JP3906112B2 - Semiconductor memory device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体メモリ装置に係り、特に不良救済のためのリダンダンシーシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体メモリのリダンダンシーシステムには、欠陥ロウ(欠陥セルを含むロウ)を救済するためのロウリダンダンシーシステムと、欠陥カラム(欠陥セルを含むカラム)を救済するためのカラムリダンダンシーシステムとがあり、通常これらは同時に搭載される。ロウリダンダンシーシステムは、メモリアレイ内の欠陥ロウに対応するロウアドレスが入力された時に、その欠陥ロウにアクセスする代わりに、スペアロウにアクセスするものである。
【0003】
より具体的には、欠陥セルを含むワード線を選択するロウアドレスが入力された場合に、そのワード線を活性化する代わりに、スペアワード線を活性化するという置換制御が行われる。カラムリダンダンシーシステムとは、メモリアレイ内の入力ロウアドレスに対応するロウがアクセスされた状態(例えば、ワード線が活性化された状態)で、そのメモリアレイ内の欠陥カラムに対応するカラムアドレスが入力された時に、その欠陥カラムにアクセスする代わりに、スペアカラムにアクセスするものである。
【0004】
例えば、ビット線或いはカラム選択線をスペアビット線或いはスペアカラム選択線で置き換えるというカラムリダンダンシーシステムにおいては、欠陥カラムを選択するビット線或いはカラム選択線を活性化する代わりに、アクセスされたロウ上のスペアセルにリード,ライトするスペアビット線或いはスペアカラム選択線を活性化する、という置換制御が行われる。ここで、カラム選択線は、ビット線をデータ線に接続するカラムスイッチをコントロールする信号線の他、欠陥のデータ線を他のデータ線で置き換えるカラムリダンダンシーシステムでのデータ線をも含む。
【0005】
この様に一般にリダンダンシーシステムにおいては、欠陥セルの置換を行うには、セル毎にスペアセルで置き換えるのではなく、欠陥セルを含むロウ又はカラム方向の複数のセルを、スペアロウ又はスペアカラム内の複数のスペアセルで置き換える。以下この明細書では、欠陥セル置換の対象となるロウ方向の複数セルの集合及びこれを選択するための信号線を、“ノーマルロウエレメント”或いは単に“ロウエレメント”という。欠陥セル置換の対象となるカラム方向の複数のセルの集合及びこれを選択するための信号線を、“ノーマルカラムエレメント”或いは単に“カラムエレメント”という。欠陥ロウ、カラムの置き換え単位であるスペアセルの集合及びこれを選択するための信号線を、“冗長エレメント”という。ロウ、カラム共に欠陥置換を行うシステムでは、“冗長ロウエレメント”と“冗長カラムエレメント”が用意される。更に“エレメント”は、一本の信号線で選択される、物理的に連続したセルの集合に限られず、2次元的なセルの集合とこれをまとめて選択する複数本の信号線の束である場合をも含む。
【0006】
図18は、従来の半導体メモリにおけるリダンダンシーシステムを示している。メモリアレイは、センスアンプ(S/A)バンクを間に挟んで上下2つのメモリブロックに分割されている。下半分のメモリブロックには冗長ロウエレメントRELEMENT<0>が配置され、これが下半分のメモリブロック内の欠陥ロウエレメントの置き換えに割り当てられる。上半分のメモリブロックには別の冗長ロウエレメントRELEMENT<1>が配置され、これが上半分のメモリブロック内の欠陥ロウエレメントの置き換えに割り当てられる。
【0007】
メモリアレイは、破線で示すように、左右にも2分割されている。左半分の領域には冗長カラムエレメントCELEMENT<0>が配置され、これが左半分の領域内のカラムエレメントの置き換えに割り当てられる。右半分の領域には別の冗長カラムエレメントCELEMENT<1>が配置され、これが右半分の領域内の欠陥カラムエレメントの置き換えに割り当てられる。
【0008】
この明細書において、メモリアレイ内で、ある冗長エレメントによる置き換えが許容されるノーマルエレメントの集合を、その冗長エレメントによる“救済領域”と呼ぶ。救済領域は、冗長エレメント毎に割り当てられる。図18の例では、冗長ロウエレメントRELEMENT<0>,<1>に割り当てられた“ロウ救済領域”がそれぞれ、メモリアレイの上下半分ずつのRRA<0>,<1>であり、冗長カラムエレメントCELEMENT<0>,<1>に割り当てられた“カラム救済領域”がそれぞれ、メモリアレイの左右半分ずつのCRA<0>,<1>である。
【0009】
メモリアレイ上の欠陥セルは冗長ロウエレメントまたは冗長カラムエレメントのどちらを使っても置き換えることが可能である。これは図18に示すように、一つのロウ救済領域は、必ず他の一つ又はそれ以上のカラ救済領域と少なくとも一部重なる“重複領域(overlap region)”を持つということである。
【0010】
図19は、一つの“重複領域”に着目して、冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントの関係を示している。リダンダンシーによる置き換えは、前述のように欠陥エレメントを冗長エレメントで置き換えることである。欠陥エレメントがこの注目する重複領域内のセルを含む場合、この欠陥エレメントのうちこの重複領域内に含まれる部分を部分欠陥エレメントと呼ぶ。またこの部分欠陥エレメントを置き換えるための、冗長エレメントの一部を部分冗長エレメントと呼ぶ。図19では、重複領域内の部分欠陥ロウエレメント及び部分欠陥カラムエレメントにそれぞれ×印で示す欠陥セルがある場合が示されているが、欠陥セルは、部分欠陥エレメントを含む欠陥エレメントのどこかにあればよく、重複領域の外にあることもある。
【0011】
従来のリダンダンシーシステムにおいては、ある重複領域に注目すると、その重複領域を含むロウ救済領域に割り当てられた冗長ロウエレメントと、同じ重複領域を含むカラム救済領域に割り当てられた冗長カラムエレメントが互いに交差するように、冗長エレメントと救済領域との関係が設定されている。この様に重複領域についてロウ、カラムの冗長エレメントが互いに交差するということは、その重複領域に割り当てられた冗長ロウエレメントによって、同じ重複領域に割り当てられた冗長カラムエレメント上のセルが選択可能であること、同様に、その重複領域に割り当てられた冗長カラムエレメントによって、同じ重複領域に割り当てられた冗長ロウエレメント上のセルが選択可能であることを意味する。
【0012】
また従来のリダンダンシーシステムの特徴を別の言い方で表現するならば、次の様な条件を満たすように、メモリチップ内の複数ずつの冗長ロウエレメント及び冗長カラムエレメントと、それらが割り当てられる救済領域との関係が設定される。即ち、ある冗長ロウエレメントによる置き換えの対象である重複領域内のセルを選択するための全てのノーマルロウエレメント(重複領域内に含まれる部分ノーマルロウエレメントを含むノーマルロウエレメント,或いはノーマルロウエレメントが完全に重複領域に含まれ、部分ノーマルロウエレメントがノーマルロウエレメントと一致する場合でも可)は、その重複領域内のカラム置換に割り当てられた冗長カラムエレメントと必ず交差する。同様に、ある冗長カラムエレメントによる置き換えの対象である重複領域内のセルを選択するための全てのノーマルカラムエレメント(重複領域内に含まれる部分ノーマルカラムエレメントを含むノーマルカラムエレメント,或いはノーマルカラムエレメントが完全に重複領域に含まれ、部分ノーマルカラムエレメントがノーマルカラムエレメントと一致する場合でも可)は、その重複領域内のロウ置換に割り当てられた冗長ロウエレメントと必ず交差する。
【0013】
従って、ある重複領域について、あるノーマルロウエレメントで冗長カラムエレメント上のセルを選択することが可能であることから、そのノーマルロウエレメントがある冗長ロウエレメントによって置き換わる場合には、冗長カラムエレメント上でも、その置き換えられるノーマルロウエレメントのロウアドレスに対応するセルも置き換わる。同様に、ある重複領域について、あるノーマルカラムエレメントで冗長ロウエレメント上のセルを選択することが可能であることから、そのノーマルカラムエレメントがある冗長カラムエレメントで置き換わる場合には、冗長ロウエレメント上でも、その置き換えられるノーマルカラムエレメントのカラムアドレスに対応するセルも置き換わる。
【0014】
また、重複領域に対応する冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントが互いに交差するとは、その交差ポイントにスペアセルがあるということである。例えば、冗長ロウエレメントであるスペアワード線と冗長カラムエレメントであるスペアカラム選択線とが交差するということは、これらのスペアワード線とスペアカラム選択線が共働して選択するスペアセルがあることを意味する。このスペアセルは、図19に示すように、リンボーセル(Limbo Cell)と通称される。このようなシステムでは、重複領域内の部分欠陥ロウエレメントと部分欠陥カラムエレメントが交差するところにあるセルは、このリンボーセルによって置き換えられることになる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のリダンダンシーシステムの問題点を図20を使って説明する。半導体メモリチップは、図20に示すように、複数のメモリアレイMA<0>,MA<1>,…により構成される。図20の例では、各メモリアレイに、それぞれ二つずつの冗長ロウエレメントRELEMEMTと冗長カラムエレメントCELEMENTが配置され、それぞれによる二つずつのロウ救済領域とカラム救済領域が設定されている。この様に、メモリチップ内には多数の冗長ロウエレメントロウ及び冗長カラムエレメントが存在しており、それらの冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントの組合せは多数ある。しかし、互いに交差する冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントの組合せは限定される。
【0016】
従って、各救済領域に割り当てられる冗長エレメントを決める際、ロウ救済領域とカラム救済領域が重なった、いわゆる重複領域に割り当てられる冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントが互いに交差するように設計することは、冗長エレメントの選択幅を制限し、リダンダンシー設計の自由度を小さくし、置換効率或いは救済効率を上げるための障害となる。言い換えれば、重複領域に割り当てられる冗長ロウ及び冗長カラムエレメントが、図20に○印で示したようなリンボーセルを持つように、冗長カラムエレメントと冗長ロウエレメントによる救済領域を設定することは、冗長エレメントの選択範囲を狭くし、結果として高い救済効率を得ることを制限している。また、リダンダンシー回路部の設計は、メモリアレイの構成や他の周辺回路の設計と密接に関係することから、リダンダンシー設計の自由度が制限されると、チップ全体の設計の自由度も制限されることなり、それはチップサイズの増大や、パフォーマンスの低下につながる。
【0017】
この発明は、救済効率の高いリダンダンシーシステムを採用した半導体メモリ装置を提供することを目的としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体メモリ装置は、複数のメモリセルを有するセルアレイと、前記セルアレイ内に定義された第1方向のメモリセルの集合とこれを選択するための第1の選択線を含む複数の第1のノーマルエレメントと、前記セルアレイ内に定義された第2方向のメモリセルの集合とこれを選択するための第2の選択線を含みそれぞれ対応する前記第1のノーマルエレメントと協働してメモリセルを選択する複数の第2のノーマルエレメントと、前記セルアレイ内の欠陥の第1のノーマルエレメントを置き換えるために配置された複数の第1の冗長エレメントと、前記セルアレイ内の欠陥の第2のノーマルエレメントを置き換えるために配置された複数の第2の冗長エレメントと、前記セルアレイ内に、前記各第1の冗長エレメントによる置き換えが許容される第1のノーマルエレメントの集合として定義される第1の救済領域と、前記セルアレイ内に、前記各第2の冗長エレメントによる置き換えが許容される第2のノーマルエレメントの集合として定義される第2の救済領域とを備え、前記複数の第1のノーマルエレメントは少なくとも二つが同時活性化され、その同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントが前記第1の冗長エレメントにより置換されるか否かは互いに独立に制御され、且つその同時活性化される第1のノーマルエレメントの一つを含む第1の救済領域内の欠陥を持つ第2のノーマルエレメントを置換する前記第2の冗長エレメントの少なくとも一つは、前記同時活性化される第1のノーマルエレメントの一つと交差しないことを特徴とする。
【0019】
この発明によると、同時活性化される第1のノーマルエレメントの一つを含む第1の救済領域内の欠陥を持つ第2のノーマルエレメントを置換する第2の冗長エレメントの少なくとも一つとして、同時活性化される第1のノーマルエレメントの一つと交差しないものを選択することにより、実質的に救済範囲が広がり、高い救済効率を得ることができる。
【0020】
この発明において、好ましくは、同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントの一つを含む第1の救済領域内の欠陥を持つ第2のノーマルエレメントは、前記複数の第2の冗長エレメントのうち、前記同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントの前記一つと交差する第2の冗長エレメントによっても置き換えられる。
この発明において例えば、同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントの一つを含む第1の救済領域と他の一つを含む第1の救済領域とは隣接して配置される。そして第2の冗長エレメントの一つは、前記同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントの前記他の一つと交差し、前記同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントの前記一つを含む第1の救済領域に欠陥を持つ第2のノーマルエレメントを置換する。
【0021】
この発明においてはまた、同時活性化される少なくとも3個の第1のノーマルエレメントの一つをそれぞれ含む少なくとも3個の第1の救済領域が連続して配置されることもある。この場合、同時活性化される少なくとも3個の第1のノーマルエレメントの一つを含む第1の救済領域の一つに欠陥を持つ第2のノーマルエレメントを置換可能な少なくとも2つの第2の冗長エレメントは、前記同時活性化される少なくとも3個の第1のノーマルエレメントの残りいずれとも交差する。
【0022】
隣接して配置され或いは連続して配置される第1の救済領域の間には第1のノーマルエレメントを選択する選択回路が配置される。
【0023】
この発明において、セルアレイは、具体的に、ロウデコーダを挟んで隣接する第1及び第2のメモリアレイを有し、第1及び第2のメモリアレイの第1のノーマルエレメントは、ロウアドレスに応答してロウデコーダにより第1及び第2のメモリアレイから少なくとも一つずつが同時に活性化され、複数の第1の冗長エレメントは、第1及び第2のメモリアレイに対応して少なくとも一つずつ配置されて、互いに独立に、第1及び第2のメモリアレイそれぞれの欠陥の第1のノーマルエレメントの置換に用いられ、複数の第2の冗長エレメントは、第1及び第2のメモリアレイに少なくとも一つずつ、各メモリアレイ内の第1の冗長エレメントと交差して配置され、互いに独立に、第1及び第2のメモリアレイ内の欠陥の第2のノーマルエレメントの置換に用いられる。
【0024】
更にその様な置換制御を行うためには、第1及び第2のメモリアレイの第2のノーマルエレメントをそれぞれ選択するためのカラムデコーダと、欠陥ロウアドレスに応答して発生されるロウ置換制御信号により活性化されて、第1の冗長エレメントをそれぞれ選択するための冗長ロウデコーダと、欠陥カラムアドレスに応答して発生されるカラム置換制御信号により活性化されて、第2の冗長エレメントをそれぞれ選択するための冗長カラムデコーダと、欠陥アドレスに応じてロウ置換制御信号及びカラム置換制御信号を出力すると共に、第1及び第2のメモリアレイの一方に定義され、その中の第1のノーマルエレメントがメモリアレイの一方に対応して配置された第1の冗長エレメントにより置換可能である第1の救済領域と、その中の第2のノーマルエレメントがメモリアレイの他方に対応して配置された第2の冗長エレメントにより置換可能である第2の救済領域とが少なくとも一部重なる重複領域を持つように構成された置換制御回路とを備える。
【0025】
そして、第1の冗長エレメントが割り当てられる第1の救済領域はそれぞれ第1及び第2のメモリアレイに設定され、第2の冗長エレメントが割り当てられる第2の救済領域は、第1及び第2のメモリアレイにまたがって設定される。
【0026】
また、セルアレイは、ロウアドレスに応答して少なくとも一つずつの第1のノーマルエレメントを同時に選択するロウデコーダを間に挟んで連続する3個以上のメモリアレイを有する場合がある。この場合、複数の第1の冗長エレメントは、各メモリアレイに対応して少なくとも一つずつ、互いに独立に各メモリアレイ内の欠陥の第1のノーマルエレメントの置換に用いられるように配置され、複数の第2の冗長エレメントは、各メモリアレイに少なくとも一つずつ、対応するメモリアレイ内の第1の冗長エレメントと交差して、互いに独立に、選択された少なくとも一つのメモリアレイ内の欠陥の第2のノーマルエレメントの置換に用いられるように配置される。
【0027】
この発明において具体的に、各第1のノーマルエレメントは、第1の選択線として一つ又は複数のワード線を有し、各第1の冗長エレメントは、一つ又は複数のスペアワード線を有し、各第2のノーマルエレメントは、一つ又は複数のビット線、或いはその一部を有し、各第2の冗長エレメントは、一つ又は複数のスペアビット線、或いはその一部を有する。
【0028】
この発明において、セルアレイが二つの隣接するメモリアレイを有する場合、例えば第1の冗長エレメントにより定義される第1の救済領域は、各メモリアレイ全体をカバーするロウ救済領域として設定され、第2の救済領域は、各メモリアレイの全セル容量をC[bit]として、N(Nは2以上の整数)個の冗長カラムエレメントを含んで容量2C/M(Mは3以上の整数)を持ち各メモリアレイに(M−1)/2個ずつ設定される第1のカラム救済領域と、各メモリアレイの残り容量C/Mずつの二つの領域をまとめて、N個の冗長カラムエレメントを含んで設定される容量2C/Mの第2のカラム救済領域とを有するものとする。このとき例えば、第1のカラム救済領域は、ノーマルデータ部として、第2のカラム救済領域は、ノーマルデータ部のデータの誤り検出/訂正用のための検査用データを記憶するパリティデータ部として用いられる。
【0029】
隣接して配置される二つのメモリアレイは、同一ロウアドレスが割り付けられて所定個数ずつ同時活性化される複数のサブアレイに分割されることがある。このとき、複数のサブアレイにまたがって連続して形成された一つのスペアカラム選択線は、異なるロウアドレスが割り付けられて複数の第2の冗長エレメントとして用いられる。
【0030】
この発明において更に、セルアレイは、複数のメモリアレイと、これらのメモリアレイにまたがって配設される複数のメインワード線と、各メモリアレイ内に配置されて各メインワード線により選択される複数のサブワード線と、複数のメモリアレイにまたがって配設される少なくとも一つのスペアメインワード線と、各メモリアレイ内に少なくとも一つずつ配置されてその一つが前記スペアメインワード線により各メモリアレイ内で選択されるスペアサブワード線とを備えることができる。この場合、一つ又は複数のサブワード線が第1のノーマルエレメントとして、一つ又は複数のスペアサブワード線が前記第1の冗長エレメントとして用いられる。
【0031】
この発明に係る半導体メモリ装置はまた、それぞれに複数のメモリセルと、メモリアレイ内のロウ方向のメモリセルの集合として定義される複数のノーマルロウエレメント及び、メモリアレイ内のカラム方向のメモリセルの集合として定義される複数のノーマルカラムエレメントとを備えて同時に活性化される第1及び第2のメモリアレイと、前記第1及び第2のメモリアレイに対応して少なくとも一つずつ配置されて互いに独立に欠陥ノーマルロウエレメントの置換に用いられるた冗長ロウエレメントと、前記第1及び第2のメモリアレイに対応して少なくとも一つずつ、対応するメモリアレイ内の前記冗長ロウエレメントと交差して配置されて互いに独立に欠陥ノーマルカラムエレメントの置換に用いられる冗長カラムエレメントとを備え、前記第1及び第2のメモリアレイの一方に配置された前記冗長ロウエレメントによる置き換えが許容されるノーマルロウエレメントの集合として定義されるロウ救済領域と、他方に配置された前記冗長カラムエレメントによる置き換えが許容されるノーマルカラムエレメントの集合として定義されるカラム救済領域とが少なくとも一部重なる重複領域を持つように設定されていることを特徴とする。
【0032】
この場合好ましくは、重複領域が属するメモリアレイ内の前記冗長カラムエレメントが、その重複領域内の欠陥ノーマルカラムエレメントの置換にも用いられるようにする。
【0034】
この発明に係る半導体メモリ装置は更に、複数のメモリセルと、ロウ方向のメモリセルの集合として定義される複数のノーマルロウエレメント及び、カラム方向のメモリセルの集合として定義される複数のノーマルカラムエレメントとを有するセルアレイと、前記セルアレイの欠陥ノーマルロウエレメントの置換に用いられる複数の冗長ロウエレメントと、前記セルアレイの欠陥ノーマルカラムエレメントの置換に用いられる複数の冗長カラムエレメントとを備え、前記セルアレイには、前記冗長ロウエレメントによる置き換えが許容されるノーマルロウエレメントの集合として定義される、セル容量の異なる少なくとも二つの第1及び第2のロウ救済領域が設定され、且つ前記複数の冗長カラムエレメントによる置き換えが許容されるノーマルカラムエレメントの集合として定義される各カラム救済領域での救済効率が前記セルアレイ内で等しくなるように設定されていることを特徴とする。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態を説明する。
[実施の形態1]
実施の形態1の半導体メモリは、セルアレイと、このセルアレイ内にロウ方向のメモリセルの集合として定義されこれを選択するための選択線を含む複数のノーマルロウエレメントと、セルアレイ内にカラム方向のメモリセルの集合として定義されこれを選択するための選択線を含み、且つノーマルロウエレメントと共働してカラム方向のメモリセルを選択するための複数のノーマルカラムエレメントとを備える。また、セルアレイ内の欠陥のノーマルロウエレメントを置き換えるための複数の冗長ロウエレメントと、欠陥のノーマルカラムエレメントを置き換えるための複数の冗長カラムエレメントとが配置される。セルアレイ内には、各冗長ロウエレメントによる置き換えが許容されるノーマルロウエレメントの集合としてロウ救済領域が定義され、各冗長カラムエレメントによる置き換えが許容されるノーマルカラムエレメントの集合としてカラム救済領域とが定義される。
【0036】
この様な基本構成において、この実施の形態1では、複数のノーマルロウエレメントの少なくとも二つが同時活性化され、それらのノーマルロウエレメントが冗長ロウエレメントにより置換されるか否かは互いに独立に制御され、且つ同時活性化される少なくとも二つのノーマルロウエレメントの一方を含むロウ救済領域内の欠陥のノーマルカラムエレメントは、ノーマルロウエレメントの他方と共働してメモリセルを選択する冗長カラムエレメントにより置き換えられる。更にこの実施の形態1では、セルアレイのロウ,カラム救済領域と冗長エレメントの関係が、ロウ及びカラム救済領域が重なる重複領域に割り当てられた冗長ロウエレメントと、同じ重複領域に対応する冗長カラムエレメントが互いに交差しないように選択される。
【0037】
図1は、実施の形態1を説明するための図で、半導体メモリチップのセルアレイの中の、ロウデコーダ/ワード線ドライバ(RD&WD)を挟んで隣接する二つのメモリアレイMA<0>,MA<1>の部分を示している。図では省略しているが、メモリアレイMA<0>,<1>には、それぞれ独立に、複数のノーマルロウエレメントと、複数のノーマルカラムエレメントが配置されている。
【0038】
メモリアレイMA<0>には、欠陥ロウエレメントの置換に用いられる冗長ロウエレメントRELEMENT<0>,<1>及び欠陥カラムエレメントの置換のために用いられる冗長カラムエレメントCELEMENT<0>,<1>が配置されている。同様に、メモリアレイMA<1>の領域にも、冗長ロウエレメントRELEMENT<2>,<3>と冗長カラムエレメントCELEMENT<2>,<3>が配置されている。
【0039】
メモリアレイMA<0>に配置された冗長カラムエレメントCELEMENT<0>,<1>は、ロウエレメントを共有し、またメモリアレイMA<0>に配置された冗長ロウエレメントRELEMENT<0>,<1>はカラムエレメントを共有する。メモリアレイMA<0>側の冗長カラムエレメントCELEMENT<0>,<1>と冗長ロウエレメントRELEMENT<0>,<1>とは、互いに交差し、いわゆるリンボーセルを有する。以上の関係は、メモリアレイMA<1>についても同様である。
【0040】
この実施の形態では、あるロウアドレスが入力すると、図1に例示したように、その入力ロウアドレスに対応したロウエレメントNREi<0>,<1>が、左右のメモリアレイMA<0>,<1>から1つずつ同時に活性化される。
【0041】
図1では二つのメモリアレイのみ示しているが、実際はこの2つのメモリアレイだけではない複数のメモリアレイ内でロウエレメントが同時活性化されてよい。具体的に例えば、メモリアレイMA<0>,MA<1>は、それぞれロウエレメント(ワード線)が連続して配設された範囲であるが、あるロウアドレスが入力された時に、二つのメモリアレイMA<0>,MA<1>間に配置されたロウデコーダ/ワード線ドライバ(RD&WD)によって、メモリアレイMA<0>,MA<1>で同時にワード線が活性化されるようにしている。これは後述するように、この実施の形態でのリダンダンシーシステム上要求される条件である。
【0042】
メモリアレイMA<0>は、上下(カラム方向)に2分割され、それぞれが冗長ロウエレメントRELEMENT<0>,<1>により置き換え可能なロウエレメントの集合であるロウ救済領域RRA<0>,<1>として定義される。同様にメモりアレイMA<1>も上下に2分割され、それぞれが冗長ロウエレメントRELEMENT<2>,<3>により置き換えが可能なロウエレメントの集合であるロウ救済領域RRA<2>,<3>として定義される。
したがって左右のメモリアレイMA<0>,<1>で同時活性化される2つのノーマルロウエレメントは、異なるロウ救済領域に属し、それぞれ独立に冗長ロウエレメントで救済するかしないかを決めることが出来る。
【0043】
一方この実施の形態では、メモリアレイMA<0>内の欠陥カラムエレメントの置換のための冗長カラムエレメントとして、メモリアレイMA<0>から離れた(具体的には欠陥カラムエレメントとワード線を共有しない)、メモリアレイMA<1>側に配置されたものが用いられる。メモリアレイMA<1>の欠陥カラム置換のための冗長カラムエレメントとしては、メモリアレイMA<0>側に配置されたものが用いられる。この様なカラムリダンダンシーを行うためために、前述のように二つのメモリアレイMA<0>,MA<1>の同時活性化が必要になる。
【0044】
具体的に、冗長カラムエレメントのメモリアレイMA<0>,<1>との関係を説明すると、次の通りである。メモリアレイMA<0>は、左右(ロウ方向)に2分割され、それぞれがメモリアレイMA<1>側に配置された冗長カラムエレメントCELEMENT<2>,<3>によるカラム救済領域CRA<2>,<3>として設定される。同様に、メモリアレイMA<1>も左右に2分割され、それぞれがメモリアレイMA<0>側に配置された冗長カラムエレメントCELEMENT<0>,<1>によるカラム救済領域CRA<0>,<1>として設定される。
【0045】
また、メモリアレイMA<0>の左半分のカラム救済領域CRA<2>とロウ救済領域RRA<1>が重なる重複領域に着目すると、この重複領域に割り当てられる冗長ロウエレメントは、同じメモリアレイMA<0>に配置されたRELEMENT<1>であり、冗長カラムエレメントは、隣のメモリアレイMA<1>に配置されたCELEMENT<2>(または、CELEMENT<3>でも可)である。つまりロウおよびカラム救済領域の重複領域に割り当てられる冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントとは、互いに交差しない。言い換えれば、重複領域に対応する冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントは互いの交差ポイントのセルであるリンボーセルを持たない。
【0046】
同様に、メモリアレイMA<0>の右半分のカラム救済領域CRA<3>については、メモリアレイMA<1>側の冗長カラムエレメントCELEMENT<3>(又はCELEMENT<2>)が選ばれる。右側のメモリアレイMA<1>についても同様に、その左右半分ずつのカラム救済領域CRA<0>,<1>に対して、左側のメモリアレイMA<0>に配置された冗長カラムエレメントCELEMENT<0>,<1>が割り当てられる。
【0047】
メモリチップ内には多くの場合、メモリアレイが二つだけでなく、例えば図9に示すように、更に多数のメモリアレイが配列される。そうすると、ある冗長ロウエレメントに着目したとき、これと交差する冗長カラムエレメントよりも、交差しない冗長カラムエレメントの数が方が多くなる。これら複数の冗長カラムエレメントによるカラム救済領域の重複を許容すれば、救済領域に対するリダンダンシーエレメントの数を増やすことが出来る。言い換えれば、従来方式に比べて、一つの冗長カラムエレメントが救済できる範囲が広くなり、救済効率の高いリダンダンシーシステムを構築できる。具体的にいえば、従来方式では、ある領域に欠陥カラムが集中したときに、そこを救済領域とする冗長カラムエレメントの数が制限されているため、救済できない場合が生じる。これに対してこの実施の形態では、全ての冗長カラムエレメントが同時活性化されるメモリアレイの範囲でどの領域の欠陥カラムに対しても置換可能とすることにより、欠陥カラムの集中があっても、全体の欠陥数が全冗長カラムエレメント数の範囲であれば、救済可能になる。従って、より救済効率の高いリダンダンシーシステムを構築できる。
【0048】
図1では、独立に冗長エレメントで救済される、同時活性化される複数のノーマルエレメントがロウエレメントである場合が示されているが、ロウとカラムの関係を逆転して、複数のカラムエレメントが同時活性化され、それらが別々に冗長カラムエレメントで救済される場合にも、本発明を適用できる。また、図1の各冗長エレメントは、1本のスペア信号線である場合の他、複数のスペア信号線と考えてもよい。一つの冗長エレメントを構成する複数のスペア信号線は、まとまって配置されても、分散配置されていても構わない。更に、各冗長エレメントは必ずしも連続したスペアセルの集合である必要はない。また更に、冗長エレメントが冗長エレメント専用の別アレイに配置される構成でも構わない。これらの変形は、この実施形態のみならず、以下の実施形態でも可能である。
【0049】
図2は、図1における重複領域を規定する一組のカラム救済領域CRAとロウ救済領域RRAの関係を分かりやすく示している。互いに逆向きの斜線を施したロウ救済領域RRAとカラム救済領域CRAの一組とその重複領域に注目すると、ロウ救済領域RRA内には重複領域以外の領域が存在し、カラム救済領域CRA内にも重複領域以外の領域が存在する。これは、ロウ,カラムの各救済領域RRA,CRAが交差して、それぞれの一部が重複領域となっている場合に相当する。
【0050】
図3は、図2とは別の態様を示している。即ち、メモリアレイMA<0>の全体が一つのカラム救済領域CRAとなり、ロウ救済領域RRAはメモリアレイMA<0>の上下分割された半分になる例である。メモリアレイMA<0>の全体が一つのカラム救済領域CRAになるということは、言い換えれば、右側のメモリアレイMA<1>に配置される冗長カラムエレメントCELEMENT<2>,<3>が共に、メモリアレイMA<0>全体を救済領域とすることを意味する。この場合、カラム救済領域CRA内にロウ救済領域RRAが完全に含まれ、ロウ救済領域RRAがそのまま重複領域となる。重複領域(ロウ救済領域)に割り当てられる冗長ロウエレメントは、RELEMENT<0>又はRELEMENT<1> である。
【0051】
この場合も、ロウおよびカラムリダンダンシーの救済領域が重なった重複領域に割り当てられる冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントが互いに交差しない。
【0052】
図4は図3とは逆に、メモリアレイMA<0>の全体が一つのロウ救済領域RRAとなり、カラム救済領域CRAはメモリアレイMA<0>の左右分割された半分になる例である。メモリアレイMA<0>の全体が一つのロウ救済領域RRAになるということは、メモリアレイMA<0>に配置される冗長ロウエレメントRELEMENT<0>,<1>が共に、メモリアレイMA<0>全体を救済領域とすることを意味する。この場合、ロウ救済領域RRA内にカラム救済領域CRAが完全に含まれ、カラム救済領域CRAがそのまま重複領域となっている。重複領域(カラム救済領域)に対応する冗長カラムエレメントは、メモリアレイMA<1>側の冗長カラムエレメントCLEMENT<2>又はCELEMENT<3>である。この場合も、ロウおよびカラムリダンダンシーの救済領域が重なった重複領域に対応する冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントが互いに交差しない。
【0053】
図5は更に、一組のロウ救済領域RRAとカラム救済領域CRAが完全に一致する例である。ここでは、一つのメモリアレイ全体が一つのロウ救済領域RRAであり同時に、一つのカラム救済領域CRAである場合、従ってこれらのロウ救済領域RRA、カラム救済領域CRAがそのまま重複領域である場合を示している。即ち、メモリアレイMA<0>側のロウ救済には冗長ロウエレメントRELEMENT<0>及び<1>が共に用いられ、メモリアレイMA<0>のカラム救済には、隣のメモリアレイMA<1>側の冗長カラムエレメントCLEMENT<2>及びCELEMENT<3>が共に利用される。この場合も、ロウおよびカラムリダンダンシーの救済領域が重なった重複領域に対応する冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントが互いに交差しない。
これら、ロウ救済領域とカラム救済領域の一組とその重複領域の関係に関する変形は、実施の形態1のみならず、以下の実施形態でも可能であることは言うまでもない。
【0054】
また実施の形態1では、一組のロウ,カラム救済領域RRA,CRAの重複領域に注目すると、その重複領域内のセルを選択するための部分ノーマルロウエレメントを含むノーマルロウエレメントは、重複領域内のセルを選択するための部分ノーマルカラムエレメントを含むノーマルカラムエレメントを置き換える冗長カラムエレメントとは交差しないが、重複領域内のセルを選択するための部分ノーマルカラムエレメントを含むノーマルカラムエレメントは、その重複領域内のセルを選択するための部分ノーマルロウエレメントを含むノーマルロウエレメントを置き換える冗長ロウエレメントとは交差している。
【0055】
ここで、ノーマルロウエレメントが冗長カラムエレメントと交差しないとは、そのノーマルロウエレメントで冗長カラムエレメント上のセルが選択されないということである。言い換えれば、そのノーマルロウエレメントが冗長ロウエレメントによって置き換わる場合でも、冗長カラムエレメント上でその置き換わるノーマルロウエレメントのロウアドレスに対応するセルが、必ずしも置き換わるわけではないということである。ここで”必ずしも”と言ったのは、冗長カラムエレメント上でその置き換わるノーマルロウエレメントのロウアドレスに対応するセルを選択する別のノーマルロウエレメントも置き換わる場合は、その限りでないからである。
【0056】
また、重複領域内のセルを選択するためのノーマルカラムエレメントが冗長ロウエレメントと交差しているので、そのノーマルカラムエレメントで冗長ロウエレメント上のセルを選択することが可能である。従って、そのノーマルカラムエレメントが冗長カラムエレメントで置き換わる場合には、冗長ロウエレメント上でその置き換わるノーマルカラムエレメントのカラムアドレスに対応するセルも置き換わる。
【0057】
また注意しなければならないのは、重複領域に割り当てられた冗長カラムエレメントは、その重複領域内のセルを選択するためのノーマルロウエレメントとは交差していなくても、その重複領域内のセルを選択するためのノーマルロウエレメントと同時活性化される別のノーマルロウエレメントもしくは、その別のノーマルロウエレメントを置きかえている冗長ロウエレメントと交差していなければならない。なぜなら、カラムリダンダンシーシステムは、メモリアレイ内の入力ロウアドレスに対応したロウが活性化された状態で、そのメモリアレイ内の欠陥に対応するカラムアドレスが入力された場合に、そのロウ上でそのカラムアドレスに対応したセルにアクセスする代わりに、入力ロウアドレスに対応したロウ上のスペアセルにアクセスするものである。従って、置き換えに使用される冗長カラムエレメント上のスペアセルを選択するためのノーマルロウエレメント(又は、そのノーマルロウエレメントに代わって置き換えた冗長ロウエレメント)が活性化されていないと、そのスペアセルにアクセスすることは出来ないからである。したがって、重複領域内のセルを選択するためのノーマルロウエレメントとは交差しない全ての冗長カラムエレメントをその重複領域に割り当てられる冗長カラムエレメントとできる訳ではなく、同時活性化されるメモリアレイの範囲から選択される必要がある。
【0058】
このように考えると、実施の形態1は、ロウ及びカラムリダンダンシーの救済領域の重複領域内のセルを選択を選択するノーマルロウ(カラム)エレメントと同時活性化される別のノーマルロウ(カラム)エレメントと交差する冗長カラム(ロウ)エレメントの中から、重複領域に適用される冗長カラム(ロウ)エレメントを選ぶということでもある。そして、この同時活性化される複数のノーマルロウ(カラム)エレメントは、それぞれ独立に冗長ロウ(カラム)エレメントにより置き換えられる。従って同時活性化されるロウ(カラム)エレメントは、全てがノーマルエレメントでも、一部が冗長エレメントで置き換えられていてもよい。同時活性化されるということは、その複数のノーマルロウ(カラム)エレメントには同一のロウ(カラム)アドレスが対応しているということである。
【0059】
またその重複領域に対して選ばれた冗長カラム(ロウ)エレメントが同時選択される別のノーマルロウ(カラム)エレメントと交差するということは、その別のノーマルロウ(カラム)エレメントで冗長カラム(ロウ)エレメント上のセルを選択することが可能であるということで、その別のノーマルロウ(カラム)エレメントが冗長ロウ(カラム)エレメントによって置き換わる場合には、選ばれた冗長カラム(ロウ)エレメント上でその置き換わるその別のノーマルロウ(カラム)エレメントのロウ(カラム)アドレスに対応するセルも置き換わるということである。
【0060】
ここで、一つのロウ(カラム)エレメントが複数の選択線を持つ場合には、ロウ(カラム)エレメントが活性化されるとは、そのロウ(カラム)を構成する複数の選択線のいずれかが活性化されている状態をいう。また、複数のロウ(カラム)が同時活性化されるためには、それらが別々の選択回路(ドライバ)により駆動される必要がある。
【0061】
上の事情をより具体的に説明すれば、次のようになる。図1のメモリアレイMA<0>の領域に配置された冗長カラムエレメントCELEMENT<0>,<1>は、メモリアレイMA<0>のノーマルエレメントの領域のワード線と交差する。即ちメモリアレイMA<0>内でワード線は、ノーマルカラムエレメントの領域と、冗長カラムエレメントCELEMENT<0>,<1>の領域に連続するように配設されている。同様に、メモリアレイMA<1>の領域に配置された冗長カラムエレメントCELEMENT<2>,<3>は、メモリアレイMA<1>のノーマルエレメントの領域のワード線と交差する。但し、両メモリアレイMA<0>,<1>の間では、ワード線は互いに独立であり、連続していない。従って、メモリアレイMA<0>内の欠陥カラムを、メモリアレイMA<1>側の冗長カラムエレメントCELEMENT<2>,<3>により置換するときには、置き換えられる欠陥カラム上のセルを選択するワード線と、冗長カラムエレメント上のスペアセルを選択するワード線が共通ではないから、この様なカラム救済を行うこの実施の形態の場合、メモリアレイMA<0>,<1>内のワード線を同時に活性化することが必要となる。
【0062】
一方、図1のメモリアレイMA<0>の領域に配置された冗長ロウエレメントRELEMENT<0>,<1>は、メモリアレイMA<0>のノーマルロウエレメントの領域のカラム方向に並んだ複数のセルを選択するカラム選択線と交差する。即ちメモリアレイMA<0>内でカラム選択線は、ノーマルロウエレメントの領域と、冗長ロウエレメントRELEMENT<0>,<1>の領域を連続するように配設されている。従って、これらの冗長ロウエレメントRELEMENT<0>,<1>によるメモリアレイMA<0>内の欠陥ワード線置き換えは従来と同様に行われる。
【0063】
次に、この実施の形態1での具体的な欠陥ロウ,カラムの置換制御方式を、図6を参照して説明する。図6では、説明を簡単にするため、隣接する二つのメモリアレイMA<0>,<1>にそれぞれ一つずつの冗長カラムエレメントCELEMENTa,CELEMENTbと冗長ロウエレメントRELEMENTa,RELEMENTbが配置されている例を示している。具体的に、各メモリアレイMA<0>,<1>の冗長ロウエレメントRELEMENTa,RELEMENTbは、それぞれが配置されたメモリアレイ全体をロウ救済領域として割り当てられる。一方、メモリアレイMA<0>側の冗長カラムエレメントCELEMENTaは、メモリアレイMA<1>全体をカラム救済領域とし、メモリアレイMA<1>側の冗長カラムエレメントCELEMENTbは、メモリアレイMA<0>全体をカラム救済領域とするように割り当てられる。
【0064】
ロウデコーダ/ワード線ドライバ11は、二つのメモリアレイMA<0>,<1>で共有されて、各メモリアレイMA<0>,<1>の少なくとも一つずつのノーマルロウエレメント(ワード線)を同時に活性化する。但し、メモリアレイMA<0>,<1>のいずれか一方の活性化されるべきノーマルロウエレメントが欠陥を含む場合には、これを冗長ロウエレメントで置換するために、他方のノーマルロウエレメントとは独立に、非活性にすることが可能とされている。より具体的にいえば、ロウデコーダ11のデコード部12は二つのメモリアレイMA<0>,<1>で共有されているが、ワード線ドライバ部13a,13bは各メモリアレイMA<0>,<1>毎に用意されてそれぞれ独立に活性、非活性が制御可能とされている。ロウエレメントは、一本のワード線であってもよいし、複数本のワード線であってもよい。
【0065】
不良ロウアドレスが入力されたときに不良ロウノーマルエレメントに代わって冗長ロウエレメントRELEMENTを選択するために、冗長ロウデコーダ14が用意されている。冗長ロウデコーダ14も、デコード部15は二つのメモリアレイMA<0>,<1>で共有され、ワード線ドライバ部16a,16bはメモリアレイMA<0>,<1>毎に用意されてそれぞれ独立に活性,非活性が制御可能とされている。但し、デコード部15がメモリアレイMA<0>,<1>で別々に設けられる場合もある。
【0066】
カラムアドレスに応じて、各メモリアレイMA<0>,<1>のノーマルカラムエレメント(カラム選択線)を選択するのが、カラムデコーダ17a,17bである。不良カラムアドレスが入力されたときに不良ノーマルカラムエレメントに代わって冗長カラムエレメントCELEMENTを選択するために、冗長カラムデコーダ18a,18bが用意されている。
【0067】
なお一般には、一つのカラム選択線は、複数のビット線対を同時に選択し、複数のデータの並列転送を制御する。しかしこれに限られる訳ではない。また、二つのメモリアレイMA<0>,<1>のワード線が同時に活性化されることから、両メモリアレイMA<0>,<1>で同時に複数ビットずつのデータ転送を行うことも可能である。ノーマルカラムエレメントが、カラム選択線ではなく、ビット線や、ビット線が選択的に接続されるデータ線である場合もある。一つのカラムエレメントが、複数のカラム選択線や複数のデータ線を含む場合もある。
【0068】
ロウ,カラムの置換制御を行う置換制御回路として、ロウ置換制御回路31a,31b及びカラム置換制御回路32a,32bが配置されている。これらの置換制御回路は、不良アドレスがプログラミングされる不良アドレス記憶回路と、この不良アドレス記憶回路に保持された不良アドレスと外部から供給されるロウ,カラムアドレスとの一致検出を行うアドレス比較回路とから構成される。具体的に不良アドレス記憶回路は、複数アドレスに対応するヒューズを用いたヒューズセットと、そのヒューズデータを電源投入時に読み出して保持するヒューズデータラッチ回路とから構成される。
【0069】
この様なアドレス比較を行うために、ロウアドレスデータRA<0:n>は、ロウアドレス信号線21を転送されて、ロウデコーダ11に供給されると共に、ロウ置換制御回路31a,31bに供給される。同様に、カラムアドレスデータCA<0:m>は、カラムアドレス信号線22を転送されて、カラムデコーダ17a,17bに供給されると同時に、カラム置換制御回路32a,32bに供給される。不良ロウアドレスが入力された時は、ロウ置換制御回路31a,31bは、ロウ置換制御信号19a,19bを出力する。このロウ置換制御信号19a,19bは、冗長ロウデコーダ14を活性化すると同時に、入力されたロウアドレスに対応するロウデコーダ11を非活性にする。
【0070】
この実施の形態においては、メモリアレイMA<0>,<1>において一つずつのノーマルロウエレメントが同時に選択されるが、不良ロウ置換に関しては、同時に選択された二つのノーマルロウエレメントが互いに独立に置換制御される点が重要である。即ち図6に例示したように、メモリアレイMA<0>,<1>内で同時に選択されるロウノーマルエレメント(破線で示すワード線WLa,WLb)のうち例えば、メモリアレイMA<1>側のワード線WLbが不良である場合、これに代わって、同じメモリアレイMA<1>内の冗長ロウエレメントRELEMENTb(スペアワード線)のみを活性化するという、置換制御が行われる。
【0071】
この様に、メモリアレイMA<0>,<1>で同時に選択されるワード線WLa,WLbの一方のみを置換する制御は、二つのロウ置換制御回路31a,31bを異なるロウアドレスでロウ置換制御信号19a,19bを出力するようにプログラムすることにより、可能である。
【0072】
不良カラムアドレスが入力されたときは、カラム置換制御回路32a,32bは、カラム置換制御信号20a,20bを出力する。このカラム置換制御信号20a,20bはそれぞれ、冗長カラムデコーダ18a,18bを活性化すると同時に、入力された不良カラムアドレスに対応するカラムデコーダ17a,17bを非活性にする。この実施の形態では前述のように、メモリアレイMA<0>内の不良ノーマルカラムエレメントを、メモリアレイMA<1>内の冗長カラムエレメントCELMENTbで置換し、メモリアレイMA<1>内の不良ノーマルカラムエレメントを、メモリアレイMA<0>内の冗長カラムエレメントCEMENTaで置換する。
【0073】
従って、一方のカラム置換制御回路32aが出力するカラム置換制御信号20aは、メモリアレイMA<0>の冗長カラムデコーダ18aに活性化信号として供給され、同時にメモりアレイMA<1>側のカラムデコーダ17b側にディセーブル信号20abとして供給される。他方のカラム置換制御回路32bが出力するカラム置換制御信号20bは、メモリアレイMA<1>の冗長カラムデコーダ18bに活性化信号として供給され、同時にメモりアレイMA<0>側のカラムデコーダ17a側にディセーブル信号20bbとして供給される。図6では、メモリアレイMA<0>側の不良ノーマルカラムエレメント(破線で示すカラム選択線CSL)が、メモリアレイMA<1>側の冗長カラムエレメントCELEMENTbで置き換えられる例を示している。
【0074】
メモリアレイMA<0>,<1>にそれぞれ複数の冗長ロウエレメントを配置することもできる。その場合にも、各冗長ロウエレメント毎に冗長ロウデコーダが配置され、ロウ置換制御回路が用意される。各ロウ置換制御回路には、それぞれの冗長ロウエレメントによるロウ救済領域として定められた範囲の不良ロウアドレス情報をプログラムすればよい。これにより、上述の例と同様に、不良ロウアドレスに応じて必要なロウ置換制御信号を発生させることができる。
【0075】
図7は、図6における置換制御回路31a,31b,32a,32bの具体的な構成例を示している。図示のように置換制御回路は、不良アドレスがプログラムされる複数のヒューズFSiを配列したヒューズセット41と、各ヒューズFSiのデータを読み出して保持するラッチLATiからなるヒューズデータラッチ回路42と、保持されたヒューズデータとアドレスAiを比較するアドレス比較回路42を有する。アドレス比較回路42は、排他的論理和ゲートG1iにより構成される。各ヒューズデータとアドレスビットの比較出力FOUTiは、NANDゲートG2からなる一致検出回路44により一致検出される。これにより、入力アドレスが記憶されている不良アドレスと一致した場合に、ヒット信号bHITが出力される。このヒット信号bHITが、先に図6で説明したロウ,カラム置換制御信号19a,19b,20a,20bに対応する。
【0076】
ヒューズセット41には、不良アドレスを記憶するためのヒューズFSiの他に、マスターヒューズ(イネーブルヒューズ)FSMが用意されている。このマスターヒューズFSMは、プログラムされていないヒューズセット41がヒット信号bHITを出力することがないように、ヒューズセット41がプログラムされた時に初めてそのヒューズセット41をイネーブル状態に設定するためのものである。このマスターヒューズFSMのデータもラッチLATMに読み出されて保持され、その出力は一致検出回路44にイネーブル信号FOUTMとして供給される。
【0077】
図8は、ヒューズデータラッチ回路42の一つのラッチLATの構成例である。ヒューズFSは、読み出し用NMOSトランジスタQNとプリチャージ用PMOSトランジスタQP共に、電源端子Vccと接地端子Vss間に直列接続されている。電源投入時、プリチャージ信号PREは、一定時間“L”レベルを保ち、その後“H”になる。その間、NMOSトランジスタQNはオフを保ち、PMOSトランジスタQPによりノードNが“H”にプリチャージされる。PMOSトランジスタQPがオフになった後、読み出し信号INITが“H”になり、NMOSトランジスタQNがオンになる。ヒューズFSが切断されていれば、ノードNは“H”を保持し、ヒューズFSが切断されていなければ、ノードNの電荷はヒューズFSを介して放電されて“L”になる。これにより、ヒューズデータが読み出されて、ラッチされる。
【0078】
[実施の形態2]
実施の形態2では、実施の形態1を拡張して、重複領域を持つロウ及びカラム救済領域に割り当てられるロウ及び冗長カラムエレメントとして、それらが互いに交差する場合をも許容する。これは、実施の形態1のリダンダンシー方式と従来のリダンダンシー方式を組み合わせたものということができる。
【0079】
言い換えればこの実施の形態2では、ロウ及びカラム救済領域の重複領域に割り当てられるロウ(またはカラム)リダンダンシーエレメントとして、一つの重複領域に対して複数のロウ(またはカラム)リダンダンシーエレメントが用意される。そして、これら複数のロウ(またはカラム)リダンダンシーエレメントの一部は、その重複領域に割り当てられるカラム(またはロウ)リダンダンシーエレメントと交差するが、残りは交差しないものとする。
【0080】
具体的に図1を用いて説明する。左のメモリアレイMA<0>の上半分のロウ救済領域RRA<1>に対して、冗長ロウエレメントをRELEMENT<1>が割り当てられているとする。このとき、左のメモリアレイMA<0>の左半分のカラム救済領域CRA<2>に割り当てられる冗長カラムエレメントとして、メモリアレイMA<1>側のCELEMENT<2>またはCELEMENT<3>だけでなく、メモリアレイMA<0>側のCELEMENT<0>または<1>も用いるようにする。
【0081】
このとき、ロウ,カラム救済領域RRA<1>,CRA<2>の重複領域に対応する冗長ロウエレメントRELEMENT<1>と、冗長カラムエレメントCELEMENT<2>,CELEMENT<3>とは互いに交差しないが、RELEMENT<1>と冗長カラムエレメントCELEMENT<0>,<1>は互いに交差している。即ち、冗長ロウエレメントRELEMENT<1>と冗長カラムエレメントCELEMENT<0>,<1>は、例えば連続するスペアワード線で同時に選択されるセル(リンボーセル)を持つ。
【0082】
この実施の形態によれば、ある救済領域に対するリダンダンシーエレメントの数を実施の形態1よりさらに増やすことが出来る。置換制御方式は、先の実施の形態で説明した図6と基本的には同様である。即ち、二つのメモリアレイMA<0>,<1>で同時活性化されるノーマルロウエレメントについて、不良ロウの置換制御は、メモリアレイMA<0>,<1>で互いに独立に行われる。但し、図6では、一方のメモリアレイに配置された冗長カラムエレメントが他方のメモリアレイをカラム救済領域とする例を示している。従って、カラム置換制御回路32a,32bからのディセーブル信号20ab,20bbの信号線が一方のメモリアレイ側にのみ配設されている。
【0083】
これに対してこの実施の形態2では、一方のメモリアレイに配置された冗長カラムエレメントは、これが配置されたメモリアレイの他、他方のメモリアレイをもカラム救済領域とする。従ってこの実施の形態では、図6に示したカラム置換制御回路32a,32bから出力されるディセーブル信号20ab,20bbの信号線を、両方のメモリアレイMA<0>,<1>にまたがって配設することが必要になる。
【0084】
[実施の形態3]
実施の形態3は、先の実施の形態1,2において、ある重複領域に割り当てられた冗長ロウ(またはカラム)エレメントと交差しない冗長カラム(またはロウ)エレメントとして、カラム(またはロウ)救済領域と共にその重複領域を形成するロウ(またはカラム)救済領域とは隣接する別のロウ(またはカラム)救済領域に割り当てられた冗長ロウ(またはカラム)エレメント(またはノーマルロウ(またはカラム)エレメント)と交差するものが選択されるものとする。
【0085】
図9は、実施の形態3を説明するための1例で、ここでは4つのメモリアレイMA<0>〜<3>が配置されている。二つのメモリアレイMA<0>,<1>はロウデコーダ/ワード線ドライバ(RD&WD)を間に挟む形で共有して隣接し、同様に残りの二つのメモリアレイMA<2>,<3>も共有するロウデコーダ/ワード線ドライバ(RD&WD)を挟んで隣接する。二つのメモリアレイMA<0>,<1>は同時に活性化されるものとし、更に二つのメモリアレイMA<2>,<3>も同時に活性化されるものとする。
【0086】
メモリアレイMA<0>〜<3>のそれぞれに、冗長ロウエレメント RELEMENT<0>〜<3>と、冗長カラムエレメントCELEMENT<0>〜<3>が配置されている。メモリアレイMA<0>〜<3>それぞれが一つのロウ救済領域であり同時に一つのカラム救済領域でもある。つまりロウ救済領域とカラム救済領域が完全一致する重複領域を持つ例である。
【0087】
メモリアレイMA<0>に着目すると、そのメモリアレイMA<0>の欠陥ロウ救済には、そのメモリアレイMA<0>の領域に配置された冗長ロウエレメントRELEMENT<0>が用いられ、欠陥カラム救済には隣接するメモリアレイMA<1>に配置された冗長カラムエレメントCELEMENT<1>が用いられる。従って、ロウ救済領域とカラム救済領域の重複領域であるメモリアレイMA<0>に対応する冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントは互いに交差しない。
【0088】
同様に、メモリアレイMA<1>に着目すると、その欠陥ロウ救済には、そのメモリアレイMA<1>の領域に配置された冗長ロウエレメントRELEMENT<1>が用いられ、欠陥カラム救済には隣接するメモリアレイMA<0>に配置された冗長カラムエレメントCELEMENT<0>が用いられる。従ってこの場合も、重複領域であるメモリアレイMA<1>に対応する冗長ロウエレメントと冗長カラムエレメントは互いに交差しない。
メモリアレイMA<2>,<3>の間でも、同様の関係でリダンダンシーエレメントとその救済領域が設定される。
【0089】
メモリアレイMA<0>の欠陥カラム救済について、メモリアレイMA<0>の欠陥ロウ救済に用いられる冗長ロウエレメントRELEMENT<0>と交差しない冗長カラムエレメントとしては、CELEMENT<1>,<2>,<3>があるが、これらのうち置換対象とするメモリアレイMA<0>に対して、最も近くに隣接するメモリアレイMA<1>に配置された冗長カラムエレメントCELEMENT<1>を用いることがこの実施の形態での特徴である。この様な置換制御を行うことにより、置換制御回路からの制御信号配線を短いものとすることができる。
【0090】
この点を具体的に説明する。各冗長カラムエレメントに対しては、図9に示すように置換制御回路RCTRが設けられる。置換制御回路RCTRは、図6で説明したように、欠陥アドレスを記憶するフューズ回路等のアドレス記憶回路と、外部から供給されるアドレスとアドレス記憶回路が記憶する欠陥アドレスの一致検出を行うアドレス比較回路とを有する。この置換制御回路RCTRにより、欠陥アドレスがアクセスされたときに、欠陥アドレスに対応するデコード部を非活性とし、これに代わるリダンダンシーエレメントに対応するスペアデコード部を活性化するという、置換制御信号が出力される。
【0091】
具体的に図9に示したように、メモリアレイMA<0>の欠陥カラムがアクセスされた場合、メモリアレイMA<1>の近傍にある置換制御回路RCTRが冗長カラムエレメントCELEMENT<1>を活性にし、メモリアレイMA<0>の欠陥カラムを非活性にするディセーブル信号DISを出す。この実施の形態によると、このディセーブル信号DISの配線長を最小化出来る。従って、高速なリダンダンシーシステムを構築でき、更にディセーブル信号の配線領域を最小化できるため、リダンダンシー回路部の面積を最小化でき、チップ面積を小さくすることができる。
【0092】
もし、上述したメモリアレイMA<0>の欠陥カラム救済の例において、冗長カラムエレメントとして離れた位置のメモリアレイMA<2>,<3>に配置されたCELEMENT<2>,<3>を選ぶと、これらを活性化するための制御回路RCTRからメモリアレイMA<0>の領域までの配線を経由してディセーブル信号を供給しなければならない。従って、その配線遅延の影響で欠陥ノーマルカラムエレメントをディセーブルする動作が遅れてしまう。またディセーブル信号の配線長が長くなると、結果としてその配線のチップ内に占める面積が大きくなるので、置換制御回路部の面積が増えチップサイズも大きくなる。
【0093】
この実施の形態3の変形として、重複領域であるメモリアレイMA<0>に対応する冗長ロウエレメントとして、隣接するメモリアレイMA<1>のCELMENT<1>の他、更にこれに連続するメモリアレイMA<2>,<3>のCELEMENT<2>や<3>を用いることもできる。もちろんこの場合、メモリアレイMA<2>や<3>の冗長カラムエレメントCELEMENT<2>や<3>をメモリアレイMA<0>の救済に用いるには、これらのメモリアレイ内のノーマルロウエレメントまたはそれを置き換えた冗長ロウエレメントが同時活性化されることが必要である。
【0094】
即ち、ある重複領域に対応する冗長ロウ(またはカラム)エレメントと交差しない冗長カラム(またはロウ)エレメントとして、その重複領域を含むロウ(またはカラム)救済領域と連続する複数のロウ(またはカラム)救済領域にそれぞれ対応する冗長ロウ(またはカラム)エレメント(またはノーマルエレメント)と交差する複数の冗長カラム(またはロウ)エレメントのいずれをも選択することができる。
【0095】
この場合も、複数のロウ(またはカラム)救済領域が物理的に大きく離れていないので、欠陥ノーマルエレメントを非活性にするデイセーブル信号の配線長を抑えることができ、高速のリダンダンシーシステムが得られる。
【0096】
この実施の形態においても、メモリアレイMA<0>,<1>で同時活性化されるノーマルロウエレメントについて、不良ロウの置換制御は、メモリアレイMA<0>,<1>で互いに独立に行われる。同様に、メモリアレイMA<2>,<3>で同時活性化されるノーマルロウエレメントについて、不良ロウの置換制御は、メモリアレイMA<2>,<3>で互いに独立に行われる。これらの置換制御方式は、実施の形態1,2と同様である。
【0097】
なおこの実施の形態において、重複領域を形成するロウ救済領域に隣接する、或いはこれに連続する複数のロウ救済領域は、図9に示すように間にロウデコーダ/ワード線ドライバを挟んで隣接する形態、或いはワード線がメインワード線とサブワード線の階層構造とされる場合にサブワード線ドライバを挟んだ形態になることが多い。同様に、重複領域を形成するカラム救済領域に隣接する、或いはこれに連続するカラム救済領域は、カラムデコーダ/カラム選択線ドライバ、階層的なカラム選択線構造の場合にはサブカラム選択線ドライバを挟んで隣接する形態になることが多い。
【0098】
[実施の形態4]
この発明の実施の形態4では、重複領域に対応する冗長ロウエレメントと同じ重複領域に対応する冗長カラムエレメントが互いに交差しないものを含み、その重複領域を形成するカラム(またはロウ)救済領域がメモリチップの一部分であり、そのカラム(またはロウ)救済領域におけるリダンダンシー効率が、それ以外カラム(またはロウ)救済領域における救済効率と等しくなっていることを特徴とする。
【0099】
半導体メモリにおける、各救済領域とそれに対する冗長エレメント数は、チップ内の欠陥分布予測に基づいて決定される。図10に示すように、メモリチップは、それぞれ容量C[Mbit]の複数のメモリアレイ(図では二つMA<0>,<1>のみを示している)から構成されているものとする。各メモリアレイに備わった冗長ロウエレメントRLEMENT<0>,RLEMENT<1> によるロウ救済領域はそれぞれ、メモリアレイMA<0>,<1>であるとする。
【0100】
いま、欠陥分布予測からカラム救済効率として、容量(2/3)C[Mbit]のカラム救済領域に対して4つの冗長カラムエレメントが必要であるとする。図10の場合、メモリアレイMA<0>の2/3の領域であるカラム救済領域CRA<A>に4つの冗長カラムエレメントCELEMENT<0:1>,<2:3>を備え、同様にメモリアレイMA<1>の2/3の領域であるカラム救済領域CRA<C>に4つの冗長カラムエレメントCELEMENT<8:9>,<10:11>を備えている。このとき、メモリアレイMA<0>,<1>の残り1/3の領域にいくつリダンダンシーエレメントを備えるかが問題となる。
【0101】
もし、残りの容量(1/3)C[Mbit]をそれぞれカラム救済領域として、それぞれに対して2つの冗長カラムエレメントを配置した場合、このカラム救済領域に対する救済効率が、(2/3)C[Mbit]に対して4つの冗長カラムエレメントがあるカラム救済領域CRA<A>,<C>に対するそれよりも低くなる。これは、単位容量あたりのリダンダンシーエレメント数が同一なら救済領域が大きいほど救済効率が高くなるからである。そして、このようにチップの一部救済領域だけが他の救済領域よりも救済効率が低いとチップ全体の歩留まりもそれに引きずられ低下してしまう。
【0102】
一方、容量(1/3)C[Mbit]のカラム救済領域に対して3つ以上の冗長カラムエレメントを備えれば、救済効率を上げることは可能である。しかしこれでは、容量(1/3)C[Mbit]のカラム救済領域だけが必要以上に救済効率が高くなったり、単位容量あたりのリダンダンシーエレメント数が高くなることでチップ面積の増加に繋がる。また、一般にメモリアレイは、複数の同じ容量のサブアレイを繰り返し配置することにより構成され、各サブメモリアレイ内に同数ずつリダンダンシーエレメントを配置することが多いので、一部のサブアレイだけリダンダンシーエレメントを増やすことは、レイアウトおよび回路的にアレイ構成を複雑にし、パフォーマンス低下やチップ面積の増加に繋がってしまう。
【0103】
そこでこの実施の形態4においては、図10に示すように、各メモリアレイの残り1/3の領域に対して、2つの冗長カラムエレメントを備え、隣接するメモリアレイMA<0>,<1>における2つの容量(1/3)C[Mbit]の領域をまとめて、1つのカラム救済領域CRA<B>とする。こうしてまとめられた容量(2/3)C[Mbit]のカラム救済領域CRA<B>に対する冗長カラムエレメントは、CELEMENT<4:7> の4エレメントである。
【0104】
この場合、一つのロウ救済領域であるメモリアレイMA<0>と、カラム救済領域CRA<B>の重複領域に注目して、この重複領域に対応する冗長ロウエレメントRLEMENT<0>と、同じ重複領域に対応する冗長カラムエレメントCELEMENT<4:7>との関係を見ると、冗長カラムエレメントCELEMENT<4:7>の一部であるCELEMENT<4:5>は冗長ロウエレメントRLEMENT<0>と交差するが、他の一部であるCELEMENT<6:7>は、冗長ロウエレメントRLEMENT<0>と交差しない。従ってこの実施の形態は、ある重複領域について互いに交差しない冗長ロウエレメント及び冗長カラムエレメントを用いる場合と、互いに交差する冗長ロウエレメント及び冗長カラムエレメントを用いる場合とが混在しているので、先の実施の形態2の変形であることがわかる。
【0105】
また、メモリアレイMA<0>内の冗長ロウエレメントRELEMENT<0>によるロウ救済領域MA<0>と、メモリアレイMA<1>内の冗長カラムエレメントCELEMENT<6:7>によるカラム救済領域は、重複領域を持ち、冗長カラムエレメントCELEMENT<6:7>は、メモリアレイMA<0>側の冗長ロウエレメントRELEMENT<0>とは交差せず、隣接するメモリアレイMA<1>側の冗長ロウエレメントRELEMENT<1>と交差している。つまり、RELEMENT<0>が割り当てられた救済領域MA<0>と、RELEMENT<1>が割り当てられた救済領域MA<1>は隣接している。この態様は、実施の形態3の変形でもある。
【0106】
また、図10ではロウ救済領域MA<0>とカラム救済領域CRA<B>との重複領域に注目すると、ロウ救済領域MA<0>内には重複領域以外の領域が存在し、カラム救済領域CRA<B>内には重複領域以外の領域が存在するので、これは実施の形態1で説明したところの、ロウ,カラム救済領域が一部重なるように交差する形態である。
【0107】
この様に図10の実施の形態では、重複領域に対応する冗長カラムエレメントCELEMENT<4:7>が、同じ重複領域に対応する冗長ロウエレメントRELEMENT<0>と互いに交差しないCELEMENT<6:7>を含み、その重複領域を形成するカラム救済領域CRA<B>がメモリチップの一部であることがわかる。そして、このカラム救済領域CRA<B>におけるカラム欠陥に対する救済には、容量(2/3)C[Mbit]に対して4リダンダンシーエレメントが用意されているから、その救済効率は他のカラム救済領域CRA<A>,<C>におけると同じになっていることがわかる。
【0108】
従ってこの実施の形態によれば、チップ内の全ての救済領域における救済効率を必要且つ十分な値に均一に揃えることができ、高歩留まりで面積を最小化したメモリチップを実現することが可能となる。
【0109】
[実施の形態5]
次に実施の形態5では、メモリチップ内に存在する複数のロウ(もしくはカラム)救済領域に関して、その救済領域の容量が異なるものを混在させることで、カラム救済領域(もしくはロウ救済領域)における救済効率がチップ全体において揃うように構成される。
【0110】
その一例のメモリアレイ構成を図11に示す。これは、図10におけるカラム救済領域CRA<B>のメモリアレイMA<1>側の領域(メモリアレイの1/3の容量部分)を、メモリアレイMA<0> 側に移動したものである。これにより、一方のメモリアレイMA<0>に二つのカラム救済領域A,Bが設定され、他方のメモリアレイMA<1>に一つのカラム救済領域Cが設定されたことになる。従って、メモリアレイMA<0>の容量は、(4/3)C[Mbit]となり、メモリアレイMA<1>の容量は、(2/3)C[Mbit]となる。それぞれに冗長ロウエレメントRELEMENT<0>,<1>が備えられている。つまりメモリチップ内に容量の異なるロウ救済領域が混在することになる。
【0111】
この方法でも、メモリチップ内の全てのカラム救済領域におけるカラムリダンダンシーが容量(2/3)C[Mbit]に対して4エレメントとなる。従って、メモリチップ内の全てのカラム救済領域における救済効率を必要且つ十分な値に揃えることが出来、高歩留まりで面積の最小化されたチップを実現することが可能となる。
【0112】
ただこの実施の形態では、メモリアレイMA<0>,<1>の間で、ワード線の配線長やセンスアンプ領域をワード線方向に走るセンスアンプ制御信号等の配線長が異なることになる。このため、ロウ系の回路設計には十分注意を払う必要がある。また、ロウ救済領域の容量もメモリアレイMA<0>とメモリアレイMA<1>とで異なるので、結果としてロウ救済領域における救済効率も異なる。従ってその違いがチップ全体の救済効率に影響しない場合に適用することが好ましい。
【0113】
[実施の形態6]
図12に示す実施の形態6は、32MbitDRAMに先の実施の形態4を適用した例である。この実施の形態では、ロウ及びカラム救済領域の重複領域に対応する冗長ロウエレメントと同じ重複領域に対応する冗長カラムエレメントが互いに交差しないものを含み且つ、その重複領域を形成するメモリチップの一部分であるカラム(またはロウ)救済領域を誤り検出/訂正用の検査ビット(パリティビット)用のメモリセル部とする。具体的に、メモリアレイMA<0>,<1>はそれぞれ、16Mbitのノーマルデータ部に、誤り検出/訂正用のパリティビットを記憶するパリティデータ部を2Mbit分併設しており、メモリチップ全体で36Mbitの容量を持っている。
【0114】
左のメモリアレイMA<0>には、ノーマルセルアレイとは別アレイとして、複数の冗長ロウエレメントRELEMENTA<0:n>(nは自然数)を含む冗長ロウアレイが配置されている。冗長ロウエレメントRELEMENTA<0:n>のそれぞれが、18MbitのメモリアレイMA<0>内のいかなるノーマルロウエレメントを置き換えることも許容されるものとする。従って、冗長ロウエレメントRELEMENTA<0:n>のそれぞれによるロウ救済領域は、左の18MbitのメモリアレイMA<0>全体である。
【0115】
同様に右のメモリアレイMA<1>にも、冗長ロウアレイが配置されており、その中に複数の冗長ロウエレメントRELEMENTB<0:n>(nは自然数)がある。この冗長ロウエレメントRELEMENTB<0:n>によるロウ救済領域も、右の18MbitのメモリアレイMA<1>全体である。
このようにリダンダンシー用の別アレイをもつ方式は、冗長エレメントによる救済領域を大きく出来るので、置換効率を高めることが可能である。
【0116】
各メモリアレイMA<0>,<1>は、カラム方向に、センスアンプバンク(複数のセンスアンプS/Aが連続配置された領域)によって16個のサブメモリアレイに分割されている。あるロウアドレスが入力すると、図12に斜線で例示したように、各メモリアレイ内2箇所のサブアレイが同時に活性化され、その各サブアレイ内で1本ずつのノーマルロウエレメント、従ってチップ全体では4本のノーマルロウエレメントが同時活性化される。この4本のノーマルロウエレメントには、同一のロウアドレスが対応しており、左右のノーマルロウエレメントは独立に冗長ロウエレメントによって置き換えることが出来る。
【0117】
各メモリアレイMA<0>,<1>の16Mbitのノーマルデータ部と2Mbitのパリティデータ部はそれぞれ、16個の1Mbitのセグメントと2個の1Mbitのセグメントから構成される。それぞれのセグメントには1本ずつのリダンダンシー用のスペアカラム選択線SCSLが備わっている。ノーマルデータ部では、4セグメントずつをまとめて、4Mbitずつの4倍セグメント(Quadruple Segment)QSEGを構成している。従って各メモリアレイMA<0>,<1>に4個ずつの4倍セグメントQSEG<0>〜<3>,QSEG<4>〜<7>がある。バリティデータ部は、2つのセグメントが集まって、2Mbitの2倍セグメント(Double Segment)DSEGを構成しており、メモリアレイMA<0>,<1>に二つの2倍セグメントParityDSEG<0>,<1>がある。
【0118】
このチップからデータをリードするときには、4本(左右のメモリアレイで2本ずつ)のノーマルロウエレメントを活性化した状態で、各4倍セグメントQSEGから1本ずつ合計8本(左右のメモリアレイで4本ずつ)のカラム選択線CSL(図示していない)を同時活性化する。これにより、チップ全体で16m[bits](m:自然数)のデータを読み出すと共に、2つのパリティ用2倍セグメントDSEG(Parity DESG<0>,Parity DSEG<1>)内で1本のカラム選択線CSLを活性化し2m[bits]のパリティデータを読み出す。つまり同時活性化されるロウエレメントとカラム選択線CSLの交点より、m[bits]ずつデータが読み出される。またこの様に各メモリアレイMA<0>,<1>から同時にデータをリード/ライトすることは、各メモリアレイMA<0>,<1>内でロウエレメントを同時活性化していることから可能となっている。
【0119】
また、ノーマルデータ部の4倍セグメントQSEG内の欠陥を冗長カラムエレメントで救済する場合には、4倍セグメントQSEG内の4本のスペアカラム選択線SCSLを使い、2つのパリティ2倍セグメントDSEG(Parity DESG<0>,Parity DSEG<1>)全体のなかの欠陥を冗長カラムエレメントで救済する場合には、そのなかの4本のスペアCSLを使う。
【0120】
ここで注意しなければならないのは、この実施の形態において、3ビットの入力ロウアドレスAR<0:2>により、メモリアレイ内で連続するスペアカラム選択線SCSLを8分割して、それぞれを独立の冗長カラムエレメントとして用いていることである。この様に、スペアカラム選択線をロウアドレスにより分割しているのは、次のような事情を考慮した結果である。ロウエレメントが活性化されて、カラム選択線が活性化されれば、それがノーマルカラム選択線CSLであろうとスペアカラム選択線SCSLであろうと、活性化されたロウエレメントと活性化されたカラム選択線とで指定されるセルにはリード,ライトが行われる。ここで同じ同じメモリアレイ内でロウアドレスに対応するロウエレメントが複数本同時活性化され、欠陥を含むノーマルカラム選択線CSLに対応したカラムアドレスが入力して、ノーマルカラム選択線CSLの代わりにスペアカラム選択線SCSLが活性化すると、同じメモリアレイ内で同時に活性化された複数のロウエレメント上でノーマルカラム選択線CSLで選択されるはずだった複数のセルにはリード,ライトされずに、スペアカラム選択線SCSLで選択される複数のセルにリード,ライトされることになる。
【0121】
このように、同じメモリアレイ内で同時に活性化される複数のロウエレメント上のセルは、スペアカラム選択線で置き換えるときには必ず一緒に置き換えられる。したがって同一のスペアカラム選択線を使って同時に選択され同時にリード,ライトされる、同時活性化される複数のロウエレメント(例えばワード線)上のスペアセルは同じ冗長カラムエレメントに属する必要がある。しかし、同時にリード,ライトされないロウエレメント(ワード線)上のスペアセルは同じ冗長カラムエレメントに属していなくても構わない。
【0122】
図13は、スペアカラム選択線SCSLに対するロウアドレスの割り付けにより、一つのスペアカラム選択線で複数の冗長カラムエレメントを構成する様子を、センスアンプを共有して隣接する二つのサブアレイ(メモリブロック)MB0,MB1について示している。サブアレイMB0,MB1は、ロウアドレスAR0,AR1によってきまるA,B,C,D の4個の領域に分割されているとする。共有センスアンプ方式では、センスアンプを共有して隣接するサブアレイは同時には活性化できない。いま、ロウアドレスが入力し、このサブアレイの範囲で一本のワード線しか活性化されないとすれば、活性化されるワード線は領域A,B,C,Dのいずれかの中にある。
【0123】
同時に活性化されないために同時にリード,ライトされない複数のロウエレメント(ワード線)上のスペアセルは同じ冗長カラムエレメントに属していなくても良いので、スペアカラム選択線SCSL上のスペアセルをロウアドレスAR0,AR1で4つに分類し、それぞれのスペアセルの集合を独立な冗長カラムエレメントとすることが可能である。このようにすれば1本のスペアカラム選択線SCSLが、ロウアドレスAR0,AR1によって決まる4個の冗長カラムエレメントCELEMENT<0:3>で構成されるようになる。この方式は、スペアセル数を増やすことなく、冗長エレメントを増やすことができるので、面積効率の良いリダンダンシーシステムである。
【0124】
冗長カラムエレメントCELEMENT<0:3>それぞれにフューズセットが対応していれば(必ずしも1対1に対応している必要はないが)、CELEMENT<0:3> の各冗長カラムエレメントは異なるカラムアドレスを置換えるようにプログラムすることが可能である。各フューズセットにこのメモリアレイの全てのカラムのアドレスをプログラムできれば、CELEMENT<0:3>はそれぞれ、領域A、B,C,Dの全ての欠陥セルを置換えることが可能である。つまりCLEMENT<0:3>によるカラム救済領域は、それぞれA,B,C,Dということになる。
【0125】
また同一のスペアカラム選択線を使って同時にリード,ライトされる、同じ目もりアレイ内で同時活性化される複数のロウエレメント(ワード線)上のスペアセルは同じ冗長エレメントに属することから、同じメモリアレイ内で同時に活性化され同時にリード,ライトされるロウエレメント(ワード線)は同じロウ救済領域内になければならないことになる。
【0126】
上述のように、スペアカラム選択線を物理的に増やすことなく、ロウアドレスの割り付けによって実質的に冗長カラムエレメント数を増やすには、例えば米国特許第5,894,441に開示された方法その他の適当な方法を利用することができる。2ビットのロウアドレスAR0,AR1で一つのスペアカラム選択線を実質4個の冗長カラムエレメントとして利用する例を、具体的に説明する。
【0127】
この場合、図14に示すように、一つのスペアカラム選択線に対してロウアドレスAR0,AR1によって選択される4個のヒューズセットが用いられる。図14では、4つのヒューズセット内の1つのアドレスAnに対応するそれぞれ一つずつのヒューズFSn<0:3>と、各ヒューズデータを保持するデータラッチLATn<0:3>を示している。これらのヒューズデータは、ヒューズセット選択信号FSEL<0:3>が入るヒューズセット選択回路51により選択されて、アドレス比較回路であるEXORゲート52に転送される。
【0128】
選択信号FSEL<0:3>は、図15に示すように、ロウアドレスAR0,AR1をデコードするデコード回路53により生成される。この選択信号FSEL<0:3>は、カラムアドレスが入力される前に発生され、ヒューズセット選択回路51に与えられる。従って、活性化されたロウエレメントに対応するカラム救済領域に割り付けられた冗長カラムエレメントに対応するヒットする可能性のあるヒューズセットをロウアドレスにより選択し、図14のように、複数のヒューズセットをアドレス比較回路以降の回路を共有することができる。
【0129】
これにより、一つのスペアカラム選択線を4分割した部分を、独立の冗長カラムエレメントとし、それぞれに割り当てられたカラム救済領域の不良に対して、カラム置換制御を行うことが可能になる。
【0130】
図12の32MbitDRAMでは、この様なやり方で3ビットの入力ロウアドレス(AR<0:2>)によりスペアカラム選択線SCSLを8分割して8つの冗長カラムエレメントとしている。従って、ノーマルデータ部の各4倍セグメントQSEG<0:7>内及びパリティデータ部の2つの2倍セグメントparityDSEG<0:1>全体は、それぞれ8つのカラム救済領域に分割されている。図12の各QSEG<0:7>内及び2つのParityDSEG<0:1>全体内の同時活性化された2つの領域(斜線部)は、ロウアドレスAR<0:2>の同じ組に対応するので、同じ冗長カラムエレメントの救済領域に属し、リンクされた部分救済領域と呼ばれる。
【0131】
例えば、冗長ロウエレメントRELEMENTA<0:n>によるロウ救済領域である左側のメモリアレイMA<0>と、2つのParityDSEG<0:1>全体内の1/8の領域であるカラム救済領域とが重なる重複領域は、ParityDSEG<0>の2つの斜線領域である。この重複領域に対応する冗長ロウエレメントRLEMENTA<0:n>は、ParityDSEG<0>内のスペアカラム選択線SCSLに属する、この重複領域に対応する冗長カラムエレメントとは交差するが、隣のメモリアレイMA<1>のParityDSEG<1>内のスペアカラム選択線SCSLに属する、同じ重複領域に対応する冗長カラムエレメトとは交差しない。
【0132】
つまり、ParityDSEG<0>内のスペアカラム選択線SCSLで冗長ロウエレメントRLEMENTA<0:n>上のセルを選択することが出来るが、Parity DSEG<1>内のスペアカラム選択線SCSLによってRLEMENTA<0:n>上のセルを選択することはできないのである。従って、この実施の形態は、先の実施の形態2の一態様であることもわかる。
【0133】
また、ParityDSEG<1>内のスペアカラム選択線SCSLに属する、上記二つの重複領域に対応する冗長カラムエレメントは、その2つの重複領域を形成するロウ救済領域(左側のメモリアレイMA<0>)と隣接するロウ救済領域(右側のメモリアレイMA<1>)に対応する冗長ロウエレメントRLEMENTB<0:n>と交差している。これは実施の形態3の一態様でもある。
【0134】
カラムリダンダンシーについて見ると、パリティセルデータ部は、2つの2倍セグメントDSEG(ParityDSEG<0:1>)からなる4Mbit部の1/8の領域であるカラム救済領域(512Kbit)に対して、4つの冗長カラムエレメントがある。これは、ノーマルデータ部のカラム救済領域におけるカラムリダンダンシー効率と同じであることから、実施の形態4の一態様でもあることがわかる。
【0135】
ノーマルデータ部に対してパリティデータ部は、中途半端な容量であるので、一般にパリティデータ部の救済効率を、ノーマルデータ部のそれと揃えることは難しい。しかし、複数の(例えばこの実施の形態のように二つの)メモリアレイにまたがるパリティデータ部を一つのカラム救済領域とすれば、パリティデータ部の救済効率を、ノーマルデータ部のそれと揃えることが可能となる。これにより、パリティデータ部を含むメモリチップ内の全ての救済領域における救済効率を必要且つ十分な値に揃えることが出来るので、高歩留まりで面積の最小化されたチップを実現することが可能となる。
【0136】
ところでこの実施の形態6では、パリティデータ部内の、ロウ救済領域であるメモリアレイMA<0>とカラム救済領域の重複領域内のセルを選択するためのノーマルロウエレメントは、重複領域内のセルを選択するためのノーマルカラム選択線CSLの1/8の部分を置き換える、メモリアレイMA<1>内のスペアカラム選択線SCSLの1/8の部分である冗長カラムエレメントと交差しないが、その重複領域内のセルを選択するためのノーマルカラムエレメントは、その重複領域内のセルを選択するためのノーマルロウエレメントを置き換える、別アレイ内の冗長ロウエレメントと交差していると言える。
【0137】
ここで、ノーマルロウエレメントが冗長カラムエレメントと交差しないとは、そのノーマルロウエレメントを選択する際に冗長カラムエレメント上のセルが選択されないということ、即ちそのノーマルロウエレメントが冗長ロウエレメントによって置き換わる場合でも、冗長カラムエレメント上でその置き換わるノーマルロウエレメントのロウアドレスに対応するセルが、必ずしも置き換わるわけではないということである。ここで”必ずしも”と言ったのは、冗長カラムエレメント上でその置き換わるノーマルロウエレメントのロウアドレスに対応するセルを選択する別のノーマルロウエレメントも別の冗長ロウエレメントによって置き換わる場合は、その限りでないからである。
【0138】
また、重複領域内のセルを選択するためのノーマルカラムエレメントが別アレイ内の冗長ロウエレメントと交差していると言えるのは、ノーマルカラム選択線CSLの1/8の部分であるノーマルカラムエレメントを含むノーマルカラム選択線CSLを選択することによって、冗長ロウエレメント上のセルを選択することが可能だからである。そのノーマルカラムエレメントが冗長カラムエレメントで置き換わる場合には、冗長ロウエレメント上でその置き換わるノーマルカラムエレメントのカラムアドレスに対応するセルも置き換わる。
【0139】
図10の例では、二つのメモリアレイMA<0>,<1>の全容量2Cを3分割して、ノーマルデータ領域とパリティデータ領域を設定した。また、図12の例では、二つのメモリアレイMA<0>,<1>の全容量2Cを9分割して、ノーマルデータ領域とパリティデータ領域を設定した。これらの実施の形態は、より一般化すれば、二つのメモリアレイMA<0>,<1>の全容量2CをM(3以上の整数)分割して、ノーマルデータ領域とパリティデータ領域を設定することができる。
【0140】
このとき、ノーマルデータ領域として、それぞれN(2以上の整数)個の冗長カラムエレメントを含む容量2C/Mの第1のカラム救済領域が、(M−1)/2個ずつメモリアレイMA<0>,<1>に設定される。パリティデータ領域としては、二つのメモリアレイMA<0>,<1>にまたがるように容量C/Mずつの容量2C/Mの第2のカラム救済領域が設定される。これにより、ノーマルデータ領域とパリティデータ領域のカラム救済効率は同じになる。
【0141】
[実施の形態7]
図16A,Bは、この発明を、階層的なワード線を持つ半導体メモリに適用した実施の形態である。階層的なワード線方式では、図16Aに示すように、1本の低抵抗のメインワード線MWLに対して、複数本のサブワード線SWLが配置される。サブワード線SWLは、メインワード線MWLの複数箇所に接続されるサブワード線ドライバSWLDRVにより駆動される。ここで、一つのメインワード線MWLが複数のロウアドレスに対応して、メインワード線MWLの数カ所それぞれで複数のサブワード線ドライバSWLDRVが接続されてもよいし(駆動されるサブワード線SWLそれぞれに別ロウアドレスが対応)、或いは一つのメインワード線MWLが一つのロウアドレスに対応して、メインワード線MWLの数カ所の接続箇所それぞれで一つのサブワード線ドライバSWLDRVがメインワード線MWLと接続されるようにしてもよい。
【0142】
この様に、階層的なワード線方式では、論理的に1本の(一つのロウアドレスが対応する)ワード線が細かく分割された複数のサブワード線により構成される。そして図16Bに破線で示したように、複数のサブワード線SWLが同時活性化される。これにより、サブワード線の長さを短くすることができる結果、ワード線遅延を小さくして高速動作が可能になる。またメインワード線に接続される一部のサブワード線ドライバのみを活性化することで、活性化されるアレイ領域を限定することができ、これにより、同時動作するセンスアンプ数を減らして消費電力を低く抑えたり、センスアンプ動作時の内部電源ノイズを抑えてセンスアンプ動作を高速化できるといった利点が得られる。
【0143】
この様な階層ワード線方式において、ロウリダンダンシーの救済効率を上げるためには、置き換えを1本又は複数本のメインワード線単位で行うのではなく、1本のサブワード線単位で又はメインワード線と直交する方向に並んだ複数本のサブワード線単位で行ったり、メインワード線と直交する方向に並んだ複数のサブワード線又は1本のサブワード線をワード線の長手方向に幾つかずつまとめて置き換えの単位とすることが考えられる。これに対応して、冗長ロウエレメントは、ワード線と直交する方向に配置された複数本又は1本のスペアサブワード線により構成したり、或いは、これらをワード線の長手方向に幾つかまとめて冗長ロウエレメントとすることができる。ここで冗長ロウエレメントを構成する、ワード線と直交する方向に配置された複数本のスペアサブワード線は、必ずしも連続して配置されている必要はない。また1本又は複数本のスペアサブワード線をワード線の長手方向に幾つかまとめて冗長ロウエレメントとする場合も、必ずしも連続するものをまとめる必要はない。
【0144】
この様なロウリダンダンシーシステムにおいて、サブワード線の長さを短くしていくと、ロウ救済領域のワード線方向の幅の、カラム救済領域のワード線方向の幅に対する相対的な比が小さくなると考えられる。同時に、冗長カラムエレメントの数が一定なら、冗長ロウエレメントと交差する冗長カラムエレメントの数が少なくなると考えられる。更に、サブワード線の長さを短くすると、冗長カラムエレメントと一切交差しない冗長ロウエレメントが出てくる場合もある。
【0145】
図16Bは、サブワード線SWLの層に着目して、メモリアレイのレイアウトと共にリダンダンシーシステムを示している。ここでは、ある冗長ロウエレメントRELEMENTにより救済され得るロウエレメントの集合であるロウ救済領域は、ワード線と直交する方向に1列に並んだ複数のサブワード線ドライバSWLDRVによって駆動される複数のサブワード線SWLで構成される。このロウ救済領域とこれに対してワード線方向に隣接するロウ救済領域とは、各ロウ救済領域を構成するサブワード線SWLが物理的に(空間的に)が入れ子構造となるように構成される。冗長ロウエレメントRELEMENTは、1本のスペアサブワード線SSWL或いは、ワード線と直交する方向に配置された複数本のスペアサブワード線SSWLにより、或いは1乃至複数本のスペアサブワード線SSWLの複数個を、ワード線方向に幾つかまとめた形で構成される。このとき、冗長ロウエレメントを複数本のスペアサブサブワード線SSWLで構成する場合に、それらの複数本は連続配置されたものでもよいし、必ずしも連続しなくてもよい。
【0146】
図16Bでは、1本乃至複数本のスペアカラム選択線からなる一つの冗長カラムエレメントCELEMENTとこれにより救済される一つのカラム救済領域CRAを示しているが、このカラム救済領域CRAに、3つのロウ救済領域RRA<a>,<b>,<c>が含まれ、二つのロウ救済領域RRA<d>,<e>が交差している。
【0147】
冗長ロウエレメントのうち、ロウ救済領域RRA<a>とカラム救済領域CRAの重複領域に対応するRELEMENT<A>は、その重複領域に対応する冗長カラムエレメントCELEMENTと交差するが、別のロウ救済領域RRA<c>とカラム救済領域の重複領域に対応するRELEMENT<B>は、その重複領域に対応する冗長カラムエレメントCELEMENTと交差しない。
【0148】
図17を参照して、この実施の形態の階層ワード線方式でのロウリダンダンシー方式を具体的に説明する。カラムリダンダンシーについてはここでは説明しないが、先の各実施の形態で説明したいずれの方式も適用できる。セルアレイは、図17に示すように、複数のメモリアレイMA<0>,<1>,<2>,…を有する。これらのメモリアレイにまたがって、メインワード線MWL(代表的に1本のみ示している)が配設され、各メモリアレイ毎にメインワード線MWLにより同時に選択されるサブワード線SWLが配設される。これらのサブワード線SWLがそれぞれメモリアレイ内のワード線方向に配置された複数のメモリセルを選択するために用いられる。各サブワード線SWLが不良ロウ置換の単位であるノーマルロウエレメントとなる。
【0149】
ロウデコーダは、メインワード線MWLを選択するメインワード線デコーダ61と、各メモリアレイ毎に設けられたサブワード線SWLを駆動するサブワード線デコーダ62を有する。各サブワード線デコーダ62内には、選択されたメインワード線MWLに対応するサブワード線SWLを駆動するためのサブワード線ドライバ63がある。
【0150】
メインワード線MWLに対応して、スペアメインワード線SMWLが、メモリアレイにまたがって少なくとも一本配設される。このスペアメインワード線SMWLにより同時に選択されるスペアサブワード線SSWLが各メモリアレイ内に、冗長ロウエレメントとして配設される。これらのスペアサブワード線SSWLは、スペアメインワード線SMWLにより選択され、スペアワード線デコーダ62内のスペアサブワード線トライバ64により駆動されて、スペアセルを選択する。
【0151】
各スペアワード線デコーダ62毎に、ロウ置換制御回路65が用意される。このロウ置換制御回路65は、先に図6で説明したロウ置換制御回路31a,31bと同様に、不良アドレス記憶回路と、アドレス比較回路とを有する。ロウアドレス信号線67を転送されるロウアドレスデータRAは、メインワード線デコーダ61,各サブワード線デコーダ62に供給されると同時に、各ロウ置換制御回路65にも供給される。
【0152】
ロウ置換制御回路65は、不良アドレスが入力されたときに、スペアメインワード線SMWLを活性化するための第1の活性化信号68と、スペアサブワード線SSWLを活性化するための第2の活性化信号69を出力する。第1の活性化信号68は、メインワード線デコーダ61に送られて、スペアメインワード線SMWLを活性化する。但しこのとき、選択されているノーマルメインワード線MWLは非活性化することなく、活性状態を保つ。これは、メインワード線MWLにより同時に選択される複数のサブワード線SWLの一部のみを置き換えるために必要な条件である。
【0153】
あるロウ置換制御回路65から出力される第2の活性化信号69は、メインワード線MWLで選択されている複数のサブワード線SWLのうち欠陥サブワード線SWLを非活性化し、スペアワード線で選択される対応するスペアサブワード線線SSWLを活性化する。この様な制御により、図17に示した例では、メモリアレイMA<2>内の欠陥のサブワード線SWLが同じメモリアレイMA<2>内のスペアサブワード線SSWLで置き換えられる。
【0154】
なお、図17において、メインワード線MWLやスペアメインワード線SMWLは、一つの信号線で構成される場合もあり、また相補的な二つの信号線の場合もある。また、各メモリアレイ内で一つのメインワード線MWLにより選択されるサブワード線SWLが、メインワード線と直交する方向に複数本配列されることもある。この場合、スペアサブワード線SSWLも同様に、各メモリアレイ内で一つのスペアメインワード線SMWLに対して複数本配列される。
【0155】
そしてこの場合、メインワード線と直交する方向に複数本配列されるサブワード線SWLの束を一つのロウエレメントとし、複数本のスペアサブワード線SSWLの束を一つの冗長ロウエレメントとして置換することもできる。この場合には、ロウエレメントが同時活性化されている状態とは、各ロウエレメント内でいずれかのサブワード線が活性化されている状態をいう。
【0156】
或いは、メインワード線と直交する方向に複数本配列されるサブワード線SWLのそれぞれを一つのロウエレメントとし、複数本のスペアサブワード線SSWLのそれぞれを一つの冗長ロウエレメントとして置換することもできる。後者の置換制御を行うためには、各サブワード線,各スペアサブワード線毎に別々のロウアドレスまたはリダンダンシー専用のロウアドレスが割り付けられる。従って、ロウ置換制御回路65においても、そのロウアドレス情報を反映して活性化信号69を発生するように、アドレス記憶回路がプログラムされる。そして、発生される活性化信号69が、そのリダンダンシー専用のロウアドレス情報を有することになる。更に、スペアワード線が複数ある場合には、第1の活性化信号68が、各スペアメインワード線を選択的に選ぶためのリダンダンシー専用のアドレス情報を含むようにすればよい。
【0157】
以上では、階層的なワード線方式の場合を説明したが、階層的なカラム選択線方式の場合も同様のリダンダンシーシステムを構成することができる。この場合、1本のメインカラム選択線に対して、複数本のサブカラム選択線が配置され、サブカラム選択線は、メインカラム選択線の複数箇所に接続されるサブカラム選択線ドライバにより駆動される。冗長カラムエレメントは、カラム選択線と並行して配置された1本のスペアサブカラム選択線により、或いはこれをカラム選択線方向に幾つかまとめた形で構成される。このとき、冗長カラムエレメントを複数本のスペアサブカラム選択線で構成する場合に、それらの複数本は連続配置されたものでもよいし、必ずしも連続しなくてもよい。
【0158】
また、冗長カラムエレメントは、上述したように1本のスペアカラム選択線、或いはこれをロウアドレスにより分割した一部で構成する場合の他、1対乃至複数対のスペアビット線(或いはその一部)を用いることもできる。
【0159】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、救済効率の高いリダンダンシーシステムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態による半導体メモリのリダンダンシーシステムを示す図である。
【図2】カラム救済領域とロウ救済領域が一部重なる例を示す図である。
【図3】ロウ救済領域がカラム救済領域に含まれる例を示す図である。
【図4】カラム救済領域がロウ救済領域に含まれる例を示す図である。
【図5】ロウ救済領域とカラム救済領域が完全一致する例を示す図である。
【図6】置換制御回路部の構成を示す図である。
【図7】同置換制御回路の具体恒例例を示す図である。
【図8】同置換制御回路の一つのヒューズデータラッチ回路の構成を示す図である。
【図9】この発明の他の実施の形態による半導体メモリのリダンダンシーシステムを示す図である。
【図10】この発明の他の実施の形態による半導体メモリのリダンダンシーシステムを示す図である。
【図11】この発明の他の実施の形態による半導体メモリのリダンダンシーシステムを示す図である。
【図12】この発明の他の実施の形態による半導体メモリのリダンダンシーシステムを示す図である。
【図13】同実施の形態における冗長カラムエレメントの設定法を説明するための図である。
【図14】スペアカラム選択線を4分割利用する場合のヒューズセット回路の構成を示す図である。
【図15】ロウアドレスによるヒューズセット選択信号生成回路の構成を示す図である。
【図16A】この発明の他の実施の形態による半導体メモリの階層的ワード線構成を示す図である。
【図16B】同階層的ワード線構成のサブワード線層のレイアウトを示す図である。
【図17】同実施の形態のロウ置換制御回路部の構成例を示す図である。
【図18】従来例の半導体メモリのリダンダンシーシステムを示す図である。
【図19】同従来例のロウ救済領域とカラム救済領域の重複領域での欠陥置換の様子を示す図である。
【図20】従来技術の問題を説明するためのメモリチップ構成を示す図である。
【符号の説明】
MA<0:1>…メモリアレイ、RELEMENT<0:1>…冗長ロウエレメントCELEMENT<0:1>…冗長カラムエレメント。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a redundancy system for repairing a defect.
[0002]
[Prior art]
Semiconductor memory redundancy systems include a row redundancy system for repairing defective rows (rows including defective cells) and a column redundancy system for repairing defective columns (columns including defective cells). Is installed at the same time. In the row redundancy system, when a row address corresponding to a defective row in the memory array is input, a spare row is accessed instead of accessing the defective row.
[0003]
More specifically, when a row address for selecting a word line including a defective cell is input, replacement control is performed to activate a spare word line instead of activating the word line. A column redundancy system is a state in which a row corresponding to an input row address in a memory array is accessed (for example, a state in which a word line is activated), and a column address corresponding to a defective column in the memory array is input. Instead, the spare column is accessed instead of accessing the defective column.
[0004]
For example, in a column redundancy system in which a bit line or a column selection line is replaced with a spare bit line or a spare column selection line, instead of activating a bit line or column selection line for selecting a defective column, an access row is accessed. Replacement control for activating a spare bit line or a spare column selection line for reading and writing to a spare cell is performed. Here, the column selection line includes a data line in a column redundancy system in which a defective data line is replaced with another data line, in addition to a signal line for controlling a column switch that connects the bit line to the data line.
[0005]
Thus, in general, in a redundancy system, in order to replace a defective cell, instead of replacing each cell with a spare cell, a plurality of cells in the row or column direction including the defective cell are replaced with a plurality of cells in the spare row or spare column. Replace with a spare cell. Hereinafter, in this specification, a set of a plurality of cells in the row direction to be subjected to defective cell replacement and a signal line for selecting the cells are referred to as “normal row elements” or simply “row elements”. A set of a plurality of cells in the column direction to be subjected to defective cell replacement and a signal line for selecting them are called “normal column elements” or simply “column elements”. A set of spare cells, which are defective row and column replacement units, and a signal line for selecting them are called “redundant elements”. In a system that performs defect replacement for both rows and columns, a “redundant row element” and a “redundant column element” are prepared. Furthermore, an “element” is not limited to a set of physically continuous cells selected by a single signal line, but is a set of two-dimensional cells and a bundle of a plurality of signal lines that are selected together. Including some cases.
[0006]
FIG. 18 shows a redundancy system in a conventional semiconductor memory. The memory array is divided into two upper and lower memory blocks with a sense amplifier (S / A) bank in between. Redundant row element RELEMENT <0> is arranged in the lower half memory block, and this is assigned to the replacement of the defective row element in the lower half memory block. Another redundant row element RELEMENT <1> is arranged in the upper half memory block, and this is assigned to the replacement of the defective row element in the upper half memory block.
[0007]
As shown by a broken line, the memory array is also divided into two parts on the left and right. Redundant column element CELEMENT <0> is arranged in the left half area, and this is assigned to the replacement of the column element in the left half area. Another redundant column element CELEMENT <1> is arranged in the right half area, which is assigned to replace the defective column element in the right half area.
[0008]
In this specification, a set of normal elements that are allowed to be replaced by a certain redundant element in the memory array is called a “relief area” by the redundant element. A relief area is assigned to each redundant element. In the example of FIG. 18, the “row relief areas” assigned to the redundant row elements RELEMENT <0> and <1> are the RRA <0> and <1> in the upper and lower halves of the memory array, respectively. “Column relief areas” assigned to CELEMENT <0> and <1> are CRA <0> and <1>, respectively, of the left and right halves of the memory array.
[0009]
Defective cells on the memory array can be replaced using either redundant row elements or redundant column elements. This means that, as shown in FIG. 18, one row relief region always has an “overlap region” that at least partially overlaps one or more other color relief regions.
[0010]
FIG. 19 shows the relationship between redundant row elements and redundant column elements, focusing on one “overlapping region”. Replacement by redundancy is to replace a defective element with a redundant element as described above. When the defective element includes a cell in the overlap region of interest, a portion included in the overlap region of the defect element is referred to as a partial defect element. A part of the redundant element for replacing the partial defective element is called a partial redundant element. In FIG. 19, there is shown a case where there is a defective cell indicated by an X in each of the partial defect row element and the partial defect column element in the overlapping region. It may be outside the overlap area.
[0011]
In a conventional redundancy system, when attention is paid to a certain overlap area, a redundant row element assigned to a row relief area including the overlap area and a redundant column element assigned to a column relief area including the same overlap area intersect each other. As described above, the relationship between the redundant element and the relief area is set. As described above, the redundant elements of the row and column intersect each other in the overlapping area, so that the cells on the redundant column element assigned to the same overlapping area can be selected by the redundant row element assigned to the overlapping area. Similarly, it means that a cell on a redundant row element assigned to the same overlapping area can be selected by the redundant column element assigned to the overlapping area.
[0012]
Further, when expressing the characteristics of the conventional redundancy system in another way, a plurality of redundant row elements and redundant column elements in the memory chip, and a relief area to which they are assigned, so as to satisfy the following conditions: The relationship is set. That is, all normal row elements (normal row elements including partial normal row elements included in the overlap region or normal row elements are completely selected) for selecting cells in the overlap region to be replaced by a certain redundant row element Are included in the overlapping area, and the partial normal row element may coincide with the normal row element) always intersects the redundant column element assigned to the column replacement in the overlapping area. Similarly, all normal column elements (normal column elements including partial normal column elements included in the overlapping area, or normal column elements are selected for selecting cells in the overlapping area to be replaced by a certain redundant column element) (Although it is possible that the partial normal column element is completely included in the overlapping region and the partial normal column element matches the normal column element), the redundant row element assigned to the row replacement in the overlapping region always intersects.
[0013]
Therefore, since it is possible to select a cell on a redundant column element with a certain normal row element for a certain overlapping region, when the normal row element is replaced by a certain redundant row element, even on the redundant column element, The cell corresponding to the row address of the replaced normal row element is also replaced. Similarly, since it is possible to select a cell on a redundant row element with a normal column element for a certain overlapping region, when the normal column element is replaced with a redundant column element, the redundant column element also has The cell corresponding to the column address of the replaced normal column element is also replaced.
[0014]
In addition, the redundant row element and the redundant column element corresponding to the overlapping region intersect each other means that there is a spare cell at the intersection point. For example, when a spare word line that is a redundant row element and a spare column selection line that is a redundant column element intersect, there is a spare cell that these spare word line and spare column selection line select together. means. As shown in FIG. 19, this spare cell is commonly called a Limbo Cell. In such a system, the cell at the intersection of the partially defective row element and the partially defective column element in the overlap region is replaced by this limbo cell.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
Problems of such a conventional redundancy system will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 20, the semiconductor memory chip is composed of a plurality of memory arrays MA <0>, MA <1>,. In the example of FIG. 20, two redundant row elements RELEMEMT and redundant column element CELEMENT are arranged in each memory array, and two row relief areas and column relief areas are set respectively. As described above, a large number of redundant row elements and redundant column elements exist in the memory chip, and there are many combinations of these redundant row elements and redundant column elements. However, combinations of redundant row elements and redundant column elements that intersect each other are limited.
[0016]
Therefore, when determining redundant elements to be assigned to each relief area, it is redundant to design so that the redundant row elements and the redundant column elements assigned to the so-called overlapping areas where the row relief area and the column relief area overlap each other. This is an obstacle to restricting the selection range of elements, reducing the degree of freedom in redundancy design, and increasing replacement efficiency or relief efficiency. In other words, setting the repair area by the redundant column element and the redundant row element so that the redundant row and the redundant column element assigned to the overlapping area have a limbo cell as shown by a circle in FIG. The selection range is narrowed, and as a result, high relief efficiency is limited. In addition, since the design of the redundancy circuit section is closely related to the configuration of the memory array and the design of other peripheral circuits, if the degree of freedom of redundancy design is restricted, the degree of freedom of design of the entire chip is also restricted. In other words, it leads to an increase in chip size and a decrease in performance.
[0017]
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device adopting a redundancy system with high repair efficiency.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor memory device according to the present invention includes a plurality of first cells including a cell array having a plurality of memory cells, a set of memory cells in a first direction defined in the cell array, and a first selection line for selecting the set. A first normal element, a set of memory cells in the second direction defined in the cell array, and a second selection line for selecting the memory cell, and corresponding first normal elements respectively. Collaboration A plurality of second normal elements for selecting memory cells, a plurality of first redundant elements arranged to replace the defective first normal element in the cell array, and a defect first in the cell array. A plurality of second redundant elements arranged to replace two normal elements, and a first normal element set that is allowed to be replaced by each first redundant element in the cell array. One relief region and a second relief region defined as a set of second normal elements that are allowed to be replaced by each second redundant element in the cell array, the plurality of first regions At least two normal elements are activated simultaneously, and at least two first normal elements activated simultaneously Whether or not the element is replaced by the first redundant element is controlled independently of each other and has a defect in the first relief region including one of the first normal elements that are simultaneously activated. At least one of the second redundant elements replacing two normal elements does not intersect with one of the first normal elements activated simultaneously.
[0019]
According to the present invention, as at least one second redundant element that replaces the second normal element having a defect in the first relief area including one of the first normal elements that are simultaneously activated, By selecting one that does not intersect with one of the first normal elements to be activated, the relief range is substantially expanded, and high relief efficiency can be obtained.
[0020]
In the present invention, it is preferable that the second normal element having a defect in the first relief area including one of at least two first normal elements activated simultaneously is the plurality of second redundant elements. The second redundant element that intersects the one of the at least two first normal elements that are simultaneously activated is also replaced.
In the present invention, for example, the first relief region including one of at least two first normal elements that are simultaneously activated and the first relief region including the other one are arranged adjacent to each other. One of the second redundant elements intersects with the other one of the at least two first normal elements to be simultaneously activated, and the at least two first normal elements to be simultaneously activated. The second normal element having a defect in the first relief area including one is replaced.
[0021]
In the present invention, at least three first relief regions each including one of at least three first normal elements that are simultaneously activated may be successively arranged. In this case, at least two second redundancy elements capable of replacing the second normal element having a defect in one of the first relief areas including one of at least three first normal elements that are simultaneously activated. The element intersects any remaining one of the at least three first normal elements that are simultaneously activated.
[0022]
A selection circuit for selecting the first normal element is arranged between the first relief regions arranged adjacently or successively.
[0023]
In the present invention, the cell array specifically includes first and second memory arrays adjacent to each other across the row decoder, and the first normal element of the first and second memory arrays responds to the row address. At least one of the first and second memory arrays is simultaneously activated by the row decoder, and at least one of the plurality of first redundant elements is arranged corresponding to the first and second memory arrays. Independently of each other, the plurality of second redundant elements are used in the first and second memory arrays at least one of the first and second memory arrays. One at a time, intersecting the first redundant element in each memory array, and independently of each other, the second normal element of the defect in the first and second memory arrays. Used for the replacement of cement.
[0024]
Further, in order to perform such replacement control, a column decoder for selecting the second normal element of each of the first and second memory arrays, and a row replacement control signal generated in response to the defective row address Activated by the redundant row decoder for selecting the first redundant element and the column redundant control signal generated in response to the defective column address to select the second redundant element, respectively. A redundant column decoder for outputting a row replacement control signal and a column replacement control signal in accordance with the defective address, and defined in one of the first and second memory arrays, wherein the first normal element is A first relief region replaceable by a first redundant element disposed corresponding to one of the memory arrays; In it A replacement control circuit configured so that the second normal element has an overlapping region at least partially overlapping with a second relief region replaceable by a second redundant element arranged corresponding to the other of the memory array With.
[0025]
The first relief areas to which the first redundant elements are assigned are set in the first and second memory arrays, respectively. The second relief areas to which the second redundant elements are assigned are the first and second memory areas. Set across memory arrays.
[0026]
The cell array may include three or more memory arrays that are continuous with a row decoder that simultaneously selects at least one first normal element in response to a row address. In this case, the plurality of first redundant elements are arranged so as to be used for the replacement of the first normal element of the defect in each memory array, independently of each other, at least one corresponding to each memory array. Each of the second redundant elements intersects with the first redundant element in the corresponding memory array, at least one in each memory array, independently of each other, and the second redundant element in the selected at least one memory array. Arranged to be used for replacement of two normal elements.
[0027]
Specifically, in the present invention, each first normal element has one or more word lines as a first selection line, and each first redundant element has one or more spare word lines. And each second normal element is One or more bit lines or parts thereof And each second redundant element has One or more spare bit lines, or part of them Have
[0028]
In the present invention, when the cell array has two adjacent memory arrays, for example, the first relief area defined by the first redundant element is set as a row relief area covering the entire memory array, The relief area has N (N is an integer equal to or greater than 2) N cells, where C is the total cell capacity of each memory array. Redundant A first column relief area including a column element and having a capacity of 2 C / M (M is an integer of 3 or more) and (M−1) / 2 is set in each memory array, and the remaining capacity C of each memory array It is assumed that two areas of / M each are combined to have a second column relief area with a capacity of 2C / M set including N redundant column elements. At this time, for example, the first column relief area is used as a normal data part, and the second column relief area is used as a parity data part for storing inspection data for error detection / correction of data in the normal data part. It is done.
[0029]
Two memory arrays arranged adjacent to each other may be divided into a plurality of subarrays that are assigned the same row address and are simultaneously activated by a predetermined number. At this time, one spare column selection line continuously formed across a plurality of subarrays is assigned with a different row address and used as a plurality of second redundant elements.
[0030]
In the present invention, the cell array further includes a plurality of memory arrays, a plurality of main word lines arranged across the memory arrays, and a plurality of main word lines arranged in each memory array and selected by the main word lines. A sub word line, at least one spare main word line arranged across a plurality of memory arrays, and at least one spare main word line arranged in each memory array, one of which is arranged in each memory array by the spare main word line And a spare sub word line to be selected. in this case, One or more The sub-word line is the first normal element One or more A spare sub word line is used as the first redundant element.
[0031]
The semiconductor memory device according to the present invention also includes a plurality of memory cells, a plurality of normal row elements defined as a set of memory cells in the row direction in the memory array, and memory cells in the column direction in the memory array. A plurality of normal column elements defined as a set, and the first and second memory arrays that are simultaneously activated, and at least one corresponding to each of the first and second memory arrays and arranged to each other; At least one redundant row element used independently for replacement of a defective normal row element and at least one corresponding to the first and second memory arrays are arranged so as to cross the redundant row element in the corresponding memory array. Redundant column elements that are used independently to replace defective normal column elements. The row relief area defined as a set of normal row elements that are allowed to be replaced by the redundant row element arranged in one of the first and second memory arrays, and the redundant column element arranged in the other It is characterized in that it is set so as to have an overlapping area at least partially overlapping with a column relief area defined as a set of normal column elements that are allowed to be replaced.
[0032]
In this case, preferably, the redundant column element in the memory array to which the overlapping region belongs is also used for replacement of the defective normal column element in the overlapping region.
[0034]
The semiconductor memory device according to the present invention further includes a plurality of memory cells, a plurality of normal row elements defined as a set of memory cells in the row direction, and a plurality of normal column elements defined as a set of memory cells in the column direction. A plurality of redundant row elements used for replacement of defective normal row elements of the cell array, and a plurality of redundant column elements used for replacement of defective normal column elements of the cell array. At least two first and second row relief areas having different cell capacities defined as a set of normal row elements that are allowed to be replaced by the redundant row elements are set, and are replaced by the plurality of redundant column elements. No is allowed Wherein the repair efficiency in each column repair region which is defined as a set of gel column element is set to be equal in the cell array.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
The semiconductor memory of the first embodiment includes a cell array, a plurality of normal row elements defined as a set of memory cells in the row direction in the cell array and including selection lines for selecting the memory cells, and a memory in the column direction in the cell array. A plurality of normal column elements for selecting a memory cell in the column direction are provided, which are defined as a set of cells, include a selection line for selecting the cell, and cooperate with the normal row element. A plurality of redundant row elements for replacing defective normal row elements in the cell array and a plurality of redundant column elements for replacing defective normal column elements are arranged. Within the cell array, a row relief area is defined as a set of normal row elements that are allowed to be replaced by each redundant row element, and a column relief area is defined as a set of normal column elements that are allowed to be replaced by each redundant column element. Is done.
[0036]
In this basic configuration, in the first embodiment, at least two of the plurality of normal row elements are activated simultaneously, and whether or not these normal row elements are replaced by redundant row elements is controlled independently of each other. In addition, a defective normal column element in a row relief region including one of at least two normal row elements that are simultaneously activated is replaced by a redundant column element that cooperates with the other of the normal row elements to select a memory cell. . Further, in the first embodiment, the relationship between the row and column relief areas of the cell array and the redundant elements is that the redundant row elements assigned to the overlapping area where the row and column relief areas overlap and the redundant column elements corresponding to the same overlapping area are It is chosen not to cross each other.
[0037]
FIG. 1 is a diagram for explaining the first embodiment, in which two memory arrays MA <0>, MA <adjacent to each other across a row decoder / word line driver (RD & WD) in a cell array of a semiconductor memory chip. 1> is shown. Although not shown in the drawing, a plurality of normal row elements and a plurality of normal column elements are arranged independently in each of the memory arrays MA <0> and <1>.
[0038]
The memory array MA <0> includes redundant row elements RELEMENT <0>, <1> used for replacement of defective row elements and redundant column elements CELEMT <0>, <1> used for replacement of defective column elements. Is arranged. Similarly, redundant row elements RELEMENT <2>, <3> and redundant column elements CELEMENT <2>, <3> are also arranged in the area of the memory array MA <1>.
[0039]
Redundant column elements CELEMENT <0>, <1> arranged in memory array MA <0> share row elements, and redundant row elements RELEMENT <0>, <1 arranged in memory array MA <0>. > Share column elements. Redundant column elements CELEMENT <0>, <1> and redundant row elements RELEMENT <0>, <1> on the memory array MA <0> side cross each other and have so-called limbo cells. The above relationship is the same for the memory array MA <1>.
[0040]
In this embodiment, when a certain row address is input, as illustrated in FIG. 1, the row elements NREi <0>, <1> corresponding to the input row address are changed to the left and right memory arrays MA <0>, <1. 1> are activated simultaneously one by one.
[0041]
Although only two memory arrays are shown in FIG. 1, in fact, row elements may be simultaneously activated in a plurality of memory arrays other than only the two memory arrays. Specifically, for example, the memory arrays MA <0> and MA <1> are ranges in which row elements (word lines) are continuously arranged, but when a certain row address is input, two memories are stored. A row decoder / word line driver (RD & WD) arranged between the arrays MA <0> and MA <1> simultaneously activates word lines in the memory arrays MA <0> and MA <1>. . As will be described later, this is a condition required in the redundancy system in this embodiment.
[0042]
Memory array MA <0> is divided into two in the vertical direction (column direction), and each row repair area RRA <0>, <R is a set of row elements that can be replaced by redundant row elements RELEMENT <0>, <1>. 1>. Similarly, the memory array MA <1> is also divided into two vertically, and row relief areas RRA <2>, <3, each of which is a set of row elements that can be replaced by redundant row elements RELEMENT <2>, <3>. Is defined as>.
Therefore, the two normal row elements simultaneously activated in the left and right memory arrays MA <0> and <1> belong to different row relief areas, and it is possible to decide whether or not to rescue each redundant row element independently. .
[0043]
On the other hand, in this embodiment, the redundant column element for replacement of the defective column element in the memory array MA <0> is separated from the memory array MA <0> (specifically, the word line is shared with the defective column element). Not), those arranged on the memory array MA <1> side are used. As the redundant column element for replacement of the defective column in the memory array MA <1>, those arranged on the memory array MA <0> side are used. In order to perform such column redundancy, it is necessary to simultaneously activate the two memory arrays MA <0> and MA <1> as described above.
[0044]
Specifically, the relationship between the redundant column elements and the memory arrays MA <0>, <1> will be described as follows. Memory array MA <0> is divided into two left and right (in the row direction), and each column repair area CRA <2> is formed by redundant column elements CELEMENT <2>, <3> arranged on the memory array MA <1> side. , <3>. Similarly, the memory array MA <1> is also divided into two parts on the left and right, and each column repair area CRA <0>, <1> is formed by redundant column elements CELEMENT <0>, <1> arranged on the memory array MA <0> side. 1> is set.
[0045]
When attention is paid to the overlapping area where the column repair area CRA <2> and the row repair area RRA <1> in the left half of the memory array MA <0> overlap, the redundant row elements allocated to the overlapping area are the same memory array MA. RELEMENT <1> arranged in <0>, and the redundant column element is SELEMENT <2> arranged in the adjacent memory array MA <1> (or may be SELEMENT <3>). That is, the redundant row element and the redundant column element assigned to the overlapping region of the row and column relief regions do not intersect each other. In other words, the redundant row element and the redundant column element corresponding to the overlap region do not have a limbo cell that is a cell at the intersection point of each other.
[0046]
Similarly, for the column relief area CRA <3> in the right half of the memory array MA <0>, the redundant column element CELEMT <3> (or CELEMENT <2>) on the memory array MA <1> side is selected. Similarly, with respect to the right side memory array MA <1>, the redundant column element CELEMENT <disposed in the left side memory array MA <0> with respect to the column relief areas CRA <0>, <1> of the left and right halves. 0> and <1> are assigned.
[0047]
In many cases, there are not only two memory arrays in a memory chip, but a larger number of memory arrays are arranged, for example, as shown in FIG. Then, when paying attention to a certain redundant row element, the number of redundant column elements that do not intersect with each other is larger than the number of redundant column elements that intersect with this. If the overlap of the column repair areas by the plurality of redundant column elements is allowed, the number of redundancy elements for the repair area can be increased. In other words, compared to the conventional method, the range in which one redundant column element can be repaired is widened, and a redundancy system with high repair efficiency can be constructed. Specifically, in the conventional method, when defective columns are concentrated in a certain area, the number of redundant column elements that use the defective column as a relief area is limited, and thus there are cases where the relief cannot be made. On the other hand, in this embodiment, even if there is a concentration of defective columns, it is possible to replace any defective column in any region within the range of the memory array in which all redundant column elements are activated simultaneously. If the total number of defects is in the range of the total number of redundant column elements, it can be relieved. Therefore, a redundancy system with higher relief efficiency can be constructed.
[0048]
In FIG. 1, a case where a plurality of normal elements that are remedied independently by redundant elements and are simultaneously activated is a row element. However, by reversing the relationship between a row and a column, The present invention can also be applied to the case where they are activated simultaneously and are repaired separately by redundant column elements. Each redundant element in FIG. 1 may be considered as a plurality of spare signal lines in addition to a single spare signal line. A plurality of spare signal lines constituting one redundant element may be arranged together or distributedly arranged. Further, each redundant element need not necessarily be a continuous set of spare cells. Furthermore, a configuration in which redundant elements are arranged in a separate array dedicated to redundant elements may be employed. These modifications are possible not only in this embodiment but also in the following embodiments.
[0049]
FIG. 2 shows the relationship between a set of column relief areas CRA and row relief areas RRA defining the overlapping areas in FIG. 1 in an easy-to-understand manner. When attention is paid to a pair of the row relief area RRA and the column relief area CRA that are diagonally opposite to each other and its overlapping area, there exists an area other than the overlapping area in the row relief area RRA. There are areas other than the overlapping areas. This corresponds to a case where the row and column relief areas RRA and CRA intersect and a part of each area is an overlapping area.
[0050]
FIG. 3 shows an aspect different from FIG. That is, in this example, the entire memory array MA <0> is one column relief area CRA, and the row relief area RRA is an upper and lower half of the memory array MA <0>. The entire memory array MA <0> becomes one column relief area CRA. In other words, the redundant column elements CELEMENT <2>, <3> arranged in the right memory array MA <1> are both This means that the entire memory array MA <0> is used as a relief area. In this case, the row relief area RRA is completely included in the column relief area CRA, and the row relief area RRA becomes an overlapping area as it is. The redundant row element assigned to the overlapping area (row relief area) is RELEMENT <0> or RELEMENT <1>.
[0051]
Also in this case, the redundant row element and the redundant column element assigned to the overlapping area where the row and column redundancy relief areas overlap do not intersect each other.
[0052]
FIG. 4 shows an example in which the entire memory array MA <0> is one row relief area RRA and the column relief area CRA is a half of the memory array MA <0> that is divided into the left and right, contrary to FIG. That the entire memory array MA <0> becomes one row relief area RRA means that both redundant row elements RELEMENT <0>, <1> arranged in the memory array MA <0> are memory array MA <0. > Means that the entire area is a relief area. In this case, the column relief area CRA is completely included in the row relief area RRA, and the column relief area CRA is an overlapping area as it is. The redundant column element corresponding to the overlapping area (column relief area) is the redundant column element CLEMENT <2> or CELEMENT <3> on the memory array MA <1> side. Also in this case, the redundant row element and the redundant column element corresponding to the overlapping region where the row and column redundancy relief regions overlap do not intersect each other.
[0053]
FIG. 5 is an example in which a set of row relief area RRA and column relief area CRA completely match. Here, a case where one memory array as a whole is one row relief area RRA and at the same time one column relief area CRA, and therefore, these row relief area RRA and column relief area CRA are directly overlapped areas is shown. ing. That is, redundant row elements RELEMENT <0> and <1> are used together for row relief on the memory array MA <0> side, and adjacent memory array MA <1> is used for column relief of the memory array MA <0>. Both side redundant column elements CLEMENT <2> and CELEMENT <3> are used. Also in this case, the redundant row element and the redundant column element corresponding to the overlapping region where the row and column redundancy relief regions overlap do not intersect each other.
It goes without saying that these modifications regarding the relationship between a set of row relief areas and column relief areas and their overlapping areas are possible not only in the first embodiment but also in the following embodiments.
[0054]
In the first embodiment, when attention is paid to an overlapping area of a set of row and column relief areas RRA and CRA, a normal row element including a partial normal row element for selecting a cell in the overlapping area is included in the overlapping area. A normal column element that does not intersect with a redundant column element that replaces a normal column element that includes a partial normal column element for selecting a cell in the overlapping area, but that includes a partial normal column element for selecting a cell in the overlapping region It intersects with a redundant row element that replaces a normal row element including a partial normal row element for selecting a cell in the region.
[0055]
Here, that the normal row element does not intersect with the redundant column element means that a cell on the redundant column element is not selected by the normal row element. In other words, even when the normal row element is replaced by the redundant row element, the cell corresponding to the row address of the normal row element to be replaced on the redundant column element is not necessarily replaced. Here, the phrase “necessarily” is used unless another normal row element that selects a cell corresponding to the row address of the replaced normal row element on the redundant column element is also replaced.
[0056]
Further, since the normal column element for selecting a cell in the overlapping region intersects with the redundant row element, it is possible to select a cell on the redundant row element with the normal column element. Therefore, when the normal column element is replaced with the redundant column element, the cell corresponding to the column address of the normal column element to be replaced on the redundant row element is also replaced.
[0057]
Also, it should be noted that the redundant column element assigned to the overlap area does not intersect the normal row element for selecting the cell in the overlap area, even if the cell in the overlap area is not crossed. It must cross another normal row element that is activated simultaneously with the normal row element to be selected or a redundant row element in which the other normal row element is replaced. This is because when a column address corresponding to a defect in the memory array is input in a state where a row corresponding to the input row address in the memory array is activated, the column redundancy system Instead of accessing the cell corresponding to the address, a spare cell on the row corresponding to the input row address is accessed. Accordingly, if a normal row element (or a redundant row element replaced in place of the normal row element) for selecting a spare cell on the redundant column element used for replacement is not activated, the spare cell is accessed. Because you can't. Therefore, not all of the redundant column elements that do not intersect with the normal row element for selecting cells in the overlapping area can be used as redundant column elements assigned to the overlapping area, but from the range of simultaneously activated memory arrays. Need to be selected.
[0058]
In view of this, the first embodiment has another normal row (column) element that is activated simultaneously with a normal row (column) element that selects selection of a cell in the overlapping region of the row and column redundancy relief regions. The redundant column (row) element to be applied to the overlapping region is selected from the redundant column (row) elements that intersect with. The plurality of normal row (column) elements that are activated at the same time are independently replaced by redundant row (column) elements. Therefore, the row (column) elements activated simultaneously may be all normal elements or some may be replaced with redundant elements. The simultaneous activation means that the same row (column) address corresponds to the plurality of normal row (column) elements.
[0059]
In addition, the redundant column (row) element selected for the overlapping region intersects with another normal row (column) element selected at the same time. ) A cell on an element can be selected, so that if another normal row (column) element is replaced by a redundant row (column) element, then on the selected redundant column (row) element That is, the cell corresponding to the row address of the other normal row element to be replaced is also replaced.
[0060]
Here, when one row (column) element has a plurality of selection lines, the activation of the row (column) element means that any of the plurality of selection lines constituting the row (column) is activated. An activated state. Further, in order to simultaneously activate a plurality of rows (columns), they need to be driven by separate selection circuits (drivers).
[0061]
The above situation can be explained more specifically as follows. Redundant column elements CELEMENT <0>, <1> arranged in the region of memory array MA <0> in FIG. 1 intersect with the word lines in the normal element region of memory array MA <0>. That is, in the memory array MA <0>, the word lines are arranged so as to be continuous with the normal column element region and the redundant column elements CELEMENT <0>, <1> region. Similarly, redundant column elements CELEMENT <2>, <3> arranged in the region of memory array MA <1> intersect with the word lines in the normal element region of memory array MA <1>. However, the word lines are independent from each other between the memory arrays MA <0> and <1> and are not continuous. Therefore, when the defective column in the memory array MA <0> is replaced by the redundant column element CELEMENT <2>, <3> on the memory array MA <1> side, the word line for selecting a cell on the defective column to be replaced Since the word line for selecting the spare cell on the redundant column element is not common, in the case of this embodiment for performing such column relief, the word lines in the memory arrays MA <0> and <1> are simultaneously activated. It is necessary to make it.
[0062]
On the other hand, redundant row elements RELEMENT <0>, <1> arranged in the region of memory array MA <0> in FIG. 1 are a plurality of rows arranged in the column direction of the normal row element region of memory array MA <0>. Crosses a column selection line that selects a cell. That is, in the memory array MA <0>, the column selection line is arranged so that the normal row element region and the redundant row element RELEMENT <0>, <1> region are continuous. Therefore, replacement of defective word lines in the memory array MA <0> by these redundant row elements RELEMENT <0>, <1> is performed in the same manner as in the prior art.
[0063]
Next, a specific defect row / column replacement control system in the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6, for the sake of simplicity, an example in which one redundant column element CELEMENTA, CELEMENTb and one redundant row element RELEMENTA, RELEMENTb are arranged in two adjacent memory arrays MA <0>, <1>, respectively. Is shown. Specifically, the redundant row elements RELEMENTA and RELEMENTb of the memory arrays MA <0> and <1> are allocated as the entire row array where the respective memory arrays are arranged. On the other hand, the redundant column element CELEMENTa on the memory array MA <0> side uses the entire memory array MA <1> as the column relief area, and the redundant column element CELEMTb on the memory array MA <1> side is the entire memory array MA <0>. Are assigned as column relief areas.
[0064]
The row decoder / word line driver 11 is shared by the two memory arrays MA <0> and <1>, and at least one normal row element (word line) of each of the memory arrays MA <0> and <1>. Are activated simultaneously. However, if the normal row element to be activated in either one of the memory arrays MA <0> and <1> includes a defect, the other normal row element is replaced with the redundant row element. Can be independently deactivated. More specifically, the decoding unit 12 of the row decoder 11 is shared by the two memory arrays MA <0> and <1>, but the word line driver units 13a and 13b are connected to the memory arrays MA <0>, It is prepared for each <1> and can be activated and deactivated independently. The row element may be a single word line or a plurality of word lines.
[0065]
A redundant row decoder 14 is prepared to select a redundant row element RELEMENT instead of a defective row normal element when a defective row address is input. In the redundant row decoder 14, the decoding unit 15 is shared by the two memory arrays MA <0> and <1>, and the word line driver units 16a and 16b are prepared for the memory arrays MA <0> and <1>, respectively. Active and inactive can be controlled independently. However, the decoding unit 15 may be provided separately for the memory arrays MA <0> and <1>.
[0066]
The column decoders 17a and 17b select the normal column elements (column selection lines) of the memory arrays MA <0> and <1> according to the column address. Redundant column decoders 18a and 18b are prepared to select a redundant column element CELEMENT instead of a defective normal column element when a defective column address is input.
[0067]
In general, one column selection line simultaneously selects a plurality of bit line pairs and controls parallel transfer of a plurality of data. However, it is not limited to this. In addition, since the word lines of the two memory arrays MA <0> and <1> are simultaneously activated, it is possible to perform data transfer of a plurality of bits simultaneously in both memory arrays MA <0> and <1>. It is. In some cases, the normal column element is not a column selection line but a bit line or a data line to which the bit line is selectively connected. One column element may include a plurality of column selection lines and a plurality of data lines.
[0068]
Row replacement control circuits 31a and 31b and column replacement control circuits 32a and 32b are arranged as replacement control circuits for performing row and column replacement control. These replacement control circuits include a defective address storage circuit in which a defective address is programmed, an address comparison circuit for detecting a match between a defective address held in the defective address storage circuit and a row and column address supplied from the outside, Consists of Specifically, the defective address storage circuit includes a fuse set using fuses corresponding to a plurality of addresses, and a fuse data latch circuit that reads and holds the fuse data when the power is turned on.
[0069]
In order to perform such an address comparison, the row address data RA <0: n> is transferred to the row address signal line 21 and supplied to the row decoder 11 and to the row replacement control circuits 31a and 31b. The Similarly, the column address data CA <0: m> is transferred through the column address signal line 22 and supplied to the column decoders 17a and 17b and simultaneously supplied to the column replacement control circuits 32a and 32b. When a defective row address is input, the row replacement control circuits 31a and 31b output row replacement control signals 19a and 19b. The row replacement control signals 19a and 19b activate the redundant row decoder 14 and deactivate the row decoder 11 corresponding to the input row address.
[0070]
In this embodiment, one normal row element is selected at a time in memory arrays MA <0> and <1>. However, for defective row replacement, two normal row elements selected at the same time are independent of each other. It is important that the replacement is controlled. That is, as illustrated in FIG. 6, among the row normal elements (word lines WLa and WLb indicated by broken lines) simultaneously selected in the memory arrays MA <0> and <1>, for example, on the memory array MA <1> side When the word line WLb is defective, replacement control is performed instead of activating only the redundant row element RELEMENTb (spare word line) in the same memory array MA <1>.
[0071]
As described above, the control for replacing only one of the word lines WLa and WLb simultaneously selected in the memory arrays MA <0> and <1> is performed by performing row replacement control on the two row replacement control circuits 31a and 31b with different row addresses. This is possible by programming to output signals 19a, 19b.
[0072]
When a defective column address is input, the column replacement control circuits 32a and 32b output column replacement control signals 20a and 20b. The column replacement control signals 20a and 20b activate the redundant column decoders 18a and 18b, respectively, and deactivate the column decoders 17a and 17b corresponding to the input defective column address. In this embodiment, as described above, the defective normal column element in the memory array MA <0> is replaced with the redundant column element CELMENTb in the memory array MA <1>, and the defective normal column element in the memory array MA <1> is replaced. The column element is replaced with a redundant column element CEMENTa in the memory array MA <0>.
[0073]
Therefore, the column replacement control signal 20a output from one of the column replacement control circuits 32a is supplied as an activation signal to the redundant column decoder 18a of the memory array MA <0>, and at the same time, the column decoder on the memory array MA <1> side. The disable signal 20ab is supplied to the 17b side. The column replacement control signal 20b output from the other column replacement control circuit 32b is supplied as an activation signal to the redundant column decoder 18b of the memory array MA <1>, and at the same time the column decoder 17a side of the memory array MA <0> side. Is supplied as a disable signal 20bb. FIG. 6 shows an example in which a defective normal column element (column selection line CSL indicated by a broken line) on the memory array MA <0> side is replaced with a redundant column element CELEMENTb on the memory array MA <1> side.
[0074]
A plurality of redundant row elements can be arranged in each of memory arrays MA <0> and <1>. Also in this case, a redundant row decoder is arranged for each redundant row element, and a row replacement control circuit is prepared. Each row replacement control circuit may be programmed with defective row address information in a range defined as a row relief region by each redundant row element. As a result, similar to the above example, a necessary row replacement control signal can be generated in accordance with the defective row address.
[0075]
FIG. 7 shows a specific configuration example of the replacement control circuits 31a, 31b, 32a, and 32b in FIG. As shown in the figure, the replacement control circuit is held by a fuse set 41 in which a plurality of fuses FSi programmed with defective addresses are arranged, and a fuse data latch circuit 42 including a latch LATi that reads and holds data of each fuse FSi. The address comparison circuit 42 compares the fuse data with the address Ai. The address comparison circuit 42 is constituted by an exclusive OR gate G1i. The comparison output FOUTi between each fuse data and the address bit is detected by the match detection circuit 44 including the NAND gate G2. Thereby, when the input address matches the stored defective address, the hit signal bHIT is output. The hit signal bHIT corresponds to the row and column replacement control signals 19a, 19b, 20a, and 20b described above with reference to FIG.
[0076]
In the fuse set 41, a master fuse (enable fuse) FSM is prepared in addition to a fuse FSi for storing a defective address. The master fuse FSM is for setting the fuse set 41 to an enable state for the first time when the fuse set 41 is programmed so that the unprogrammed fuse set 41 does not output the hit signal bHIT. . Data of the master fuse FSM is also read and held in the latch LATM, and its output is supplied to the coincidence detection circuit 44 as an enable signal FOUTM.
[0077]
FIG. 8 is a configuration example of one latch LAT of the fuse data latch circuit 42. The fuse FS is connected in series between the power supply terminal Vcc and the ground terminal Vss for both the read NMOS transistor QN and the precharge PMOS transistor QP. When the power is turned on, the precharge signal PRE is kept at the “L” level for a certain time and then becomes “H”. Meanwhile, the NMOS transistor QN is kept off, and the node N is precharged to “H” by the PMOS transistor QP. After the PMOS transistor QP is turned off, the read signal INIT becomes “H” and the NMOS transistor QN is turned on. If the fuse FS is cut, the node N holds “H”. If the fuse FS is not cut, the charge of the node N is discharged through the fuse FS and becomes “L”. As a result, fuse data is read and latched.
[0078]
[Embodiment 2]
In the second embodiment, the first embodiment is extended to allow a row and redundant column element assigned to a row having an overlapping region and a column relief region to cross each other. This can be said to be a combination of the redundancy method of the first embodiment and the conventional redundancy method.
[0079]
In other words, in the second embodiment, a plurality of row (or column) redundancy elements are prepared for one overlapping region as row (or column) redundancy elements assigned to the overlapping region of the row and column relief regions. A part of the plurality of row (or column) redundancy elements intersects with the column (or row) redundancy element assigned to the overlapping area, but the rest do not intersect.
[0080]
This will be specifically described with reference to FIG. It is assumed that the redundant row element RELEMENT <1> is assigned to the upper half row relief area RRA <1> of the left memory array MA <0>. At this time, the redundant column elements assigned to the left half column relief area CRA <2> of the left memory array MA <0> are not limited to the CELEENT <2> or the CELEMENT <3> on the memory array MA <1> side. The CELEMENT <0> or <1> on the memory array MA <0> side is also used.
[0081]
At this time, the redundant row element RELEMENT <1> corresponding to the overlapping area of the row and column relief areas RRA <1>, CRA <2> and the redundant column elements CELEMT <2>, CELEMENT <3> do not cross each other. , RELEMENT <1> and redundant column elements CELEMENT <0>, <1> cross each other. That is, the redundant row element RELEMENT <1> and the redundant column element CELEMENT <0>, <1> have cells (limbo cells) that are simultaneously selected by, for example, successive spare word lines.
[0082]
According to this embodiment, the number of redundancy elements for a certain relief area can be further increased as compared with the first embodiment. The replacement control method is basically the same as FIG. 6 described in the previous embodiment. That is, for the normal row elements activated simultaneously in the two memory arrays MA <0> and <1>, the replacement control of the defective row is performed independently in the memory arrays MA <0> and <1>. However, FIG. 6 shows an example in which the redundant column element arranged in one memory array uses the other memory array as the column relief area. Therefore, the signal lines of the disable signals 20ab and 20bb from the column replacement control circuits 32a and 32b are provided only on one memory array side.
[0083]
On the other hand, in the second embodiment, the redundant column element arranged in one memory array uses the other memory array as a column relief region in addition to the memory array in which the redundant column element is arranged. Therefore, in this embodiment, the signal lines of the disable signals 20ab and 20bb output from the column replacement control circuits 32a and 32b shown in FIG. 6 are arranged across both memory arrays MA <0> and <1>. It is necessary to install.
[0084]
[Embodiment 3]
In the third embodiment, the redundant column (or row) element that does not intersect with the redundant row (or column) element assigned to a certain overlapping area in the first and second embodiments is used together with the column (or row) relief area. The row (or column) relief region that forms the overlapping region intersects with a redundant row (or column) element (or normal row (or column) element) assigned to another row (or column) relief region adjacent thereto. A thing shall be selected.
[0085]
FIG. 9 is an example for explaining the third embodiment. Here, four memory arrays MA <0> to <3> are arranged. Two memory arrays MA <0> and <1> are adjacent to each other with a row decoder / word line driver (RD & WD) sandwiched therebetween, and similarly, the remaining two memory arrays MA <2> and <3> Adjacent to each other with a shared row decoder / word line driver (RD & WD) interposed therebetween. It is assumed that the two memory arrays MA <0> and <1> are activated simultaneously, and that the two memory arrays MA <2> and <3> are also activated simultaneously.
[0086]
In each of the memory arrays MA <0> to <3>, redundant row elements RELEMENT <0> to <3> and redundant column elements CELEMENT <0> to <3> are arranged. Each of memory arrays MA <0> to <3> is one row relief area and at the same time one column relief area. In other words, this is an example in which the row relief area and the column relief area have overlapping areas where they completely coincide.
[0087]
Focusing on the memory array MA <0>, the redundant row element RELEMENT <0> arranged in the area of the memory array MA <0> is used to repair the defective row of the memory array MA <0>, and the defective column For the repair, redundant column element CELEMENT <1> arranged in adjacent memory array MA <1> is used. Therefore, the redundant row element and the redundant column element corresponding to the memory array MA <0>, which is an overlapping area of the row relief area and the column relief area, do not intersect each other.
[0088]
Similarly, paying attention to the memory array MA <1>, the redundant row element RELEMENT <1> arranged in the area of the memory array MA <1> is used for the defective row relief, and the defective column relief is adjacent. Redundant column element CELEMENT <0> arranged in memory array MA <0> is used. Therefore, also in this case, the redundant row element and the redundant column element corresponding to the memory array MA <1> which is the overlapping region do not intersect each other.
Also between the memory arrays MA <2> and <3>, the redundancy element and its relief area are set in the same relationship.
[0089]
Regarding the defective column repair of the memory array MA <0>, the redundant column elements that do not intersect the redundant row element RELEMENT <0> used for the defective row repair of the memory array MA <0> include CELEMENT <1>, <2>, <3>. Of these, the redundant column element CELEMENT <1> arranged in the nearest adjacent memory array MA <1> is used for the memory array MA <0> to be replaced. This is a feature of this embodiment. By performing such replacement control, the control signal wiring from the replacement control circuit can be shortened.
[0090]
This point will be specifically described. For each redundant column element, a replacement control circuit RCTR is provided as shown in FIG. As described with reference to FIG. 6, the replacement control circuit RCTR includes an address storage circuit such as a fuse circuit that stores a defective address, and an address comparison that detects coincidence between an externally supplied address and a defective address stored in the address storage circuit Circuit. When a defective address is accessed by this replacement control circuit RCTR, a replacement control signal is output that deactivates the decoding unit corresponding to the defective address and activates the spare decoding unit corresponding to the redundancy element instead. Is done.
[0091]
Specifically, as shown in FIG. 9, when a defective column of memory array MA <0> is accessed, replacement control circuit RCTR in the vicinity of memory array MA <1> activates redundant column element CELEMENT <1>. And a disable signal DIS for inactivating the defective column of the memory array MA <0> is output. According to this embodiment, the wiring length of the disable signal DIS can be minimized. Accordingly, a high-speed redundancy system can be constructed, and further, the wiring area of the disable signal can be minimized, so that the area of the redundancy circuit can be minimized and the chip area can be reduced.
[0092]
In the above-described example of repairing a defective column of the memory array MA <0>, the CELEMENT <2> and <3> arranged in the memory arrays MA <2> and <3> located at separate positions are selected as redundant column elements. Then, the disable signal must be supplied via the wiring from the control circuit RCTR for activating them to the area of the memory array MA <0>. Therefore, the operation of disabling the defective normal column element is delayed due to the influence of the wiring delay. Further, when the wiring length of the disable signal is increased, as a result, the area occupied by the wiring in the chip increases, so that the area of the replacement control circuit portion increases and the chip size also increases.
[0093]
As a modification of the third embodiment, as a redundant row element corresponding to the memory array MA <0> that is the overlapping area, in addition to the CELMENT <1> of the adjacent memory array MA <1>, a memory array that is continuous therewith CELEMENT <2> and <3> of MA <2> and <3> can also be used. Of course, in this case, in order to use the redundant column elements CELEMENT <2> and <3> of the memory arrays MA <2> and <3> for the relief of the memory array MA <0>, the normal row elements or It is necessary to simultaneously activate the redundant row element that replaces it.
[0094]
That is, as a redundant column (or row) element that does not intersect with a redundant row (or column) element corresponding to a certain overlap region, a plurality of row (or column) repairs that are continuous with a row (or column) repair region that includes the overlap region. Any of a plurality of redundant column (or row) elements that intersect the redundant row (or column) element (or normal element) corresponding to each region can be selected.
[0095]
Also in this case, since the plurality of row (or column) relief areas are not physically separated from each other, the wiring length of the disable signal that deactivates the defective normal element can be suppressed, and a high-speed redundancy system can be obtained. .
[0096]
Also in this embodiment, for the normal row elements activated simultaneously in the memory arrays MA <0> and <1>, the replacement control of the defective row is performed independently in the memory arrays MA <0> and <1>. Is called. Similarly, for normal row elements that are simultaneously activated in memory arrays MA <2> and <3>, replacement control of defective rows is performed independently of each other in memory arrays MA <2> and <3>. These replacement control methods are the same as in the first and second embodiments.
[0097]
In this embodiment, a plurality of row relief regions adjacent to or continuing to a row relief region forming an overlapping region are adjacent to each other with a row decoder / word line driver interposed therebetween as shown in FIG. In many cases, when the word line has a hierarchical structure of the main word line and the sub word line, the sub word line driver is interposed. Similarly, the column relief area adjacent to or continuing to the column relief area forming the overlapping area sandwiches the column decoder / column selection line driver, and in the case of a hierarchical column selection line structure, the sub column selection line driver is sandwiched between them. In many cases, it becomes an adjacent form.
[0098]
[Embodiment 4]
In the fourth embodiment of the present invention, the redundant column elements corresponding to the same overlapping area as the redundant row elements corresponding to the overlapping area include those that do not cross each other, and the column (or row) relief area forming the overlapping area is a memory. It is a part of the chip, and the redundancy efficiency in the column (or row) relief region is equal to the relief efficiency in the other column (or row) relief region.
[0099]
In the semiconductor memory, each relief area and the number of redundant elements corresponding thereto are determined based on the defect distribution prediction in the chip. As shown in FIG. 10, it is assumed that each memory chip is composed of a plurality of memory arrays each having a capacity C [Mbit] (only two MA <0> and <1> are shown in the figure). Assume that the row relief areas by the redundant row elements RLEMENT <0> and RLEMENT <1> provided in each memory array are the memory arrays MA <0> and <1>, respectively.
[0100]
Now, it is assumed that four redundant column elements are required for the column relief area of capacity (2/3) C [Mbit] as the column relief efficiency from the defect distribution prediction. In the case of FIG. 10, the column relief area CRA <A>, which is a 2/3 area of the memory array MA <0>, includes four redundant column elements CELEMENT <0: 1>, <2: 3>, and similarly memory The column relief area CRA <C>, which is a 2/3 area of the array MA <1>, includes four redundant column elements CELEMENT <8: 9>, <10:11>. At this time, it becomes a problem how many redundancy elements are provided in the remaining 1/3 of the memory arrays MA <0> and <1>.
[0101]
If the remaining capacity (1/3) C [Mbit] is used as each column repair area and two redundant column elements are arranged for each, the repair efficiency for this column repair area is (2/3) C It is lower than that for column repair areas CRA <A> and <C> having four redundant column elements for [Mbit]. This is because if the number of redundancy elements per unit capacity is the same, the greater the relief area, the higher the relief efficiency. If the relief efficiency of only a part of the relief area of the chip is lower than that of the other relief areas in this way, the yield of the whole chip will be lowered accordingly.
[0102]
On the other hand, if three or more redundant column elements are provided for the column relief region of capacity (1/3) C [Mbit], the relief efficiency can be increased. However, in this case, only the column relief area of the capacity (1/3) C [Mbit] has an unnecessarily high relief efficiency, or the number of redundancy elements per unit capacity is increased, leading to an increase in the chip area. In general, a memory array is configured by repeatedly arranging a plurality of sub-arrays having the same capacity. In many cases, the same number of redundancy elements are arranged in each sub-memory array, so that the number of redundancy elements is increased only for some sub-arrays. This complicates the array configuration in terms of layout and circuit, leading to performance degradation and chip area increase.
[0103]
Therefore, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 10, two redundant column elements are provided for the remaining 1/3 of each memory array, and adjacent memory arrays MA <0>, <1> are provided. The two capacity (1/3) C [Mbit] areas are collectively referred to as one column relief area CRA <B>. Redundant column elements for the column relief area CRA <B> of the capacity (2/3) C [Mbit] collected in this way are four elements of CELEMENT <4: 7>.
[0104]
In this case, paying attention to the overlapping area of the memory array MA <0>, which is one row relief area, and the column relief area CRA <B>, the same overlap as the redundant row element RLEMENT <0> corresponding to this overlapping area Looking at the relationship with the redundant column element CELEMENT <4: 7> corresponding to the region, CELEMENT <4: 5>, which is a part of the redundant column element CELEMENT <4: 7>, intersects with the redundant row element RLEMENT <0>. However, the other part of CELEMENT <6: 7> does not cross the redundant row element RLEMENT <0>. Therefore, in this embodiment, a case where redundant row elements and redundant column elements that do not intersect with each other in a certain overlap region and a case where redundant row elements and redundant column elements that intersect each other are used are mixed. It can be seen that this is a modification of Form 2.
[0105]
In addition, the row relief area MA <0> by the redundant row element RELEMENT <0> in the memory array MA <0> and the column relief area by the redundant column element CEREMENT <6: 7> in the memory array MA <1> are: The redundant column element CELEMENT <6: 7> has an overlapping area and does not intersect with the redundant row element RELEMENT <0> on the memory array MA <0> side, and the redundant row element on the adjacent memory array MA <1> side. Crosses RELEMENT <1>. That is, the relief area MA <0> to which RELEMENT <0> is assigned and the relief area MA <1> to which RELEMENT <1> is assigned are adjacent to each other. This aspect is also a modification of the third embodiment.
[0106]
In FIG. 10, when attention is paid to the overlapping area between the row relief area MA <0> and the column relief area CRA <B>, there exists an area other than the overlap area in the row relief area MA <0>. Since there is an area other than the overlapping area in CRA <B>, this is the form described in the first embodiment, in which the row and column relief areas intersect so as to partially overlap.
[0107]
In this way, in the embodiment of FIG. 10, the redundant column element CELEMENT <4: 7> corresponding to the overlapping area does not intersect the redundant row element RELEMENT <0> corresponding to the same overlapping area. It can be seen that the column relief area CRA <B> that forms the overlapping area is a part of the memory chip. Since four redundancy elements are prepared for the capacity (2/3) C [Mbit] for the repair of the column defect in the column repair area CRA <B>, the repair efficiency of the other column repair area It can be seen that it is the same as in CRA <A>, <C>.
[0108]
Therefore, according to this embodiment, the repair efficiency in all the repair regions in the chip can be uniformly set to a necessary and sufficient value, and a memory chip with a high yield and a minimized area can be realized. Become.
[0109]
[Embodiment 5]
Next, in the fifth embodiment, with respect to a plurality of row (or column) relief areas existing in a memory chip, the relief areas in the column relief area (or row relief area) are mixed by mixing those having different capacity of the relief areas. It is configured so that the efficiency is uniform over the entire chip.
[0110]
An example of the memory array configuration is shown in FIG. This is the result of moving the area on the memory array MA <1> side of the column relief area CRA <B> in FIG. 10 (1/3 capacity portion of the memory array) to the memory array MA <0> side. As a result, two column relief areas A and B are set in one memory array MA <0>, and one column relief area C is set in the other memory array MA <1>. Therefore, the capacity of the memory array MA <0> is (4/3) C [Mbit], and the capacity of the memory array MA <1> is (2/3) C [Mbit]. Redundant row elements RELEMENT <0> and <1> are provided for each. That is, row relief regions having different capacities are mixed in the memory chip.
[0111]
Also in this method, the column redundancy in all the column relief regions in the memory chip is 4 elements with respect to the capacity (2/3) C [Mbit]. Therefore, the repair efficiency in all the column repair regions in the memory chip can be made to a necessary and sufficient value, and a chip with a high yield and a minimized area can be realized.
[0112]
However, in this embodiment, the wiring length of the word line and the wiring length of the sense amplifier control signal or the like running in the word line direction in the sense amplifier region are different between the memory arrays MA <0> and <1>. For this reason, it is necessary to pay sufficient attention to the row system circuit design. Further, since the capacity of the row relief area is different between the memory array MA <0> and the memory array MA <1>, the relief efficiency in the row relief area is also different as a result. Therefore, it is preferable to apply when the difference does not affect the relief efficiency of the entire chip.
[0113]
[Embodiment 6]
The sixth embodiment shown in FIG. 12 is an example in which the fourth embodiment is applied to a 32 Mbit DRAM. In this embodiment, a redundant column element corresponding to the same overlapping area as a redundant row element corresponding to an overlapping area of the row and column relief areas includes a non-crossing redundant column element and a part of the memory chip forming the overlapping area. A column (or row) relief area is used as a memory cell portion for check bits (parity bits) for error detection / correction. Specifically, each of the memory arrays MA <0> and <1> has a parity data portion for storing parity bits for error detection / correction for 2 Mbits in the normal data portion of 16 Mbits. It has a capacity of 36 Mbit.
[0114]
In the left memory array MA <0>, a redundant row array including a plurality of redundant row elements RELEMENTA <0: n> (n is a natural number) is arranged as an array different from the normal cell array. Each of the redundant row elements RELEMENTA <0: n> is allowed to replace any normal row element in the 18 Mbit memory array MA <0>. Therefore, the row relief area by each of the redundant row elements RELEMENTA <0: n> is the entire left 18 Mbit memory array MA <0>.
[0115]
Similarly, a redundant row array is also arranged in the right memory array MA <1>, and there are a plurality of redundant row elements RELEMENTB <0: n> (n is a natural number). The row relief area by the redundant row element RELEMENTB <0: n> is also the entire 18 Mbit memory array MA <1> on the right.
As described above, the system having the separate array for redundancy can increase the repair area by the redundant element, and thus can increase the replacement efficiency.
[0116]
Each memory array MA <0>, <1> is divided into 16 submemory arrays in the column direction by sense amplifier banks (regions in which a plurality of sense amplifiers S / A are continuously arranged). When a certain row address is input, as illustrated by hatching in FIG. 12, two subarrays in each memory array are activated simultaneously, and one normal row element in each subarray, and therefore four in the entire chip. These normal row elements are activated simultaneously. These four normal row elements correspond to the same row address, and the left and right normal row elements can be independently replaced by redundant row elements.
[0117]
The 16 Mbit normal data portion and 2 Mbit parity data portion of each of the memory arrays MA <0> and <1> are each composed of 16 1 Mbit segments and 2 1 Mbit segments. Each segment has one redundancy spare column selection line SCSL for redundancy. In the normal data part, 4 segments are grouped together to form a 4 Mbit quadruple segment QSEG. Therefore, each memory array MA <0>, <1> has four quadruple segments QSEG <0> to <3> and QSEG <4> to <7>. In the parity data section, two segments are gathered to form a 2 Mbit double segment (DSEG) DSEG. The memory array MA <0>, <1> includes two double segments Parity DSEG <0>, There is <1>.
[0118]
When reading data from this chip, a total of 8 (one in each of the left and right memory arrays) is used, one from each quadruple segment QSEG, with four (two in the left and right memory arrays) normal row elements activated. 4 column select lines CSL (not shown) are simultaneously activated. As a result, data of 16 m [bits] (m: natural number) is read from the entire chip, and one column selection line in two parity double segments DSEG (Parity DESG <0>, Parity DSEG <1>). CSL is activated to read 2m [bits] parity data. That is, data is read out by m [bits] from the intersection of the row element activated simultaneously and the column selection line CSL. In addition, it is possible to simultaneously read / write data from each memory array MA <0>, <1> in this way because the row elements are simultaneously activated in each memory array MA <0>, <1>. It has become.
[0119]
Also, when a defect in the quadruple segment QSEG of the normal data portion is remedied by a redundant column element, four spare column selection lines SCSL in the quadruple segment QSEG are used to provide two parity double segment DSEG (Parity DESG <0>, Parity DSEG <1>) When repairing a defect in the whole with a redundant column element, four spare CSLs among them are used.
[0120]
It should be noted that in this embodiment, the spare column selection line SCSL continuous in the memory array is divided into eight by the 3-bit input row address AR <0: 2>, and each of them is independent. This is used as a redundant column element. As described above, the spare column selection line is divided by the row address in consideration of the following circumstances. If a row element is activated and a column selection line is activated, whether it is a normal column selection line CSL or a spare column selection line SCSL, an activated row element and an activated column selection The cell specified by the line is read or written. Here, a plurality of row elements corresponding to a row address are simultaneously activated in the same memory array, and a column address corresponding to a normal column selection line CSL including a defect is input, and a spare is used instead of the normal column selection line CSL. When the column selection line SCSL is activated, spare cells are not read or written to a plurality of cells that should have been selected by the normal column selection line CSL on a plurality of row elements activated simultaneously in the same memory array. A plurality of cells selected by the column selection line SCSL are read or written.
[0121]
Thus, cells on a plurality of row elements that are simultaneously activated in the same memory array are always replaced together when they are replaced with spare column selection lines. Therefore, spare cells on a plurality of simultaneously activated row elements (for example, word lines) that are simultaneously selected and read / written simultaneously using the same spare column selection line must belong to the same redundant column element. However, spare cells on row elements (word lines) that are not read or written at the same time may not belong to the same redundant column element.
[0122]
FIG. 13 shows a state in which a plurality of redundant column elements are formed by one spare column selection line by assigning a row address to the spare column selection line SCSL, and two adjacent subarrays (memory blocks) MB0 sharing a sense amplifier. , MB1. The subarrays MB0 and MB1 are divided into four areas A, B, C, and D determined by row addresses AR0 and AR1. In the shared sense amplifier system, adjacent subarrays sharing the sense amplifier cannot be activated at the same time. Now, if a row address is input and only one word line is activated in the range of this subarray, the activated word line is in one of the regions A, B, C, and D.
[0123]
Since spare cells on a plurality of row elements (word lines) that are not simultaneously read and written because they are not activated simultaneously do not have to belong to the same redundant column element, spare cells on spare column selection line SCSL are assigned row addresses AR0 and AR1. Thus, it is possible to classify the spare cell sets into independent redundant column elements. In this way, one spare column selection line SCSL is constituted by four redundant column elements CELEMENT <0: 3> determined by the row addresses AR0 and AR1. Since this method can increase the number of redundant elements without increasing the number of spare cells, it is an area efficient redundancy system.
[0124]
Each redundant column element of CELEMENT <0: 3> has a different column address if the fuse set corresponds to each redundant column element CELEMENT <0: 3> (although it does not necessarily correspond one-to-one). Can be programmed to replace If the addresses of all the columns of this memory array can be programmed into each fuse set, CELEMENT <0: 3> can replace all defective cells in regions A, B, C, and D, respectively. That is, the column relief areas by CLEMENT <0: 3> are A, B, C, and D, respectively.
[0125]
In addition, since spare cells on a plurality of row elements (word lines) that are simultaneously read and written using the same spare column selection line and are simultaneously activated in the same weight array belong to the same redundant element, the same memory The row elements (word lines) that are simultaneously activated and simultaneously read and written in the array must be in the same row relief area.
[0126]
As described above, in order to substantially increase the number of redundant column elements by assigning row addresses without physically increasing spare column selection lines, for example, the method disclosed in US Pat. Any suitable method can be used. An example in which one spare column selection line is used as substantially four redundant column elements with 2-bit row addresses AR0 and AR1 will be specifically described.
[0127]
In this case, as shown in FIG. 14, four fuse sets selected by row addresses AR0 and AR1 are used for one spare column selection line. FIG. 14 shows one fuse FSn <0: 3> corresponding to one address An in four fuse sets, and a data latch LATn <0: 3> for holding each fuse data. These fuse data are selected by a fuse set selection circuit 51 into which a fuse set selection signal FSEL <0: 3> is input, and transferred to an EXOR gate 52 which is an address comparison circuit.
[0128]
The selection signals FSEL <0: 3> are generated by a decoding circuit 53 that decodes the row addresses AR0 and AR1, as shown in FIG. This selection signal FSEL <0: 3> is generated before the column address is input and is supplied to the fuse set selection circuit 51. Accordingly, a fuse set that has a possibility of hitting corresponding to the redundant column element assigned to the column relief area corresponding to the activated row element is selected by the row address, and a plurality of fuse sets are selected as shown in FIG. Circuits after the address comparison circuit can be shared.
[0129]
As a result, a portion obtained by dividing one spare column selection line into four parts can be used as independent redundant column elements, and column replacement control can be performed for defective column relief areas assigned to the respective redundant column elements.
[0130]
In the 32 Mbit DRAM of FIG. 12, the spare column selection line SCSL is divided into eight by the 3-bit input row address (AR <0: 2>) in this manner to form eight redundant column elements. Therefore, each of the quadruple segment QSEG <0: 7> in the normal data portion and the entire two double segment parityDSEG <0: 1> in the parity data portion are each divided into eight column repair areas. Two simultaneously activated areas (shaded areas) in each QSEG <0: 7> and in the entire two Parity DSEG <0: 1> in FIG. 12 correspond to the same set of row addresses AR <0: 2>. Therefore, it belongs to the relief area of the same redundant column element and is called a linked partial relief area.
[0131]
For example, the left memory array MA <0>, which is a row relief area by redundant row elements RELEMENTA <0: n>, and a column relief area, which is 1/8 of the entire two Parity DSEG <0: 1>. The overlapping overlapping areas are two hatched areas of Parity DSEG <0>. The redundant row element RLEMENTA <0: n> corresponding to this overlapping region intersects with the redundant column element corresponding to this overlapping region belonging to the spare column selection line SCSL in the Parity DSEG <0>, but is adjacent to the memory array. It does not intersect with the redundant column elements corresponding to the same overlapping region belonging to the spare column selection line SCSL in the Parity DSEG <1> of MA <1>.
[0132]
That is, a cell on the redundant row element RLEMENTA <0: n> can be selected by the spare column selection line SCSL in the Parity DSEG <0>, but the RLEMENTA <0 by the spare column selection line SCSL in the Parity DSEG <1>. : The cell above n> cannot be selected. Therefore, it can be seen that this embodiment is an aspect of the second embodiment.
[0133]
In addition, the redundant column elements corresponding to the two overlapping regions belonging to the spare column selection line SCSL in the Parity DSEG <1> are row relief regions (the left memory array MA <0>) that form the two overlapping regions. And redundant row element RLEMENTB <0: n> corresponding to the adjacent row relief area (the memory array MA <1> on the right side). This is also an aspect of Embodiment 3.
[0134]
Looking at column redundancy, there are four parity cell data parts for the column repair area (512 Kbit), which is 1/8 of the 4 Mbit part composed of two double segments DSEG (Parity DSEG <0: 1>). There are redundant column elements. Since this is the same as the column redundancy efficiency in the column relief area of the normal data portion, it can be seen that this is also an aspect of the fourth embodiment.
[0135]
Since the parity data portion has a halfway capacity with respect to the normal data portion, it is generally difficult to align the repair efficiency of the parity data portion with that of the normal data portion. However, if the parity data section that spans multiple memory arrays (for example, two as in this embodiment) is used as one column repair area, the repair efficiency of the parity data section can be aligned with that of the normal data section. It becomes. As a result, the repair efficiency in all the repair areas in the memory chip including the parity data portion can be made equal to a necessary and sufficient value, so that a chip with a high yield and a minimized area can be realized. .
[0136]
By the way, in the sixth embodiment, the normal row element for selecting the cell in the overlapping area of the memory array MA <0>, which is the row relief area, and the column relief area in the parity data portion is the cell in the overlap area. Replace the 1/8 portion of the normal column selection line CSL for selection, but do not intersect with the redundant column element which is the 1/8 portion of the spare column selection line SCSL in the memory array MA <1>, but its overlapping region It can be said that the normal column element for selecting the cell in the intersection intersects the redundant row element in another array that replaces the normal row element for selecting the cell in the overlapping region.
[0137]
Here, the normal row element does not intersect with the redundant column element means that the cell on the redundant column element is not selected when selecting the normal row element, that is, even when the normal row element is replaced by the redundant row element. That is, the cell corresponding to the row address of the normal row element to be replaced on the redundant column element is not necessarily replaced. Here, “not necessarily” is not limited to the case where another normal row element that selects a cell corresponding to the row address of the normal row element to be replaced on the redundant column element is also replaced by another redundant row element. Because.
[0138]
In addition, it can be said that the normal column element for selecting the cell in the overlapping region intersects the redundant row element in another array is the normal column element which is 1/8 of the normal column selection line CSL. This is because a cell on a redundant row element can be selected by selecting a normal column selection line CSL that includes it. When the normal column element is replaced with a redundant column element, the cell corresponding to the column address of the normal column element to be replaced on the redundant row element is also replaced.
[0139]
In the example of FIG. 10, the total capacity 2C of the two memory arrays MA <0> and <1> is divided into three to set the normal data area and the parity data area. Also, in the example of FIG. 12, the normal data area and the parity data area are set by dividing the total capacity 2C of the two memory arrays MA <0> and <1> into nine. To generalize these embodiments, the normal data area and the parity data area are set by dividing the total capacity 2C of the two memory arrays MA <0> and <1> into M (integer of 3 or more). can do.
[0140]
At this time, as the normal data area, first (M−1) / 2 first column relief areas each having a capacity of 2C / M each including N (integer greater than or equal to 2) redundant column elements are memory arrays MA <0. >, <1>. As the parity data area, a second column relief area having a capacity of 2 C / M is set so as to span the two memory arrays MA <0> and <1>. Thereby, the column relief efficiency of the normal data area and the parity data area is the same.
[0141]
[Embodiment 7]
16A and 16B show an embodiment in which the present invention is applied to a semiconductor memory having hierarchical word lines. In the hierarchical word line system, as shown in FIG. 16A, a plurality of sub word lines SWL are arranged for one low resistance main word line MWL. The sub word line SWL is driven by a sub word line driver SWLDRV connected to a plurality of locations of the main word line MWL. Here, one main word line MWL corresponds to a plurality of row addresses, and a plurality of sub word line drivers SWLDRV may be connected at several locations of the main word line MWL (separately for each driven sub word line SWL). Row address corresponds), or one main word line MWL corresponds to one row address, and one sub word line driver SWLDRV is connected to the main word line MWL at each of several connection points of the main word line MWL. It may be.
[0142]
As described above, in the hierarchical word line system, one logical word line (corresponding to one row address) is logically composed of a plurality of sub word lines. Then, as indicated by broken lines in FIG. 16B, a plurality of sub word lines SWL are activated simultaneously. As a result, the length of the sub-word line can be shortened. As a result, the word line delay is reduced and high-speed operation is possible. In addition, by activating only a part of the sub word line drivers connected to the main word line, it is possible to limit the array area to be activated, thereby reducing the number of sense amplifiers that are simultaneously operated and reducing power consumption. There are advantages that the sense amplifier can be operated at a high speed by suppressing it to a low level or suppressing internal power supply noise during the operation of the sense amplifier.
[0143]
In such a hierarchical word line system, in order to increase row redundancy relief efficiency, replacement is not performed in units of one or more main word lines, but in units of one sub word line or main word lines. It is performed in units of a plurality of sub word lines arranged in a direction orthogonal to each other, or a plurality of sub word lines or one sub word line arranged in a direction orthogonal to the main word line are collectively replaced in the longitudinal direction of the word lines. It can be considered as a unit. Correspondingly, the redundant row element is configured by a plurality of or one spare sub word line arranged in a direction orthogonal to the word line, or some of these redundant elements are redundantly arranged in the longitudinal direction of the word line. It can be a low element. Here, the plurality of spare sub-word lines arranged in the direction orthogonal to the word lines constituting the redundant row element are not necessarily arranged continuously. Further, even when one or a plurality of spare sub word lines are grouped together in the longitudinal direction of the word line to form a redundant row element, it is not always necessary to group consecutive ones.
[0144]
In such a row redundancy system, if the length of the sub word line is shortened, the relative ratio of the width of the row relief region in the word line direction to the width of the column relief region in the word line direction is considered to be small. . At the same time, if the number of redundant column elements is constant, it is considered that the number of redundant column elements intersecting with the redundant row element is reduced. Further, when the length of the sub word line is shortened, there may be a redundant row element that does not intersect the redundant column element at all.
[0145]
FIG. 16B shows the redundancy system together with the layout of the memory array, focusing on the sub word line SWL layer. Here, a row relief region, which is a set of row elements that can be rescued by a certain redundant row element RELEMENT, is a plurality of sub word lines SWL driven by a plurality of sub word line drivers SWLDRV arranged in a line in a direction orthogonal to the word lines. Consists of. The row relief region and the row relief region adjacent thereto in the word line direction are configured such that the sub word lines SWL constituting each row relief region are physically (spatially) nested. . The redundant row element RELEMENT is formed by one spare sub word line SSWL or a plurality of spare sub word lines SSWL arranged in a direction perpendicular to the word line, or a plurality of one to a plurality of spare sub word lines SSWL. Consists of several shapes in the line direction. At this time, when the redundant row element is constituted by a plurality of spare sub-sub word lines SSWL, the plurality may be continuously arranged or may not necessarily be consecutive.
[0146]
FIG. 16B shows one redundant column element CELEMENT composed of one or a plurality of spare column selection lines and one column repair area CRA repaired by this, but in this column repair area CRA, The relief areas RRA <a>, <b>, <c> are included, and the two row relief areas RRA <d>, <e> intersect.
[0147]
Among the redundant row elements, RELEMENT <A> corresponding to the overlapping region of the row repairing region RRA <a> and the column repairing region CRA intersects with the redundant column element CELEMENT corresponding to the overlapping region, but another row repairing region. RELEMENT <B> corresponding to the overlapping area of RRA <c> and the column repair area does not cross the redundant column element CELEMENT corresponding to the overlapping area.
[0148]
With reference to FIG. 17, the row redundancy system in the hierarchical word line system of this embodiment will be specifically described. Although column redundancy is not described here, any of the systems described in the previous embodiments can be applied. As shown in FIG. 17, the cell array has a plurality of memory arrays MA <0>, <1>, <2>,. A main word line MWL (representatively, only one) is provided across these memory arrays, and a sub word line SWL simultaneously selected by the main word line MWL is provided for each memory array. . These sub word lines SWL are used to select a plurality of memory cells arranged in the direction of the word lines in the memory array. Each sub word line SWL becomes a normal row element which is a unit for defective row replacement.
[0149]
The row decoder includes a main word line decoder 61 for selecting the main word line MWL and a sub word line decoder 62 for driving the sub word line SWL provided for each memory array. In each sub word line decoder 62, there is a sub word line driver 63 for driving the sub word line SWL corresponding to the selected main word line MWL.
[0150]
Corresponding to main word line MWL, at least one spare main word line SMWL is arranged across the memory array. Spare sub word lines SSWL simultaneously selected by spare main word line SMWL are arranged as redundant row elements in each memory array. These spare sub word lines SSWL are selected by a spare main word line SMWL and are driven by a spare sub word line triber 64 in a spare word line decoder 62 to select a spare cell.
[0151]
A row replacement control circuit 65 is prepared for each spare word line decoder 62. The row replacement control circuit 65 includes a defective address storage circuit and an address comparison circuit, similarly to the row replacement control circuits 31a and 31b described above with reference to FIG. The row address data RA transferred to the row address signal line 67 is supplied to the main word line decoder 61 and the sub word line decoders 62 and simultaneously to the row replacement control circuits 65.
[0152]
The row replacement control circuit 65 has a first activation signal 68 for activating the spare main word line SMWL and a second activation for activating the spare sub word line SSWL when a defective address is input. The signal 69 is output. The first activation signal 68 is sent to the main word line decoder 61 to activate the spare main word line SMWL. However, at this time, the selected normal main word line MWL is kept in an active state without being inactivated. This is a necessary condition for replacing only a part of the plurality of sub word lines SWL selected simultaneously by the main word line MWL.
[0153]
A second activation signal 69 output from a certain row replacement control circuit 65 deactivates a defective sub word line SWL among a plurality of sub word lines SWL selected by the main word line MWL, and is selected by a spare word line. The corresponding spare sub word line SSWL is activated. By such control, in the example shown in FIG. 17, the defective sub word line SWL in the memory array MA <2> is replaced with the spare sub word line SSWL in the same memory array MA <2>.
[0154]
In FIG. 17, the main word line MWL and the spare main word line SMWL may be configured by one signal line or may be two complementary signal lines. In addition, a plurality of sub word lines SWL selected by one main word line MWL in each memory array may be arranged in a direction orthogonal to the main word line. In this case, a plurality of spare sub word lines SSWL are similarly arranged for one spare main word line SMWL in each memory array.
[0155]
In this case, a bundle of a plurality of sub word lines SWL arranged in a direction orthogonal to the main word line can be replaced with one row element, and a bundle of a plurality of spare sub word lines SSWL can be replaced with one redundant row element. . In this case, the state in which the row elements are simultaneously activated means a state in which any sub word line is activated in each row element.
[0156]
Alternatively, each of the plurality of sub word lines SWL arranged in a direction orthogonal to the main word line can be replaced with one row element, and each of the plurality of spare sub word lines SSWL can be replaced with one redundant row element. In order to perform the latter replacement control, a separate row address or a dedicated row address for redundancy is assigned to each sub word line and each spare sub word line. Accordingly, the row replacement control circuit 65 also programs the address storage circuit to generate the activation signal 69 reflecting the row address information. The generated activation signal 69 has row address information dedicated to the redundancy. Further, when there are a plurality of spare word lines, the first activation signal 68 may include redundancy dedicated address information for selectively selecting each spare main word line.
[0157]
Although the hierarchical word line system has been described above, a similar redundancy system can be configured also in the hierarchical column selection line system. In this case, a plurality of sub column selection lines are arranged for one main column selection line, and the sub column selection lines are driven by sub column selection line drivers connected to a plurality of locations of the main column selection lines. The redundant column element is configured by a single spare sub-column selection line arranged in parallel with the column selection line, or a plurality of redundant column elements arranged in the column selection line direction. At this time, when the redundant column element is composed of a plurality of spare sub-column selection lines, the plurality of redundant column elements may be continuously arranged or may not necessarily be continuous.
[0158]
In addition to the case where the redundant column element is constituted by one spare column selection line or a part obtained by dividing this by a row address as described above, one or a plurality of pairs of spare bit lines (or a part thereof) is used. ) Can also be used.
[0159]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a redundancy system with high relief efficiency can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor memory redundancy system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram illustrating an example in which a column relief area and a row relief area partially overlap.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which a row relief area is included in a column relief area.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which a column relief area is included in a row relief area.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which a row relief area and a column relief area completely match.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a replacement control circuit unit.
FIG. 7 is a diagram showing a specific example of the replacement control circuit.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of one fuse data latch circuit of the replacement control circuit;
FIG. 9 is a diagram showing a redundancy system for a semiconductor memory according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a redundancy system for a semiconductor memory according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a redundancy system for a semiconductor memory according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a redundancy system for a semiconductor memory according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram for explaining a redundant column element setting method according to the embodiment;
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a fuse setting circuit when a spare column selection line is used in four divisions.
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a fuse set selection signal generation circuit based on row addresses.
FIG. 16A is a diagram showing a hierarchical word line configuration of a semiconductor memory according to another embodiment of the present invention;
FIG. 16B is a diagram showing a layout of a sub word line layer having the same hierarchical word line configuration;
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a row replacement control circuit unit according to the same embodiment;
FIG. 18 is a diagram showing a conventional semiconductor memory redundancy system;
FIG. 19 is a diagram showing a state of defect replacement in an overlapping area of a row relief area and a column relief area of the conventional example.
FIG. 20 is a diagram showing a memory chip configuration for explaining a problem of the prior art.
[Explanation of symbols]
MA <0: 1>... Memory array, RELEMENT <0: 1>... Redundant row element CELEMENT <0: 1>.

Claims (22)

複数のメモリセルを有するセルアレイと、
前記セルアレイ内に定義された第1方向のメモリセルの集合とこれを選択するための第1の選択線を含む複数の第1のノーマルエレメントと、
前記セルアレイ内に定義された第2方向のメモリセルの集合とこれを選択するための第2の選択線を含みそれぞれ対応する前記第1のノーマルエレメントと協働してメモリセルを選択する複数の第2のノーマルエレメントと、
前記セルアレイ内の欠陥の第1のノーマルエレメントを置き換えるために配置された複数の第1の冗長エレメントと、
前記セルアレイ内の欠陥の第2のノーマルエレメントを置き換えるために配置された複数の第2の冗長エレメントと、
前記セルアレイ内に、前記各第1の冗長エレメントによる置き換えが許容される第1のノーマルエレメントの集合として定義される第1の救済領域と、
前記セルアレイ内に、前記各第2の冗長エレメントによる置き換えが許容される第2のノーマルエレメントの集合として定義される第2の救済領域とを備え、
前記複数の第1のノーマルエレメントは少なくとも二つが同時活性化され、
その同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントが前記第1の冗長エレメントにより置換されるか否かは互いに独立に制御され、且つ
その同時活性化される第1のノーマルエレメントの一つを含む第1の救済領域内の欠陥を持つ第2のノーマルエレメントを置換する前記第2の冗長エレメントの少なくとも一つは、前記同時活性化される第1のノーマルエレメントの前記一つと交差しない
ことを特徴とする半導体メモリ装置。
A cell array having a plurality of memory cells;
A plurality of first normal elements including a set of memory cells in the first direction defined in the cell array and a first selection line for selecting the memory cells;
A plurality of memory cells are selected in cooperation with the corresponding first normal elements including a set of memory cells in the second direction defined in the cell array and a second selection line for selecting the memory cells. A second normal element;
A plurality of first redundant elements arranged to replace a defective first normal element in the cell array;
A plurality of second redundant elements arranged to replace a defective second normal element in the cell array;
A first relief region defined as a set of first normal elements that are allowed to be replaced by each first redundant element in the cell array;
A second relief region defined as a set of second normal elements allowed to be replaced by each second redundant element in the cell array;
At least two of the plurality of first normal elements are simultaneously activated,
Whether at least two first normal elements that are simultaneously activated are replaced by the first redundant element is controlled independently of each other, and is one of the first normal elements that are simultaneously activated. At least one of the second redundant elements that replaces the second normal element having a defect in the first relief region including the first normal element does not intersect with the one of the first normal elements that are simultaneously activated A semiconductor memory device.
同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントの一つを含む第1の救済領域内の欠陥を持つ第2のノーマルエレメントは、前記複数の第2の冗長エレメントのうち、前記同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントの前記一つと交差する第2の冗長エレメントによっても置き換えられる
ことを特徴とする請求項1記載の半導体メモリ装置。
A second normal element having a defect in the first relief region including one of at least two first normal elements that are simultaneously activated is the simultaneous activation of the plurality of second redundant elements. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said semiconductor memory device is also replaced by a second redundant element that intersects said one of said at least two first normal elements.
同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントの一つを含む第1の救済領域と他の一つを含む第1の救済領域とは隣接して配置され、
前記第2の冗長エレメントの一つは、前記同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントの前記他の一つと交差し、前記同時活性化される少なくとも二つの第1のノーマルエレメントの前記一つを含む第1の救済領域に欠陥を持つ第2のノーマルエレメントを置換する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の半導体メモリ装置。
The first relief region including one of at least two first normal elements that are simultaneously activated and the first relief region including the other one are disposed adjacent to each other,
One of the second redundant elements intersects the other one of the at least two first normal elements to be simultaneously activated, and the at least two first normal elements to be simultaneously activated. 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a second normal element having a defect in a first relief region including one is replaced.
同時活性化される少なくとも3個の第1のノーマルエレメントの一つをそれぞれ含む少なくとも3個の第1の救済領域が連続して配置され、且つ
前記同時活性化される少なくとも3個の第1のノーマルエレメントの一つを含む第1の救済領域の一つに欠陥を持つ第2のノーマルエレメントを置換可能な少なくとも2つの第2の冗長エレメントは、前記同時活性化される少なくとも3個の第1のノーマルエレメントの残りいずれとも交差する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の半導体メモリ装置。
At least three first relief regions each including one of at least three first normal elements that are simultaneously activated are sequentially arranged, and at least three first activation regions that are simultaneously activated At least two second redundant elements that can replace a second normal element having a defect in one of the first relief areas including one of the normal elements are at least three first active elements that are activated simultaneously. 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device intersects with any of the remaining normal elements.
隣接して又は連続して配置される前記第1の救済領域の間に第1のノーマルエレメントを選択する選択回路が配置される
ことを特徴とする請求項3記載の半導体メモリ装置。
4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein a selection circuit for selecting a first normal element is arranged between the first relief regions arranged adjacently or successively.
前記セルアレイは、ロウデコーダを挟んで隣接する第1及び第2のメモリアレイを有し、
前記第1及び第2のメモリアレイの前記第1のノーマルエレメントは、ロウアドレスに応答して前記ロウデコーダにより前記第1及び第2のメモリアレイから少なくとも一つずつが同時に活性化され、
前記複数の第1の冗長エレメントは、前記第1及び第2のメモリアレイに対応して少なくとも一つずつ配置されて、互いに独立に、前記第1及び第2のメモリアレイそれぞれの欠陥の第1のノーマルエレメントの置換に用いられ、
前記複数の第2の冗長エレメントは、前記第1及び第2のメモリアレイに少なくとも一つずつ、各メモリアレイ内の前記第1の冗長エレメントと交差して配置され、互いに独立に、前記第1及び第2のメモリアレイ内の欠陥の第2のノーマルエレメントの置換に用いられる
ことを特徴とする請求項1又は2記載の半導体メモリ装置。
The cell array has first and second memory arrays adjacent to each other across a row decoder,
At least one of the first normal elements of the first and second memory arrays is simultaneously activated by the row decoder in response to a row address from the first and second memory arrays,
The plurality of first redundant elements are arranged at least one corresponding to the first and second memory arrays, and independently of each other, a first defect in each of the first and second memory arrays. Used to replace the normal element of
The plurality of second redundant elements are arranged at least one in each of the first and second memory arrays so as to intersect the first redundant elements in each memory array, and are independent of each other. 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is used for replacement of a second normal element of a defect in the second memory array.
前記第1及び第2のメモリアレイの第2のノーマルエレメントをそれぞれ選択するためのカラムデコーダと、
欠陥ロウアドレスに応答して発生されるロウ置換制御信号により活性化されて、前記第1の冗長エレメントをそれぞれ選択するための冗長ロウデコーダと、
欠陥カラムアドレスに応答して発生されるカラム置換制御信号により活性化されて、前記第2の冗長エレメントをそれぞれ選択するための冗長カラムデコーダと、
欠陥アドレスに応じて前記ロウ置換制御信号及びカラム置換制御信号を出力すると共に、前記第1及び第2のメモリアレイの一方に定義され、その中の第1のノーマルエレメントが前記メモリアレイの一方に対応して配置された前記第1の冗長エレメントにより置換可能である第1の救済領域と、その中の第2のノーマルエレメントが前記メモリアレイの他方に対応して配置された前記第2の冗長エレメントにより置換可能である第2の救済領域とが少なくとも一部重なる重複領域を持つように構成された置換制御回路とを有する
ことを特徴とする請求項6記載の半導体メモリ装置。
A column decoder for selecting a second normal element of each of the first and second memory arrays;
A redundant row decoder which is activated by a row replacement control signal generated in response to a defective row address to select each of the first redundant elements;
A redundant column decoder for selecting each of the second redundant elements, activated by a column replacement control signal generated in response to a defective column address;
The row replacement control signal and the column replacement control signal are output in accordance with a defective address, and are defined in one of the first and second memory arrays, and a first normal element in the first and second memory arrays is provided in one of the memory arrays. The first redundancy area replaceable by the first redundant element arranged correspondingly, and the second redundancy element in which the second normal element therein is arranged corresponding to the other of the memory array 7. The semiconductor memory device according to claim 6, further comprising a replacement control circuit configured to have an overlapping region at least partially overlapping with a second relief region that can be replaced by an element.
前記第1の冗長エレメントが割り当てられる第1の救済領域はそれぞれ前記第1及び第2のメモリアレイに設定され、
前記第2の冗長エレメントが割り当てられる第2の救済領域は、前記第1及び第2のメモリアレイにまたがって設定される
ことを特徴とする請求項6又は7記載の半導体メモリ装置。
First relief areas to which the first redundant elements are assigned are set in the first and second memory arrays, respectively;
8. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the second relief area to which the second redundant element is allocated is set across the first and second memory arrays.
前記セルアレイは、ロウアドレスに応答して少なくとも一つずつの第1のノーマルエレメントを同時に選択するロウデコーダを間に挟んで連続する3個以上のメモリアレイを有し、
前記複数の第1の冗長エレメントは、各メモリアレイに対応して少なくとも一つずつ、互いに独立に各メモリアレイ内の欠陥の第1のノーマルエレメントの置換に用いられるように配置され、
前記複数の第2の冗長エレメントは、前記各メモリアレイに少なくとも一つずつ、対応するメモリアレイ内の前記第1の冗長エレメントと交差して、互いに独立に、選択された少なくとも一つのメモリアレイ内の欠陥の第2のノーマルエレメントの置換に用いられるように配置される
ことを特徴とする請求項4記載の半導体メモリ装置。
The cell array includes three or more memory arrays that are continuous with a row decoder that simultaneously selects at least one first normal element in response to a row address,
The plurality of first redundant elements are arranged to be used for replacement of the first normal element of a defect in each memory array, independently of each other, at least one corresponding to each memory array,
The plurality of second redundant elements intersect with the first redundant element in the corresponding memory array at least one in each of the memory arrays, and in the at least one selected memory array independently of each other 5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the semiconductor memory device is arranged so as to be used for replacement of the second normal element of the defect.
前記各第1のノーマルエレメントは、前記第1の選択線として一つ又は複数のワード線を有し、
前記各第1の冗長エレメントは、一つ又は複数のスペアワード線を有し、
前記各第2のノーマルエレメントは、一つ又は複数のビット線、或いはその一部を有し、
前記各第2の冗長エレメントは、一つ又は複数のスペアビット線、或いはその一部を有する
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の半導体メモリ装置。
Each of the first normal elements has one or more word lines as the first selection line,
Each of the first redundant elements has one or more spare word lines,
Each of the second normal elements has one or a plurality of bit lines or a part thereof,
10. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein each of the second redundant elements has one or a plurality of spare bit lines or a part thereof.
前記第1の冗長エレメントにより定義される第1の救済領域は、各メモリアレイ全体をカバーするロウ救済領域であり、
前記第2の救済領域は、各メモリアレイの全セル容量をC[bit]として、N(Nは2以上の整数)個の冗長カラムエレメントを含んで容量2C/M(Mは3以上の整数)を持ち各メモリアレイに(M−1)/2個ずつ設定される第1のカラム救済領域と、前記各メモリアレイの残り容量C/Mずつの二つの領域をまとめて、N個の冗長カラムエレメントを含んで設定される容量2C/Mの第2のカラム救済領域とを有する
ことを特徴とする請求項8記載の半導体メモリ装置。
The first relief area defined by the first redundant element is a row relief area covering the entire memory array,
The second relief area includes N (N is an integer of 2 or more) redundant column elements, where C is the total cell capacity of each memory array, and has a capacity of 2 C / M (M is an integer of 3 or more). ) And the first column relief area set to (M−1) / 2 in each memory array and the two areas of the remaining capacity C / M of each memory array are combined into N redundant 9. The semiconductor memory device according to claim 8, further comprising a second column relief region having a capacity of 2 C / M set including the column element.
前記第1のカラム救済領域は、ノーマルデータ部であり、前記第2のカラム救済領域は、前記ノーマルデータ部のデータの誤り検出/訂正用のための検査用データを記憶するパリティデータ部である
ことを特徴とする請求項11記載の半導体メモリ装置。
The first column relief area is a normal data portion, and the second column relief area is a parity data portion for storing inspection data for error detection / correction of data in the normal data portion. The semiconductor memory device according to claim 11.
前記各メモリアレイは、同一ロウアドレスが割り付けられて所定個数ずつ同時活性化される複数のサブアレイに分割され、且つ
前記複数のサブアレイにまたがって連続して形成された一つのスペアカラム選択線は、異なるロウアドレスが割り付けられて前記複数の第2の冗長エレメントとして用いられる
ことを特徴とする請求項6〜12のいずれか一項に記載の半導体メモリ装置。
Each of the memory arrays is divided into a plurality of sub-arrays that are assigned the same row address and are simultaneously activated by a predetermined number, and one spare column selection line continuously formed across the plurality of sub-arrays is: 13. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein different row addresses are allocated and used as the plurality of second redundant elements.
前記セルアレイは、複数のメモリアレイと、これらのメモリアレイにまたがって配設される複数のメインワード線と、各メモリアレイ内に配置されて各メインワード線により選択される複数のサブワード線と、前記複数のメモリアレイにまたがって配設される少なくとも一つのスペアメインワード線と、各メモリアレイ内に少なくとも一つずつ配置されてその一つが前記スペアメインワード線により各メモリアレイ内で選択されるスペアサブワード線とを有し、
一つ又は複数の前記サブワード線が前記第1のノーマルエレメントとして、一つ又は複数の前記スペアサブワード線が前記第1の冗長エレメントとして用いられる
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体メモリ装置。
The cell array includes a plurality of memory arrays, a plurality of main word lines arranged across these memory arrays, a plurality of sub word lines arranged in each memory array and selected by each main word line, At least one spare main word line arranged across the plurality of memory arrays and at least one spare main word line arranged in each memory array, one of which is selected in each memory array by the spare main word line A spare sub-word line,
6. One or more of the sub word lines are used as the first normal element, and one or more of the spare sub word lines are used as the first redundant element. A semiconductor memory device according to item.
それぞれに複数のメモリセルと、メモリアレイ内のロウ方向のメモリセルの集合として定義される複数のノーマルロウエレメント及び、メモリアレイ内のカラム方向のメモリセルの集合として定義される複数のノーマルカラムエレメントとを備えて同時に活性化される第1及び第2のメモリアレイと、
前記第1及び第2のメモリアレイに対応して少なくとも一つずつ配置されて互いに独立に欠陥ノーマルロウエレメントの置換に用いられる冗長ロウエレメントと、
前記第1及び第2のメモリアレイに対応して少なくとも一つずつ、対応するメモリアレイ内の前記冗長ロウエレメントと交差して配置されて互いに独立に欠陥ノーマルカラムエレメントの置換に用いられる冗長カラムエレメントとを備え、
前記第1及び第2のメモリアレイの一方に配置された前記冗長ロウエレメントによる置き換えが許容されるノーマルロウエレメントの集合として定義されるロウ救済領域と、他方に配置された前記冗長カラムエレメントによる置き換えが許容されるノーマルカラムエレメントの集合として定義されるカラム救済領域とが少なくとも一部重なる重複領域を持つように設定されている
ことを特徴とする半導体メモリ装置。
Each of a plurality of memory cells, a plurality of normal row elements defined as a set of memory cells in the row direction in the memory array, and a plurality of normal column elements defined as a set of memory cells in the column direction in the memory array And first and second memory arrays activated simultaneously,
A redundant row element disposed at least one corresponding to each of the first and second memory arrays and used to replace a defective normal row element independently of each other;
At least one redundant column element corresponding to the first and second memory arrays is arranged to intersect with the redundant row element in the corresponding memory array and is used for replacing defective normal column elements independently of each other. And
A row repair area defined as a set of normal row elements that are allowed to be replaced by the redundant row element arranged in one of the first and second memory arrays, and a replacement by the redundant column element arranged in the other A semiconductor memory device, characterized in that it is set so as to have an overlapping region that at least partially overlaps a column relief region defined as a set of normal column elements that are allowed.
前記重複領域が属するメモリアレイ内の前記冗長カラムエレメントが、その重複領域内の欠陥ノーマルカラムエレメントの置換にも用いられる
ことを特徴とする請求項15記載の半導体メモリ装置。
16. The semiconductor memory device according to claim 15, wherein the redundant column element in the memory array to which the overlapping region belongs is also used for replacement of a defective normal column element in the overlapping region.
前記第1及び第2のメモリアレイは、これらで共有されるロウデコーダを間に挟んで隣接して配置され、
前記ロウデコーダは、前記第1及び第2のメモリアレイの一つずつのノーマルロウエレメントを同時に選択するように構成されている
ことを特徴とする請求項15又は16記載の半導体メモリ装置。
The first and second memory arrays are disposed adjacent to each other with a row decoder shared therebetween,
17. The semiconductor memory device according to claim 15, wherein the row decoder is configured to simultaneously select one normal row element of each of the first and second memory arrays.
前記各ノーマルロウエレメントは、一つ又は複数のワード線を有し、
前記各冗長ロウエレメントは、一つ又は複数のスペアワード線を有し、
前記各ノーマルカラムエレメントは、一つ又は複数のビット線、或いはその一部を有し、
前記各冗長カラムエレメントは、一つ又は複数のスペアビット線、或いはその一部を有する
ことを特徴とする請求項15〜17のいずれか一項に記載の半導体メモリ装置。
Each normal row element has one or more word lines,
Each redundant row element has one or more spare word lines,
Each normal column element has one or a plurality of bit lines, or a part thereof,
18. The semiconductor memory device according to claim 15, wherein each redundant column element has one or a plurality of spare bit lines or a part thereof.
前記各メモリアレイに対応して少なくとも一つずつ配置された冗長ロウエレメントにより定義される前記ロウ救済領域は、各メモリアレイ全体をカバーし、
前記カラム救済領域は、各メモリアレイの全セル容量をC[bit]として、N(Nは2以上の整数)個の冗長カラムエレメントを含んで容量2C/M(Mは3以上の整数)を持ち各メモリアレイに(M−1)/2個ずつ設定される第1のカラム救済領域と、前記各メモリアレイの残り容量C/Mずつの二つの領域をまとめて、N個の冗長カラムエレメントを含んで設定される容量2C/Mの第2のカラム救済領域とを有する
ことを特徴とする請求項15〜18のいずれか一項に記載の半導体メモリ装置。
The row relief area defined by at least one redundant row element arranged corresponding to each memory array covers the entire memory array,
The column relief area has a capacity of 2 C / M (M is an integer of 3 or more) including N (N is an integer of 2 or more) redundant column elements, where C [bit] is the total cell capacity of each memory array. N redundant column elements are gathered by combining two areas of (M−1) / 2 set for each memory array and the remaining capacity C / M of each memory array. The semiconductor memory device according to claim 15, further comprising a second column relief region having a capacity of 2 C / M set including
前記第1のカラム救済領域は、ノーマルデータ部であり、前記第2のカラム救済領域は、前記ノーマルデータ部のデータの誤り検出/訂正用のための検査用データを記憶するパリティデータ部である
ことを特徴とする請求項19記載の半導体メモリ装置。
The first column relief area is a normal data part, and the second column relief area is a parity data part for storing inspection data for error detection / correction of data in the normal data part. The semiconductor memory device according to claim 19.
前記各メモリアレイは、同一ロウアドレスが割り付けられて所定個数ずつ同時活性化される複数のサブアレイに分割され、且つ
前記複数のサブアレイにまたがって連続して形成された一つのスペアカラム選択線は、異なるロウアドレスが割り付けられて複数の冗長カラムエレメントとして用いられる
ことを特徴とする請求項15〜20のいずれか一項に記載の半導体メモリ装置。
Each of the memory arrays is divided into a plurality of sub-arrays that are assigned the same row address and are simultaneously activated by a predetermined number, and one spare column selection line continuously formed across the plurality of sub-arrays is: 21. The semiconductor memory device according to claim 15, wherein different row addresses are assigned and used as a plurality of redundant column elements.
複数のメモリセルと、ロウ方向のメモリセルの集合として定義される複数のノーマルロウエレメント及び、カラム方向のメモリセルの集合として定義される複数のノーマルカラムエレメントとを有するセルアレイと、
前記セルアレイの欠陥ノーマルロウエレメントの置換に用いられる複数の冗長ロウエレメントと、
前記セルアレイの欠陥ノーマルカラムエレメントの置換に用いられる複数の冗長カラムエレメントとを備え、
前記セルアレイには、前記冗長ロウエレメントによる置き換えが許容されるノーマルロウエレメントの集合として定義される、セル容量の異なる少なくとも二つの第1及び第2のロウ救済領域が設定され、且つ
前記複数の冗長カラムエレメントによる置き換えが許容されるノーマルカラムエレメントの集合として定義される各カラム救済領域での救済効率が前記セルアレイ内で等しくなるように設定されている
ことを特徴とする半導体メモリ装置。
A cell array having a plurality of memory cells, a plurality of normal row elements defined as a set of memory cells in the row direction, and a plurality of normal column elements defined as a set of memory cells in the column direction;
A plurality of redundant row elements used to replace defective normal row elements of the cell array;
A plurality of redundant column elements used to replace defective normal column elements of the cell array,
In the cell array, at least two first and second row relief regions having different cell capacities defined as a set of normal row elements that are allowed to be replaced by the redundant row elements are set, and the plurality of redundant rows A semiconductor memory device, wherein repair efficiency in each column repair area defined as a set of normal column elements that are allowed to be replaced by column elements is set to be equal in the cell array.
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