において設けられる冗長ワード線の数は2以上であってもよく、この場合、図32に示す構成を拡張することにより容易に複数の冗長ワード線から1つの冗長ワード線を選択する構成が実現される。
【0251】
またリンクプログラム回路L1−L4およびL5を用いず、いわゆる「シフトリダンダンシー」に従った冗長ワード線救済方式が利用されてもよい。またこの図27に示すようにメモリアレイがノーマルワード線と冗長ワード線を含む構成は他のIcc2テストを行なう構成と組合わせて利用されてもよい。
【0252】
【発明の効果】
以上のように、この発明に従えば、スペアアレイおよびメモリアレイが同数のワード線を含んでおり、また不良ワード線が存在しない場合このスペアアレイのワード線とメモリアレイのワード線とは1対1態様で対応付けられるため、ワード線単位での置換およびアレイ単位での置換両者を容易に行なうことができる。
【0253】
またアレイそれぞれに対しスイッチング素子を設けることにより、アレイ単位でのIcc2テストを行なうことができ、高速で不良アレイを検出することが可能となる。
【0254】
すなわち請求項1に係る半導体記憶装置においては、メモリアレイそれぞれに含まれるワード線と少なくとも1つのスペアワード線に含まれワード線とを、不良ワード線が存在しない場合には1意的に対応付けるように構成したため、不良ワード線の不良モードに従ってワード線置換またはアレイ置換を簡易な回路構成で容易に実現することができ、不良ワード線救済効率が改善され、製品歩留りが大幅に改善される。
【0255】
請求項2に係る半導体記憶装置においては、メモリアレイおよびスペアアレイそれぞれが冗長ワード線を設け、メモリアレイの各ワード線はスペアアレイのスペアワード線またはスペア冗長ワード線またはメモリアレイ自身に含まれる冗長ワード線と置換することができるように構成したため、救済することのできる不良ワード線の数が大幅に増加し、不良ワード線救済効率が改善される。
【0256】
請求項3に係る半導体記憶装置においては、メモリアレイに対して設けられたワード線選択のための行デコーダおよびスペアアレイに対して設けられたスペアワード線選択のためのスペアデコーダが同じ論理構成を有しており、両者に共通に行アドレス信号を印加することができ、ワード線置換の制御および構成が簡略化される。また行デコーダおよびスペアデコーダに対し同じレイアウトパターンを繰返すことができ、デコーダのレイアウトが容易となるとともに占有面積が低減される。アクセス遅延も増加しない。
【0257】
請求項4に係る半導体記憶装置においては、メモリアレイそれぞれに内部電圧をヒューズ素子を介して供給するように構成しかつスペアアレイへはスイッチング素子を介して内部電圧を供給するように構成したため、ヒューズ素子およびスイッチング素子のプログラムにより容易に不良アレイの置換を行なうことができる。
【0258】
請求項5に係る半導体記憶装置においては、メモリアレイそれぞれにヒューズ素子を介して内部電圧を供給しかつスペアアレイにはスイッチング素子を介して内部電圧を供給するように構成しているため、また救済可能な不良ワード線のみが存在する場合にはヒューズ素子をすべて導通状態としかつスイッチング素子をオン状態としているため、ワード線単位の置換を行なうことができる。
【0259】
請求項6に係る半導体記憶装置においては、スタンバイ電流テストモード時においては、ブロックデコーダの動作を行なわせかつ行デコーダの動作を禁止するように構成したため、行アドレス信号の発生が禁止され、かつアレイ指定信号のみが発生され、このアレイ指定信号が指定するアレイに対してのみスイッチング素子を選択的にオン状態として内部電圧を供給するように構成したため、アレイ単位でのスタンバイ電流テストを行なうことができ、不良アレイの検出が容易かつ高速に行なうことができる。
【0260】
請求項7に係る半導体記憶装置においては、スタンバイ電流テストモード時には、行選択系回路の動作が禁止され、アレイ選択系回路のみが動作するように構成しているため、アレイ単位でのスタンバイ電流テストを容易に行なうことができる。
【0261】
請求項8に係る半導体記憶装置においては、スペアアレイ指定信号発生手段を設け、スタンバイ電流テストモード時にはこのスペアアレイ指定信号発生手段からのスペアアレイ指定信号に従ってスペアアレイを指定して内部電圧をこの指定されたスペアアレイへ供給しかつ他のアレイへの内部電圧の供給を禁止するように構成したため、スペアアレイに対するスタンバイ電流テストを行なうことができ、スペアアレイの良/不良を高速で検出することができ、不良ワード線をこの不良スペアアレイ内のスペアワード線で置換する工程が不要とされ、半導体記憶装置のテスト時間が短縮される。
【0262】
請求項9に係る半導体記憶装置において、各々が複数のメモリアレイと少なくとも1個のスペアアレイからなるメモリブロックを複数個設け、これら複数のメモリブロックそれぞれに対し不良ワード線をスペアワード線で置換する置換制御回路を設けたため、複数のメモリブロックを有する半導体記憶装置においてもメモリブロックそれぞれにおいて不良ワード線/不良アレイの救済を行なうことができ、製品歩留りが大幅に改善される。
【0263】
請求項10に係る半導体記憶装置のテスト方法においては、アレイ単位でスタンバイ電流テストを行ない、不良アレイが存在するときにはスペアアレイと置換し、このスペアアレイのスタンバイ電流を行ない、次いですべてのアレイに対するスタンバイ電流テスト完了後機能テストを行なって不良ワード線の救済を行なうように構成しているため、ワード線単位の置換およびアレイ単位の置換何れをも容易に実現することができるとともに、不良ワード線および不良スペアアレイが検出されたとき、その半導体記憶装置が不良と判定されるため、不良ワード線を不良スペアアレイ内にスペアワード線で置換する必要がなく、半導体記憶装置のテスト時間が大幅に短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例である半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。
【図2】図1に示すスペア行デコーダをイネーブルするプログラム回路の構成を示す図である。
【図3】図1に示す行デコーダをイネーブルするための信号を発生する回路の構成を概略的に示す図である。
【図4】図2および図3に示す構成とワード線およびスペアワード線との対応関係を説明する図である。
【図5】図1に示す行デコーダの構成を示す図である。
【図6】図1に示すスペア行デコーダの構成を示す図である。
【図7】図1に示す構成における行選択系における信号の流れを説明するための図である。
【図8】図1に示す行デコーダおよびスペア行デコーダの全体の配置を示す図である。
【図9】図1に示すスイッチング素子の構成の一例を示す図である。
【図10】図1に示すスイッチング素子の他の構成を示す図である。
【図11】図1に示す行デコーダおよびスペアデコーダの他の構成を示す図である。
【図12】この発明に従う半導体記憶装置のテスト方法を説明するフロー図である。
【図13】図12に示すテスト方法を実現するための半導体記憶装置の構成を示す図である。
【図14】図13に示す半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示すブロック図である。
【図15】図14に示すICCテスト制御回路の構成を概略的に示す図である。
【図16】図14に示すRASバッファの構成を示す図である。
【図17】図16に示すRASバッファの動作を示す信号波形図である。
【図18】図14に示すICCテスト検出器の構成を示す図である。
【図19】図18に示すICCテスト検出器の動作を示す信号波形図である。
【図20】図14に示す行アドレスバッファの構成を示す図である。
【図21】図20に示すアレイラッチイネーブル信号を発生するための回路の構成および動作を示す信号波形図である。
【図22】図20に示すアドレスイネーブル信号を発生するための回路構成および動作を示す信号波形図である。
【図23】図14に示すICCテスト制御回路の構成を示す図である。
【図24】この発明の他の実施例である半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図25】図24に示すスイッチング素子制御信号を発生するための構成を示す図である。
【図26】スペアアレイのIcc2テストを行なうための構成を示す図である。
【図27】この発明のさらに他の実施例である半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図28】図27に示す半導体記憶装置における不良ワード線の救済の方法を説明するための図である。
【図29】図27に示す半導体記憶装置における不良ワード線の救済の方法を示す図である。
【図30】図27に示す冗長行デコーダに対するプログラム回路の構成を概略的に示す図である。
【図31】図27に示すスペア行デコーダに対するプログラム回路の構成を示す図である。
【図32】図27に示す半導体記憶装置における行選択系の構成を概略的に示す図である。
【図33】従来の半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図34】従来の半導体記憶装置における行選択系の構成を概略的に示す図である。
【図35】従来の半導体記憶装置における行選択系の構成をより詳細に示す図である。
【図36】従来の半導体記憶装置における行デコーダおよびスペア行デコーダの構成を示す図である。
【図37】従来の半導体記憶装置における1列のメモリセルに関連する部分の構成を示す図である。
【図38】従来の半導体記憶装置における問題点を説明するための図である。
【図39】従来の半導体記憶装置の他の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
1 内部電圧線、F1〜F4 ヒューズ素子、SW1 スイッチング素子、RD(1,1)〜RD(4,16) 行デコーダ、SRD(s,1)〜SRD(s,16) スペア行デコーダ、10 第1のプログラム回路、12 第2のプログラム、2 アドレスバッファ、3 ブロックデコーダ、1a,1b,1c 内部電圧線、SW1a,SW1b スイッチング素子、SA センスアンプ、T1P〜T4P,T1b−T4b スイッチング素子、SW1P,SW2P,SW2b スイッチング素子、100 メモリアレイ部、102 スペアアレイ部、104 行デコーダ、106 スペアデコーダ回路、108 電圧制御回路、110 センスアンプ回路、122 RASバッファ 124 行アドレスバッファ、126 行アドレスバッファ、125,127 行プリデコーダ、128 ワード線/センスアンプコントロール回路、120 ICCテスト検出器、140内部電圧発生器、150 ICCテスト制御回路、151 アレイ選択器、153 スペアアレイ選択器、220 モード検出器、MB1−MB4 メモリブロック、MA11−MA44 メモリアレイ、SMA11−SMA44 スペアメモリアレイ、300 ブロックデコーダ、302 アレイデコーダ、304スペアアレイICCテスト検出器、320 スペアテストアレイデコーダ、321 プログラム回路、318 NANDゲート、314 NANDゲート、RWL1−RWL4 冗長ワード線領域、SRWL スペア冗長ワード線領域、SND1−SND4 冗長行デコード回路、LP 不良行アドレスプログラム回路、SPD スペアワード線プログラム回路、SSPD スペア冗長プログラム回路。
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a semiconductor memory device having a spare memory array for relieving a defective memory cell and a test method therefor.
[0002]
[Prior art]
FIG. 33 schematically shows a structure of a main part of a conventional semiconductor memory device which is a dynamic random access memory, for example. In FIG. 33, the semiconductor memory device includes four memory arrays MA1-MA4 each having a plurality of memory cells arranged in a matrix of rows and columns, and rows provided corresponding to memory arrays MA1-MA4, respectively. Decoder blocks RD1-RD4, spare memory arrays SMA1-SMA4 provided corresponding to memory arrays MA1-MA4, respectively, and column decoder CD provided commonly to memory arrays MA1-MA4 and spare memory arrays SMA1-SMA4.
[0003]
Each of memory arrays MA1-MA4 includes 16 word lines WL (m, 1) -WL (m, 16) to which one row of memory cells are connected. Here, m is any integer of 1-4, and specifies the memory array.
[0004]
Row decoder block RDm selects word line WL (m, n) in corresponding memory array MAm according to a row address signal and an array address signal. Here, n is any one of 1-16. The row address signal designates a row or word line in each of memory arrays MA1-MA4, and the array address signal designates one of the four memory arrays.
[0005]
Each of spare memory arrays SMA1-SMA4 includes four word lines SWL (m, 1) -SWL (m, 4), and relieves up to four defective word lines (defective rows) in corresponding memory arrays MA1-MA4. can do.
[0006]
Each of spare row decoders SRD1 to SRD4 has a defective address designating a defective word line in a corresponding memory array programmed and stored therein. When a defective word line is addressed, the defective word line is designated. The spare row decoder in which the defective address is programmed selects the corresponding spare word line in the corresponding spare memory array.
[0007]
Column decoder CD selects one column in each of memory arrays MA1-MA4 and spare memory arrays SMA1-SMA4 according to a column address signal.
[0008]
In the configuration shown in FIG. 33, repair of a defective word line is performed as follows. Now, when it is determined that the word line WL (1,3) in the memory array MA1 is defective, the word line WL (1,3) is replaced by the spare word line SWL (1,1) in the spare memory array SMA1. Can be Spare memory array SMA1 can only repair the defective word line of defective word line WL (1, n) in memory array MA1, but cannot repair the defective word lines in other memory arrays MA2-MA4.
[0009]
In FIG. 33, as an example, word line WL (1,3) is replaced by spare word line SWL (1,1), and word line WL (1,6) is replaced by spare word line SWL (1,2). The word line WL (1,12) is replaced with a spare word line SWL (1,3), and the word line WL (1,16) is replaced with a spare word line SWL (1,4). It is.
[0010]
FIG. 34 is a diagram showing a schematic configuration of a replacement control circuit used in the semiconductor memory device shown in FIG. In FIG. 34, four program circuits PR1-PR4 are provided for storing a defective word line address signal and determining whether or not the defective word line has been addressed. Each of program circuits PR1-PR4 stores an address of a defective word line replaced with a spare word line arranged at the same position in each of spare memory arrays SMA1-SMA4. That is, the program circuit PR1 stores the addresses of the spare word lines SWL (1,1), SWL (2,1), SWL (3,1), and the defective word line to be replaced with SWL (4,1). The program circuit PR1 uses the spare word lines SWL (1,1), SWL (2,1), SWL (3,1) and SWL (4,1) to store these four defective word line addresses. Includes four link circuits LINK1-LINK4 for storing defective word line addresses to be replaced. Similarly, the program circuit PR4 has four link circuits LINK1 to LINK4, and these link circuits LINK1 to LINK4 are provided with spare word lines SWL (1, 4), SWL (2, 4), SWL (3, 4) and The address of the defective word line which is replaced and replaced by SWL (4, 4) is stored. Although not shown in FIG. 34, a program circuit including four link circuits is also provided for the remaining spare word lines SWL (m, 2) and SWL (m, 3).
[0011]
Decision circuits D1-D4 are provided corresponding to program circuits PR1-PR4, respectively. Each of decision circuits D1-D4 determines whether or not a corresponding spare word line group has been designated in response to an output signal of corresponding program circuit PR1-PR4, and determines control signal SEEx ( x = 1-4) is generated (activated).
[0012]
Spare row decoders SRD (1,1), SRD (2,1), SRD (3,1) and SRD (4,1) receive control signal SEE1 from decision circuit D1, and when control signal SEE1 is in an active state. The state is enabled. Generally, spare row decoder SRD (m, x) receives array support signal BSm and control signal SEEx.
[0013]
Each of row decoders RD (m, n) is provided with a gate Gmn for enabling or disabling corresponding row decoder RD (m, n) according to array instruction signal BSm and control signal SEEx. In FIG. 34, gates G11, G21, G31 provided for row decoders RD (1, 1), RD (2, 1), RD (3, 1) and RD (4, 1) are representatively provided. G41 is shown. These gates G11, G21, G31 and G41 receive control signal SEE1 from decision circuit D1. That is, row decoders RD (m, 1) -RD (m, 16) are divided into groups according to control signals SEE1-SEE4.
[0014]
Gate Gmn supplies array request signal BSDmn to corresponding row decoder RD (m, n) in response to signals BSm and SEEx. The configuration of the gate Gmn will be described later. When the control signal SEEx is active, the gate Gmn disables the corresponding row decoder RD (m, n).
[0015]
FIG. 35 is a diagram specifically showing the configuration of the circuit shown in FIG. In FIG. 35, spare row decoder SRD (m, x), row decoder RD (m, n), program circuit PRx and related circuits are representatively shown.
[0016]
As described above, the program circuit PRx includes the link circuits LINK1 to LINK4 each having the same configuration. Link circuit LINK1 includes a p-channel MOS transistor QP1.1 for precharging node N1 to high voltage VPP in response to precharge signal PR, and fuse elements F1.1-F1.8 connected in parallel to node N1. And n channel MOS transistors QN1.1-QN1.8 connected between fuse elements F1.1-F1.8 and the ground node, respectively. MOS transistors QN1.1-QN1.8 receive internal (predecode) address signals Xi (i = 1-4) and Xj (j = 5-8) at their gates (control electrodes), respectively. At the time of programming a defective word line address, link elements F1.1-F1.8 are cut by irradiation with an energy beam such as a laser beam. Specifically, a fuse element corresponding to a defective word line address among fuse elements F1.1-F1.8 is cut.
[0017]
The decision circuit DX includes a four-input NOR gate NO31 that receives the output signals of the link circuits LINK1 to LINK4, and an inverter INV31 that inverts the output signal of the NOR gate NO31 to generate the control signal SEEx.
[0018]
Spare row decoder SRD (m, x) provided for spare word line SWL (m, x) receives control signal SEEx and array designating signal BSm, and receives spare word line designating signal SWEm. x, which generates (activates) x, and a spare word line drive signal of a high voltage VPP level by inverting an output signal of the NAND gate NA31 to the corresponding spare word line SWL (m, x). The inverter INVSm. x. Here, the circuit shown in FIG. 35 operates using the high voltage VPP as one operation power supply voltage, but may operate using the power supply voltage Vcc as the operation power supply voltage.
[0019]
Gate Gmn provided for row decoder RD (m, n) receives an inverter INV32 for inverting array designation signal BSm, and NOR for generating a decoder enable signal BSDmn in response to the output signal of inverter 32 and control signal SEEx. Includes gate NO32.
[0020]
Row decoder RD (m, n) receives signal BSDmn and internal (pre-decoded) address signals Xi and Xj, and receives a 3-input NAND gate NAm. n and the NAND gate NAm. n of the inverter INVm.n which inverts the output signal of the inverter INVm. n. Next, the operation of the circuit shown in FIG. 35 will be briefly described.
[0021]
In the precharge (standby) state, precharge signal PR is at L level, MOS transistor QP1.1 included in link circuits LINK1-LINK4 is on, and node N1 is at H level of high voltage VPP level. It is charged. Link elements F1.1-F1.8 are programmed in advance according to the test results of the semiconductor memory device (selectively disconnected).
[0022]
The program of link elements F1.1-F1.8 will be described later, but the link element corresponding to the defective row address is disconnected.
[0023]
In the active cycle, precharge signal PR rises to H level, and MOS transistor QP1.1 is turned off. In this state, when the defective word line is addressed, the corresponding fuse element has been cut, so that node N1 maintains the H level of the high voltage VPP level. When a normal word line is designated, its address is not programmed in link circuit LINK1, so that at least one of MOS transistors QN1.1-QN1.8 is turned on, and node N1 is brought to the ground potential level. Discharge. The decision circuit Dx generates the control signal SEEx at the high voltage VPP level when the addressed word line is replaced with any of the spare word lines SWL (m, x). When a defective word line is not specified, control signal SEEx maintains L level.
[0024]
When control signal SEEx and array designating signal BSm both rise to the H level, spare row decoder SRD (m, x) transmits a spare word line drive signal at the high voltage VPP level to corresponding spare word line SWL (m, x). introduce. In other cases, spare row decoder SRD (m, x) transmits an L level signal to corresponding spare word line SWL (m, n).
[0025]
When control signal SEEx is at an H level, signal BSDmn output from NOR gate NO32 included in gate Gmn attains an L level, and row decoder RD (m, n) is disabled. That is, the NAND gates NAm. The output of n is at H level irrespective of the values of address signals Xi and Xj.
[0026]
When the control signal SEEx is at the L level, the NOR gate NO32 is enabled, and the array designation signal BSm is directly generated as the signal BSDmn. When the signals BSm, Xi and Xj specify the word line WL (m, n), the row decoder RD (m, n) outputs the word line drive signal at the high voltage VPP level to the word line WL (m, n). ).
[0027]
FIG. 36 schematically shows an arrangement of row decoders and spare row decoders provided for memory array MA1. In FIG. 36, row decoder block RD1 includes NAND gate NA (1, n) and inverters INV1. . n including unit row decoders RD (1, 1), RD (1, 2),. NAND gates NA (1,1), NA (1,2)... NA (1,16) receive different combinations of address signals Xi and Xj, respectively. The decoder enable signal BSD1n (n = 1-16) is divided into groups according to the control signal SEEx.
[0028]
As spare decoder SRD1, inverter INVS. 1 and INVS 1.4 are representatively shown.
[0029]
FIG. 37 schematically shows a structure of a portion related to one column in one memory cell array. In FIG. 37, one column includes a pair of bit lines BL and / BL, and memory cells MC in a corresponding column are connected. FIG. 37 representatively shows a memory cell MC arranged corresponding to the intersection of bit line BL and word line WL (m, n). The memory cell MC includes a capacitor CS for storing information in the form of electric charge, and a transfer gate QN31 connecting the capacitor CS and the bit line BL in response to a potential on the word line WL (m, n). Capacitor CS receives cell plate voltage VCP of an intermediate potential (Vcc / 2) on one electrode (cell plate electrode).
[0030]
For a pair of bit lines BL and / BL, a sense amplifier SA differentially amplifies the potentials of bit lines BL and / BL, and bit lines BL and / BL in response to a precharge / equalize signal EQ. Precharge / equalize circuit BLEQ for precharging and equalizing to a precharge voltage VBL level of an intermediate potential (Vcc / 2) level. Although not shown, the sense amplifier SA includes a flip-flop type cross-coupled MOS transistor.
[0031]
Precharge / equalize circuit BLEQ includes an n-channel MOS transistor QN32 for electrically connecting bit lines BL and / BL, an n-channel MOS transistor QN33 for transmitting intermediate voltage VBL to bit line BL, and an intermediate voltage Includes n-channel MOS transistor QN34 for transmitting VBL to bit line / BL. MOS transistors QN32-QN34 are turned on when signal EQ attains an H level and indicates a standby state.
[0032]
During operation (in an active cycle), signal EQ is at low level, and MOS transistors QN32-QN34 are all off. Bit lines BL and / BL are electrically floated at intermediate voltage VBL level. When word line WL (m, n) is selected, its potential rises to H level, and transfer gate QN31 is turned on. Thereby, the capacitor CS is coupled to the bit line BL, and the potential of the bit line BL changes according to the data (charge amount) stored in the capacitor CS. Bit line / BL maintains the voltage level of precharged intermediate voltage VBL. Next, sense amplifier SA is activated to differentially amplify the potentials of bit lines BL and / BL, and the potentials of bit lines BL and / BL reach H level and L level according to data stored in memory cell MC. Change.
[0033]
According to an output signal from column decoder (CD), bit line pair BL and / BL are selected, and data is written or read from memory cell MC.
[0034]
When the memory cycle is completed, the potential of word line WL (m, n) falls, and transfer gate QN31 is turned off. Sense amplifier SA is then deactivated, and signal EQ rises to H level. As a result, MOS transistors QN32-QN34 are turned on, and precharge and equalize bit lines BL and / BL to intermediate voltage VBL.
[0035]
The word line WL (m, n) has been boosted to a high voltage VPP higher than the operation power supply voltage VCC, and the voltage of the operation power supply voltage VCC level can be applied to the memory cell capacitor without receiving the loss of the threshold voltage of the transfer gate QN31. CS can be written to, and transfer gate QN31 can be turned on at high speed.
[0036]
[Problems to be solved by the invention]
When replacing a word line using the above-described redundancy method, when the memory cell MC itself is defective, or when the word line WL (m, n) is disconnected, the word WL (m, n) is used. Can be rescued.
[0037]
However, when the word line WL (m, n) and the bit line BL are short-circuited as indicated by a resistor R1 in FIG. 38, a current flows from the bit line BL to the word line WL (m, n) in the standby state. During standby, word line WL (m, n) is discharged to the ground potential level via a word driver (an inverter included in a corresponding row decoder). Therefore, the voltage level of intermediate voltage VBL decreases, and standby current Icc2 increases. When the word line WL (m, n) is short-circuited with the cell plate voltage VCP supply line as indicated by the resistor R2 in FIG. 38, the current consumption similarly increases and the cell plate voltage VCP decreases. When the precharge intermediate voltage VBL supply line is short-circuited with the bit line BL or / BL as shown by the resistor R3a or R3b in FIG. 38, when the sense amplifier SA operates, both operations of the sense amplifier SA are performed. Both the power supply (VCC and ground potential level) are short-circuited to the intermediate voltage VBL supply line, and the potential of the bit line BL or / BL is not sufficiently and correctly amplified during the operation of the sense amplifier SA. A problem arises in that reading cannot be performed and current during the sensing operation increases.
[0038]
In addition, when the sense amplifier SA is short-circuited to the power supply voltage VCC supply line or the ground line, a leak current occurs in the standby state. The problem of the leak current due to the short circuit with the power supply line or the ground line also occurs in the word driver.
[0039]
Even if word line replacement is performed, a defect due to such a short circuit cannot be remedied by a conventional redundancy method based on word line replacement because the short circuit defect continues to exist in the memory array.
[0040]
In order to remedy such a short-circuit defect, a remedy method in which replacement is performed in array units as shown in FIG. 39 is described in "DRAM technology for file use" by Kikawa et al., 1993 IEEE ISSCC, Digest of Technical Paper , Feb. 24, 1993, p. 48, p. 49. In FIG. 39, the semiconductor memory device has a memory array MA1-MA4 having a plurality of memory cells arranged in a matrix of rows and columns, and a memory array MA1-MA4 having the same size as each of the memory arrays MA1-MA4. And the number of columns). Row decoder blocks RD1-RD4 are provided for memory arrays MA1-MA4, respectively, and spare row decoder blocks SRD are provided for spare memory array SMA. Column decoder CD is provided commonly for these arrays MA1-MA4 and SMA.
[0041]
Row decoder blocks RD1-RD4 receive high voltage VPP on internal power supply line 1a via fuse elements F41-F44, respectively, and spare row block decoder SRD receives high voltage VPP via switching element SW3.
[0042]
Memory arrays MA1-MA4 also receive voltage VBL (or VCP) on internal power supply line 1b via fuse elements F31-F34, and spare memory array SMA receives voltage VBL (or VCP) via switching element SW2. .
[0043]
If a defect exists in memory array MA1 irrespective of whether it can or cannot be relieved by replacing the word line, fuse elements F31 and F41 are cut (blown), and switching elements SW2 and SW3 are turned on. Is done. When memory array MA1 is addressed, the array address is programmed such that spare memory array SMA is accessed. Since the voltages VPP, VBL and VCP are not supplied to the memory array MA1, even if there is a short-circuit defect, there is no current flowing through this short-circuit portion, and the current consumption is reduced.
[0044]
In FIG. 3 of the aforementioned document, if the memory capacity is increased, the word line replacement method cannot sufficiently increase the production yield, and in FIG. 5, the memory array increases as the memory capacity increases. Since the number of (blocks) is increased and the size of the array block is reduced, it is stated that the block redundancy scheme by array replacement as shown in FIG. 39 does not increase the chip occupation area so much.
[0045]
However, according to such a block redundancy method, the memory array is replaced with a spare memory array even when there is only a defect that can be remedied by word line replacement. Thus, if a defective word line is distributed across multiple memory arrays due to small sized particles that tend to be distributed across multiple memory arrays, such a defective word line may be Even if the number is smaller than the number of word lines included in the spare memory array, it cannot be repaired.
[0046]
In addition, in such a block redundancy system, since voltages VPP, VBL and VCP are supplied to the memory array only through the fuse element, a standby current test cannot be performed for each array, and therefore, each memory can be used. It is necessary to analyze the distribution pattern of the defective cells in the array to determine whether or not there is a short-circuit failure, and it takes a long time to detect the defective array.
[0047]
Therefore, in order to increase the product yield, it is desirable to assume both replacement in word lines and replacement in array units in a semiconductor memory device.
[0048]
However, when both the conventional word line replacement method and the conventional block redundancy method as described above are mounted on one semiconductor memory device, the chip area increases, the number of fuse elements increases significantly, and replacement control is performed. The circuit configuration becomes complicated and large-scale.
[0049]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device in which both a redundant word line system and a block redundant system can be mounted by a simple replacement control circuit without increasing the chip occupation area.
[0050]
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of easily detecting a defective memory array.
[0051]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor memory device according to a first aspect includes a plurality of memory arrays and at least one spare array. Each of the memory arrays includes a plurality of memory cells arranged in rows and columns, and a plurality of word lines provided corresponding to each row and connected to the memory cells of the corresponding row. At least one spare array includes a plurality of memory cells arranged in rows and columns, and a plurality of spare word lines arranged corresponding to each row and connected to memory cells of the corresponding row, respectively. The number of spare word lines is the same as the number of word lines included in each of the memory arrays, and if there are no defective word lines, each of the word lines in each of the memory arrays is replaced by the spare word in the spare memory array. It is uniquely associated with a line.
[0052]
The semiconductor memory device according to the first aspect further includes a replacement control circuit that replaces the defective word line with a corresponding spare word line when the defective word line exists in a certain memory array among the plurality of memory arrays.
[0053]
The semiconductor memory device according to claim 2 is Including a plurality of memory arrays and at least one spare array. Each of the memory arrays includes a plurality of memory cells arranged in rows and columns, a plurality of word lines provided corresponding to each row and connected to the memory cells of the corresponding row, and a plurality of memory cells arranged in one row. And at least one redundant word line to which the memory cell is connected. At least one spare array includes a plurality of memory cells arranged in rows and columns, and a plurality of spare word lines arranged corresponding to each row and connected to memory cells of the corresponding row. The number of spare word lines is the same as the number of word lines included in each of the memory arrays, and when there is no defective word line, each of the word lines in each of the memory arrays is replaced with the spare word line of the spare array. Uniquely associated. The device according to claim 2 further comprises: A replacement control circuit for replacing a defective word line with a corresponding spare word line when a defective word line exists in an array of a plurality of memory arrays; There is a defective word line in the memory array memory A redundant replacement circuit that replaces a defective word line with a redundant word line included in the array when present in an array is included.
[0054]
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor memory device, the replacement control circuit of the first aspect is provided corresponding to each of the spare word lines, and decodes a given row address signal to convert a spare word line drive signal into a corresponding spare word. A plurality of spare row decoders for transmitting the data to a corresponding word line in accordance with the result of the decoding, and a plurality of word lines in each of the memory arrays. And a plurality of row decoders for generating the same. Each of the plurality of row decoders and each of the plurality of spare row decoders have the same logical configuration.
[0055]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor memory device according to the first aspect, further comprising an internal voltage line transmitting a predetermined internal voltage, and a defective memory array when a defective memory array exists in a plurality of memory arrays. Voltage supply control means for separating from the voltage lines and connecting the internal voltage lines to the spare memory array.
[0056]
According to a fifth aspect of the present invention, the semiconductor memory device according to the first aspect further includes an internal voltage line for supplying a predetermined internal voltage to each of the plurality of memory arrays; Can be remedied by replacement When it is determined that only a defective word line exists , these of An internal voltage control element for supplying a predetermined internal voltage to the plurality of memory arrays is provided.
[0057]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor memory device according to the first aspect, further comprising: an internal voltage line transmitting a predetermined internal voltage; a unit for generating a standby current test mode instruction signal; Address determining means for generating an array instruction signal in response to a test mode instruction signal and inhibiting generation of a row address signal; and setting an internal voltage line in response to the standby current test mode instruction signal and the array instruction signal. Connection control means for connecting only to the array specified by the signal is provided.
[0058]
According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the first aspect, a row selecting means for generating a row designating signal in accordance with a row address signal designating a row in each of the plurality of memory arrays; An array selection circuit for generating a signal; and selection control means for enabling the array selection means and disabling the row selection means in response to activation of the standby current test mode instruction signal.
[0059]
According to a eighth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device according to the first aspect, further comprising: a means for generating a spare array designating signal defining a spare array; and a standby current test mode designating signal and a spare array designating signal. Means for supplying a predetermined internal voltage to a spare array designated by the spare array and isolating another array from the internal voltage line.
[0060]
According to a ninth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device of the first aspect, the semiconductor memory device includes a plurality of memory blocks each including a plurality of memory arrays and the at least one spare array. It is arranged corresponding to each.
[0061]
A test method for a semiconductor memory device according to a tenth aspect includes a plurality of memory arrays each having a plurality of memory cells arranged in rows and columns and the same number of memory cells in rows and columns as the memory arrays. A method of testing a device including at least one spare memory array and an internal voltage transmission line transmitting a predetermined internal voltage, wherein the internal voltage line is connected to a memory array designated by an array designating signal and the remaining array And performing a standby current test of the specified memory array by separating the memory array from the internal voltage line. If the memory array is determined to be defective due to the large standby current in the standby current test, Replacing the spare array with a spare array, and connecting the spare array to an internal voltage line to form a spare array. Performing a standby current for the memory array and, when the standby current test is performed for all the memory arrays, performing a function test for determining whether or not a defective row exists in any of the plurality of memory arrays And, if the defective row can be replaced with a row in the spare array, replacing the defective row.
[0062]
[Action]
In the semiconductor memory device according to the present invention, the word line of the spare array and the word line of each memory array are uniquely associated with each other when no defective word line exists, and the replacement control circuit replaces the defective word line. Word line replacement or array replacement can be easily performed according to the failure mode.
[0063]
In the semiconductor memory device according to the second aspect, each of the memory array and the spare array includes a redundant word line, and the defective word line is replaced by the redundant word line by the redundant replacement circuit. It can be replaced with a spare word line or a redundant word line, and the efficiency of repairing a defective word line is improved. Further, redundant word lines are also provided in the spare array, so that a defective spare word line can be repaired, and accordingly, the repair efficiency of the defective word line or defective array is improved.
[0064]
In the semiconductor memory device according to the third aspect, the row decoder provided corresponding to the word line of the memory array and the spare decoder provided corresponding to the spare word line of the spare array have the same logical configuration. , And an address signal can be applied in common, thereby simplifying the configuration of a replacement control circuit for replacing a word line. Also, there is no access delay due to the repair of the defective word line.
[0065]
In the semiconductor memory device according to the fourth aspect, the supply of the internal voltage to the defective array is prohibited, while the internal voltage is applied to the spare array, and the replacement of the defective array by the spare array is realized.
[0066]
In the semiconductor memory device according to the fifth aspect, when there is only a repairable defective word line, an internal voltage is supplied to each of the memory arrays via the voltage control element, and the defective word line relief is performed in word line units. Is realized.
[0067]
In the semiconductor memory device according to the sixth aspect, in the standby current test mode, the generation of the row address signal is inhibited, while only the array specifying signal is generated, and the internal voltage is applied to the array specified by the array specifying signal. Then, the supply of the internal voltage to the remaining arrays is prohibited, whereby a standby current test can be performed for each array, and the defective array can be easily detected.
[0068]
In the semiconductor memory device according to the seventh aspect, in the standby current test mode, the operation of the row selection circuit is prohibited, and only the array selection circuit operates. As a result, a standby current test can be performed on the array specified by the array specifying signal generated from the array selection circuit.
[0069]
In the semiconductor memory device according to the present invention, a spare array designating signal generating means is provided, and in a standby current test mode, a spare array is designated by the spare array designating signal from the spare array designating signal generating means to spare the internal voltage. Since the power is supplied to the array and the supply of the internal voltage to the other arrays is prohibited, a standby current test for the spare array can also be realized.
[0070]
10. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein a replacement control circuit is provided for each of a plurality of memory blocks each including a plurality of memory arrays and at least one spare array. , A defective word line and a defective array can be relieved in each memory block.
[0071]
11. The semiconductor memory device test method according to claim 10, wherein a standby current test is performed for each array, and if a defective array is present, the array is replaced with a spare array. Since a functional test of the device is performed to detect and remedy a defective word line, array replacement can be performed at a high speed, and replacement can be performed in word line units when no defective array exists.
[0072]
【Example】
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of a semiconductor memory device which is an embodiment of the present invention, for example, a dynamic random access memory. 1, the semiconductor memory device includes a plurality of memory arrays MA1-MAw (w = 4 in the configuration of FIG. 1). Each of memory arrays MA1-MAw includes a plurality of memory cells arranged in rows and columns. The semiconductor memory device further includes a spare memory array SMA having a plurality of memory cells arranged in rows and columns for repairing a defective memory array by replacement. Each of memory arrays MA1-MAw includes X (16 in the arrangement of FIG. 1) word lines WL (m, n). Here, m is 1-w and n is 1-X. Word line WL (m, n) is arranged corresponding to each row of corresponding memory array MAm, and the memory cells on the corresponding row are connected. In the following description, it is assumed that the semiconductor memory device includes four memory arrays MA1-MA4, and each of the memory arrays MA1-MA4 includes 16 word lines, for the sake of simplicity.
[0073]
Spare memory array SMA includes the same number of spare word lines SWL (s, X) as memory arrays MA1-MA4, and each of spare word lines SWL (s, X) has a corresponding row in spare memory array SMA. A memory cell is connected. Here, based on the above assumption, spare memory array SMA also includes 16 spare word lines SWL (s, 1) -SWL (s, 16). Row decoder block RDBm is provided for each of arrays MA1-MA4. Row decoder block RDBm includes 16 row decoders RD (m, n) provided corresponding to word lines WL (m, n) included in corresponding memory array MAm. Similarly, for spare memory array SMA, 16 spare row decoders SRD (s, n) provided corresponding to spare word lines SWL (s, 1) -SWL ((s, 16)) are provided. .
[0074]
Column decoder CD is provided commonly to memory arrays MA1-MA4 and spare memory array SMA. Column select line CSL transmitting a column select signal from column decoder CD extends over memory arrays MA1-MA4 and spare memory array SMA. The column selection line CSL may select one column (a pair of bit lines) in each of the memory arrays MA1-MA4 and the spare memory array SMA, or select a plurality of columns in each of the arrays MA1-MA4 and SMA. May be configured.
[0075]
The internal voltage VI on the internal voltage line 1 is supplied to each of the memory arrays MA1-MA4 via fuse elements (fusible link elements) F1-F4. Internal voltage VI includes high voltage VPP for driving word lines, intermediate voltage VBL for precharging / equalizing bit lines, and cell plate voltage VCP applied to memory cell capacitors. In FIG. 1, these predetermined reference voltages VPP, VBL, and VCP are generically indicated by internal voltage VI. Spare memory array SMA is supplied with internal voltage VI via switching element SW1. Spare row decoder block SRDB receives high voltage VPP represented by internal voltage VI via switching element SW1.
[0076]
High voltage VPP, bit line precharge / equalizing intermediate voltage VBL, and cell plate voltage VCP are supplied to arrays MA1-MA4 and SMA via different fuse elements or switching elements, respectively. However, in FIG. 1, in order to simplify the drawing, one fuse element Fm is provided for each memory array MAm, and one switching element SW1 is provided for spare memory array SMA. Shown.
[0077]
When spare memory array SMA is used (when a defective word line or a defective array exists), switching element SW1 is turned on. If the memory array MAm is defective due to a large leak current, the corresponding fuse element Fm is blown, and the supply of the internal voltage VI to the defective array MAm is prohibited. Next, a rescue method in the configuration shown in FIG. 1 will be briefly described.
[0078]
Replacement (repair) in word line units is performed as follows. If the k-th word line WL (m, k) in the memory array MAm is defective and should be relieved, the spare word line SWL (s, k) in the spare memory array SMA and the k-th word line WL ( m, k) are replaced. For example, word line WL (1,2) of memory array MA1 is replaced with spare word line SWL (s, 2) of spare memory array SMA, and word line WL (2,6) of memory array MA2 is replaced by spare memory. The spare word line SWL (s, 6) of the array SMA is replaced, and the word line WL (3, 12) of the memory array MA3 is replaced by the spare word line SWL (s, 12), and the word line WL of the memory array MA4 is replaced. (4, 16) is replaced with a spare word line SWL (s, 16).
[0079]
When a defective word line exists in a plurality of memory arrays and their numbers, that is, the row addresses are different, all of these defective word lines can be replaced by the spare word line of spare memory array SMA. The line can be rescued.
[0080]
When such a replacement method is applied to a specific memory array MAm, the specific memory array MAm is entirely replaced with a spare memory array SMA. That is, with the replacement configuration shown in FIG. 1, both replacement in word lines and replacement in array units can be performed. When replacement is performed in word line units, switching element SW1 is turned on, and fuse elements F1-F4 are all turned on. When replacement is performed in array units, switching element SW1 is turned on, and fuse element Fu corresponding to defective memory array MAu is blown. Thereby, supply of internal voltage VI to defective memory array MAu is prohibited, and current consumption in defective memory array MAu is prevented.
[0081]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration for generating an enable signal for enabling spare row decoders SRD (s, 1) to SRD (s, 16) shown in FIG. The configuration shown in FIG. 2 is provided for each of spare row decoders SRD (s, 1) to SRD (s, 16). In FIG. 2, a spare row decoder enable signal generation circuit includes a first program circuit 10 for programming whether a corresponding spare word line SWL (s, n) is used, and a corresponding spare word line SWL. A second program circuit 12 for programming which memory array uses (s, n) is included. First program circuit 10 includes a resistance element Rn connected between a node receiving high voltage VPP and node Nn, and a fuse element Fn. Connected between node Nn and a ground potential node. 5 is included.
[0082]
When the corresponding spare word line SWL (s, n) is used, that is, when word line WL (m, n) in any of memory arrays MA1-MA4 is defective, fuse element Fn. 5 is blown, for example, by a laser beam. The resistance element Rn pulls up the node Nn to the high voltage VPP level, the signal SEn rises to the H level, indicating that the corresponding spare word line SWL (s, n) is used.
[0083]
If the corresponding spare word line SWL (s, n) is not used, fuse element Fn. 5 maintains the conduction state. Resistance element Rn has a large resistance value, so that node Nn is discharged to the ground potential level, signal SEn attains L level, indicating that the corresponding spare word line SWL (s, n) is not used.
[0084]
Second program circuit 12 includes NAND gates NAn.NAn. Provided corresponding to memory array designating signals BS1'-BS4 'provided from a block (array) decoder described later. 1-NAn. 4 and NAND gate NAn. 1-NAn. 4 are connected to the fuse elements Fn. 1-Fn. 4 and an inverter INVn.
[0085]
NAND gate NAn. 1-NAn. 4 receives signal SEn from first program circuit 10 at one input, and receives corresponding array designation signals BS1'-BS4 'at the other input. NAND gate NAn. 1-NAn. 4 is output from the corresponding fuse element Fn. 1-Fn. 4 to a signal line 5.
[0086]
Inverter INVn inverts the signal on signal line 5 to generate spare row decoder enable signal BSEn for controlling enable / disable of spare row decoder SRD (s, n). In the programming of the memory array in the second program circuit 12, the NAND gate NAn. That receives the memory array designating signal BSm 'designating the memory array MAm using the corresponding spare word line SWL (s, n). Only the fuse element provided at the output of m is rendered conductive, and the remaining fuse elements are cut.
[0087]
For example, when memory array MA1 uses spare word line SWL (s, n), fuse element Fn. 2-Fn. 4 is cut, and fuse element Fn. 1 is made conductive. NAND gate NAn. Only one output signal is transmitted to signal line 5. At this time, since the corresponding spare word line SWL (s, n) is used for signal SEn, fuse element Fn. 5 is disconnected and becomes H level.
[0088]
When memory array MA1 is addressed, that is, when access is requested, signal BS1 'attains H level and NAND gate NAn. 1 goes low, the signal BSEn from the inverter INVn goes high, and the corresponding spare row decoder SRD (s, n) is enabled.
[0089]
When another memory array is addressed, signal BS1 'is at L level and NAND gate NAn. 1 is at the H level, and the signal BSEn is also at the L level. When the corresponding spare word line SWL (s, n) is not used by any of memory arrays MA1-MA4, fuse element Fn. 1-F1n. All 4 are made conductive. In this state, as described above, signal SEn is also at L level (fuse element Fn.5 is conductive), and NAND gate NAn. 1-NAn. 4 are all disabled and always output a signal of H level regardless of the logic level of the memory array designation signals BS1'-BS4 '. Therefore, the signal on signal line 5 is at H level, and signal BSEn maintains L level. Thereby, the corresponding spare word line SWL (s, n) is maintained in the non-selected state.
[0090]
By using the configurations of program circuits 10 and 12 shown in FIG. 2, row decoder RD (m, n) and spare row decoder SRD (s, n) have the same logical configuration as described later. As a result, the control of enabling / disabling the row decoder RD (m, n) and the spare row decoder SRD (s, n) is simplified.
[0091]
Further, fuse elements Fn. Used for word line replacement (or array replacement) are used. 1-Fn. 5, the fuse element Fn. 1-Fn. The total number is 80 except for 4 and the number of fuse elements is greatly reduced as compared with the conventional word line replacement method. Here, when the number of fuse elements includes the fuse elements F1 to F4, and the fuse elements are provided for each of the high voltage VPP and the intermediate voltage VBL as the internal voltage, the total is 88.
[0092]
According to the above configuration, defective word line WL (m, n) in memory array MAm is intentionally replaced by spare word line SWL (s, n) having the same number (same row address) as spare memory array SMA. Therefore, there is no need to program or store which defective word line WL (m, n) is replaced with which spare word line SWL (s, n).
[0093]
Here, the reason why the high voltage VPP is used to generate the signal SEn is as follows. Each of array designating signals BS1'-BS4 'attains a high voltage VPP level when activated, as will be described later. Inverter INVn and NAND gate NAn. 1-NAn. 4 operates using the high voltage VPP as one operation power supply voltage. Therefore, high voltage VPP is used in program circuit 10 to match the voltage levels of signals BS1'-BS4 'with the voltage level of signal SEn. However, signals BS1'-BS4 'are at the level of operating power supply voltage VCC, and NAND gates NAn. 1-NAn. 4 and the inverter INVn operate using the operating power supply voltage VCC as the operating power supply voltage, the operating power supply voltage VCC may be used in the first program circuit 10 instead of the high voltage VPP.
[0094]
FIG. 3 is a diagram showing a configuration for generating a normal decoder enable signal BSn (m, n) for controlling enable / disable of the normal row decoder RD (m, n). In FIG. 3, address buffer 3 receives an externally applied address signal, receives an array address signal BA for addressing one of memory arrays MA1-MA4, and a word line WL (m, 1) -WL ( m, 16n) is generated. Row address signal RA is applied to normal row decoder RD (m, n) and spare row decoder SRD (s, n) via a row predecoder (this configuration will be described later).
[0095]
Block decoder 3 receives and decodes array address signal BA from address buffer 2 to generate array designation signal BSm '. Although the block decoder 3 operates using the high voltage VPP as one operation power supply voltage, the block decoder 3 may operate according to the operation power supply voltage VCC.
[0096]
Array designating signal BSm 'from block decoder 3 is applied to inverter IVm, and the output signal of inverter IVm is applied to one input of NOR gate NOn (m). Normal decoder enable signal DSEn is applied to the other input of NOR gate NOn (m). Normal decoder request signal DSn (m) is output from NOR gate NOn (m). The NOR gates NOn (m) are provided corresponding to the respective normal row decoders RD (m, n) as shown in FIG. FIG. 4 shows, as an example, a state where NOR gates NOn (1) -NOn (4) are provided corresponding to row decoders RD (1, n) -RD (4, n), respectively. NOR gates NOn (1) -NOn (4) receive inverted array designating signals / BS1 '-/ BS4' at their first inputs and normal row decoder enable signal DSEn at their second inputs. Next, the operation of the configuration shown in FIGS. 3 and 4 will be described.
[0097]
When spare word line SWL (s, n) is not used, signal BSEn is at L level. Thereby, spare row decoder SRD (s, n) is disabled. NOR gate NOn (m) inverts inverted array designating signal / BSm 'and outputs signal BSn (m). One of the row decoders RD (1, n) -RD (4, n) is enabled according to the normal decoder request signal BSn (m).
[0098]
When spare word line SWL (s, n) is used, signal BSEn rises to H level only when a memory array using spare word line SWL (s, n) is designated. It is now assumed that memory array MA1 uses spare word line SWL (s, n). That is, consider a case where word line WL (1, n) is defective and replaced with spare word line SWL (s, n).
[0099]
When array designating signal BS1 'rises to the H level and designates memory array MA1, signal BSEn rises to the H level, disabling NOR gate NOn (m), and outputs signals BSn (m) and BSn (1). -BSn (4)) maintains the L level, and the row decoders RD (1, n) -RD (4, n) are disabled. When a word line WL (1, a) other than the defective word line WL (1, n) is designated, the row decoder RD (1, a) is enabled by the corresponding decoder enable signal BSa (1), and the signal BSa ( When 1) is at the H level, the word line WL (1, a) is selected.
[0100]
When a memory array other than memory array MA1 is designated, signal BSEn attains an L level, and NOR gates NOn (m) (NOn (1) -NOn (4)) are enabled. One of signals / BS2 '-/ BS4' attains an L level, an output signal BSn (m) from a corresponding NOR gate NOn (m) (m) 1) rises to an H level, and a corresponding row decoder RD ( m, n) are enabled.
[0101]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a row decoder RD (m, n) provided for a normal word line WL (m, n). In FIG. 5, row decoder RD (m, n) has a three-input NAND gate NAm. n and the inverter INVm. n.
[0102]
NAND gate NAm. n receives decoder enable signal BSn (m), one bit of predecode signal Xi (i = 1-4), and one bit of predecode signal Xj (j = 1-4), and receives given signal BSn (m). ), And outputs an L level signal when Xi and Xj are all at H level. Predecode signals Xi and Xj are generated by predecoding an external row address signal by a row predecoder (not shown).
[0103]
The inverter INVm. n has its source connected to receive the high voltage VPP, and has its gate connected to the NAND gate NAm. n, the drain of which is connected to the corresponding word line WL (m, n), the source of which receives the ground potential VSS, and the gate of which receives the NAND gate NAm. An n-channel MOS transistor QN receiving the output signal of n and having its drain connected to the corresponding word line WL (m, n) is included.
[0104]
NAND gate NAm. n outputs an H level signal of the high voltage VPP level when not selected. NAND gate NAm. n may operate with the high voltage VPP as the operating power supply voltage when each of the signals Xi, Xj and BSn (m) is a signal at the high voltage VPP level. Alternatively, NAND gate NAm. n is a level conversion for converting an H level signal of the operation power supply voltage level into a signal of a high voltage VPP level when the signals BSn (m), Xa and Xi are selected and the signal is at the operation power supply voltage level. It may have a function.
[0105]
FIG. 6 is a diagram specifically showing a configuration of spare row decoder SRD (s, n). 6, spare row decoder SRD (s, n) has the same configuration as row decoder RD (m, n) shown in FIG. 5, and has one bit of signal BSEn signal, predecode signal Xi and predecode signal Xj. NAND gate NAm. n and the NAND gates NAs. n receiving the output signal of the inverter INVs. n.
[0106]
The inverter INVs. n includes a p-channel MOS transistor QPs and an n-channel MOS transistor QNs. The inverter INVs. n operates with the high voltage VPP as one operation power supply voltage. NAND gate NAs. n outputs a signal of L level when applied signals BSEn, Xi and Xj are all at H level, and inverters INVs. The output signal from n becomes high voltage VPP level, and spread word line SWL (s, n) is set to the selected state.
[0107]
As can be clearly seen from FIGS. 5 and 6, row decoder RD (m, n) and spare row decoder SRD (s, n) have the same logical configuration as each other. With the same logical configuration, no access delay occurs even when a spare word line is selected, and the same layout pattern is repeated for row decoder RD (m, n) and spare row decoder SRD (s, n). The layout area can be reduced, and the layout can be facilitated.
[0108]
FIG. 7 is a diagram exemplarily showing the flow of signals related to word line selection. Memory array designation signals BS1'-BS4 'are applied to second program circuit 12. First program circuit 10 generates a signal SEn indicating whether or not a corresponding spare word line SWL (s, n) is to be used, and supplies it to second program circuit 12. Second program circuit 12 generates spare decoder enable signal BSEn according to signals BS1'-BS4 'and BSEn. Gate 15 corresponds to inverter IVm and NOR gate NOn (m) shown in FIG. 3, receives a corresponding memory array designating signal BSm 'and a decoder enable signal BSEn, and supplies a corresponding row decoder RD (m, n) to corresponding row decoder RD (m, n). The signal BSn (m) is provided.
[0109]
Predecode signals Xi and Xj are commonly applied to row decoder RD (m, n) and spare row decoder SRD (s, n). That is, row decoder RD (m, n) and spare row decoder SRD (s, n) provided on the word line of the same row address receive the same combination of predecode signals Xi and Xj, and receive signal BSn (m) And BSEn enable one of them.
[0110]
FIG. 8 is a diagram showing the overall arrangement of the row decoder and the spare row decoder. In FIG. 8, row decoders RD (1,1) -RD (1,16) provided for word lines WL (1,1) -WL (1,16) of memory array MA1 and memory cell array MA4, respectively. Row decoders RD (4,1) -RD (4,16) provided for word lines WL (4,1) -WL (4,16), and spare word lines SWL (s, 1) of spare memory array SMA. ) -SWL (s, 16) are representatively shown as spare row decoders SRD (s, 1) to SRD (s, 16).
[0111]
The first-stage three-input NAND gates NA (1,1) -NA (1,16) of the row decoders RD (1,1) to RD (1,16) have their first inputs on the 16-bit bus 20a. Signals BS1 (1) -BS16 (1) are received, respectively. The first-stage NAND gates NA (4,1) -NA (4,16) of the row decoders RD (4,1) -RD (4,16) provide signals on the 16-bit signal bus 20d to their first inputs. Receive BS4 (1) -BS4 (16). The first-stage three-input NAND gates NA (s, 1) -NA (s, 16) of the spare row decoders SRD (s, 1) -SRD (s, 16) each have a 16-bit signal bus 20e connected to its first input. It receives the above signals BSE1-BSE16, respectively.
[0112]
The spare word line SWL (s, n) can be replaced with only one word line WL (1, n) -WL (4, n), that is, WL (m, n).
[0113]
When signal BSEn is activated, signal BSn (m) is deactivated. Thereby, when the spare word line SWL (s, n) is selected, the selection of the corresponding word line WL (m, n) is prohibited.
[0114]
FIG. 9 is a diagram showing a configuration for programming the switching element SW1. In the configuration shown in FIG. 9, switching element SW1 is connected between p-channel MOS transistor PTa connected between high voltage supply line 1a and local high voltage line 21a, and between intermediate voltage VBL supply line 1b and local voltage line 21b. It includes a p-channel MOS transistor PTb connected thereto and a p-channel MOS transistor PTc connected between another intermediate voltage VCP supply line 1c and local voltage line 21c. Local lines 21a, 21b and 21c transmit high voltage VPP, intermediate voltage (bit line precharge / equalize voltage) VBL and another intermediate voltage (cell plate voltage) VCP to spare memory array SMA, respectively.
[0115]
Program circuit 22 for programming switching element SW1 includes a fuse element Fw connected between high voltage supply line 1a and node 22a, and a high resistance resistance element Rw connected between node 22a and a ground node. . Node 22a is connected to the gates of MOS transistors PTa, PTb and PTc.
[0116]
When spare memory array SMA is not used, fuse element Fw maintains the conductive state, node 22a is set to the high voltage VPP level, and MOS transistors PTa, PTb and PTc are all turned off. Thus, the supply of the voltages VPP, VBL and VCP to the spare memory array is prohibited.
[0117]
When spare memory array SMA is used, fuse element Fw is blown, node 22a is discharged to the ground potential level by pull-down resistor Rw, MOS transistors PTa-PTc are all turned on, and voltage is applied to spare memory array SMA. VCP, VBL and VPP are supplied. Thereby, spare memory array SMA is brought into an operable state.
[0118]
FIG. 10 is a diagram showing each configuration of the switching element SW1. In the configuration shown in FIG. 10, switching elements SW1a and SW1b are provided for sense amplifier SA. Sense amplifier SA is provided for bit lines BL and / BL, and has an N sense amplifier NSA formed of cross-coupled n-channel MOS transistors and a P sense amplifier formed of cross-coupled p-channel MOS transistors. Includes PSA. N sense amplifier NSA receives ground potential Vss applied on local switch line 21e via n channel MOS transistor NSD which is turned on in response to N sense amplifier activation signal φSN. P sense amplifier PSA receives power supply voltage Vcc applied on local power supply line 21d via p channel MOS transistor PSD which is turned on in response to φSP.
[0119]
Switching element SW1a formed of n-channel MOS transistor NTd is provided for local ground line 21e, and switching element SW1b formed of p-channel MOS transistor PTd is provided for local power supply line 21d. When conducting, switching elements SW1a and SW1b transmit ground potential Vss on ground line 1d and operating power supply voltage Vcc on power supply line 1d to local ground line 21e and local power supply line 21d, respectively. The on / off program of switching elements SW1a and SW1b is realized by a configuration shown in FIG. 9 in which a signal at node 22a is received by an inverter. A configuration in which a switching element is further provided for sense amplifier activation signals φSP and φSN may be used.
[0120]
FIG. 11 is a diagram showing another configuration of a circuit related to word line selection. In the configuration shown in FIG. 11, a two-way system is applied to row decoder RD (m, n) and spare row decoder SRD (s, n).
[0121]
Row decoder RD (m, n) receives NAND signal NAn. n. One bit of the predecode signal Xi (i = 1-4) and one bit of the predecode signal Xk (k = 5-6) are also the NAND gate NAm. n. NAND gate NAm. n simultaneously designates adjacent word lines WL1 (m, n) and WL2 (m, n).
[0122]
NAND gate NAm. A 2-way decoder is provided at the output of n to select one of two adjacent word lines WL1 (m, n) and WL2 (m, n). This 2-way decoder is provided for word line WL1 (m, n), and is provided for n-channel MOS transistor QNmn1 which is turned on in response to way signal RX1, and for word line WL2 (m, n). And an n-channel MOS transistor QNmn2 which is turned on in response to another way signal RX2. Way signals RX1 and RX2 generated from the 1-bit address signal are alternatively activated. Way signal RX1 specifies a group of word lines WL1 (m, n), and way signal RX2 specifies a group of word lines WL2 (m, n). According to way signals RX1 and RX2, one of MOS transistors Qmn1 and Qmn2 is turned on, and corresponding NAND gate NAm. n output signals.
[0123]
Word drivers WDmn1 and WDmn2 are provided between the way decoder (transistors Qmn1 and Qmn2) and word lines WL1 (m, n) and WL2 (m, n). Word drivers WDmn1 and WDmn2 all have the same configuration, and FIG. 11 representatively shows only the configuration of word driver WD111. Word driver WD111 inverts and amplifies a signal applied from NAND gate NA1.1 via MOS transistor QN1.1.1 to amplify and apply the resulting signal to word line WL1 (1,1), and inverter INV1. .. p-channel MOS transistor QP1.1.2 for transmitting high voltage VPP to the input portion of inverter INV1.1.1 in response to an output signal of inverter INV1.1.1, and inverter INV1.1 in response to reset signal RST. .1 includes a p-channel MOS transistor QP1.1.1 for precharging the input portion to the high voltage VPP level. In the configuration shown in FIG. 11, signals BSEn, BSn (m), Xi, Xk, RX1 and RX2 are signals at the operating power supply voltage VCC level, and NAND gates NAm. n operates as the operation power supply voltage of the operation power supply voltage VCC. On the other hand, the inverter INVm. n. 1 and INVm. n. 2 operates using the high voltage VPP as the operating power supply voltage.
[0124]
For spare word lines SWL1 (s, n) and SWL2 (s, n), NAND gates NAs. There are provided a spare row decoder SRD (s, n) composed of n, a way decoder composed of n-channel MOS transistors QNsn1 and QNsn2, and word drivers WDSn1 and WDSn2. MOS transistors QNSn1 and QNSn2 receive way signals RX1 and RX2 at their respective gates. As is apparent from the configuration shown in FIG. 11, word line WL1 (m, n) or WL2 (m, n) is provided for spare word line SWL1 (s, n) or SWL2 (s, n). It has the same configuration as the spare word line selection circuit. Next, the operation will be briefly described.
[0125]
During the standby operation, the reset signal RST is at the L level, and the inverter INVm. n. 1 and INVm. n. 2 inputs are precharged to the high voltage VPP level. Signals RX1 and RX2 are both at L level, and MOS transistors QNmn1, QNmn2, QNSn1 and QNSn2 are all turned off. When the memory cycle starts, signal RST rises to the H level, and MOS transistor QPM. N. 1.1 is turned off. However, MOS transistor QPm. n. 1.2 (QPm.n.2.2) is turned on, and the inverter INVm. n. 1 (INVmn.2) is maintained at the high voltage VPP level.
[0126]
According to the address signal, NAND gate NAm. n. 1, NAm. n. 2, NAs. n. 1 and NAs. n. 2 outputs an L-level signal indicating the selected state. 2-way decoder selects one of word lines WL1 (m, n) and WL2 (m, n) or one of spare word lines SWL1 (s, n) and SWL2 (s, n) according to way decode signals RX1 and RX2. I do. When NAND gate NA1.1 outputs a signal at L level and signal RX1 is at H level, the input of inverter INV1.1.1 is discharged to ground potential level by NAND gate NA1.1, and inverters INV1.1. 1 transmits a signal at the high voltage VPP level to the word line WL (1, 1). At this time, MOS transistor QP1.1.2 is turned off accordingly.
[0127]
When NAND gate NA (1,1) outputs an H level signal of operating power supply voltage VCC level and signal RX1 is at the same H level, MOS transistor QN1.1.1 has its source and gate at the same voltage level. , And is turned on. Therefore, in this state, high voltage VPP is not transmitted to NAND gate NA (1,1).
[0128]
When spare row decoder SRD (s, n) is selected, the same operation as when the above-described row decoder is selected is performed.
[0129]
The following advantages can be obtained by using the way decoding method as shown in FIG. NAND gate NAm. n or NAs. n is provided for two word lines WL1 (m, n) and WL2 (m, n) or two spare word lines SWL1 (s, n) and SWL2 (s, n), and the NAND gate NAm. n and NAs. The pitch condition of n is relaxed.
[0130]
Even if the number of word lines included in one memory array increases to, for example, 32, the size of the NAND gate does not change. That is, the 3-input NAND gate can be used as it is as a row decoder for such a memory array having 32 word lines. This can suppress an increase in the area occupied by the row decoder.
[0131]
FIG. 12 is a diagram showing a flow of a test process of the semiconductor memory device according to the present invention. A method for detecting a defective array or a defective word line and relieving it will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0132]
In step S1, an Icc2 test is performed on each of memory arrays MA1-MA4 in array units. In this Icc2, it is checked whether the standby current Icc2 consumed by the semiconductor memory device in the standby mode exceeds a predetermined value. This standby current Icc2 is a current consumed in one memory array.
[0133]
If it is determined that the memory array MAn is defective, the defective memory array MAm is replaced with the spare memory array SMA (Step S2). Next, the fuse element Fm provided for the memory array MAm is blown, the switching element SW1 is turned on, and the replacement of the internal voltage source is performed (step S3). Next, an Icc2 test is performed on spare memory array SMA (step S4). In this case, a configuration may be used in which a defective array address is replaced with a memory array power supply at the time of replacement with a spare memory array, or a configuration in which a spare array address is externally applied may be used. If the memory device is determined to be defective by the Icc2 test in step S4, the memory device is determined to be defective (chip failure) and is treated as a defective product.
[0134]
When the Icc2 test for the spare memory array indicates a good state, the Icc2 test for another memory array is executed (steps S1 and S5). If another memory array is determined to be defective again, the spare memory array is already in use and this new defective memory array cannot be remedied, so this storage device is determined to be defective. Is done.
[0135]
After step S5, a functional test such as a test for checking whether or not the memory cell stores data normally is performed on the individual word lines of the memory array and the spare array excluding the defective memory array. (Step S6).
[0136]
When a defective word line is found, it is first determined whether this defective word line can be replaced with a spare word line. If the corresponding spare word line has already been used, this storage device is determined to be defective. Here, even if the memory array replacement is performed in step S2, the function test is performed on the memory array that has not been replaced. This functional test is also performed on the spare array.
[0137]
If the defective word line can be replaced with a spare word line, a link blow to the program circuit shown in FIG. 2 is performed (step S7).
[0138]
This link blow (cutting of the fuse element) is executed for all the defective word lines, and after all the defective word line addresses are programmed, the defective word line is normally replaced with the corresponding spare word line. Then, a post test is performed to identify whether the operation is normal or not (step S8).
[0139]
If it is determined in steps S6 and S8 that all the storage devices are non-defective, the semiconductor storage device is determined to be non-defective (pass chip). If the storage device is determined to be defective in the test of step S6 or S8, it is disposed of as a chip failure.
[0140]
As described above, the semiconductor memory device can perform both replacement in array units and replacement in word line units, which greatly increases the product yield.
[0141]
Here, in the Icc2 test, the current flowing through the power supply pin is only monitored externally, and the time required for the Icc2 test is negligible compared to the time required for the functional test. Therefore, the total time required for the redundancy test is almost the same as the time required for the conventional redundancy method in which only word line replacement is performed.
[0142]
FIG. 13 is a diagram showing a configuration for executing the Icc2 test in array units. 13, row decode circuits (row decoder blocks) RD1-RD4 receive high voltage VPP on internal high voltage line 1a via fuse elements F1P-F4P and switching elements T1P-T4P, respectively. Although switching elements T1P-T4P are shown formed by n-channel MOS transistors, these switching elements T1P-T4P may be formed by p-channel MOS transistors. Switching elements T1P-T4P are selectively turned on in response to control signals VPBS1-VPBS4, respectively.
[0143]
Spare row decoder circuit (spare row decoder block) SRD receives internal high voltage VPP on high voltage line 1a via switching elements SW1P and SW2P. The on / off state of the switching element SW1P is programmed as shown in FIG. Switching element SW2P is selectively turned on in response to control signal VPSBS. Memory arrays MA1-MA4 receive intermediate voltage VBL on internal voltage line 1b via switching elements T1b-T4b and fuse elements F1b-F4b, respectively. Fuse elements F1b-F4b correspond to fuse elements F1-F4 shown in FIG. Switching elements SW1b-SW4b are selectively turned on in response to control signals VBBS1-VBBS4.
[0144]
Spare memory array SMA receives intermediate voltage VBL via switching elements SW1b and SW2b. The switching element SW1b corresponds to the switching element SW1 shown in FIG. 1 or the switching element PTb shown in FIG. 9, and its ON state is programmed. Switching element SW2b is turned on in response to control signal VBSBS when spare memory array SMA is used. Switching elements T1b-T4b, SW1b and SW2b may be formed by p-channel MOS transistors. Although not explicitly shown in FIG. 13, a configuration for cell plate voltage VCP is provided similarly. Next, the operation will be briefly described.
[0145]
Control signals VPBS1 to VPBS4, VPSBS, VBBS1 to VBBS4 and VBBSBS are set to an active state of an H level in an operation mode other than the Icc2 test mode, as will be described later in detail. The on state of switching elements SW1p and SW1b is programmed when a spare memory array is used.
[0146]
In the Icc2 test, control signal VPBSm or VPSBS, VBBSm or VBSBS is selectively activated according to the array subjected to the Icc2 test. For example, when the Icc2 test is performed on memory array MA2, only control signals VPBS2 and VBBS2 (and VCBS2) are activated, and the remaining control signals are deactivated. Externally, a current flowing through a power supply pin (not shown) is monitored.
[0147]
FIG. 14 is a block diagram schematically showing an entire configuration of a semiconductor memory device according to the present invention. 14, the storage device includes a memory array unit 100 including memory arrays MA1-MA4, a row decode circuit 104 including a row decoder RD (m, n) (and a word driver (WD)), and a spare row decoder SRD ( s, n). These components have configurations similar to those described above.
[0148]
The storage device further includes a sense amplifier circuit 110 including a sense amplifier provided for each column (each bit line pair) of memory array unit 100 and spare array unit 102, and a column for selecting the columns of array units 100 and 102. A decoder (CD) 112 is included.
[0149]
A voltage control circuit 108 for supplying internal power supply voltages VPP, VBL and VCP to the array units 100 and 102 and the decoder circuits 104 and 106 in array units is provided. This voltage control circuit 108 corresponds to the fuse element and the switching element shown in FIG.
[0150]
The semiconductor memory device further responds to an Icc test detector 120 for detecting that the Icc2 test has been designated, and to an external row address strobe signal ext / RSA and an Icc test detection signal / ICCTEST from Icc test detector 120. RAS buffer 122 for generating internal row address strobe signals int / RAS and int / RAST.
[0151]
Signal int / RAST changes according to external row address strobe signal ext / RAS even in the Icc2 test mode operation. On the other hand, signal int / RAS is set to the inactive H level in the Icc2 test mode operation regardless of the state of external row address strobe signal ext / RAS.
[0152]
The semiconductor memory device further includes a row address buffer 124 for receiving an external address signal exAb designating a memory array in response to signal int / RAST and generating an internal array address signal, and an internal array address in response to signal int / RAST. A row predecoder 125 which predecodes a signal to generate an array request (designation) signal BSm ', and an address which takes in an external address signal exAw specifying a word line in response to signal int / RAST and generates an internal row address signal Buffer 126 and a row predecoder 127 for predecoding the internal row address signal in response to signal int / RAST to generate row predecode signals Xi and Xj. Row predecode signals Xi and Xj are applied to row decoder circuit 104 and spare decoder circuit 106.
[0153]
The semiconductor memory device further includes a CAS buffer 130 for generating internal column address strobe signal int / CAS in response to external column address strobe signal ext / CAS, and an external column address in response to signals int / RAS and int / CAS. A column column address buffer 132 that takes in signal exAi and generates an internal column address signal, and a column predecoder 134 that predecodes the internal column address signal, generates a column predecode signal, and applies it to column decoder 122.
[0154]
Word line / sense amplifier control circuit 128 controls activation / inactivation of decode circuits 104 and 106 and sense amplifier circuit 110 in response to signal int / RAS from RAS buffer 122.
[0155]
The semiconductor memory device further includes a WE buffer 135 for generating a column decode enable signal and a read / write mode designating signal in response to external column address strobe signal int / CAS and external write enable signal ex / WE, and read / write. A read / write control circuit 136 for generating a read control signal and a write control signal in response to a mode designating signal, and amplifying data read from a selected memory cell in response to the read control signal to generate an I / O signal It includes a preamplifier 137 applied to buffer 139 and a write driver 138 for writing data applied from I / O buffer 139 to a selected memory cell in response to a write control signal.
[0156]
The storage device further includes an internal voltage generator 140 for generating external voltages VPP, VBL and VCP, and ICC array designation signals VCBS, VBBS and VPBS, or signals VCBSm and VCBS in response to signal / ICCTEST and array request signal BSm '. It includes an Icc test control circuit 150 that generates a set of VCSBS, VBBSm and VBBSBS, and a set of VPPBm and VPSB, respectively.
[0157]
Spare control circuit 142 corresponds to program circuits 10 and 12 shown in FIG. Gate circuit 15 for generating array designation signal BSn (m) is not clearly shown in FIG.
[0158]
Internal voltage generator 140 may include a step-down circuit that steps down an externally applied power supply voltage to generate an internal power supply voltage.
[0159]
In the configuration shown in FIG. 14, in the Icc2 test mode, signal int / RAS is maintained in an inactive state, and address buffer 126, row predecoder 127, row decoder circuit 104, column address buffer 132 and column decode circuit The column selection circuit such as 112 does not operate even if the external row address strobe signal ext / RAS is set to the active L level.
[0160]
On the other hand, signal int / RAST changes according to external signal ext / RAS even in this Icc2 test mode, and address buffer 124 and row predecoder 125 generate array request signal BSm 'according to external address signal exAb. That is, in the Icc2 test mode, Icc test control circuit 150 generates control signals VCES, VPBS and VBBS in accordance with array request signal BSm ', and only the designated memory array or spare memory array receives internal voltages VPP, VBL and VCP. Receiving the Icc2 test.
[0161]
FIG. 15 shows an example of the configuration of Icc test control circuit 150 shown in FIG. In FIG. 15, control circuit 150 includes an array selector 151 for generating signals VPBSm, VBBSmVCBSm in response to signals / ICCTEST and BSm ', and a spare array designation in response to signals int / RAST, / ICCTEST and address signal Ay. Spare control circuit 152 for generating signal BSS and spare array selector 153 for generating signals VPSBS, VCSBS and VBSDS for spare memory array SMA in response to signals BSS and / ICCTEST.
[0162]
Selectors 151 and 153 are activated when signal / ICCTEST is activated to an L level. When signal / ICCTEST is in the inactive state of H level and the Icc2 test mode is not specified, selectors 151 and 153 are disabled (inactive state), and signals VPBSm, VCBSm, VPSBS, and VBSBS are set. , And VCSBS are maintained at the H level. The logic for selectors 151 and 153 is easily implemented, for example, by an OR gate receiving signals BSm '(BSS) and / ICCTEST.
[0163]
Spare control circuit 152 generates a spare array designating signal BSS when an address signal Ay other than a block address (array designating address) is brought into a predetermined state at the time of activation of signals / ICCTEST and int / RAST. The spare control circuit 152 may include a decoder. The signal Ay may be provided via an unused pin, or a configuration generated based on a combination of states of a predetermined signal (control signal and / or address signal) may be used. Array selector 151 is provided for each of memory arrays MA1-MA4.
[0164]
FIG. 16 is a diagram showing an example of the configuration of the RAS buffer 122 shown in FIG. In FIG. 16, RAS buffer 122 receives a ground potential and an external row address strobe signal ext / RAS, a two-input NOR gate 161, an inverter 162 receiving an output signal of NOR gate 161 to generate a signal int / RAST, A NAND gate 163 receives the output signal of NOR gate 161 and signal / ICCTEST from ICC test detector 120 to generate signal int / RAS. Next, the operation of RAS buffer 122 will be described with reference to the operation waveform diagram of FIG.
[0165]
When signal / ICCTEST is at H level, NAND gate 163 functions as an inverter, and both signals int / RAS and int / RAST change according to external row address strobe signal ext / RAS. Therefore, the NOR gate 161 functions as a simple buffer.
[0166]
In the Icc2 test mode, signal / ICCTEST is set to the active state of L level, and NAND gate 163 maintains signal int / RAS at H level regardless of the state of external row address strobe signal ext / RAS. On the other hand, signal int / RAST changes according to external signal ext / RAS.
[0167]
When signal ext / RAS falls to L level, signal int / RAST attains L level, and (array) address signal ext. Ab is latched, and array request signal BSm 'is generated via address buffer 124 and row predecoder 125.
[0168]
Here, in order to bring address buffer 124 and row predecoder 125 into a standby state during the operation of Icc2 test mode, a latch circuit for latching their output signals is provided at the output portions of array selectors 151 and 153 shown in FIG. It may be.
[0169]
FIG. 18 is a diagram showing an example of the configuration of the ICC test detector 120 shown in FIG. 14 and FIG. In FIG. 18, ICC test detector 120 includes a test mode detector 170 for generating test mode designating signal TE in response to signals ext / RAS, ext / CAS and ext / WE, a test mode detection signal TE and a specific address. ICCTEST generator 172 for generating Icc2 test mode designating signal / ICCTEST in response to signal extAn. Next, the operation of the test detector 120 will be described with reference to the operation waveform diagram of FIG.
[0170]
Test mode detector 170 detects a write CAS before RAS (WCBR) condition in which external signals ext / WE and ext / CAS are both set to L level before external signal ext / RAS, and test mode of H level is set. Generates (activates) the designated signal TE. This write CAS before RAS condition is well known in the field of DRAM (Dynamic Random Access Memory), and is a standard of JEDEC (Joint Electronic Device Engineering Counsel) for specifying a test mode. Used.
[0171]
ICCTEST generator 172 is activated by active test mode designating signal TE. When specific address signal extAn rises to, for example, a super VIH level higher than a normal H level in this state, ICCTEST generator 172 generates an L level signal / ICCDEST. As a result, the Icc2 test mode is designated. By combining the WCBR condition and the address key with the super VIH condition, it is possible to enter the Icc2 test mode only when it is absolutely necessary, and to reliably prevent the Icc2 test operation mode from being mistakenly entered during normal operation. Is done.
[0172]
In the configuration shown in FIG. 18, signal / ICCTEST is generated by a combination of the WCBR condition and the address key, but a configuration is used in which a dedicated pad is provided and signal / ICCTEST is externally applied. An arrangement may be used in which the test is performed in a wafer test where all chips on the wafer are tested.
[0173]
FIG. 20A is a diagram showing a configuration for one bit of row address buffer 126 shown in FIG. In FIG. 20A, a row address buffer circuit (126) is cascaded in two stages with a transmission gate 181 transmitting an external address signal extAw onto signal line 186 in response to complementary address latch enable signals ALC and / ALC. A latch 182 including an inverter for latching a signal on signal line 186, an inverter 183 for inverting a signal on signal line 186, and a NOR gate 184 receiving address enable signal / AE and a signal on signal line 186; , And a NOR gate 185 receiving an address enable signal / AE and an output signal of inverter 183. NOR gate 185 outputs an internal address signal AW, and NOR gate 184 outputs an internal address signal / AW. The manner of generating signals ALC, / ALC, AE and / AE will be described later, but these signals ALC, / ALC, AE and / AE are generated in response to signal int / RAS. Next, the operation will be briefly described.
[0174]
In a standby state in which signal int / RAS is inactive, signals / ALC and / AE both attain an H level. In this state, transmission gate 181 is turned off, and NOR gates 184 and 185 output L-level signals / Aw and Aw.
[0175]
In the active cycle, signals ALC and / ALC are generated in the form of a one-shot pulse, during which transmission gate 181 is turned on. Thus, the external signal extAw is transmitted on the signal line 186 and latched by the latch 182. Next, when signal / AE attains L level, NOR gates 184 and 185 operate as inverters and output internal address signals / Aw and Aw, respectively.
[0176]
FIG. 20B is a diagram showing a 1-bit configuration of row (array) address buffer 124. This row address buffer circuit (124) has the same configuration as the row address buffer circuit 126 shown in FIG. 20A. The operation will be described only briefly, simply because the applied signals are different.
[0177]
Transmission gate 191 is turned on when array address latch enable signals ALCB and / ALCB are at H and L levels, respectively, and transmits external (array) address signal extAb onto signal line 196. The signals ALCB and / ALCB are also generated in the form of a one-shot pulse when activated. Latch 192 latches the signal transmitted on signal line 196 via transmission gate 191.
[0178]
When array address enable signal / AEB is at L level, NOR gates 194 and 195 function as inverters, and generate internal array address signals / Ab and Ab in accordance with the address signal latched by latch 192, respectively. NOR gates 194 and 195 output an L level signal when signal / AEB is at an H level in a standby state. Here, the inverter 193 inverts the signal on the signal line 196 and supplies the inverted signal to the NOR gate 195.
[0179]
Signals ALCB, / ALCB and / AEB are generated in response to signal int / RAST, as described below.
[0180]
FIG. 21A is a diagram showing a configuration for generating signals ALC and ALCB. Since signals ALC and ALCB are both generated by circuits having the same configuration, FIG. 21A shows only a configuration for generating signal ALC. In FIG. 21A, delay circuit 200 delays signal int / RAS (int / RAST) for a predetermined period and supplies it to inverter 201. Inverter 201 inverts the output signal of delay circuit 200 and supplies the inverted signal to one input of NOR gate 202. Signal int / RAS (int / RAST) is applied to the other input of NOR gate 202. Signal ALC (ALCB) is generated from NOR gate 202, and signal / ALC (/ ALCB) is generated from inverter 203 receiving the output signal of NOR gate 202. Next, the operation of the circuit shown in FIG. 21A will be described with reference to the operation waveform diagram of FIG. 21B.
[0181]
When signal int / RAS (int / RAST) is at H level, signal ALC from NOR gate 202 goes to L level. When signal int / RAS (int / RAST) falls to L level, the output signal from delay circuit 200 goes to L level after a predetermined delay time has elapsed, and the output signal of inverter 201 rises to H level. NOR gate 202 outputs an H level signal when signal int / RAS (int / RAST) and the output signal of inverter 201 are both at L level. Therefore, signal ALC (ALCD) is at H level for a predetermined delay time of delay circuit 200 after signal int / RAS (int / RAST) falls, during which transmission gate 181 and transmission gate 181 shown in FIGS. 191 is turned on.
[0182]
FIG. 22A is a diagram showing a configuration of a circuit for generating signals / AE and / AEB. Since address enable signals / AE and / AEB are generated from circuits having the same configuration, FIG. 22A shows only a circuit configuration for generating one of signals / AE and / AEB.
[0183]
22A, an address enable signal generating system includes an inverter 210 that receives and inverts a signal int / RAS (int / RAST), a delay circuit 211 that delays an output signal of the inverter 210 for a predetermined time, and an output signal of the inverter 210. And a NAND gate 212 receiving an output signal of delay circuit 211. Signal / AE (/ AEB) is output from NAND gate 212. Next, the operation of the circuit shown in FIG. 22A will be described with reference to an operation waveform diagram of FIG. 22B.
[0184]
When signal int / RAS (int / RAST) is at H level, the output signal from inverter 210 is at L level, and signal / AE (/ AEB) from NAND gate 212 is at H level.
[0185]
When signal int / RAS (int / RAST) falls to H level, the output signal of inverter 210 rises to H level. When a predetermined time (delay time of relay circuit 211) elapses after the output signal of inverter 210 rises, the output signal of delay circuit 211 rises to the H level, and the signals applied to both inputs of NAND gate 212 are both inputted. H level, and signal / AE (/ AEB) from NAND gate 212 falls to L level. When signal int / RAS (int / RAST) rises to H level, signal / AE (/ AEB) rises to H level in response to the rise.
[0186]
FIG. 23 is a diagram showing the configuration of another embodiment for realizing the Icc2 test in array units according to the present invention. In FIG. 23, an alternative configuration of ICC test control circuit 150 is shown. In FIG. 23, mode detector 220 is provided to determine which of the high voltage VPP test mode, the intermediate voltage VBL test mode and the cell plate voltage VCP test mode has been designated in accordance with signal WCBR and the address key. . The mode detector 220 is enabled when the signal / ICCTEST is in an active state, and takes in and latches the signal WCBR and the address key in response to the signal int / RAST. The signal WCBR corresponds to the signals ext / CAS, ext / RAS, and ext / WE that satisfy the write, CAS, before, and RAS conditions. The address key indicates an address signal applied to a specific address input pin terminal.
[0187]
Array selector 151 includes a high voltage mode array selector 151P, an intermediate voltage array selector 151B, and a cell plate voltage array selector 151C. One of selectors 151P, 151B and 151C is enabled in response to the output signal of mode detector 220. Selectors 151P, 151B and 151C generate control signals VPBSm, VBBSm and VCBSm according to array request signal BSm 'and the output signal of mode detector 220, respectively. Signal VPBSm specifies a memory array that receives the voltage test mode, signal VBBSm specifies a memory array that receives the intermediate voltage test mode, and signal VCBSm specifies a memory array that receives the cell plate voltage test mode.
[0188]
Spare array detector 153 includes a spare array selector 153P for high voltage VPP, a spare array selector 153B for intermediate voltage VBL, and a spare array selector 153C for cell plate voltage VCP. One of the selectors 153P, 153B and 153C is enabled according to the output of the mode detector 220. Selectors 153P, 153B and 153C output control signals VPSBS, VBSBS and VCSBS, respectively, when enabled in response to the output signal of spare control circuit 152.
[0189]
In the Icc2 test mode, the high voltage VPP mode, the intermediate voltage VBL mode, and the cell plate mode VCP mode are sequentially executed for each memory array, or one test mode is executed for all memory arrays, and then another test mode is executed. (VPP, VBL and VCP test modes) are again executed for all the memory arrays. By performing the Icc2 test for each of the internal voltages in this manner, the leakage current sources during the Icc2 test are classified into the high voltage VPP generation source, the intermediate voltage VBL generation source, and the cell plate voltage VCP generation source. This is extremely effective in performing failure analysis.
[0190]
In the configuration shown in FIGS. 15 and 23, when a spare memory array is selected in the Icc2 test mode, array controller 151 does not clearly show, but spare control is performed as shown by a broken line arrow in FIG. The disable state is set based on the output signal of the circuit 152.
[0191]
The configuration shown in FIGS. 15 and 23 is provided with a plurality of spare memory arrays, and can be easily expanded to a configuration in which spare control circuit 152 selects one spare memory array from the plurality of spare memory arrays. it can. In this case, the spare control circuit 152 does not need to be provided. When such a spare control circuit 152 is not provided, an array request signal BSm 'designating a memory array to be replaced with a spare array is generated by programming a fuse element at the time of block replacement in step S2 shown in FIG. By using a configuration for transferring data to the spare array selector 153, a spare array can be selected.
[0192]
FIG. 24 is a diagram schematically showing an overall configuration of a semiconductor memory device according to still another embodiment of the present invention. In the configuration shown in FIG. 24, the semiconductor memory device includes four memory blocks MB1-MB4. Each of memory blocks MB1-MB4 includes four memory arrays MAbm (b = 1-4, m = 1-4) and four spare arrays SMAbm. That is, the configuration shown in FIG. 24 has a configuration in which a plurality of memory arrays and spare arrays of the semiconductor memory device described above are provided as one memory block. Activation of the memory block and the memory array is appropriately determined by the configuration of the data input / output pin terminals.
[0193]
Memory array MAbm receives internal voltages (VPP, VBL and VCP) on internal voltage line 1-b via switching element TZbm, and spare memory array SMAbm switches the internal voltage on internal voltage line 1-b again. Received via element TZb (m + 4). Switching elements TZb1-TZb8 are turned on and off by 8-bit control signal VBSb.
[0194]
FIG. 25 shows a structure for generating a control signal for supplying internal voltages such as high voltage VPP, intermediate voltages VBL and VCP to each memory array or spare memory array in the structure shown in FIG. 25, block decoder 300 receives a block address signal AB designating memory block MB (MB1-MB4), and takes in and decodes block address signal AB in response to signal int / RAST to decode internal block designating signal. Occurs.
[0195]
Array decoder 302 corresponds to block decoder 125 shown in FIG. 14, receives array address signal AD, takes in and decodes array address signal AD in response to signal int / RAST, and designates a memory array in each memory block. The internal array request signal BSm 'is generated.
[0196]
ICC test detector 120 corresponds to detector 120 shown in FIGS. 14 and 18, and generates Icc2 test mode designation signal / ICCTEST in response to address key AD1 and signal WCBR indicating the WCBR condition.
[0197]
Spare array ICC test detector 304 detects that an Icc2 test for the spare array has been requested in response to address key ADh and signal WCBR.
[0198]
Control signal VBSbm for memory array MAbm of memory block MBb is generated by NAND gate 318 and inverter 320. NAND gate 318 includes a memory block designating signal from block decoder 300, an array request signal BSm 'from array decoder 302, an Icc2 test mode designating signal / ICCTEST applied via inverter 310, and a spare array ICC test detector. And receives a spare array request signal / ICS provided from 304. Inverter 320 inverts the output signal of NAND gate 318 to generate control signal VBSbm.
[0199]
Control signal VSDSbm for spare memory array SMAbm of memory block MBb is generated by NAND gate 314 and inverter 316. NAND gate 314 is supplied via block designation signal from block decoder 300, array request signal BSm 'from array decoder 302, Icc2 test mode designation signal / ICCTEST supplied via inverter 310, and inverter 312. Spare array request signal / ICS is received. Next, the operation of the configuration shown in FIG. 25 will be briefly described.
[0200]
When external row address strobe signal ext / RAST falls to L level, block decoder 300 and array decoder 302 respectively take in and apply the applied address signal and decode (int / RAST changes according to external signal ext / RAS). . In the configuration shown in FIG. 25, internal row address strobe signal int / RAS is controlled by signal / ICCTEST. The signal int / RAS inhibits a row selecting operation in the memory array or the spare array in the Icc2 test mode. Memory block and memory array selecting operation is performed according to signal int / RAST shown in FIG.
[0201]
When the Icc2 test mode is designated by specific address key ADk and signal WBCR, signal / ICCTEST from Icc2 test detector 120 is activated at an L level, and the output signal of inverter 310 rises to an H level. At this time, if a spare array is not designated, signal / ICS from spare array ICC test detector 304 is at an inactive H level. Next, block decode 300 and array decode 302 decode block address AB and array address AD, respectively, and generate a block designation signal and an array request signal. Thereby, an Icc2 test is performed on memory array MAbm specified by array request signal BSm 'in a memory block specified by the memory block specifying signal. This is because signal VBSbm from inverter 320 attains an H level, and internal voltages (VPP, VCP and VBL) are supplied only to a specified memory array in the specified memory block. In unselected memory blocks and unselected memory arrays, signal VBSbm attains L level, and no internal voltage is supplied.
[0202]
On the other hand, the signal / ICS from spare array ICC test detector 304 is at H level, the output signal of inverter 312 is at L level, and NAND gate 314 is disabled. The array control signal VSBSbm becomes L level, and the supply of the internal voltage to the spare array is prohibited. When performing an Icc2 test on a spare array, first, signals ADh and WCBR are set to a specific state, and signal / ICS from spare array ICC test detector 304 attains an L level. In this state, NAND gate 318 is disabled, and control signal VBSbm for memory array MAbm is at the inactive L level.
[0203]
On the other hand, inverter 312 outputs an H level signal, and NAND gate 314 outputs an L level signal according to the output signals from decoders 300 and 302. Thereby, control signal VSBSbm for the spare array designated by array decoder 302 in the selected memory block is activated to the H level. An Icc2 test is performed on the designated spare memory array SMAbm.
[0204]
When the Icc2 test is not performed, signal / ICCTEST is set to H level. When performing a function test, it is necessary to supply an internal voltage to memory array MAbm and / or spare memory array SMAbm. In order to realize this internal voltage supply, an OR gate receiving signal / ICCTEST at one input and receiving the output of the corresponding inverter at the other input is provided at the output of each of inverters 320 and 316. Thus, when a function test for detecting an individual (individual word line) defect is performed on each memory array after the completion of the Icc2 test in array units, even if signal / ICCTEST is set to H level, each memory array and spare memory array are An internal voltage can be supplied, and a functional test can be reliably performed.
[0205]
If a defective spare array is detected, the defective spare array is separated by cutting its fuse element from the internal voltage line. Although FIG. 24 does not show a fuse element provided for the memory array, a fuse element is provided for each memory array and spare array in series with the switching element.
[0206]
FIG. 26 shows a configuration for realizing a function test of spare memory array SMAbm. FIG. 26 representatively shows spare row decoder SRDb (m, n) included in spare row decoder block SRDb provided for the spare memory array block of memory block MAb. Spare test array decoder 320 is enabled by test mode designating signal TE, and generates a spare array designating signal according to signal WCBR and a specific address key (ADh).
[0207]
Program circuit 321 corresponds to program circuits 10 and 12 shown in FIG. 2, and generates a programmed spare array designation signal BSn (m). This program circuit 321 is provided for each spare row decoder SRDb (m, n).
[0208]
Multiplexer 322 selects one of the output signal of decoder 320 and the output signal of program circuit 312 according to test mode designating signal TE. In the functional test mode, test mode designating signal TE is in an active state, and multiplexer 322 selects an output signal of spare test array decoder 320 and supplies the signal to spare row decoder SRDb (m, n).
[0209]
Spare row decoders SRDb (m, n) are provided for spare word lines WLb (s, n) in the corresponding spare array, respectively. Although not explicitly shown in FIG. 26, spare row decoder SRDb (m, n) receives a row predecode signal output from the row predecoder as shown at 127 in FIG. This row predecoder is provided for each of memory blocks MB1-MB4. Only the row predecoder provided for the memory block specified by the block address signal is enabled, and a function test of the memory array or the spare memory array is executed in the specified memory block.
[0210]
In the above-described configuration, only one memory block is designated. However, in a configuration in which multi-bit data is input / output, a configuration in which four memory blocks MB1-MB4 are designated at the same time is used. Is also good. In the case of such a multi-bit data configuration, the block decoder 300 shown in FIG. 25 has a configuration in which one memory block is designated in the Icc2 test mode according to a specific address key similarly to the spare test array decoder 320 shown in FIG. By using the Icc2 test, it is possible to perform the Icc2 test in array units, and further to perform the Icc2 test in block units.
[0211]
In the configuration shown in FIG. 24, memory block MBb may include eight or more memory arrays, and the number of spare memory arrays included in one memory block is not limited to four. Further, the memory array and the spare memory array may be configured to include 16 or more word lines.
[0212]
FIG. 27 is a diagram schematically showing an overall configuration of a semiconductor memory device according to still another embodiment of the present invention. In the configuration shown in FIG. 27, each of memory arrays MA1-MA4 includes a normal word line region WLm (m = 1-4) and a redundant word line region SNWLm. Similarly, spare memory array SMA includes a spare word line region SWL and a spare redundant word line region SRWL.
[0213]
Memory arrays MA1-MA4 and spare memory array SMA have the same configuration, and each of normal word line regions WL1-WL4 has a configuration similar to that shown in FIG. , And a plurality of normal word lines (16 lines) associated with the spare word lines in the spare word line region SWL included in the spare memory array SMA in a one-to-one manner. A redundant word line included in redundant word line region RWLm provided in each of memory arrays MA1-MA4 can be replaced with a normal word line included in normal word line region WLm in the same memory array MAb. Spare redundant word lines in spare redundant word line region SRWL can be replaced with spare word lines in spare word line region WL. Each of redundant word line regions RWL1-RWL4 and SRWL includes one or more redundant word lines.
[0214]
Row decoder blocks RD1-RD4 are provided for normal word line regions WL1-WL4, respectively, and redundant row decoder blocks SND1-SND4 are provided for redundant word line regions RWL1-RWL4, respectively. Each of row decoder blocks RD1-RD4 includes a normal row decoder provided corresponding to each normal word line. The configuration of the row decoders included in row decoder blocks RD1-RD4 is the same as that shown in FIG. Each of redundant row decoder blocks SND1-SND4 includes a redundant row decoder provided corresponding to a redundant word line in corresponding redundant word line region RWL1-RWL4. The configuration of this redundant row decoder will be described later.
[0215]
A spare row decoder block SRD is provided commonly for spare word line region SWL and spare redundant word line region SRWL. Block SRD includes a spare row decoder provided for spare word lines SWL (s, 1) -SWL (s, 16) and a spare redundant decoder provided for spare redundant word lines in spare redundant word line region SRWL. including. The spare row decoder has the same configuration as that shown in FIG.
[0216]
Internal voltage VI (VPP, VBL, VCP) on internal transmission line 1 is supplied to each of memory arrays MA1-MA4 via link elements (fuse elements) F1-F4 which can be blown. Spare memory array SMA is supplied with internal voltage VI via switching element SW1. The setting of the on / off state of these fuse elements F1 to F4 and switching element SW1 is performed in the same manner as in the above-described embodiment. Next, relief of a "bad" normal word line in the configuration shown in FIG. 27 will be described.
[0219]
To simplify the description, redundant word line regions RWL1 to RWL4 each include one redundant word line RWL (m, 1), and spare redundant word line region SRWL also includes one spare redundant word line. It is assumed that SRWL (s, 1) is included.
[0218]
As shown in FIG. 28, when there are two repairable defective normal word lines WL (1,4) and WL (1,8) in the normal word line region WL1 of the memory array MA1, these are as follows. Will be rescued in this way. First, the word line WL (1,4) is replaced with a spare word line SWL (s, 4) included in the spare word line region SWL of the spare memory array SMA, and the word line WL (1,8) is Replaced with redundant word line RWL (1, 1) in redundant word line region RWL1 included in MA1. Thereby, even when it is determined that the word line WL (m, 8) is defective in another memory array, the defective word line WL (m, 8) is replaced with the spare word line SWL ( s, 8), the efficiency of repairing the defective word line is improved.
[0219]
When the spare word line SWL (s, 4) is defective, the spare word line SWL (s, 4) is replaced with a spare redundant word line SRWL (s, 1). The replacement of the spare word line will be described later.
[0220]
By employing the above-described replacement method, even when a plurality of word lines are defective at the same row address, these defective word lines can be relieved.
[0221]
Next, consider a state in which one memory array MA1 includes a repairable defective normal word line WL (1, 4) and a memory array MA2 includes a repairable defective normal word line WL (2, 4). In this case, as shown in FIG. 29, word line WL (1,4) is replaced with spare word line SWL (s, 4), and word line WL (2,4) is replaced with redundant word line RWL of memory array MA2 itself. Replaced with (2,1).
[0222]
If there is only one normal word line that can be repaired in each of memory arrays MA1-MA4, the defective normal word line is replaced with a redundant word line in the corresponding redundant word line region, and the spare memory array is A configuration in which the switching element SW1 is maintained in the off state without using the same may be used. In such a case, current consumption in spare memory array SMA can be eliminated, and current consumption can be reduced.
[0223]
When a defective normal word line that cannot be repaired exists in a certain memory array, this memory array is replaced with a spare memory array SMA (array replacement). Also in this case, even when there are defective normal word lines that can be rescued in the remaining memory arrays, rescue can be performed using the redundant word lines in the corresponding redundant word line regions.
[0224]
FIG. 30 shows a configuration for realizing word line replacement in each of memory arrays MA1-MA4. 30, defective address program circuit LP includes four link program circuits L1-L4 (corresponding to LINK1-LINK4) provided corresponding to memory arrays MA1-MA4, respectively. Each of link program circuits L1-L4 has a configuration similar to that of the circuit shown in FIG. 35, and a defective row address is programmed by blowing a fuse element corresponding to a defective address.
[0225]
Each of link program circuits L1-L4 has a defect indicating a defective normal word line to be replaced with a redundant word line (RWL (1,1) -RWL (4,1)) of a corresponding memory array (MA1-MA4). Storing the row address data, comparing the applied (pre-decoded) row address signal with the stored bad row address data, and providing a signal indicating whether the programmed bad row has been addressed. Output.
[0226]
Output signals of link program circuits L1-L4 of defective address program circuit LP are applied in parallel to determination gate DC. The determination gate DC corresponds to the NOR gate NO31 and the inverter INV31 shown in FIG. When the defective address program circuit LP indicates that the defective normal word line has been addressed, the determination gate DC outputs an active state (H level) signal.
[0227]
Redundant decoder SNDm is provided corresponding to redundant word line RWL (m, 1) included in corresponding redundant word line region RWLm, and receives and receives an output signal of determination gate DC and an array designation signal BSm '. When both signals are active, corresponding redundancy word line RWL (m, 1) is driven to a selected state (high voltage VPP level).
[0228]
FIG. 31 shows a configuration for realizing replacement of a spare word line or a spare redundant word line. The configuration shown in FIG. 31 corresponds to the configuration shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 31, a pull-up resistor RPn having a large resistance value is provided between a node supplying high voltage VPP and signal line 5. The other configuration shown in FIG. 31 is the same as the configuration shown in FIG. 2. Corresponding portions have the same reference characters allotted, and detailed description thereof will be omitted. The structure shown in FIG. 31 is provided corresponding to spare word lines SWL (s, 1) -SWL (s, 16) and spare redundant word line SRWL (s, 1).
[0229]
The method of programming the program circuits 10 and 12 is the same as the method of programming in the configuration shown in FIG. If spare word line SWL (s, n) is defective, fuse element Fn. 1, Fn. 2, Fn. 3 and Fn, 4 are all cut. Thereby, signal line 5 is connected to NAND gate NAn. 1-NAn. 4 and its potential is pulled up to a high voltage VPP level by a pull-up resistor RPn. Signal BSEn output from inverter INVn is fixed at L level, and the corresponding spare word line SWL (s, n) is always in a non-selected state. In program circuits 10 and 12 provided for spare redundant word line SRWL (s, 1), fuses are selected such that array designating signal BSm 'designating a memory array using a corresponding defective spare word line is selected. The device is programmed. Thus, replacement of a defective spare word line by a spare redundant word line is realized.
[0230]
Here, as will be described later, the row address itself of the defective spare word line is programmed by another link circuit (having the same configuration as the link program circuit shown in FIG. 30).
[0231]
FIG. 32 schematically shows an entire configuration of a row selection system in a configuration in which a redundant word line region is provided in each memory array. In FIG. 32, to simplify the drawing, normal word line WL (m, n), redundant normal word line RWL (m, 1), spare word line SWL (s, n) and spare redundant word line SRWL (s) , 1) are only representatively shown.
[0232]
Address buffer 1 receives an external address signal and generates an internal address signal. The external address signal includes a block address signal for specifying a memory array and a row address signal for specifying a word line address (row address) in the memory array. Block decoder 2 decodes the block address signal supplied from address buffer 1, and generates a block designating signal (array request signal) BSm '.
[0233]
Row predecoder RPD predecodes the internal row address signal applied from address buffer 1, and generates row predecode signals Xi and Xj (see FIGS. 5 and 6).
[0234]
Bad row address program circuit LP includes four link program circuits L1-L4 as shown in FIG. 30, and stores (programmed) bad row address data stored therein in a row pre-decoder RPD. The signal is compared with the decoded signal and a signal indicating the result of the comparison is generated.
[0235]
Discrimination gate DC includes a NOR gate and an inverter as shown in FIG. 35, and generates a redundancy decoder enable signal SEE according to the output signal of defective row address program circuit NP.
[0236]
Spare program circuit STD provided for spare word line SWL (s, n) has a configuration shown in FIG. 31, includes a NAND gate and an inverter, and uses a corresponding spare word line SWL (s, n). When the array is designated by block designation signal BSm ', spare decoder enable signal BSEn is activated. Redundant program circuit SSRD provided for spare redundant word line SRWL (s, 1) also has the configuration shown in FIG. 31 and has the same configuration as spare program circuit SPD, and spare redundant word line SRWL (s, 1). ), The spare redundant decoder enable signal BSEs is activated when the memory array using ()) is designated by the block designating signal BSm '.
[0237]
Inverter IVm inverts block designating signal BSm 'from block decoder 2. This configuration is the same as the configuration shown in FIG.
[0238]
Gate GD corresponds to NOR gate NOn (m) shown in FIG. 3, and receives signals BSm, BSEn, BSEs and SEE. Gate GD generates an active word line enable signal BSn (m) when signals BSEm, BSEs and SEE are all inactive and signal BSm is active.
[0239]
A link program circuit L5 is provided for spare redundant decoder SRD (s, s). The link program circuit L5 has the same configuration as the link program circuits LINK1 to LINK4 shown in FIG. 35, stores a defective spare word line address by programming (cutting) its fuse element, and receives a predecode signal supplied from a row predecoder RPD. And the programmed row spare word line address data, and outputs a signal according to the comparison result. By providing the link program circuit L5, a defective spare word line can be relieved using a spare redundant word line.
[0240]
Redundant decoder SNDm includes a NAND gate and an inverter similarly to the configuration shown in FIG. 35, receives signals BSm and SEE, and when both signals BSm and SEE are active, corresponding redundant word line RWL (m, 1) Is driven to the selected state.
[0241]
Row decoder RD (m, n) has the same configuration as the row decoder shown in FIG. 5, and the predecode signal from row predecoder RPD specifies the row address of normal word line WL (m, n) and signal BSn ( When m) is in the active state, the corresponding normal word line WL (m, n) is driven to the selected state.
[0242]
Spare row decode SRD (s, n) has the same configuration as that shown in FIG. 6 and includes a NAND gate and an inverter, and a row predecode signal from row predecoder RPD receives a corresponding spare word line SWL (s, n). When the row address of n) is designated and the signal BSEm is in the active state, the corresponding spare word line SWL (s, n) is driven to the selected state.
[0243]
Spare redundant row decode SRD (s, n) has the same configuration as redundant row decoder SNDm, and when both the output signal of link program circuit L5 and the output signal BSEs of redundant program circuit SSPD are active, the corresponding spare redundant word line Drive SRWL (s, 1) to the selected state.
[0244]
Next, the operation of the configuration shown in FIG. 32 will be specifically described with reference to FIGS. 28 and 29 together.
[0245]
When defective normal word line WL (1, 4) is designated (see FIG. 28), a block designating signal designating memory array MA1 is programmed in program circuit SPD, and signal BSEn is activated. , The gate GD is disabled. Thereby, signal BSn (m) is deactivated, and all normal word lines WL (m, 4) are deselected. On the other hand, spare row decoder SRD (s, 4) is enabled by signal DSEn (n = 4 in this case), and selects corresponding spare word line SWL (s, 4) according to the row predecode signal output from row predecoder RPD. Drive to state.
[0246]
In this case, as shown in FIG. 29, when the word line WL (2, 4) is defective, the row address “2” for the word line WL (2, 4) is stored in the program circuit LP. The signal SEE is activated by LP and DC. However, block specifying signal BS2 output from inverter IVm (m = 2) is inactive (memory array MA1 is specified), and redundant row decoder SNDm is disabled, so that redundant word is disabled. Line RWL (2, 1) maintains the non-selected state.
[0247]
If the normal word line WL (2, 4) is addressed (see FIG. 29), the memory array MA1 is programmed as the output signal BSE4 from the spare program circuit SPD, and the memory array MA2 is designated now. Therefore, spare word line SWL (s, 4) is not selected (spare row decoder SRD (s, 4) is disabled).
[0248]
On the other hand, signal SEE is activated by program circuit LP and determination gate DC, block designating signal BS2 designating memory array MA2 is also activated, redundant row decoder SNDm is activated, and redundant word line RWL (2, 1 ) Is selected. That is, the defective normal word line WL (2, 4) is replaced with the redundant word line RWL (2, 1).
[0249]
When spare word line SWL (s, n) is replaced with spare redundant word line SRWL (s, 1), signal BSEn is inactive when spare word line SWL (s, n) is designated, On the other hand, signal BSEs is activated. The output signal of link program circuit L5 is activated, and decoder SRD (s, s) drives corresponding spare redundant word line SRWL (s, s) to the selected state. At this time, the gate DD is disabled by the signal BSEs, and the normal word line WL (m, n) is in a non-selected state.
[0250]
In the above description, redundant word line regions WL1-WL4 and spare redundant word line region SRWL are described as including only one redundant word line. However, the number of redundant word lines provided in each region may be two or more. In this case, one redundant word line is easily selected from a plurality of redundant word lines by expanding the configuration shown in FIG. The configuration is realized.
[0251]
Instead of using the link program circuits L1-L4 and L5, a redundant word line rescue method according to so-called "shift redundancy" may be used. The structure in which the memory array includes normal word lines and redundant word lines as shown in FIG. 27 may be used in combination with another structure for performing an Icc2 test.
[0252]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the spare array and the memory array include the same number of word lines, and if there is no defective word line, the spare array word line and the memory array word line are paired. Since the correspondence is made in one mode, both replacement in word line units and replacement in array units can be easily performed.
[0253]
By providing a switching element for each array, an Icc2 test can be performed for each array, and a defective array can be detected at high speed.
[0254]
That is, in the semiconductor memory device according to the first aspect, the word line included in each memory array and the word line included in at least one spare word line are uniquely associated with each other when no defective word line exists. Therefore, word line replacement or array replacement can be easily realized with a simple circuit configuration in accordance with the defective mode of the defective word line, the defective word line relief efficiency is improved, and the product yield is greatly improved.
[0255]
In the semiconductor memory device according to the second aspect, each of the memory array and the spare array is provided with a redundant word line, and each word line of the memory array is a redundant word line included in a spare word line or a spare redundant word line of the spare array or the memory array itself. Since the word line can be replaced with a word line, the number of defective word lines that can be repaired is greatly increased, and the efficiency of repairing the defective word line is improved.
[0256]
In the semiconductor memory device according to the third aspect, a row decoder provided for a memory array for selecting a word line and a spare decoder provided for a spare array for selecting a spare word line have the same logical configuration. And a row address signal can be applied to both of them in common, thereby simplifying the control and configuration of word line replacement. Further, the same layout pattern can be repeated for the row decoder and the spare decoder, so that the layout of the decoder is simplified and the occupied area is reduced. Access delay does not increase.
[0257]
The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the internal voltage is supplied to each memory array via a fuse element and the internal voltage is supplied to a spare array via a switching element. The defective array can be easily replaced by programming the elements and switching elements.
[0258]
In the semiconductor memory device according to the fifth aspect, the internal voltage is supplied to each memory array via a fuse element, and the internal voltage is supplied to a spare array via a switching element. When only possible defective word lines are present, all the fuse elements are turned on and the switching elements are turned on, so that replacement can be performed in word line units.
[0259]
In the semiconductor memory device according to the sixth aspect, in the standby current test mode, the operation of the block decoder is performed and the operation of the row decoder is inhibited, so that generation of the row address signal is inhibited, and Since only the designating signal is generated and the switching element is selectively turned on to supply the internal voltage only to the array designated by the array designating signal, a standby current test can be performed for each array. Detecting a defective array can be performed easily and at high speed.
[0260]
In the semiconductor memory device according to the seventh aspect, in the standby current test mode, the operation of the row selection related circuit is prohibited and only the array selection related circuit is operated, so that the standby current test in array units is performed. Can be easily performed.
[0261]
In the semiconductor memory device according to the present invention, a spare array designating signal generating means is provided, and in a standby current test mode, a spare array is designated according to a spare array designating signal from the spare array designating signal generating means to designate an internal voltage. Since the supply of the internal voltage to the spare array and the supply of the internal voltage to the other arrays are prohibited, a standby current test can be performed on the spare array, and good / defective of the spare array can be detected at high speed. This eliminates the need for a step of replacing a defective word line with a spare word line in the defective spare array, thereby shortening the test time of the semiconductor memory device.
[0262]
10. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein a plurality of memory blocks each including a plurality of memory arrays and at least one spare array are provided, and a defective word line is replaced with a spare word line for each of the plurality of memory blocks. Since the replacement control circuit is provided, a defective word line / defective array can be relieved in each of the memory blocks even in a semiconductor memory device having a plurality of memory blocks, and the product yield is greatly improved.
[0263]
In the semiconductor memory device test method according to the tenth aspect, a standby current test is performed for each array, and when a defective array exists, the standby array is replaced with a spare array, a standby current for the spare array is performed, and then standby for all arrays is performed. Since the configuration is such that a functional test is performed after the completion of the current test to remedy a defective word line, both replacement in units of word lines and replacement in units of arrays can be easily realized. When a defective spare array is detected, the semiconductor memory device is determined to be defective. Therefore, it is not necessary to replace a defective word line with a spare word line in the defective spare array, and the test time of the semiconductor memory device is greatly reduced. Is done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a program circuit for enabling a spare row decoder shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a circuit for generating a signal for enabling a row decoder shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram illustrating a correspondence relationship between the configuration shown in FIGS. 2 and 3 and a word line and a spare word line.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a row decoder shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a spare row decoder shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a diagram for explaining a signal flow in a row selection system in the configuration shown in FIG. 1;
FIG. 8 is a diagram showing an overall arrangement of a row decoder and a spare row decoder shown in FIG. 1;
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a configuration of a switching element illustrated in FIG. 1;
FIG. 10 is a diagram showing another configuration of the switching element shown in FIG.
11 is a diagram showing another configuration of the row decoder and the spare decoder shown in FIG.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a method for testing a semiconductor memory device according to the present invention.
13 is a diagram showing a configuration of a semiconductor memory device for realizing the test method shown in FIG.
14 is a block diagram schematically showing an overall configuration of the semiconductor memory device shown in FIG.
FIG. 15 is a diagram schematically showing a configuration of an ICC test control circuit shown in FIG. 14;
16 is a diagram showing a configuration of the RAS buffer shown in FIG.
17 is a signal waveform diagram representing an operation of the RAS buffer shown in FIG.
FIG. 18 is a diagram showing a configuration of the ICC test detector shown in FIG.
19 is a signal waveform diagram representing an operation of the ICC test detector shown in FIG.
20 is a diagram showing a configuration of a row address buffer shown in FIG.
21 is a signal waveform diagram representing a configuration and an operation of a circuit for generating an array latch enable signal shown in FIG.
FIG. 22 is a signal waveform diagram representing a circuit configuration and an operation for generating the address enable signal shown in FIG. 20.
23 is a diagram showing a configuration of the ICC test control circuit shown in FIG.
FIG. 24 schematically shows an entire configuration of a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.
25 is a diagram showing a configuration for generating a switching element control signal shown in FIG. 24.
FIG. 26 shows a structure for performing an Icc2 test of a spare array.
FIG. 27 schematically shows an entire configuration of a semiconductor memory device according to still another embodiment of the present invention.
28 is a view illustrating a method of relieving a defective word line in the semiconductor memory device shown in FIG. 27;
29 is a diagram showing a method of relieving a defective word line in the semiconductor memory device shown in FIG.
30 is a diagram schematically showing a configuration of a program circuit for the redundant row decoder shown in FIG. 27;
FIG. 31 shows a structure of a program circuit for the spare row decoder shown in FIG. 27.
32 is a diagram schematically showing a configuration of a row selection system in the semiconductor memory device shown in FIG. 27;
FIG. 33 schematically shows an entire configuration of a conventional semiconductor memory device.
FIG. 34 schematically shows a configuration of a row selection system in a conventional semiconductor memory device.
FIG. 35 is a diagram showing the configuration of a row selection system in a conventional semiconductor memory device in more detail.
FIG. 36 shows a structure of a row decoder and a spare row decoder in a conventional semiconductor memory device.
FIG. 37 is a diagram showing a configuration of a portion related to one column of memory cells in a conventional semiconductor memory device.
FIG. 38 is a diagram illustrating a problem in a conventional semiconductor memory device.
FIG. 39 is a drawing schematically showing another configuration of a conventional semiconductor memory device.
[Explanation of symbols]
1 internal voltage line, F1 to F4 fuse element, SW1 switching element, RD (1,1) to RD (4,16) row decoder, SRD (s, 1) to SRD (s, 16) spare row decoder, 10th 1 program circuit, 12 second program, 2 address buffer, 3 block decoder, 1a, 1b, 1c internal voltage line, SW1a, SW1b switching element, SA sense amplifier, T1P to T4P, T1b-T4b switching element, SW1P, SW2P, SW2b switching element, 100 memory array section, 102 spare array section, 104 row decoder, 106 spare decoder circuit, 108 voltage control circuit, 110 sense amplifier circuit, 122 RAS buffer 124 row address buffer, 126 row address buffer, 125, 127 lines Coder, 128 word line / sense amplifier control circuit, 120 ICC test detector, 140 internal voltage generator, 150 ICC test control circuit, 151 array selector, 153 spare array selector, 220 mode detector, MB1-MB4 memory block , MA11-MA44 memory array, SMA11-SMA44 spare memory array, 300 block decoder, 302 array decoder, 304 spare array ICC test detector, 320 spare test array decoder, 321 program circuit, 318 NAND gate, 314 NAND gate, RWL1- RWL4 redundant word line area, SRWL spare redundant word line area, SND1-SND4 redundant row decode circuit, LP defective row address program circuit, SPD spare word line program Circuit, SSPD spare redundancy program circuit.

Claims (10)

各々が、行および列状に配列される複数のメモリセルと、各前記行に対応して配設されかつ各々に対応の行のメモリセルが接続される複数のワード線とを含む複数のメモリアレイと、
行および列のマトリックス状に配列される複数のメモリセルと、各前記行に対応して配設され各々に対応の行のメモリセルが接続され、かつさらに各前記メモリアレイに含まれるワード線と同一数設けられるスペアワード線を含む少なくとも1個のスペアメモリアレイとを備え、各前記メモリアレイにおけるワード線の各々は、不良ワード線が前記メモリアレイおよびスペアメモリアレイのいずれにも存在しないとき、前記スペアメモリアレイのスペアワード線と1意的に対応付けられ、
前記複数のメモリアレイのうちのメモリアレイにおいて不良ワード線が存在するとき、該不良ワード線を対応のスペアワード線と置換するための置換制御回路とを備える、半導体記憶装置。
A plurality of memories each including a plurality of memory cells arranged in rows and columns and a plurality of word lines provided corresponding to each of the rows and connected to the memory cells of the corresponding rows respectively An array,
A plurality of memory cells arranged in a matrix of rows and columns, a plurality of memory cells arranged in correspondence with the respective rows, each connected to a corresponding memory cell of the corresponding row, and further including a word line included in each of the memory arrays. At least one spare memory array including the same number of spare word lines, wherein each of the word lines in each of the memory arrays has a defective word line in neither the memory array nor the spare memory array; Uniquely associated with a spare word line of the spare memory array;
A semiconductor memory device comprising: a replacement control circuit for replacing a defective word line with a corresponding spare word line when a defective word line exists in a memory array of the plurality of memory arrays.
各々が、行および列状に配列される複数のメモリセルと、各前記行に対応して配設されかつ各々に対応の行のメモリセルが接続される複数のワード線と、1行のメモリセルが接続される少なくとも1本の冗長ワード線とを含む複数のメモリアレイと、
行および列のマトリックス状に配列される複数のメモリセルと、各前記行に対応して配設され各々に対応の行のメモリセルが接続され、かつさらに各前記メモリアレイに含まれるワード線と同一数設けられるスペアワード線とを含む少なくとも1個のスペアメモリアレイとを備え、各前記メモリアレイにおけるワード線の各々は、不良ワード線が前記メモリアレイおよびスペアメモリアレイのいずれにも存在しないとき前記スペアメモリアレイのスペアワード線と一意的に対応付けられ、
前記複数のメモリアレイのうちのメモリアレイにおいて不良ワード線が存在するとき、該不良ワード線を対応のスペアワード線と置換するための置換制御回路と、
前記複数のメモリアレイのうちのあるメモリアレイにおいて不良ワード線が存在するとき、該不良ワード線を該あるメモリアレイ内の冗長ワード線と置換するための冗長置換回路を備える半導体記憶装置。
A plurality of memory cells each arranged in rows and columns, a plurality of word lines arranged corresponding to each row and connected to the memory cells of the corresponding rows, A plurality of memory arrays including at least one redundant word line to which cells are connected;
A plurality of memory cells arranged in a matrix of rows and columns, a plurality of memory cells arranged in correspondence with each of the rows, each connected to a memory cell of a corresponding row, and further including a word line included in each of the memory arrays. And at least one spare memory array including the same number of spare word lines, wherein each of the word lines in each of the memory arrays has a defective word line in neither the memory array nor the spare memory array. Uniquely associated with a spare word line of the spare memory array;
A replacement control circuit for replacing the defective word line with a corresponding spare word line when a defective word line is present in a memory array of the plurality of memory arrays;
When said plurality of defective word lines in the memory array certain of the memory array is present, and a redundancy replacement circuit for replacing the redundant word line in the memory array with the the the defective word line, the semiconductor memory device.
前記置換制御回路は、
各前記スペアワード線に対応して設けられ、与えられた行アドレス信号をデコードして該デコード結果に従って対応のスペアワード線上へスペアワード線駆動信号を発生する複数のスペア行デコーダと、
各前記メモリアレイにおける前記複数のワード線各々に対応して設けられ、与えられた行アドレス信号をデコードし、該デコード結果に従って対応のワード線上へワード線駆動信号を発生するための複数の行デコーダを備え、
前記複数の行デコーダの各々は、前記複数のスペア行デコーダの各々と同じ論理ゲートの接続配置を備える、請求項1記載の半導体記憶装置。
The replacement control circuit,
A plurality of spare row decoders provided corresponding to the respective spare word lines, for decoding a given row address signal and generating a spare word line drive signal on the corresponding spare word line according to the decoding result;
A plurality of row decoders provided for each of the plurality of word lines in each of the memory arrays, for decoding a given row address signal, and for generating a word line drive signal on the corresponding word line in accordance with the decoding result; With
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein each of said plurality of row decoders has the same logic gate connection arrangement as each of said plurality of spare row decoders.
さらに、前記複数のメモリアレイのうちに不良メモリアレイが存在する場合、該不良メモリアレイを所定の内部電圧を伝達する内部電圧伝達手段から分離しかつ前記内部電圧伝達線を前記スペアメモリアレイへ接続する電圧供給制御手段を備える、請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体記憶装置。Further, when a defective memory array is present among the plurality of memory arrays, the defective memory array is separated from an internal voltage transmitting means for transmitting a predetermined internal voltage, and the internal voltage transmitting line is connected to the spare memory array. 4. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a voltage supply control unit. 前記複数のメモリアレイのいずれにおいても置換により救済可能な不良ワード線のみしかその存在が見出されない場合には、所定の内部電圧を前記複数のメモリアレイの各々へ供給する電圧制御素子をさらに備える、請求項1ないし4のいずれかに記載の半導体記憶装置。When only the defective word line that can be remedied by replacement is found in any of the plurality of memory arrays, a voltage control element for supplying a predetermined internal voltage to each of the plurality of memory arrays is further provided. The semiconductor memory device according to claim 1. スタンバイ電流テストモード指示信号を発生するためのスタンバイ手段と、
前記スタンバイ電流テストモード指示信号に応答して、メモリアレイを指定するアレイ指示信号を発生しかつ行アドレス信号の発生を禁止するアドレス決定回路と、
前記スタンバイ電流モード指示信号と前記アレイ指示信号とに応答して前記アレイ指示信号が指定するメモリアレイへ所定の内部電圧を供給する接続制御回路を備える、請求項1ないし5のいずれかに記載の半導体記憶装置。
A standby means for generating a standby current test mode instruction signal;
An address determination circuit for generating an array instruction signal for designating a memory array and inhibiting generation of a row address signal in response to the standby current test mode instruction signal;
6. The connection control circuit according to claim 1, further comprising a connection control circuit that supplies a predetermined internal voltage to a memory array specified by the array instruction signal in response to the standby current mode instruction signal and the array instruction signal. Semiconductor storage device.
さらに、複数のメモリアレイそれぞれにおける行を指定する行アドレス信号に従って行指定信号を発生する行選択手段と、アレイアドレス信号に従ってアレイ指定信号を発生するアレイ選択手段と、スタンバイ電流テストモード指示信号の活性化に応答してアレイ選択手段をイネーブルしかつ行選択手段をディスエーブルする選択制御手段を備える、請求項1に記載の半導体記憶装置。Further, a row selecting means for generating a row specifying signal in accordance with a row address signal specifying a row in each of the plurality of memory arrays, an array selecting means for generating an array specifying signal in accordance with the array address signal, and activation of a standby current test mode instruction signal 2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising selection control means for enabling array selection means and disabling row selection means in response to the activation. さらに、前記スペアメモリアレイを指定するためのスペアアレイ指示信号を発生する手段と、
前記スタンバイ電流テストモード指示信号と前記スペアアレイ指示信号とに応答して、所定の内部電圧の前記複数のメモリアレイへの印加を禁止しつつ前記スペアアレイ指示信号が指定するスペアアレイへ所定の内部電圧を供給する手段とを備える、請求項6記載の半導体記憶装置。
Means for generating a spare array instruction signal for designating the spare memory array;
In response to the standby current test mode instruction signal and the spare array instruction signal, a predetermined internal voltage is applied to the spare array specified by the spare array instruction signal while prohibiting application of a predetermined internal voltage to the plurality of memory arrays. 7. The semiconductor memory device according to claim 6, further comprising: means for supplying a voltage.
前記複数のメモリアレイおよび前記少なくとも1つのスペアアレイで構成されるメモリブロックが複数個設けられ、かつ前記置換制御回路は各前記メモリブロックに対応して設けられる、請求項1〜8のいずれかに記載の半導体記憶装置。9. The memory according to claim 1, wherein a plurality of memory blocks each including the plurality of memory arrays and the at least one spare array are provided, and the replacement control circuit is provided corresponding to each of the memory blocks. 13. The semiconductor memory device according to claim 1. 各々が、行および列状に配列される複数のメモリセルを有する複数のメモリアレイと、各前記メモリアレイと同数の行および列のメモリセルを有する少なくとも1個のスペアメモリアレイと、内部電圧を伝達する内部電圧伝達線とを備える半導体記憶装置のテスト方法であって、
アレイ指示信号に従って、該アレイ指示信号が指定するアレイ以外のアレイを前記内部電圧伝達線から分離しかつ前記アレイ指示信号が指定するアレイに対するスタンバイ電流テストを行なうステップと、
該スタンバイ電流テストにおいてスタンバイ電流が所定値より大きいため該メモリアレイが不良と判別されたとき、スペアアレイのみを内部電圧線に接続して該スペアアレイに対するスタンバイ電流テストを行なうステップと、
該スタンバイ電流テストが前記複数のメモリアレイのすべてに対して行なわれたとき、前記複数のメモリアレイのいずれかにおいて不良行が存在するか否かを判別する機能テストを行なうステップと、
該不良行がスペアアレイの行と置換可能なとき、該スペアアレイにおける行と不良行とを置換するステップとを備える、半導体記憶装置のテスト方法。
A plurality of memory arrays each having a plurality of memory cells arranged in rows and columns, at least one spare memory array having the same number of rows and columns of memory cells as the respective memory arrays, and an internal voltage A method for testing a semiconductor memory device comprising:
Separating an array other than the array designated by the array designating signal from the internal voltage transmission line according to the array designating signal, and performing a standby current test on the array designated by the array designating signal;
Performing a standby current test on the spare array by connecting only the spare array to the internal voltage line when the memory array is determined to be defective because the standby current is larger than a predetermined value in the standby current test;
When the standby current test is performed on all of the plurality of memory arrays, performing a functional test to determine whether or not a defective row exists in any of the plurality of memory arrays;
Replacing the row in the spare array with the defective row when the defective row can be replaced with a row in the spare array.
JP22621694A 1993-09-30 1994-09-21 Semiconductor memory device and test method therefor Expired - Fee Related JP3566349B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22621694A JP3566349B2 (en) 1993-09-30 1994-09-21 Semiconductor memory device and test method therefor

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24441093 1993-09-30
JP5-244410 1993-09-30
JP22621694A JP3566349B2 (en) 1993-09-30 1994-09-21 Semiconductor memory device and test method therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07169295A JPH07169295A (en) 1995-07-04
JP3566349B2 true JP3566349B2 (en) 2004-09-15

Family

ID=26527063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22621694A Expired - Fee Related JP3566349B2 (en) 1993-09-30 1994-09-21 Semiconductor memory device and test method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3566349B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1365419B1 (en) * 2002-05-21 2008-12-31 STMicroelectronics S.r.l. Self-repair method for non volatile memory device with erasing/programming failure detection, and non volatile memory device therefor
KR100472726B1 (en) * 2002-10-29 2005-03-10 주식회사 하이닉스반도체 Semiconductor memory device for high speed data access and method for operating the same
WO2006090443A1 (en) * 2005-02-23 2006-08-31 Spansion Llc Method for setting redundancy of storage device, and storage device
WO2017126014A1 (en) 2016-01-18 2017-07-27 ウルトラメモリ株式会社 Layered semiconductor device, and production method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07169295A (en) 1995-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5519657A (en) Semiconductor memory device having a redundant memory array and a testing method thereof
JP3774500B2 (en) Semiconductor memory device
JP3282967B2 (en) Row decoder and DRAM
KR100205006B1 (en) Semiconductor memory device having an automatic falut block mapping function
EP0249903A2 (en) Semiconductor memory device
JP3251851B2 (en) How to test a RAM array
KR100268433B1 (en) Semiconductor memory device with column redundancy scheme
US6118710A (en) Semiconductor memory device including disturb refresh test circuit
JPH0334640B2 (en)
KR100200891B1 (en) Semiconductor memory device
KR20030055114A (en) Semiconduction memory device
JP2000260199A (en) Semiconductor memory device
US6349064B1 (en) Semiconductor memory device capable of independent selection of normal and redundant memory cells after programming of redundant address
US5561636A (en) Random access memory with a simple test arrangement
KR100257428B1 (en) Semiconductor memory device having collective writing mode for writing data on row basis
US6018482A (en) High efficiency redundancy scheme for semiconductor memory device
KR100287019B1 (en) Semiconductor memory device with true / completion redundancy scheme
JP3566349B2 (en) Semiconductor memory device and test method therefor
US6504744B2 (en) Semiconductor memory device with memory test circuit
US7903482B2 (en) Semiconductor storage device and memory cell test method
JP4125448B2 (en) Semiconductor memory device
US6262923B1 (en) Semiconductor memory device with redundancy function
KR100512176B1 (en) Semiconductor memory device with function of judging standby current failure
JP2001338495A (en) Semiconductor memory
JP4766961B2 (en) Semiconductor memory device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040217

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040406

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040601

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040610

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080618

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080618

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618

Year of fee payment: 7

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618

Year of fee payment: 7

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees