JP3710002B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、半導体記憶装置に関し、主として大記憶容量のダイナミック型RAM(ランダム・アクセス・メモリ)における欠陥救済技術に利用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体記憶装置における欠陥救済技術として、1つの冗長ワード線に対応して不良アドレスの記憶とアドレス比較回路を設けるようにすると、1つの冗長ワード線に対応して不良アドレスを記憶するヒューズ回路の数が増大してしまう。そこで、複数のワード線に対応して1つのヒューズセットを設け、不良ワード線を含む複数のワード線単位で冗長ワード線に切り換えるようにしたものがある。この構成では、複数のワード線単位での冗長切り換えが行われるために、1つのワード線に不良がある場合の他、上記複数ワード線の中で他に不良ワード線が発生した場合にもそれも上記ヒューズ回路により救済できるため全体としての救済効率を高くできる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように複数のワード線単位での冗長切り換えを行う場合には、冗長ワード線側に欠陥があったときには、その冗長ワード線を使うことができず、結果として欠陥救済効率が下がってしまうという問題が生じる。
【0004】
この発明の目的は、簡単な構成により欠陥救済効率を向上を図った半導体記憶装置を提供することにある。この発明の他の目的は、大記憶容量化に則して効率の良い欠陥救済を実現した半導体記憶装置を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、不良アドレスを記憶する記憶回路に対して複数の冗長ワード線を設けるとともに、上記記憶回路には1つのワード線の選択に必要な不良アドレスを記憶させるようにし、かかる不良アドレスとメモリアクセス時に入力されたアドレスとの比較一致信号と上記入力されたアドレスに含まれる所定のアドレス信号とを用いて上記不良ワード線に代えて上記複数の冗長ワード線の中から1つの冗長ワード線を選択するようにする。
【0006】
【作用】
上記した手段によれば、不良アドレスの記憶回路に対して複数の冗長ワード線を設けるようにして記憶回路の数を減らすとともに、不良ワード線に対するメモリアクセス時にのみに冗長ワード線への切り換えを行うものであるため、冗長ワード線側に不良があっても複数の中の1つを指定するアドレスが異なることを条件に使用することができるので欠陥救済効率を高くすることができる。
【0007】
【実施例】
図1には、この発明が適用されるダイナミック型RAMの一実施例の概略レイアウト図が示されている。同図においては、ダイナミック型RAMを構成する各回路ブロックのうち、全体が判るように示されており、それが公知の半導体集積回路の製造技術により、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上において形成される。
【0008】
この実施例のダイナミック型RAMは、特に制限されないが、約64M(メガ)ビットの記憶容量を持つようにされる。メモリアレイは、全体として8個に分けられる。半導体チップの長手方向に対して左右に4個ずつのメモリアレイが分けられて、中央部分に同図では省略されているが、アドレス入力回路、データ入出力回路等の入出力インターフェイス回路が設けられる。
【0009】
上述のように半導体チップの長手方向に対して左右に4個ずつに分けられたメモリアレイは、2個ずつ組となって配置される。このように2個ずつ組となって配置された2つのメモリアレイは、その中央部分にメインワードドライバが配置される。このメインワードドライバは、それを中心にして上下に振り分けられた2個のメモリアレイに対応して設けられる。メインワードドライバは、上記1つのメモリアレイを貫通するように延長されるメインワード線の選択信号を形成する。1つのメモリアレイは、上記メインワード線方向に2Kビット、それと直交する図示しない相補ビット線(又はデータ線ともいう)方向に4Kビットの記憶容量を構成するダイナミック型メモリセルが接続される。このようなメモリアレイが全体で8個設けられるから、全体では8×2K×4K=64Mビットのような大記憶容量を持つようにされる。
【0010】
上記1つのメモリアレイは、メインワード線方向に対して8個に分割される。かかる分割されたメモリブロック毎にサブワードドライバが設けられる。サブワードドライバは、メインワード線に対して1/8の長さに分割され、それと平行に延長されるサブワード線の選択信号を形成する。この実施例では、メインワード線の数を減らすために、言い換えるならば、メインワード線の配線ピッチを緩やかにするために、特に制限されないが、1つのメインワード線に対して、相補ビット線方向に4本からなるサブワード線が割り当てられる。このようにメインワード線方向には8本に分割され、及び相補ビット線方向に対して8本ずつが割り当てられたサブワード線の中から1本のサブワード線を選択するために、サブワード選択線ドライバが配置される。このサブワード選択線ドライバは、上記サブワードドライバの配列方向に延長される4本のサブワード選択線の中から1つを選択する選択信号を形成する。
【0011】
これにより、上記1つのメモリアレイに着目すると、1つのメインワード線に割り当てられる8個のメモリブロックのうち選択すべきメモリセルが含まれる1つのメモリブロックに対応したサブワードドライバにおいて、1本のサブワード選択線が選択される結果、1本のメインワード線に属する8×4=32本のサブワード線の中から1つのサブワード線が選択される。上記のようにメインワード線方向に2K(2048)のメモリセルが設けられるので、1つのサブワード線には、2048/8=256個のメモリセルが接続されることとなる。なお、特に制限されないが、リフレッシュ動作(例えばセルフリフレッシュモード)においては、1本のメインワード線に対応する8本のサブワード線が選択状態とされる。
【0012】
図2には、上記ダイナミック型RAMの一実施例のレイアウト図が示されている。同図においては、この発明に係るダイナミック型RAMの理解を助けるために、いわばカラム系の重要な回路ブロックであるセンスアンプSAやカラムデコーダの配置が示されている。同図において、MWDは上記メインワードドライバ、SWDはサブワードドライバ、SAはセンスアンプ、Column Decは、カラムデコーダである。そして、2つのメモリアレイの間に配置されたACTRLは、アレイ制御回路であり、アドレスデコーダや、動作に必要なタイミング信号を供給する。
【0013】
上記のように1つのメモリアレイは、相補ビット線方向に対して4Kビットの記憶容量を持つ。しかしながら、1つの相補ビット線に対して4Kものメモリセルを接続すると、相補ビット線の寄生容量が増大し、微細な情報記憶用キャパシタとの容量比により読み出される信号レベルが得られなくなってしまうために、相補ビット線方向に対しても8分割される。つまり、太い黒線で示されたセンスアンプSAにより 相補ビット線が8分割に分割される。特に制限されないが、後述するように、センスアンプSAは、シェアードセンス方式により構成され、メモリアレイの両端に配置されるセンスアンプを除いて、センスアンプを中心にして左右に相補ビット線が設けられ、左右いずれかの相補ビット線に選択的に接続される。
【0014】
図3には、上記メモリアレイのメインワード線とサブワード線との関係を説明するための要部ブロック図が示されている。同図においては、代表として2本のメインワード線MWL0とMWL1が示されている。これらのメインワード線MWL0は、メインワードドライバMWD0により選択される。同様なメインワードドライバによりメインワード線MWL1も選択される。
【0015】
上記1つのメインワード線MWL0には、それの延長方向に対して8組のサブワード線が設けられる。同図には、そのうちの2組のサブワード線が代表として例示的に示されている。サブワード線は、偶数0〜6と奇数1〜7の合計8本のサブワード線が1つのメモリブロックに交互に配置される。メインワードドライバに隣接する偶数0〜6と、メインワード線の遠端側(ワードドライバの反対側)に配置される奇数1〜7を除いて、メモリブロック間に配置されるサブワードドライバは、それを中心にした左右のメモリブロックのサブワード線の選択信号を形成する。
【0016】
これにより、前記のようにメモリブロックとしては、8ブロックに分けられるが、上記のように実質的にサブワードドライバにより2つのメモリブロックに対応したサブワード線が同時に選択されるので、実質的には4ブロックに分けられることとなる。上記のようにサブワード線を偶数0〜6と奇数1〜7に分け、それぞれメモリブロックの両側にサブワードドライバを配置する構成では、メモリセルの配置に合わせて高密度に配置されるサブワード線SWLの実質的なピッチがサブワードドライバの中で2倍に緩和でき、サブワードドライバとサブワード線とを効率よくレイアウトすることができる。
【0017】
上記サブワードドライバは、4本のサブワード線0〜6(1〜7)に対して共通に選択信号を供給する。また、インバータ回路を介した反転信号を供給する。上記4つのサブワード線の中から1つのサブワード線を選択するためのサブワード選択線(選択信号線)FXが設けられる。サブワード選択線は、FX0〜FX7の8本から構成され、そのうちの偶数FX0〜FX6が上記偶数列のサブワードドライバ(単位サブワード線選択回路)0〜6に供給され、そのうち奇数FX1〜FX7が上記奇数列のサブワードドライバ(単位サブワード線選択回路)1〜7に供給される。特に制限されないが、サブワード選択線FX0〜FX7は、アレイの周辺部では第2層目の金属配線層M2により形成され、同じく第2層目の金属配線層M2により構成されるメインワード線MWL0〜MWLnの交差する部分では、第3層目の金属配線層M3により構成される。
【0018】
(第1)メインワード線MWL0に結合された複数の単位サブワード線選択回路0〜7により、第1サブワード線選択回路が構成され、(第2)メインワード線MWL1に結合された複数の単位サブワード線選択回路0〜7により、第2サブワード線選択回路が構成される。第1サブワード線選択回路には、8本の第1サブワード線が結合され、第2サブワード線選択回路には8本の第2サブワード線が結合される。
【0019】
図4には、上記メモリアレイのメインワード線とセンスアンプとの関係を説明するための要部ブロック図が示されている。同図においては、代表として1本のメインワード線MWLが示されている。このメインワード線MWLは、メインワードドライバMWDにより選択される。上記メインワードドライバに隣接して、上記偶数サブワード線に対応したサブワードドライバSWDが設けられる。
【0020】
同図では、省略されているが上記メインワード線MWLと平行に配置されるサブワード線と直交するように相補ビット線(Pair Bit Line)が設けられる。この実施例では、特に制限されないが、相補ビット線も偶数列と奇数列に分けられ、それぞれに対応してメモリブロック(メモリアレイ)を中心にして左右にセンスアンプSAが振り分けられる。センスアンプSAは、前記のようにシェアードセンス方式とされるが、端部のセンスアンプSAでは、実質的に片方にした相補ビット線が設けられないが、後述するようなシェアードスイッチMOSFETを介して相補ビット線と接続される。
【0021】
上記のようにメモリブロックの両側にセンスアンプSAを分散して配置する構成では、奇数列と偶数列に相補ビット線が振り分けられるために、センスアンプ列のピッチを緩やかにすることができる。逆にいうならば、高密度に相補ビット線を配置しつつ、センスアンプSAを形成する素子エリアを確保することができるものとなる。上記センスアンプSAの配列に沿って入出力線が配置される。この入出力線は、カラムスイッチを介して上記相補ビット線に接続される。カラムスイッチは、スイッチMOSFETから構成される。このスイッチMOSFETのゲートは、カラムデコーダCOLUMN DECORDER の選択信号が伝えられるカラム選択線YSに接続される。
【0022】
図5には、この発明が適用されるダイナミック型RAMのセンスアンプ部の一実施例の要部回路図が示されている。同図においては、メモリマット(前記メモリブロックと同じ)MAT0とMAT1に挟まれて配置されたセンスアンプSA1とそれに関連した回路が例示的に示されている。メモリマットMAT1はブラックボックスとして示され、端部に設けられるセンスアンプSA0もブラックボックスとして示されている。
【0023】
ダイナミック型メモリセルは、メモリマットMMAT0に設けられたサブワード線SWLに対応して4個が代表として例示的に示されている。ダイナミック型メモリセルは、アドレス選択用MOSFETQmと情報記憶用キャパシタCsから構成される。アドレス選択用MOSFETQmのゲートは、サブワード線SWLに接続され、このMOSFETQmのドレインがビット線に接続され、ソースに情報記憶キャパシタCsが接続される。情報記憶用キャパシタCsの他方の電極は共通化されてプレート電圧が与えられる。
【0024】
一対の相補ビット線は、同図に示すように平行に配置され、ビット線の容量バランス等をとるために必要に応じて適宜に交差させられる。かかる相補ビット線は、シェアードスイッチMOSFETQ1とQ2によりセンスアンプの単位回路の入出力ノードと接続される。センスアンプの単位回路は、ゲートとドレインとが交差接続されてラッチ形態にされたNチャンネル型MOSFETQ5,Q6及びPチャンネル型MOSFETQ7,Q8から構成される。Nチャンネル型MOSFETQ5とQ6のソースは、共通ソース線CSNに接続される。Pチャンネル型MOSFETQ7とQ8のソースは、共通ソース線CSPに接続される。上記共通ソース線CSNとCSPには、Nチャンネル型MOSFETとPチャンネル型MOSFETのパワースイッチMOSFETがそれぞれ設けられて、センスアンプの活性化信号により上記パワースイッチMOSFETがオン状態になり、センスアンプの動作に必要な電圧供給を行うようにされる。
【0025】
なお、図示しない上記センスアンプを活性化させるパワースイッチMOSFETは、それぞれ2つの並列形態に接続されたMOSFETからなり、安定的なセンス動作を行わせるために、センスアンプが増幅動作を開始した時点では比較的小さな電流しか供給できないような第1のパワースイッチMOSFETをオン状態にし、センスアンプの増幅動作によって相補ビット線との電位差がある程度大きくなった時点で大きな電流を流すような第2のパワースイッチMOSFETをオン状態にする等して増幅動作を段階的に行うようにされる。
【0026】
上記センスアンプの単位回路の入出力ノードには、相補ビット線を短絡させるMOSFETQ11と、相補ビット線にハーフプリチャージ電圧HVCを供給するスイッチMOSFETQ9とQ10からなるプリチャージ回路が設けられる。これらのMOSFETQ9〜Q11のゲートは、共通にプリチャージ信号PCBが供給される。
【0027】
MOSFETQ12とQ13は、カラム選択信号YSによりスイッチ制御されるカラムスイッチを構成する。この実施例では、1つのカラム選択信号YSにより4対のビット線を選択できるようにされる。つまり、ブラックボックスで示されたセンスアンプSA0においても、同様なカラムスイッチが設けられている。このようにメモリマットMMAT0を挟んで2つのセンスアンプSA0とSA1により、相補ビット線のうち、偶数列のビット線と奇数列のビット線とに分けて上記センスアンプSA0とSA1を対応させるものである。それ故、上記カラム選択信号YSは、センスアンプSA1側で例示的に示されている2対のビット線と、センスアンプSA0側に設けられる図示しない残り2対のビット線とに対応した合計4対の相補ビット線を選択できるようにされる。これらの2対ずつの相補ビット線対は、上記カラムスイッチを介して2対ずつの共通入出力線I/Oに接続される。
【0028】
センスアンプSA1は、シェアードスイッチMOSFETQ3とQ4を介してメモリマットMMAT1の同様な奇数列の相補ビット線に接続される。メモリマットMMAT1の偶数列の相補ビット線は、メモリマットMMAT1の右側に配置される図示しないセンスアンプSA2に、前記シェアードスイッチMOSFETQ1とQ2に対応したシェアードスイッチMOSFETを介して接続される。このような繰り返しパターンにより、メモリアレイが分割されてなるメモリマット(前記メモリブロック)間に設けられるセンスアンプに接続される。例えば、メモリマットMMAT0のサブワード線SWLが選択されたときには、センスアンプSA0の右側シェアードスイッチMOSFETと、センスアンプSA1の左側シェアードスイッチMOSFETとがオン状態にされる。ただし、上記端部のセンスアンプSA0では、上記右側シェアードスイッチMOSFETのみが設けられるものである。信号SHRLは、左側シェアード選択信号であり、SHRR右側シェアード選択信号である。
【0029】
図6には、この発明が適用されるダイナミック型RAMの周辺部分の一実施例の概略ブロック図が示されている。タイミング制御回路TGは、外部端子から供給されるロウアドレスストローブ信号/RAS、カラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WE及びアウトプットイネーブル信号/OEを受けて、動作モードの判定、それに対応して内部回路の動作に必要な各種のタイミング信号を形成する。この明細書及び図面では、/はロウレベルがアクティブレベルであることを意味するのに用いている。
【0030】
信号R1とR3は、ロウ系の内部タイミング信号であり、ロウ系の選択動作のために使用される。タイミング信号φXLは、ロウ系アドレスを取り込んで保持させる信号であり、ロウアドレスバッファRABに供給される。すなわち、ロウアドレスバッファRABは、上記タイミング信号φXLによりアドレス端子A0〜Aiから入力されたアドレスを取り込んでラッチ回路に保持させる。
【0031】
タイミング信号φYLは、カラムウ系アドレスを取り込んで保持させる信号であり、カラムアドレスバッファCABに供給される。すなわち、カラムアドレスバッファRABは、上記タイミング信号φYLによりアドレス端子A0〜Aiから入力されたアドレスを取り込んでラッチ回路に保持させる。
【0032】
信号φREFは、リフレッシュモードのときに発生される信号であり、ロウアドレスバッファの入力部に設けられたマルチプレクサAMXに供給されて、リフレッシュモードのときにリフレッシュアドレスカウンタ回路RFCにより形成されたリフレッシュ用アドレス信号に切り替えるよう制御する。リフレッシュアドレスカウンタ回路RFCは、タイミング制御回路TGにより形成されたリフレッシュ用の歩進パルスφRCを計数してリフレッシュアドレス信号を生成する。この実施例では後述するようなオートリフレッシュとセルフリフレッシュを持つようにされる。
【0033】
タイミング信号φXは、ワード線選択タイミング信号であり、デコーダXIBに供給されて、下位2ビットのアドレス信号の解読された信号に基づいて4通りのワード線選択タイミング信号XiBが形成される。タイミング信号φYはカラム選択タイミング信号であり、カラム系プリデコーダYPDに供給されてカラム選択信号AYix、AYjx、AYkxが出力される。
【0034】
タイミング信号φWは、書き込み動作を指示する制御信号であり、タイミング信号φRは読み出し動作を指示する制御信号である。これらのタイミング信号φWとφRは、入出力回路I/Oに供給されて、書き込み動作のときには入出力回路I/Oに含まれる入力バッファを活性化し、出力バッファを出力ハイインピーダンス状態にさせる。これに対して、読み出し動作のときには、上記出力バッファを活性化し、入力バッファを出力ハイインピーダンス状態にする。
【0035】
タイミング信号φMSは、特に制限されないが、メモリアレイ選択動作を指示する信号であり、ロウアドレスバッファRABに供給され、このタイミングに同期して選択信号MSiが出力される。タイミング信号φSAは、センスアンプの動作を指示する信号である。このタイミング信号φSAに基づいて、センスアンプの活性化パルスが形成される。
【0036】
この実施例では、ロウ系の冗長回路X−REDが代表として例示的に示されている。すなわち、上記回路X−REDは、不良アドレスを記憶させる記憶機能とアドレス比較機能とを含んでいる。記憶された不良アドレスとロウアドレスバッファRABから出力される内部アドレス信号BXiとを比較し、不一致のときには信号XEをハイレベルにし、信号XEBをロウレベルにして、正規回路の動作を有効にする。上記入力された内部アドレス信号BXiと記憶された不良アドレスとが一致すると、信号XEをロウレベルにして正規回路の不良メインワード線の選択動作を禁止させるとともに、信号XEBをハイレベルにして、1つの予備メインワード線を選択する選択信号XRiBを出力させる。そして、上記サブワード線を選択するアドレス信号を用いて、予備メインワード線に設けられたサブワード線を選択する。
【0037】
本願発明における欠陥救済の概要は、上記正規回路のメインワード線に含まれる複数のサブワード線の中で不良サブワード線を指定する不良アドレスを含めて不良アドレスの比較を行うものである。このため、上記正規回路のメインワード線に属する複数のサブワード線の中で不良サブワード線に対するメモリアクセスが行われたときのみ、上記正規回路のメインワード線の選択動作が禁止されることに特徴がある。また、後述するように、ヒューズ回路にそれ自体にも特徴を持っており、上記メインワード線自体に断線や短絡等の不良原因があるときには、上記メインワード線に属する複数のサブワード線の単位で予備メインワード線及びサブワード線に切り換えられる。この他、サブワード線全部ではなく、そのうちの複数に不良があったときには、その不良があったサブワード線に対するメモリアクセスが行われたときに予備メインワード線とサブワード線に切り換えられる。
【0038】
図7には、この発明に係るダイナミック型RAMに搭載される欠陥救済回路を説明するための概略構成図が示されている。同図(A)は、前記図1、図2のような半導体チップの全体構成図が示されている。つまり、半導体チップは、全体として4つのメモリブロックに分けられる。
【0039】
同図(B)には、上記のように分けられた1つのメモリブロックのメモリマット構成図が示されており、メインワードドライバMWDを挟んで8個ずつのメモリマットMMATが設けられる。このうち、同図(C)に示すように4個のメモリマットMMAT0〜MMAT3が1つの救済単位とされ、同図(D)に示された1つのメモリマットMMAT0のように、8本の冗長ワード線が設けられる。この実施例のダイナミック型RAMでは、前記のように1つのメインワード線に8本のサブワード線が設けられているので、上記8本の冗長ワード線は、それぞれが1本の冗長メインワード線とそれに対応して設けられる8本の冗長サブワード線により構成される。
【0040】
上記4つのメモリマットMMAT0〜MMAT3に対して、同図(E)に示すように、8組のヒューズセットF0〜F7が設けられる。同図に代表として例示的に示されている1つのヒューズセットF0には、救済判定回路が設けられる。上記ヒューズセットF0は、記憶された不良アドレスにメモリアクセス時に入力されたアドレス信号とが一致すると、検出信号(XE,XEB)を発生させ、上記救済判定回路に供給する。救済判定回路は、それを受けて信号1〜4を出力する。信号1は、上記正規回路の選択動作を停止させる信号STOPとされる。信号2は、上記ヒューズセットF0に一対一に対応して割り当てられた冗長用のメインワード線を選択する信号として用いられる。信号3は、上記サブワード線の選択するためのアドレス信号X2に対応された信号とされ、前記奇数サブワードドライバ0〜6か、奇数のサブワードドライバ1〜7かを指定する信号とされる。そして、信号4は上記冗長ワード線(メインワード線、サブワード線)が設けられるメモリマットの選択信号とされる。
【0041】
次の表1には、各ヒューズセットF0〜F7による検出信号と信号1〜信号4の関係が示されている。各ヒューズセットF0〜F7に対応させて上記検出信号(XE,XEB)にRX00B〜RX31Bが割り当てられる。そして、それぞれの検出信号RX00B〜RX31Bに対応させて、信号1は正規回路の選択動作を停止させる信号STOP、冗長メインワード線の選択を指示する選択信号MWSELを発生させる。そして、ヒューズセットF0とF1は、メモリマットMMAT0に設けられた4本ずつの冗長ワード線(メインワード線とサブワード線)に割り当てられているので、ヒューズセットF0は8本のサブワード線のうちの4本を選択する信号XS0を、ヒューズセットF1は8本のサブワード線のうちの4本を選択する信号XS1を発生させる。そして、これらは1つのメモリマットMMAT0に設けられているので、それに対応したマット選択信号MS0を発生させる。
【0042】
【表1】
【0043】
以下、同様にしてヒューズセットF2とF3は、メモリマットMMAT1に対応した冗長ワード線を選択し、ヒューズセットF4とF5は、メモリマットMMAT2に対応した冗長ワード線を選択し、ヒューズセットF6とF7は、メモリマットMMAT3に対応した冗長ワード線を選択する。この場合、救済が行われる不良ワード線は、上記メモリマットMMAT0〜MATT3の中のいずれかに属していればよい。つまり、上記メモリマットMMAT0〜MMAT3の中では、上記の冗長ワード線を共通に用いることができる、いわゆるAny to Any方式での欠陥救済を行うことができ、メモリマット単位での救済方式に比べて救済効率を高くすることができる。
【0044】
図8には、この発明に係るダイナミック型RAMにおける正規ワード線と冗長ワード線との関係を説明するための概略構成図が示されている。同図においては、1つのメインワード線とそれに対応した8本のサブワード線及びそれを救済するために設けられた1つの冗長メインワード線と8本の冗長サブワード線が代表として例示的に示されている。
【0045】
メインワードデコーダ・ドライバは、アドレス信号を解読してメインワード線の選択信号を形成する。このメインワード線には、それぞれ8本のサブワード線が設けられ、サブワードドライバにより選択される。下位ワードデコーダは、上記8本のサブワード線の中から1本のサブワード線を選択するためのサブワード選択信号を形成する。このサブワード選択選択信号は、上記メインワード線等とは直交するように延長されたサブワード選択線を通してサブワードドライバの入力に伝えられる。サブワードドライバは、論理機能を持ち、上記メインワード線が選択レベルであり、上記サブワード選択線が選択レベルであるときに、その出力に設けられたサブワード線を選択レベルにする。
【0046】
冗長メインワードデコーダ・ドライバは、冗長メインワード線の選択信号を形成する。上記のような正規回路と同様に冗長回路においても、8本の冗長サブワード線が設設けられ、上記サブワードドライバと同様な冗長サブワードドライバにより選択される。冗長サブワードドライバは、上記同様に冗長メインワード線が選択レベルであり、上記サブワード選択線が選択レベルであるときに、その出力に設けられた冗長サブワード線を選択レベルにする。
【0047】
この実施例では、同図において×印を付したように4本のサブワード線の中の1本のサブワード線に不良があったとき、それに対するメモリアクセスが行われたときに、冗長メインワードデコーダ・ドライバにより冗長ワード線を選択し、上記サブワード選択線からの信号により冗長サブワードドライバを介して冗長サブワード線を選択する。このため、前記のように冗長ワード線に対応して設けられたヒューブセットには、メインワード線を選択するアドレスの他に、サブワード線を選択するアドレスの比較が行われる。このため、上記メインワード線が選択され、上記×印が付されたサブワード線以外のサブワード線が選択されるときには、上記のようなワード線の切り換えは行われない。
【0048】
すなわち、この実施例ではメインワード線の単位での冗長切り換えを行わない。このようにすることにより、例えば、冗長ワード線に設けられる4本のサブワード線において同図のように×印が付された冗長サブワード線に不良が存在したとき、4本のサブワード線単位での救済を行うとすると、上記冗長サブワード線の不良の存在によりそれが使えなくなってしまう。これに対して、この実施例においては、冗長回路側に上記のような部分的な不良があっても、その不良サブワード線と同じ下位アドレスが割り当てられたサブワード線以外のサブワード線を欠陥救済に活用することができる。
【0049】
本願発明では、これに加えて上記メインワード線に属する4本のサブワード線において、複数のサブワード線に不良があった場合、後述するようにその救済も行うようにすることができる。つまり、ヒューズセットの不良アドレスの設定方法に工夫がなされており、上記下位ワードデコーダに供給されるアドレスのうち、所定アドレスを実質的に無効にすることにより、上記複数の不良サブワード線に対するメモリアクセスを検出し、上記冗長メンンワード線及び冗長サブワード線に切り換えるようにするものである。このようなきめ細かな対応により、ダイナミック型RAMに搭載される少ない数の冗長回路を効率よく使うことにより、救済効率を高めるようにするものである。
【0050】
図9には、この発明に係るダイナミック型RAMにおける欠陥救済回路を説明するための概略ブロック図が示されている。アドレスバッファには、X系のアドレス信号AXiが供給される。ここで、iは0〜の複数ビットであり、それに対応した内部相補アドレス信号BXiT,BXiBが形成される。ここで、Tはトルー(非反転)、Bはバー(反転)を表している。ヒューズセットには、上記X系アドレスの全ビットの内部相補アドレス信号BXi,BXiBが供給される。これにより、冗長側が4本のサブワード線単位で設けられるにも係わらず、実際に選択されるサブワード線を指定するアドレスまで調べられる。
【0051】
ヒューズセットでは、上記メモリアクセスにより選択されるサブワード線が、不良として登録されているサブワード線と一致するか否かを検出して、検出信号XE,XEBを発生させて、救済判定回路に供給する。救済判定回路は、前記表1に示したような1ないし4の判定信号を形成する。
【0052】
正規回路側では、上記アドレスバッファを通した内部相補アドレス信号BXiT,BXiBのうち、下位アドレスX0,X1とX2とがそれぞれ下位アドレスプリデコーダに供給される。下位アドレスX0とX1は、4本のサブワード線の選択のために用いられ、X2は図3等に示したたようにF0〜F3サブワードドライバかF4〜F7のサブワードドライバかを選択するために用いられる。中位アドレスプリデコーダは、上記メインワード線に対応したアドレスが供給されるそして、上位アドレスプリデコーダには、マットセレクト(mat select) 信号に対応したアドレスが供給される。
【0053】
下位デコーダは、上記プリデコーダ側からのサブワード線選択信号5、6とマットセレクト信号8とを受けて、上記1/8のサブワード選択信号9を形成する。メインワードデコーダは、上記プリデコーダ側からのメインワード線選択信号7とマットセレクト信号8とを受けてメインワード線選択信号10を形成する。サブワードドラバは、上記サブワード線選択信号9とメインワード線選択信号10によりサブワード線11の選択信号11を形成する。
【0054】
これに対して上記救済判定回路からの4つの判定信号のうち、判定信号1は上記下位アドレスプリデコーダX2、中位アドレスプリデコーダ及び上位アドレスプリデコーダに供給されて、不良アドレスに対するアクセスが検出されたときにこれらの各回路の動作を停止させる。判定信号2は、冗長メインワード線を立ち上げる信号として冗長メインワードデコーダに供給される。冗長メインワードデコーダは、冗長メインワード線選択信号15を発生させる。判定信号3は、上記X2に対応した信号であり、下位アドレスプリデコーダX2に供給されて、上記奇数側か偶数側かの選択信号12を形成するために用いられる。
【0055】
下位デコーダは、上記メモリアクセスにより入力された下位2ビットのアドレス信号X0とX1及び上記信号12(X2に相当)とを用いて冗長用のサブワード線選択信号14を形成する。これにより、冗長サブワードドライバは、上記サブワード線選択信号14と冗長メインワード線選択信号15により冗長サブワード線16の選択信号を形成する。尚、ヒューズセット(欠陥情報保持回路)と救済判定回路によって判定回路が構成される。
【0056】
図10には、上記図9の欠陥救済回路の動作の一例を説明するためのタイミング図が示されている。ロウ系タイミング信号φ(RAS)により、内部アドレス信号BXが入力され、不良アドレスに対するメモリアクセスでないときには検出信号XEがロウレベルにされる。これにより、信号1はハイレベル、信号2〜4はロウレベルとなり、冗長回路側は非動作状態にされる。
【0057】
正規回路側では、下位アドレスプリデコーダの出力信号5、6と、上位アドレスプリデコーダの出力信号(マット選択信号)8を受けて下位デコーダによりサブワード線選択信号9が形成される。また、上記マット選択信号8と中位アドレスプリデコーダの出力信号7とを受けてメインワードデコーダによりメインワード線選択信号10が形成される。そして、これらの信号9と10を受けてサブワードドライバによりサブワード線11の選択信号が形成される。
【0058】
図11には、上記図9の欠陥救済回路の動作の他の一例を説明するためのタイミング図が示されている。ロウ系タイミング信号φ(RAS)により、内部アドレス信号BXが入力され、不良アドレスに対するメモリアクセスであるときには検出信号XEがハイレベルにされる。これにより、信号1はロウレベル、信号2〜4はハイレベルに変化し、上記信号1のロウレベルにより正規回路側は非動作状態にされる。つまり、信号6〜11はロウレベルのままにされる。
【0059】
信号3により下位アドレスX2に対応した信号12が形成され、信号4によりマットセレクト信号に対応した信号13が形成される。上記信号12と下位アドレスX0とX1に対応した信号5及び上記マットセレクト信号に対応した信号13とを受けて下位デコーダにより冗長サブワード線選択信号14が形成される。一方、冗長メインワードデコーダは、上記信号2とマットセレクト信号に対応した信号13を受けて、冗長メインワード線選択信号15を発生させる。そして、これらの信号14と15を受けて冗長サブワードドライバにより冗長サブワード線16の選択信号が形成される。
【0060】
図12には、上記欠陥救済回路に用いられるヒューズセットの一実施例の回路図が示されている。この実施例では、11ビットからなる内部相補アドレス信号BX0B,BX0T〜BX10B,BX10Tに対応して、1ないし22個のヒューズが設けられる。上記内部内部相補アドレス信号BX0B,BX0T〜BX10B,BX10Tは、それぞれバッファ回路としてのCMOSインバータ回路を介してNチャンネル型MOSFETのゲートに供給される。これらのMOSFETのソースは、回路の接地電位に接続され、ドレイン側に上記ヒューズ1ないし22の一端が接続される。これらのヒューズ1ないし22の他端は共通化されてワイヤードオアの論理が採られる。この共通化されたノードは、検出信号XEとされて、特に制限されないが、プリチャージ信号PCBにより動作させられるPチャンネル型のPチャンネル型MOSFETが設けられる。
【0061】
上記ヒューズは、特に制限されないが、ポリシリコン層から導体層又は細いアルミニュウム層から構成され、レーザー光線等の照射により選択的に切断される。この構成に代えて、上記共通ノードに電源電圧を供給し、上記MOSFETにより切断電流を流して、上記ヒューズを選択的に溶断させるものであってもよい。この場合には、プログラム時に上記共通ノードに設けられた電圧供給用パッドから切断用の電圧が供給され、複数のヒューズセットの中の1つを選択するための選択回路を介して切断用の不良アドレスがアドレスバッファを通して入力されるようにすればよい。
【0062】
この実施例では、不良アドレスがセットされないときにはヒューズは切断されない。これにより、例えば内部相補アドレス信号BX0BとBX0Tのうち、いずれかロウレベルにより上記Nチャンネル型MOSFETがオン状態になり、それに切断されないヒューズ1又は2を通して出力ノードをディスチャージさせるので検出信号XEがロウレベルになり、図10のタイミング図に示したように冗長切り換えが行われない。
【0063】
不良アドレスがセットされるとき、例えば最下位ビットに対応した相補アドレス信号BX0BとBX0Tに対応した一対のヒューズ1と2の一方が切断される。不良アドレスの最下位ビットが論理1のとき、トルー信号BX0Tがハイレベルで、バー信号BX0Bがロウレベルにされる。このときには、ヒューズ1と2のうち、バー信号BX0Bに対応したヒューズ1が切断される。逆に、不良アドレスの最下位ビットが論理0のとき、トルー信号BX0Tがロウレベルで、バー信号BX0Bがハイレベルにされる。このときには、ヒューズ1と2のうち、トルー信号BX0Tに対応したヒューズ2が切断される。以下、残りの10ビットの内部相補アドレス信号BX1B,BX1T〜BX10B,BX10Tに対応したそれぞれの対とされるヒューズにおいても同様である。
【0064】
上記のように、不良アドレスの最下位ビットが論理1にセットされたとき、つまり、ヒューズ1が切断されているときに、それと一致するようにトルー信号BX0Tがハイレベルで、バー信号BX0Bがロウレベルのアドレス信号が供給されると、上記トルー信号BX0Tがハイレベルによりインバータ回路の出力がロウレベルになり上記MOSFETがオフ状態になる。このようにオフ状態にされたMOSFETのドレインに設けられるヒューズ2は上記のように切断されてないのでディスチャージ経路が形成されない。上記バー信号BX0Bがロウレベルによりインバータ回路の出力がハイレベルになり上記MOSFETがオン状態になる。このようにオン状態にされるMOSFETのドレインに設けられるヒューズ1は切断されているのでディスチャージ経路が形成されている。つまり、記憶されたアドレスと入力されたアドレスとが一致した場合には、かかる対のヒューズと対のMOSFETとの間でディスチャージ経路が形成されない。
【0065】
上記のように、不良アドレスの最下位ビットが論理1にセットされたとき、それと不一致となるようにトルー信号BX0Tがロウレベルで、バー信号BX0Bがハイレベルのアドレス信号が供給されると、上記トルー信号BX0Tがロウレベルによりインバータ回路の出力がハイレベルになり上記MOSFETがオン状態になる。このようにオン状態にされたMOSFETのドレインに設けられるヒューズ2は上記のように切断されてないのでディスチャージ経路が形成されて、出力信号XEをロウレベルに引き抜いてしまう。
【0066】
上記内部相補アドレス信号BX1B,BX1T〜BX10B,BX10Tのそれぞれにおいて、ディスチャージ経路が形成されなといときは記憶された不良アドレスと同じアドレス信号が入力されたと判定されて、上記信号XEがハイレベルを維持して、不良アドレスの検出信号とされる。このようなヒューズセットでは、ヒューズそれ自身が不良アドレスの記憶と比較動作を兼ねるので回路の大幅な簡素化が可能になる。しかも、上記のように不良アドレスをセットしないときには、ヒューズを切断しないことにより自動的に比較一致信号が形成されないようにできる。
【0067】
このような機能に加えて、極めて都合のよいことには、不良アドレスを複数通り記憶し、かつ比較判定を行うようにするという機能を持たせることができる。つまり、上記のような1つのメインワード線に属する4本のサブワード線の中で1本のサブワード線が不良であるときに救済を行うことの他、2本単位での欠陥救済と4本単位での欠陥救済を上記1つのヒューズセットによりその記憶と比較判定を行うようにすることができる。
【0068】
図13には、上記3通りの欠陥救済動作を説明するためのヒューズ切断状態図が示されている。救済単位としては、上記のように4本単位、2本単位及び上記1本単位の3通りがある。不良アドレスの下位2ビットA0とA1(前記X0とX1に対応している)と、それに対応したヒューズ1〜4の切断状態は次の通りである。
【0069】
4本単位での救済を行うときには、不良アドレスA0とA1は無効にされる。このような不良アドレスA0とA1を無効にするために、ヒューズ1〜4が共に切断される。この構成では、上記不良アドレスA0とA1のハイレベル/ロウレベルに無関係にヒューズ1〜4の切断によりディスチャージ経路が遮断されて、かかるアドレスA0とA1を無効にすることができる。つまり、下位2ビットのアドレスA0とA1を無効にすることにより、サブワード線4本単位での欠陥救済が行われる。
【0070】
2本単位での欠陥救済は、2ビットの下位アドレスのうちA1を無効にし、A0により指定され2本ずつのサブワード線の不良アドレスの救済が可能にされる。つまり、アドレスA1に対応したヒューズ3と4を共に切断し、アドレスA0に対応してヒューズ1又は2を切断させる組み合わせである。例えば、アドレスA0とA1によりサブワード線SWL0、SWL1、SWL2及びSWL3が指定されるなら、上記アドレスA1を無効にしてアドレスA0のロウレベルによりサブワード線SWL0とSWL2を指定し、アドレスA0のハイレベルによりサブワード線SWL1とSWL3を指定することができる。
【0071】
同図には、省略されているが、ヒューズ1と2を共に切断して最下位ビットA0を無効にして、アドレスA1に対応したヒューズ3と4の一方を切断させてもよい。この場合、上記アドレスA0を無効にしてアドレスA1のロウレベルによりサブワード線SWL0とSWL1を指定し、アドレスA1のハイレベルによりサブワード線SWL2とSWL3を指定することができる。このように2本単位の組み合わせは、全部で4通り設定することができる。
【0072】
1本単位での欠陥救済は、2ビットの下位アドレスのうちA0とA1が共に有効にされて、不良アドレスに対応してヒューズ1と2、3と4のうち一方が切断される。この2ビットのアドレスA0とA1の組み合わせは上記のように4通り存在する。この実施例のヒューズセットにおいては、救済単位としては3通りで、不良アドレスは全部で9通りになる。ただし、冗長ワード線(冗長メインワード線、冗長サブワード線には不良が存在しない場合である。上記のように冗長ワード線側に不良があった場合においては、その不良の冗長サブワード線を使用しないことを条件にして欠陥救済に用いることができる。
【0073】
図14には、この発明に係る他の一実施例の欠陥救済回路の回路図が示されている。この実施例では、1つのヒューズにより1ビットの不良アドレスが記憶される。つまり、ヒューズF0の切断の有無により形成された信号がインバータ回路N1とN2により非反転と反転の不良アドレス信号が形成される。例えば、ヒーズf0を切断すると、電源投入時に発生されるセットパルスによりMOSFETQ1がオン状態となり、ヒューズf0が切断されているならロウレベルの信号がインバータ回路N1の入力に供給され、その出力信号がハイレベルにされる。このハイレベルの出力信号が入力側のMOSFETQ2のゲートに帰還されて上記インバータ回路N1の入力をロウレベルに固定させる。もしも、ヒューズf0が切断されてないなら、上記MOSFETQ1に比べてヒューズF0の抵抗値が小さくされているからハイレベルの信号が形成されインバータ回路N1を通してロウレベルの信号が出力される。このようにヒューズf0が切断されてないいときには、かかるヒューズf0を通してハイレベルがインバータ回路N1の入力に供給される。
【0074】
最下位ビットA0(X0)を論理1にセットするとき、上記ヒューズf0は切断されず、インバータ回路N1の出力信号がロウレベルに、インバータ回路N2の出力信号がハイレベルにされる。これにより、比較回路を構成するMOSFETQ3とQ4のうち、上記インバータ回路N2の出力信号のハイレベルに対応したMOSFETQ3がオン状態にされている。このMOSFETQ3には、アドレスバッファからトルー信号に対応したハイレベルの内部アドレス信号a0が供給される。したがって、上記記憶された最下位ビットと同じアドレスが供給されたなら、MOSFETQ3を通してハイレベルの一致信号が供給される。もしも、内部アドレス信号a0がロウレベルなら上記MOSFETQ3を通してロウレベルの不一信号が出力される。
【0075】
比較回路を構成する他方のMOSFETQ4にはバー信号に対応した内部アドレス信号/a0が供給される。最下位ビットA0(X0)を論理0にセットするとき、上記ヒューズf0は切断され、インバータ回路N1の出力信号がハイレベルに、インバータ回路N2の出力信号がロウレベルにされる。これにより、比較回路を構成するMOSFETQ3とQ4のうち、上記インバータ回路N1の出力信号のハイレベルに対応したMOSFETQ4がオン状態にされている。このMOSFETQ4には、上記のようにアドレスバッファからバー信号に対応した内部アドレス信号/a0のハイレベルが供給される。したがって、上記記憶された最下位ビットと同じアドレスが供給されたなら、MOSFETQ4を通してハイレベルの一致信号が供給される。もしも、内部アドレス信号/a0がロウレベルなら上記MOSFETQ4を通してロウレベルの不一信号が出力される。
【0076】
他のアドレスに対応して上記同様な回路が設けられ、全ビットについて一致信号が形成されたことをアンドゲート回路G2により形成して、上記判定信号XEが形成される。前記のようなヒューズセットを用いた場合のように、4本単位、2本単位及び1本単位での欠陥救済を行うようにするため、同図に代表として例示的に示されているように、最下位ビットに対応した比較出力部にオアゲート回路G1が設けられる。このオアゲート回路G1の他方の入力には、上記同様なヒューズ回路が設けられる。このヒューズ回路のヒューズf0’を切断させることにより、ハイレベルの無効信号はH0を形成し、上記オアゲート回路G1の他方の入力に供給する。この構成では、上記ヒューズf0’を切断すると、上記ヒューズf0に対応した最下位ビットのアドレス信号a0と/a0に無関係に、ハイレベルの一致信号が出力される。これにより、前記ヒューズセットにおいて、最下位ビットに対応したヒューズ1と2を共に切断させたときと同じ状態を作り出すことができ、2本単位での救済が可能になる。
【0077】
同図では、省略されているが、アドレスA1に対応した比較回路にも上記同様なオアゲート回路とヒューズ回路を設けるようにすれば、アドレスA1も同様に無効にで、両ヒューズを共に切断させれば4本単位での欠陥救済が可能になる。このように、不良アドレスの記憶を行う記憶回路と、アドレス信号との比較を行う比較回路とからなる欠陥救済回路においても、複数単位で設けられる冗長ワード線を指定するアドレスを無効にする機能を付加することにより、上記のようなヒューズセットを用いた場合と同様に、複数通りの欠陥救済を行わせるようにすることができる。また、ヒューズF0等は、上記のようにレーザー光線により切断させるもの、あるいはMOSFETにより電流を流して溶断させるものであってもよい。このように電流により切断させる場合には、切断用のMOSFETが設けられる。
【0078】
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りである。すなわち、
(1) 不良アドレスを記憶する記憶回路に対して複数の冗長ワード線を設けるとともに、上記記憶回路には1つのワード線の選択に必要な不良アドレスを記憶させるようにし、かかる不良アドレスとメモリアクセス時に入力されたアドレスとの比較一致信号と上記入力されたアドレスに含まれる所定のアドレス信号とを用いて上記不良ワード線に代えて上記複数の冗長ワード線の中から1つの冗長ワード線を選択するようにすることにより、不良アドレスの記憶回路に対して複数の冗長ワード線を設けるようにして記憶回路の数を減らすとともに、冗長ワード線側に不良があっても複数の中の1つを指定するアドレスが異なることを条件に使用することができるので欠陥救済効率を高くすることができるという効果が得られる。
【0079】
(2) 上記記憶回路と比較回路として、上記不良アドレスのうち上記複数の冗長ワード線を指示する上記所定のアドレス信号を実質的に無効にしてそれに対応した複数の不良ワード線の救済を可能にする機能を持たせることにより、複数通りの欠陥救済に用いることができるという効果が得られる。
【0080】
(3) 上記ワード線をメインワード線と、かかるメインワード線の延長方向に対して分割された長さとされ、かつ、上記メインワード線と交差するビット線方向に対して複数配置され、複数からなるダイナミック型メモリセルが接続されてなる複数のサブワード線により構成し、上記サブワード線は上記メインワード線の選択信号と、それと直交するように延長された複数からなるサブワード選択線から供給される選択信号とを受けるサブワードドライバにより駆動し、上記複数の冗長ワード線を上記1つのメインワード線と上記複数のサブワード線から構成することにより、大記憶容量化を図るとともに、それに伴う欠陥救済を効率よく行うことができるという効果が得られる。
【0081】
(4) 上記記憶回路、比較回路及び冗長ワード線を含む欠陥救済回路を複数のメモリマットに分散して複数組が設け、それぞれの欠陥救済回路は、上記複数メモリマットの中における不良ワード線の救済を行うようにすることにより、欠陥救済効率を向上させることができるという効果が得られる。
【0082】
(5) 上記不良アドレスを記憶する記憶回路及び比較回路として、1つのワード線を指定する非反転と反転からなる相補のアドレス信号がそれぞれゲートに供給され、ソースが基準電位に接続された複数からなるMOSFETと、かかるMOSFETのドレインに一端が接続された複数のヒューズ手段とを備え、不良アドレスを記憶させるときには非反転又は反転のアドレス信号に対応されたいずれか一方のヒューズ手段を切断し、かかる複数のヒューズ手段の他端を共通化してワイヤード論理信号を得るものとすることにより、簡単な構成でヒューズの切断方法による多様な欠陥救済が可能になるという効果が得られる。
【0083】
(6) 上記複数のワード線は、1つのメインワード線と8本のサブワード線であり、アドレスA0とA1により4つの中の1つのサブワード線が選択されるものであり、上記アドレスA1又はA0に対応した二対のヒューズにおいてそれぞれ一方ずつを切断することにより1本単位の救済を行い、上記アドレスA0又はA1に対応した二対ヒューズのうち一対のヒューズを両方共に切断させることにより2本単位の救済を行い、上記アドレス信号A0とA1に対応した二対のヒューズを全て切断させることにより4本単位の救済を行うように多様な欠陥救済を行うようにすることができるという効果が得られる。
【0084】
以上本発明者よりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、ワード線は、前記のようなメインワード線と複数のサブワード線から構成されるものに限定されないで、メモリマット毎に設けられるワード線としてもよい。この場合でも、上記のようなヒューズセットのような単位の救済判定回路に対応して複数の冗長ワード線が設けられる。メモリのマット構成やレイアウトは種々の実施形態を採ることができる。メモリセルは、ダイナミック型メモリセルの他に、スタティック型メモリセルあるいは不揮発性記憶素子であってもよい。この発明は、欠陥救済回路を備えた半導体記憶装置に広く利用できる。
【0085】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、不良アドレスを記憶する記憶回路に対して複数の冗長ワード線を設けるとともに、上記記憶回路には1つのワード線の選択に必要な不良アドレスを記憶させるようにし、かかる不良アドレスとメモリアクセス時に入力されたアドレスとの比較一致信号と上記入力されたアドレスに含まれる所定のアドレス信号とを用いて上記不良ワード線に代えて上記複数の冗長ワード線の中から1つの冗長ワード線を選択するようにすることにより、不良アドレスの記憶回路に対して複数の冗長ワード線を設けるようにして記憶回路の数を減らすとともに、冗長ワード線側に不良があっても複数の中の1つを指定するアドレスが異なることを条件に使用することができるので欠陥救済効率を高くすることができる。
【0086】
上記記憶回路と比較回路として、上記不良アドレスのうち上記複数の冗長ワード線を指示する上記所定のアドレス信号を実質的に無効にしてそれに対応した複数の不良ワード線の救済を可能にする機能を持たせることにより、複数通りの欠陥救済に用いることができる。
【0087】
上記ワード線をメインワード線と、かかるメインワード線の延長方向に対して分割された長さとされ、かつ、上記メインワード線と交差するビット線方向に対して複数配置され、複数からなるダイナミック型メモリセルが接続されてなる複数のサブワード線により構成し、上記サブワード線は上記メインワード線の選択信号と、それと直交するように延長された複数からなるサブワード選択線から供給される選択信号とを受けるサブワードドライバにより駆動し、上記複数の冗長ワード線を上記1つのメインワード線と上記複数のサブワード線から構成することにより、大記憶容量化を図るとともに、それに伴う欠陥救済を効率よく行うことができる。
【0088】
上記記憶回路、比較回路及び冗長ワード線を含む欠陥救済回路を複数のメモリマットに分散して複数組が設け、それぞれの欠陥救済回路は、上記複数メモリマットの中における不良ワード線の救済を行うようにすることにより、欠陥救済効率を向上させることができる。
【0089】
上記不良アドレスを記憶する記憶回路及び比較回路として、1つのワード線を指定する非反転と反転からなる相補のアドレス信号がそれぞれゲートに供給され、ソースが基準電位に接続された複数からなるMOSFETと、かかるMOSFETのドレインに一端が接続された複数のヒューズ手段とを備え、不良アドレスを記憶させるときには非反転又は反転のアドレス信号に対応されたいずれか一方のヒューズ手段を切断し、かかる複数のヒューズ手段の他端を共通化してワイヤード論理信号を得るものとすることにより、簡単な構成でヒューズの切断方法による多様な欠陥救済が可能になる。
【0090】
上記複数のワード線は、1つのメインワード線と8本のサブワード線であり、アドレスA0とA1により4つの中の1つのサブワード線が選択されるものであり、上記アドレスA1又はA0に対応した二対のヒューズにおいてそれぞれ一方ずつを切断することにより1本単位の救済を行い、上記アドレスA0又はA1に対応した二対ヒューズのうち一対のヒューズを両方共に切断させることにより2本単位の救済を行い、上記アドレス信号A0とA1に対応した二対のヒューズを全て切断させることにより4本単位の救済を行うように多様な欠陥救済を行うようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されるダイナミック型RAMの一実施例を示す概略レイアウト図である。
【図2】上記図1のダイナミック型RAMの一実施例を示すレイアウト図である。
【図3】上記図1のメモリアレイのメインワード線とサブワード線との関係を説明するための要部ブロック図である。
【図4】上記図1のメモリアレイのメインワード線とセンスアンプとの関係を説明するための要部ブロック図である。
【図5】この発明が適用されるダイナミック型RAMのセンスアンプ部の一実施例を示す要部回路図である。
【図6】この発明が適用されるダイナミック型RAMの周辺部分の一実施例を示す概略ブロック図である。
【図7】この発明に係るダイナミック型RAMに搭載される欠陥救済回路を説明するための概略構成図である。
【図8】この発明に係るダイナミック型RAMにおける正規ワード線と冗長ワード線との関係を説明するための概略構成図である。
【図9】この発明に係るダイナミック型RAMにおける欠陥救済回路を説明するための概略ブロック図である。
【図10】上記図9の欠陥救済回路の動作の一例を説明するためのタイミング図である。
【図11】上記図9の欠陥救済回路の動作の他の一例を説明するためのタイミング図である。
【図12】上記図7等の欠陥救済回路に用いられるヒューズセットの一実施例を示す回路図である。
【図13】上記図12のヒューズセットにおける欠陥救済動作を説明するためのヒューズ切断状態図である。
【図14】この発明に係る他の一実施例を示す欠陥救済回路の回路図である。
【符号の説明】
SA…センスアンプ、SWD…サブワードドライバ、MWD…メインワードドライバ、ACTRL…メモリアレイ制御回路、MWL0〜MWLn…メインワード線、SWL0…サブワード線、YS…カラム選択線、MMAT0〜MMAT3…メモリマット、TG…タイミング制御回路、I/O…入出力回路、RAB…ロウアドレスバッファ、CAB…カラムアドレスバッファ、AMX…マルチプレクサ、RFC…リフレッシュアドレスカウンタ回路、XPD,YPD…プリテコーダ回路、X−DEC…ロウ系冗長回路、XIB…デコーダ回路、
F0〜F7…ヒューズセット、Q1〜Q4…MOSFET、N1〜N2…インバータ回路、G1…オアゲート回路、G2…アンドゲート回路。
Claims (6)
- 第1メインワード線と第2メインワード線を含む複数のメインワード線と、
それぞれ同じ数からなる第1サブワード線と第2サブワード線を含む複数のサブワード線と、
複数の選択信号線と、
第1サブワード線選択回路と第2サブワード線選択回路を含む複数のサブワード線選択回路と、
冗長メインワード線と、
前記第1、第2サブワード線と同じ数からなる複数の冗長サブワード線と、
冗長サブワード線選択回路と、
前記複数のサブワード線の夫々に接続される複数のメモリセルと、
前記複数の冗長サブワード線の夫々に接続される複数の冗長メモリセルと、
欠陥情報保持回路を含む判定回路とを具備し、
前記第1サブワード線選択回路は、前記複数の選択信号線、前記第1メインワード線及び前記複数の第1サブワード線に接続され、
前記第2サブワード線選択回路は、前記複数の選択信号線、前記第2メインワード線及び前記複数の第2サブワード線に接続され、
前記冗長サブワード線選択回路は、前記複数の選択信号線、前記冗長メインワード線及び前記複数の冗長サブワード線に接続され、
前記判定回路は、第1アドレス信号及び第2アドレス信号が供給され、
前記欠陥情報保持回路が第1情報及び第2情報を保持し、前記判定回路が前記第1情報と前記第1アドレス信号が一致、前記第2情報と前記第2アドレス信号が一致と判定した場合において、第1、第2、第3及び第4信号を生成し、
上記第1信号は、上記第1アドレスに対応したメインワード線の選択動作を停止させ、
上記第2信号は、冗長メインワード線を選択する信号とされ、
上記第3信号は、上記複数のサブワード線のいずれかを選択する信号とされ、
上記第4信号は、上記冗長メインワード線が設けられたメモリマットの選択信号とされ、
上記複数のメインワード線と上記冗長ワード線とが1つのメモリマットに形成され、
複数のメモリマット間において上記冗長メインワード線が相互に1つのメインワード線と置き換え可能とされ、
前記第1アドレス信号は、前記複数のメインワード線の一つを選択するための信号であり、
前記第2アドレス信号は、前記複数の第1サブワード線の一つ、前記複数の第2サブワード線の一つ又は前記複数の冗長サブワード線の一つを選択するための信号であることを特徴とする半導体記憶装置。 - 請求項1において、
前記欠陥情報保持回路が前記第1情報を保持するが前記第2情報を保持していなく、前記判定回路が前記第1情報と前記第1アドレス信号が一致と判定した場合において、上記第1、第2、第3及び第4信号を生成し、
上記第1信号は、上記第1アドレスに対応したメインワード線の選択動作を停止させ、
上記第2信号は、冗長メインワード線を選択する信号とされ、
第3信号は、前記第2アドレス信号に基づく選択信号を前記選択信号線に供給する信号とされ、
上記第4信号は、上記冗長メインワード線が設けられたメモリマットの選択信号とされることを特徴とする半導体記憶装置。 - 請求項1又は2において、
前記第1情報保持回路は、複数の第1ヒューズを含み、前記第2情報保持回路は、複数の第2ヒューズを含むことを特徴とする半導体記憶装置。 - 請求項2において、
前記欠陥情報保持回路は、前記複数の第2ヒューズが所定状態の場合に、前記第2情報を保持しないとされることを特徴とする半導体記憶装置。 - 請求項1から4の何れか一つにおいて、
前記複数のメモリセルは、ダイナミック型のメモリセルであることを特徴とする半導体記憶装置。 - 請求項5において、
前記判定回路は、前記第1アドレス信号、前記第1アドレス信号の反転信号、前記第2アドレス信号及び前記第2アドレス信号の反転信号が入力されるゲートを夫々が有する複数のMOSFETと、ワイヤード論理を構成する共通ノードと基準電位との間に前記複数のMOSFETの対応する一つと夫々が直列に接続される複数のヒューズとを有し、
前記第2アドレス信号に対応するヒューズ対は、前記複数のサブワード線を4本を一つの単位として救済する場合、2本を一つの単位として救済する場合、及び1本単位で救済する場合のそれぞれに対応して複数通りの組合せで切断されることを特徴とする半導体記憶装置。
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