JP3636879B2 - 半導体メモリ装置のローデコーダ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーストモード機能を有する半導体メモリ装置に適用可能なローデコーダに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、SRAMなどの半導体メモリ装置には、データのアクセス効率を高めるためにバーストモードがよく採用されている。このバーストモードでは、1回受信された外部アドレスから内部アドレスが順次発生し、その内部アドレスに従ってメモリセルが選択される。すなわち、外部のマイクロプロセッサなど制御装置は、メモリセルをそれぞれ指定する外部アドレスを逐一印加する必要はなく、バーストモードで定められた特定のアドレスをノーマルアドレスに加えて外部アドレスとし、これを1回だけ印加すれば、メモリ装置の内部カウンタが外部アドレス中の特定アドレス(バーストアドレス)を受信して組み合わせることにより、設定された個数の内部アドレスを連続的に発生する。最近のSRAMなどでは、2つの特定アドレスをカウンタに入力させて4つの内部アドレスを生成しているものもある。
【0003】
一方、通常の冗長方式(scheme)を有する揮発性メモリ装置に印加される外部アドレスは、メモリ装置内のバッファを経てノーマル動作のためのノーマルデコーダと冗長動作のための冗長デコーダとに提供される。このアドレスバッファから出力されるアドレスは、外部クロックに同期した内部クロックにより制御される。
【0004】
図1を参照すると、外部アドレスがアドレスバッファ10に印加された後、内部クロックであるアドレスコントロールクロックに従ってノーマルデコーダ14と冗長デコーダ12へアドレス信号が提供される。そしてノーマルデコーダ14は、メモリセルアレイ18内のノーマルメモリセルにつながるノーマルワードライン16を選択的にイネーブルさせ、冗長デコーダ12は、メモリセルアレイ18内の冗長メモリセルにつながる冗長ワードライン20を選択的にイネーブルさせる。
【0005】
図2には、冗長デコーダ12の詳細回路を示す。図示のように、マスタヒューズMF、多数の内部ヒューズF、駆動用トランジスタN1〜N3,N5,P1,P2、多数のデコーディング用トランジスタN6,N7、出力反転用インバータINV、及びデコーディング出力用NANDゲートNAN1からなる。この冗長デコーダ12は、欠陥セルにつながるノーマルワードラインを冗長ワードラインに置き換えるために、外部アドレスA1〜A5及びバーストアドレスC1,C2をデコーダ内の冗長リペア回路を通じて受信し、そして内部ヒューズFのカッティング有無に従い冗長ワードラインイネーブル信号RWLを出力する。
【0006】
図1及び図2に示した構成によるデコーディング方式では、アドレスコントロールクロックを冗長デコーダ12の内部回路に使用せず、冗長デコーダ12の前段に位置したアドレスバッファ10に使用している。その原因は、冗長デコーダ12に提供されるアドレスの種類が2つであるためである。すなわち、冗長デコーダ12に通常アドレスの外部アドレスA1〜A5とバーストアドレスC1,C2の2種類が提供される構造では、通常のアドレスコントロールクロックとバーストアドレスコントロールクロックは相互逆に遷移する信号なので、これらクロックを一緒に使用し得ない。したがって、図3に示すようなバーストアドレス制御回路を冗長デコーダ12の前段に設けている。
【0007】
このバーストアドレス制御回路は、クロックK1,K2及びインバータIN1〜IN4に従う反転パスゲートNA1〜NA4、及びその出力をラッチするインバータI10,I11,I20,I21を含んでなり、アドレスコントロールクロックK1,K2、入力バースト信号RN1,RN2,RC1,RC2を受信して組み合わせてバーストアドレスを生成する。メモリ装置が通常モードの設定である場合は、アドレスコントロールクロックK2により制御されたアドレスが出力され、バーストモードの設定である場合は、クロックK2をオフさせた状態でクロックK1により制御されたバーストアドレスC1,C2が生成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の冗長デコーディング方式は、アドレスコントロールクロックを冗長デコーダに使用できず、バーストアドレス制御回路により制御されたバーストアドレスを冗長デコーダ12へ印加する方式であるので、冗長ワードラインイネーブル速度が遅いという短所がある。本発明は、これを解決せんとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
冗長ワードラインイネーブル速度の高速化を図るためには、冗長セルの選択時に冗長デコーダへバーストモード用アドレスを提供せずにおいて、アドレスコントロールクロックを提供する手法とすればよい。
【0010】
そこで本発明によれば、バーストモードを有する半導体メモリ装置において、ノーマル動作で印加されるローアドレスに応じてメインワードラインを選択し、ロー冗長動作で印加されるブロッキング信号に応じてローアドレスをブロッキングするメインローデコーダと、該メインローデコーダの出力及びバーストモード時に提供されるバーストアドレスをノーマル動作で受信し、前記メインワードラインに複数ずつ対応したセクションワードラインを駆動するセクションローデコーダと、を有することを特徴とする。つまり本発明のデコーディング回路は、ノーマル動作で印加されるローアドレスに応じてメインワードラインを選択し、ロー冗長動作で印加されるブロッキング信号に応じて前記メインワードラインをディスエーブルさせるメインローデコーダと、ノーマル動作で前記メインローデコーダの出力及びバーストモード時に提供されるバーストアドレスを受信し、前記メインワードラインに複数ずつ対応したセクションワードラインを駆動するセクションローデコーダと、ロー冗長動作でローアドレスのデコーディング信号及び前記ブロッキング信号の基になるアドレスコントロールクロックを内部で組み合わせて冗長メインワードラインを選択する冗長メインローデコーダと、ロー冗長動作で前記冗長メインローデコーダの出力及びバーストモード時に提供されるバーストアドレスを受信し、前記冗長メインワードラインに複数ずつ対応した冗長セクションワードラインを駆動する冗長セクションローデコーダと、を備えることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【0012】
図4に、本発明に係る回路構成を示してある。すなわち、アドレスバッファ11、冗長メインローデコーダ(RMRD)120、メインローデコーダ(MRD)70、セクションローデコーダ(SRD)80、冗長セクションローデコーダ(RSRD)90を備えている。
【0013】
この図4に示す構造は、ワードラインをイネーブルするデコーダを、メインローデコーダ70からセクションローデコーダ80、冗長メインローデコーダ120から冗長セクションローデコーダ90へ細分化し、バーストアドレスをセクションローデコーダSRD80及び冗長セクションローデコーダRSRD90へ印加することにより、冗長セル選択時の速度遅延を減らすものである。この場合、セクションワードラインSWL及び冗長セクションワードラインRSWLをメモリセルのポリシリコンワードラインとし、メインワードラインMWL及び冗長メインワードラインRMWLを、メインローデコーダ70とセクションローデコーダ80との間、冗長メインローデコーダ120と冗長セクションローデコーダ90との間のメタルラインとする。
【0014】
ロー冗長動作で、メインローデコーダ70にはブロッキング信号/CONCLKがメインワードラインMWLをディスエーブルさせるために提供され、一方、冗長メインローデコーダ120にはアドレスコントロールクロックが直接印加される。つまり、ブロッキング信号/CONCLKは、冗長メインワードラインRMWLがイネーブルされるときに出される反転信号である。冗長セクションローデコーダ90は、冗長メインローデコーダ120の出力とバーストアドレスをロー冗長動作で受信し、担当する冗長セクションワードラインRSWLを駆動する。
【0015】
冗長メインローデコーダ120は、図5のような構成とすることができる。すなわち、マスタヒューズMF、内部ヒューズF、駆動用トランジスタN1〜N3,N5,P1,P2、デコーディング用トランジスタN6,N7、出力反転用インバータI3,I5、デコーディング出力用NANDゲートNAN3、そして、クロックK3(アドレスコントロールクロック)及びインバータI4に従う反転パスゲートNAN2を備えている。したがって、リペアされるセクションワードラインは1本ではなく、冗長メインワードラインRMWLによるリペアで4本の冗長セクションワードラインRSWLが使用される。
【0016】
セクションローデコーダSRD80及び冗長セクションローデコーダ90にデコードされたバースト用アドレスが印加される前に、アドレスバッファ11を通じて通常モードのためのアドレス信号とバーストモードのためのアドレス信号との分離動作が先行する。図6に、バースト用アドレスによって通常モードとバーストモードを行うことのできるようにするバーストアドレスデコーダを示す。バーストアドレスは、バーストモード以外では通常アドレスの最下位ビットとして処理されるもので、たとえば1M同期式SRAMの場合、アドレスバッファ11へ提供される9ビットのアドレスのうち、上位7ビットがメインローデコーダ70や冗長メインローデコーダ120へ提供され、下位2ビットがバーストアドレスとして分けられる。
【0017】
このバーストアドレスデコーダは、4つのデコーディング方式中の1つを示したものであり、クロックK4,K5及びインバータI1,I2に従う反転パスゲート、ラッチ動作のためのインバータI3,I4からなっている。印加される信号CAi(i=0〜3)は通常モードのための信号、CCi(i=0〜3)はバーストモードで動作するカウンタの出力信号である。また、K4は通常モードでイネーブルされるクロックであり、K5はバーストモードでイネーブルされるクロックである。これらクロックK3,K4,K5は、システムクロック及びバーストモード制御信号に基づき内部クロックバッファで生成され、クロックK5はクロックK4を反転させた信号である。これにより、通常モードの場合には信号CAiが反転パスゲートを通して出力され、バーストモードの場合は信号CCiが反転パスゲートを通して出力される。出力信号C(i−1)は、図7に具体的に示すように、セクションローデコーダSRD80及び冗長セクションローデコーダRSRD90に印加される。
【0018】
図7は冗長セクションローデコーダRSRD90の詳細を示し、ノーマル用セクションローデコーダSRD80の内部構成も同じである。このように冗長セクションローデコーダRSRD90へバーストアドレスが印加されるので、冗長メインローデコーダ120にアドレスコントロールクロックを印加することが可能となる。すなわちバーストモードでは、冗長メインローデコーダ120の出力(RMWL)とバーストアドレスが冗長セクションローデコーダRSRD90で混ぜられて冗長セクションワードラインRSWLがイネーブルされる。これにより、冗長メインローデコーダ120にはアドレスコントロールクロックK3を印加して直接的なコントロールをすることが可能になる。
【0019】
図5の回路でヒューズを経る間の遅延が発生するように思われるが、クロックK3によって出力RMWLを直接的に制御する様態なので遅延は無視され、冗長セクションワードラインのイネーブルスピードはより速くなる。このようなデコーダ構造は、高速の同期メモリに有利である。
【0020】
【発明の効果】
本発明によるデコーダ回路は、冗長メインローデコーダにバーストアドレスを提供せずにアドレスコントロールクロックを直接印加することができるので、ワードラインイネーブル速度の高速化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術によるデコーディング方式を説明するブロック図。
【図2】従来技術による冗長デコーダの回路図。
【図3】従来技術によるバーストアドレス制御回路の回路図。
【図4】本発明によるデコーディング方式を説明するブロック図。
【図5】本発明による冗長メインデコーダの回路図。
【図6】本発明に係るバーストアドレスデコーダの回路図。
【図7】本発明による冗長セクションデコーダの回路図。
【符号の説明】
11 アドレスバッファ
70 メインローデコーダ
80 セクションローデコーダ
90 冗長セクションローデコーダ
120 冗長メインローデコーダ

Claims (1)

  1. ノーマル動作で印加されるローアドレスに応じてメインワードラインを選択し、ロー冗長動作で印加されるブロッキング信号に応じて前記メインワードラインをディスエーブルさせるメインローデコーダと、
    ノーマル動作で前記メインローデコーダの出力及びバーストモード時に提供されるバーストアドレスを受信し、前記メインワードラインに複数ずつ対応したセクションワードラインを駆動するセクションローデコーダと、
    ロー冗長動作でローアドレスのデコーディング信号及び前記ブロッキング信号の基になるアドレスコントロールクロックを内部で組み合わせて冗長メインワードラインを選択する冗長メインローデコーダと、
    ロー冗長動作で前記冗長メインローデコーダの出力及びバーストモード時に提供されるバーストアドレスを受信し、前記冗長メインワードラインに複数ずつ対応した冗長セクションワードラインを駆動する冗長セクションローデコーダと、
    を備えたことを特徴とする半導体メモリ装置のデコーディング回路。
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