JP3868646B2 - 列冗長構造を有する半導体メモリ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体メモリ装置に関するものであり、よりくわしくは高集積できる列冗長構造を有する半導体メモリ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体メモリ装置において、ビットセルの列に欠陥が発生する場合、欠陥が発生した列を代替するため、主に冗長回路構造が使用される。半導体メモリ装置で、アレーのビットセルの失敗原因は、主に精密な工程制御であり、精密な工程制御は、結局列失敗に示す。もし、製造工程で欠陥が発見されると、捨てる方法とか、欠陥が発生したビットセルを良好なビットセルに対置するメカニズム(mechanism)を利用すべきである。
【0003】
一般的に、半導体メモリ装置の冗長修正(repair)方法は、次のようである。アドレスがメーン列デコーダ(main column decoder)と冗長列デコーダ(redundancy column decoder)に各々印加され、あるアドレス組合に該当するビットセルで欠陥発見されると、メーン列デコーダパスが遮断され、冗長列デコーダパスが活性化される。冗長列デコーダは、ヒューズ情報があるため、欠陥が発生したアドレスに該当するアドレスを永久的に覚える。
【0004】
半導体メモリ装置、特にノーア型フラッシュメモリ装置のメモリセルアレーは、複数のマット(mat)に分割され、各マットも複数セクタに分割される。ノーア型フラッシュメモリ装置で各セクタのセルが他のバルクに各々形成され、消去動作時、各セクタが独立的に消去されることは、この分野の通常的な知識を持っている者によく知られている。各セクタは、欠陥列を修正するための冗長の列を有する冗長アレーブロックを備え、冗長アレーブロックの列を選択するための冗長関連回路は、各セクタごと提供される。
【0005】
これによって、集積度が高ければ高いほど、冗長関連回路によって占有されるチップ面積も増加される。冗長関連回路によって占有される面積が全体チップ面積で多くの部分を占める。結果的に、半導体メモリ装置、特にノーア型フラッシュメモリ装置の高集積に不利である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の高集積可能な列冗長構造を有する半導体メモリ装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述のような目的を達成するための本発明の1特徴によると、複数のマットで構成されるメーンセルアレーと、各マットは、複数のセクタに分割されるが、各セクタは第1の列を有し、各列は、ビット情報を貯蔵するための複数のメモリセルを有し、メーンセルアレーの不良列を代替するための複数の第2列を有する冗長セルアレーと、冗長セルアレーは、各セクタに対応する複数の冗長ブロックを有し、マットのうち、1つを選択するための第1のアドレス信号と各セクタの第1の列のうち、1つを選択するための第2アドレス信号に応じて第2のアドレス信号によってアドレシングされる不良列を第2の列のうち、1つで代替する冗長選択回路とを含む。
【0008】
この望ましい実施形態において、メーンセルアレーは、ノーア型(NOR type)フラッシュメモリ構造を有する。
【0009】
この望ましい実施形態において、冗長選択回路は、選択されたマット内の各セクタが選択されるとき、第2のアドレス信号によってアドレシングされる各セクタの列を各セクタに対応する冗長ブロックの第2の列のうち、1つで代替する。
【0010】
本発明の他の特徴によると、複数のマットで構成されるメーンセルアレーと、各マットは、複数のセクタに分割されるが、各セクタは第1の列を有し、各列は、ビット情報を貯蔵するための複数のメモリセルを有し、各セクタは、第1アドレス信号及び第2アドレス信号に応じて第1の列のうち、1つの列を選択するための第1の列選択器と、選択された第1の列に関連されたセルのうち、アドレシングされるセルのデータを感知増幅するための第1感知増幅器で構成され、メーンセルアレーの不良列を代替するための複数の第2列を有する冗長セルアレーと、冗長セルアレーは、各セクタに対応する複数の冗長ブロックを有し、各冗長ブロックは、第2のアドレス信号及び第3のアドレス信号に応じて第2の列のうち、1つの列を選択するための第2の列選択器と、選択された第2列に関連された冗長セルのうち、アドレシングされる冗長セルのデータを感知増幅する第2の感知増幅器で構成され、第1及び第2感知増幅器によって、感知増幅されたデータをうけ、冗長選択信号に応じてデータのうち、1つのデータを出力するためのマルチプレクサと、各マットに対応し、選択された第1の列が欠陥列であるとき、第2のアドレス信号、マットのうち1つを選択するための第4のアドレス信号及び第5のアドレス信号に応じて冗長プラグ信号を発生する冗長プラグ信号発生回路と、各マットに対応し、マットに各々対応する冗長プラグ信号発生回路から冗長プラグ信号をうけて信号をコーディングした冗長選択信号を出力する冗長デコーダとを含む。
【0011】
この望ましい実施形態において、第3のアドレス信号は、第1アドレス信号のうち、最下位ビットのアドレス信号である。
【0012】
この望ましい実施形態において、第5のアドレス信号は、欠陥列に関連された第1のアドレス信号のうち、最下位ビットのアドレス信号を除外した余りのアドレス信号である。
【0013】
このような装置によって、複数のセクタに分割されたマット単位に冗長関連回路を具現することによって各セクタに冗長関連回路を具現することの割に小さい面積が占有される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態による参照図面、図1乃至図8に基づいて詳細に説明する。
【0015】
図1を参照すると、本発明の新規したノーア型フラッシュメモリ装置は、冗長選択回路1000を提供し、冗長選択回路1000は、マットMAT0−MAT3のうち、1つを選択するためのマット選択信号Matse10−Matse13と、各セクタの列のうち、1つを選択するためのアドレス信号A11−A14(ここで、最下位ビット−A10−は除外)に応じて選択されたセクタの不良列を選択されたセクタに対応する冗長アレーブロック300の列に代替させる。このように、冗長選択回路1000が、各セクタごと提供されなく、各マットごと提供されるため、各セクタごと提供されることの割に小さい面積で冗長選択回路1000が具現できる。結果的に半導体メモリ装置、特にノーア型フラッシュメモリ装置の高集積に有利である。
【0016】
図1は、本発明の望ましい実施形態による半導体メモリ装置の構成を示すブロック図である。
【0017】
図1を参照すると、本発明による半導体メモリ装置は、8Mbの貯蔵容量を有するノーア型フラッシュメモリ装置(NOR type flash memory device)であり、4つのマットMAT0−MAT3で構成されている。そしてマットMAT0−MAT3、各々は4つのセクタに分割されているし、各セクタは、この分野の通常的な知識を持っている者によく知られたように、消去動作時、消去単位(erase unit)である。各マットMAT0-MAT3は、1K、即ち1024個のワードラインと2K、即ち2048個のビットラインを有し、結果的に各セクタは、512個のビットラインが配列される。図1から分かるように、本発明によるノーア型フラッシュメモリ装置は、従来(セクタ単位に修正される)と別に4つのセクタ、即ち1つのマット単位に修正される。
【0018】
本発明による半導体メモリ装置、特にノーア型フラッシュメモリ装置は、図1で図示されたように、各マットMAT0−MAT3に各々対応する第1及び第2冗長プラグ信号発生器100及び120、第1及び第2冗長デコーダ140及び160とを含み、各マットMAT0−MAT3に対応する発生器100及び120、デコーダ140及び160は同一の機能を有するため、以下同一の参照番号を併記し、以後1つのマット(例えば、第1マット−MAT0)に関連して本発明の回路構成が説明される。
【0019】
発生器100及び120は、対応するマット選択信号Matse10によって、各々活性化される。信号Matse10は、マット選択アドレス(例えば、A17、A18)組合した信号として、対応するマットが選択されるとき、高レベル(high level)に活性化される。例えば、第1マットMAT0が書き込み/読出/消去動作のため選択されるとき、信号Matse10が活性化され、余りの信号Matse11−Matse13は、低レベルに非活性化され、第3マットMAT2が選択されるとき、信号Matse12が活性化され、余りの信号Matse10、Matse11、そしてMatse13は、低レベルに非活性化される。
【0020】
従って、第1マットMAT0が選択されるとき、余りのマットMAT1−MAT3に対応する発生器100及び120の出力信号CR0_mg及びCR1_mg(ここで、m=0、1、2、3、そしてg=0、1)は、低レベルの非活性化状態に維持される。ここで、発生器100及び120は、ヒューズ(図8及び図9参照)を備え、欠陥列を代替しようとする場合、ヒューズをカッティングして冗長動作が行われることを知らせる。そして各マットMAT0−MAT3に対応する発生器100及び120は、アドレス信号A11−A14を提供される。
【0021】
第1マットMAT0に対応する冗長デコーダ140及び160のうち、第1冗長デコーダ140は、各マットMAT0−MAT3に対応する第1冗長プラグ信号発生器100から提供される第1冗長プラグ信号CR0_ig(ここで、i=0−3)を受けて第1冗長選択信号nRS0j(ここで、j=0−15)を発生する。そして第2冗長デコーダ160は、各マットMAT0−MAT3に対応する第2冗長プラグ信号発生器120から提供される第2冗長プラグ信号CR1_igを受けて第2冗長選択信号nRS1jを発生する。これに対する詳細な説明は、以後説明される。
【0022】
本発明による半導体メモリ装置、特にノーア型フラッシュメモリ装置は、マット単位に冗長が行われる。従来の場合、消去単位であるセクタごと冗長が行われるため、各セクタに冗長関連回路が備えたため、冗長関連回路によって占有される面積が全体チップ面積で多くの部分を占めた。しかし、本発明の場合、消去単位であるセクタからなるマット単位に冗長が行われるため、冗長関連回路によって占有されるチップ面積が従来の割に少ない。結果的に、半導体メモリ装置の高集積化に有利である。
【0023】
図2を参照すると、本発明の望ましい実施形態による1つのセクタの構成を示すブロック図が図示されている。本発明によるセクタは、メモリセルアレー(memory cell array)200、第1及び第2列選択器(first and second column selectors)220及び240、16個の書き込みドライバ(write drivers)260、そして16個の感知増幅器(sense amplifiers)280とを含む。メモリセルアレー200は、複数のビットセグメント(bit segments)202で構成され、各ビットセグメント202は、複数のビットライン(bit lines)(例えば、16個)からなる。そしてアレー200の各ビットラインは、ビット情報を貯蔵するための複数のメモリセルを有し、図面には図示しなかったが、各メモリセルは、相互並列連結されている。図2から分かるように、入出力ポートは、16個I/O0−I/O15で構成されている。ビットセグメント202と入出力ポートI/O0−I/O15の比は、2:1である。
【0024】
第1列選択器220は、第1選択信号YA0−YA15に応じて各ビットセグメント202の列(16個)のうち、1つの列を選択する。信号YA0−YA15は、本発明の実施形態でアドレス信号A10−A13を組み合った信号であり、信号YA0−YA15のうち、1つだけが高レベルに活性化され、余りの信号は、低レベルに非活性化される。例えば、アドレス信号A10−A13が“0000”であるとき、各ビットセグメント202の一番目ビットライン、即ち一番目列が選択される。
【0025】
そして、第2列選択器240は、第2選択信号YB0及びYB1に応じて各入出力ポートI/O0−I/O15に対応する2つのビットセグメント202のうち、1つのビットセグメントを選択する。信号YA0及びYA1は、アドレス信号A14によってコーディングされた信号である。例えば、信号YA0が活性化されると、各入出力ポートI/O0−I/O15に対応するビットセグメントのうち、奇数番目ビットセグメントが選択され、選択信号YA0−YA15のうち、一番目選択信号YA0が活性化されると、選択された奇数番目ビットセグメントの列のうち、一番目ビットラインが連結される。
【0026】
感知増幅器280は、第1及び第2列選択器220及び240によって選択された列(例えば、選択された奇数番目ビットセグメントのうち、一番目列)のうち、アドレシングされた(図面には図示しなかったが、選択されたワードラインと選択されたビットラインが交差されることに配列された)メモリセルに貯蔵されたデータを対応するデータラインDL0−DL15を通して感知増幅する。そして、書き込みドライバ260は、アドレシングされたメモリセルの列を書き込みしようとするデータのレベルに駆動する。
【0027】
再び、図2を参照すると、本発明による半導体メモリ装置は、冗長ブロック(redundancy block)300、第1及び第2列選択器(first and second column selectors)320及び340、2つの書き込みドライバ260、そして2つの感知増幅器280とを含む。冗長ブロック300は、4つの冗長セグメント302で構成され、各冗長セグメント302は、各々2つの列257、258と、259、260と、261、262と、そして263、264からなる。ビットライン(bit lines)(例えば、16個)からなる。冗長ブロック300のワードラインが、図面には図示されなかったが、メモリセルアレー200と同一のワードラインコーディングによって選択されることは自明である。
【0028】
第1冗長列選択器320は、選択信号YR0及びYR1に応じて、各冗長セグメント302の列のうち、奇数番目、又は偶数番目列を選択する。即ち選択信号YR0が高レベルであるとき、トランジスター249、251、253、そして255が導電されるため、奇数番目列257、259、261、そして263が選択される。これと反対に、選択信号YR1が高レベルであるとき、トランジスター250、252、254、そして256が導電されるため、偶数番目列258、260、262、そして264が選択される。
【0029】
選択信号YR0及びYR1は、各ビットセグメント202の列のうち、1つを選択するためのアドレス信号A10−A13のうち、最下位ビットのアドレス信号A10をコーディングした信号である。従って、冗長ブロック300の列は、単にアドレス信号A10によって奇数番目、又は偶数番目方式のような方法でコーディングされる。第2冗長列選択器340は、選択信号YB0及びYB1に応じて、冗長セグメント302のうち、奇数番目、又は偶数番目セグメント302を選択するようになる。書き込みドライバ260及び感知増幅器280は、前述のように同一であるため、ここでそれに対する説明は省略する。
【0030】
本発明による半導体メモリ装置、特にノーア型フラッシュメモリ装置は、各セクタごと入出力ポートI/O0−I/O15に各々対応する16個のマルチプレクサ(multiplexers)380を含む。各マルチプレクサ380は、メモリセルアレー200の対応する感知増幅器280によって感知増幅されたデータが提供され、冗長アレーブロック300の感知増幅器280によって感知増幅されたデータを各々提供される。各マルチプレクサ380は、図1の第1及び第2冗長デコーダ140及び160から提供される第1及び第2冗長選択信号nRSOj及びnRSOj(ここで、j=0−15)に応じてメモリセルアレー200の対応する感知増幅器280及び冗長アレーブロック300の1つの感知増幅器280から提供されるデータのうち、1つのデータを対応する入出力ポートI/O0−I/O15に、各々提供される。
【0031】
上述のように、冗長アレーブロック300の感知増幅器280は、各々第1冗長デコーダ140及び第2冗長デコーダ160によって選択される。例えば、冗長選択信号nRSO0が活性化されると、データラインDL0に対応するマルチプレクサ380は、データラインDL0及びDL17に対応する経路を遮断し、データラインDL16に対応する経路を入出力ポートI/O0に連結される。というわけで、入出力ポートI/O0に関連されたメモリセルアレー200の列のうち、選択された列がデータラインDL16に関連された冗長列に代替される。
【0032】
図3は、本発明による図1の第1及び第2冗長プラグ信号発生器の構成を示すブロック図である。
【0033】
図3を参照すると、本発明の実施形態で、各マットMAT0−MAT3に対応する第1及び第2冗長プラグ信号発生器100及び120は、同一の構成を有するため、第1マットMAT0に対応する発生器100及び120の構成だけを図示したが余りのマットMAT1−MAT3に各々対応する発生器100及び120も同一の構成を有する。発生器100及び120は、各々2つの活性化ヒューズ回路101及び121と2つのアドレス検出回路102及び122で構成されている。
【0034】
前述のように、第1マットMAT0が書き込み/読出/消去動作のため、選択されるとき、マット選択信号Matse10は、高レベルに活性化され、その結果、第1及び第2冗長プラグ信号発生器100及び120は、活性化される。活性化された発生器100及び120から発生される信号CR0_00、CR0_01、CR1_00、そしてCR1_01は、発生器100及び120のヒューズカッティングによって選択的に活性化される。反面、選択されないマット(例えば、MAT1−MAT3)に対応するマット選択信号(例えば、Matse11−Matse13)は、低レベルに非活性化され、その結果非選択されたマット(例えば、MAT1−MAT3)に対応する発生器100及び120は非活性化され、非活性化された発生器100及び120から発生される信号CR0_mg及びCR1_mg(ここで、m=1、2、3、そしてg=0、1)は、低レベルに非活性化される。発生器100及び120に対する回路構成及び動作が、以後詳細に説明される。
【0035】
図4は、本発明の望ましい実施形態による活性化ヒューズ回路を示す回路図である。そして図5は、本発明の望ましい実施形態によるアドレス検出回路を示す回路図である。
【0036】
図4を参照すると、活性化ヒューズ回路101及び121は、1つのPMOSトランジスター401、1つのNMOSトランジスター402、1つのヒューズ403、そして3つのインバータ404−406で構成されている。信号PWRupは、図面には図示されなかったが、この分野の通常的な知識を持っている者によく知られたパワー−オンリセット回路(power−on resetcircuit)の出力信号として、電源(power supply)が印加された後、電源が一定レベルに達するようになると、電源がアップされないことを知らせる信号である。電源が一定レベルに達するまでに、信号PWRupのレベルは高レベルであり、その後低レベルに維持される。
【0037】
活性化ヒューズ回路101は、相補信号*CRen及びCRenを発生する(ただし、*CRenは図面における上線付きCRenを表すものとする)。パワー−アップされる間に、ヒューズ403がカッティングされない場合、相補信号*CRen及びCRenは、各々低レベルと高レベルに維持される。パワー−アップされた後、ヒューズ403がカッティングされない場合、相補信号*CRen及びCRenは、各々高レベルと低レベルに維持される。これと反対に、パワー−アップされた後、ヒューズ403がカッティングされない場合、相補信号*CRen及びCRenは、各々高レベルと低レベルに維持され、ヒューズ403がカッティングされた場合、以前状態である低レベルと高レベルに各々維持される。欠陥列を代替しようとする場合、ヒューズ403をカッティングすることによって、パワー−アップされた後、相補信号*CRen及びCRenは、各々低レベルと高レベルに維持される。
【0038】
図5を参照すると、本発明の実施形態によるアドレス検出回路102は、各マットMAT0−MAT3に対応する第1及び第2冗長プラグ信号発生器100及び120に同一の構成で提供されるため、便宜上、第1マットMAT0の第1冗長プラグ信号発生器100に提供される回路102のうち、1つのアドレス検出回路102だけを図示した。しかし、余りのマットMAT1−MAT3の発生器100及び120に提供されるアドレス検出回路102及び122も同一の構成及び機能を有するため、説明の重複を避けるためそれに対する説明は省略される。
【0039】
アドレス検出回路102は、マット選択信号Matse10によって活性化され、アドレス信号A11−A14と図4の活性化ヒューズ回路101から提供される相補信号*CRen及びCRenに応じて冗長プラグ信号CR0_00を発生する。回路102は、アドレス信号A11に対応する伝達ゲート407、インバータ409、そして2つのヒューズ408及び410、アドレス信号A12に対応する伝達ゲート411、インバータ413、そして2つのヒューズ412及び414、アドレス信号A13に対応する伝達ゲート416、インバータ418、そして2つのヒューズ417及び419、アドレス信号A14に対応する伝達ゲート420、インバータ422、そして2つのヒューズ421及び423、2つのナンドゲート415及び424、そして1つのノーアゲート425とを含む。
【0040】
伝達ゲート407、411、416、そして420は、相補信号*CRen及びCRenに制御される。ナンドゲート415は、マット選択信号Matse10を受けて信号Matse10が低レベル、即ち非選択されたマットに関連された信号であるとき、ナンドゲート415の他の入力のレベルに関系なしに高レベルを出力する。ノーアゲート425も他の入力のレベルに関系なしに低レベルの冗長プラグ信号CR0_00を出力する。非選択されたマットMAT0−3に関連されたマット選択信号Matse10−13によってアドレス検出回路102は非活性化される。
【0041】
図4及び図5を参照して、活性化ヒューズ回路101及びアドレス検出回路102の動作が、以下説明される。まず、アドレス信号A11−A14は、“1000”であり、マット選択信号Matse10は高レベルであると仮定してみよう。図4から、冗長可否を決定するためのヒューズ403がカッティングされると、信号*CRen及びCRenは、前述のように、各々低レベルと高レベルに設定される。その結果、図5の伝達トランジスター407、411、416、そして420の電流通路が形成される。ヒューズ410、412、417及び421がカッティングされると、ナンドゲート415の出力は、全部低レベルであり、ノーアゲート425の出力、即ち冗長プラグ信号CR0_00は高レベルに活性化される。
【0042】
図6は、本発明の望ましい実施形態による第1冗長デコーダの回路構成を示すブロック図である。
【0043】
図6を参照すると、本発明による第1冗長デコーダ140は、16個のデコーダ142−144からなる。各デコーダ142−144は、信号*CRen及びCR0_ig(ここで、i=0、1、2、3、そしてg=0、1)を受けて冗長選択信号*RS0,j(ここで、j=0−15)を発生する。デコーダ142−144は同一の構成を有するため、説明の重複を避けるため第1デコーダ142に対する構成が説明される。
【0044】
第1デコーダ142は、1つのPMOSトランジスター426、8つのヒューズ427、429、431、433、435、437、439、441と、8つのNMOSトランジスター428、430、432、434、436、438、440、442と、そして4つのインバータ443−446からなる。PMOSトランジスター426は、信号*CRenに制御され、NMOSトランジスター428、430、432、434、436、438、440そして442は信号CR0_igに各々制御される。
【0045】
前述のように、メモリセルアレー100の欠陥列に関連されたアドレス信号A11−A14が“1000”であり、図4の活性化ヒューズ回路101のヒューズ403がカッティングされた場合、信号CR0_00が高レベルに活性化される。余りの信号CR0_01、CR0_10、CR0_11、CR0_20、CR0_21、CR0_30、そしてCR0_31は低レベルに非活性化される。信号CR0_00に制御されるデコーダ142のNMOSトランジスター428は導電され、余りのNMOSトランジスター430、432、434、436、438、440、そして442は非導電される。このような場合、ヒューズ427がカッティングされると、冗長選択信号*RS0,0は、低レベルに活性化される。このとき、冗長選択信号*RS0,1−*RS0,15に対応するデコーダのヒューズ427、429、431、433、435、437、439、そして441はカッティングされない。
【0046】
図7は、本発明の望ましい実施形態による第2冗長デコーダの回路構成を示すブロック図である。図7に図示された第2冗長デコーダ160の回路構成は、図6の第1冗長ディコータ140と同一な回路構成を有するため、説明の重複を避けるため第2冗長デコーダ160の回路構成に対する説明は省略される。
【0047】
本発明による図2のマルチプレクサ380は、各々感知増幅及び書き込みドライバマルチプレクサ382及び384で構成されている。本発明の望ましい実施形態による感知増幅マルチプレクサ382の回路を示す回路図が図8aに図示されている。
【0048】
図8aを参照すると、感知増幅マルチプレクサ382は、図2から分かるように、対応する第1及び第2冗長デコーダ140及び160から冗長選択信号*RS0,j及び*RS1,jを各々受ける。例えば、第1入出力ポートI/O0に対応するマルチプレクサ380は、信号*RS0,0−*RS1,0が提供され、第2入出力ポートI/O0に対応するマルチプレクサ380は、信号*RS1,1−*RS1,1が提供される。各マルチプレクサ380は、各セクタの感知増幅器280のうち、対応する感知増幅器280及び各冗長ブロック280の感知増幅器、即ち3つの感知増幅器によって感知増幅されたデータを受ける。各マルチプレクサ380は、対応する冗長選択信号*RS0,j−*RS1,j(ここで、j=0−15)に応じて3つの感知増幅されたデータのうち、1つのデータだけを対応する入出力ポートI/O0−I/O15に伝達する。
【0049】
感知増幅マルチプレクサ382は、2つのナンドゲート447、454と、3つのインバータ448、450、452と、そして3つの伝達ゲート449、451、453とを含む。ナンドゲート447は、対応する冗長選択信号(例えば、*RS0,0−*RS1,0を受けて伝達ゲート449を制御する。
【0050】
例えば、信号*RS0,0及び*RS1,0のうち、信号*RS0,0は、低レベルであり、信号*RS1,0は高レベルであるとき、伝達ゲート449の電流通路は形成されない。低レベルの信号*RS0,0に制御される伝達ゲート451の電流通路は、形成される反面、高レベルの信号*RS1,0−に制御される伝達ゲート453の電流通路は形成されない。これにより、冗長アレーブロック300のデータラインDL16に対応する感知増幅器280によって感知増幅されたデータSAout16がナンドゲート454を通して対応する入出力ポートI/O0に伝達される。図8aから分かるように、冗長選択信号のうち、ある1つでも低レベルに活性化されると、メモリセルアレー200の欠陥列は遮断され、冗長アレーブロック300の選択された列が対応する入出力ポートと連結される。
【0051】
図8bは、本発明の望ましい実施形態による書き込みドライバマルチプレクサの回路を示す回路図である。図8bから分かるように、図8aの感知増幅マルチプレクサと類似な回路構成を有する。従って、図8bの書き込みドライバマルチプレクサの回路構成に対する説明は、ここで省略される。
【0052】
本発明による半導体メモリ装置、特にノーア型フラッシュメモリ装置は、マット単位で冗長が行われる。従来の場合、消去単位であるセクタごとに冗長関連回路が提供されることによって、冗長関連回路によって占有されるチップ面積が全体チップ面積で多くの部分を占めた。即ち、半導体メモリ装置の高集積化に不利である。しかし、本発明の場合、消去単位であるセクタからなるマット単位で冗長が行われるため、本発明による冗長関連回路によって占有されるチップ面積が従来の割に少ない。結局、本発明による半導体メモリ装置の高集積化に有利である。
【0053】
又、本発明の半導体メモリ装置は、マット単位で修正動作が行われるため、ある1つのセクタでメモリセルアレーの列が冗長ブロックの列に代替されるとき、余りのセクタも同一に代替される。このような修正動作は、各セクタに同一の列が代替されなければならない場合、1つのアドレス情報に各セクタの欠陥列を代替することにおいて、有利である。というわけで、本発明による冗長アレーブロックの構造によると、1つのアドレス情報を利用して2つの列が代替できる。例えば、隣接な列が電気的に連結(short)される場合、1つの列に対するアドレス情報をヒューズ活性化回路及びアドレス傑出回路のヒューズがカッティングして貯蔵できる。
【0054】
本発明による修正動作が、図1乃至図8bに基づいて、以下説明される。図1から、マットMAT0の欠陥が発生したアドレス信号A10−A14が“01000”と“11000”であり、第1入出力ポートI/O0に関連された列に欠陥が発生したと仮定してみよう。即ち、第1入出力ポートI/O0に関連された列のうち、隣接な列(例えば、第2及び第3列)が電気的に連結された場合、例として説明する。以後、上の仮定下で、第1マットMAT0の読出動作が行われる。
【0055】
まず、マットMAT0に対応する第1冗長プラグ信号発生器100の活性化ヒューズ回路101のうち、1つの回路内に提供されるヒューズ403をカッティングする。これにより、活性化ヒューズ回路101から出力される相補信号*CRen及びCRenは、各々低レベルと高レベルに設定される。図5のアドレス検出回路102に提供されるヒューズ408、412、417、そして421のうち、ヒューズ412、417、そして421をカッティングさせる。従って、冗長プラグ信号CR0_00は、高レベルに活性化される。
【0056】
マットMAT0に対応する発生器100及び120のうち、ヒューズ403がカッティングされた活性化ヒューズ回路を除外した余りの回路に関連された3つのアドレス検出回路102及び122の出力CR0_01、CR0_00、そしてCR1_01は、全部低レベルの非活性化状態に維持される。マットMAT0に対応するマット選択信号Matse10は、高レベルである反面、非選択されたマットMAT1−MAT3に対応するマット選択信号Matse11−Matse13は、低レベルである。このため、マットMAT1−MAT3に、各々対応する第1及び第2冗長プラグ信号発生器100及び120の出力信号CR0_mg(ここで、m=1、2、3、そしてg=0、1)は低レベルの非活性化状態に維持される。
【0057】
各マットMAT0−MAT3に対応する第1及び第2冗長プラグ信号発生器100及び120の出力CR0_ig及びCR1−igは、各々第1及び第2冗長デコーダ140及び160に提供される。このとき、マットMAT0の第1冗長デコーダ140に提供されるデコーダ142−144のうち、第1デコーダ142のNMOSトランジスター428、430、432、434、436、438、440、そして442に、各々冗長プラグ信号CR0_igが印加される。信号CR0_igのうち、信号CR0_00が高レベルであり、余りの信号CR0_01、CR0_10、CR0_11、CR0_20、CR0_21、CR0_30、そしてCR0_31は低レベルであるため、第1デコーダ142のヒューズ427、429、431、435、437、439、そして441のうち、ヒューズ427をカッティングさせる。というわけで、第1マットMAT0の第1冗長デコーダ140から出力される冗長選択信号*RS0,jのうち、信号*RS0,0が、単に低レベルに活性化される。
【0058】
ここで、第2冗長デコーダ160のほかのデコーダに提供されるヒューズは、カッティングされないため、第1マットMAT0の第2冗長デコーダ160の出力信号*RS1,jは、全部高レベルに非活性化される。従って、第1入出力ポートI/O0に対応する感知増幅マルチプレクサ382の伝達ゲート449及び453の電流通路は形成されなく、単に伝達トランジスター450の電流通路だけ形成される。
【0059】
欠陥列に関連されたアドレス信号A10−A14が、各々“01000”及び“11000”であるため、一番目欠陥列に関連されたメモリセルを読出しようとする場合、代替されなければならない冗長アレーブロック300の列は次のようである。アドレス信号A10が“0”であるため、奇数番目列257、259、261、そして263が選択され、アドレス信号A14が“0”であるため、奇数番目冗長セグメントが選択される。前述のように、第1冗長デコーダ140の冗長選択信号*RS0,0だけが活性化されたため、データラインDL16に関連された列が選択されなければならない。従って、一番目欠陥列は、冗長列257に代替されなければならない。
【0060】
二番目欠陥列に関連されたメモリセルを読出しようとする場合、代替されなければならない冗長ブロックの列は次のようである。アドレス信号A10が“1”であるため、偶数番目列258、260、262、そして264が選択され、アドレス信号A14が“0”であるため、奇数番目冗長セグメントが選択される。第1冗長デコーダ140の冗長選択信号*RS0,0だけが活性化されたため、データラインDL16に関連された列が選択されなければならない。従って、二番目欠陥列は、冗長列258に代替されなければならない。このように、1つのアドレス情報を貯蔵して電気的に連結された2つの列が修正できる。1つの欠陥列に対する修正動作も、前述された動作と同一の方法で行われることは自明である。
【0061】
以上から、本発明による回路の構成及び動作を前述及び図面によって図示したが、これは例を挙げて説明したことに過ぎないし、本発明の技術的な思想及び範囲を外れない範囲内で多様な変化及び変更ができる。
【0062】
【発明の効果】
欠陥列を代替するための冗長関連回路を消去単位のセクタからなるマット単位で具現することによって、冗長関連回路によって占有されるチップ面積を従来の割にに減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による半導体メモリ装置のアレー構成及び冗長デコーダ構成を示すブロック図である。
【図2】 本発明の望ましい実施形態による1つのセクタ及びそれに関連された冗長ブロックを示すブロック図である。
【図3】 本発明の望ましい実施形態による冗長ブロックを選択するための冗長デコーダの構成を示すブロック図である。
【図4】 本発明の望ましい実施形態による活性化ヒューズ回路を示す回路図である。
【図5】 本発明の望ましい実施形態によるアドレス検出回路を示す回路図である。
【図6】 本発明の望ましい実施形態による第1冗長デコーダの回路構成を示すブロック図である。
【図7】 本発明の望ましい実施形態による第2冗長デコーダの回路構成を示すブロック図である。
【図8】 本発明の望ましい実施形態による感知増幅マルチプレクサの回路を示す回路図である。
【図9】 本発明の望ましい実施形態による書き込みドライバマルチプレクサの回路を示す回路図である。
【符号の説明】
100、 120 冗長プラグ信号発生器
140、160 冗長デコーダ
200 メモリセルアレー
220、240、320、340 列選択器
260 書き込みドライバ
280 感知増幅器
360 マルチプレクサ
380 入出力ポート
1000 冗長選択回路
Claims (6)
- 複数のマットで構成されるメーンセルアレーと、
前記各マットは、複数のセクタに分割されるが、前記各セクタは第1の列を有し、前記各列は、ビット情報を貯蔵するための複数のメモリセルを有し、
前記各セクタは、第1アドレス信号及び第2アドレス信号に応じて前記第1の列のうち、1つの列を選択するための第1の列選択器と、前記選択された第1の列に関連されたセルのうち、アドレシングされるセルのデータを感知増幅するための第1の感知増幅器で構成され、
前記メーンセルアレーの不良列を代替するための複数の第2列を有する冗長セルアレーと、
前記冗長セルアレーは、前記各セクタに対応する複数の冗長ブロックを有し、
前記各冗長ブロックは、前記第2のアドレス信号及び第3のアドレス信号に応じて前記第2の列のうち、1つの列を選択するための第2の列選択器と、前記選択された第2列に関連された冗長セルのうち、アドレシングされる冗長セルのデータを感知増幅する第2の感知増幅器で構成され、
前記第1及び第2感知増幅器によって、感知増幅されたデータを受け、冗長選択信号に応じて前記データのうち、1つのデータを出力するためのマルチプレクサと、
前記各マットに対応し、前記選択された第1の列が欠陥列であるとき、前記第2のアドレス信号、前記マットのうち1つを選択するための第4のアドレス信号及び第5のアドレス信号に応じて冗長プラグ信号を発生する冗長プラグ信号発生回路と、
前記各マットに対応し、前記マットに各々対応する前記冗長プラグ信号発生回路から前記冗長プラグ信号をうけて前記信号をコーディングした前記冗長選択信号を出力する冗長デコーダとを含み、
前記第3のアドレス信号は、第1アドレス信号のうち、最下位ビットのアドレス信号であることを特徴とする半導体メモリ装置。 - 複数のマットで構成されるメーンセルアレーと、
前記各マットは、複数のセクタに分割されるが、前記各セクタは第1の列を有し、前記各列は、ビット情報を貯蔵するための複数のメモリセルを有し、
前記各セクタは、第1アドレス信号及び第2アドレス信号に応じて前記第1の列のうち、1つの列を選択するための第1の列選択器と、前記選択された第1の列に関連されたセルのうち、アドレシングされるセルのデータを感知増幅するための第1の感知増幅器で構成され、
前記メーンセルアレーの不良列を代替するための複数の第2列を有する冗長セルアレーと、
前記冗長セルアレーは、前記各セクタに対応する複数の冗長ブロックを有し、
前記各冗長ブロックは、前記第2のアドレス信号及び第3のアドレス信号に応じて前記第2の列のうち、1つの列を選択するための第2の列選択器と、前記選択された第2列に関連された冗長セルのうち、アドレシングされる冗長セルのデータを感知増幅する第2の感知増幅器で構成され、
前記第1及び第2感知増幅器によって、感知増幅されたデータを受け、冗長選択信号に応じて前記データのうち、1つのデータを出力するためのマルチプレクサと、
前記各マットに対応し、前記選択された第1の列が欠陥列であるとき、前記第2のアドレス信号、前記マットのうち1つを選択するための第4のアドレス信号及び第5のアドレス信号に応じて冗長プラグ信号を発生する冗長プラグ信号発生回路と、
前記各マットに対応し、前記マットに各々対応する前記冗長プラグ信号発生回路から前記冗長プラグ信号をうけて前記信号をコーディングした前記冗長選択信号を出力する冗長デコーダとを含み、
前記第5のアドレス信号は、前記欠陥列に関連された前記第1のアドレス信号のうち、最下位ビットのアドレス信号を除外した余りのアドレス信号であることを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。 - 複数のマットで構成されるメーンセルアレーと、
前記各マットは、複数のセクタに分割されるが、前記各セクタは第1の列で構成された少なくとも2つのビットセグメントを有し、前記各列は、ビット情報を貯蔵するための複数のメモリセルを有し、
前記各セクタは、第1のアドレス信号及び第2のアドレス信号に応じて、前記ビットセグメントのうち、1つを選択し、前記選択されたビットセグメントの第1の列のうち、1つの列を選択するための第1の列選択器と、前記選択された第1の列に関連されたセルのうち、アドレシングされるセルのデータの感知増幅するための第1の感知増幅器で構成され、
前記メーンセルアレーの不良列を代替するための複数の第2列を有する冗長セルアレーと、
前記冗長セルアレーは、前記各セクタに対応する複数の冗長ブロックを有し、前記各列は、ビット情報を貯蔵するための冗長セルを有し、
前記各冗長ブロックは、前記第2のアドレス信号及び第3のアドレス信号に応じて前記冗長セグメントのうち奇数番目、又は偶数番目冗長セグメントのうち、1つを選択し、
前記選択された冗長セグメントの列のうち、1つの列を選択するための第2の列選択器と、前記選択された第2の列に関連された冗長セルのうち、アドレシングされ冗長セルのデータを感知増幅する第2の感知増幅器で構成され、
前記第1及び第2感知増幅器によって、感知増幅されたデータをうけ、冗長選択信号に応じて前記データのうち、1つのデータを出力するためのマルチプレクサと、
前記欠陥列を前記第2の列のうち1つに代替するため、前記第2のアドレス信号、前記マットのうち、1つを選択するための第4のアドレス信号及び第5のアドレス信号に応じて前記冗長選択信号を前記マルチプレクサに提供する冗長選択回路とを含むことを特徴とする半導体メモリ装置。 - 前記第3のアドレス信号は、第1アドレス信号のうち、最下位ビットのアドレス信号であることを特徴とする請求項3に記載の半導体メモリ装置。
- 第5のアドレス信号は、前記欠陥列に関連された前記第1のアドレス信号のうち、最下位ビットのアドレス信号を除外した余りのアドレス信号であることを特徴とする請求項3に記載の半導体メモリ装置。
- 前記冗長選択回路は、前記各マットに対応し、前記選択された第1の列が欠陥列であるとき、前記第2のアドレス信号、第4のアドレス信号及び第5のアドレス信号に応じて冗長プラグ信号を発生する冗長プラグ信号発生回路と、前記各マットに対応し、前記マットに各々対応する前記冗長プラグ信号発生回路から前記冗長プラグ信号をうけて前記信号をコーディングした前記冗長選択信号を出力する冗長デコーダとを含むことを特徴とする請求項3に記載の半導体メモリ装置。
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