JP3808667B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体集積回路装置の動作の高速化に関し、特に大規模な記憶容量を有した半導体記憶装置に使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、1トランジスタ/1キャパシタ型のメモリセル構造を持つダイナミック型半導体記憶装置(DRAM)は、メモリセルの改良・微細加工技術及び回路設計技術の進歩により、その高集積化、およびその微細化が著しく進んでおり、今後もこの流れは続くと思われる。
【0003】
DRAMの高集積化、つまり記憶容量の大規模化に伴い、1チップに集積される周辺回路の数は益々多くなっている。たとえばアドレス情報をデコードし、セルアレイの行、または列を選択するローデコーダやカラムデコーダ、あるいは不良アドレス情報と入力アドレス情報とを比較し、予備のセルアレイを活性化させる救済回路等、その数は、次第に増大する傾向にある。
【0004】
また、近年、DRAMにおいては、記憶容量の大規模化とともに、その動作の高速化の要求も高まってきている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ローデコーダやカラムデコーダ、あるいは救済回路等の数が増大した結果、動作の高速化の要求に対して不利な状況になってきた。
【0006】
ローデコーダやカラムデコーダ、あるいは救済回路等の回路は、アドレス信号線に接続され、アドレス情報を処理するアドレス情報処理回路である。つまり、アドレス情報処理回路の数が増大した結果、アドレス信号線の負荷容量の増加が顕著になってきたためである。
【0007】
アドレス信号線の負荷容量の増大は、動作の高速化の要求に対しては大変不利である。たとえばアドレス信号線の負荷容量が増大して、アドレス信号線の伝搬遅延が大きくなると、ローデコーダ、カラムデコーダ、あるいは救済回路等の処理動作が遅れ、この結果、読み出し速度、あるいは書き込み速度が遅くなってしまう。
【0008】
この発明は、上記の事情に鑑み為されたもので、その目的は、高集積化の要求を満たしつつ、高集積化に伴った動作速度の低下を抑制することが可能な半導体集積回路装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の第1の態様に係る半導体集積回路装置は、少なくとも2ビットの情報をプリデコードしたプリデコード情報を伝える第1の信号線群と、前記第1の信号線群に並行するとともに、少なくとも2つの第1の部分および第2の部分に分割された、少なくとも2ビットの情報を伝える第2の信号線群と、前記第2の信号線群の第1の部分と前記第2の信号線群の第2の部分との間に設けられ、前記第1の部分に伝わる情報を、そのロジックを反転させて前記第2の部分に伝える中継器群と、前記第1の部分に伝わる情報をプリデコードする第1のプリデコード回路群と、前記第1のプリデコード回路群と同じ構成を持ち、前記第2の部分に伝わる情報をプリデコードする第2のプリデコード回路群と、前記第1のプリデコード回路のプリデコード情報と前記第1の信号線群に伝わるプリデコード情報とをデコードする第1のデコード回路群と、前記第1のデコード回路群と同じ構成を持ち、前記第2のプリデコード回路のプリデコード情報と前記第1の信号線群に伝わるプリデコード情報とをデコードする第2のデコード回路群とを具備する。
【0021】
上記第1の態様に係る半導体集積回路装置によれば、少なくとも2ビットの情報を伝える第2の信号線群を、少なくとも2つの第1の部分および第2の部分に分割し、これら第1の部分と第2の部分との間に中継器群を設ける。この中継器によって上記第2の信号線群の負荷容量は分割され、その負荷容量を減らすことができる。
【0022】
また、上記第2の信号線群を、少なくとも2ビットの情報をプリデコードしたプリデコード情報を伝える第1の信号線群に並行させる。この構成により、プリデコードしたプリデコード情報を伝える信号線群のみを互いに並行させる場合に比べて、信号線群の数を減らすことができる。
【0023】
また、信号線群が減ることで、第1、第2のデコード回路群に入力される信号数を減らすことができる。
【0024】
よって、高集積化の要求を満たしつつ、高集積化に伴った動作速度の低下を抑制することが可能となる。
【0025】
この発明の第2の態様に係る半導体集積回路装置は、少なくとも3つの第1の部分、第2の部分、および第3の部分に分割された、複数ビットの情報を伝える信号線群と、前記信号線群の第1の部分に伝わる前記複数ビットの情報を前記第2の部分に伝えるとともに、少なくとも1ビットの情報により制御される第1の中継器群と、前記信号線群の第2の部分に伝わる前記複数ビットの情報をデコードする第1のデコード回路群と、前記信号線群の第2の部分に伝わる前記複数ビットの情報を前記第3の部分に伝えるとともに、前記少なくとも1ビットの情報と相補な少なくとも1ビットの情報により制御される第2の中継器群と、前記第1のデコード回路群と同じ構成を持ち、前記信号線群の第3の部分に伝わる前記複数ビットの情報をデコードする第2のデコード回路群とを具備する。
【0026】
上記第2の態様に係る半導体集積回路装置によれば、複数ビットの情報を伝える信号線群は、第1、第2の中継器群によって分割されるので、その負荷容量を減らすことができる。
【0027】
また、第1の中継器群を少なくとも1ビットの情報により制御し、第2の中継器群をその相補な情報により制御するようにしたので、第1、第2のデコード回路群を構成するデコード回路への入力信号数を減らすことができる。
【0028】
よって、高集積化の要求を満たしつつ、高集積化に伴った動作速度の低下を抑制することが可能となる。
【0029】
この発明の第3態様に係る半導体集積回路装置は、複数の救済単位を含み、該複数の救済単位各々に、複数のメモリセル、およびスペアセルが配置されたセルアレイと、 前記複数の救済単位各々に、前記複数のスペアセルのうち、任意のスペアセルを選択するために設けられた複数のスペア選択線と、前記複数の救済単位各々に、前記複数のスペア選択線それぞれに対応して設けられ、各対応するスペア選択線を駆動するスペア選択線ドライバと、前記各スペア選択線ドライバそれぞれに対応して設けられ、各対応するスペア選択線ドライバを駆動するための置換制御情報が伝わる置換制御信号線群と、前記置換制御信号線群のうち、一部の置換制御信号線群に対応して設けられた複数の冗長判定回路から構成される第1の冗長判定回路群と、前記置換制御信号線群のうち、前記一部の置換制御信号線以外の置換制御信号線に対応して設けられた複数の冗長判定回路から構成される第2の冗長判定回路群とを具備し、前記複数の冗長判定回路は各々、セルアレイの不良アドレス情報がプログラムされる不良アドレス指定用プログラム回路、前記不良アドレス情報プログラム回路にプログラムされた不良アドレス情報が入力アドレス情報に一致するか否かを検出する一致検出回路、前記置換制御信号線群との対応関係情報がプログラムされるマッピング用プログラム回路、前記一致検出回路の検出結果と前記マッピング用プログラム回路の対応関係情報とに基いて、前記置換制御信号線に対して前記置換制御情報を出力する出力回路とを少なくとも含み、前記救済単位のうち、同じ救済単位内の前記スペア選択線を制御する置換制御信号線は、前記冗長判定回路の出力回路の出力をワイヤードオア接続せず、前記救済単位のうち、異なる救済単位内の前記スペア選択線を制御する置換制御信号線のみ、前記冗長判定回路群の出力回路の出力をワイヤードオア接続する。
【0030】
上記第3の態様に係る半導体集積回路装置によれば、複数の冗長判定回路を、置換制御信号線群のうちの一部の置換制御信号線群と、この一部以外の置換制御信号線群とにそれぞれ対応させて設ける。これにより、一つの置換制御信号線に接続される冗長判定回路の数を減らすことができ、その負荷容量を軽減することができる。
【0031】
また、冗長判定回路は、一部の置換制御信号線群、または一部以外の置換制御信号線群に対応させて設けるから、冗長判定回路を一つの置換制御信号線に対応させる場合に比べて、救済効率が高まり、高集積化に有利である。
【0032】
よって、高集積化の要求を満たしつつ、高集積化に伴った動作速度の低下を抑制することが可能になる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【0034】
[第1の実施形態]
図1は、この発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置の概略構成を示すブロック図である。
【0035】
図1に示すように、第1の実施形態は、4つのセルアレイ1-1〜1-4と、セルアレイ1-2、1-3に対応した2つの救済回路2A-1、2A-2と、セルアレイ1-1、1-4に対応した2つの救済回路2B-1、2B-2と、アドレス発生回路(ADB)3と、2つの中継器4-1、4-2とから構成されている。
【0036】
アドレス発生回路3は、アドレス信号をアドレス信号線5Aに対して出力する。アドレス信号線5Aは、救済回路2A-1、2A-2、中継器4-1、4-2にそれぞれ接続されている。
【0037】
中継器4-1は、アドレス信号線5Aに伝わるアドレス信号のレベルを増幅し、アドレス信号線5B-1に対して出力する。この第1の実施形態では、中継器4-1はインバータであり、アドレス信号線5Aに伝わるアドレス信号のロジックを反転させて、アドレス信号線5B-1に対し出力する。アドレス信号線5B-1は、救済回路2B-1に接続されている。
【0038】
中継器4-2は、アドレス信号線5Aに伝わるアドレス信号のレベルを増幅し、アドレス信号線5B-2に対して出力する。この第1の実施形態では、中継器4-2はインバータであり、アドレス信号線5Aに伝わるアドレス信号のロジックを反転させて、アドレス信号線5B-2に対し出力する。アドレス信号線5B-2は、救済回路2B-2に接続されている。
【0039】
第1の実施形態において、救済回路2B-1、2B-2は、救済回路2A-1、2A-2と異なる構成を持ち、逆のロジックでアドレス信号を処理する。
【0040】
図2は、救済回路2の一構成例を示すブロック図である。図2には、2ビットのアドレス信号ADD0、ADD1をデコードする救済回路2を例示する。
【0041】
図2に示すように、救済回路2は、複数の冗長判定回路10(10-1〜10-4)を含む。冗長判定回路10はそれぞれ、一度に不良セルを置き換えるための単位(救済単位)に対応する。
【0042】
冗長判定回路10は、その判定回路を使うことを示すイネーブル用ヒューズ回路(ENABLE FUSE)11と、各ビット毎に設けられたアドレス比較回路12(12-1、12-2)と、判定回路(ヒューズ情報一致検出回路)13とを含む。
【0043】
イネーブル用ヒューズ回路11はヒューズ(図示せず)を含む。このヒューズには、冗長判定回路10を使用するか否かの情報(以下イネーブル情報)がプログラムされる。
【0044】
アドレス比較回路12もそれぞれヒューズ(図示せず)を含む。これらヒューズには、セルアレイの不良アドレス情報がプログラムされる。プログラムされた不良アドレス情報は、入力アドレス情報と比較される。
【0045】
判定回路13は、イネーブル用ヒューズ回路11の出力FOUT0、アドレス比較回路12-1の出力FOUT1、比較回路12-2の出力FOUT2を入力し、それらの信号が全て一致情報を出していれば、そのアドレスを置換する旨を指示する制御信号を出力回路14に対し出力する。
【0046】
出力回路14は、冗長判定回路10-1〜10-4それぞれの出力信号を入力とする、たとえばNAND回路である。出力回路14は、冗長判定回路10-1〜10-4の出力が一つでも“LOW”レベルであれば、その出力bSPRONを“HIGH”レベルとする。出力bSPRONは、スペア駆動回路を活性化する旨を指示する置換制御信号である。
【0047】
図3(A)はアドレス比較回路12の一回路例を示す回路図である。
【0048】
まず、図3(A)に示すように、アドレス比較回路12は、不良アドレス指定用ヒューズ回路21、複数のインバータから構成されるラッチ回路22、およびトランスファ回路23を含む。
【0049】
不良アドレス指定用ヒューズ回路21はヒューズ(Fuse)を含む。このヒューズには、セルアレイの不良アドレス情報がプログラムされる。ラッチ回路22は、ヒューズ回路21から出力された不良アドレス情報をラッチする。トランスファ回路23は、ラッチ回路22にラッチされた不良アドレス情報に基いて、アドレス信号ADD、およびその相補信号(反転信号)であるbADDのどちらか片方を選択し、出力する。
【0050】
図3(B)はアドレス比較回路12の一動作例を示す動作波形図である。
【0051】
図3(B)に示す信号bFUP、信号FDWNは、電源投入時に活性となる信号である。まず、電源の投入とともに電源電位Vccは“HIGH”レベルに向かって上昇する。これにともなって信号bFUPの電位が上昇する(時刻tON)。
【0052】
電源電位Vccが“HIGH”レベルになって一定の時間が経過した後、信号bFUPの電位は“LOW”レベルに遷移する。これにより、信号bFUPをゲートに受けるヒューズ回路21のPMOS31がオンする(時刻t1)。PMOS31が導通することで、ヒューズ回路21の出力ノード(FLAT)は“HIGH”レベルとなり、ラッチ回路22は“HIGH”レベルの初期情報をラッチする。信号bFUPは、ラッチ回路22が、出力レベル(FLAT)の“HIGH”レベルをラッチするのに十分な時間が経過した後、“HIGH”レベルに遷移する。これにより、PMOS31がオフする。
【0053】
信号bFUPが“HIGH”レベルに遷移した後、信号FDWNが“HIGH”レベルに遷移する。これにより、信号FDWNをゲートに受けるヒューズ回路21のNMOS32がオンする(時刻t2)。NMOS32が導通することで、ヒューズ回路21の出力ノード(FLAT)は、ヒューズが“切れていない”とき“LOW”レベルに遷移し、“切れている”とき“HIGH”レベルを保つ。これにより、ラッチ回路22は、ヒューズの状態に応じた情報をラッチする。信号FDWNは、ラッチ回路22が、出力レベル(FLAT)の“LOW”レベルをラッチするのに十分な時間が経過した後、“LOW”レベルに遷移する。これにより、NMOS32がオフする。
【0054】
このようにしてラッチ回路22には、ヒューズが“切れている”か、“切れていない”かに応じた不良アドレス情報がラッチされる。ラッチされた不良アドレス情報は、トランスファ回路23に供給される。
【0055】
ここで、比較回路12の出力FOUTが“LOW”レベルとなったときに、“不良アドレス情報と入力アドレス情報とがマッチしたと判定する”、と仮定する。この場合、アドレス信号ADD=HIGHのとき、不良アドレス情報と入力アドレス情報とをマッチさせたい時には、ヒューズを切れば良い。この結果、ラッチ回路22の出力によって、アドレス信号ADDをトランスファするトランスファゲート33を“オフ”させた状態、アドレス信号bADDをトランスファするトランスファゲート34を“オン”させた状態にできる。アドレス信号ADD=HIGHであれば、アドレス信号bADD=LOWであるため、出力FOUTは“LOW”レベルとなる。図3(C)に、ヒューズの状態と出力FOUTとの関係を示しておく。
【0056】
次に、救済回路2の一動作例を説明する。
【0057】
まず、半導体記憶装置を出荷前に試験する。
【0058】
この試験によって不良セルが見つかった場合、まず、イネーブル用ヒューズ回路11内のヒューズ(以下イネーブルヒューズ)を切り、“その冗長判定回路10を使用する”、というイネーブル情報をプログラムする。さらにアドレス比較回路12-1、12-2内のヒューズを切り、“不良セルのアドレス情報”などをプログラムする。
【0059】
実使用時、各冗長判定回路10-1〜10-4にはそれぞれ、外部からアドレス信号ADD0、ADD1が、入力アドレス情報として入力される。入力アドレス情報は、各冗長判定回路10-1〜10-4それぞれに設けられたアドレス比較回路12-1、12-2において、不良アドレス情報と比較される。不良アドレス情報と入力アドレス情報との比較情報、即ち出力FOUT1、FOUT2はそれぞれ、判定回路13に入力される。判定回路13は、さらにイネーブル情報を示す出力FOUT0を参照し、イネーブルヒューズが切られている場合のみ、一致したか否かの情報を出力する。
【0060】
各冗長判定回路10-1〜10-4それぞれに設けられた判定回路13のいずれか一つでも“不良アドレス情報と入力アドレス情報とがマッチした”という信号を出力すれば、出力回路14は置換制御信号bSPRONを活性化し、通常のセルが、スペアのセルに置き換えられる。
【0061】
このような構成にした場合、一つでも多くの不良セルを救済しようとするならば、その分、冗長判定回路10の数を増やさなければならない。また、冗長判定回路10の数は、メモリセルの高密度化・微細化が進むにつれ、製造歩留まりを下げないようにするためにも増やす必要がある。
【0062】
これらの要因から、冗長判定回路10の数は、増える傾向にある。冗長判定回路10の数の増加は、主としてチップ面積に対して影響を与えるが、アドレス信号ADD0、bADD0、ADD1、bADD1が伝わるアドレス信号線5の負荷容量の増大、という事情をも招く。アドレス信号線5の負荷容量の増大は、動作速度に対して影響を与える。このような負荷容量の増大に対応するためには、アドレス発生回路3のドライブ能力の増強などが必要である。アドレス発生回路3のドライブ能力を増強するためには、たとえばアドレス信号線5をドライブするMOSFETのサイズを大きくしなければならず、チップ面積を増大させてしまう。
【0063】
これに対し、第1の実施形態では、アドレス信号線5を、第1の部分5A、第2の部分5B-1(または5B-2)に分割し、これら第1の部分5Aと第2の部分5B-1(または5B-2)との間に、中継器4-1(または4-2)を設けている。この結果、アドレス信号線5のうち、アドレス発生回路3に接続される第1の部分5Aの負荷容量は、冗長判定回路10をそれぞれ含む4つの救済回路2のうち、救済回路2A-1、2A-2の2つ分となり、その負荷容量の増大が抑制される。よって、アドレス発生回路3のドライブ能力は、それほど増強されなくても、救済回路2A-1、2A-2を高速に動作させることが可能になり、また、救済回路2B-1、2B-2は、中継器4-1、4-2によって高速に動作させることが可能となる。
【0064】
よって、第1の実施形態によれば、チップの面積の増加を抑制しつつ、動作の高速化を図ることができる。
【0065】
また、従来の救済回路2は全て、同じ構成を持つ回路である。このため、救済回路2間に中継器4を設けることを想定すると、中継器4を2段以上の偶数段のインバータにより構成する必要がある。このため、中継器4に必要な回路数の増加、および中継器4を介することによるアドレス信号の遅延等を考慮した場合、面積の増加の抑制、および動作の高速化に不利である。
【0066】
これに対し、第1の実施形態は、中継器4を1段、あるいは奇数段のインバータにより構成し、救済回路2B-1、2B-2を、救済回路2A-1、2A-2と逆のロジックでアドレス信号を処理するようにしている。
【0067】
救済回路2B-1、2B-2を、救済回路2A-1、2A-2と逆のロジックでアドレス信号を処理するようにするためには、たとえば図3(A)に示すラッチ回路22の出力ノード35を、トランスファゲート33のPMOS、およびトランスファゲート34のNMOSに接続し、インバータ36の出力を、トランスファゲート33のNMOS、およびトランスファゲート34のPMOSに接続するようにすれば良い。
【0068】
このような構成によれば、救済回路2を全て同じ回路構成とする場合に比べ、中継器4を構成するインバータを減らすことができ、チップ面積の増大の抑制に有利となる、という効果を得ることができる。
【0069】
また、中継器4を構成するインバータを減らせるので、アドレス発生回路3から救済回路2B-1、2B-2までのアドレス信号の遅延を抑制でき、動作の高速化にも有利となる、という効果も合わせて得ることができる。
【0070】
[第2の実施形態]
図4(A)、(B)はそれぞれ、この発明の第2の実施形態に係るアドレス比較回路の一回路例を示す回路図である。なお、図4(A)、(B)において、図3(A)と共通する部分には共通する参照符号を付す。
【0071】
図4(A)に示すように、アドレス比較回路12Aは、不良アドレス指定用ヒューズ回路21、複数のインバータから構成されるラッチ回路22、アドレス信号ADDを受けるインバータ37A、インバータ37Aをトランスファするトランスファ回路23Aなどから構成されている。不良アドレス指定用ヒューズ回路21、およびラッチ回路22はそれぞれ、図3(A)に示すしたアドレス比較回路12と同様のものである。
【0072】
トランスファ回路23Aは、クロックドインバータ38A、およびトランスファゲート39Aをそれぞれ含む。
【0073】
クロックドインバータ38Aは、ラッチ回路22の出力(出力ノード35)が“HIGH”レベルのときに“オフ”し、“LOW”レベルのときに“オン”する。トランスファゲート39Aは、ラッチ回路22の出力(出力ノード35)が“HIGH”レベルのときに“オン”し、“LOW”レベルのときに“オフ”する。
【0074】
インバータ37Aは、クロックドインバータ38Aの入力およびトランスファゲート39Aの入力それぞれに、アドレス信号ADDの論理レベルを反転させて供給する。
【0075】
図4(B)に示すアドレス比較回路12Bが、アドレス比較回路12Aと異なるところは、まず、トランスファ回路23Bの回路構成である。
【0076】
トランスファ回路23Bは、クロックドインバータ38B、およびトランスファゲート39Bをそれぞれ含む。
【0077】
クロックドインバータ38Bは、ラッチ回路22の出力(出力ノード35)が“HIGH”レベルのときに“オン”し、“LOW”レベルのときに“オフ”する。トランスファゲート39Bは、ラッチ回路22の出力(出力ノード35)が“HIGH”レベルのときに“オフ”し、“LOW”レベルのときに“オン”する。
【0078】
また、インバータ37Bは、クロックドインバータ38Bの入力およびトランスファゲート39Bの入力それぞれに、反転アドレス信号bADDの論理レベルを反転させて供給する。
【0079】
このような第2の実施形態に係るアドレス比較回路12A、12Bによれば、アドレス信号ADD、あるいはbADDを、インバータ37A、あるいは37Bで受ける。このため、インバータ37A、あるいは37Bより後段の回路、たとえばトランスファ回路23A、あるいは23Bの容量や、出力FOUTが伝わる配線の容量が、アドレス信号線5に加わらなくなる。よって、救済回路2の数の増大に伴ったアドレス信号線5の負荷容量の増大を抑制することができる。
【0080】
また、第2の実施形態を、第1の実施形態と組み合わせた場合には、さらに下記の効果を得ることができる。
【0081】
たとえばアドレス比較回路12Aを、図1に示す救済回路2A-1、2A-2に用い、アドレス比較回路12Bを、図1に示す救済回路2B-1、2B-2に用いる。
【0082】
アドレス比較回路12Aのラッチ回路22の出力(出力ノード35)は、ヒューズ(Fuse)を切った状態のとき“LOW”レベルである。このため、クロックドインバータ38Aが“オン”、トランスファゲート39Aが“オフ”する。このため、アドレス信号ADD=LOWの時に、出力FOUT=LOWとなる。
【0083】
また、アドレス比較回路12Bのラッチ回路22の出力(出力ノード35)は、ヒューズ(Fuse)を切った状態のとき“LOW”レベルである。このため、クロックドインバータ38Bが“オフ”、トランスファゲート39Bが“オン”する。このため、アドレス信号bADD=HIGH、即ちアドレス信号ADD=LOWの時に出力FOUT=LOWとなり、アドレス比較回路10Aの出力FOUT、およびアドレス比較回路10Bの出力FOUTがともに“LOW”レベルとなり、同じ結果となる。つまり、第2の実施形態に係るアドレス比較回路10A、10Bを用いることで、従来、相補で必要であったアドレス信号線5を、いずれか一方で済ませることができ、アドレス信号線5の配線数を減らすことができる。よって、チップ面積の増大を抑制できる。
【0084】
この場合、救済回路2A-1、2A-2にはアドレス比較回路10Aが用いられ、また、救済回路2B-1、2B-2にはアドレス比較回路10Bが用いられる。このために、救済回路2A-1、2A-2と救済回路2B-1、2B-2とで、アドレス比較回路が異なることになるが、たとえばヒューズを切るロジックを変更すれば、救済回路2A-1、2A-2と救済回路2B-1、2B-2とで、同じアドレス比較回路を用いることも可能である。このことは第1の実施形態でも同様である。
【0085】
[第3の実施形態]
第3の実施形態は、第2の実施形態に係る比較回路10A、10Bを用いた半導体記憶装置の他の例である。
【0086】
図5は、この発明の第3の実施形態に係る半導体記憶装置の概略構成を示すブロック図である。
【0087】
図5に示すように、第3の実施形態では、アドレス信号線5には中継器を用いない。また、アドレス信号線5は、従来と同様に相補で用いる。図5中、アドレス信号線/5は、反転アドレス信号bADDが伝わる信号線であり、信号線5と相補な信号線である。そして、救済回路2A-1、2A-2にはアドレス比較回路10Aが用いられ、救済回路2B-1、2B-2にはアドレス比較回路10Bが用いられる。
【0088】
このような第3の実施形態によれば、インバータ37A、あるいは37Bより後段の回路、たとえばトランスファ回路23A、あるいは23Bの容量や、出力FOUTが伝わる配線の容量が、アドレス信号線5、/5に加わらなくなる。よって、第1、第2の実施形態と同様に、救済回路2の数の増大に伴ったアドレス信号線5、/5の負荷容量の増大を抑制することができる。
【0089】
また、中継器4を省略でき、さらに従来に比べてアドレス信号線に接続される救済回路の数が減るために、アドレス発生回路3から救済回路2B-1、あるいは2B-2までのアドレス信号の遅延を最小限に抑えることができる。
【0090】
[第4の実施形態]
第4の実施形態は、第2の実施形態に係る比較回路10A、10Bを有した半導体記憶装置のさらに他の例である。第3の実施形態では、あるセルアレイに対応する救済回路2は全て同じ回路であった。しかし、もちろんその必要はない。第4の実施形態は、各々のセルアレイに対応する救済回路2に、比較回路10A、10Bを混在させた例である。
【0091】
図6は、この発明の第4の実施形態に係る半導体記憶装置の概略構成を示すブロック図である。
【0092】
図6に示すように、セルアレイ1-1には救済回路2A-11、2B-11が対応する。救済回路2A-11の回路規模は、救済回路2A-1のたとえば半分であり、同様に救済回路2B-11の回路規模は、救済回路2B-1のたとえば半分である。また、セルアレイ1-2には救済回路2A-22、2B-22が、セルアレイ1-3には救済回路2A-33、救済回路2B-33が、セルアレイ1-4には救済回路2A-44、2B-44がそれぞれ対応する。救済回路2A-22、2A-33、2A-44の回路規模はそれぞれ、たとえば救済回路2A-1の半分であり、救済回路2B-22、2B-33、2B-44はそれぞれ、たとえば救済回路2B-1の半分である。
【0093】
このような構成にしても第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0094】
[第5の実施形態]
第5の実施形態は、プリデコード方式を用いたアドレスデコーダ、たとえばローデコーダやカラムデコーダに関する。第5の実施形態の説明に先立ち、アドレス信号のプリデコード方式について説明する。
【0095】
図7は、アドレス信号を直接にデコードするアドレスデコーダの回路図である。
【0096】
図7に示すように、4ビットのアドレス信号ADD<0:3>には、24=16通りの組み合わせがある。16セットのデコード回路50-0〜50-15にはそれぞれ、アドレス信号ADD<0:3>が16通りの組み合わせに応じて入力される。
【0097】
デコード回路50-0〜50-15は、たとえば4入力のNAND回路であり、4つの入力が全て“HIGH”レベルのときのみ、その出力ノードR<0:15>を、“LOW”レベルとする。4ビットのアドレス信号ADD<0:3>を直接にデコードする場合、1つのアドレス信号線は、16セットのデコード回路50-0〜50-15のうち、8セットに接続される。
【0098】
図8(A)はプリデコード方式を用いたアドレスデコーダを示す回路図、図8(B)はプリデコード回路の回路図である。
【0099】
図7に示したデコーダに対して、プリデコード方式を用いたデコーダは、まず、図8(B)に示すプリデコード回路を用いて、4ビットのアドレス信号ADD<0:3>をプリデコードし、プリデコード信号XA<0:3>、XB<0:3>を作る。これらプリデコード信号XA<0:3>、XB<0:3>を、図8(A)に示すように、16セットのデコード回路50-0〜50-15に入力する。図8(C)にプリデコード回路の入力(アドレス信号ADD<0:3>、bADD<0:3>)と出力(プリデコード信号XA<0:3>、XB<0:3>)との関係を示しておく。
【0100】
プリデコード方式を用いた場合、アドレス信号線に相当するプリデコード信号線が、16セットのデコード回路50-0〜50-15のうち、4セットに接続されれば良い。よって、プリデコード信号線の負荷を半分にでき、また、デコード回路50-0〜50-15についても2入力で済み、デコード回路50-0〜50-15を簡略化できる利点がある。
【0101】
このようにプリデコード方式は、それを採用しない場合に比べて信号線の負荷容量を減らすことができ、かつデコード回路を簡略化できる利点から、広く使われている。
【0102】
図9(A)は、この発明の第5の実施形態に係るプリデコード方式を用いたアドレスデコーダを示す回路図、図9(B)は、プリデコード回路の回路図である。
【0103】
まず、図9(A)に示すように、アドレス信号bADD2、bADD3は、アドレス信号線5に伝えられる。アドレス信号線5は、第1の部分5A、第2の部分5Bに分割されており、これら第1の部分5Aと第2の部分5Bとの間に中継器4が設けられている。中継器4の一例はインバータであり、第1の部分5Aに伝わるアドレス信号bADD2、bADD3のロジックを反転させて、第2の部分5Bに伝える。
【0104】
第1の部分5Aには、第1のアドレス信号処理回路60Aが接続されており、また、第2の部分5Bには、第2のアドレス信号処理回路60Bが接続されている。
【0105】
第1のアドレス信号処理回路60Aは、プリデコード回路群61A(61-0、61-1)、およびその近傍に配置されたデコード回路群62A(62-0〜62-7)を含む。プリデコード回路群61Aは、アドレス信号bADD2、bADD3をプリデコードし、プリデコード信号XB0、XB1を出力する。デコード回路群62Aは、プリデコード信号XB0、XB1と、プリデコード信号線群63に伝わるプリデコード信号XA0〜XA3とをデコードし、デコード出力R0〜R7を出力する。プリデコード信号XA0〜XA3は、図9(B)に示すプリデコード回路により、アドレス信号ADD0、ADD1をプリデコードして得られる。プリデコード信号線群63は、アドレス信号線5と並行に配置される。
【0106】
第2のアドレス信号処理回路60Bは、プリデコード回路群61B(61-2、61-3)、およびその近傍に配置されたデコード回路群62B(62-8〜62-15)を含む。プリデコード回路群61Bは、第2の部分5Bに伝わる、アドレス信号ADD2、ADD3と同じ位相を持つ信号をプリデコードし、プリデコード信号XB3、XB4を出力する。デコード回路群62Bは、プリデコード信号XB3、XB4と、プリデコード信号線群63に伝わるプリデコード信号XA0〜XA3とをデコードし、デコード出力R8〜R15を出力する。図9(C)に、アドレス信号ADD<0:3>、bADD<0:3>とプリデコード信号XA<0:3>0-3、XB<0:3>との関係を示しておく。
【0107】
第5の実施形態に係るアドレスデコーダによれば、プリデコード方式と同様に、アドレス信号を直接デコーダに入力する場合に比べて、信号線の負荷容量を小さくできる。また、アドレス信号線5は、中継器4を設けることで、その負荷容量を減らすことができる。
【0108】
また、4ビットのアドレス信号ADD<0:3>をデコードする場合、互いに並行して配置されるアドレス信号線の配線数は、8本である。これは、図8に示すプリデコード方式を用いる場合でも変わらない。しかし、第5の実施形態では、プリデコード信号線63が4本、アドレス信号線5が2本と合計6本にでき、互いに並行して配置される信号線の数を減らすことができる。このことにより、チップ面積の増大を抑制することができる。
【0109】
また、図9(A)に示すように、第1のアドレス信号処理回路60Aの回路と、第1のアドレス信号処理回路60Bの回路とは互いに同じ回路である。
【0110】
つまり、第1のアドレス信号処理回路60Aの回路と、第1のアドレス信号処理回路60Bの回路とを集積回路チップに形成する際、同じ回路パターンで形成することができる。このことは、回路パターンの均一化に寄与する。回路パターンの均一化もまた、高集積化に有用である。
【0111】
次に、この発明の第5の実施形態の変形例について説明する。
【0112】
図10は、この発明の第5の実施形態の変形例に係るアドレスデコーダを示す回路図である。
【0113】
図10に示すように、デコード回路62(62-0〜62-3)が、たとえばNAND回路である場合、そのプリデコード信号XB<0:3>を受けるNMOS64は、互いに共有化することができる。この場合、プリデコード回路61(61-0〜61-3)の負荷を軽減でき、また、NMOSの数を減らせるので、デコード回路62の面積の縮小などの効果を得ることができる。
【0114】
なお、第5の実施形態では、CMOS型NAND回路を用いたアドレスデコーダを例示したが、CMOS型NOR回路を用いたデコーダ、あるいはプリチャージ信号によって制御されるダイナミック型のデコーダとしても良い。
【0115】
また、第5の実施形態が適用されるアドレスデコーダとしては、たとえばローデコーダや、カラムデコーダが好ましい。
【0116】
また、図9、図10に示した回路は、ローデコーダやカラムデコーダの全てを構成すること、あるいはその一部を構成すること、そのどちらにも対応できる。
【0117】
[第6の実施形態]
図11は、この発明の第6の実施形態に係るプリデコード方式を用いたアドレスデコーダを示す回路図である。
【0118】
以下、図11を参照して、第6の実施形態を、64セットの単位領域R<0:63>から構成されるブロックにおけるデコード方式を例にして説明する。
【0119】
図11に示すように、16セットでまとめられているデコーダ70(70-0〜70-3)は、プリデコード信号XA<0:3>、XB<0:3>、XC<0:3>からデコードされる単位であり、64セットの単位領域R<0:63>をデコードする。
【0120】
プリデコード信号XB<0:3>は、アドレス信号bADD<2:3>から作られる。bADD<2:3>は、図11において示されるブロックをイネーブルにする信号bBLKSELによりNOR回路71(71-0〜71-3)でゲーティングされ、かつ反転増幅されて32のデコード単位で、アドレス信号ADD<2:3>と同相の信号に変換される。
【0121】
このようにアドレス信号bADD<2:3>をゲートで受け、かつ反転増幅し、さらに実際にデコード制御に用いる信号線5A’、5B’に分割することでも、信号線の負荷容量を減らすことができる。よって、デコード制御の高速化を図ることができる。
【0122】
また、たとえアドレス信号bADD<2:3>が、図11と同様な他のブロックにも使用されるグローバル配線72に供給される場合、このグローバル配線72からは、NOR回路71により、プリデコード回路73A、73Bの容量や配線の容量が分離される。よって、グローバル配線72の負荷容量についても小さく抑えることができる。
【0123】
プリデコード信号XC<0:3>は、16セット単位で使用される。これは、第5の実施形態とよく似ているが、異なる点は、アドレス信号bADD<4:5>が、図11に示すブロック内で反転されることがないグローバル配線74に供給されていることである。
【0124】
アドレス信号bADD<4:5>は、図11に示す単位領域R<0:31>に対しては、グローバル配線74からローカルな反転回路、この回路例ではNOR回路75(75-0、75-1)を介して、プリデコード回路76Aに供給される。プリデコード回路76Aはプリデコード信号XC<0:1>を出力する。
【0125】
また、アドレス信号bADD<4:5>は、図11に示す単位領域R<32:63>に対しては、グローバル配線74から直接プリデコード回路76Bに供給される。プリデコード回路76Bはプリデコード信号XC<2:3>を出力する。
【0126】
このような方式でも、グローバル配線74からは、NOR回路75やプリデコード回路76Bによって、デコーダ70の容量が分離される。よって、グローバル配線74の負荷容量についても小さく抑えることができる。
【0127】
また、図11において示されるブロックをイネーブルにする信号bBLKSELをNOR回路71(71-0〜71-3)に入力し、アドレス信号bADD<2:5>を信号bBLKSELでゲーティングする。
【0128】
このような構成によれば、不要な電流消費を減らすことが可能であり、さらにプリデコード信号XC<0:3>で用いられているような方式とすれば、アドレス信号bADD<4:5>がリセットされていればプリデコード信号XC<0:3>も必ずリセットすることができる。
【0129】
また、図9、図10で示したような例においても、中継器4を、ブロックをイネーブルにする信号bBLKSELによって制御すれば、上記同様、不要な電流消費を減らすことができる。
【0130】
[第7の実施形態]
図12は、この発明の第7の実施形態に係るプリデコード方式を用いたアドレスデコーダを示す回路図である。以下、図12を参照して、第7の実施形態を、16セットの単位領域R<0:15>から構成されるブロックにおけるデコード方式を例にして説明する。
【0131】
図12に示すように、第7の実施形態においては、アドレス信号線群5が、少なくとも3つの第1の部分5A、第2の部分5B、および第3の部分5Cに分割されている。第1の部分5Aと第2の部分5Bとの間には、複数の同相型の中継器から構成される中継器群80-1が設けられている。この回路例では、中継器群80-1を構成する同相型の中継器はそれぞれ、3入力のAND回路であり、最上位のアドレス信号ADD3を反転させた信号、イネーブル信号BLKSEL、およびアドレス信号ADD<0:2>のいずれか一つが入力される。中継器群80-1は、イネーブル信号BLKSELが“HIGH”レベルのとき、アドレス信号ADD3を反転させた信号とアドレス信号ADD<0:2>とのAND論理を取り、第2の部分5Bに伝える。
【0132】
第2の部分5Bと第2の部分5Cとの間には、複数の同相型の中継器から構成される中継器群80-2が設けられている。この回路例では、中継器群80-1を構成する同相型の中継器はそれぞれ、3入力のAND回路であり、最上位のアドレス信号ADD3、イネーブル信号BLKSEL、および中継器群80-1からの3つの出力のうちいずれか一つが入力される。中継器群80-2は、イネーブル信号BLKSELが“HIGH”レベルのとき、アドレス信号ADD3と中継器群80-1からの3つの出力のうちいずれか一つとのAND論理を取り、第3の部分5Cに伝える。
【0133】
第2の部分5Bにはデコード回路群81A(81-0〜81-7)が接続されている。デコード回路群81Aは、第2の部分5Bに伝わる信号をデコードし、単位領域R<0:7>のいずれか一つを選択する。
【0134】
第3の部分5Cにはデコード回路群81B(81-8〜81-15)が接続されている。デコード回路群81Bの回路構成は、デコード回路群81Aと同じ構成を持つ。デコード回路群81Bは、第3の部分5Cに伝わる信号をデコードし、単位領域R<8:15>のいずれか一つを選択する。
【0135】
このような第7の実施形態は、これまでのような信号を反転させるタイプではなく同相型の中継器群80(80-1、80-2)を複数持ち、これらの中継器群80を構成する中継器をそれぞれ、デコードに用いられる最上位のアドレス信号と、その相補信号とにより制御することが特徴である。
【0136】
16セットの単位領域R<0:15>を、アドレス信号ADD<0:3>の4ビットの信号でデコードする場合、次のようなアドレスの割付が考えられる。
【0137】
【表1】
【0138】
表1からわかるように、最上位のアドレス信号ADD3は単位領域R<0:7>、あるいは単位領域R<8:15>で同じ値を持つ。また、単位領域R<0:7>、単位領域R<8:15>では、アドレス信号ADD<0:2>によりデコードされる方法は全く同じである。
【0139】
したがって、単位領域R<7>と単位領域R<8>との間と、単位領域R<0>の直前とにそれぞれ、中継器群80-1、80-2をそれぞれ入れた場合、これら中継器群80-1、80-2をアドレス信号ADD3、およびその相補な信号でそれぞれ制御する。これにより、信号線の数を削減でき、デコード回路群81A、81Bを構成するデコード回路81-0〜81-15それぞれに入力される信号の数を減らすことができる。
【0140】
例えば図7に示した例では、4ビットのアドレス信号ADD<0:3>をデコードするために必要な信号線の数は8本となるが、第7の実施形態では、BLKSEL線を入れても5本に抑えることができる。
【0141】
また、図8で示したプリデコード方式の例と比べても、配線数を減らすことができるだけでなく、デコード回路81に入力される信号の数を減らすことができる。よって、チップ面積、動作速度の観点からも有利である。
【0142】
また、図12に示す回路構成にした場合、信号BLKSELを非活性としても、少なくともアドレス信号ADD<0:3>が全て“LOW”レベルであれば、たとえば単位領域R<0>が選択された状態になってしまう。これを改善する場合には、たとえばデコード回路群81を構成するデコード回路をそれぞれラッチ型にすれば良い。
【0143】
以上第1〜第7の実施形態により説明した発明においては、負荷容量の重い信号線に、中継器を挿入することで複数に分割し、さらにその信号線を入力とする回路の構成を分割された信号線ごとに逆相で動作する様に配置することで、中継器を含めた回路の動作をさせるためのゲートの段数を増やすことなく、アドレス信号の負荷容量も減らすことができる。その結果として、動作速度の低下を抑制できると同時に、チップ面積の増加を抑制することができる。
【0144】
また、救済回路2を構成する比較回路において、アドレス信号をインバータで受けて、その信号をヒューズの情報によりそのまま、あるいは反転させて出力する構成とすることで、アドレス信号線の負荷容量を軽減することができる。その結果として、DRAMの集積度の増大に伴う動作速度の低下を抑制できると同時に、チップ面積の増加を抑制することができる。
【0145】
[第8の実施形態]
現在、一般的に用いられているリダンダンシ技術の方式は、セルアレイの複数行、または複数列を救済のためのセルアレイ単位として、テストの結果、欠陥のあったセルアレイ単位を、それと同じ大きさのスペアエレメント(リダンダントアレイ)で置き換える方式である。
【0146】
欠陥のあったセルアレイ単位のアドレス情報を記憶するには、不揮発性の記憶素子を用いる必要があり、通常ヒューズが用いられている。アドレス情報は複数ビットで構成されるため、複数ビットに応じた複数本のヒューズを含むヒューズセットがリダンダンシの単位となる。
【0147】
通常、スペアエレメントとヒューズセットとは1対1に対応され、チップ内にはスペアエレメントと同数のヒューズセットが設けられる。スペアエレメントを使用する場合には、それに対応するヒューズセット内のヒューズをアドレスに応じて切断する。
【0148】
近年、動作の高速化のために、RambusDRAMのように、チップ内部に複数のバンクを持ち、それらのバンクが同時活性される状態を取り得るようなメモリチップが種々提案されている。このようなメモリチップでは、バンクを越えたメモリセルをカバーするようなスペアエレメントを持つことはできないので、救済効率が良いと言われているスペアエレメント集中配置方式(1995年、VLSI symp.予稿集、p108)を採用できず、各バンクに独立にスペアエレメントを用意する必要がある。この時、スペアエレメントとヒューズセットを1対1に対応させる方式では膨大な数のヒューズセットが必要となってしまう。即ち、バンク数や高速動作の制限等からスペアエレメントが狭い範囲しかカバーできない場合に、欠陥が偏在した場合にも対応できるようにする為には、この狭いセルアレイ領域ごとに、スペアエレメントを設けなければならない。これはチップ全体としてみると、チップあたりの平均欠陥数を大幅に越えたスペアエレメントをチップに組み込むことになるため、面積効率を悪化させていることになる。さらにスペアエレメントとヒューズセットとを1対1に対応させる方式では、スペアエレメントの増加に伴ってヒューズセットの数も増加してしまう。
【0149】
この問題に対処する方式として、スペアエレメントとヒューズセットとをフレキシブルに対応させるものが提案されている。基本的な考えとしてスペアエレメント数の増加は仕方がないものとするが、ヒューズセットに関しては1対1対応をくずすことで、歩留まりを落とすことなく、チップに組み込むヒューズセットの数の増加を抑えることが可能にできる。以下、この方式を、フレキシブルマッピングリダンダンシーと呼ぶ。
【0150】
(参考文献:ISSC '99 "A 1.6GB/s DRAM with Flexible Mapping Redundancy Technique and Additional Refresh Scheme")フレキシブルマッピングリダンダンシーにおいては、不良アドレスを記憶する記憶回路(以下ヒューズセット)内に、スペアエレメント(以下リダンダントアレイ)とのマッピング情報も記憶させ、ヒューズセットがどのリダンダントアレイと対応させるかの情報を保持する。これにより、1ヒューズセットあたりのヒューズ数は、従来のリダンダントアレイとヒューズセットとを1対1に対応させる方式に比較して、このマッピング情報分増えるわけだが、1チップあたりの平均欠陥数に適した数のヒューズセット数を用意すればよいので、ヒューズセット数は前述の1対1対応に比較して減らすことができ、トータルのヒューズ数(=ヒューズセット数×1ヒューズセットあたりのヒューズ数)が減る、という利点を持つ。従って、不良が偏在した場合にも自由度の高い不良救済を可能としながら、不良救済に必要なヒューズ数が減ることで、リダンダンシ回路の面積効率向上を図ることができる。
【0151】
第8の実施形態は、このようなフレキシブルマッピングリダンダンシーに関するものである。
【0152】
第8の実施形態の説明に先立ち、参考例として、フレキシブルマッピングリダンダンシーを説明する。
【0153】
図13は、この発明の第8の実施形態の第1の参考例に係る半導体記憶装置のメモリセルアレイを示す図である。
【0154】
まず、図13に示すように、メモリセルアレイ100は、m列×n行のマトリクス状のサブアレイA(m,n)に分割されている。この例ではメモリセルアレイは行方向に沿ってm=4個、列方向に沿ってn=16個の計4×16=64個のサブアレイに分割されている。サブアレイはリダンダントアレイにより救済される救済単位の範囲ともなっている。
【0155】
行方向に沿って並ぶ4個のサブアレイA(0,n)〜A(4,n)は、1つのバンクを構成していて、この例では16個のバンクBANKn(n=0〜15)が配置されている。同様に列方向に沿って並ぶ16個のサブアレイA(m,0)〜A(m,15)は、1つのセグメントを構成していて、この例では4個のセグメントSEGMENTm(m=0〜3)が配置されている。外部からアドレスバッファを介して供給されるローアドレス(ROW ADD)、およびカラムアドレス(COLUMN ADD)が入力されると、それぞれがローデコーダ(RD)、カラムデコーダ(CD)でデコードされ、サブアレイ中のワード線(WL)、カラム選択線(CSL)が選択され、そのアドレスにより指定されたメモリセルに書き込みや読み出しといった動作が行うことができる。
【0156】
図13に示すように、各サブアレイA(m,n)の行方向に沿った両端に、冗長セルアレイとしてリダンダントアレイRA(m,n);m=0〜7、n=0〜15が配置されている。リダンダントアレイRA(m,n)の総数は、8×16=128個である。リダンダントアレイRA(m,n)はスペアカラム選択線(SCSL0〜SCSL7)によって選択される。スペアカラム選択線(SCSL0〜SCSL7)は、カラム選択線(CSL)と平行に配置され、同一セグメントの全バンクに関して共有化されている。このようなスペアカラム選択線(SCSL0〜SCSL7)は、スペアカラム選択線ドライバ(SCD)により駆動される。
【0157】
サブアレイA(m,n)中のメモリセルに不良があった場合、その不良メモリセルを含むセルアレイ単位に対応するカラム選択線CSLをスペアカラム選択線SCSLで置き換えることで、リダンダントアレイRA(m,n)への置き換えが行われる。どのアドレスに関して、置き換えを行うか否かの制御情報は、不揮発性記憶回路にプログラムされる。不揮発性記憶回路は一般にヒューズが用いられる。この例では、不揮発性記憶回路として、14個のヒューズセット(FA0〜FA13)が用意され、それぞれカラムデコーダ、およびスペアカラム駆動回路に沿ってアレイ状に配置されている(以下、便宜上、ヒューズセットアレイと呼ぶ)。ヒューズセット(FA0〜FA13)は不良セルの置き換えを実行するか否かを判定する冗長判定回路である。そして、1つのヒューズセットは、1本のスペアカラム選択線SCSLを指定する。
【0158】
図14は、この発明の第8の実施形態の第1の参考例に係るヒューズセットアレイを示す図である。なお、図14中のA点〜P点はそれぞれ、図13中のA点〜P点それぞれに接続されているものとする。
【0159】
図13、および図14に示すように、フレキシブルマッピングリダンダンシーでは、ヒューズセット(FA0〜FA13)をそれぞれ、リダンダントアレイRA(m,n)にフレキシブルに対応させる。この例では、14個のヒューズセット(FA0〜FA13)がそれぞれ、128個のリダンダントアレイRA(m,n)のいずれにも対応できる。このため、各ヒューズセット(FA0〜FA13)の出力はそれぞれ、リダンダンシー置き換えをするか否かの置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT7に、ワイヤドオア接続されている。置換制御信号線RDHITnの電位は、通常“LOW”レベルであるが、n番目のスペアカラム選択線SCSLnを駆動するとき、“HIGH”レベルとなる。この場合、n番目の置換制御信号線RDHITnに対応するノーマルセルアレイのカラム選択線(CSL)は駆動されない。
【0160】
図15は、ヒューズセットの一回路例を示す回路図である。
【0161】
図15に示すように、ヒューズセットは、不良アドレス指定用ヒューズ回路201、アドレス比較回路202、ヒューズ情報一致検出回路203、イネーブル用ヒューズ回路204、デコーダ205、およびマッピング用ヒューズ回路206を含む。
【0162】
不良アドレス指定用ヒューズ回路201は、不良アドレス情報をヒューズの状態(切断か非切断)に対応させて記憶する。この回路例に係るヒューズ回路201の出力はヒューズが切断されている場合“HIGH”レベルとなり、切断されていない場合“LOW”レベルとなる。ヒューズFS(FS(1)〜FS(11))は、救済単位を示すアドレスの数だけ設けられている。この例では、カラム選択線(CSL)を指定するためのアドレスa0〜a6、およびバンクを指定するためのアドレスb0〜b3にそれぞれ対応して合計11個設けられている。ヒューズ回路201は、ヒューズFS(1)〜FS(11)ごとに合計11の不良アドレス情報を出力する。ヒューズ回路201の各出力はそれぞれ、アドレス比較回路(CMP)202(202-a0〜202-a6、202-b0〜202-b3)に入力される。
【0163】
アドレス比較回路202は、ヒューズ回路201の出力と、入力アドレス(a0〜a6、b0〜b3)とを比較する。この回路例に係るアドレス比較回路202は、入力アドレス情報が不良アドレス情報に一致した場合、その出力が“HIGH”レベルとなる。比較回路202の出力は、ヒューズ情報一致検出回路(AND)203に入力される。
【0164】
ヒューズ情報一致検出回路203は、たとえばAND回路であり、イネーブル用ヒューズ回路204の出力によってイネーブル/デッセーブルされる。この回路例に係るイネーブル用ヒューズ回路204のヒューズFS(12)は、ヒューズ情報一致検出回路203をイネーブルするとき、切断される。ヒューズFS(12)が切断されている場合、ヒューズ回路204の出力は“HIGH”レベルとなり、ヒューズ情報一致検出回路203はイネーブルされる。一方、ヒューズFS(12)が切断されていない場合、ヒューズ回路204の出力は“LOW”レベルとなり、ヒューズ情報一致検出回路203はデッセーブルされる。
【0165】
ヒューズ情報一致検出回路203は、アドレス比較回路202の出力、およびイネーブル用ヒューズ回路204の出力が全て“HIGH”レベルのとき、その出力を“HIGH”レベルとする。ヒューズ情報一致検出回路203の出力はデコーダ205に入力される。
【0166】
デコーダ205は、ヒューズ情報一致検出回路203の出力が“HIGH”レベルのときにイネーブルされ、マッピング用ヒューズ回路206からのマッピング情報をデコードし、置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT7の一つを“HIGH”レベルとする。
【0167】
マッピング用ヒューズ回路206は、ヒューズセットと冗長セルアレイとの対応関係情報、即ちマッピング情報を、ヒューズの状態(切断か非切断)に対応させて記憶する。この回路例におけるマッピング情報は、該ヒューズセットを、8個のスペアカラム選択線SCSLのどれに対応させるのかの情報であり、3個のヒューズFS(13)〜FS(15)それぞれの状態の組み合わせ、即ち8通りの組み合わせにより記憶される。
【0168】
フレキシブルマッピングリダンダンシーでは、確かにヒューズセットの削減を図れる。しかし、ヒューズセットとリダンダントアレイの対応がフレキシブルであるために、チップの集積度が上がりヒューズセットの数もそれに応じて増加させたとき、一つの置換制御信号線(RDHITn)には、増加させたヒューズセットがそれぞれ接続されることになる。この結果、一つの置換制御信号線(RDHITn)に付加されるジャンクション容量は、増加させたヒューズセットの最終段の出力トランジスタ分増え、その負荷容量が増す。これは置換制御信号線(RDHITn)に伝搬する信号の遅延を招く。一般に、置換制御信号線(RDHITn)のパスはクリティカルパスなので、動作の高速化を妨げる。
【0169】
図16は、第2の参考例に係る32バンク構成のメモリセルアレイを示す図、図17はそのヒューズセルアレイを示す図である。なお、図16中のA点〜P点はそれぞれ、図17中のA点〜P点それぞれに接続されているものとする。
【0170】
たとえば図16、図17それぞれに示すように、16バンク構成から、32バンク構成に集積度が上がった場合、救済効率を落とさないために、28個のヒューズセット(FA0〜FA13、FB0〜FB13)を設けたとする。この場合、一つの置換制御信号線(RDHITn)に付加されるジャンクション容量は、図14に示した14個のヒューズセット(FA0〜FA13)の場合の2倍となり、置換制御信号線(RDHITn)における信号遅延の影響は、無視できないものとなる。
【0171】
また、14個のヒューズセット(FA0〜FA13)を含むヒューズセットアレイの長さL-FSAが、ほぼメモリセルアレイ100の行方向に沿った長さL-MCAに等しかった場合、ヒューズセットを28個設けるためには、図17に示すように、ヒューズセットアレイを14個ずつ、2列にしなければならない。
【0172】
チップにおけるヒューズセット配置部のエリアペナルティーの点から考えると、ヒューズセット配置部の面積は、下地となるトランジスタ形成部の面積よりも、配線層の数、および配線層間のピッチに律速される。
【0173】
図17に示すように、ヒューズセット配置部にヒューズセットアレイを2列に配置した場合、このヒューズセット配置部には、8本の置換制御信号線(RDHIT0〜RDHIT7)が折り返されて、16本配置される。このようにヒューズセット配置部に配置される配線層、即ち、置換制御信号線(RDHIT0〜RDHIT7)の増加は、ヒューズセット配置部の面積増加、ひいてはチップの面積増加に直結する。
【0174】
以上の状況に鑑み、第8の実施形態は、フレキシブルマッピングリダンダンシーを用いた半導体記憶装置において、高集積化の要求を満たしつつ、置換制御信号線の負荷容量を減らすことを目的とする。
【0175】
図18は、この発明の第8の実施形態に係る半導体記憶装置が具備するヒューズセットアレイを示す図である。なお、図18中のA点〜P点はそれぞれ、図16中のA点〜P点それぞれに接続されているものとする。
【0176】
図18に示すように、8本の置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT7は、図16に示した8個のスペア選択線ドライバ(SCD)それぞれに対応して設けられている。置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT7にはそれぞれ、各対応するスペア選択線ドライバ(SCD)を駆動するための置換制御情報が伝わる。置換制御信号線RDHIT0、RDHIT1は、4つのセグメントSEGMENT0〜SEGMENT3のうち、SEGMENT0に対応する。同様に置換制御信号線RDHIT2、RDHIT3はSEGMENT1、置換制御信号線RDHIT4、RDHIT5はSEGMENT2、置換制御信号線RDHIT6、RDHIT7はSEGMENT3に対応する。置換制御情報は、ヒューズセットFA0〜FA13、またはFB0〜FB13から出力される。
【0177】
この第8の実施形態では、ヒューズセットFA0〜FA13は、8本の置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT7のうち、4本の置換制御信号線RDHIT0、RDHIT2、RDHIT4、RDHIT6に対応して設けられ、ヒューズセットFB0〜FB13は、他の4本の置換制御信号線RDHIT1、RDHIT3、RDHIT5、RDHIT7に対応して設けられている。
【0178】
図19は、ヒューズセット(FA0〜FA13)の一回路例を示す回路図である。
【0179】
図19に示すように、ヒューズセットは、図15に示した参考例と同様に、不良アドレス指定用ヒューズ回路201、アドレス比較回路202、ヒューズ情報一致検出回路203、イネーブル用ヒューズ回路204、デコーダ205、およびマッピング用ヒューズ回路206を含む。
【0180】
図19に示すヒューズセットが、図15に示したヒューズセットと異なるところは、次の通りである。
【0181】
第1に、バンクが“16”から、“32”に増えたことにより、バンクを指定するためのアドレスb4が1本追加されている。これにより、不良アドレス指定用ヒューズ回路201のヒューズFSは、カラム選択線(CSL)を指定するためのアドレスa0〜a6、およびバンクを指定するためのアドレスb0〜b4にそれぞれ対応して合計12個(FS1〜FS12)設けられる。
【0182】
第2に、マッピング用ヒューズ回路206は、4本の置換制御信号線のいずれか1本を指定すれば良い。このため、マッピング用ヒューズ回路206のヒューズFSが1個減り、2個(FS14、FS15)となる。
【0183】
このような第8の実施形態によれば、図17に示した参考例に係るヒューズセットと比較して、同じセグメント内(救済単位)の二つのスペアカラム選択線SCSL、例えば図16中のスペアカラム選択線SCSL0、およびSCSL1を制御する置換制御信号線RDHIT0、RDHIT1に接続されるヒューズセットからの複数の出力はそれぞれ独立となりワイヤードオア接続されていない。
【0184】
一方、異なるセグメント(救済単位)どうしでは、参考例のフレキシブルマッピングリダンダンシーの同様に、対応するヒューズセット(図18中ではRDHIT0、RDHIT2、RDHIT4、RDHIT6に対して、FA0〜FA13、RDHIT1、RDHIT3、RDHIT5、RDHIT7に対して、FB0〜FB13)の出力同士はワイヤードオア接続されている。結果として、図17と図18とを比較してわかるとおり、救済効率を落とさない範囲で、一つの置換制御信号線に接続されるヒューズセットの数を減らすことができる。この例では、2本のスペアカラム選択線それぞれで16バンク以上を救済しなければならないような確率が極めて低い場合に有効である。従って、一つの置換制御信号線に付加される寄生容量である、ヒューズセットの最終段の出力トランジスタのジャンクション容量が減り、クリティカルパスの一部をなす、置換制御信号線における置換制御情報の遅延を抑えることができる。
【0185】
また、図18に示すように、ヒューズセット配置部に配置される配線層の数、即ち置換制御信号線の数を8本に、図17に示す参考例の半分に減らせる。このため、置換制御信号線のピッチに律則されているヒューズセット配置部の面積を、その分減らすことができ、チップ面積増加を抑制に効果がある。
【0186】
さらに図17に示す参考例では、マッピング用ヒューズ回路が8本の置換制御信号線のうち、いずれか一つを指定する必要があったが、第8の実施形態では4本の置換制御信号線のうち、いずれか一つを指定するだけで良い。このため、マッピング用ヒューズ回路のヒューズの数を減らせる、という利点もある。
【0187】
[第9の実施形態]
図20は、この発明の第9の実施形態に係る半導体記憶装置が具備するヒューズセットアレイを示す図である。なお、図20中のA点〜P点はそれぞれ、図16中のA点〜P点それぞれに接続されているものとする。
【0188】
図20に示すように、第8の実施形態と同様に、28個のヒューズセットFA0〜FA13、FB0〜FB13の28個のヒューズが設けられている。
【0189】
ヒューズセットFA0〜FA13の列は、ヒューズセットFB0〜FB13の列と並行に配置されている。これらの列の間には、4本の配線層が配置されている。4本の配線層はそれぞれ、これらの列の中間(この例ではヒューズセットFA6とFA7との間、およびFB6とFB7との間)で分離されている。ヒューズセットFA0〜FA6とヒューズセットFB0〜FB6との間に配置された4本の配線層はそれぞれ、置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT3を構成する。また、ヒューズセットFA7〜FA13と、ヒューズセットFB7〜FB13との間に配置された4本の配線層はそれぞれ、置換制御信号線RDHIT4〜RDHIT7を構成する。ヒューズセットFA0〜FA6、FB0〜FB6はそれぞれ、置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT3に接続され、ヒューズセットFA7〜FA13、FB7〜FB13はそれぞれ、置換制御信号線RDHIT4〜RDHIT7に接続されている。
【0190】
このような第9の実施形態によれば、第8の実施形態と同様に、一つの置換制御信号線(RDHITn)に接続されるヒューズセットの数が減る。これにより、置換制御信号線(RDHITn)に付加されるジャンクション容量が減り、その負荷容量を減らすことができる。よって、置換制御信号線における置換制御情報の遅延を抑制できる。
【0191】
また、第9の実施形態では、図20に示すように、配線層4本分のスペースに、8本の置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT7を配置することができる。このようにヒューズセット配置部に配置される置換制御信号線の数は、実質的に4本まで減らせるので、ヒューズセット配置部の面積の増加は、さらに抑制しやすくなる。
【0192】
ただし、第9の実施形態では、一つのセグメントに対応するヒューズセットの数が、第8の実施形態の28個から14個に減るので、救済効率は第8実施形態に比較してやや低下する。しかし、実施に際しては、救済効率の向上を求める場合には第8の実施形態を選択し、チップ面積の増加の抑制をより強く求める場合には第9の実施形態を選択すれば良い。いずれにせよ、一つの置換制御信号線に付加されるジャンクション容量は減るので、その負荷容量は減る。
【0193】
[第10の実施形態]
図21はこの発明の第10の実施形態に係る半導体記憶装置のメモリセルアレイを示す図、図22はそのヒューズセルアレイを示す図である。なお、図21中のA点〜P点はそれぞれ、図22中のA点〜P点それぞれに接続されているものとする。
【0194】
図21に示すように、第10の実施形態は、1つのサブアレイA(m,n)に対して、3つのリダンダントアレイRA(m,n)を設けたものである。即ち、各サブアレイA(m,n)の行方向に沿った一端に2つ、他端に1つ、冗長セルアレイとしてリダンダントアレイRA(m,n);m=0〜11、n=0〜31が配置されている。リダンダントアレイRA(m,n)の総数は、12×32=384個である。リダンダントアレイRA(m,n)はスペアカラム選択線(SCSL0〜SCSL11)によって選択される。
【0195】
また、図22に示すように、ヒューズセットアレイには、12本の置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT11が、図21に示した12個のスペア選択線ドライバ(SCD)それぞれに対応して設けられている。置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT11にはそれぞれ、各対応するスペア選択線ドライバ(SCD)を駆動するための置換制御情報が伝わる。
【0196】
置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT2は、4つのセグメントSEGMENT0〜SEGMENT3のうち、SEGMENT0に対応する。同様に置換制御信号線RDHIT3〜RDHIT5はSEGMENT1、置換制御信号線RDHIT6〜RDHIT8はSEGMENT2、置換制御信号線RDHIT9〜RDHIT11はSEGMENT3に対応する。置換制御情報は、ヒューズセットFA0〜FA13、またはFB0〜FB13から出力される。
【0197】
この第10の実施形態では、ヒューズセットFA0〜FA13は、12本の置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT11のうち、6本の置換制御信号線RDHIT0、RDHIT2、RDHIT4、RDHIT6、RDHIT8、RDHIT10に対応して設けられている。また、ヒューズセットFB0〜FB13は、他の6本の置換制御信号線RDHIT1、RDHIT3、RDHIT5、RDHIT7、RDHIT9、RDHIT11に対応して設けられている。
【0198】
このような第10の実施形態においても、第8、第9の実施形態と同様に、一つの置換制御信号線に接続されるヒューズセットの数を減らせるので、置換制御信号線の負荷容量を減らすことができる。
【0199】
また、複数の置換制御信号線をそれぞれ、複数のヒューズセットそれぞれに分割して対応させる場合には、互いに等しい数ずつに分割して対応させるのが好ましい。
【0200】
つまり、置換制御信号線が8本の場合には、第8、第9の実施形態のように4本ずつに分割し、それぞれ14個のヒューズセットに対応させる。また、置換制御信号線が12本の場合には、第10の実施形態のように6本ずつに分割し、それぞれ14個のヒューズセットに対応させる等である。このように等しい数ずつに分割することで、救済効率の低下を抑制できる。
【0201】
たとえば12本の置換制御信号を8本と4本とに分割し、それぞれ14個のヒューズセットに対応させた場合、置換制御信号線の負荷容量が減る効果はもちろんあるが、救済効率は、いずれか一方、即ち8本の置換制御信号に対応する14個のヒューズセットに律則されて低下してしまう。このような事情は、6本ずつ、それぞれ14個のヒューズセットに対応させることで解消することができる。よって、置換制御信号線は、互いに等しい数ずつに分割するのが好ましい。
【0202】
[第11の実施形態]
以上、第8〜第10の実施形態により説明した基本構成を基にすると、ヒューズセットの数、置換制御信号線の分割の仕方、同一セグメント内のリダンダントアレイの数(あるいは1つのサブアレイに対するリダンダントアレイの数)等には、種々のバリエーションが考えられる。その一例を第11の実施形態として説明する。
【0203】
図23はこの発明の第11の実施形態に係る半導体記憶装置のメモリセルアレイを示す図、図24はそのヒューズセルアレイを示す図である。なお、図23中のA点〜P点はそれぞれ、図24中のA点〜P点それぞれに接続されているものとする。
【0204】
第11の実施形態は、ヒューズセットの数を56個、置換制御信号線を4本ずつに4分割、さらにリダンダントアレイ数は、1つのサブアレイA(m,n)に対して4つとしたものである。
【0205】
図23に示すように、第11の実施形態は、各サブアレイA(m,n)の行方向に沿った両端にそれぞれ2つずつ、冗長セルアレイとしてリダンダントアレイRA(m,n);m=0〜15、n=0〜31が配置されている。リダンダントアレイRA(m,n)の総数は、16×32=512個である。リダンダントアレイRA(m,n)はスペアカラム選択線(SCSL0〜SCSL15)によって選択される。
【0206】
また、図24に示すように、ヒューズセットアレイには、16本の置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT15が、図21に示した16個のスペア選択線ドライバ(SCD)それぞれに対応して設けられている。置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT15にはそれぞれ、各対応するスペア選択線ドライバ(SCD)を駆動するための置換制御情報が伝わる。
【0207】
置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT3は、4つのセグメントSEGMENT0〜SEGMENT3のうち、SEGMENT0に対応する。同様に置換制御信号線RDHIT4〜RDHIT7はSEGMENT1、置換制御信号線RDHIT8〜RDHIT11はSEGMENT2、置換制御信号線RDHIT12〜RDHIT15はSEGMENT3に対応する。置換制御情報は、ヒューズセットFA0〜FA13、またはFB0〜FB13、またはヒューズセットFC0〜FC13、またはヒューズセットFD0〜FD13、から出力される。
【0208】
この第10の実施形態では、ヒューズセットFA0〜FA13は、16本の置換制御信号線RDHIT0〜RDHIT15のうち、4本の置換制御信号線RDHIT0、RDHIT4、RDHIT8、RDHIT12に対応して設けられている。また、ヒューズセットFB0〜FB13は、他の4本の置換制御信号線RDHIT1、RDHIT5、RDHIT9、RDHIT13に対応して設けられている。また、ヒューズセットFC0〜FC13は、さらに別の4本の置換制御信号線RDHIT2、RDHIT6、RDHIT10、RDHIT14に対応して設けられている。また、ヒューズセットFD0〜FD13は、残りの4本の置換制御信号線RDHIT3、RDHIT7、RDHIT11、RDHIT15に対応して設けられている。
【0209】
このような第11の実施形態においても、第8〜第10の実施形態と同様に、一つの置換制御信号線に接続されるヒューズセットの数を減らせるので、置換制御信号線の負荷容量を減らすことができる。
【0210】
このような第11の実施形態以外にも、ヒューズセットの数、置換制御信号線の分割の仕方、同一セグメント内のリダンダントアレイの数(あるいは1つのサブアレイに対するリダンダントアレイの数)等は、種々のバリエーションが考えられる。
【0211】
また、同一セグメント内の全てのリダンダントアレイについて、互いにワイヤードオア接続されることのないヒューズセット列にそれぞれ分割できない場合も考えられる。この場合、分割可能な範囲で、あるいは分割可能な範囲の一部のみ、分割すれば良い。
【0212】
また、同じセグメント内の二つのSCSL、たとえばスペアカラム選択線SCSL0を制御する置換制御信号線RDHIT0に接続されるヒューズセットFA0〜FA13からの出力は、スペアカラム選択線SCSL1を制御する置換制御信号線RDHIT1に接続されるヒューズセットFB0〜FB13からの出力とそれぞれ独立となり、ワイヤードオア接続されていない。しかし、この概念的に分割されたヒューズセットFA0〜13、FB0〜13は実際のチップ内でいかように配置しても良い。ただし、実際問題としては、チップの集積度が上がりヒューズセットの増加と共に、ヒューズセットを一列に並べて配置することは難しくなり、第8〜第10の実施形態のように2列、あるいは3列、あるいは第11の実施形態のように4列と並べて配置する方向にある。
【0213】
以上、第8〜第11の実施形態はあくまで一例であり、不良アドレス記憶回路の記憶素子としてはヒューズ以外の素子、たとえばPROMセルや、コンデンサを絶縁破壊して記憶する記憶素子(アンチヒューズ)等が使用されても良い。
【0214】
また、ヒューズ回路としては、他の構成の回路が用いられても良い。また、ヒューズ回路の配置、数等が異なるもの、実施形態中では、バンクやセグメントといった言葉で代表させているが、概念的には同じもので構成されたアレイといったものについても適用され得るものである。
【0215】
また、第8〜第11の実施形態は、スペアカラム選択線に置き換える方式を例示したが、この発明は、スペアワード線に置き換える方式にも適用できることはもちろんである。
【0216】
以上、説明したように、リダンダントアレイとヒューズセットをフレキシブルに対応させる、フレキシブルマッピングリダンダンシーにおいては、通常、リダンダントアレイを駆動するドライバに入力される置換制御信号RDHITは、各ヒューズセットからの複数の出力端子のそれぞれ対応するもの同士がワイヤードオア接続されている。
【0217】
これに対し、第8〜第11の実施形態に係る半導体記憶装置によれば、同一救済範囲内の複数のリダンダントアレイにおいては、各リダンダントアレイを駆動するドライバに入力される置換制御信号RDHITに対して、複数のヒューズセット列を各ヒューズセットからの出力端子がワイヤードオア接続されることのないヒューズセット列に分割する。これにより、リダンダンシーによる救済効率を落とすことなく、置換制御信号に対する寄生容量の低下による高速化、及びヒューズ部内の配線数を抑えることが可能になることによるヒューズ部の面積増加の抑制の効果を得ることができる。
【0218】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、高集積化の要求を満たしつつ、高集積化に伴った動作速度の低下を抑制することが可能な半導体集積回路装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置の概略構成を示すブロック図。
【図2】図2は救済回路の一構成例を示すブロック図。
【図3】図3(A)はアドレス比較回路の一回路例を示す回路図、図3(B)はアドレス比較回路の一動作例を示す動作波形図、図3(C)はヒューズ(Fuse)の状態と出力(FOUT)との関係を示す図。
【図4】図4(A)、(B)はそれぞれこの発明の第2の実施形態に係るアドレス比較回路の一回路例を示す回路図。
【図5】図5はこの発明の第3の実施形態に係る半導体記憶装置の概略構成を示すブロック図。
【図6】図6はこの発明の第4の実施形態に係る半導体記憶装置の概略構成を示すブロック図。
【図7】図7はアドレス信号で直接デコードされるデコーダの回路図。
【図8】図8(A)はプリデコード方式を用いたデコーダの回路図、図8(B)はプリデコード回路の回路図、図8(C)はプリデコード回路の入力と出力との関係を示す図。
【図9】図9(A)はこの発明の第5の実施形態に係るプリデコード方式を用いたアドレスデコーダを示す回路図、図9(B)はプリデコード回路の回路図、図9(C)はプリデコード回路の入力と出力との関係を示す図。
【図10】図10はこの発明の第5の実施形態の変形例に係るアドレスデコーダを示す回路図である。
【図11】図11はこの発明の第6の実施形態に係るプリデコード方式を用いたアドレスデコーダを示す回路図。
【図12】図12はこの発明の第7の実施形態に係るプリデコード方式を用いたアドレスデコーダを示す回路図。
【図13】図13はこの発明の第8の実施形態の第1の参考例に係るメモリセルアレイを示す図。
【図14】図14はこの発明の第8の実施形態の第1の参考例に係るヒューズセットアレイを示す図
【図15】図15はヒューズセットの一回路例を示す回路図。
【図16】図16はこの発明の第8の実施形態の第2の参考例に係るメモリセルアレイを示す図。
【図17】図17はこの発明の第8の実施形態の第2の参考例に係るヒューズセットアレイを示す図
【図18】図18はこの発明の第8の実施形態に係る半導体記憶装置が具備するヒューズセットアレイを示す図。
【図19】図19はこの発明の第8の実施形態に係る半導体記憶装置が具備するヒューズセットの一回路例を示す回路図。
【図20】図20はこの発明の第9の実施形態に係る半導体記憶装置が具備するヒューズセットアレイを示す図。
【図21】図21はこの発明の第10の実施形態に係る半導体記憶装置が具備するヒューズセットアレイを示す図。
【図22】図22はこの発明の第10の実施形態に係る半導体記憶装置が具備するヒューズセットの一回路例を示す回路図。
【図23】図23はこの発明の第11の実施形態に係る半導体記憶装置が具備するヒューズセットアレイを示す図。
【図24】図24はこの発明の第11の実施形態に係る半導体記憶装置が具備するヒューズセットの一回路例を示す回路図。
【符号の説明】
1…セルアレイ、
2A、2B…救済回路、
3…アドレス発生回路、
4…中継器、
5、5A、5B、5C…アドレス信号線、
10…冗長判定回路、
11…イネーブル用ヒューズ回路、
12…アドレス比較回路、
13…判定回路、
14…出力回路、
21…不良アドレス指定用ヒューズ回路、
22…ラッチ回路、
23、23A、23B…トランスファ回路、
31…NMOS、
32…PMOS、
33、34…トランスファゲート、
35…ラッチ回路22の出力ノード、
36、37A、37B…インバータ、
38A、38B…クロックドインバータ、
39A、39B…トランスファゲート、
60A、60B…アドレス信号処理回路、
61A、61B…プリデコード回路群、
62A、62B…デコード回路群、
63…プリデコード信号線群、
64…共有化されたNMOS、
70…デコーダ、
71…NOR回路、
72…グローバル配線、
73A、73B…プリデコード回路、
74…グローバル配線、
75…NOR回路、
76A、76B…プリデコード回路、
80…中継器群、
81A、81B…デコード回路群、
100…メモリセルアレイ、
201…不良アドレス指定用ヒューズ回路、
202…アドレス比較回路、
203…ヒューズ情報一致検出回路、
204…イネーブル用ヒューズ回路、
205…デコーダ、
206…マッピング用ヒューズ回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to high-speed operation of a semiconductor integrated circuit device, and is particularly used for a semiconductor memory device having a large-scale storage capacity.
[0002]
[Prior art]
In recent years, dynamic semiconductor memory devices (DRAMs) having a one-transistor / one-capacitor type memory cell structure have been highly integrated and miniaturized due to advances in memory cell improvement / microfabrication technology and circuit design technology. This is a significant step and this trend is expected to continue.
[0003]
As the DRAM is highly integrated, that is, the storage capacity is increased, the number of peripheral circuits integrated on one chip is increasing. For example, a row decoder or column decoder that decodes address information and selects a row or column of a cell array, or a repair circuit that activates a spare cell array by comparing defective address information with input address information, It tends to increase gradually.
[0004]
In recent years, with DRAMs, there has been an increasing demand for speeding up the operation as the storage capacity increases.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as a result of an increase in the number of row decoders, column decoders, relief circuits, etc., it has become a disadvantageous situation for the demand for high-speed operation.
[0006]
Circuits such as a row decoder, a column decoder, or a relief circuit are address information processing circuits that are connected to address signal lines and process address information. That is, as a result of the increase in the number of address information processing circuits, the increase in the load capacity of the address signal line has become remarkable.
[0007]
The increase in the load capacity of the address signal line is very disadvantageous for the demand for high speed operation. For example, if the load capacity of the address signal line increases and the propagation delay of the address signal line increases, the processing operation of the row decoder, column decoder, relief circuit, etc. is delayed, and as a result, the read speed or write speed decreases. End up.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device capable of suppressing a decrease in operation speed due to high integration while satisfying the demand for high integration. It is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
ThisThe semiconductor integrated circuit device according to the first aspect of the invention isA first signal line group for transmitting predecoded information obtained by predecoding at least two bits of information, and parallel to the first signal line group and divided into at least two first parts and second parts , Provided between a second signal line group transmitting at least 2 bits of information, a first portion of the second signal line group, and a second portion of the second signal line group, A relay group that inverts logic transmitted to the first part and transmits the information to the second part, a first predecode circuit group that predecodes the information transmitted to the first part, and the first A second predecode circuit group having the same configuration as that of the predecode circuit group and predecoding information transmitted to the second portion; predecode information of the first predecode circuit; and the first signal line Pre-deco A first decode circuit group for decoding the received information and a predecode having the same configuration as the first decode circuit group and transmitted to the predecode information of the second predecode circuit and the first signal line group And a second decoding circuit group for decoding information.
[0021]
the aboveFirst aspectAccording to the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the second signal line group for transmitting at least 2-bit information is divided into at least two first and second portions, and the first and second portions are divided. Repeater between partsgroupIs provided. The load capacity of the second signal line group is divided by the repeater, and the load capacity can be reduced.
[0022]
The second signal line group is set in parallel with the first signal line group for transmitting predecoded information obtained by predecoding at least two bits of information. With this configuration, the number of signal line groups can be reduced as compared with the case where only signal line groups that transmit predecoded predecoded information are parallel to each other.
[0023]
Further, since the number of signal line groups is reduced, the number of signals input to the first and second decoding circuit groups can be reduced.
[0024]
Therefore, it is possible to suppress a decrease in operation speed due to high integration while satisfying the demand for high integration.
[0025]
ThisOf the inventionSecond aspectThe semiconductor integrated circuit device according toA signal line group for transmitting a plurality of bits of information divided into at least three first parts, a second part, and a third part, and the plurality of bits of information transmitted to the first part of the signal line group Is transmitted to the second portion, and the first repeater group controlled by at least one bit of information and the first decoding for decoding the plurality of bits of information transmitted to the second portion of the signal line group A plurality of bits of information transmitted to the circuit group and the second part of the signal line group are transmitted to the third part and controlled by at least one bit of information complementary to the at least one bit of information; And a second decoding circuit group having the same configuration as the first decoding circuit group and decoding the information of the plurality of bits transmitted to the third portion of the signal line group.
[0026]
the aboveSecond aspectAccording to the semiconductor integrated circuit device according to the above, the signal line group for transmitting information of a plurality of bits is divided by the first and second repeater groups, so that the load capacity can be reduced.
[0027]
In addition, since the first repeater group is controlled by at least one bit information and the second repeater group is controlled by the complementary information thereof, the decoding constituting the first and second decode circuit groups The number of input signals to the circuit can be reduced.
[0028]
Therefore, it is possible to suppress a decrease in operation speed due to high integration while satisfying the demand for high integration.
[0029]
ThisOf the inventionThird aspectThe semiconductor integrated circuit device according toIncluding a plurality of rescue units, and each of the plurality of rescue units,A cell array in which a plurality of memory cells and spare cells are arranged;For each of the plurality of relief units,Among the plurality of spare cells, a plurality of spare selection lines provided for selecting an arbitrary spare cell;For each of the plurality of relief units,A spare selection line driver provided corresponding to each of the plurality of spare selection lines and driving each corresponding spare selection line, and a corresponding spare selection line driver provided corresponding to each of the spare selection line drivers. A replacement control signal line group for transmitting replacement control information for driving the signal, and a plurality of redundancy judgment circuits provided corresponding to some of the replacement control signal line groups among the replacement control signal line groups A second redundancy judgment circuit group, and a second redundancy judgment circuit group provided corresponding to a replacement control signal line other than the part of the replacement control signal lines in the replacement control signal line group. And redundant judgment circuit groupEach of the plurality of redundancy judgment circuits includes a defective address designating program circuit in which defective address information of the cell array is programmed, and whether or not the defective address information programmed in the defective address information program circuit matches the input address information. Based on the coincidence detection circuit for detecting the correspondence, the mapping program circuit in which the correspondence information with the replacement control signal line group is programmed, the detection result of the coincidence detection circuit and the correspondence relation information of the mapping program circuit, And a replacement control signal line for controlling the spare selection line in the same repair unit among the repair units. The output of the output circuit is not wired-or connected, and among the repair units, the repair unit in a different repair unit Replacement control signal lines for controlling the pair selection line only, the output of the output circuit of the redundancy determination circuit group for wired connections.
[0030]
the aboveThird aspectAccording to the semiconductor integrated circuit device of the present invention, a plurality of redundancy judgment circuits are made to correspond to a part of the replacement control signal line group in the replacement control signal line group and a part of the replacement control signal line group other than this part, respectively. Provide. As a result, the number of redundancy determination circuits connected to one replacement control signal line can be reduced, and the load capacity can be reduced.
[0031]
In addition, since the redundancy judgment circuit is provided corresponding to a part of the replacement control signal line group or a part of the replacement control signal line group, compared with the case where the redundancy judgment circuit is associated with one replacement control signal line. This increases the relief efficiency and is advantageous for high integration.
[0032]
Therefore, it is possible to suppress a decrease in operation speed due to high integration while satisfying the demand for high integration.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0034]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.
[0035]
As shown in FIG. 1, the first embodiment includes four cell arrays 1-1 to 1-4, two
[0036]
The
[0037]
The repeater 4-1 amplifies the level of the address signal transmitted to the
[0038]
The repeater 4-2 amplifies the level of the address signal transmitted to the
[0039]
In the first embodiment, the
[0040]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
[0041]
As shown in FIG. 2, the
[0042]
The
[0043]
The enabling
[0044]
Each of the
[0045]
The
[0046]
The
[0047]
FIG. 3A is a circuit diagram showing one circuit example of the
[0048]
First, as shown in FIG. 3A, the
[0049]
The defective address designating
[0050]
FIG. 3B is an operation waveform diagram showing an operation example of the
[0051]
Signals bFUP and FDWN shown in FIG. 3B are signals that are activated when the power is turned on. First, the power supply potential Vcc rises toward the “HIGH” level as the power is turned on. Along with this, the potential of the signal bFUP rises (time tON).
[0052]
After a certain time has elapsed since the power supply potential Vcc becomes “HIGH” level, the potential of the signal bFUP changes to “LOW” level. As a result, the
[0053]
After the signal bFUP transitions to the “HIGH” level, the signal FDWN transitions to the “HIGH” level. As a result, the
[0054]
In this way, the
[0055]
Here, it is assumed that when the output FOUT of the
[0056]
Next, an operation example of the
[0057]
First, the semiconductor memory device is tested before shipment.
[0058]
When a defective cell is found by this test, first, the fuse in the enable fuse circuit 11 (hereinafter referred to as an enable fuse) is cut, and enable information that “uses the
[0059]
In actual use, address signals ADD0 and ADD1 are externally input as input address information to the redundancy determination circuits 10-1 to 10-4, respectively. The input address information is compared with the defective address information in the address comparison circuits 12-1 and 12-2 provided in the redundancy determination circuits 10-1 to 10-4, respectively. Comparison information between the defective address information and the input address information, that is, outputs FOUT1 and FOUT2 are input to the
[0060]
If any one of the
[0061]
In the case of such a configuration, if even one defective cell is to be remedied, the number of
[0062]
Due to these factors, the number of
[0063]
On the other hand, in the first embodiment, the
[0064]
Therefore, according to the first embodiment, it is possible to increase the operation speed while suppressing an increase in the chip area.
[0065]
All the
[0066]
On the other hand, in the first embodiment, the
[0067]
In order to cause the
[0068]
According to such a configuration, it is possible to reduce the number of inverters constituting the
[0069]
Further, since the number of inverters constituting the
[0070]
[Second Embodiment]
4A and 4B are circuit diagrams showing circuit examples of the address comparison circuit according to the second embodiment of the present invention. Note that in FIGS. 4A and 4B, portions common to those in FIG. 3A are denoted by common reference numerals.
[0071]
As shown in FIG. 4A, the address comparison circuit 12A includes a defective address designating
[0072]
[0073]
The clocked
[0074]
The
[0075]
The address comparison circuit 12B shown in FIG. 4B is different from the address comparison circuit 12A in the circuit configuration of the
[0076]
[0077]
The clocked
[0078]
Further, the
[0079]
According to the address comparison circuits 12A and 12B according to the second embodiment as described above, the
[0080]
Further, when the second embodiment is combined with the first embodiment, the following effects can be further obtained.
[0081]
For example, the address comparison circuit 12A is used for the
[0082]
The output (output node 35) of the
[0083]
Further, the output (output node 35) of the
[0084]
In this case, the address comparison circuit 10A is used for the
[0085]
[Third Embodiment]
The third embodiment is another example of a semiconductor memory device using the comparison circuits 10A and 10B according to the second embodiment.
[0086]
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention.
[0087]
As shown in FIG. 5, in the third embodiment, no repeater is used for the
[0088]
According to the third embodiment, the capacity of the circuit subsequent to the
[0089]
Further, since the
[0090]
[Fourth Embodiment]
The fourth embodiment is still another example of the semiconductor memory device having the comparison circuits 10A and 10B according to the second embodiment. In the third embodiment, all the
[0091]
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention.
[0092]
As shown in FIG. 6, the
[0093]
Even if it is such a structure, the effect similar to 3rd Embodiment can be acquired.
[0094]
[Fifth Embodiment]
The fifth embodiment relates to an address decoder using a predecoding method, for example, a row decoder or a column decoder. Prior to the description of the fifth embodiment, an address signal predecoding method will be described.
[0095]
FIG. 7 is a circuit diagram of an address decoder that directly decodes an address signal.
[0096]
As shown in FIG. 7, the 4-bit address signal ADD <0: 3> has 2FourThere are 16 combinations. Address signals ADD <0: 3> are input to the 16 sets of decoding circuits 50-0 to 50-15 in accordance with 16 combinations.
[0097]
Decode circuits 50-0 to 50-15 are, for example, four-input NAND circuits, and their output nodes R <0:15> are set to “LOW” level only when all four inputs are at “HIGH” level. . When the 4-bit address signal ADD <0: 3> is directly decoded, one address signal line is connected to 8 sets out of 16 sets of decode circuits 50-0 to 50-15.
[0098]
FIG. 8A is a circuit diagram showing an address decoder using a predecode method, and FIG. 8B is a circuit diagram of a predecode circuit.
[0099]
In contrast to the decoder shown in FIG. 7, a decoder using a predecode method first predecodes a 4-bit address signal ADD <0: 3> using the predecode circuit shown in FIG. , Predecode signals XA <0: 3> and XB <0: 3> are generated. These predecode signals XA <0: 3> and XB <0: 3> are input to 16 sets of decode circuits 50-0 to 50-15 as shown in FIG. FIG. 8C shows the predecode circuit input (address signals ADD <0: 3>, bADD <0: 3>) and output (predecode signals XA <0: 3>, XB <0: 3>). Show the relationship.
[0100]
When the predecode method is used, the predecode signal lines corresponding to the address signal lines may be connected to four sets of the 16 sets of decode circuits 50-0 to 50-15. Therefore, the load on the predecode signal line can be halved, and the decode circuits 50-0 to 50-15 need only have two inputs, and the decode circuits 50-0 to 50-15 can be simplified.
[0101]
As described above, the predecoding method is widely used because it can reduce the load capacity of the signal line and can simplify the decoding circuit as compared with the case where the predecoding method is not employed.
[0102]
FIG. 9A is a circuit diagram showing an address decoder using the predecoding scheme according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a circuit diagram of the predecoding circuit.
[0103]
First, as shown in FIG. 9A, the address signals bADD2 and bADD3 are transmitted to the
[0104]
A first address
[0105]
The first address
[0106]
The second address
[0107]
According to the address decoder according to the fifth embodiment, the load capacity of the signal line can be reduced as compared with the case where the address signal is directly input to the decoder, as in the predecoding method. Further, the
[0108]
Further, when the 4-bit address signal ADD <0: 3> is decoded, the number of address signal lines arranged in parallel to each other is eight. This does not change even when the predecoding method shown in FIG. 8 is used. However, in the fifth embodiment, there are four
[0109]
Further, as shown in FIG. 9A, the circuit of the first address
[0110]
That is, when the circuit of the first address
[0111]
Next explained is a modification of the fifth embodiment of the invention.
[0112]
FIG. 10 is a circuit diagram showing an address decoder according to a modification of the fifth embodiment of the present invention.
[0113]
As shown in FIG. 10, when the decode circuit 62 (62-0 to 62-3) is, for example, a NAND circuit, the
[0114]
In the fifth embodiment, an address decoder using a CMOS NAND circuit is illustrated, but a decoder using a CMOS NOR circuit or a dynamic decoder controlled by a precharge signal may be used.
[0115]
As an address decoder to which the fifth embodiment is applied, for example, a row decoder or a column decoder is preferable.
[0116]
In addition, the circuits shown in FIGS. 9 and 10 can correspond to both the row decoder and the column decoder, or a part thereof.
[0117]
[Sixth Embodiment]
FIG. 11 is a circuit diagram showing an address decoder using a predecoding scheme according to the sixth embodiment of the present invention.
[0118]
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 11, taking as an example a decoding method in a block composed of 64 sets of unit regions R <0:63>.
[0119]
As shown in FIG. 11, the decoders 70 (70-0 to 70-3) grouped in 16 sets are predecoded signals XA <0: 3>, XB <0: 3>, XC <0: 3>. And 64 sets of unit areas R <0:63> are decoded.
[0120]
Predecode signal XB <0: 3> is generated from address signal bADD <2: 3>. bADD <2: 3> is gated by the NOR circuit 71 (71-0 to 71-3) and inverted and amplified by the signal bBLKSEL for enabling the block shown in FIG. It is converted into a signal in phase with the signal ADD <2: 3>.
[0121]
The load capacity of the signal line can be reduced also by receiving the address signal bADD <2: 3> at the gate and inverting and amplifying the address signal bADD <2: 3> into the
[0122]
Further, even if the address signal bADD <2: 3> is supplied to the
[0123]
Predecode signal XC <0: 3> is used in units of 16 sets. This is very similar to the fifth embodiment except that the address signal bADD <4: 5> is supplied to the
[0124]
For the unit region R <0:31> shown in FIG. 11, the address signal bADD <4: 5> is a local inversion circuit from the
[0125]
Further, the address signal bADD <4: 5> is directly supplied from the
[0126]
Even in such a system, the capacitance of the decoder 70 is separated from the
[0127]
Further, the signal bBLKSEL for enabling the block shown in FIG. 11 is input to the NOR circuit 71 (71-0 to 71-3), and the address signal bADD <2: 5> is gated by the signal bBLKSEL.
[0128]
According to such a configuration, it is possible to reduce unnecessary current consumption. Further, if the method used in the predecode signal XC <0: 3> is used, the address signal bADD <4: 5> If is reset, the predecode signal XC <0: 3> can always be reset.
[0129]
Also in the examples as shown in FIGS. 9 and 10, unnecessary current consumption can be reduced as described above if the
[0130]
[Seventh Embodiment]
FIG. 12 is a circuit diagram showing an address decoder using a predecode system according to the seventh embodiment of the present invention. Hereinafter, the seventh embodiment will be described with reference to FIG. 12, taking as an example a decoding method in a block composed of 16 sets of unit regions R <0:15>.
[0131]
As shown in FIG. 12, in the seventh embodiment, the address
[0132]
A repeater group 80-2 including a plurality of in-phase repeaters is provided between the
[0133]
A
[0134]
A
[0135]
The seventh embodiment has a plurality of in-phase repeater groups 80 (80-1 and 80-2) instead of the type that inverts signals as in the past, and configures these repeater groups 80. Each repeater is controlled by the most significant address signal used for decoding and its complementary signal.
[0136]
When 16 sets of unit areas R <0:15> are decoded with a 4-bit signal of the address signal ADD <0: 3>, the following address assignment is conceivable.
[0137]
[Table 1]
[0138]
As can be seen from Table 1, the most significant address signal ADD3 has the same value in the unit region R <0: 7> or the unit region R <8:15>. In the unit region R <0: 7> and the unit region R <8:15>, the decoding method using the address signal ADD <0: 2> is exactly the same.
[0139]
Therefore, when the repeater groups 80-1 and 80-2 are respectively inserted between the unit region R <7> and the unit region R <8> and immediately before the unit region R <0>, these relays are connected. The instrument groups 80-1 and 80-2 are controlled by the address signal ADD3 and its complementary signal, respectively. As a result, the number of signal lines can be reduced, and the number of signals input to the decode circuits 81-0 to 81-15 constituting the
[0140]
For example, in the example shown in FIG. 7, the number of signal lines required to decode the 4-bit address signal ADD <0: 3> is eight, but in the seventh embodiment, a BLKSEL line is inserted. Can be reduced to five.
[0141]
Compared with the example of the predecoding method shown in FIG. 8, not only the number of wirings can be reduced, but also the number of signals input to the decoding circuit 81 can be reduced. Therefore, it is advantageous from the viewpoint of chip area and operation speed.
[0142]
In the case of the circuit configuration shown in FIG. 12, even if the signal BLKSEL is deactivated, for example, the unit region R <0> is selected if at least the address signals ADD <0: 3> are all at the “LOW” level. It becomes a state. In order to improve this, for example, the decode circuits constituting the decode circuit group 81 may be latched.
[0143]
In the above-described inventions according to the first to seventh embodiments, a signal line with a heavy load capacity is divided into a plurality of parts by inserting a repeater, and the circuit configuration using the signal line as an input is divided. By arranging each signal line to operate in reverse phase, the load capacity of the address signal can be reduced without increasing the number of gate stages for operating the circuit including the repeater. As a result, it is possible to suppress a decrease in operating speed and at the same time suppress an increase in chip area.
[0144]
Further, in the comparison circuit constituting the
[0145]
[Eighth Embodiment]
Currently, a commonly used redundancy technology method uses a plurality of rows or columns of cell arrays as cell array units for relief, and a defective cell array unit as a result of a test is spared of the same size. This is a replacement method using elements (redundant arrays).
[0146]
In order to store the address information of the defective cell array unit, it is necessary to use a nonvolatile storage element, and a fuse is usually used. Since the address information is composed of a plurality of bits, a fuse set including a plurality of fuses corresponding to the plurality of bits is a unit of redundancy.
[0147]
Normally, a spare element and a fuse set are in one-to-one correspondence, and the same number of fuse sets as spare elements are provided in a chip. When a spare element is used, the fuse in the corresponding fuse set is cut according to the address.
[0148]
In recent years, in order to increase the operation speed, various types of memory chips have been proposed, such as a Rambus DRAM, which has a plurality of banks inside the chip and can take a state in which these banks are activated simultaneously. Such a memory chip cannot have a spare element that covers a memory cell beyond a bank, so a spare element concentrated arrangement method (1995, VLSI symp. , P108) cannot be adopted, and it is necessary to prepare spare elements for each bank independently. At this time, the method in which the spare element and the fuse set are in a one-to-one correspondence requires a huge number of fuse sets. In other words, if the spare element can cover only a narrow range due to restrictions on the number of banks, high-speed operation, etc., a spare element must be provided for each narrow cell array region in order to cope with the uneven distribution of defects. I must. When this is considered as a whole chip, spare elements that greatly exceed the average number of defects per chip are incorporated into the chip, which deteriorates the area efficiency. Further, in the system in which the spare elements and the fuse sets are made to correspond one-to-one, the number of fuse sets increases as the number of spare elements increases.
[0149]
As a system for dealing with this problem, a system that flexibly corresponds a spare element and a fuse set has been proposed. Although the basic idea is to increase the number of spare elements, there is no choice but to reduce the number of fuse sets built into the chip without reducing the yield by destroying the one-to-one correspondence with fuse sets. Can be made possible. Hereinafter, this method is referred to as flexible mapping redundancy.
[0150]
(Reference: ISSC '99 "A 1.6GB / s DRAM with Flexible Mapping Redundancy Technique and Additional Refresh Scheme") In flexible mapping redundancy, a spare element (hereinafter referred to as a fuse set) is stored in a storage circuit (hereinafter referred to as a fuse set) for storing defective addresses. Mapping information with the redundant array) is also stored, and information regarding which redundant array the fuse set is associated with is retained. As a result, the number of fuses per fuse set is increased by this mapping information compared to the conventional one-to-one correspondence between redundant arrays and fuse sets, but it is suitable for the average number of defects per chip. Therefore, the number of fuse sets can be reduced compared to the one-to-one correspondence described above, and the total number of fuses (= number of fuse sets × number of fuses per fuse set) Has the advantage of reducing. Accordingly, even when defects are unevenly distributed, it is possible to improve the area efficiency of the redundancy circuit by reducing the number of fuses necessary for the defect relief while enabling the defect relief with a high degree of freedom.
[0151]
The eighth embodiment relates to such flexible mapping redundancy.
[0152]
Prior to the description of the eighth embodiment, flexible mapping redundancy will be described as a reference example.
[0153]
FIG. 13 is a diagram showing a memory cell array of the semiconductor memory device according to the first reference example of the eighth embodiment of the present invention.
[0154]
First, as shown in FIG. 13, the
[0155]
Four subarrays A (0, n) to A (4, n) arranged in the row direction constitute one bank, and in this example, 16 banks BANKn (n = 0 to 15) are provided. Has been placed. Similarly, 16 subarrays A (m, 0) to A (m, 15) arranged in the column direction constitute one segment, and in this example, four segments SEGMENTm (m = 0 to 3). ) Is arranged. When a row address (ROW ADD) and a column address (COLUMN ADD) supplied from the outside via an address buffer are input, they are decoded by a row decoder (RD) and a column decoder (CD), respectively. A word line (WL) and a column selection line (CSL) are selected, and operations such as writing and reading can be performed on a memory cell designated by the address.
[0156]
As shown in FIG. 13, redundant arrays RA (m, n); m = 0 to 7, and n = 0 to 15 are arranged as redundant cell arrays at both ends along the row direction of each subarray A (m, n). ing. The total number of redundant arrays RA (m, n) is 8 × 16 = 128. The redundant array RA (m, n) is selected by spare column selection lines (SCSL0 to SCSL7). Spare column selection lines (SCSL0 to SCSL7) are arranged in parallel with the column selection line (CSL) and are shared for all banks in the same segment. Such spare column selection lines (SCSL0 to SCSL7) are driven by a spare column selection line driver (SCD).
[0157]
When a memory cell in the sub-array A (m, n) is defective, the redundant array RA (m, n) is replaced by replacing the column selection line CSL corresponding to the cell array unit including the defective memory cell with the spare column selection line SCSL. n) is replaced. Control information regarding which address is to be replaced is programmed in the nonvolatile memory circuit. A nonvolatile memory circuit generally uses a fuse. In this example, 14 fuse sets (FA0 to FA13) are prepared as nonvolatile memory circuits, and are arranged in an array along the column decoder and the spare column drive circuit (hereinafter, for convenience, the fuse set). Called an array). The fuse set (FA0 to FA13) is a redundancy determination circuit that determines whether or not to replace a defective cell. One fuse set designates one spare column selection line SCSL.
[0158]
FIG. 14 is a diagram showing a fuse set array according to a first reference example of the eighth embodiment of the present invention. Note that points A to P in FIG. 14 are connected to points A to P in FIG. 13, respectively.
[0159]
As shown in FIGS. 13 and 14, in the flexible mapping redundancy, each of the fuse sets (FA0 to FA13) is flexibly associated with the redundant array RA (m, n). In this example, each of the 14 fuse sets (FA0 to FA13) can correspond to any of the 128 redundant arrays RA (m, n). For this reason, the outputs of the fuse sets (FA0 to FA13) are wired or connected to replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT7 for determining whether or not to perform redundancy replacement. The potential of the replacement control signal line RDHITn is normally “LOW” level, but becomes “HIGH” level when the nth spare column selection line SCSLn is driven. In this case, the column selection line (CSL) of the normal cell array corresponding to the nth replacement control signal line RDHITn is not driven.
[0160]
FIG. 15 is a circuit diagram showing a circuit example of a fuse set.
[0161]
As shown in FIG. 15, the fuse set includes a defective address
[0162]
The defective address designating
[0163]
The
[0164]
The fuse information
[0165]
The fuse information
[0166]
The
[0167]
The
[0168]
With flexible mapping redundancy, you can certainly reduce the number of fuse sets. However, since the correspondence between the fuse set and the redundant array is flexible, when the degree of integration of the chip is increased and the number of fuse sets is increased accordingly, one replacement control signal line (RDHITn) is increased. Each fuse set will be connected. As a result, the junction capacitance added to one replacement control signal line (RDHITn) increases by the output transistor at the final stage of the increased fuse set, and the load capacitance increases. This causes a delay in the signal propagated to the replacement control signal line (RDHITn). In general, the path of the replacement control signal line (RDHITn) is a critical path, which hinders speeding up of the operation.
[0169]
FIG. 16 is a diagram showing a memory cell array having a 32-bank configuration according to the second reference example, and FIG. 17 is a diagram showing the fuse cell array. Note that points A to P in FIG. 16 are connected to points A to P in FIG. 17, respectively.
[0170]
For example, as shown in FIGS. 16 and 17, when the integration density is increased from the 16-bank configuration to the 32-bank configuration, 28 fuse sets (FA0 to FA13, FB0 to FB13) are provided so as not to reduce the repair efficiency. Is provided. In this case, the junction capacitance added to one replacement control signal line (RDHITn) is twice that of the 14 fuse sets (FA0 to FA13) shown in FIG. The effect of signal delay is not negligible.
[0171]
Further, when the length L-FSA of the fuse set array including 14 fuse sets (FA0 to FA13) is substantially equal to the length L-MCA along the row direction of the
[0172]
Considering the area penalty of the fuse set placement portion in the chip, the area of the fuse set placement portion is determined by the number of wiring layers and the pitch between the wiring layers, rather than the area of the underlying transistor formation portion.
[0173]
As shown in FIG. 17, when the fuse set array is arranged in two rows in the fuse set arrangement section, eight replacement control signal lines (RDHIT0 to RDHIT7) are folded back to the fuse set arrangement section, and 16 lines are arranged. Be placed. Thus, an increase in the wiring layers arranged in the fuse set arrangement part, that is, the replacement control signal lines (RDHIT0 to RDHIT7) directly leads to an increase in the area of the fuse set arrangement part, and hence an increase in the area of the chip.
[0174]
In view of the above situation, an object of the eighth embodiment is to reduce the load capacity of a replacement control signal line while satisfying the requirement for high integration in a semiconductor memory device using flexible mapping redundancy.
[0175]
FIG. 18 is a diagram showing a fuse set array provided in a semiconductor memory device according to the eighth embodiment of the present invention. It is assumed that points A to P in FIG. 18 are connected to points A to P in FIG. 16, respectively.
[0176]
As shown in FIG. 18, eight replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT7 are provided corresponding to the eight spare selection line drivers (SCD) shown in FIG. Replacement control information for driving each corresponding spare selection line driver (SCD) is transmitted to replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT7. The replacement control signal lines RDHIT0 and RDHIT1 correspond to SEGMENT0 among the four segments SEGMENT0 to SEGMENT3. Similarly, replacement control signal lines RDHIT2 and RDHIT3 correspond to SEGMENT1, replacement control signal lines RDHIT4 and RDHIT5 correspond to SEGMENT2, and replacement control signal lines RDHIT6 and RDHIT7 correspond to SEGMENT3. The replacement control information is output from the fuse sets FA0 to FA13 or FB0 to FB13.
[0177]
In the eighth embodiment, the fuse sets FA0 to FA13 are provided corresponding to the four replacement control signal lines RDHIT0, RDHIT2, RDHIT4, and RDHIT6 among the eight replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT7. The sets FB0 to FB13 are provided corresponding to the other four replacement control signal lines RDHIT1, RDHIT3, RDHIT5, and RDHIT7.
[0178]
FIG. 19 is a circuit diagram illustrating a circuit example of the fuse set (FA0 to FA13).
[0179]
As shown in FIG. 19, the fuse set has a defective address
[0180]
The fuse set shown in FIG. 19 is different from the fuse set shown in FIG. 15 as follows.
[0181]
First, as the number of banks increases from “16” to “32”, one address b4 for designating a bank is added. Thus, a total of 12 fuses FS of the defective address designating
[0182]
Second, the
[0183]
According to such an eighth embodiment, compared to the fuse set according to the reference example shown in FIG. 17, two spare column selection lines SCSL in the same segment (relief unit), for example, the spare in FIG. A plurality of outputs from the fuse sets connected to the replacement control signal lines RDHIT0 and RDHIT1 for controlling the column selection lines SCSL0 and SCSL1 are independent from each other and are not wired or connected.
[0184]
On the other hand, in different segments (relief units), as in the flexible mapping redundancy of the reference example, the corresponding fuse set (FA0 to FA13, RDHIT1, RDHIT3, RDHIT5 for RDHIT0, RDHIT2, RDHIT4, and RDHIT6 in FIG. 18). The outputs of FB0 to FB13) are wired or connected to RDHIT7. As a result, as can be seen from a comparison between FIG. 17 and FIG. 18, the number of fuse sets connected to one replacement control signal line can be reduced within a range where the repair efficiency is not lowered. This example is effective when the probability that 16 banks or more must be relieved by each of the two spare column selection lines is extremely low. Accordingly, the junction capacitance of the output transistor at the final stage of the fuse set, which is a parasitic capacitance added to one replacement control signal line, is reduced, and the delay of the replacement control information in the replacement control signal line that forms part of the critical path is reduced. Can be suppressed.
[0185]
Further, as shown in FIG. 18, the number of wiring layers arranged in the fuse set arrangement portion, that is, the number of replacement control signal lines can be reduced to eight, half of the reference example shown in FIG. For this reason, the area of the fuse set arrangement portion regulated by the pitch of the replacement control signal line can be reduced by that amount, and an increase in chip area is effectively suppressed.
[0186]
Further, in the reference example shown in FIG. 17, the mapping fuse circuit needs to designate any one of the eight replacement control signal lines. In the eighth embodiment, four replacement control signal lines are used. You only need to specify one of them. For this reason, there is also an advantage that the number of fuses in the mapping fuse circuit can be reduced.
[0187]
[Ninth Embodiment]
FIG. 20 is a diagram showing a fuse set array included in a semiconductor memory device according to the ninth embodiment of the present invention. Note that points A to P in FIG. 20 are connected to points A to P in FIG. 16, respectively.
[0188]
As shown in FIG. 20, similarly to the eighth embodiment, 28 fuses of 28 fuse sets FA0 to FA13 and FB0 to FB13 are provided.
[0189]
The rows of fuse sets FA0 to FA13 are arranged in parallel with the rows of fuse sets FB0 to FB13. Four wiring layers are arranged between these columns. Each of the four wiring layers is separated in the middle of these columns (between fuse sets FA6 and FA7 and between FB6 and FB7 in this example). The four wiring layers arranged between the fuse sets FA0 to FA6 and the fuse sets FB0 to FB6 constitute replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT3, respectively. Also, the four wiring layers arranged between the fuse sets FA7 to FA13 and the fuse sets FB7 to FB13 constitute replacement control signal lines RDHIT4 to RDHIT7, respectively. The fuse sets FA0 to FA6 and FB0 to FB6 are respectively connected to replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT3, and the fuse sets FA7 to FA13, FB7 to FB13 are respectively connected to replacement control signal lines RDHIT4 to RDHIT7.
[0190]
According to the ninth embodiment, as in the eighth embodiment, the number of fuse sets connected to one replacement control signal line (RDHITn) is reduced. Thereby, the junction capacity added to the replacement control signal line (RDHITn) is reduced, and the load capacity can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the delay of replacement control information in the replacement control signal line.
[0191]
In the ninth embodiment, as shown in FIG. 20, eight replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT7 can be arranged in a space for four wiring layers. As described above, the number of replacement control signal lines arranged in the fuse set arrangement part can be substantially reduced to four, so that an increase in the area of the fuse set arrangement part is further easily suppressed.
[0192]
However, in the ninth embodiment, since the number of fuse sets corresponding to one segment is reduced from 28 in the eighth embodiment to 14, the relief efficiency is slightly lowered as compared with the eighth embodiment. However, in the implementation, the eighth embodiment may be selected when increasing the relief efficiency and the ninth embodiment is selected when the suppression of the increase in the chip area is more strongly required. In any case, since the junction capacity added to one replacement control signal line is reduced, the load capacity is reduced.
[0193]
[Tenth embodiment]
FIG. 21 is a diagram showing a memory cell array of a semiconductor memory device according to the tenth embodiment of the present invention, and FIG. 22 is a diagram showing the fuse cell array. It is assumed that points A to P in FIG. 21 are connected to points A to P in FIG. 22, respectively.
[0194]
As shown in FIG. 21, in the tenth embodiment, three redundant arrays RA (m, n) are provided for one subarray A (m, n). That is, two at one end along the row direction of each subarray A (m, n), one at the other end, and redundant array RA (m, n) as a redundant cell array; m = 0 to 11, n = 0 to 31 Is arranged. The total number of redundant arrays RA (m, n) is 12 × 32 = 384. The redundant array RA (m, n) is selected by spare column selection lines (SCSL0 to SCSL11).
[0195]
As shown in FIG. 22, the fuse set array is provided with 12 replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT11 corresponding to the 12 spare selection line drivers (SCD) shown in FIG. Yes. Replacement control information for driving each corresponding spare selection line driver (SCD) is transmitted to replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT11.
[0196]
The replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT2 correspond to SEGMENT0 among the four segments SEGMENT0 to SEGMENT3. Similarly, replacement control signal lines RDHIT3 to RDHIT5 correspond to SEGMENT1, replacement control signal lines RDHIT6 to RDHIT8 correspond to SEGMENT2, and replacement control signal lines RDHIT9 to RDHIT11 correspond to SEGMENT3. The replacement control information is output from the fuse sets FA0 to FA13 or FB0 to FB13.
[0197]
In the tenth embodiment, the fuse sets FA0 to FA13 correspond to six replacement control signal lines RDHIT0, RDHIT2, RDHIT4, RDHIT6, RDHIT8, and RDHIT10 out of twelve replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT11. Is provided. The fuse sets FB0 to FB13 are provided corresponding to the other six replacement control signal lines RDHIT1, RDHIT3, RDHIT5, RDHIT7, RDHIT9, and RDHIT11.
[0198]
In the tenth embodiment as well, as in the eighth and ninth embodiments, the number of fuse sets connected to one replacement control signal line can be reduced, so that the load capacity of the replacement control signal line can be reduced. Can be reduced.
[0199]
Further, when the plurality of replacement control signal lines are respectively divided and corresponded to the plurality of fuse sets, it is preferable to divide and correspond to the same number.
[0200]
In other words, when there are eight replacement control signal lines, the replacement control signal lines are divided into four as in the eighth and ninth embodiments, each corresponding to 14 fuse sets. Further, when there are 12 replacement control signal lines, it is divided into 6 pieces as in the tenth embodiment, and each of them corresponds to 14 fuse sets. By dividing into equal numbers in this way, it is possible to suppress a reduction in repair efficiency.
[0201]
For example, when the 12 replacement control signals are divided into 8 and 4, and each of them corresponds to 14 fuse sets, there is of course an effect of reducing the load capacity of the replacement control signal line. On the other hand, that is, it is reduced to 14 fuse sets corresponding to 8 replacement control signals. Such a situation can be solved by making six fuses correspond to 14 fuse sets. Therefore, it is preferable that the replacement control signal lines are divided into equal numbers.
[0202]
[Eleventh embodiment]
As described above, based on the basic configuration described in the eighth to tenth embodiments, the number of fuse sets, the method of dividing the replacement control signal line, the number of redundant arrays in the same segment (or the redundant array for one subarray) For example, various variations are possible. One example will be described as an eleventh embodiment.
[0203]
FIG. 23 is a diagram showing a memory cell array of a semiconductor memory device according to the eleventh embodiment of the present invention, and FIG. 24 is a diagram showing the fuse cell array. Note that points A to P in FIG. 23 are connected to points A to P in FIG. 24, respectively.
[0204]
In the eleventh embodiment, the number of fuse sets is 56, the number of replacement control signal lines is divided into four, and the number of redundant arrays is four for one subarray A (m, n). is there.
[0205]
As shown in FIG. 23, in the eleventh embodiment, redundant arrays RA (m, n) as redundant cell arrays, two at each end along the row direction of each subarray A (m, n); m = 0 ˜15, n = 0˜31 are arranged. The total number of redundant arrays RA (m, n) is 16 × 32 = 512. The redundant array RA (m, n) is selected by spare column selection lines (SCSL0 to SCSL15).
[0206]
As shown in FIG. 24, the fuse set array is provided with 16 replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT15 corresponding to the 16 spare selection line drivers (SCD) shown in FIG. Yes. Replacement control information for driving each corresponding spare selection line driver (SCD) is transmitted to replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT15.
[0207]
The replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT3 correspond to SEGMENT0 among the four segments SEGMENT0 to SEGMENT3. Similarly, replacement control signal lines RDHIT4 to RDHIT7 correspond to SEGMENT1, replacement control signal lines RDHIT8 to RDHIT11 to SEGMENT2, and replacement control signal lines RDHIT12 to RDHIT15 to SEGMENT3. The replacement control information is output from fuse sets FA0 to FA13, FB0 to FB13, fuse sets FC0 to FC13, or fuse sets FD0 to FD13.
[0208]
In the tenth embodiment, the fuse sets FA0 to FA13 are provided corresponding to four replacement control signal lines RDHIT0, RDHIT4, RDHIT8, and RDHIT12 among the 16 replacement control signal lines RDHIT0 to RDHIT15. . The fuse sets FB0 to FB13 are provided corresponding to the other four replacement control signal lines RDHIT1, RDHIT5, RDHIT9, and RDHIT13. Further, the fuse sets FC0 to FC13 are provided corresponding to four other replacement control signal lines RDHIT2, RDHIT6, RDHIT10, and RDHIT14. The fuse sets FD0 to FD13 are provided corresponding to the remaining four replacement control signal lines RDHIT3, RDHIT7, RDHIT11, and RDHIT15.
[0209]
In the eleventh embodiment as well, as in the eighth to tenth embodiments, the number of fuse sets connected to one replacement control signal line can be reduced, so that the load capacity of the replacement control signal line can be reduced. Can be reduced.
[0210]
In addition to the eleventh embodiment, the number of fuse sets, the method of dividing the replacement control signal line, the number of redundant arrays in the same segment (or the number of redundant arrays for one subarray), etc. Variations are possible.
[0211]
Further, there may be a case where all redundant arrays in the same segment cannot be divided into fuse set rows that are not wired-or-connected to each other. In this case, it suffices to divide within a separable range or only a part of the separable range.
[0212]
The outputs from the fuse sets FA0 to FA13 connected to two SCSLs in the same segment, for example, the replacement control signal line RDHIT0 for controlling the spare column selection line SCSL0, are the replacement control signal lines for controlling the spare column selection line SCSL1. The outputs from the fuse sets FB <b> 0 to FB <b> 13 connected to the RDHIT <b> 1 are independent from each other and are not connected to the wired OR. However, the conceptually divided fuse sets FA0 to FA13 and FB0 to FB13 may be arranged in any manner in an actual chip. However, as an actual problem, as the integration density of the chip increases and the number of fuse sets increases, it becomes difficult to arrange the fuse sets in a line, and two or three rows as in the eighth to tenth embodiments, Or it is in the direction arrange | positioned along with 4 rows like 11th Embodiment.
[0213]
As described above, the eighth to eleventh embodiments are merely examples, and as a storage element of the defective address storage circuit, an element other than a fuse, such as a PROM cell, a storage element (antifuse) for storing a capacitor by dielectric breakdown, or the like. May be used.
[0214]
Further, as the fuse circuit, a circuit having another configuration may be used. In addition, in the embodiments, the fuse circuit is different in arrangement and number, and in the embodiments, it is represented by words such as bank and segment. However, it can also be applied to an array composed of the same thing conceptually. is there.
[0215]
In the eighth to eleventh embodiments, the method of replacing with a spare column selection line is exemplified. However, the present invention can be applied to a method of replacing with a spare word line.
[0216]
As described above, in the flexible mapping redundancy in which the redundant array and the fuse set are flexibly associated with each other, the replacement control signal RDHIT input to the driver that drives the redundant array usually has a plurality of outputs from each fuse set. Corresponding terminals are wired or connected to each other.
[0217]
On the other hand, according to the semiconductor memory devices according to the eighth to eleventh embodiments, in the plurality of redundant arrays within the same repair range, the replacement control signal RDHIT input to the driver that drives each redundant array. Thus, the plurality of fuse set rows are divided into fuse set rows in which output terminals from each fuse set are not wired-or connected. As a result, it is possible to increase the speed by reducing the parasitic capacitance with respect to the replacement control signal and to suppress the increase in the area of the fuse portion by reducing the number of wirings in the fuse portion without reducing the relief efficiency due to redundancy. be able to.
[0218]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit device capable of satisfying a demand for high integration while suppressing a decrease in operation speed due to high integration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a relief circuit.
3A is a circuit diagram showing an example of an address comparison circuit, FIG. 3B is an operation waveform diagram showing an example of an operation of the address comparison circuit, and FIG. 3C is a fuse (Fuse). ) Is a diagram showing the relationship between the state and output (FOUT).
FIGS. 4A and 4B are circuit diagrams each showing a circuit example of an address comparison circuit according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor memory device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram of a decoder that is directly decoded by an address signal.
8A is a circuit diagram of a decoder using a predecode method, FIG. 8B is a circuit diagram of a predecode circuit, and FIG. 8C is a relationship between input and output of the predecode circuit. FIG.
9A is a circuit diagram showing an address decoder using a predecoding method according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 9B is a circuit diagram of a predecoding circuit, and FIG. ) Is a diagram showing the relationship between the input and output of the predecode circuit.
FIG. 10 is a circuit diagram showing an address decoder according to a modification of the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a circuit diagram showing an address decoder using a predecoding scheme according to a sixth embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a circuit diagram showing an address decoder using a predecoding method according to a seventh embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a view showing a memory cell array according to a first reference example of the eighth embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a diagram showing a fuse set array according to a first reference example of the eighth embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a circuit diagram showing an example of a circuit of a fuse set.
FIG. 16 is a view showing a memory cell array according to a second reference example of the eighth embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a view showing a fuse set array according to a second reference example of the eighth embodiment of the present invention;
FIG. 18 is a view showing a fuse set array included in a semiconductor memory device according to an eighth embodiment of the present invention;
FIG. 19 is a circuit diagram showing a circuit example of a fuse set included in a semiconductor memory device according to an eighth embodiment of the present invention;
FIG. 20 is a view showing a fuse set array included in a semiconductor memory device according to a ninth embodiment of the present invention;
FIG. 21 is a view showing a fuse set array provided in a semiconductor memory device according to a tenth embodiment of the present invention;
FIG. 22 is a circuit diagram showing a circuit example of a fuse set included in a semiconductor memory device according to a tenth embodiment of the present invention;
FIG. 23 is a view showing a fuse set array included in a semiconductor memory device according to an eleventh embodiment of the present invention;
FIG. 24 is a circuit diagram showing a circuit example of a fuse set included in a semiconductor memory device according to an eleventh embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 ... cell array,
2A, 2B ... relief circuit,
3 ... Address generation circuit,
4 ... Repeater,
5, 5A, 5B, 5C ... address signal lines,
10: Redundancy determination circuit,
11 ... Fuse circuit for enabling,
12: Address comparison circuit,
13: determination circuit,
14 ... Output circuit,
21 ... Fuse circuit for specifying a defective address,
22 ... Latch circuit,
23, 23A, 23B ... transfer circuit,
31 ... NMOS,
32 ... PMOS,
33, 34 ... Transfer gate,
35 ... Output node of the
36, 37A, 37B ... inverter,
38A, 38B ... Clocked inverter,
39A, 39B ... Transfer gate,
60A, 60B ... Address signal processing circuit,
61A, 61B ... Predecode circuit group,
62A, 62B ... decode circuit group,
63: Predecode signal line group,
64 ... Shared NMOS,
70: Decoder,
71 ... NOR circuit,
72 ... Global wiring,
73A, 73B ... Predecode circuit,
74 ... Global wiring,
75 ... NOR circuit,
76A, 76B ... Predecode circuit,
80 ... repeater group,
81A, 81B ... decode circuit group,
100: Memory cell array,
201 ... Fuse circuit for specifying a defective address,
202 ... Address comparison circuit,
203 ... fuse information coincidence detection circuit,
204... Fuse circuit for enabling,
205 ... Decoder,
206 A mapping fuse circuit.
Claims (11)
前記第1の信号線群に並行するとともに、少なくとも2つの第1の部分および第2の部分に分割された、少なくとも2ビットの情報を伝える第2の信号線群と、
前記第2の信号線群の第1の部分と前記第2の信号線群の第2の部分との間に設けられ、前記第1の部分に伝わる情報を、そのロジックを反転させて前記第2の部分に伝える中継器群と、
前記第1の部分に伝わる情報をプリデコードする第1のプリデコード回路群と、
前記第1のプリデコード回路群と同じ構成を持ち、前記第2の部分に伝わる情報をプリデコードする第2のプリデコード回路群と、
前記第1のプリデコード回路のプリデコード情報と前記第1の信号線群に伝わるプリデコード情報とをデコードする第1のデコード回路群と、
前記第1のデコード回路群と同じ構成を持ち、前記第2のプリデコード回路のプリデコード情報と前記第1の信号線群に伝わるプリデコード情報とをデコードする第2のデコード回路群と
を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。A first signal line group for transmitting predecoded information obtained by predecoding at least two bits of information;
A second signal line group for transmitting at least two bits of information parallel to the first signal line group and divided into at least two first and second parts;
Information that is provided between the first part of the second signal line group and the second part of the second signal line group and that transmits information transmitted to the first part by inverting its logic. A group of repeaters to be transmitted to part 2,
A first predecode circuit group for predecoding information transmitted to the first portion;
A second predecode circuit group having the same configuration as the first predecode circuit group and predecoding information transmitted to the second portion;
A first decode circuit group for decoding predecode information of the first predecode circuit and predecode information transmitted to the first signal line group;
A second decode circuit group that has the same configuration as the first decode circuit group and decodes predecode information of the second predecode circuit and predecode information transmitted to the first signal line group. A semiconductor integrated circuit device.
前記信号線群の第1の部分に伝わる前記複数ビットの情報を前記第2の部分に伝えるとともに、少なくとも1ビットの情報により制御される第1の中継器群と、
前記信号線群の第2の部分に伝わる前記複数ビットの情報をデコードする第1のデコード回路群と、
前記信号線群の第2の部分に伝わる前記複数ビットの情報を前記第3の部分に伝えるとともに、前記少なくとも1ビットの情報と相補な少なくとも1ビットの情報により制御される第2の中継器群と、
前記第1のデコード回路群と同じ構成を持ち、前記信号線群の第3の部分に伝わる前記複数ビットの情報をデコードする第2のデコード回路群と
を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。A group of signal lines, each of which is divided into at least three first parts, a second part, and a third part, and carries information of a plurality of bits;
A plurality of bits transmitted to the first part of the signal line group to the second part, and a first repeater group controlled by at least one bit of information;
A first decoding circuit group for decoding the information of the plurality of bits transmitted to the second portion of the signal line group;
The second repeater group controlled by at least one bit information complementary to the at least one bit information while transmitting the plurality of bits of information transmitted to the second portion of the signal line group to the third portion When,
A semiconductor integrated circuit comprising: a second decoding circuit group having the same configuration as the first decoding circuit group, wherein the second decoding circuit group decodes the information of the plurality of bits transmitted to the third portion of the signal line group apparatus.
前記複数の救済単位各々に、前記複数のスペアセルのうち、任意のスペアセルを選択するために設けられた複数のスペア選択線と、
前記複数の救済単位各々に、前記複数のスペア選択線それぞれに対応して設けられ、各対応するスペア選択線を駆動するスペア選択線ドライバと、
前記各スペア選択線ドライバそれぞれに対応して設けられ、各対応するスペア選択線ドライバを駆動するための置換制御情報が伝わる置換制御信号線群と、
前記置換制御信号線群のうち、一部の置換制御信号線群に対応して設けられた複数の冗長判定回路から構成される第1の冗長判定回路群と、
前記置換制御信号線群のうち、前記一部の置換制御信号線以外の置換制御信号線に対応して設けられた複数の冗長判定回路から構成される第2の冗長判定回路群とを具備し、
前記複数の冗長判定回路は各々、セルアレイの不良アドレス情報がプログラムされる不良アドレス指定用プログラム回路、前記不良アドレス情報プログラム回路にプログラムされた不良アドレス情報が入力アドレス情報に一致するか否かを検出する一致検出回路、前記置換制御信号線群との対応関係情報がプログラムされるマッピング用プログラム回路、前記一致検出回路の検出結果と前記マッピング用プログラム回路の対応関係情報とに基いて、前記置換制御信号線に対して前記置換制御情報を出力する出力回路とを少なくとも含み、
前記救済単位のうち、同じ救済単位内の前記スペア選択線を制御する置換制御信号線は、前記冗長判定回路の出力回路の出力をワイヤードオア接続せず、
前記救済単位のうち、異なる救済単位内の前記スペア選択線を制御する置換制御信号線のみ、前記冗長判定回路群の出力回路の出力をワイヤードオア接続することを特徴とする半導体集積回路装置。A cell array including a plurality of repair units, each of the plurality of repair units having a plurality of memory cells and spare cells disposed;
A plurality of spare selection lines provided for selecting any spare cell among the plurality of spare cells in each of the plurality of repair units ;
A spare selection line driver that is provided corresponding to each of the plurality of spare selection lines in each of the plurality of repair units and drives each corresponding spare selection line;
A replacement control signal line group provided corresponding to each of the spare selection line drivers and transmitting replacement control information for driving each corresponding spare selection line driver;
A first redundancy judgment circuit group comprising a plurality of redundancy judgment circuits provided corresponding to a part of the substitution control signal line groups among the substitution control signal line groups;
Wherein among the substituent control signal line group, and a second redundancy determination circuit group including a plurality of redundancy judgment circuit provided corresponding to the replacement control signal lines other than the replacement control signal line of said portion ,
Each of the plurality of redundancy judgment circuits detects a defective address designation program circuit in which defective address information of the cell array is programmed, and detects whether or not the defective address information programmed in the defective address information program circuit matches the input address information The matching control circuit, the mapping program circuit in which the correspondence information with the replacement control signal line group is programmed, the replacement control based on the detection result of the match detection circuit and the correspondence information of the mapping program circuit An output circuit that outputs the replacement control information to a signal line,
Of the repair units, the replacement control signal line for controlling the spare selection line in the same repair unit does not connect the output of the output circuit of the redundancy determination circuit by wired OR connection,
Only the replacement control signal line for controlling the spare selection line in a different repair unit among the repair units is wired or connected to the output of the output circuit of the redundancy judgment circuit group .
前記スペア選択線は、行方向、または列方向に沿ったサブアレイどうしで共有されることを特徴とする請求項7に記載の半導体集積回路装置。The cell array is composed of a plurality of subarrays arranged in a matrix,
8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7 , wherein the spare selection line is shared by subarrays along a row direction or a column direction.
前記第1の信号線群に伝わるプリデコード情報を受けるトランジスタ、及び前記第1のプリデコード回路のプリデコード情報を受けるトランジスタを含む第1の複数のデコード回路を含み、
前記第2のデコード回路群は、
前記第1の信号線群に伝わるプリデコード情報を受けるトランジスタ、及び前記第2のプリデコード回路のプリデコード情報を受けるトランジスタを含む第2の複数のデコード回路を含み、
前記第1のプリデコード回路のプリデコード情報を受けるトランジスタは、前記第1の複数のデコード回路で共有され、
前記第2のプリデコード回路のプリデコード情報を受けるトランジスタは、前記第2の複数のデコード回路で共有されることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。 The first decoding circuit group includes:
A first plurality of decode circuits including a transistor that receives predecode information transmitted to the first signal line group, and a transistor that receives predecode information of the first predecode circuit;
The second decoding circuit group includes:
A second plurality of decode circuits including a transistor that receives predecode information transmitted to the first signal line group, and a transistor that receives predecode information of the second predecode circuit;
The transistor receiving predecode information of the first predecode circuit is shared by the first plurality of decode circuits,
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 , wherein a transistor receiving predecode information of the second predecode circuit is shared by the second plurality of decode circuits .
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