JP3695962B2 - Semiconductor memory device - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はダイナミック型半導体記憶装置(DRAM)に係り、特にカラム単位で不良メモリセルをスペアメモリセルと置き換える、いわゆるカラムリダンンダンシ機能を有する半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
主にパーソナルコンピュータ(PC)やワークステーション(WS)等の主記憶装置として用いられているDRAMは世代毎に4倍ずつの大容量化が行われてきた。その結果、試作段階や学会発表の段階とはいえ、既に1Gbもの大容量のものが実現されている。このような大容量のDRAMチップでは、全てのメモリセルが正常に動作するということはまず有り得ない。そのため、不良メモリセルをスペアメモリセルで置き換える、いわゆるリダンダンシ技術が必須である。
【0003】
スペアメモリセルを数多く準備すればDRAMの製造歩留まりは向上する。しかし、当然ながら、チップサイズが増加し、コストが上昇する。そのために、リダンダンシ技術の効率化、すなわち、なるべく少ない数のスペアメモリセルで高い製造歩留まりを実現することが重要である。
【0004】
リダンダンシ技術を不良メモリセルの置き換え方法で大別すると、ワード線単位で置き換えるロウ・リダンダンシ(Row Redundancy)と、カラム選択線(CSL)単位で置き換えるカラム・リダンダンシ(Column Redundancy )とに分けられる。
【0005】
ここで、カラム・リダンダンシに注目する。一般的に、カラム・リダンダンシでは、CSL1本毎に不良メモリセルがスペアメモリセルに置き換えられる。
通常、1本のCSLによって選択されるビット線の本数は、データ入出力線(DQ線)の本数に等しい。このため、カラム・リダンダンシの最小置き換え単位はDQ線の本数に等しい。
【0006】
ここでDQ線の本数について考えてみる。DRAMに対する高速化の要求は以前よりあり、現状では50ns〜60ns程度のアクセス速度が限界といわれている。そのためにデータ入出力ピンの多い、いわゆる多ビット品を使用することでデータ転送のバンド幅を向上させることが行われてきた。データ入出力ピンを多くするためにはDRAM内部のバス幅を広くする必要がある。また、そのためには、DQ線の本数を増やす必要がある。
【0007】
しかし、このことは、前述したようにカラム・リダンダンシの最小置き換え単位が大きくなることを意味する。その結果、カラム・リダンダンシの救済効率が下がるという問題があった。
【0008】
このような状況において、スペアメモリセルの数を増やすことなく不良品の救済効率を向上させるようにしたカラム・リダンダンシ技術が開発されている。図12はその一例を示している。この技術は特開平5−54691号公報に記載されているものであり、以下、これについて説明する。
【0009】
図12(a)は上記公報に記載されているDRAMの本体メモリセルアレイ及びその周辺回路の構成を示している。また、同12(b)は同様にスペアメモリセルアレイ及びその周辺回路の構成を示している。
【0010】
図12(a)において、MC11、MC12、MC21、MC22はそれぞれメモリセル、WL1、WL2はそれぞれワード線、BL1、/BL1、BL2、/BL2はそれぞれビット線対、SA1、SA2はそれぞれ上記2対のビット線対BL1、/BL1、BL2、/BL2に接続され、各ビット線対に読み出されるデータをセンスするセンスアンプ、DQ0、/DQ0、DQ1、/DQ1はDQ線対、Q11、Q12、Q21、Q22は上記2個のセンスアンプSA1、SA2でデータがセンスされた後のビット線対BL1、/BL1、BL2、/BL2を上記2対のDQ線対DQ0、/DQ0、DQ1、/DQ1に接続制御するトランスファゲートである。
【0011】
上記4個のトランスファゲートQ11、Q12、Q21、Q22の全てのゲートは1つのカラム選択線CSL1に共通に接続されている。
また、図12(b)において、MCR11、MCR12はそれぞれスペアメモリセル、BLR1、/BLR1はスペアビット線対、SAR1はスペアビット線対BLR1、/BLR1に接続され、このスペアビット線対に読み出されるデータをセンスするセンスアンプ、QR11、QR12、QR21、QR22は上記センスアンプSAR1でデータがセンスされた後のスペアビット線対BLR1、/BLR1を上記2対のDQ線対DQ0、/DQ0、DQ1、/DQ1に接続制御するトランスファゲートである。
【0012】
図12(b)中の4個のトランスファゲートのうち、2個のトランスファゲートQR11、QR12のゲートはスペアカラム選択線CSLR1に共通に接続され、残り2個のトランスファゲートQR21、QR22のゲートはスペアカラム選択線CSLR2に共通に接続されている。
【0013】
このような構成において、ワード線WL1、WL2のいずれか一方が図示しないロウデコーダによって選択されると、活性化されたワード線に接続されているメモリセル、例えばワード線WL1が選択された場合にはメモリセルMC11とMC12からそれぞれのメモリセルに記憶されているデータがビット線対、この場合にはビット線対BL1、/BL1に読み出され、その後、センスアンプSA1、SA2が活性化されて、記憶データがセンスされる。
【0014】
センスアンプSA1、SA2が活性化された後は、一方のビット線対BL1、/BL1におけるセンスデータが、トランスファゲートQ11、Q12を介して一方のDQ線対DQ0、/DQ0に転送される。他方のビット線対BL2、/BL2におけるセンスデータは、トランスファゲートQ21、Q22を介して他方のDQ線対DQ1、/DQ1に転送される。
【0015】
ここで、メモリセルアレイ内に不良メモリセルが存在する場合、この不良メモリセルに替えてスペアメモリセルアレイ内のスペアメモリセルMCR11、MCR12が使用される。すなわち、メモリセルMC11、MC12のいずれか一方もしくは両方が不良セルの場合、外部からこの両メモリセルMC11、MC12をアクセスしようとすると、図示しない冗長制御回路によりスペアカラム選択線CSLR1が駆動され、2個のトランスファゲートQR11、QR12が導通する。これにより、この2個のトランスファゲートQR11、QR12を介して、スペアビット線対BLR1、/BLR1がDQ線対DQ0、/DQ0に接続される。この結果、メモリセルMC11、MC12に替えてスペアメモリセルMCR11、MCR12でデータの読み書きが行われる。
【0016】
他方、メモリセルMC21、MC22のいずれか一方もしくは両方が不良セルの場合には、スペアカラム選択線CSLR2が駆動され、2個のトランスファゲートQR21、QR22が導通する。そして、この2個のトランスファゲートQR21、QR22を介して、スペアビット線対BLR1、/BLR1がDQ線対DQ1、/DQ1に接続され、メモリセルMC21、MC22に替えてスペアメモリセルMCR11、MCR12でデータの読み書きが行われる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図12に示した従来例では、メモリセルアレイ側の4個のトランスファゲートQ11、Q12、Q21、Q22の全てが1つのカラム選択線CSL1の信号で制御されている。
【0018】
一般的にカラムリダンダンシは、カラム選択線単位で不良カラムの置換を行うため、メモリセルMC11、MC12、MC21、MC22のいずれか一つまたは二つ以上のメモリセルが不良となった場合は、カラム選択線CSL1に接続されているビット線対全てが図12(b)のスペアカラムに置換されることになる。その場合、一般的な置換方法においては、一組目のスペアカラムはDQ0、/DQ0のDQ線対に接続され、二組目のスペアカラムはDQ1、/DQ1のDQ線対に接続されることになる。
【0019】
そのため、この従来例においては、スペアカラムのビット線対BLR1、/BLR1がどちらのDQ線対にも接続可能なような構成を取っているにもかかわらず、そのような構成を取らない場合と比較して救済効率の向上がほとんどないという欠点がある。
【0020】
この発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、スペアメモリセルの数を増やすことなく不良品の救済効率の向上を図ることができる半導体記憶装置を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
この発明の半導体記憶装置は、複数のメモリセルと、上記複数のメモリセルに接続された複数のビット線と、上記複数のメモリセルに接続された複数のワード線と、複数のデータ線と、上記複数のビット線を上記複数のデータ線のいずれかに接続制御する複数のトランスファゲートと、上記複数のトランスファゲートを導通制御する複数のカラム選択線と、チップ外部からの1回のカラムアドレス入力に対応して上記複数のカラム選択線の少なくとも2つを同時に選択駆動するカラム選択線駆動回路とを具備している。
【0022】
この発明の半導体記憶装置は、複数のメモリセルと、上記複数のメモリセルに接続された複数のビット線対と、上記複数のメモリセルに接続された複数のワード線と、複数のデータ線対と、上記複数のビット線対と上記複数のデータ線対との間に接続された複数のトランスファゲートと、上記複数のデータ線対のうち半数のデータ線対に接続された複数の第1のトランスファゲートを導通制御する第1のカラム選択線と、上記複数のデータ線対のうち残りの半数のデータ線対に接続された複数の第2のトランスファゲートを導通制御する第2のカラム選択線と、チップ外部からの1回のカラムアドレス入力に対応して上記第1、第2のカラム選択線を同時に選択駆動するカラム選択線駆動回路とを具備している。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明を実施の形態により説明する。
図1はこの発明に係るDRAMのチップ内部の構成を概略的に示すブロック図である。DRAMチップには、アドレス入力ピン10、カラムアドレスバッファ11、カラムアドレスストローブ信号入力ピン12、/CASバッファ13、カラムパーシャルデコーダ14、カラムデコーダコントローラ15、スペアカラムアドレス比較回路16、CSLドライバ群17、スペアCSLドライバ群18、本体メモリセルアレイ19及びスペアメモリセルアレイ20からなるメモリセルアレイ21、センスアンプ(S/A)群22等が設けられている。
【0024】
また、上記本体メモリセルアレイ19及びスペアメモリセルアレイ20を連続して横断するように複数のワード線WLが設けられている。本体メモリセルアレイ19には、上記ワード線WLと交差する方向に横断する複数のカラム選択線CSLが設けられている。また、スペアメモリセルアレイ20には、上記複数のカラム選択線CSLと平行する方向に複数のスペアカラム選択線CSLR(スペアカラムCSL)が設けられている。
【0025】
なお、本体メモリセルアレイ19及びスペアメモリセルアレイ20には、図示しないがそれぞれ複数のビット線対及びスペアビット線対が設けられている。
上記アドレス入力ピン10には、チップ外部からアドレス信号Addrが入力される。なお、このアドレス入力ピン10は便宜上1個のみ示しているが、実際にはアドレス信号Addrは複数ビットからなるので、このピン10はこのアドレス信号Addrのビット数に対応した数だけ存在している。
【0026】
上記アドレス入力ピン10から入力されるロウアドレス信号は、図示しないロウ系の回路に供給される。また、上記アドレス入力ピン10から入力されるカラムアドレス信号はカラムアドレスバッファ11に供給される。
【0027】
上記信号入力ピン12にはチップ外部からカラムアドレスストローブ信号/CASが入力される。このカラムアドレスストローブ信号/CASは/CASバッファ13に供給される。/CASバッファ13は、カラムアドレスストローブ信号/CASを受けてラッチ信号を出力する。このラッチ信号はカラムアドレスバッファ11に供給される。カラムアドレスバッファ11は上記ラッチ信号を受けると、カラムアドレス信号をラッチし、内部カラムアドレス信号を出力する。この内部カラムアドレス信号はカラムパーシャルデコーダ14、カラムデコーダコントローラ15及びスペアカラムアドレス比較回路16に供給される。
【0028】
カラムパーシャルデコーダ14は、内部カラムアドレス信号を受け、それぞれ複数ビットからなる3種類のカラムアドレス信号YAddr.A 、YAddr.B 、YAddr.C をCSLドライバ群17に出力する。ここで、例えばYAddr.A とYAddr.B は共に(N+1)ビットの信号であり、YAddr.C は(M+1)ビットの信号である。しかし、それぞれのアドレス信号のビット数はこれに限定されるものではない。
【0029】
また、カラムパーシャルデコーダ14からは3種類のカラムアドレス信号YAddr.A 、YAddr.B 、YAddr.C を出力する例を示したが、カラムパーシャルデコーダ14から出力されるカラムアドレス信号の数はこれに限定されるものではない。
【0030】
スペアカラムアドレス比較回路16は、複数のフューズが設けられたフューズ回路16aと、このフューズ回路16aに設けられた複数のフューズの接続/切断状態に応じた信号をラッチするフューズラッチ回路16bとを有している。スペアカラムアドレス比較回路16では、上記フューズ回路16a内のフューズを選択的に溶断することにより不良カラムアドレスがプログラムされる。また、スペアカラムアドレス比較回路16では、データのアクセス時に、カラムアドレスバッファ11から出力される内部カラムアドレス信号が、予めプログラムされている不良カラムアドレスと比較され、両アドレスが一致した時にその不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.が出力される。この不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.はカラムデコーダコントローラ15及びスペアCSLドライバ群18に供給される。
【0031】
カラムデコーダコントローラ15は、内部カラムアドレス信号、不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.及びCSLイネーブル信号CSL Enableとに応じて2 組の制御信号CDRVL、/CDRVL、CDRVU、/CDRVUを出力する。これらの制御信号CDRVL、/CDRVL、CDRVU、/CDRVUはCSLドライバ群17に供給される。
【0032】
CSLドライバ群17は、先の3種類のカラムアドレス信号YAddr.A 、YAddr.B 、YAddr.C 及び上記2 組の制御信号CDRVL、/CDRVL、CDRVU、/CDRVUに応じて、複数のカラム選択線CSLを選択駆動する。このとき、CSLドライバ群17は、1回の内部カラムアドレス信号の入力に対応して、複数のカラム選択線CSLのうちの複数本、例えば2本を同時に選択駆動するように構成されている。
【0033】
スペアCSLドライバ群18には、上記不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.の他に、スペアCSLイネーブル信号Spare CSL Enable、後述するDQ線の下位ビット側を選択するための制御信号/Select Lower DQ及び上位ビット側を選択するための制御信号/Select Upper DQが供給される。上記スペアCSLイネーブル信号Spare CSL Enableは、スペアCSLドライバ群18でスペアカラム選択線CSLRを選択駆動する際にHレベルにされる信号であり、図示しない回路で発生される。また、上記制御信号/Select Lower DQ及び/Select Upper DQは、選択すべきスペアカラムがどのDQ線対に接続されるのかを規定する信号であり、この両信号として例えばカラムアドレス信号のある特定ビットの信号が使用できる。
【0034】
そして、スペアCSLドライバ群18は、これらの信号に応じた一本またはて複数本のスペアカラム選択線CSLRを選択駆動する。
図2(a)は、図1のDRAMチップ全体のパターンレイアウトを示している。この例は64Mビットの記憶容量を持つDRAMチップ30の場合であり、チップ30にはそれぞれ16Mビットの記憶容量を持つ4個の16Mビットサブアレイ31−0〜31−3が設けられている。
【0035】
図2(b)は、図2(a)中の1個のサブアレイ31−i(i=0〜3)のパターンレイアウトを示している。このサブアレイ31−iには、それぞれ1Mビットの記憶容量を持つ16個の1Mビットメモリセルアレイブロック32−0〜32−15、複数のセンスアンプ33及び複数のロウデコーダ34が設けられている。
【0036】
図2(c)は、図2(b)中の1個のメモリセルアレイブロック32−j(j=0〜15)のパターンレイアウトを示している。このメモリセルアレイブロック32−jには、前記本体メモリセルアレイ19の一部と前記スペアメモリセルアレイ20の一部が設けられている。すなわち、前記本体メモリセルアレイ19内のメモリセルは、この本体メモリセルアレイ全体のメモリ容量の1/26 (1/64)倍の容量を持つ64個のメモリセルアレイブロックに分割されており、これら各メモリセルアレイブロック毎に前記スペアメモリセルがそれぞれ配置されている。
【0037】
図3は図1に示したDRAMの本体メモリセルアレイ19及びその周辺回路の具体的な回路構成を示しており、図4はスペアメモリセルアレイ20及びその周辺回路の具体的な回路構成を示している。
【0038】
図3において、MC11、MC12、MC21、MC22、MC31、MC32、MC41、MC42、MC51、MC52、MC61、MC62、MC71、MC72、MC81、MC82…はそれぞれメモリセル、WL1、WL2…はそれぞれワード線、BL1、/BL1、…BL8、/BL8…はそれぞれビット線対、SA1…SA4…は前記センスアンプ群22内に設けられ、それぞれ上記ビット線対BL1、/BL1、…BL8、/BL8…に接続され、各ビット線対に読み出されるデータをセンスするセンスアンプ、DQ0、/DQ0〜DQ3、/DQ3はDQ線対、Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32、Q41、Q42、Q51、Q52、Q61、Q62、Q71、Q72、Q81、Q82…は上記各センスアンプSA1、…SA8…でデータがセンスされた後のビット線対BL1、/BL1、…BL8、/BL8…を上記4対のDQ線対DQ0、/DQ0〜DQ3、/DQ3に接続制御するトランスファゲート、CSL11、CSL12、CSL21、CSL22…はCSLドライバ群17によって選択駆動されるカラム選択線である。
【0039】
CSLドライバ群17内には、複数のCSLドライバ41−11、41−12、41−21、41−21…が設けられている。
上記CSLドライバ41−11には、前記(N+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.A の0ビット目の信号、前記(N+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.B の0ビット目の信号、前記(M+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.C の0ビット目の信号及び制御信号CDRVL、/CDRVLが供給される。
【0040】
上記CSLドライバ41−12には、前記(N+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.A の0ビット目の信号、前記(N+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.B の0ビット目の信号、前記(M+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.C の0ビット目の信号及び制御信号CDRVU、/CDRVUが供給される。すなわち、このCSLドライバ41−12には、先のCSLドライバ41−11に供給されるものと同じカラムアドレス信号が供給される。しかし、制御信号CDRV、/CDRVの種類は異なる。
【0041】
上記CSLドライバ41−21には、前記(N+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.A の1ビット目の信号、前記(N+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.B の0ビット目の信号、前記(M+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.C の0ビット目の信号及び制御信号CDRVL、/CDRVLが供給される。
【0042】
上記CSLドライバ41−22には、前記(N+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.A の1ビット目の信号、前記(N+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.B の0ビット目の信号、前記(M+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.C の0ビット目の信号及び制御信号CDRVU、/CDRVUが供給される。すなわち、このCSLドライバ41−22には、先のCSLドライバ41−21に供給されるものと同じカラムアドレス信号が供給される。しかし、制御信号CDRV、/CDRVの種類は異なる。
【0043】
これら各CSLドライバは、それぞれの制御信号CDRVLまたはCDRVUがHレベル、/CDRVLまたは/CDRVUがLレベルのときにカラムアドレス信号をデコードし、そのデコード出力によって対応するカラム選択線CSLを駆動する。なお、上記制御信号CDRVL、/CDRVL及びCDRVU、/CDRVUのレベルは、前記図1中のカラムデコーダコントローラ15に入力されるカラムアドレスと、スペアカラムアドレス比較回路16から出力される不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.の両方に基づいて設定される。
【0044】
上記4個のトランスファゲートQ11、Q12、Q21、Q22は、2対のビット線対BL1、/BL1、BL2、/BL2と2対のDQ線対DQ0、/DQ0、DQ1、/DQ1との間にそれぞれ接続されている。これら4個のトランスファゲートQ11、Q12、Q21、Q22のゲートはカラム選択線CSL11に共通に接続されている。
【0045】
上記4個のトランスファゲートQ31、Q32、Q41、Q42は、2対のビット線対BL3、/BL3、BL4、/BL4と2対のDQ線対DQ0、/DQ0、DQ1、/DQ1との間にそれぞれ接続されている。これら4個のトランスファゲートQ31、Q32、Q41、Q42のゲートはカラム選択線CSL12に共通に接続されている。
【0046】
上記4個のトランスファゲートQ51、Q52、Q61、Q62は、2対のビット線対BL5、/BL5、BL6、/BL6と2対のDQ線対DQ2、/DQ2、DQ3、/DQ3との間にそれぞれ接続されている。これら4個のトランスファゲート51、Q52、Q61、Q62のゲートはカラム選択線CSL21に共通に接続されている。
【0047】
上記4個のトランスファゲートQ71、Q72、Q81、Q82は、2対のビット線対BL7、/BL7、BL8、/BL8と2対のDQ線対DQ2、/DQ2、DQ3、/DQ3との間にそれぞれ接続されている。これら4個のトランスファゲート71、Q72、Q81、Q82のゲートはカラム選択線CSL22に共通に接続されている。
【0048】
図4において、MCR11、MCR12、MCR21、MCR22、MCR31、MCR32、MCR41、MCR42…はそれぞれスペアメモリセル、BLR1、/BLR1、BLR2、/BLR2、BLR3、/BLR3、BLR4、/BLR4…はスペアビット線対、SAR1、SAR2、SAR3、SAR4はそれぞれ上記スペアビット線対BLR1、/BLR1、BLR2、/BLR2、BLR3、/BLR3、BLR4、/BLR4…に接続され、各スペアビット線対に読み出されるデータをセンスするセンスアンプ、QR11、QR12、QR21、QR22、QR31、QR32、QR41、QR42、QR51、QR52、QR61、QR62、QR71、QR72、QR81、QR82…はそれぞれ上記センスアンプSAR1…SAR8…でデータがセンスされた後のスペアビット線対BLR1、/BLR1、BLR2、/BLR2、BLR3、/BLR3、BLR4、/BLR4…を前記4対のDQ線対DQ0、/DQ0〜DQ3、/DQ3のいずれかに接続制御するトランスファゲート、CSLR11、CSLR12、CSLR21、CSLR22…はスペアCSLドライバ群18の出力によって選択駆動されるスペアカラム選択線である。
【0049】
スペアCSLドライバ群18内には、スペアCSLドライバ42−1、42−2…が設けられている。これら各スペアCSLドライバはそれぞれ二つの出力ノードを有している。
【0050】
上記スペアCSLドライバ42−1には(P+1)ビットの不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.の0ビット目の信号、スペアCSLイネーブル信号Spare CSL Enable、下位側のDQ線を選択するための制御信号/Select Lower DQ及び上位側のDQ線を選択するための制御信号/Select Upper DQが供給される。そして、このスペアCSLドライバ42−1の一方の出力ノードにはスペアカラム選択線CSLR11が接続され、他方の出力ノードにはスペアカラム選択線CSLR12が接続される。
【0051】
上記スペアCSLドライバ42−12は上記不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.の1ビット目の信号、スペアCSLイネーブル信号Spare CSL Enable、下位側のDQ線を選択するための制御信号/Select Lower DQ及び上位側のDQ線を選択するための制御信号/Select Upper DQが供給される。そして、このスペアCSLドライバ42−2の一方の出力ノードにはスペアカラム選択線CSLR21が接続され、他方の出力ノードにはスペアカラム選択線CSLR22が接続される。
【0052】
上記2個のトランスファゲートQR11、QR12はスペアビット線対BLR1、/BLR1とDQ線対DQ0、/DQ0との間に接続されそれぞれ接続されている。これら2個のトランスファゲートQR11、QR12のゲートはスペアカラム選択線CSLR11に共通に接続されている。
【0053】
上記2個のトランスファゲートQR31、QR32はスペアビット線対BLR1、/BLR1とDQ線対DQ2、/DQ2との間に接続されそれぞれ接続されている。これら2個のトランスファゲートQR31、QR32のゲートはスペアカラム選択線CSLR12に共通に接続されている。
【0054】
上記2個のトランスファゲートQR21、QR22はスペアビット線対BLR2、/BLR2とDQ線対DQ1、/DQ1との間に接続されそれぞれ接続されている。これら2個のトランスファゲートQR21、QR22のゲートはスペアカラム選択線CSLR11に共通に接続されている。
【0055】
上記2個のトランスファゲートQR41、QR42はスペアビット線対BLR2、/BLR2とDQ線対DQ3、/DQ3との間に接続されそれぞれ接続されている。これら2個のトランスファゲートQR41、QR42のゲートはスペアカラム選択線CSLR12に共通に接続されている。
【0056】
上記2個のトランスファゲートQR51、QR52はスペアビット線対BLR3、/BLR3とDQ線対DQ0、/DQ0との間に接続されそれぞれ接続されている。これら2個のトランスファゲートQR51、QR52のゲートはスペアカラム選択線CSLR21に共通に接続されている。
【0057】
上記2個のトランスファゲートQR61、QR62はスペアビット線対BLR3、/BLR3とDQ線対DQ2、/DQ2との間に接続されそれぞれ接続されている。これら2個のトランスファゲートQR61、QR62のゲートはスペアカラム選択線CSLR21に共通に接続されている。
【0058】
上記2個のトランスファゲートQR71、QR72はスペアビット線対BLR4、/BLR4とDQ線対DQ1、/DQ1との間に接続されそれぞれ接続されている。これら2個のトランスファゲートQR71、QR72のゲートはスペアカラム選択線CSLR21に共通に接続されている。
【0059】
上記2個のトランスファゲートQR81、QR82はスペアビット線対BLR4、/BLR4とDQ線対DQ3、/DQ3との間に接続されそれぞれ接続されている。これら2個のトランスファゲートQR81、QR82のゲートはスペアカラム選択線CSLR22に共通に接続されている。
【0060】
このような構成において、本体メモリセルアレイ19に不良メモリセルが存在していない場合、すなわち、スペアカラムアドレス比較回路16で不良カラムアドレスがプログラムされていない場合に、チップ外部からワード線WL1に対応したロウアドレス信号とカラム選択線CSL11及びCSL12(1個のカラムアドレス)に対応したカラムアドレス信号が入力されたとする。このとき、図示しないロウデコーダの出力によってワード線WL1が駆動される。また、カラムデコーダコントローラ15は、制御信号CDRVL及びCDRVUを共にHレベル、/CDRVL及び/CDRVUを共にLレベルに設定する。これによりCSLドライバ群17内の2個のCSLドライバ41−11と41−12が動作し、カラム選択線CSL11とCSL12が同時に選択駆動される。
【0061】
ワード線WL1が駆動されることにより、このワード線WL1に接続されている本体メモリセルアレイ19内のメモリセルMC11、MC21、MC31、MC41、MC51、MC61、MC71、MC81…からそれぞれ記憶データが読み出され、その後、センスアンプSA1、…SA8…が活性化されてデータがセンスされる。
【0062】
一方、カラム選択線CSL11及びCSL12が同時に選択駆動されることにより、カラム選択線CSL11にゲートが接続されている4個のトランスファゲートQ11、Q12、Q21、Q22が導通し、ビット線対BL1、/BL1、BL2、/BL2がこれらトランスファゲートを介してDQ線対DQ0、/DQ0、DQ1、/DQ1に接続される。同時に、カラム選択線CSL12にゲートが接続されている4個のトランスファゲートQ31、Q32、Q41、Q42が導通し、ビット線対BL3、/BL3、BL4、/BL4がこれらトランスファゲートを介してDQ線対DQ2、/DQ2、DQ3、/DQ3に接続される。
【0063】
このようにして、4個のメモリセルMC11、MC21、MC31、MC41に記憶されていたデータがセンスされ、4ビットのデータとして4対のDQ線対DQ0、/DQ0〜DQ3、/DQ3に伝えられる。
【0064】
このとき、スペアCSLドライバ群18はいずれのスペアカラム選択線も駆動しないので、スペアメモリセルからのデータ読み出しは行われない。
なお、上記説明では、チップ外部からアドレス信号を供給してメモリセルを選択し、選択メモリセルからデータを読み出す場合を例にしたが、選択メモリセルに対してデータの書き込みを行う場合には、4対のDQ線対に対してそれぞれ書き込みデータを与えるようにすればよい。
【0065】
次に、本体メモリセルアレイ19に不良メモリセルが存在している場合について説明する。いま、例えばメモリセルMC11が不良メモリセルであるとすると、スペアカラムアドレス比較回路16では、フューズ回路16a内のフューズを選択的に溶断することにより、この不良メモリセルに対応したカラムアドレスが不良カラムアドレスとして予めプログラムされる。
【0066】
このようにプログラムされた後に、不良メモリセルに対応したカラムアドレスがスペアカラムアドレス比較回路16に入力すると、このスペアカラムアドレス比較回路16から不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.が出力される。この場合、不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.の0ビット目の信号のみがHレベルとなり、0ビット以外の信号は全てLレベルとなる。そして、この不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.がカラムデコーダコントローラ15に入力すると、カラムデコーダコントローラ15は、制御信号CDRVLをLレベル、/CDRVLをHレベルに設定し、制御信号CDRVUをHレベル、/CDRVUをLレベルに設定する。
【0067】
これにより、CSLドライバ41−11はカラムアドレス信号にかかわらずにカラム選択線CSL11を駆動しなくなる。従って、不良メモリセルMC11が接続されているビット線BL1を含む2つのビット線対BL1、/BL1、BL2、/BL2はDQ線対DQ0、/DQ0、DQ1、/DQ1に接続されなくなる。
【0068】
一方、CSLドライバ41−12はカラム選択線CSL12を駆動し、2つのビット線対BL3、/BL3、BL4、/BL4がDQ線対DQ2、/DQ2、DQ3、/DQ3に接続される。
【0069】
このとき、スペアCSLドライバ群18に入力する制御信号/Select Lower DQがLレベル、制御信号/Select Upper DQがHレベルとなり、スペアCSLドライバ42−1からスペアカラム選択線CSL11に出力される信号のみがHレベルにされる。これにより、このスペアカラム選択線CSL11にゲートが接続されている4個のトランスファゲートQR11、QR12、QR21、QR22が導通し、スペアビット線対BLR1、/BLR1、BLR2、/BLR2がこれらトランスファゲートを介してDQ線対DQ0、/DQ0、DQ1、/DQ1に接続される。
【0070】
すなわち、これにより不良メモリセルMC11を含む4個のメモリセルMC11、MC12、MC21、MC22がスペアメモリセルMCR11、MCR12、MCR21、MCR22に置き換えられたことになる。
【0071】
ここで、メモリセルMC11、MC12、MC21、MC22のいずれかに不良が発生した場合には、カラム選択線CSL11に代わってスペアカラム選択線CSLR11が駆動されることにより、上記と同様に不良メモリセルを含む4個のメモリセルMC11、MC12、MC21、MC22がスペアメモリセルMCR11、MCR12、MCR21、MCR22に置き換えられる。
【0072】
また、メモリセルMC31、MC32、MC41、MC42のいずれかに不良が発生した場合には、CSLドライバ41−11に供給される制御信号CDRVLがHレベル、/CDRVLがLレベル、CSLドライバ41−12に供給される制御信号CDRVUがLレベル、/CDRVUがHレベルとなり、上記とは逆にCSLドライバ41−11によってカラム選択線CSL11が駆動され、CSLドライバ41−12によってカラム選択線CSL12は駆動されなくなる。
【0073】
このとき、スペアCSLドライバ群18に入力する制御信号/Select Lower DQがHレベル、制御信号/Select Upper DQがLレベルとなり、スペアCSLドライバ42−1からスペアカラム選択線CSL12に出力される信号のみがHレベルにされる。これにより、このスペアカラム選択線CSL12にゲートが接続されている4個のトランスファゲートQR31、QR32、QR41、QR42が導通し、スペアビット線対BLR1、/BLR1、BLR2、/BLR2がこれらトランスファゲートを介してDQ線対DQ2、/DQ2、DQ3、/DQ3に接続される。
【0074】
なお、他のカラム選択線CSL21とCSL22は、1回の内部カラムアドレスの入力時に同時に選択されるものである。
このように本実施の形態に係るDRAMでは、DQ線対の数の半数のビット線対毎にカラム選択線を独立に設け、2本のカラム選択線を同時に活性化し、かつカラム選択線単位で本体メモリセルアレイのメモリセルをスペアメモリセルと置換することで、カラムリダンダンシの救済単位を小さくすることができ、救済効率の向上を図ることができる。
【0075】
また、従来と同等の救済効率を確保した場合においては、スペアメモリセルの数の削減が可能となるために、チップ面積の縮小が可能になる。この結果、チップの製造コストの削減が可能である。
【0076】
加えて、高速化並びに広バンド幅のために、DQ線対の本数を増やした場合においても、高い救済効率が実現可能である。
図5(a)は、図3中でカラム選択線CSL11を選択駆動するCSLドライバ41−11の具体的な回路構成の一例を示している。なお、他のCSLドライバは全て同じ回路構成であり、入力されるカラムアドレス信号と制御信号CDRV、/CDRVの上位下位が異なるだけである。
【0077】
このCSLドライバ41−11には、3入力のNANDゲート51、Pチャネルトランジスタ52、2個のNチャネルトランジスタ53、54及び2個のインバータ55、56が設けられている。
【0078】
上記NANDゲート51には、前記(N+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.A のうち1ビットの信号、前記(N+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.B のうち1ビットの信号及び前記(M+1)ビットのカラムアドレス信号YAddr.C のうち1ビットの信号が供給される。
【0079】
上記Pチャネルトランジスタ52のソースには前記制御信号CDRVLが供給される。このトランジスタ52のゲートは上記NANDゲート51の出力ノードに接続されている。また、このトランジスタ52のドレインには上記Nチャネルトランジスタ53のドレインが接続されている。
【0080】
上記トランジスタ53のソースは接地電圧のノードに接続されている。また、このトランジスタ52のゲートは上記NANDゲート51の出力ノードに接続されている。
【0081】
上記Nチャネルトランジスタ54のドレインは上記トランジスタ52、53のドレイン共通接続ノードに接続されている。また、このトランジスタ54のソースは接地電圧のノードに接続されている。さらに、このトランジスタ52のゲートには前記制御信号/CDRVLが供給される。
【0082】
上記トランジスタ52、53及び54のドレイン共通接続ノードにはインバータ55の入力ノードが接続されている。このインバータ55の出力ノードにはインバータ56の入力ノードが接続されている。そして、このインバータ56の出力ノードが前記カラム選択線CSL11に接続されている。
【0083】
このような構成のCSLドライバでは、カラムアドレス信号YAddr.A 、YAddr.B 及びYAddr.C それぞれの各1ビットの信号が全てHレベルのときにNANDゲート51の出力信号がLレベルになる。そして、制御信号CDRVLがHレベル、/CDRVLがLレベルのとき、トランジスタ52のソースには信号CDRVLのHレベルが供給され、トランジスタ54がオフするので、トランジスタ52、53からなる回路がインバータとして動作し、トランジスタ52、53及び54のドレイン共通接続ノードの出力信号はHレベルになる。従って、インバータ55の出力信号はLレベル、インバータ56の出力信号はHレベルとなり、対応するカラム選択線CSL11が選択駆動される。
【0084】
ここで、カラムアドレス信号YAddr.A 、YAddr.B 及びYAddr.C それぞれの各1ビットの信号の少なくともいずれか1つがLレベルならば、NANDゲート51の出力信号はHレベルになり、対応するカラム選択線CSL11は非選択となる。
【0085】
また、制御信号CDRVLがLレベル、/CDRVLがHレベルのときは、トランジスタ52のソースにはHレベルの信号/CDRVLが入力するので、トランジスタ54がオンし、トランジスタ52、53及び54のドレイン共通接続ノードの出力信号はLレベルになる。従って、インバータ55の出力信号はHレベル、インバータ56の出力信号はLレベルとなり、対応するカラム選択線CSL11は非選択状態になる。
【0086】
図5(b)は、図4中のスペアCSLドライバ42−11の具体的な回路構成の一例を示している。なお、他のスペアCSLドライバは全て同じ回路構成であり、入力される不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.のビット位置が異なるだけである。
【0087】
このスペアCSLドライバ42−11には、2入力のNANDゲート61、2個の2入力のNORゲート62、63及び4個のインバータ64〜67が設けられている。
【0088】
NANDゲート61には、不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.のあるビットの信号とスペアCSLイネーブル信号Spare CSL Enableが入力される。また、上記一方のNORゲート62には、下位側のDQ線を選択するための制御信号/Select Lower DQと上記NANDゲート61の出力信号が入力される。
【0089】
そして、上記NORゲート62の出力ノードにはインバータ64の入力ノードが接続されている。このインバータ64の出力ノードにはインバータ65の入力ノードが接続されている。そして、このインバータ65の出力ノードが前記スペアカラム選択線CSLR11に接続されている。
【0090】
上記他方のNORゲート63には、上位側のDQ線を選択するための制御信号/Select Upper DQと上記NANDゲート61の出力信号が入力される。
そして、上記NORゲート63の出力ノードにはインバータ66の入力ノードが接続されている。このインバータ66の出力ノードにはインバータ67の入力ノードが接続されている。そして、このインバータ67の出力ノードが前記スペアカラム選択線CSLR12に接続されている。
【0091】
このような構成において、NANDゲート61に入力される不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.のあるビットの信号とスペアCSLイネーブル信号Spare CSL Enableが共にHレベルのとき、このNANDゲート61の出力信号がLレベルになる。
【0092】
このとき、下位側のDQ線を選択するための制御信号/Select Lower DQがLレベルであれば、NORゲート62の出力信号がHレベルとなり、インバータ64の出力信号がLレベル、さらにインバータ65の出力信号がHレベルになり、スペアカラム選択線CSLR11が選択駆動される。
【0093】
他方、NANDゲート61の出力信号がLレベルのときに、上位側のDQ線を選択するための制御信号/Select Upper DQがLレベルであれば、NORゲート63の出力信号がHレベルとなり、インバータ65の出力信号がLレベル、さらにインバータ66の出力信号がHレベルになり、スペアカラム選択線CSLR12が選択駆動される。
【0094】
図6は図1に示したDRAMの本体メモリセルアレイ及びその周辺回路の具体的な他の回路構成を示している。なお、図3と対応する箇所には同じ符号を付してその説明は省略し、図3と異なる箇所についてのみ説明する。
【0095】
図3の場合、トランスファゲートQ11、Q12、Q21、Q22のゲートがカラム選択線CSL11に接続されていた。しかし、この図6の場合、これらのゲートはカラム選択線CSL21に接続されている。
【0096】
さらに、図3の場合、トランスファゲートQ31、Q32、Q41、Q42は、ビット線対BL3、/BL3、BL4、/BL4とDQ線DQ2、/DQ2、DQ3、/DQ3との間に接続され、各ゲートはカラム選択線CSL12に接続されていた。しかし、この図6の場合、トランスファゲートQ31、Q32、Q41、Q42は、ビット線対BL3、/BL3、BL4、/BL4とDQ線DQ0、/DQ0、DQ1、/DQ1との間に接続され、各ゲートはカラム選択線CSL11に接続されている。
【0097】
さらに、図3の場合、トランスファゲートQ51、Q52、Q61、Q62は、ビット線対BL5、/BL5、BL6、/BL6とDQ線DQ0、/DQ0、DQ1、/DQ1との間に接続され、各ゲートはカラム選択線CSL21に接続されていた。しかし、この図6の場合、トランスファゲートQ51、Q52、Q61、Q62は、ビット線対BL5、/BL5、BL6、/BL6とDQ線DQ2、/DQ2、DQ3、/DQ3との間に接続され、各ゲートはカラム選択線CSL12に接続されている。
【0098】
図6においては、CSLドライバ群17によって同時に選択駆動されるカラム選択線CSL21、CSL22の間には、CSLドライバ群17によって同時に選択駆動されるカラム選択線CSL11、CSL12が互いに隣接して配置されており、カラム選択線CSL11、CSL12には、それぞれが選択されているときに非選択となる各カラム選択線CSL21、CSL22のそれぞれが隣接して配置されている。
【0099】
すなわち、CSLドライバ群17によって同時に選択駆動される選択カラム選択線のそれぞれには、CSLドライバ群17によって選択駆動されない非選択カラム選択線が隣接するように複数のカラム選択線が配置されている。
【0100】
ここで、カラム選択線がゲートに接続されているトランスファゲートのレイアウトについて考えてみる。一般的に、トランスファゲートはセンスアンプに隣接して、各ビット線対毎に配置される。従って、トランスファゲートはセンスアンプと同様、メモリセルの配置ピッチに従って配置されなければならない。このため、ビット線と垂直な方向のサイズには制限がある。
【0101】
図6のように、CSLドライバ群17によって同時に選択駆動される選択カラム選択線のそれぞれに、CSLドライバ群17によって選択駆動されない非選択カラム選択線が隣接するように、複数のカラム選択線を配置すれば、トランスファゲートQ11とQ42、Q12とQ41、Q21とQ32、Q22とQ31それぞれのソース/ドレイン拡散層を共通化することができ、また、これら拡散層とDQ線とを接続するコンタクトを共通化することができる。
【0102】
従って、効率的なレイアウト配置が可能となり、ビット線垂直方向の配置が容易になる。加えて、DQ線とコンタクトを介して接続されている拡散層の数が半分になるので、DQ線の容量のうち拡散容量が1/2となる。それにより、低消費電力化や高速化、DQ線を駆動するライトバッファ等の回路内のトランジスタのサイズの縮小化などが可能になる。
【0103】
図7は、図6の回路におけるトランスファゲートとDQ線のパターンレイアウトの一例を示している。図において、71a〜71dはそれぞれトランスファゲートのソース/ドレイン拡散層である。また、72a、72b、72cは例えばポリシリコンや金属で構成され、前記トランスファゲートのゲート電極となる配線層である。また、72d〜72fは、上記配線層72a、72b、72cと同じレイヤーの配線層である。73a〜73hは、上記配線層72a〜72fよりも1つ上のレイヤーの配線層であり、前記ビット線対BL0、/BL0…を構成している。さらに、74a〜74dは、上記配線層73a〜73hよりも1つ上のレイヤーの配線層であり、前記DQ線対DQ0、/DQ0…を構成している。
【0104】
ここで、配線層72dはコンタクト75aを介してその下のソース/ドレイン拡散層71aと接続されており、さらにこの配線層72dはビア76aを介してDQ線/DQ0を構成する配線層74bと接続されている。すなわち、コンタクト75aを挟んだ上下方向には2個のトランスファゲート(Q12、Q41)が形成されており、この2個のトランスファゲートとDQ線/DQ0とのコンタクト部が共通化されている。同様に、75b、75c、75dはコンタクトであり、76b、76c、76dはビアである。
【0105】
図7のようなパターンレイアウトを採用すれば、各トランスファゲートのソース/ドレイン拡散層のそれぞれに独自のコンタクト部を設けてDQ線に接続する場合と比較して、トランスファゲートとDQ線とを接続するコンタクト部の数を半減することができ、集積度を高めることができる。
【0106】
図8は図1に示したDRAMの本体メモリセルアレイ及びその周辺回路の具体的な他の回路構成を示している。
図8に示した回路が先の図6のものと異なっているところは、CSLドライバ群17によって同時に選択駆動されるカラム選択線CSL11とCSL12との間に、これらのカラム選択線CSL11、CSL12が選択されているときに非選択となるカラム選択線CSL21を配置すると共に、CSLドライバ群17によって同時に選択駆動されるカラム選択線CSL21とCSL22との間に、これらのカラム選択線CSL21、CSL22が選択されているときに非選択となるカラム選択線CSL12を配置するようにしたものである。
【0107】
すなわち、CSLドライバ群1717によって同時に選択駆動される選択カラム選択線のそれぞれ両側に、CSLドライバ群17によって選択駆動されない非選択カラム選択線が隣接するように複数のカラム選択線が配置されている。
【0108】
この場合にも、トランスファゲートQ11とQ42、Q12とQ41、Q21とQ32、Q22とQ31、Q51とQ82、Q52とQ81、Q61とQ72、Q62とQ71それぞれのソース/ドレイン拡散層を共通化することができ、それぞれ共通のコンタクト部を介してDQ線と接続することができるので、図6の場合と同様の理由により集積度を高めることができる。
【0109】
図9は、上記図8に示したDRAMの本体メモリセルアレイ及びその周辺回路を、スペアメモリセルアレイ及びその周辺回路と合わせて示したものである。
ここで、スペア側の構成についてのみ説明すると、MCR11、MCR12〜MCR41、MCR42…はそれそれスペアメモリセル、BLR1、/BLR1、…BLR4、/BLR4…はそれぞれスペアビット線対、SAR1、…SAR4…はスペアビット線対BLR1、/BLR1、…BLR4、/BLR4…に接続され、これらのスペアビット線対に読み出されるデータをセンスするセンスアンプ、QR11、QR12、…QR81、QR82…はそれぞれ上記センスアンプSAR1、…SAR4…でデータがセンスされた後のスペアビット線対BLR1、/BLR1、…BLR4、/BLR4…を4対のDQ線対DQ0、/DQ0〜DQ3、/DQ3に接続制御するトランスファゲート、CSLR11、CSLR12、CSLR21、CSLR22…はそれぞれスペアカラム選択線である。
【0110】
上記2個のトランスファゲートQR11、QR12はスペアビット線対BLR1、/BLR1とDQ線対DQ0、/DQ0との間に接続されており、その各ゲートはスペアカラム選択線CSLR11に共通に接続されている。
【0111】
上記2個のトランスファゲートQR21、QR22はスペアビット線対BLR2、/BLR2とDQ線対DQ1、/DQ1との間に接続されており、その各ゲートはスペアカラム選択線CSLR11に共通に接続されている。
【0112】
上記2個のトランスファゲートQR31、QR32はスペアビット線対BLR1、/BLR1とDQ線対DQ2、/DQ2との間に接続されており、その各ゲートはスペアカラム選択線CSLR12に共通に接続されている。
【0113】
上記2個のトランスファゲートQR41、QR42はスペアビット線対BLR2、/BLR2とDQ線対DQ3、/DQ3との間に接続されており、その各ゲートはスペアカラム選択線CSLR12に共通に接続されている。
【0114】
上記2個のトランスファゲートQR51、QR52はスペアビット線対BLR3、/BLR3とDQ線対DQ0、/DQ0との間に接続されており、その各ゲートはスペアカラム選択線CSLR21に共通に接続されている。
【0115】
上記2個のトランスファゲートQR61、QR62はスペアビット線対BLR4、/BLR4とDQ線対DQ1、/DQ1との間に接続されており、その各ゲートはスペアカラム選択線CSLR12に共通に接続されている。
【0116】
上記2個のトランスファゲートQR71、QR72はスペアビット線対BLR2、/BLR2とDQ線対DQ2、/DQ2との間に接続されており、その各ゲートはスペアカラム選択線CSLR21に共通に接続されている。
【0117】
上記2個のトランスファゲートQR81、QR82はスペアビット線対BLR2、/BLR2とDQ線対DQ3、/DQ3との間に接続されており、その各ゲートはスペアカラム選択線CSLR21に共通に接続されている。
【0118】
このような構成において、スペアカラム選択線CSLR11、CSLR21が4本のカラム選択線CSL11、CSL12、CSL21、CSL22の代わりに前記スペアCSLドライバ群18の出力で選択駆動されることにより、本体メモリセルアレイ内のメモリセルMC11、MC12、…MC81、MC82…がスペアメモリセルアレイ内のスペアセルMCR11、MCR12、…MC41、MC42…に置き換えられる。
【0119】
図10は、図9において本体メモリセルアレイ内のメモリセルが正常な場合に、カラム選択線CSL11とCSL12とが同時に選択駆動される場合の波形図を示している。ここでカラムアドレス信号Y Addr.A、Y Addr.B、Y Addr.Cそれぞれの末尾に付した括弧内の数字は、それぞれのアドレス信号のビット位置を示している。すなわち、カラムアドレス信号Y Addr.A(0) 、Y Addr.B(0) 、Y Addr.C(0) が共にHレベルになると、カラム選択線CSL11とCSL12とが共にHレベルになり、カラム選択線CSL11とCSL12とが同時に選択駆動される。
【0120】
図11は、図9において本体メモリセルアレイ内のカラム選択線CSL11に関連したメモリセルに不良が存在している場合に、カラム選択線CSL11に代えてスペアカラム選択線CSLR11が駆動される場合の波形図を示している。ここで不良カラムアドレス信号Spare Select Addr.の末尾に付した括弧内の数字はアドレス信号のビット位置を示している。
【0121】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施の形態では、DQ線対の数の半数のビット線対毎にカラム選択線を独立に設けて、スペアメモリセルと置き換える場合を説明したが、これはDQ線対の数の1/m(mは2以上の整数)のビット線対毎にカラム選択線を独立に設けて、スペアメモリセルと置き換えるようにしてもよい。
【0122】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、スペアメモリセルの数を増やすことなく不良品の救済効率の向上を図ることができる半導体記憶装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るDRAMの一部の内部構成を概略的に示すブロック図。
【図2】図1のDRAMチップ全体及びその一部のパターンレイアウトを示す図。
【図3】図1に示したDRAMの本体メモリセルアレイ及びその周辺回路の具体的な構成を示す回路図。
【図4】図1に示したDRAMのスペアメモリセルアレイ及びその周辺回路の具体的な構成を示す回路図。
【図5】図3中のCSLドライバ及び図4中のスペアCSLドライバの具体的な構成の一例を示す回路図。
【図6】図1に示したDRAMの本体メモリセルアレイ及びその周辺回路の具体的な他の構成を示す回路図。
【図7】図6におけるトランスファゲートとDQ線のパターンレイアウトを示す図。
【図8】図1に示したDRAMの本体側メモリセルアレイ及びその周辺回路の具体的なさらに他の構成を示す回路図。
【図9】図8に示したDRAMの本体メモリセルアレイ及びその周辺回路をスペアメモリセルアレイ及びその周辺回路と合わせて示す回路図。
【図10】図9の回路の動作の一例を示す波形図。
【図11】図9の回路の動作の一例を示す波形図。
【図12】従来のDRAMの本体メモリセルアレイ及びその周辺回路をスペアメモリセルアレイ及びその周辺回路と合わせて示す回路図。
【符号の説明】
10…アドレス入力ピン、
11…カラムアドレスバッファ、
12…カラム・アドレス・ストローブ信号入力ピン、
13…/CASバッファ、
14…カラムパーシャルデコーダ、
15…カラムデコーダコントローラ、
16…スペアカラムアドレス比較回路、
17…CSLドライバ群、
18…スペアCSLドライバ群、
19…本体メモリセルアレイ、
20…スペアメモリセルアレイ、
21…メモリセルアレイ、
22…センスアンプ(S/A)群、
WL、WL1、WL2…ワード線、
CSL、CSL11、CSL12、CSL21、CSL22…カラム選択線、
MC11、MC12、MC21、MC22、MC31、MC32、MC41、MC42、MC51、MC52、MC61、MC62、MC71、MC72、MC81、MC82…メモリセル、
BL1、/BL1〜BL4、/BL4…ビット線対、
SA1〜SA4、SAR1、SAR2…センスアンプ、
DQ0、/DQ0〜DQ3、/DQ3…DQ線対、
Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32、Q41、Q42、Q51、Q52、Q61、Q62、Q71、Q72、Q81、Q82…トランスファゲート、
MCR11、MCR12、MCR21、MCR22、MCR31、MCR32、MCR41、MCR42…スペアメモリセル、
BLR1、/BLR1、BLR2、/BLR2…スペアビット線対、
CSLR11、CSLR12、CSLR21、CSLR22…スペアカラム選択線。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dynamic semiconductor memory device (DRAM), and more particularly to a semiconductor memory device having a so-called column redundancy function in which defective memory cells are replaced with spare memory cells in units of columns.
[0002]
[Prior art]
DRAMs used mainly as main storage devices such as personal computers (PCs) and workstations (WSs) have been increased in capacity by a factor of four for each generation. As a result, a large capacity of 1 Gb has already been realized even at the trial production stage and the conference presentation stage. In such a large-capacity DRAM chip, it is unlikely that all memory cells operate normally. Therefore, a so-called redundancy technique for replacing defective memory cells with spare memory cells is essential.
[0003]
If a large number of spare memory cells are prepared, the manufacturing yield of DRAM can be improved. However, of course, the chip size increases and the cost increases. Therefore, it is important to increase the efficiency of the redundancy technique, that is, to realize a high manufacturing yield with as few spare memory cells as possible.
[0004]
The redundancy technology is roughly divided into replacement methods for defective memory cells, and can be divided into row redundancy (Row Redundancy) that replaces in units of word lines and column redundancy (Column Redundancy) that replaces in units of column selection lines (CSL).
[0005]
Here, pay attention to column redundancy. In general, in column redundancy, a defective memory cell is replaced with a spare memory cell for each CSL.
Usually, the number of bit lines selected by one CSL is equal to the number of data input / output lines (DQ lines). Therefore, the minimum replacement unit for column redundancy is equal to the number of DQ lines.
[0006]
Now consider the number of DQ lines. There has been a demand for speeding up the DRAM, and at present, an access speed of about 50 ns to 60 ns is said to be the limit. Therefore, the bandwidth of data transfer has been improved by using a so-called multi-bit product having many data input / output pins. In order to increase the number of data input / output pins, it is necessary to increase the bus width inside the DRAM. For this purpose, it is necessary to increase the number of DQ lines.
[0007]
However, this means that the minimum replacement unit of the column redundancy is increased as described above. As a result, there is a problem that the column redundancy redundancy efficiency is lowered.
[0008]
Under such circumstances, a column redundancy technique has been developed that improves the remedy efficiency of defective products without increasing the number of spare memory cells. FIG. 12 shows an example. This technique is described in JP-A-5-54691, and will be described below.
[0009]
FIG. 12A shows the configuration of the main memory cell array of DRAM and its peripheral circuits described in the above publication. Similarly, FIG. 12B shows the configuration of the spare memory cell array and its peripheral circuits.
[0010]
In FIG. 12A, MC11, MC12, MC21 and MC22 are memory cells, WL1 and WL2 are word lines, BL1, / BL1, BL2 and / BL2 are bit line pairs, and SA1 and SA2 are the above two pairs. Sense amplifiers DQ0, / DQ0, DQ1, and / DQ1 that are connected to the bit line pairs BL1, / BL1, BL2, and / BL2 and sense data read out to the respective bit line pairs are DQ line pairs, Q11, Q12, and Q21. , Q22 turns the bit line pair BL1, / BL1, BL2, / BL2 after the data is sensed by the two sense amplifiers SA1, SA2 into the two pairs of DQ line DQ0, / DQ0, DQ1, / DQ1. It is a transfer gate that controls connection.
[0011]
All of the four transfer gates Q11, Q12, Q21, and Q22 are commonly connected to one column selection line CSL1.
In FIG. 12B, MCR11 and MCR12 are spare memory cells, BLR1 and / BLR1 are connected to a spare bit line pair, and SAR1 is connected to a spare bit line pair BLR1 and / BLR1, and read to this spare bit line pair. The sense amplifiers QR11, QR12, QR21, and QR22 sense data, and the spare bit line pair BLR1, / BLR1 after the data is sensed by the sense amplifier SAR1 are replaced with the two pairs of DQ line pairs DQ0, / DQ0, DQ1, This is a transfer gate that controls connection to / DQ1.
[0012]
Of the four transfer gates in FIG. 12B, the gates of the two transfer gates QR11 and QR12 are commonly connected to the spare column selection line CSLR1, and the remaining two transfer gates QR21 and QR22 are spare. Commonly connected to the column selection line CSLR2.
[0013]
In such a configuration, when one of the word lines WL1 and WL2 is selected by a row decoder (not shown), a memory cell connected to the activated word line, for example, the word line WL1 is selected. The data stored in each memory cell from the memory cells MC11 and MC12 is read to the bit line pair, in this case, the bit line pair BL1, / BL1, and then the sense amplifiers SA1, SA2 are activated. The stored data is sensed.
[0014]
After the sense amplifiers SA1 and SA2 are activated, sense data in one bit line pair BL1 and / BL1 is transferred to one DQ line pair DQ0 and / DQ0 via transfer gates Q11 and Q12. Sense data in the other bit line pair BL2, / BL2 is transferred to the other DQ line pair DQ1, / DQ1 via transfer gates Q21, Q22.
[0015]
If a defective memory cell exists in the memory cell array, spare memory cells MCR11 and MCR12 in the spare memory cell array are used instead of the defective memory cell. That is, when one or both of the memory cells MC11 and MC12 are defective cells, when an attempt is made to access both the memory cells MC11 and MC12 from the outside, the spare column selection line CSLR1 is driven by a redundancy control circuit (not shown). The transfer gates QR11 and QR12 are turned on. Thus, spare bit line pair BLR1, / BLR1 is connected to DQ line pair DQ0, / DQ0 via these two transfer gates QR11, QR12. As a result, data is read / written in the spare memory cells MCR11 and MCR12 instead of the memory cells MC11 and MC12.
[0016]
On the other hand, when one or both of the memory cells MC21 and MC22 are defective cells, the spare column selection line CSLR2 is driven and the two transfer gates QR21 and QR22 are turned on. The spare bit line pair BLR1 and / BLR1 are connected to the DQ line pair DQ1 and / DQ1 through the two transfer gates QR21 and QR22, and the spare memory cells MCR11 and MCR12 are replaced with the memory cells MC21 and MC22. Data is read and written.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, in the conventional example shown in FIG. 12, all of the four transfer gates Q11, Q12, Q21, Q22 on the memory cell array side are controlled by the signal of one column selection line CSL1.
[0018]
In general, since column redundancy replaces a defective column in units of column selection lines, if one or more of the memory cells MC11, MC12, MC21, MC22 becomes defective, the column redundancy All the bit line pairs connected to the selection line CSL1 are replaced with the spare columns in FIG. In that case, in a general replacement method, the first set of spare columns is connected to the DQ line pair of DQ0 and / DQ0, and the second set of spare columns is connected to the DQ line pair of DQ1 and / DQ1. become.
[0019]
For this reason, in this conventional example, the bit line pair BLR1, / BLR1 of the spare column is configured to be connectable to either DQ line pair, but such a configuration is not used. In comparison, there is a drawback that there is almost no improvement in the relief efficiency.
[0020]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of improving the remedy efficiency of defective products without increasing the number of spare memory cells. It is in.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor memory device of the present invention includes a plurality of memory cells, a plurality of bit lines connected to the plurality of memory cells, a plurality of word lines connected to the plurality of memory cells, a plurality of data lines, A plurality of transfer gates for controlling connection of the plurality of bit lines to any of the plurality of data lines, a plurality of column selection lines for controlling conduction of the plurality of transfer gates, and one column address input from the outside of the chip And a column selection line driving circuit for simultaneously selecting and driving at least two of the plurality of column selection lines.
[0022]
A semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of memory cells, a plurality of bit line pairs connected to the plurality of memory cells, a plurality of word lines connected to the plurality of memory cells, and a plurality of data line pairs. A plurality of transfer gates connected between the plurality of bit line pairs and the plurality of data line pairs, and a plurality of first lines connected to half of the plurality of data line pairs. A first column selection line for controlling conduction of the transfer gate and a second column selection line for controlling conduction of the plurality of second transfer gates connected to the remaining half of the plurality of data line pairs. And a column selection line driving circuit for simultaneously selecting and driving the first and second column selection lines in response to one column address input from the outside of the chip.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the internal structure of a DRAM chip according to the present invention. The DRAM chip includes an address input pin 10, a column address buffer 11, a column address strobe signal input pin 12, a / CAS buffer 13, a column partial decoder 14, a column decoder controller 15, a spare column address comparison circuit 16, a CSL driver group 17, A spare CSL driver group 18, a memory cell array 21 including a main body memory cell array 19 and a spare memory cell array 20, a sense amplifier (S / A) group 22 and the like are provided.
[0024]
A plurality of word lines WL are provided so as to cross the main memory cell array 19 and the spare memory cell array 20 continuously. The main memory cell array 19 is provided with a plurality of column selection lines CSL that cross in the direction intersecting the word lines WL. The spare memory cell array 20 is provided with a plurality of spare column selection lines CSLR (spare column CSL) in a direction parallel to the plurality of column selection lines CSL.
[0025]
The main memory cell array 19 and the spare memory cell array 20 are provided with a plurality of bit line pairs and spare bit line pairs, respectively, although not shown.
An address signal Addr is input to the address input pin 10 from the outside of the chip. Although only one address input pin 10 is shown for the sake of convenience, the address signal Addr actually consists of a plurality of bits, so that there are as many pins 10 as the number of bits of the address signal Addr. .
[0026]
A row address signal input from the address input pin 10 is supplied to a row circuit (not shown). A column address signal input from the address input pin 10 is supplied to the column address buffer 11.
[0027]
A column address strobe signal / CAS is input to the signal input pin 12 from the outside of the chip. The column address strobe signal / CAS is supplied to the / CAS buffer 13. The / CAS buffer 13 receives the column address strobe signal / CAS and outputs a latch signal. This latch signal is supplied to the column address buffer 11. Upon receiving the latch signal, the column address buffer 11 latches the column address signal and outputs an internal column address signal. The internal column address signal is supplied to the column partial decoder 14, the column decoder controller 15, and the spare column address comparison circuit 16.
[0028]
The column partial decoder 14 receives the internal column address signal and outputs three types of column address signals YAddr.A, YAddr.B and YAddr.C each consisting of a plurality of bits to the CSL driver group 17. Here, for example, YAddr.A and YAddr.B are both (N + 1) -bit signals, and YAddr.C is a (M + 1) -bit signal. However, the number of bits of each address signal is not limited to this.
[0029]
In addition, an example in which three types of column address signals YAddr.A, YAddr.B, and YAddr.C are output from the column partial decoder 14 has been shown, but the number of column address signals output from the column partial decoder 14 is as follows. It is not limited.
[0030]
The spare column address comparison circuit 16 has a fuse circuit 16a provided with a plurality of fuses, and a fuse latch circuit 16b that latches a signal according to the connection / disconnection state of the plurality of fuses provided in the fuse circuit 16a. are doing. In the spare column address comparison circuit 16, the defective column address is programmed by selectively blowing the fuse in the fuse circuit 16a. The spare column address comparison circuit 16 compares the internal column address signal output from the column address buffer 11 with a pre-programmed defective column address when data is accessed. Address signal Spare Select Addr. Is output. The defective column address signal Spare Select Addr. Is supplied to the column decoder controller 15 and the spare CSL driver group 18.
[0031]
The column decoder controller 15 outputs two sets of control signals CDRVL, / CDRVL, CDRVU, and / CDRVU according to the internal column address signal, the defective column address signal Spare Select Addr., And the CSL enable signal CSL Enable. These control signals CDRVL, / CDRVL, CDRVU, / CDRVU are supplied to the CSL driver group 17.
[0032]
The CSL driver group 17 includes a plurality of column selection lines according to the above three types of column address signals YAddr.A, YAddr.B, YAddr.C and the two sets of control signals CDRVL, / CDRVL, CDRVU, / CDRVU. Selectively drives CSL. At this time, the CSL driver group 17 is configured to select and drive a plurality of, for example, two of the plurality of column selection lines CSL simultaneously in response to one input of the internal column address signal.
[0033]
In addition to the defective column address signal “Spare Select Addr.”, The spare CSL driver group 18 includes a spare CSL enable signal “Spare CSL Enable”, a control signal / Select Lower DQ for selecting a lower bit side of the DQ line described later, and an upper A control signal / Select Upper DQ for selecting the bit side is supplied. The spare CSL enable signal Spare CSL Enable is a signal which is set to the H level when the spare CSL driver group 18 selectively drives the spare column selection line CSLR, and is generated by a circuit (not shown). The control signals / Select Lower DQ and / Select Upper DQ are signals that define which DQ line pair the spare column to be selected is connected to. For example, a specific bit of a column address signal is used as both signals. Can be used.
[0034]
The spare CSL driver group 18 selectively drives one or a plurality of spare column selection lines CSLR in accordance with these signals.
FIG. 2A shows a pattern layout of the entire DRAM chip of FIG. This example is a case of a DRAM chip 30 having a storage capacity of 64 Mbits, and the chip 30 is provided with four 16 Mbit subarrays 31-0 to 31-3 each having a storage capacity of 16 Mbits.
[0035]
FIG. 2B shows a pattern layout of one subarray 31-i (i = 0 to 3) in FIG. The subarray 31-i is provided with 16 1M bit memory cell array blocks 32-0 to 32-15 each having a storage capacity of 1M bit, a plurality of sense amplifiers 33, and a plurality of row decoders 34.
[0036]
FIG. 2C shows a pattern layout of one memory cell array block 32-j (j = 0 to 15) in FIG. In the memory cell array block 32-j, a part of the main memory cell array 19 and a part of the spare memory cell array 20 are provided. That is, the memory cells in the main memory cell array 19 are ½ of the memory capacity of the entire main memory cell array. 6 The memory cell array block is divided into 64 (1/64) times larger capacity, and the spare memory cell is arranged for each memory cell array block.
[0037]
FIG. 3 shows a specific circuit configuration of the main body memory cell array 19 and its peripheral circuits of the DRAM shown in FIG. 1, and FIG. 4 shows a specific circuit configuration of the spare memory cell array 20 and its peripheral circuits. .
[0038]
3, MC11, MC12, MC21, MC22, MC31, MC32, MC41, MC42, MC51, MC52, MC61, MC62, MC71, MC72, MC81, MC82... Are memory cells, WL1, WL2. BL1, / BL1,..., BL8, / BL8... Are provided in the sense amplifier group 22, and are connected to the bit line pairs BL1, / BL1,..., BL8, / BL8. Sense amplifiers DQ0, / DQ0 to DQ3, / DQ3 for sensing data read to each bit line pair are DQ line pairs, Q11, Q12, Q21, Q22, Q31, Q32, Q41, Q42, Q51, Q52, Q61, Q62, Q71, Q72, Q81, Q82. Transfer control for connecting the bit line pairs BL1, / BL1,..., BL8, / BL8... After the data is sensed at the buffers SA1,... SA8... To the four DQ line pairs DQ0, / DQ0 to DQ3, / DQ3. Gates, CSL11, CSL12, CSL21, CSL22... Are column selection lines that are selectively driven by the CSL driver group 17.
[0039]
In the CSL driver group 17, a plurality of CSL drivers 41-11, 41-12, 41-21, 41-21,... Are provided.
The CSL driver 41-11 includes a 0th bit signal of the (N + 1) -bit column address signal YAddr.A, a 0th bit signal of the (N + 1) -bit column address signal YAddr.B, and the (M + 1) ) The 0th bit signal of the column address signal YAddr.C and the control signals CDRVL and / CDRVL are supplied.
[0040]
The CSL driver 41-12 receives the 0th bit signal of the (N + 1) -bit column address signal YAddr.A, the 0th bit signal of the (N + 1) -bit column address signal YAddr.B, and the (M + 1) ) The 0th bit signal of the column address signal YAddr.C and the control signals CDRVU and / CDRVU are supplied. That is, the same column address signal as that supplied to the previous CSL driver 41-11 is supplied to the CSL driver 41-12. However, the types of the control signals CDRV and / CDRV are different.
[0041]
The CSL driver 41-21 receives the first bit signal of the (N + 1) -bit column address signal YAddr.A, the zeroth bit signal of the (N + 1) -bit column address signal YAddr.B, and the (M + 1) ) The 0th bit signal of the column address signal YAddr.C and the control signals CDRVL and / CDRVL are supplied.
[0042]
The CSL driver 41-22 includes a first bit signal of the (N + 1) -bit column address signal YAddr.A, a zeroth bit signal of the (N + 1) -bit column address signal YAddr.B, and the (M + 1) ) The 0th bit signal of the column address signal YAddr.C and the control signals CDRVU and / CDRVU are supplied. That is, the same column address signal as that supplied to the previous CSL driver 41-21 is supplied to the CSL driver 41-22. However, the types of the control signals CDRV and / CDRV are different.
[0043]
Each of these CSL drivers decodes the column address signal when the respective control signal CDRVL or CDRVU is at H level and / CDRVL or / CDRVU is at L level, and drives the corresponding column selection line CSL by the decoded output. The levels of the control signals CDRVL, / CDRVL and CDRVU, / CDRVU are based on the column address input to the column decoder controller 15 in FIG. 1 and the defective column address signal Spare output from the spare column address comparison circuit 16. Set based on both Select Addr.
[0044]
The four transfer gates Q11, Q12, Q21, Q22 are provided between two bit line pairs BL1, / BL1, BL2, / BL2 and two DQ line pairs DQ0, / DQ0, DQ1, / DQ1. Each is connected. The gates of these four transfer gates Q11, Q12, Q21, and Q22 are commonly connected to the column selection line CSL11.
[0045]
The four transfer gates Q31, Q32, Q41, and Q42 are provided between two bit line pairs BL3, / BL3, BL4, / BL4 and two pairs of DQ line pairs DQ0, / DQ0, DQ1, / DQ1. Each is connected. The gates of these four transfer gates Q31, Q32, Q41, and Q42 are commonly connected to the column selection line CSL12.
[0046]
The four transfer gates Q51, Q52, Q61, Q62 are provided between two bit line pairs BL5, / BL5, BL6, / BL6 and two pairs of DQ line pairs DQ2, / DQ2, DQ3, / DQ3. Each is connected. The gates of these four transfer gates 51, Q52, Q61, and Q62 are commonly connected to the column selection line CSL21.
[0047]
The four transfer gates Q71, Q72, Q81, Q82 are provided between two bit line pairs BL7, / BL7, BL8, / BL8 and two DQ line pairs DQ2, / DQ2, DQ3, / DQ3. Each is connected. The gates of these four transfer gates 71, Q72, Q81, Q82 are commonly connected to the column selection line CSL22.
[0048]
In FIG. 4, MCR11, MCR12, MCR21, MCR22, MCR31, MCR32, MCR41, MCR42... Are spare memory cells, BLR1, / BLR1, BLR2, / BLR2, BLR3, / BLR3, BLR4, / BLR4. The pair, SAR1, SAR2, SAR3, and SAR4 are connected to the spare bit line pairs BLR1, / BLR1, BLR2, / BLR2, BLR3, / BLR3, BLR4, / BLR4,. The sense amplifiers QR11, QR12, QR21, QR22, QR31, QR32, QR41, QR42, QR51, QR52, QR61, QR62, QR71, QR72, QR81, QR82. The spare bit line pairs BLR1, / BLR1, BLR2, / BLR2, BLR3, / BLR3, BLR4, / BLR4... After the data is sensed by R1... SAR8. , / DQ3 transfer gates CSLR11, CSLR12, CSLR21, CSLR22,... Are spare column selection lines that are selectively driven by the output of the spare CSL driver group 18.
[0049]
In the spare CSL driver group 18, spare CSL drivers 42-1, 42-2,... Are provided. Each of these spare CSL drivers has two output nodes.
[0050]
The spare CSL driver 42-1 includes a 0th bit signal of the (P + 1) -bit defective column address signal Spare Select Addr., A spare CSL enable signal Spare CSL Enable, a control signal for selecting a lower-order DQ line / A control signal / Select Upper DQ for selecting the Select Lower DQ and the upper DQ line is supplied. Spare column selection line CSLR11 is connected to one output node of spare CSL driver 42-1, and spare column selection line CSLR12 is connected to the other output node.
[0051]
The spare CSL driver 42-12 includes a first bit signal of the defective column address signal Spare Select Addr., A spare CSL enable signal Spare CSL Enable, a control signal / Select Lower DQ for selecting a lower DQ line, and an upper bit. A control signal / Select Upper DQ for selecting the side DQ line is supplied. Spare column selection line CSLR21 is connected to one output node of spare CSL driver 42-2, and spare column selection line CSLR22 is connected to the other output node.
[0052]
The two transfer gates QR11 and QR12 are connected and connected between the spare bit line pair BLR1, / BLR1 and the DQ line pair DQ0, / DQ0, respectively. The gates of these two transfer gates QR11 and QR12 are commonly connected to a spare column selection line CSLR11.
[0053]
The two transfer gates QR31 and QR32 are connected and connected between the spare bit line pair BLR1, / BLR1 and the DQ line pair DQ2, / DQ2. The gates of these two transfer gates QR31 and QR32 are commonly connected to a spare column selection line CSLR12.
[0054]
The two transfer gates QR21, QR22 are connected and connected between the spare bit line pair BLR2, / BLR2 and the DQ line pair DQ1, / DQ1, respectively. The gates of these two transfer gates QR21 and QR22 are commonly connected to a spare column selection line CSLR11.
[0055]
The two transfer gates QR41 and QR42 are connected and connected between the spare bit line pair BLR2, / BLR2 and the DQ line pair DQ3, / DQ3, respectively. The gates of these two transfer gates QR41 and QR42 are commonly connected to a spare column selection line CSLR12.
[0056]
The two transfer gates QR51 and QR52 are connected and connected between the spare bit line pair BLR3 and / BLR3 and the DQ line pair DQ0 and / DQ0, respectively. The gates of these two transfer gates QR51 and QR52 are commonly connected to a spare column selection line CSLR21.
[0057]
The two transfer gates QR61 and QR62 are connected and connected between the spare bit line pair BLR3 and / BLR3 and the DQ line pair DQ2 and / DQ2. The gates of these two transfer gates QR61 and QR62 are commonly connected to a spare column selection line CSLR21.
[0058]
The two transfer gates QR71 and QR72 are connected and connected between the spare bit line pair BLR4 and / BLR4 and the DQ line pair DQ1 and / DQ1, respectively. The gates of these two transfer gates QR71 and QR72 are commonly connected to a spare column selection line CSLR21.
[0059]
The two transfer gates QR81 and QR82 are connected and connected between the spare bit line pair BLR4 and / BLR4 and the DQ line pair DQ3 and / DQ3, respectively. The gates of these two transfer gates QR81 and QR82 are commonly connected to a spare column selection line CSLR22.
[0060]
In such a configuration, when there is no defective memory cell in the main body memory cell array 19, that is, when the defective column address is not programmed by the spare column address comparison circuit 16, the word line WL1 is handled from the outside of the chip. Assume that a row address signal and a column address signal corresponding to the column selection lines CSL11 and CSL12 (one column address) are input. At this time, the word line WL1 is driven by the output of a row decoder (not shown). Further, the column decoder controller 15 sets both the control signals CDRVL and CDRVU to the H level and both / CDRVL and / CDRVU to the L level. As a result, the two CSL drivers 41-11 and 41- in the CSL driver group 17 are displayed. 12 The column selection lines CSL11 and CSL12 are selectively driven at the same time.
[0061]
When the word line WL1 is driven, the stored data is read from the memory cells MC11, MC21, MC31, MC41, MC51, MC61, MC71, MC81... In the main body memory cell array 19 connected to the word line WL1. Thereafter, the sense amplifiers SA1,... SA8,... Are activated to sense data.
[0062]
On the other hand, when the column selection lines CSL11 and CSL12 are selectively driven at the same time, the four transfer gates Q11, Q12, Q21, and Q22 whose gates are connected to the column selection line CSL11 become conductive, and the bit line pair BL1, / BL1, BL2, and / BL2 are connected to the DQ line pair DQ0, / DQ0, DQ1, and / DQ1 through these transfer gates. At the same time, the four transfer gates Q31, Q32, Q41, Q42 whose gates are connected to the column selection line CSL12 are turned on, and the bit line pairs BL3, / BL3, BL4, / BL4 are connected to the DQ line via these transfer gates. Connected to pairs DQ2, / DQ2, DQ3, / DQ3.
[0063]
In this way, the data stored in the four memory cells MC11, MC21, MC31, MC41 is sensed and transmitted to the four DQ line pairs DQ0, / DQ0 to DQ3, / DQ3 as 4-bit data. .
[0064]
At this time, since the spare CSL driver group 18 does not drive any spare column selection line, data reading from the spare memory cell is not performed.
In the above description, an example in which an address signal is supplied from outside the chip to select a memory cell and data is read from the selected memory cell is taken as an example. However, when data is written to the selected memory cell, Write data may be given to each of the four pairs of DQ lines.
[0065]
Next, a case where a defective memory cell exists in the main body memory cell array 19 will be described. If, for example, the memory cell MC11 is a defective memory cell, the spare column address comparison circuit 16 selectively blows the fuse in the fuse circuit 16a, so that the column address corresponding to the defective memory cell becomes a defective column. Pre-programmed as an address.
[0066]
After the programming, when a column address corresponding to a defective memory cell is input to the spare column address comparison circuit 16, a defective column address signal Spare Select Addr. Is output from the spare column address comparison circuit 16. In this case, only the 0th bit signal of the defective column address signal Spare Select Addr. Becomes H level, and all signals other than 0 bit become L level. When the defective column address signal Spare Select Addr. Is input to the column decoder controller 15, the column decoder controller 15 sets the control signal CDRVL to L level and / CDRVL to H level, sets the control signal CDRVU to H level, / CDRVU is set to L level.
[0067]
As a result, the CSL driver 41-11 does not drive the column selection line CSL11 regardless of the column address signal. Therefore, the two bit line pairs BL1, / BL1, BL2, / BL2 including the bit line BL1 to which the defective memory cell MC11 is connected are not connected to the DQ line pairs DQ0, / DQ0, DQ1, and / DQ1.
[0068]
On the other hand, the CSL driver 41-12 drives the column selection line CSL12, and the two bit line pairs BL3, / BL3, BL4, / BL4 are connected to the DQ line pairs DQ2, / DQ2, DQ3, / DQ3.
[0069]
At this time, the control signal / Select Lower DQ input to the spare CSL driver group 18 is L level, the control signal / Select Upper DQ is H level, and only the signal output from the spare CSL driver 42-1 to the spare column selection line CSL11 is received. Is set to H level. As a result, the four transfer gates QR11, QR12, QR21, QR22 whose gates are connected to the spare column selection line CSL11 become conductive, and the spare bit line pair BLR1, / BLR1, BLR2, / BLR2 To the DQ line pair DQ0, / DQ0, DQ1, and / DQ1.
[0070]
That is, the four memory cells MC11, MC12, MC21, and MC22 including the defective memory cell MC11 are thereby replaced with the spare memory cells MCR11, MCR12, MCR21, and MCR22.
[0071]
Here, when a failure occurs in any of the memory cells MC11, MC12, MC21, and MC22, the spare column selection line CSLR11 is driven in place of the column selection line CSL11. Are replaced by spare memory cells MCR11, MCR12, MCR21, and MCR22.
[0072]
If any of the memory cells MC31, MC32, MC41, and MC42 is defective, the control signal CDRVL supplied to the CSL driver 41-11 is H level, / CDRVL is L level, and the CSL driver 41-12 The control signal CDRVU supplied to is set to L level and / CDRVU is set to H level. Conversely, the column selection line CSL11 is driven by the CSL driver 41-11, and the column selection line CSL12 is driven by the CSL driver 41-12. Disappear.
[0073]
At this time, the control signal / Select Lower DQ input to the spare CSL driver group 18 is H level, the control signal / Select Upper DQ is L level, and only the signal output from the spare CSL driver 42-1 to the spare column selection line CSL12 is displayed. Is set to H level. As a result, the four transfer gates QR31, QR32, QR41, QR42 whose gates are connected to the spare column selection line CSL12 become conductive, and the spare bit line pair BLR1, / BLR1, BLR2, / BLR2 To the DQ line pair DQ2, / DQ2, DQ3, / DQ3.
[0074]
The other column selection lines CSL21 and CSL22 are selected at the same time when one internal column address is input.
As described above, in the DRAM according to the present embodiment, a column selection line is provided independently for each bit line pair that is half the number of DQ line pairs, and the two column selection lines are activated simultaneously, and in units of column selection lines. By replacing the memory cells of the main body memory cell array with spare memory cells, the column redundancy repair unit can be reduced, and the repair efficiency can be improved.
[0075]
Further, in the case where the same relief efficiency as that of the prior art is ensured, the number of spare memory cells can be reduced, so that the chip area can be reduced. As a result, the manufacturing cost of the chip can be reduced.
[0076]
In addition, high relief efficiency can be realized even when the number of DQ line pairs is increased for high speed and wide bandwidth.
FIG. 5A shows an example of a specific circuit configuration of the CSL driver 41-11 that selectively drives the column selection line CSL11 in FIG. The other CSL drivers all have the same circuit configuration, except that the input column address signal and the control signals CDRV and / CDRV are higher and lower.
[0077]
The CSL driver 41-11 is provided with a three-input NAND gate 51, a P-channel transistor 52, two N-channel transistors 53 and 54, and two inverters 55 and 56.
[0078]
The NAND gate 51 includes a 1-bit signal of the (N + 1) -bit column address signal YAddr.A, a 1-bit signal of the (N + 1) -bit column address signal YAddr.B, and the (M + 1) -bit. 1-bit signal is supplied from the column address signal YAddr.C.
[0079]
The control signal CDRVL is supplied to the source of the P-channel transistor 52. The gate of the transistor 52 is connected to the output node of the NAND gate 51. The drain of the N-channel transistor 53 is connected to the drain of the transistor 52.
[0080]
The source of the transistor 53 is connected to the ground voltage node. The gate of the transistor 52 is connected to the output node of the NAND gate 51.
[0081]
The drain of the N-channel transistor 54 is connected to the drain common connection node of the transistors 52 and 53. The source of the transistor 54 is connected to the ground voltage node. Further, the control signal / CDRVL is supplied to the gate of the transistor 52.
[0082]
The input node of the inverter 55 is connected to the drain common connection node of the transistors 52, 53 and 54. The output node of the inverter 55 is connected to the input node of the inverter 56. The output node of the inverter 56 is connected to the column selection line CSL11.
[0083]
In the CSL driver having such a configuration, the output signal of the NAND gate 51 becomes L level when all the 1-bit signals of the column address signals YAddr.A, YAddr.B and YAddr.C are all at H level. When the control signal CDRVL is at the H level and / CDRVL is at the L level, the H level of the signal CDRVL is supplied to the source of the transistor 52 and the transistor 54 is turned off, so that the circuit including the transistors 52 and 53 operates as an inverter. Then, the output signal of the drain common connection node of the transistors 52, 53, and 54 becomes H level. Therefore, the output signal of the inverter 55 becomes L level, the output signal of the inverter 56 becomes H level, and the corresponding column selection line CSL11 is selectively driven.
[0084]
Here, if at least one of the 1-bit signals of each of the column address signals YAddr.A, YAddr.B and YAddr.C is L level, the output signal of the NAND gate 51 becomes H level, and the corresponding column The selection line CSL11 is not selected.
[0085]
Further, when the control signal CDRVL is L level and / CDRVL is H level, since the H level signal / CDRVL is input to the source of the transistor 52, the transistor 54 is turned on, and the drains of the transistors 52, 53 and 54 are common. The output signal of the connection node becomes L level. Accordingly, the output signal of the inverter 55 is at the H level, the output signal of the inverter 56 is at the L level, and the corresponding column selection line CSL11 is in a non-selected state.
[0086]
FIG. 5B shows an example of a specific circuit configuration of the spare CSL driver 42-11 in FIG. The other spare CSL drivers all have the same circuit configuration, and only the bit position of the input defective column address signal Spare Select Addr. Is different.
[0087]
The spare CSL driver 42-11 is provided with a 2-input NAND gate 61, two 2-input NOR gates 62, 63, and four inverters 64-67.
[0088]
The NAND gate 61 receives a bit signal having a defective column address signal Spare Select Addr. And a spare CSL enable signal Spare CSL Enable. The one NOR gate 62 receives a control signal / Select Lower DQ for selecting the lower DQ line and the output signal of the NAND gate 61.
[0089]
The input node of the inverter 64 is connected to the output node of the NOR gate 62. The input node of the inverter 65 is connected to the output node of the inverter 64. The output node of the inverter 65 is connected to the spare column selection line CSLR11.
[0090]
The other NOR gate 63 receives a control signal / Select Upper DQ for selecting the upper DQ line and an output signal of the NAND gate 61.
The input node of the inverter 66 is connected to the output node of the NOR gate 63. The output node of the inverter 66 is connected to the input node of the inverter 67. The output node of the inverter 67 is connected to the spare column selection line CSLR12.
[0091]
In such a configuration, when the signal of a certain bit of the defective column address signal Spare Select Addr. Input to the NAND gate 61 and the spare CSL enable signal Spare CSL Enable are both at the H level, the output signal of the NAND gate 61 is L Become a level.
[0092]
At this time, if the control signal / Select Lower DQ for selecting the lower DQ line is L level, the output signal of the NOR gate 62 becomes H level, the output signal of the inverter 64 is L level, and further the inverter 65 The output signal becomes H level, and spare column selection line CSLR11 is selectively driven.
[0093]
On the other hand, when the output signal of NAND gate 61 is at L level, if the control signal / Select Upper DQ for selecting the upper DQ line is at L level, the output signal of NOR gate 63 becomes H level, and the inverter The output signal of 65 becomes L level and the output signal of the inverter 66 becomes H level, and the spare column selection line CSLR12 is selectively driven.
[0094]
FIG. 6 shows another specific circuit configuration of the main body memory cell array and its peripheral circuits of the DRAM shown in FIG. Note that portions corresponding to those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and only portions different from FIG.
[0095]
In the case of FIG. 3, the gates of the transfer gates Q11, Q12, Q21, and Q22 are connected to the column selection line CSL11. However, in the case of FIG. 6, these gates are connected to the column selection line CSL21.
[0096]
Further, in the case of FIG. 3, the transfer gates Q31, Q32, Q41, Q42 are connected between the bit line pair BL3, / BL3, BL4, / BL4 and the DQ lines DQ2, / DQ2, DQ3, / DQ3, The gate was connected to the column selection line CSL12. However, in the case of FIG. 6, the transfer gates Q31, Q32, Q41, and Q42 are connected between the bit line pairs BL3, / BL3, BL4, / BL4 and the DQ lines DQ0, / DQ0, DQ1, / DQ1, Each gate is connected to a column selection line CSL11.
[0097]
Further, in the case of FIG. 3, the transfer gates Q51, Q52, Q61, Q62 are connected between the bit line pairs BL5, / BL5, BL6, / BL6 and the DQ lines DQ0, / DQ0, DQ1, / DQ1, The gate was connected to the column selection line CSL21. However, in the case of FIG. 6, the transfer gates Q51, Q52, Q61, Q62 are connected between the bit line pairs BL5, / BL5, BL6, / BL6 and the DQ lines DQ2, / DQ2, DQ3, / DQ3, Each gate is connected to a column selection line CSL12.
[0098]
In FIG. 6, between the column selection lines CSL21 and CSL22 that are simultaneously selected and driven by the CSL driver group 17, the column selection lines CSL11 and CSL12 that are simultaneously selected and driven by the CSL driver group 17 are arranged adjacent to each other. The column selection lines CSL11 and CSL12 are adjacent to the column selection lines CSL21 and CSL22 that are not selected when each is selected.
[0099]
That is, a plurality of column selection lines are arranged so that non-selected column selection lines that are not selectively driven by the CSL driver group 17 are adjacent to the selected column selection lines that are simultaneously selected and driven by the CSL driver group 17.
[0100]
Here, consider the layout of the transfer gate in which the column selection line is connected to the gate. Generally, a transfer gate is arranged for each bit line pair adjacent to the sense amplifier. Therefore, the transfer gate must be arranged according to the arrangement pitch of the memory cells, like the sense amplifier. For this reason, the size in the direction perpendicular to the bit line is limited.
[0101]
As shown in FIG. 6, a plurality of column selection lines are arranged so that non-selected column selection lines that are not selectively driven by the CSL driver group 17 are adjacent to the selected column selection lines that are simultaneously selected and driven by the CSL driver group 17. Then, the source / drain diffusion layers of the transfer gates Q11 and Q42, Q12 and Q41, Q21 and Q32, and Q22 and Q31 can be made common, and the contacts connecting these diffusion layers and the DQ line are made common. Can be
[0102]
Accordingly, efficient layout arrangement is possible, and arrangement in the bit line vertical direction is facilitated. In addition, since the number of diffusion layers connected to the DQ line via the contacts is halved, the diffusion capacity of the DQ line capacity is halved. This makes it possible to reduce power consumption and speed, reduce the size of transistors in a circuit such as a write buffer that drives a DQ line, and the like.
[0103]
FIG. 7 shows an example of a pattern layout of transfer gates and DQ lines in the circuit of FIG. In the figure, reference numerals 71a to 71d denote source / drain diffusion layers of the transfer gate. Reference numerals 72a, 72b, and 72c are wiring layers that are made of, for example, polysilicon or metal and serve as gate electrodes of the transfer gate. Reference numerals 72d to 72f denote wiring layers in the same layer as the wiring layers 72a, 72b, and 72c. 73a to 73h are wiring layers one layer above the wiring layers 72a to 72f, and constitute the bit line pairs BL0, / BL0. Further, 74a to 74d are wiring layers one layer above the wiring layers 73a to 73h, and constitute the DQ line pairs DQ0, / DQ0.
[0104]
Here, the wiring layer 72d is connected to the underlying source / drain diffusion layer 71a via a contact 75a, and this wiring layer 72d is connected to the wiring layer 74b constituting the DQ line / DQ0 via a via 76a. Has been. That is, two transfer gates (Q12, Q41) are formed in the vertical direction across the contact 75a, and the contact portion between the two transfer gates and the DQ line / DQ0 is shared. Similarly, 75b, 75c, and 75d are contacts, and 76b, 76c, and 76d are vias.
[0105]
If the pattern layout as shown in FIG. 7 is adopted, the transfer gate and the DQ line are connected as compared with the case where the source / drain diffusion layer of each transfer gate is provided with a unique contact portion and connected to the DQ line. The number of contact portions to be reduced can be halved, and the degree of integration can be increased.
[0106]
FIG. 8 shows another specific circuit configuration of the main body memory cell array and its peripheral circuits of the DRAM shown in FIG.
The circuit shown in FIG. 8 is different from that shown in FIG. 6 in that the column selection lines CSL11 and CSL12 are connected between the column selection lines CSL11 and CSL12 that are simultaneously selected and driven by the CSL driver group 17. A column selection line CSL21 that is not selected when it is selected is arranged, and the column selection lines CSL21 and CSL22 are selected between the column selection lines CSL21 and CSL22 that are simultaneously selected and driven by the CSL driver group 17. The column selection line CSL12 which is not selected when being selected is arranged.
[0107]
That is, a plurality of column selection lines are arranged on both sides of the selected column selection lines that are simultaneously selected and driven by the CSL driver group 1717 so that non-selected column selection lines that are not selectively driven by the CSL driver group 17 are adjacent to each other.
[0108]
Also in this case, the source / drain diffusion layers of the transfer gates Q11 and Q42, Q12 and Q41, Q21 and Q32, Q22 and Q31, Q51 and Q82, Q52 and Q81, Q61 and Q72, and Q62 and Q71 are shared. Since each can be connected to the DQ line via a common contact portion, the degree of integration can be increased for the same reason as in FIG.
[0109]
FIG. 9 shows the main memory cell array and its peripheral circuit of the DRAM shown in FIG. 8 together with the spare memory cell array and its peripheral circuit.
Here, only the configuration on the spare side will be described. MCR11, MCR12 to MCR41, MCR42... Are spare memory cells, BLR1, / BLR1,... BLR4, / BLR4. Are connected to spare bit line pairs BLR1, / BLR1,... BLR4, / BLR4, and sense amplifiers for sensing data read to these spare bit line pairs, and QR11, QR12,. Transfer gate for controlling connection of spare bit line pairs BLR1, / BLR1,... BLR4, / BLR4... After data is sensed by SAR1,. , CSLR11, CSLR12, CSLR21 CSLR22 ... is a spare column select lines, respectively.
[0110]
The two transfer gates QR11 and QR12 are connected between the spare bit line pair BLR1 and / BLR1 and the DQ line pair DQ0 and / DQ0, and each gate is commonly connected to the spare column selection line CSLR11. Yes.
[0111]
The two transfer gates QR21 and QR22 are connected between the spare bit line pair BLR2 and / BLR2 and the DQ line pair DQ1 and / DQ1, and each gate is commonly connected to the spare column selection line CSLR11. Yes.
[0112]
The two transfer gates QR31 and QR32 are connected between the spare bit line pair BLR1 and / BLR1 and the DQ line pair DQ2 and / DQ2, and each gate is commonly connected to the spare column selection line CSLR12. Yes.
[0113]
The two transfer gates QR41 and QR42 are connected between the spare bit line pair BLR2 and / BLR2 and the DQ line pair DQ3 and / DQ3, and each gate is commonly connected to the spare column selection line CSLR12. Yes.
[0114]
The two transfer gates QR51 and QR52 are connected between the spare bit line pair BLR3 and / BLR3 and the DQ line pair DQ0 and / DQ0, and each gate is connected in common to the spare column selection line CSLR21. Yes.
[0115]
The two transfer gates QR61 and QR62 are connected between the spare bit line pair BLR4 and / BLR4 and the DQ line pair DQ1 and / DQ1, and each gate is commonly connected to the spare column selection line CSLR12. Yes.
[0116]
The two transfer gates QR71, QR72 are connected between the spare bit line pair BLR2, / BLR2 and the DQ line pair DQ2, / DQ2, and each gate is connected in common to the spare column selection line CSLR21. Yes.
[0117]
The two transfer gates QR81 and QR82 are connected between the spare bit line pair BLR2 and / BLR2 and the DQ line pair DQ3 and / DQ3, and each gate is commonly connected to the spare column selection line CSLR21. Yes.
[0118]
In such a configuration, the spare column selection lines CSLR11 and CSLR21 are selectively driven by the output of the spare CSL driver group 18 instead of the four column selection lines CSL11, CSL12, CSL21, and CSL22, so that the internal memory cell array MC81, MC12,..., MC81, MC82... Are replaced with spare cells MCR11, MCR12,.
[0119]
FIG. 10 shows a waveform diagram when the column selection lines CSL11 and CSL12 are selected and driven simultaneously when the memory cells in the main body memory cell array in FIG. 9 are normal. Here, the numbers in parentheses attached to the end of each of the column address signals Y Addr. A, Y Addr. B, and Y Addr. C indicate the bit positions of the respective address signals. That is, when the column address signals Y Addr.A (0), Y Addr.B (0), and Y Addr.C (0) all become H level, the column selection lines CSL11 and CSL12 both become H level, Selection lines CSL11 and CSL12 are selectively driven at the same time.
[0120]
FIG. 11 shows waveforms when the spare column selection line CSLR11 is driven in place of the column selection line CSL11 when a defect exists in the memory cell related to the column selection line CSL11 in the main body memory cell array in FIG. The figure is shown. Here, the number in parentheses at the end of the defective column address signal Spare Select Addr. Indicates the bit position of the address signal.
[0121]
Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, a case has been described in which a column selection line is provided independently for each half of the number of DQ line pairs and replaced with a spare memory cell. This is one of the number of DQ line pairs. A column selection line may be provided independently for each bit line pair of / m (m is an integer of 2 or more) and replaced with a spare memory cell.
[0122]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor memory device capable of improving the remedy efficiency of defective products without increasing the number of spare memory cells.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an internal configuration of part of a DRAM according to the present invention;
2 is a diagram showing a pattern layout of the entire DRAM chip of FIG. 1 and a part thereof.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of a main body memory cell array and its peripheral circuits of the DRAM shown in FIG. 1;
4 is a circuit diagram showing a specific configuration of a spare memory cell array of DRAM and its peripheral circuit shown in FIG. 1;
5 is a circuit diagram showing an example of a specific configuration of the CSL driver in FIG. 3 and the spare CSL driver in FIG. 4;
6 is a circuit diagram showing another specific configuration of the main body memory cell array and its peripheral circuits of the DRAM shown in FIG. 1;
7 is a diagram showing a pattern layout of transfer gates and DQ lines in FIG. 6;
FIG. 8 is a circuit diagram showing still another specific configuration of the main body side memory cell array and its peripheral circuits of the DRAM shown in FIG. 1;
9 is a circuit diagram showing the main body memory cell array and its peripheral circuits of the DRAM shown in FIG. 8 together with a spare memory cell array and its peripheral circuits. FIG.
10 is a waveform diagram showing an example of the operation of the circuit of FIG.
11 is a waveform diagram showing an example of the operation of the circuit of FIG.
FIG. 12 is a circuit diagram showing a main memory cell array of a conventional DRAM and its peripheral circuit together with a spare memory cell array and its peripheral circuit.
[Explanation of symbols]
10: Address input pin,
11: Column address buffer,
12 ... Column address strobe signal input pin,
13 ... / CAS buffer,
14: Column partial decoder,
15 ... Column decoder controller,
16: Spare column address comparison circuit,
17 ... CSL driver group,
18 ... Spare CSL driver group,
19 ... Main body memory cell array,
20 ... spare memory cell array,
21 ... Memory cell array,
22 ... sense amplifier (S / A) group,
WL, WL1, WL2 ... word lines,
CSL, CSL11, CSL12, CSL21, CSL22 ... column selection line,
MC11, MC12, MC21, MC22, MC31, MC32, MC41, MC42, MC51, MC52, MC61, MC62, MC71, MC72, MC81, MC82 ... memory cells,
BL1, / BL1 to BL4, / BL4... Bit line pairs,
SA1 to SA4, SAR1, SAR2 ... sense amplifier,
DQ0, / DQ0 to DQ3, / DQ3 ... DQ line pairs,
Q11, Q12, Q21, Q22, Q31, Q32, Q41, Q42, Q51, Q52, Q61, Q62, Q71, Q72, Q81, Q82 ... transfer gate,
MCR11, MCR12, MCR21, MCR22, MCR31, MCR32, MCR41, MCR42 ... spare memory cells,
BLR1, / BLR1, BLR2, / BLR2 ... spare bit line pairs,
CSLR11, CSLR12, CSLR21, CSLR22... Spare column selection line.

Claims (20)

複数のメモリセルと、
上記複数のメモリセルに接続された複数のビット線と、
上記複数のメモリセルに接続された複数のワード線と、
複数のデータ線と、
上記複数のビット線を上記複数のデータ線のいずれかに接続制御する複数のトランスファゲートと、
上記複数のトランスファゲートを導通制御する複数のカラム選択線と、
チップ外部からの1回のカラムアドレス入力に対応して上記複数のカラム選択線の少なくとも2つを同時に選択駆動するカラム選択線駆動回路
とを具備したことを特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of memory cells;
A plurality of bit lines connected to the plurality of memory cells;
A plurality of word lines connected to the plurality of memory cells;
Multiple data lines,
A plurality of transfer gates for controlling connection of the plurality of bit lines to any of the plurality of data lines;
A plurality of column selection lines for controlling conduction of the plurality of transfer gates;
And a column selection line driving circuit that simultaneously selects and drives at least two of the plurality of column selection lines in response to one column address input from the outside of the chip.
前記カラム選択線駆動回路は、チップ外部からの1回のカラムアドレス入力に対応して2つのカラム選択線を同時に選択駆動するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。  2. The semiconductor according to claim 1, wherein the column selection line driving circuit is configured to simultaneously select and drive two column selection lines in response to one column address input from the outside of the chip. Storage device. 前記カラム選択線駆動回路によって同時に選択駆動される選択カラム選択線のそれぞれには、前記カラム選択線駆動回路によって選択駆動されない非選択カラム選択線が隣接するように前記複数のカラム選択線が配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。  The plurality of column selection lines are arranged so that non-selected column selection lines that are not selectively driven by the column selection line driving circuit are adjacent to the selected column selection lines that are simultaneously selected and driven by the column selection line driving circuit. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is a semiconductor memory device. 前記カラム選択線駆動回路によって同時に選択駆動される選択カラム選択線のそれぞれには、前記カラム選択線駆動回路によって選択駆動されない2つの非選択カラム選択線が両側に隣接するように前記複数のカラム選択線が配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。  The plurality of column selection lines are arranged such that two non-selected column selection lines that are not selectively driven by the column selection line driving circuit are adjacent to both sides of each of the selected column selection lines that are selectively driven by the column selection line driving circuit. 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a line is disposed. 前記複数の各トランスファゲートは半導体基板に形成されたソース/ドレイン拡散層を有し、このソース/ドレイン拡散層と前記複数の各データ線とがコンタクト部を介して接続されており、
前記選択カラム選択線で導通制御されるトランスファゲートのソース/ドレイン拡散層を前記データ線と接続するコンタクト部と前記選択カラム選択線に隣接した非選択のカラム選択線で導通制御されるトランスファゲートのソース/ドレイン拡散層を前記データ線と接続するコンタクト部とが共有されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の半導体記憶装置。
Each of the plurality of transfer gates has a source / drain diffusion layer formed in a semiconductor substrate, and the source / drain diffusion layer and the plurality of data lines are connected via a contact portion,
The transfer gate controlled in conduction by a non-selected column selection line adjacent to the contact portion connecting the source / drain diffusion layer of the transfer gate controlled in conduction by the selected column selection line to the data line and the selection column selection line 5. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein a contact portion connecting the source / drain diffusion layer to the data line is shared.
前記カラム選択線駆動回路は、前記カラム選択線の数に対応した数だけ設けられ、出力ノードが対応するカラム選択線にそれぞれ接続された複数のカラム選択線ドライバで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。  The column selection line driving circuit is provided with a number corresponding to the number of the column selection lines, and is configured by a plurality of column selection line drivers each having an output node connected to the corresponding column selection line. The semiconductor memory device according to claim 1. 前記カラム選択線ドライバのうち、1回のカラムアドレス入力に対応して前記少なくとも2つのカラム選択線を同時に選択駆動する少なくとも2つのカラム選択線ドライバには同じカラムアドレス信号が入力されることを特徴とする請求項6に記載の半導体記憶装置。  Of the column selection line drivers, the same column address signal is input to at least two column selection line drivers that simultaneously select and drive the at least two column selection lines in response to one column address input. The semiconductor memory device according to claim 6. 複数のスペアメモリセルと、
上記複数のスペアメモリセルに接続された複数のスペアビット線と、
少なくとも第1、第2のスペアカラム選択線を含む複数のスペアカラム選択線と、
上記第1のスペアカラム選択線によって上記複数のスペアビット線を前記複数のデータ線に接続制御する複数の第1のスペアトランスファゲートと、
上記第2のスペアカラム選択線によって上記複数のスペアビット線を前記複数のデータ線に接続制御する複数の第2のスペアトランスファゲートとをさらに具備し、
上記複数のスペアビット線は、上記第1のスペアカラム選択線によって接続制御される複数の第1のスペアトランスファゲートを介して前記複数のデータ線の一部に接続され、上記第2のスペアカラム選択線によって制御される複数の第2のスペアトランスファゲートを介して前記複数のデータ線の上記一部とは異なる他のデータ線に接続されることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
A plurality of spare memory cells;
A plurality of spare bit lines connected to the plurality of spare memory cells;
A plurality of spare column selection lines including at least first and second spare column selection lines;
A plurality of first spare transfer gates for controlling connection of the plurality of spare bit lines to the plurality of data lines by the first spare column selection line;
A plurality of second spare transfer gates for controlling connection of the plurality of spare bit lines to the plurality of data lines by the second spare column selection line;
The plurality of spare bit lines are connected to a part of the plurality of data lines via a plurality of first spare transfer gates controlled to be connected by the first spare column selection line, and the second spare column 8. The data line according to claim 1, wherein the data line is connected to another data line different from the part of the plurality of data lines via a plurality of second spare transfer gates controlled by a selection line. 2. A semiconductor memory device according to item 1.
前記複数のスペアビット線が少なくとも第1、第2のスペアビット線群からなり、
前記複数のデータ線が少なくとも第1、第2のデータ線群からなり、
上記第1のスペアビット線群は前記第1のスペアカラム選択線によって制御される複数の第1のスペアトランスファゲートを介して上記第1のデータ線群に接続され、かつ上記第2のスペアビット線群は前記第2のスペアカラム選択線によって制御される複数の第2のスペアトランスファゲートを介して上記第2のデータ線群に接続されることを特徴とする請求項8に記載の半導体記憶装置。
The plurality of spare bit lines are composed of at least first and second spare bit line groups;
The plurality of data lines are composed of at least first and second data line groups,
The first spare bit line group is connected to the first data line group via a plurality of first spare transfer gates controlled by the first spare column selection line, and the second spare bit 9. The semiconductor memory according to claim 8, wherein the line group is connected to the second data line group through a plurality of second spare transfer gates controlled by the second spare column selection line. apparatus.
前記複数のメモリセルは全体のメモリ容量の1/2(nは正の整数)倍の容量を持つ2個のメモリセルアレイブロックに分割されており、これら各メモリセルアレイブロック毎に前記スペアメモリセルがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項8または9に記載の半導体記憶装置。The plurality of memory cells are divided into 2 n memory cell array blocks having a capacity that is 1/2 n (n is a positive integer) times the total memory capacity, and the spare memory is divided into each memory cell array block. 10. The semiconductor memory device according to claim 8, wherein cells are respectively arranged. 複数のメモリセルと、
上記複数のメモリセルに接続された複数のビット線対と、
上記複数のメモリセルに接続された複数のワード線と、
複数のデータ線対と、
上記複数のビット線対と上記複数のデータ線対との間に接続された複数のトランスファゲートと、
上記複数のデータ線対のうち半数のデータ線対に接続された複数の第1のトランスファゲートを導通制御する第1のカラム選択線と、
上記複数のデータ線対のうち残りの半数のデータ線対に接続された複数の第2のトランスファゲートを導通制御する第2のカラム選択線と、
チップ外部からの1回のカラムアドレス入力に対応して上記第1、第2のカラム選択線を同時に選択駆動するカラム選択線駆動回路
とを具備したことを特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of memory cells;
A plurality of bit line pairs connected to the plurality of memory cells;
A plurality of word lines connected to the plurality of memory cells;
Multiple data line pairs,
A plurality of transfer gates connected between the plurality of bit line pairs and the plurality of data line pairs;
A first column select line for controlling conduction of a plurality of first transfer gates connected to half of the plurality of data line pairs;
A second column selection line for controlling conduction of a plurality of second transfer gates connected to the remaining half of the plurality of data line pairs;
And a column selection line driving circuit for simultaneously selecting and driving the first and second column selection lines in response to one column address input from the outside of the chip.
複数のスペアメモリセルと、
上記複数のスペアメモリセルに接続された複数のスペアビット線対と、
第1、第2のスペアカラム選択線と、
上記第1のスペアカラム選択線によって上記複数のスペアビット線対を前記複数のデータ線対に接続制御する複数の第1のスペアトランスファゲートと、
上記第2のスペアカラム選択線によって上記複数のスペアビット線対を前記複数のデータ線対に接続制御する複数の第2のスペアトランスファゲートとをさらに具備し、
上記複数のスペアビット線は、上記第1のスペアカラム選択線によって接続制御される複数の第1のスペアトランスファゲートを介して前記複数のデータ線対の一部に接続され、上記第2のスペアカラム選択線によって接続制御される複数の第2のスペアトランスファゲートを介して前記複数のデータ線対の上記一部とは異なる他のデータ線対に接続されることを特徴とする請求項11に記載の半導体記憶装置。
A plurality of spare memory cells;
A plurality of spare bit line pairs connected to the plurality of spare memory cells;
First and second spare column selection lines;
A plurality of first spare transfer gates for controlling connection of the plurality of spare bit line pairs to the plurality of data line pairs by the first spare column selection line;
A plurality of second spare transfer gates for controlling connection of the plurality of spare bit line pairs to the plurality of data line pairs by the second spare column selection line;
The plurality of spare bit lines are connected to a part of the plurality of data line pairs via a plurality of first spare transfer gates controlled to be connected by the first spare column selection line, and the second spare bit lines 12. The data line pair according to claim 11, wherein the data line pair is connected to another data line pair different from the part of the plurality of data line pairs via a plurality of second spare transfer gates controlled to be connected by a column selection line. The semiconductor memory device described.
複数のメモリセルと、
第1のビット線群と第2のビット線群からなり上記複数のメモリセルに接続された複数のビット線と、
上記複数のメモリセルに接続された複数のワード線と、
第1のデータ線群と第2のデータ線群とからなる複数のデータ線と、
上記第1のビット線群と上記第1のデータ線群との間に設けられた第1のトランスファゲート群と、
上記第2のビット線群と上記第2のデータ線群との間に設けられた第2のトランスファゲート群と、
上記第1のトランスファゲート群に接続された第1のカラム選択線と、
上記第2のトランスファゲート群に接続された第2のカラム選択線と、
上記第1のカラム選択線に対応した第1のカラム選択線ドライバと上記第2のカラム選択線に対応した第2のカラム選択線ドライバとを有し、上記第1、第2のカラム選択線ドライバには共通のカラムアドレス信号が供給されるカラム選択線駆動回路
とを具備したことを特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of memory cells;
A plurality of bit lines consisting of a first bit line group and a second bit line group and connected to the memory cells;
A plurality of word lines connected to the plurality of memory cells;
A plurality of data lines composed of a first data line group and a second data line group;
A first transfer gate group provided between the first bit line group and the first data line group;
A second transfer gate group provided between the second bit line group and the second data line group;
A first column select line connected to the first transfer gate group;
A second column selection line connected to the second transfer gate group;
A first column selection line driver corresponding to the first column selection line; and a second column selection line driver corresponding to the second column selection line, the first and second column selection lines. A semiconductor memory device comprising: a column selection line driving circuit to which a common column address signal is supplied to a driver.
前記第1のカラム選択線に隣接して配置され、前記第1及び第2のカラム選択線と同時に選択されることがない第3のカラム選択線と、
前記第2のカラム選択線に隣接して配置され、前記第1及び第2のカラム選択線と同時に選択されることがない第4のカラム選択線
とをさらに具備したことを特徴とする請求項13記載の半導体記憶装置。
A third column selection line disposed adjacent to the first column selection line and not selected simultaneously with the first and second column selection lines;
And a fourth column selection line arranged adjacent to the second column selection line and not selected simultaneously with the first and second column selection lines. 14. The semiconductor memory device according to 13.
前記第1、第2のカラム選択線の間に配置され、前記第1及び第2のカラム選択線と同時に選択されることがない第5のカラム選択線をさらに具備したことを特徴とする請求項13記載の半導体記憶装置。  5. A fifth column selection line that is disposed between the first and second column selection lines and is not selected simultaneously with the first and second column selection lines. Item 14. A semiconductor memory device according to Item 13. 前記第3のカラム選択線に接続された第3のトランスファゲート群と、
前記第4のカラム選択線に接続された第4のトランスファゲート群とをさらに具備し、
前記第1のトランスファゲート群のそれぞれは第1のソース/ドレイン拡散層を有し、
前記第2のトランスファゲート群のそれぞれは第2のソース/ドレイン拡散層を有し、
前記第3のトランスファゲート群のそれぞれは上記第1のトランスファゲート群と第1のソース/ドレイン拡散層を共有し、
前記第4のトランスファゲート群のそれぞれは上記第2のトランスファゲート群と第2のソース/ドレイン拡散層を共有することを特徴とする請求項14記載の半導体記憶装置。
A third transfer gate group connected to the third column selection line;
A fourth transfer gate group connected to the fourth column selection line,
Each of the first transfer gate groups has a first source / drain diffusion layer;
Each of the second transfer gate groups has a second source / drain diffusion layer,
Each of the third transfer gate groups shares a first source / drain diffusion layer with the first transfer gate group,
15. The semiconductor memory device according to claim 14, wherein each of the fourth transfer gate groups shares a second source / drain diffusion layer with the second transfer gate group.
前記第1のカラム選択線ドライバの出力と前記第2のカラム選択線ドライバとの出力が、1回のカラムアドレス入力に対応して同時に活性化され、これにより前記第1、第2のカラム選択線が同時に選択駆動されることを特徴とする請求項13記載の半導体記憶装置。  The output of the first column selection line driver and the output of the second column selection line driver are simultaneously activated corresponding to one column address input, whereby the first and second column selections are performed. 14. The semiconductor memory device according to claim 13, wherein the lines are selectively driven simultaneously. 複数のスペアメモリセルと、
上記複数のスペアメモリセルに接続された複数のスペアビット線と、
上記複数のスペアビット線と前記第1のデータ線群との間に設けられた第1のスペアトランスファゲート群と、
上記複数のスペアビット線と前記第2のデータ線群との間に設けられた第2のスペアトランスファゲート群と、
上記第1のスペアトランスファゲート群に接続された第1のスペアカラム選択線と、
上記第2のスペアトランスファゲート群に接続された第2のスペアカラム選択線とをさらに具備し、
上記複数のスペアビット線は、上記第1のスペアカラム選択線によって接続制御される上記第1のスペアトランスファゲート群を介して前記第1のデータ線群に接続され、上記第2のスペアカラム選択線によって接続制御される上記第2のスペアトランスファゲート群を介して前記第2のデータ線群に接続されることを特徴とする請求項13記載の半導体記憶装置。
A plurality of spare memory cells;
A plurality of spare bit lines connected to the plurality of spare memory cells;
A first spare transfer gate group provided between the plurality of spare bit lines and the first data line group;
A second spare transfer gate group provided between the plurality of spare bit lines and the second data line group;
A first spare column selection line connected to the first spare transfer gate group;
A second spare column selection line connected to the second spare transfer gate group,
The plurality of spare bit lines are connected to the first data line group via the first spare transfer gate group controlled to be connected by the first spare column selection line, and the second spare column selection is performed. claim 1 3 Symbol mounting of the semiconductor memory device is characterized in that through the second spare transfer gate group connected controlled by line is connected to the second data line group.
前記複数のメモリセルは全体のメモリ容量の1/2(nは正の整数)倍の容量を持つ2個のメモリセルアレイブロックに分割されており、これら各メモリセルアレイブロック毎に前記スペアメモリセルがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項18記載の半導体記憶装置。The plurality of memory cells are divided into 2 n memory cell array blocks having a capacity that is 1/2 n (n is a positive integer) times the total memory capacity, and the spare memory is divided into each memory cell array block. 19. The semiconductor memory device according to claim 18 , wherein each cell is arranged. 前記複数のビット線が互いに対をなすビット線対からなり、前記第1、第2のデータ線群のそれぞれが互いに対をなすデータ線対からなることを特徴とする請求項13記載の半導体記憶装置。  14. The semiconductor memory according to claim 13, wherein the plurality of bit lines are composed of a pair of bit lines, and each of the first and second data line groups is composed of a pair of data lines. apparatus.
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