JP4387753B2 - Semiconductor memory device - Google Patents

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  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)

Description

本発明は、半導体記憶装置に係り、特にリード・オンリ・メモリ(ROM)に行救済回路を組み込む技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a technique for incorporating a row relief circuit into a read-only memory (ROM).

従来の半導体記憶装置においては、ROMのデータ内容はビア(via)あるいはコンタクトの有無で決まる。或いは又、トランジスタのしきい値電圧(Vth)調整用のイオン注入におけるドーズ量の大小できまる。ROMのデータ内容は、製品毎に自由に設計可能であるため、このROMのデータ内容を救済する回路には汎用性が求められる。従来技術では、救済回路を誤り符号訂正(ECC)回路等の追加回路により構成する。ところが、ECC回路を構成しようとすると回路規模の増大が無視できない程大きくなる。例えば8ビット出力(IO)のROMにECC回路を付けたとすれば、追加で4ビット必要となる。このことは、メモリセルの総数が1.5倍になることを意味する。従って、通常では許容できない面積増加となる。ユーザがプログラムビアをプログラムするため、救済回路を構成することは、ECCビット(bit)の追加等大幅な回路増加と考えられる。   In the conventional semiconductor memory device, the data content of the ROM is determined by the presence or absence of vias or contacts. Alternatively, the dose amount in the ion implantation for adjusting the threshold voltage (Vth) of the transistor can be made large or small. Since the data content of the ROM can be freely designed for each product, the circuit for relieving the data content of the ROM is required to be versatile. In the prior art, the relief circuit is configured by an additional circuit such as an error code correction (ECC) circuit. However, when an ECC circuit is to be configured, the increase in circuit scale becomes so large that it cannot be ignored. For example, if an ECC circuit is attached to an 8-bit output (IO) ROM, an additional 4 bits are required. This means that the total number of memory cells is 1.5 times. Therefore, the area increase is not normally allowed. Since the user programs the program via, configuring the relief circuit is considered to be a significant circuit increase such as addition of an ECC bit.

一方、アクセスタイムに関しても、データパスに追加の回路が挿入されるため、この追加の回路におけるデータ遅延が生ずる。更に、追加の回路内において、異なるビット間での演算が必要となるため、更に、アクセスタイムが遅くなり、アクセスタイムの増加分は許容できない程度にまで増大する。   On the other hand, since an additional circuit is inserted into the data path with respect to the access time, a data delay occurs in the additional circuit. Further, since an operation between different bits is required in the additional circuit, the access time is further delayed, and the increase in the access time is increased to an unacceptable level.

一方、1本のビット線をディスチャージするメモリセルの数が、ビット線に接続されたメモリセルの半数を超える場合には、ビット線に接続されたメモリセルに、書き込み要求とは反対の論理データを書き込むことを特徴とする読み出し専用メモリのデータ書き込み方法については、既に開示されている(特許文献1)。この読み出し専用メモリは、ビット線方向にオフとなるセルが多く配列されるように論理を反転し、ビット線端部にインバータを通るか、迂回するかを選択するコンタクトを有する点に特徴がある。また、メモリセルトランジスタのオフリーク電流の削減による安定性が開示されている。     On the other hand, when the number of memory cells discharging one bit line exceeds half of the memory cells connected to the bit line, the logical data opposite to the write request is stored in the memory cell connected to the bit line. A method of writing data in a read-only memory, which is characterized by writing data, has already been disclosed (Patent Document 1). This read-only memory has a feature in that the logic is inverted so that many cells that are turned off are arranged in the bit line direction, and there is a contact at the end of the bit line that selects whether to pass the inverter or to bypass. . Also disclosed is stability by reducing the off-leakage current of the memory cell transistor.

或いは又、オン/オフ制御可能なメモリセルを削減して消費電力を低減し、常時オフ状態のメモリセルにおいて、ビット線およびワード線にできるだけ負荷(電荷)容量を加えないような構成としてメモリセルのアクセスタイムを高速化した半導体記憶装置についても、既に開示されている(特許文献2)。この半導体記憶装置は、複数のビット線をYデコーダ出力で制御されるスイッチを介して1本の線に束ね、センスアンプ出力を反転するか否かを入力線のコンタクトで設定し、選択時にオフ状態となるセルがビット線方向で多くなるように設定して、消費電力を小さくする点に特徴がある。     Alternatively, the number of memory cells that can be controlled to be turned on / off is reduced to reduce power consumption, and the memory cells are configured so that a load (charge) capacity is not applied to the bit line and the word line as much as possible in the always-off memory cell. Also, a semiconductor memory device having a higher access time has already been disclosed (Patent Document 2). In this semiconductor memory device, a plurality of bit lines are bundled into one line via a switch controlled by the Y decoder output, and whether or not the sense amplifier output is inverted is set by the contact of the input line, and is turned off when selected. It is characterized in that power consumption is reduced by setting the number of cells in the state to increase in the bit line direction.

更に又、半導体記憶装置の基本構造としては、「従来型拡散層プログラミングROM」、2層構造のビアを有する構造において、2層目のビアにコンタクトを取る「VIA−2コンタクトプログラミングROM」、更にメモリセルのレイアウトに工夫を施した「新型(NEW)VIA−2コンタクトプログラミングROM」が知られている(非特許文献1)。
特開平7−249297号公報 特開平9−120693号公報 ワイ・カイ・チェン編、“VLSIハンドブック”,IEEEプレス,p.48−6〜48−7,2000年(WAI-KAI CHEN Editor in-Chief,“ THE VLSI HANDBOOK”, A CRC Handbook Published in Cooperation with IEEE Press,pp.48-6―48-7, 2000)
Furthermore, as a basic structure of the semiconductor memory device, a “conventional diffusion layer programming ROM”, a “VIA-2 contact programming ROM” that contacts a via in the second layer in a structure having a two-layer via, “New (NEW) VIA-2 contact programming ROM” in which the memory cell layout is devised is known (Non-patent Document 1).
JP 7-249297 A JP-A-9-120893 Wai Kai Chen, “VLSI Handbook”, IEEE Press, p. 48-6 to 48-7, 2000 (WAI-KAI CHEN Editor in-Chief, “THE VLSI HANDBOOK”, A CRC Handbook Published in Cooperation with IEEE Press, pp.48-6-48-7, 2000)

一般にROMは上記の問題のために、救済回路を備えるものは極めて少ない。従来のROMでは、nチャネルトランジスタで構成されたメモリセルトランジスタのドレインとビット線をコンタクトあるいはビアで接続することで、プリチャージされたビット線を放電してロウ(L)レベルを読み出し、接続しないことでプリチャージレベルのハイ(H)レベルをセンスアンプで読み出すことにより、ROMデータを決めている。ここで従来の回路構成においては、ROMデータの殆どが論理“0”に設定されているビット線が存在した場合、このビット線には次のような問題点がある。このビット線において、ハイ(H)レベルを読み出そうとした場合、ROMデータの殆どが論理“0”に設定されているため、オフ(OFF)になっているメモリセルのnチャネルトランジスタに流れるオフリーク電流の総計が大きくなる。このため、消費電力も大きくなるが、更に、オフリーク電流の総計が大きくなることで、ハイ(H)レベルを正しく読み出せない可能性がある。また、ROMデータの殆どが論理“0”に設定してあれば、プログラムビアあるいはコンタクト数が多大な場合、コンタクトに起因したプロセス不良に敏感になり、製品の歩留りを低下させることにつながる。   Generally, very few ROMs are provided with a relief circuit because of the above problems. In a conventional ROM, the drain and bit line of a memory cell transistor composed of an n-channel transistor are connected by a contact or via, whereby the precharged bit line is discharged and the low (L) level is read and not connected. Thus, the ROM data is determined by reading the high (H) level of the precharge level with the sense amplifier. Here, in the conventional circuit configuration, when there is a bit line in which most of the ROM data is set to logic “0”, this bit line has the following problems. When an attempt is made to read a high (H) level in this bit line, most of the ROM data is set to logic “0”, and therefore flows to the n-channel transistor of the memory cell that is turned off (OFF). The total off-leakage current increases. For this reason, although power consumption increases, there is a possibility that the high (H) level cannot be read correctly because the total off-leakage current is further increased. If most of the ROM data is set to logic “0”, if the number of program vias or contacts is large, it becomes sensitive to a process failure caused by contacts, leading to a decrease in product yield.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とする所は、ROMマクロの行リダンダンシを利用した半導体記憶装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device using ROM macro row redundancy.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、(イ)行方向に延びる複数のワード線と、列方向に延びる複数のビット線とを備え、複数のワード線と複数のビット線との交差する位置に,それぞれスイッチング素子とプログラム素子の直列回路からなるメモリセルを配置したメモリセルアレイと、(ロ)行方向に延びる出力と同数のスペアワード線とビット線との交差する位置に,それぞれ直列回路を配置したリダンダンシメモリセルアレイと、(ハ)メモリセルアレイの複数のワード線を駆動するロウデコーダと、(ニ)複数のスペアワード線を駆動するロウデコーダ追加回路と、(ホ)複数のビット線をプリチャージするプリチャージ回路と、(へ)プリチャージ回路に接続され、ビット線を選択するカラムセレクト回路と、(ト)カラムセレクト回路に接続され、メモリセルに記憶されたデータを検出するセンスアンプ回路とを備え、前記ワード線と、前記スペアワード線とを同時に駆動して前記ビット線のロウレベル読み出しを救済する半導体記憶装置であることを要旨とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that (a) a plurality of word lines extending in the row direction and a plurality of bit lines extending in the column direction are provided. A memory cell array in which memory cells composed of series circuits of switching elements and program elements are arranged at the intersecting positions, and (b) the same number of spare word lines and bit lines as the outputs extending in the row direction, respectively. A redundancy memory cell array in which series circuits are arranged; (c) a row decoder that drives a plurality of word lines of the memory cell array; (d) a row decoder additional circuit that drives a plurality of spare word lines; and (e) a plurality of bits. A precharge circuit for precharging the line, a column select circuit connected to the (f) precharge circuit for selecting the bit line, and (g) a column select. And a sense amplifier circuit for detecting data stored in the memory cell and driving the word line and the spare word line simultaneously to relieve the low-level reading of the bit line. It is a summary.

本発明の半導体記憶装置によれば、救済行は出力(IO)の数と同数なので、救済回路の占有率がECCなどの方式に比べて極めて小さく、かつ、救済行の動きはユーザデータによらず一定のプログラムビアで表され、従って、ECCなどに比べて簡単にデータを作り出すことができる。更に、列(カラム)系に追加回路が生じないので、アクセスタイムへの影響が極めて小さい。更にビット線の信号を反転する信号反転出力回路と組み合わせることによって、ROMデータを論理“0”に設定するプログラムビア或いはコンタクト数を削減することができる。これにより、半導体装置の歩留まりを向上することができる。   According to the semiconductor memory device of the present invention, since the number of relief rows is the same as the number of outputs (IO), the occupancy rate of the relief circuit is extremely small as compared with a method such as ECC, and the movement of the relief row depends on user data. Therefore, it is represented by a certain program via, and therefore, data can be easily created as compared with ECC or the like. Furthermore, since no additional circuit is generated in the column system, the influence on the access time is extremely small. Further, by combining with a signal inversion output circuit for inverting the signal of the bit line, the number of program vias or contacts for setting ROM data to logic “0” can be reduced. Thereby, the yield of the semiconductor device can be improved.

本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置は、ROMのリダンダンシ回路に適用される点に特徴を有する。行アドレスの救済のために、出力線数(IO線数)と同数の行を使用すると共に、その各行には出力(IO)毎にロウ(L)データがプログラムされている。行アドレス信号と救済情報を比較した信号により、救済行を通常の動作行と同時に駆動し、対応するビット線BLをロウ(L)レベルに強制駆動することにより、“0”データ読み出し不良、即ち、ビット線BLがロウ(L)にならない動作モードを救済する。ビアプログラムを想定するマスクROMのロウ(行)リダンダンシを実現する救済回路において、各データ出力(IO)毎にビット線(BL)にプリチャージされた電荷を引き抜くトランジスタを有する。   The semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention is characterized in that it is applied to a ROM redundancy circuit. In order to save the row address, the same number of rows as the number of output lines (number of IO lines) is used, and row (L) data is programmed for each output (IO) in each row. By driving the relief row simultaneously with the normal operation row by the signal comparing the row address signal and the relief information, and forcibly driving the corresponding bit line BL to the low (L) level, the “0” data read failure, that is, The operation mode in which the bit line BL does not become low (L) is relieved. In a relief circuit that realizes row redundancy of a mask ROM assuming a via program, each data output (IO) has a transistor that extracts a precharged charge on a bit line (BL).

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術思想を下記のものに特定するものではない。この発明の技術思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。  Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. Further, the following embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is not specified as follows. The technical idea of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.

(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態としてのROMの全体ブロック構成を示す。図1に示すように、ROMは、メモリセルアレイ10とリダンダンシメモリセルアレイ26とから構成されるROM領域と、行選択用のロウデコーダ20およびリダンダンシメモリセルアレイ26を選択するためのロウデコーダ追加回路28と、ロウアドレス制御のためのアドレス制御回路22と、列方向のビット線をプリチャージするためのプリチャージ回路12と、列方向のビット線を選択するためのカラムセレクト回路14と、信号を検出するためのセンスアンプ回路16と、検出した信号を増幅再生するための出力バッファ回路18と、リードコントロール回路24と、アドレス制御回路22からの信号とリードコントロール回路24からの信号を比較し、ロウデコーダ追加回路28に出力する救済アドレス比較回路30とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an overall block configuration of a ROM according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the ROM includes a ROM area composed of a memory cell array 10 and a redundancy memory cell array 26, a row decoder 20 for selecting a row, and a row decoder adding circuit 28 for selecting the redundancy memory cell array 26. , An address control circuit 22 for row address control, a precharge circuit 12 for precharging the bit line in the column direction, a column select circuit 14 for selecting the bit line in the column direction, and a signal are detected. A sense amplifier circuit 16, an output buffer circuit 18 for amplifying and reproducing the detected signal, a read control circuit 24, a signal from the address control circuit 22 and a signal from the read control circuit 24 are compared, and a row decoder And a relief address comparison circuit 30 for outputting to the additional circuit 28.

上記アドレス制御回路22に対しては、行アドレス信号RA(y−1)―RA(0)を伝送するy本の行アドレス信号線が接続され、y本の出力線がロウデコーダに接続されている。リードコントロール回路24に対しては、列アドレス信号CA(x−1)―CA(0)が伝送されるx本の列アドレス信号線が接続され、又クロック信号CLKおよびチップイネーブル信号CENが入力されている。更に又、リードコントロール回路24からは、プリチャージ回路12に対してプリチャージ信号PRECH,カラムセレクト回路14に対してカラムセレクト信号CLS,センスアンプ回路16に対してセンスアンプイネーブル信号SAE,出力バッファ回路18に対して出力バッファイネーブル信号OLEが与えられ、救済アドレス比較回路30に対しては、列アドレス信号CA(x−1)―CA(0)、行アドレス信号RA(y−1)―RA(0)およびクロック信号CLKに相当する信号が与えられ、ロウアドレス信号をロウデコーダ追加回路28に出力する。ロウデコーダ追加回路28は、救済アドレス比較回路30からのロウアドレス信号を受信して、リダンダンシメモリセルアレイ26の指定されたワード線WLを選択する。ロウデコーダ追加回路28の出力線の数は、図1中に示すように、m本であり、出力データ線の本数mに等しい。更に出力バッファ回路18には、m本の出力信号線O(m−1)―O(0)が接続されている。   The address control circuit 22 is connected to y row address signal lines for transmitting row address signals RA (y-1) -RA (0), and y output lines are connected to a row decoder. Yes. To the read control circuit 24, x column address signal lines for transmitting column address signals CA (x-1) to CA (0) are connected, and a clock signal CLK and a chip enable signal CEN are input. ing. Further, the read control circuit 24 includes a precharge signal PRECH for the precharge circuit 12, a column select signal CLS for the column select circuit 14, a sense amplifier enable signal SAE for the sense amplifier circuit 16, and an output buffer circuit. 18 is provided with an output buffer enable signal OLE, and column address signals CA (x−1) −CA (0) and row address signals RA (y−1) −RA ( 0) and a signal corresponding to the clock signal CLK are provided, and a row address signal is output to the row decoder adding circuit 28. The row decoder addition circuit 28 receives the row address signal from the relief address comparison circuit 30 and selects the designated word line WL in the redundancy memory cell array 26. As shown in FIG. 1, the number of output lines of the row decoder adding circuit 28 is m, which is equal to the number m of output data lines. Further, m output signal lines O (m−1) -O (0) are connected to the output buffer circuit 18.

ROMは、列アドレス信号CA(x−1)―CA(0)が伝送される列アドレス信号線が選択され、選択されるビット線BLを確定させた状態で、この選択されたビット線が充電される。その後、クロック信号CLKを入力すると、行アドレス信号RA(y−1)―RA(0)で指定されたアドレスのワード線WLが選択され、対応するメモリセルのnチャネルトランジスタがONする。その時、ビアの有り/無しでビット線BLが放電されるか否かが決まる。そして、そのビット線BLのデータは、カラムセレクト回路14、センスアンプ回路16、出力バッファ回路18を通ってm本の出力信号線O(m−1)―O(0)に読み出される。チップイネーブル信号CENは、ROMの動作もしくは待機のどちらかを選択するための信号であり、チップイネーブル信号CENがディセーブル(待機)になっていれば、クロック信号CLKが入力されても読み出し動作は行われない。   In the ROM, a column address signal line to which column address signals CA (x−1) −CA (0) are transmitted is selected, and the selected bit line is charged while the selected bit line BL is determined. Is done. Thereafter, when the clock signal CLK is input, the word line WL at the address specified by the row address signals RA (y−1) −RA (0) is selected, and the n-channel transistor of the corresponding memory cell is turned on. At that time, it is determined whether or not the bit line BL is discharged with or without vias. Then, the data of the bit line BL is read through the column select circuit 14, the sense amplifier circuit 16, and the output buffer circuit 18 to m output signal lines O (m-1) -O (0). The chip enable signal CEN is a signal for selecting either ROM operation or standby. If the chip enable signal CEN is disabled (standby), the read operation can be performed even if the clock signal CLK is input. Not done.

本発明のROMの特徴的な救済動作は以下の通りである。即ち、行アドレス信号RA(y−1)―RA(0)および列アドレス信号CA(x−1)―CA(0)で決まる入力アドレス信号(RA,CA)が確定し、クロック信号CLKを入力してデータを読み出す時に、不良となったアドレス(即ち、“0”にならない)が選択された場合、救済のために、同じROMコードを設けてあるリダンダンシメモリセルアレイ26の対応するアドレスを選択して正しいデータ(“0”)を読み出すという動作を実行している。   The characteristic relief operation of the ROM of the present invention is as follows. That is, the input address signals (RA, CA) determined by the row address signals RA (y-1) -RA (0) and the column address signals CA (x-1) -CA (0) are determined and the clock signal CLK is input. When reading data, if a defective address (that is, not “0”) is selected, the corresponding address of the redundancy memory cell array 26 provided with the same ROM code is selected for relief. The correct data (“0”) is read out.

各ブロックの機能は以下の通りである。アドレス制御回路22は、行アドレス信号を行アドレス信号RA(y−1)―RA(0)において取り込む。ロウデコーダ20は、行アドレス信号をデコードして指定されたワード線WLを選択する。リードコントロール回路24は、上述の通り、各ブロックへの内部コントロール信号を送る。メモリセルアレイ10は、ROMコードの記憶ブロックに相当する。プリチャージ回路12は、メモリセルアレイ10からデータを読み出す前に、ビット線BLをプリチャージする。例えば、ハイ(H)レベルにしておく。カラムセレクト回路14は、入力される列アドレス信号CA(x−1)―CA(0)によって指定されたビット線BLを選択する。センスアンプ回路16は、メモリセルアレイ10からビット線BLに読み出されたデータを増幅して、出力バッファ回路18に伝達する。出力バッファ回路18は、センスアンプ回路16からのデータを出力する。   The function of each block is as follows. The address control circuit 22 takes in the row address signal in the row address signals RA (y−1) −RA (0). The row decoder 20 selects a designated word line WL by decoding a row address signal. As described above, the read control circuit 24 sends an internal control signal to each block. The memory cell array 10 corresponds to a ROM code storage block. The precharge circuit 12 precharges the bit line BL before reading data from the memory cell array 10. For example, a high (H) level is set. The column select circuit 14 selects the bit line BL designated by the input column address signals CA (x−1) −CA (0). The sense amplifier circuit 16 amplifies the data read from the memory cell array 10 to the bit line BL and transmits it to the output buffer circuit 18. The output buffer circuit 18 outputs data from the sense amplifier circuit 16.

救済アドレス比較回路30は、不良となったアドレスが選択された場合、ロウデコーダ追加回路28に対して、リダンダンシメモリセルアレイ26を選択するロウアドレス信号を送る。ロウデコーダ追加回路28は、救済アドレス比較回路30からのロウアドレス信号を受けて、リダンダンシメモリセルアレイ26の指定されたワード線WLを選択する。   When the defective address is selected, the relief address comparison circuit 30 sends a row address signal for selecting the redundancy memory cell array 26 to the row decoder addition circuit 28. The row decoder addition circuit 28 receives the row address signal from the relief address comparison circuit 30 and selects the designated word line WL in the redundancy memory cell array 26.

リダンダンシメモリセルアレイ26は、不良となったアドレスを救済するための予備メモリセルアレイを構成する。 The redundancy memory cell array 26 constitutes a spare memory cell array for relieving a defective address.

(基本セル構造)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の基本メモリセル構造としては、「背景技術」の欄で説明した「従来型拡散層プログラミングROM」、「VIA−2コンタクトプログラミングROM」、「新型(NEW)VIA−2コンタクトプログラミングROM」の構造のいずれも適用可能である。更に、「従来型拡散層プログラミングROM」に代えて、最も基本的なヒューズの切断を利用するROM構造も適用可能であることはもちろんである。本発明の実施の形態に係るROMリダンダンシ救済回路を利用する半導体記憶装置においては、従来から知られているメモリセルの基本構造はいずれも適用可能である。
(Basic cell structure)
The basic memory cell structure of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention includes “conventional diffusion layer programming ROM”, “VIA-2 contact programming ROM”, “ Any of the “new (NEW) VIA-2 contact programming ROM” structures can be applied. Further, it is of course possible to apply a ROM structure using the most basic fuse cutting instead of the “conventional diffusion layer programming ROM”. In the semiconductor memory device using the ROM redundancy repair circuit according to the embodiment of the present invention, any of the conventionally known basic structures of memory cells can be applied.

図2に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置に使用するメモリ素子の基本的な回路構成は、ビット線BLjとワード線WLiとの交差部分に接続される金属酸化物半導体(MOS)トランジスタNijとMOSトランジスタNijのドレインとビット線BLjとの間に接続されるプログラム素子(PGV)32、34から成り立っている。ビット線BLjはビット線コンタクトホール36を介してメモリセルアレイ10の外部回路であるプリチャージ回路12、カラムセレクト回路14、センスアンプ回路16等に接続されている。ワード線WLiはワード線コンタクトホール38を介してメモリセルアレイ10の外部回路であるロウデコーダ20に接続されている。図2(a)は、オープン状態のプログラム素子32を備える場合の回路表現に相当し、図2(b)はショート状態のプログラム素子34を備える場合の回路表現に相当している。 As shown in FIG. 2, the basic circuit configuration of the memory element used in the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention is connected to the intersection of the bit line BL j and the word line WL i. A metal oxide semiconductor (MOS) transistor N ij, and program elements (PGV) 32 and 34 connected between the drain of the MOS transistor N ij and the bit line BL j . Bit line BL j are connected through a bit line contact hole 36 precharge circuit 12 which is an external circuit of the memory cell array 10, column select circuit 14, the sense amplifier circuit 16 or the like. The word line WL i is connected to the row decoder 20 which is an external circuit of the memory cell array 10 through the word line contact hole 38. 2A corresponds to a circuit representation in the case where the program element 32 in the open state is provided, and FIG. 2B corresponds to a circuit representation in the case where the program element 34 in the short state is provided.

図2において、プログラム素子(PGV)の導通の有無によってROMデータが保持されることになる。即ち、例えば、図2(a)の回路図に示される通り、オープン状態のプログラム素子32を有する場合には、ビット線BLjはハイレベル(H)状態になり、ROMデータ“1”が記憶される。図2(b)の回路図に示される通り、ショート状態のプログラム素子34を有する場合には、ビット線BLjはロウレベル(L)状態になり、ROMデータ“0”が記憶される。 In FIG. 2, ROM data is held depending on the presence / absence of conduction of the program element (PGV). That is, for example, as shown in the circuit diagram of FIG. 2A, when the open program element 32 is provided, the bit line BLj is in a high level (H) state, and ROM data “1” is stored. The As shown in the circuit diagram of FIG. 2B, when the program element 34 is in a short state, the bit line BL j is in a low level (L) state, and ROM data “0” is stored.

図3は本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置のメモリセルアレイ10の一部分を取り出した、1×4マトリックスの回路表現を示す。図3において、MOSトランジスタNij-1,Nij,Nij+1,Nij+2はワード線WLiに共通接続され、またそれぞれのドレインにおいてプログラム素子(PGV)を介してビット線BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2に接続されて、1×4マトリックスの回路を構成している。 FIG. 3 shows a 1 × 4 matrix circuit representation of a portion of the memory cell array 10 of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, MOS transistors N ij−1 , N ij , N ij + 1 , N ij + 2 are commonly connected to a word line WL i and each drain has a bit line BL j via a program element (PGV). -1 , BL j , BL j + 1 , and BL j + 2 constitute a 1 × 4 matrix circuit.

図3の例では、MOSトランジスタNij-1,Nij,Nij+1,Nij+2に対して、それぞれ左からオープン、オープン、ショート、ショート状態のプログラム素子が接続された例が示されている。 The example of FIG. 3 shows an example in which open, open, short, and short state program elements are connected to the MOS transistors N ij−1 , N ij , N ij + 1 , and N ij + 2 from the left. Has been.

図4は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置のメモリセルアレイ10の一部分を取り出した、2×4マトリックスの回路表現に対応する模式的平面パターン図を示す。ワード線WLi に関係する1×4マトリックスの部分については、図3に対応しており、更にワード線WLi+1の関係する部分も描かれている。ワード線WLiにゲートを共通に接続されるMOSトランジスタNij-1,Nij,Nij+1,Nij+2は、図3に対応するプログラム素子PGVがそれぞれ左から、オープン、オープン、ショート、ショート状態にプログラムされていることから、図4の平面パターン図においても、ビット線との間のプログラムビアを表すビット線コンタクトCBの有無によってオープン/ショート状態が表現されている。それぞれのMOSトランジスタのソースはソース線コンタクトCSを介して、接地ライン(GND)に共通に接続されている。ワード線WLi,WLi+1はポリシリコンで形成され、それぞれビット線BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2と直交する方向に配置されている。 FIG. 4 is a schematic plan pattern diagram corresponding to a 2 × 4 matrix circuit representation obtained by extracting a part of the memory cell array 10 of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention. The portion of the 1 × 4 matrix related to the word line WL i corresponds to FIG. 3, and the portion related to the word line WL i + 1 is also drawn. MOS transistors N ij−1 , N ij , N ij + 1 , and N ij + 2 having gates commonly connected to the word line WL i have the program element PGV corresponding to FIG. Since it is programmed to a short state and a short state, the open / short state is expressed by the presence / absence of the bit line contact CB representing the program via with the bit line in the plan pattern diagram of FIG. The sources of the respective MOS transistors are commonly connected to the ground line (GND) via the source line contact CS. The word lines WL i and WL i + 1 are formed of polysilicon and are arranged in directions orthogonal to the bit lines BL j−1 , BL j , BL j + 1 and BL j + 2 , respectively.

図5(a),(b)は、図4の平面パターン図においてI−I線およびII−II線に沿う模式的素子断面構造図を示す。図5に示す構造は、プログラムビア或いはプログラムコンタクトの有/無によってROMのメモリ状態を定義する最も基本的な模式的構造図を示している。更に前述のVIA−2コンタクトプログラミングROM構造或いは新型(NEW)VIA−2コンタクトプログラミングROM構造に拡張することも可能である。もちろん従来型拡散層プログラミングROM構造を適用しても良いことは前述の通りである。図5(a)に示す構造は回路表現上は図2(a)に対応しており、オープン状態のプログラム素子32を有する例を表しており、図5(b)に示す構造は回路表現上は図2(b)に対応しており、ショート状態のプログラム素子34を有する例を表している。図5(a),(b)において、nチャネルMOSトランジスタ部分の構造は共通である。即ち、図5(a),(b)において、MOSトランジスタ部分は、p型半導体基板300と、p型半導体基板300に対して素子分離領域302として配置されるシャロー・トレンチ・アイソレーション(STI)と、n型ソース・ドレイン拡散層304と、ゲート絶縁膜上に配置されるゲート電極306と、ソース電極に接続される接地ライン(GND)と、ゲート電極306に接続されるワード線WLiとを備える。プログラム素子(PGV)は、図5(a)のオープン状態の場合には、ビット線とドレイン電極との間に何も接続しないことによって実質的に配置され、図5(b)のショート状態の場合には、ビット線BLjとドレイン電極との間にビア(VIA)コンタクト310を設定することによって実質的に配置される。ビア(VIA)コンタクト310は、ビット線BLjとMOSトランジスタのドレイン領域との間を電気的に接続して、ショート状態のプログラム素子34を形成しており、結果として、図2(b)の回路構成が実現されている。 FIGS. 5A and 5B are schematic element cross-sectional structure diagrams taken along lines II and II-II in the plan pattern diagram of FIG. The structure shown in FIG. 5 shows the most basic schematic structure diagram that defines the memory state of the ROM by the presence or absence of program vias or program contacts. Further, it can be expanded to the aforementioned VIA-2 contact programming ROM structure or the new (NEW) VIA-2 contact programming ROM structure. Of course, as described above, the conventional diffusion layer programming ROM structure may be applied. The structure shown in FIG. 5A corresponds to FIG. 2A in terms of circuit representation, and represents an example having an open program element 32, and the structure shown in FIG. Corresponds to FIG. 2B and represents an example having the program element 34 in a short state. 5A and 5B, the structure of the n-channel MOS transistor portion is common. 5A and 5B, the MOS transistor portion includes a p-type semiconductor substrate 300 and a shallow trench isolation (STI) disposed as an element isolation region 302 with respect to the p-type semiconductor substrate 300. An n-type source / drain diffusion layer 304, a gate electrode 306 disposed on the gate insulating film, a ground line (GND) connected to the source electrode, and a word line WLi connected to the gate electrode 306. Prepare. In the open state of FIG. 5A, the program element (PGV) is substantially arranged by connecting nothing between the bit line and the drain electrode, and the program element (PGV) in the short state of FIG. In some cases, the via (VIA) contact 310 is set between the bit line BL j and the drain electrode to be substantially disposed. Via (VIA) contact 310, between the bit lines BL j and the drain region of the MOS transistor are electrically connected, forms a program element 34 of the short state, as a result, FIG. 2 (b) A circuit configuration is realized.

(製品製造工程における行リダンダンシ救済工程)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置において、行(ロウ)リダンダンシ救済工程を説明する。ユーザのROMデータが決定してから製品を出荷するまでのフローは、図6に示すように、ステップST0〜ST12までのフローチャート図として模式的に表すことができる。
(Row redundancy relief process in product manufacturing process)
In the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, a row redundancy repair process will be described. The flow from the determination of the user ROM data to the shipment of the product can be schematically represented as a flowchart from step ST0 to ST12 as shown in FIG.

(a)ステップST0でスタート後、ステップST1において、ユーザがROMデータを作成する。 (A) After starting in step ST0, the user creates ROM data in step ST1.

(b)ステップST2において、ユーザが作成したROMデータに基づいて、プログラムコンタクト用のマスクを作成する。 (B) In step ST2, a mask for program contact is created based on the ROM data created by the user.

(c)ステップST3において、本発明の半導体記憶装置の製造工程の一工程において、プログラムコンタクト用のマスク工程を含む製造工程を経て、シリコンペレットを作成する。 (C) In step ST3, silicon pellets are produced through a manufacturing process including a mask process for program contact in one process of the manufacturing process of the semiconductor memory device of the present invention.

(d)ステップST4において、LSIを作成後、ROMのファンクションテストにおいて“0”にならない不良があるかどうかを判断する。 (D) In step ST4, after creating the LSI, it is determined whether there is a defect that does not become “0” in the ROM function test.

ステップST4において、ROMファンクションテストの結果、OKであるならば、救済工程は不要であることから、アセンブリ工程ST9に進む。 If the result of the ROM function test in step ST4 is OK, the relief process is unnecessary, and the process proceeds to the assembly process ST9.

(e)ステップST4において、ROMファンクションテストの結果、NGであるならば、ステップST5に進む。 (E) If the result of the ROM function test is NG in step ST4, the process proceeds to step ST5.

(f)ステップST5において、“0”にならない不良がある場合、ステップST6に進み、不良となったアドレスをリダンダンシメモリセルアレイ26によって救済する。具体的には、例えば、リダンダンシメモリセルアレイ26内の不良となったアドレス、入出力(IO)に対応するメモリセルのプログラム素子をオープン状態にする。 (F) If there is a defect that does not become “0” in step ST5, the process proceeds to step ST6, and the redundancy memory cell array 26 relieves the defective address. Specifically, for example, the program element of the memory cell corresponding to the defective address and input / output (IO) in the redundancy memory cell array 26 is opened.

(g)ステップST5において、“0”にならない不良がない場合、ステップST8に進み、停止し、この半導体記憶装置は廃棄され、ステップST12に進み終了する。 (G) If there is no defect that does not become “0” in step ST5, the process proceeds to step ST8, stops, the semiconductor memory device is discarded, and the process proceeds to step ST12 and ends.

(h)ステップST6における救済工程後、ステップST7において、ROMのファンクションテストを実行し、NGであれば、ステップST9に進み、停止し、この半導体記憶装置は廃棄され、ステップST12に進み終了する。OKであれば、ステップST9のアセンブリ工程後、ステップST10のファイナルテストの結果OKであれば、ステップST12に進み終了する。NGであれば、ステップST11に進み、停止し、この半導体記憶装置は廃棄され、ステップST12に進み終了する。即ち、ステップST9におけるアセンブリ工程後、ステップST10におけるファイナルテストで問題無ければ、その製品は良品として出荷される。 (H) After the relief process in step ST6, a ROM function test is executed in step ST7. If it is NG, the process proceeds to step ST9, stops, the semiconductor memory device is discarded, and the process proceeds to step ST12 and ends. If OK, after the assembly process in step ST9, if the result of the final test in step ST10 is OK, the process proceeds to step ST12 and ends. If it is NG, the process proceeds to step ST11 and stops, the semiconductor memory device is discarded, and the process proceeds to step ST12 and ends. That is, after the assembly process in step ST9, if there is no problem in the final test in step ST10, the product is shipped as a non-defective product.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置およびメモリ行救済回路は、上記一連のフローチャートに示すロウリダンダンシ救済工程を経て、最終的にアセンブリされ製品化される。   The semiconductor memory device and the memory row relief circuit according to the first embodiment of the present invention are finally assembled and commercialized through the row redundancy relief process shown in the above series of flowcharts.

(半導体記憶装置および行救済回路の具体的回路構成)
図7は本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の具体的な回路構成図を示す。図1に示した第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の全体ブロック構成図において、メモリセルアレイ10と、リダンダンシメモリセルアレイ26と、プリチャージ回路12と、カラムセレクト回路14と、センスアンプ回路16の各ブロックを具体的な回路構成として表現したものである。
(Specific circuit configuration of semiconductor memory device and row relief circuit)
FIG. 7 shows a specific circuit configuration diagram of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention. In the overall block diagram of the semiconductor memory device according to the first embodiment shown in FIG. 1, a memory cell array 10, a redundancy memory cell array 26, a precharge circuit 12, a column select circuit 14, and a sense amplifier circuit 16 are provided. Each block is expressed as a specific circuit configuration.

メモリセルアレイ10は、4×4のマトリックス回路として表現されている。各メモリセルは、4本のワード線WLi-1,WLi,WLi+1,WLi+2と、4本のビット線BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2の交差する位置に配置されている。メモリセルはMOSトランジスタとプログラム素子(PGV)から構成される。プログラム素子の一端がビット線BLに接続され、他端がMOSトランジスタのドレインに接続され、MOSトランジスタのソース接地ライン(GND)に接続され、プログラム素子(PGV)の導通/非導通によってROMデータが記憶される。 The memory cell array 10 is expressed as a 4 × 4 matrix circuit. Each memory cell includes four word lines WL i−1 , WL i , WL i + 1 , WL i + 2 and four bit lines BL j−1 , BL j , BL j + 1 , BL j +. It is arranged at the position where two intersect. The memory cell is composed of a MOS transistor and a program element (PGV). One end of the program element is connected to the bit line BL, the other end is connected to the drain of the MOS transistor, connected to the source ground line (GND) of the MOS transistor, and the ROM data is transferred by the conduction / non-conduction of the program element (PGV). Remembered.

リダンダンシメモリセルアレイ26は、2本のスペアワード線SP1,SP0と4本のビット線BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2からなる2×4マトリックス回路構成を有する。スペアワード線SP1にはMOSトランジスタNSP1,j-1,NSP1,j,NSP1,j+1,NSP1,j+2のゲートが接続され、それぞれのMOSトランジスタのドレインはビット線BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2との間にプログラム素子(PGV)を接続している。図7の例では、左から順にオープン,オープン,ショート,ショートとなるようにプログラムされている。同様に、スペアワード線SP0にはMOSトランジスタNSP0,j-1,NSP0,j,NSP0,j+1,NSP0,j+2のゲートが接続され、それぞれのMOSトランジスタのドレインはビット線BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2との間にプログラム素子(PGV)を接続している。図7の例では、左から順にショート,ショート,オープン,オープンとなるようにプログラムされている。 The redundancy memory cell array 26 has a 2 × 4 matrix circuit configuration composed of two spare word lines SP1 and SP0 and four bit lines BL j−1 , BL j , BL j + 1 and BL j + 2 . The spare word line SP1 is connected to the gates of MOS transistors N SP1, j-1 , N SP1, j , N SP1, j + 1 , N SP1, j + 2 and the drain of each MOS transistor is connected to the bit line BL j. Program elements (PGV) are connected between −1 , BL j , BL j + 1 , and BL j + 2 . In the example of FIG. 7, the programs are programmed so as to be open, open, short, and short in order from the left. Similarly, the spare word line SP0 is connected to the gates of MOS transistors N SP0, j−1 , N SP0, j , N SP0, j + 1 , N SP0, j + 2 and the drain of each MOS transistor is a bit. line BL j-1, BL j, connecting program element (PGV) between the BL j + 1, BL j + 2. In the example of FIG. 7, programming is performed so as to be short, short, open, and open from the left.

点線で囲まれた部分が本発明の第1の実施の形態において追加された行救済回路である。図7の回路構成の場合、メモリセルアレイ10の行方向のワード線が4本、列方向のビット線が4本であることから、行(ロウ)アドレスは2ビットであり、2入出力(IO)D0,D1を有することから、列(カラム)アドレスは1ビットの場合に相当することになる。   A portion surrounded by a dotted line is a row relief circuit added in the first embodiment of the present invention. In the case of the circuit configuration of FIG. 7, since the memory cell array 10 has four word lines in the row direction and four bit lines in the column direction, the row address is 2 bits and 2 input / output (IO) ) Since D0 and D1 are included, the column address corresponds to the case of 1 bit.

メモリ行救済回路は、プログラムビアの未開孔によるロウ(L)データ読み出し不良を救済する機能を有する。リダンダンシメモリセルアレイ26は、メモリセルアレイ10に対して、行方向に入出力(IO)のビット数分だけ、メモリセルアレイ10と同様の回路構成を増加させたものに相当する。即ち、本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置は、通常のROM回路に加えて、救済用の行(ワード線)を入出力(IO)のビット数と同じ数だけ有している。各入出力(IO)毎に同一のスペアワード線SP1,SP0により駆動されるメモリセルを有するようにプログラムする。この追加されたリダンダンシメモリセルアレイ26の部分はメモリセルアレイ10の部分と全く同一の形状で形成することが可能である。従って、単なるメモリセルアレイ10の拡張と同じであり、生産性が良い。本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置においては、図1のブロック構成図或いは図7の具体回路図に示すように、メモリセルアレイ10とプリチャージ回路12との間にリダンダンシメモリセルアレイ26を配置することによって、アレイの拡張を容易に実現することが可能となる。図7に示す例において、行アドレスは2ビットであり、4本のワード線WLi-1,WLi,WLi+1,WLi+2を対象としている。入出力(IO)数は2個(D0,D1)であることから、救済行は、SP1,SP0の2本存在することになり、列アドレスは1ビットである。 The memory row repair circuit has a function of repairing a row (L) data read failure due to an unopened program via. The redundancy memory cell array 26 corresponds to a memory cell array 10 in which the circuit configuration similar to that of the memory cell array 10 is increased by the number of input / output (IO) bits in the row direction. That is, the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention has the same number of relief rows (word lines) as the number of input / output (IO) bits in addition to the normal ROM circuit. Yes. Each input / output (IO) is programmed to have a memory cell driven by the same spare word line SP1, SP0. The portion of the added redundancy memory cell array 26 can be formed in exactly the same shape as the portion of the memory cell array 10. Therefore, it is the same as expansion of the memory cell array 10 and productivity is good. In the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, as shown in the block configuration diagram of FIG. 1 or the specific circuit diagram of FIG. By arranging 26, the array can be easily expanded. In the example shown in FIG. 7, the row address is 2 bits, and four word lines WL i−1 , WL i , WL i + 1 , WL i + 2 are targeted. Since the number of input / output (IO) is two (D0, D1), there are two relief rows, SP1 and SP0, and the column address is 1 bit.

図1のプリチャージ回路12は、図7において、プリチャージ信号線PRECHLとビット線BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2との交差する位置に配置されたプリチャージトランジスタPj-1,Pj,Pj+1,Pj+2によって示されている。 The precharge circuit 12 shown in FIG. 1 includes precharge transistors arranged at positions where the precharge signal line PRECHL and the bit lines BL j−1 , BL j , BL j + 1 , and BL j + 2 intersect in FIG. 7. P j−1 , P j , P j + 1 , P j + 2 .

図1のカラムセレクト回路14は、図7において、カラムセレクト信号線CSL1とビット線BLj,BLj+2との交差する位置に配置されたビット線選択トランジスタNBLj,NBLj+2およびカラムセレクト信号線CSL0とビット線BLj-1,BLj+1との交差する位置に配置されたビット線選択トランジスタNBLj-1,NBLj+1によって示されている。 The column select circuit 14 shown in FIG. 1 includes the bit line select transistors N BLj and N BLj + 2 and the column select signal line CSL0 arranged at the position where the column select signal line CSL1 and the bit lines BLj and BLj + 2 intersect in FIG. And bit line selection transistors N BLj-1 and N BLj + 1 arranged at positions where the bit lines BL j-1 and BL j + 1 intersect.

図1のセンスアンプ回路16は、図7において、センスアンプイネーブル信号線SAELに接続され、センスアンプイネーブル信号SAEによって駆動されるトライ・ステート・インバータ40と、このトライ・ステート・インバータ40と逆並列に接続されたインバータ42によって示されている。更に、図7から明らかなように、ビット線BLj-1とビット線BLjは、出力D0を共通にしており、ビット線BLj+1とビット線BLj+2は、出力D1を共通にしており、出力線の本数が削減されている。 The sense amplifier circuit 16 shown in FIG. 1 is connected to the sense amplifier enable signal line SAEL in FIG. 7 and is driven by the sense amplifier enable signal SAE, and the tri-state inverter 40 is in antiparallel. It is shown by an inverter 42 connected to. Further, as apparent from FIG. 7, the bit line BL j-1 and the bit line BL j share the output D0, and the bit line BL j + 1 and the bit line BL j + 2 share the output D1. The number of output lines is reduced.

図7において、前述の通り、救済行がスペアワード線SP0,SP1の2本であることから、2本のカラムセレクト信号線CSL0とCSL1が配置されることになる。この時、メモリ行救済回路を構成するMOSトランジスタにおいて、同一のスペアワード線SP1に接続されるMOSトランジスタNSP1,j-1,NSP1,j,NSP1,j+1,NSP1,j+2、および同一のスペアワード線SP0に接続されるMOSトランジスタNSP0,j-1,NSP0,j,NSP0,j+1,NSP0,j+2のそれぞれのプログラムビアは、同一の入出力(IO)に属するものは、その出力(IO)番号に対応する救済行に同一のプログラム状態を割り当てている。 In FIG. 7, as described above, since there are two spare word lines SP0 and SP1, two column select signal lines CSL0 and CSL1 are arranged. At this time, in the MOS transistors constituting the memory row relief circuit, the MOS transistors N SP1, j−1 , N SP1, j , N SP1, j + 1 , N SP1, j + connected to the same spare word line SP1 2 and the MOS transistor N SP0, j−1 , N SP0, j , N SP0, j + 1 , N SP0, j + 2 connected to the same spare word line SP0 have the same program via Those belonging to the output (IO) assign the same program state to the relief line corresponding to the output (IO) number.

この救済行のスペアワード線SP0が出力(IO)のD0を救済するとすれば、MOSトランジスタNSP0,j-1,NSP0,jのプログラムビアを短絡(ショート)状態にプログラムし、MOSトランジスタNSP1,j-1,NSP1,jのプログラムビアを開放(オープン)状態にプログラムする。スペアワード線SP1に属するメモリセルは出力(IO)のD1を救済することになるため、MOSトランジスタNSP1,j+1,NSP1,j+2のプログラムビアが短絡状態にプログラムされ、MOSトランジスタNSP0,j+1,NSP0,j+2のプログラムビアが開放(オープン)状態にプログラムされる。 If the spare word line SP0 in this relief row rescues D0 of the output (IO) , the program vias of the MOS transistors N SP0, j-1 and N SP0, j are programmed to a short-circuited state, and the MOS transistor N SP Program the program vias SP1, j-1 and NSP1, j to the open state. Since the memory cell belonging to the spare word line SP1 saves D1 of the output (IO), the program vias of the MOS transistors N SP1, j + 1 and N SP1, j + 2 are programmed to the short-circuit state, and the MOS transistor The program vias N SP0, j + 1 and N SP0, j + 2 are programmed to the open (open) state.

以上の説明における行救済回路を構成するリダンダンシメモリセルアレイ26のリダンダンシを実現するためのプログラム方式は、メモリセルアレイ10にプログラムされるユーザデータとは無関係であり、出力(IO)の構成によってのみ決定される。   The program method for realizing the redundancy of the redundancy memory cell array 26 constituting the row relief circuit in the above description is irrelevant to the user data programmed in the memory cell array 10, and is determined only by the configuration of the output (IO). The

図7において、センスアンプSAを構成する回路はさまざま考えられる。この例に限定されるものではない。一例として、センスアンプ回路を構成するトライ・ステート・インバータ40は、図8(a),(b)に示されるようなゲート回路構成を有する。即ち、図8(a)のトライ・ステート・インバータ40は、図8(b)に示すように、インバータ44と46の直列接続に対して、中間点に信号φを入力して、その反転出力φバーを得るゲート回路と等価である。更に、トライ・ステート・インバータ回路40は、図9(a),(b)に示すように、具体的な回路構成例として表現することができる。図9(a)は、電源電圧VDDと接地電位との間に接続されたpチャネルMOSトランジスタ48とnチャネルMOSトランジスタ50からなるCMOSインバータと、pチャネルMOSトランジスタ54とnチャネルMOSトランジスタ52からなるトランスファーゲートとして機能するCMOS半導体スイッチとの直列回路によって構成されるトライ・ステート・インバータ回路を表している。一方、図9(b)は、電源電圧VDDと接地電位との間に接続され、pチャネルMOSトランジスタ56,58とnチャネルMOSトランジスタ60,62からなるスイッチドCMOS若しくはゲーテッドCMOS構成のトライ・ステート・インバータ回路を表している。図9(a),(b)のトライ・ステート・インバータ回路はいずれも入力信号Viに対して出力信号Voを得る際に、信号φ、φバーをCMOS半導体スイッチ或いはゲーテッドCMOSのゲートに印加することで動作する。また別の例として、図8(c)に示す回路をセンスアンプSAに使用しても良い。これは入力信号Viを駆動力の小さいpMOSでプルアップした回路である。この回路はレベル駆動となる。 In FIG. 7, various circuits constituting the sense amplifier SA can be considered. It is not limited to this example. As an example, the tri-state inverter 40 constituting the sense amplifier circuit has a gate circuit configuration as shown in FIGS. That is, as shown in FIG. 8B, the tri-state inverter 40 in FIG. 8A inputs the signal φ to the intermediate point with respect to the series connection of the inverters 44 and 46 and outputs the inverted signal. It is equivalent to a gate circuit that obtains a φ bar. Further, the tri-state inverter circuit 40 can be expressed as a specific circuit configuration example, as shown in FIGS. FIG. 9A shows a CMOS inverter composed of a p-channel MOS transistor 48 and an n-channel MOS transistor 50 connected between the power supply voltage V DD and the ground potential, and a p-channel MOS transistor 54 and an n-channel MOS transistor 52. 3 represents a tri-state inverter circuit configured by a series circuit with a CMOS semiconductor switch functioning as a transfer gate. On the other hand, FIG. 9B shows a tri-type of a switched CMOS or gated CMOS configuration which is connected between the power supply voltage V DD and the ground potential and is composed of p-channel MOS transistors 56 and 58 and n-channel MOS transistors 60 and 62. It represents a state inverter circuit. Both the tri-state inverter circuits of FIGS. 9A and 9B apply the signals φ and φ bar to the gate of the CMOS semiconductor switch or gated CMOS when obtaining the output signal Vo with respect to the input signal Vi. It works with that. As another example, the circuit shown in FIG. 8C may be used for the sense amplifier SA. This is a circuit in which the input signal Vi is pulled up by a pMOS having a small driving force. This circuit is level driven.

(リダンダンシ動作を伴わない通常ROM動作)
まず、メモリ行救済回路のリダンダンシ動作を伴わない通常動作を説明し、次にリダンダンシ動作を説明する。
(Normal ROM operation without redundancy operation)
First, the normal operation without the redundancy operation of the memory row relief circuit will be described, and then the redundancy operation will be described.

(a)図7において、プリチャージ信号線PRECHLを駆動して、プリチャージトランジスタPj-1,Pj,Pj+1,Pj+2を導通させ、ビット線BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2をプリチャージする。 (A) In FIG. 7, the precharge signal line PRECHL is driven to make the precharge transistors P j−1 , P j , P j + 1 , P j + 2 conductive, and the bit lines BL j−1 , BL j , BL j + 1 , BL j + 2 are precharged.

(b)ワード線WLi-1,WLi,WLi+1,WLi+2をオープン(開放)状態にする。 (B) Open the word lines WL i−1 , WL i , WL i + 1 , WL i + 2 .

(c)次に、例えば、特定のワード線WLiを駆動して、メモリセルトランジスタを導通させて、メモリセルトランジスタによるビット線BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2のディスチャージ(放電)を実行する。 (C) Next, for example, the specific word line WL i is driven to make the memory cell transistor conductive, and the bit lines BL j−1 , BL j , BL j + 1 , BL j + 2 by the memory cell transistor This discharge is performed.

(d)カラムセレクト信号線CSL1,CSL0を選択して、ビット線選択トランジスタNBLj-1,NBLj,NBLj+1,NBLj+2を選択する。 (D) The column select signal lines CSL1 and CSL0 are selected, and the bit line selection transistors N BLj−1 , N BLj , N BLj + 1 and N BLj + 2 are selected.

(e)センスアンプイネーブル信号線SAELに対して、センスアンプイネーブル信号SAEを駆動する。 (E) The sense amplifier enable signal SAE is driven to the sense amplifier enable signal line SAEL.

(e)ビット線選択トランジスタNBLj-1,NBLj,NBLj+1,NBLj+2によって選択されたビット線BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2の放電状態の情報をデータ入出力(D0,D1)に読み出す。 (E) Discharge states of the bit lines BL j−1 , BL j , BL j + 1 , BL j + 2 selected by the bit line selection transistors N BLj−1 , N BLj , N BLj + 1 , N BLj + 2 Is read out to the data input / output (D0, D1).

(メモリ行救済回路のリダンダンシ動作方法)
ビット線BLがロウ(L)レベルにならない不良、即ちプログラムビアが未開孔のためにロウ(L)レベルデータ読み出し不良となる場合における本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置のリダンダンシ動作は以下の通りである。
(Redundancy operation method of memory row relief circuit)
Redundancy of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention when the bit line BL does not become low (L) level, that is, when the program via becomes unopened and becomes low (L) level data read failure. The operation is as follows.

(a)図7において、通常通り、プリチャージ信号線PRECHLに印加するプリチャージ信号PRECHをロウレベル(L)にアサートし、pチャネルMOSトランジスタによって構成されたプリチャージトランジスタPj-1,Pj,Pj+1,Pj+2を用いて、各ビット線BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2をプリチャージする。このとき、センスアンプイネーブル信号線SAELをネゲート(無効に)し、センスアンプSAのラッチを一旦解除する。 (A) In FIG. 7, as usual, the precharge signal PRECH to be applied to the precharge signal line PRECHL is asserted to a low level (L), and precharge transistors P j−1 , P j , which are constituted by p-channel MOS transistors. using P j + 1, P j + 2, the bit lines BL j-1, BL j, the BL j + 1, BL j + 2 to precharge. At this time, the sense amplifier enable signal line SAEL is negated (invalidated), and the latch of the sense amplifier SA is once released.

(b)読み出しアドレスで決まるワード線WLをハイレベル(H)にすると、良品のビットで“0”、即ち、ビット線BLのレベルがロウレベル(L)がプログラムされているセルは、そのnチャネルMOSトランジスタを通じてビット線BLがディスチャージされ、ロウレベル(L)になる。 (B) When the word line WL determined by the read address is set to the high level (H), the non-defective bit is set to “0”, that is, the cell in which the bit line BL level is programmed to the low level (L) The bit line BL is discharged through the MOS transistor and becomes low level (L).

(c)この時“0”に成らない不良ビットはビット線BLをディスチャージできないので、このビット線BLはハイレベル(H)のままになってしまう。 (C) At this time, a defective bit that does not become “0” cannot discharge the bit line BL, so that the bit line BL remains at the high level (H).

(d)この時、不良アドレス保持回路31とアドレス比較回路33とから構成される救済アドレス比較回路30が、救済アドレスと入力されたアドレスADDR0,ADDR1を比較し、一致すれば、IO番号で決まる救済行駆動信号SPWL0,SPWL1の内、どちらか一方をアサートする。 (D) At this time, the relief address comparison circuit 30 comprising the defective address holding circuit 31 and the address comparison circuit 33 compares the relief address with the input addresses ADDR0 and ADDR1, and if they match, the IO number is determined. One of the relief row drive signals SPWL0 and SPWL1 is asserted.

(e)そのIO番号で決まる救済行駆動信号SPWL0,SPWL1により、不良ビットを含むビット線BLは対応するスペアワード線SP1若しくはSP0がハイレベル(H)に駆動され、リダンダンシセルにより強制的にビット線BLをロウレベル(L)にすることができる。 (E) The bit line BL including the defective bit is driven to the high level (H) by the repair row drive signals SPWL0 and SPWL1 determined by the IO number, and the bit line is forcibly set by the redundancy cell. The line BL can be set to a low level (L).

(f)その後、通常通りのシーケンスで読み出しアドレスで決まるカラムセレクト信号CSLをハイレベル(H)にして、通常のアクセスにてセンスアンプ回路(SA)にデータが取り込まれる(リダンダンシ完了)。このとき、センスアンプイネーブル信号線SAELをアサートし、データをセンスアンプSAがラッチする。 (F) Thereafter, the column select signal CSL determined by the read address in a normal sequence is set to a high level (H), and data is taken into the sense amplifier circuit (SA) by normal access (redundancy complete). At this time, the sense amplifier enable signal line SAEL is asserted, and the data is latched by the sense amplifier SA.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置のメモリ行救済回路のリダンダンシ動作方法においては、各救済行は独立して動作可能である。或いは又、各救済行を同時に動作させても良い。更に又、同一アドレス複数ビットの不良も救済可能である。  In the redundancy operation method of the memory row relief circuit of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, each relief row can operate independently. Alternatively, each relief line may be operated simultaneously. Furthermore, it is possible to relieve a defect of a plurality of bits at the same address.

センスアンプ回路16の方式は、様々な回路方式が考えられる。本発明の第1の実施の形態に示した回路方式は一例であって、これに限られるものではない。本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置およびメモリ行救済回路はセンスアンプの回路方式には制約を受けることは無く、独立に動作可能であることも明らかである。  Various circuit systems can be considered as the system of the sense amplifier circuit 16. The circuit system shown in the first embodiment of the present invention is an example, and the present invention is not limited to this. It is also clear that the semiconductor memory device and the memory row relief circuit according to the first embodiment of the present invention are not restricted by the circuit system of the sense amplifier and can operate independently.

(ロウデコーダの追加回路部)
図1に示したロウデコーダ追加回路28の具体的な回路構成は、図10の点線部分に示すように、リダンダンシメモリセルアレイ26を駆動するための回路として構成される。即ち、図10において、点線の枠内がスペアワード線SP1,SP0のためのドライバ回路100およびアドレス入力回路102に相当する。その他の部分は、ワード線WLi-1,WLi,WLi+1,WLi+2を駆動するためのドライバ回路およびアドレス入力回路に相当している。ワード線WLi-1,WLi,WLi+1,WLi+2或いはスペアワード線SP0,SP1を駆動するドライバ回路はNANDゲート90とインバータ92によって構成されている。アドレス入力回路は、インバータ94、96が直列接続された部分と、インバータ94,96,98が直列接続された部分から構成されている。図10に示された回路は図1に示すロウデコーダ20とロウデコーダ追加回路28とを組み合わせた回路形式となっており、ロウデコーダ回路20、ロウデコーダ追加回路28はいずれも基本回路構成は実質的に同一である。ロウデコーダ追加回路28の部分を設けたことよる回路増加は、ロウデコーダ20に対してスペアワード線SP0,SP1のドライバ回路の増加分のみである。
(Additional circuit part of row decoder)
The specific circuit configuration of the row decoder adding circuit 28 shown in FIG. 1 is configured as a circuit for driving the redundancy memory cell array 26, as shown by the dotted line portion in FIG. That is, in FIG. 10, the dotted frame corresponds to the driver circuit 100 and address input circuit 102 for the spare word lines SP1 and SP0. The other parts correspond to a driver circuit and an address input circuit for driving the word lines WL i−1 , WL i , WL i + 1 , WL i + 2 . A driver circuit for driving the word lines WL i−1 , WL i , WL i + 1 , WL i + 2 or the spare word lines SP0 and SP1 is composed of a NAND gate 90 and an inverter 92. The address input circuit includes a portion where inverters 94 and 96 are connected in series and a portion where inverters 94, 96 and 98 are connected in series. The circuit shown in FIG. 10 has a circuit form in which the row decoder 20 and the row decoder addition circuit 28 shown in FIG. 1 are combined. The basic configuration of each of the row decoder circuit 20 and the row decoder addition circuit 28 is substantially the same. Are identical. The circuit increase due to the provision of the row decoder addition circuit 28 is only the increase of the driver circuits of the spare word lines SP0 and SP1 with respect to the row decoder 20.

図10に示す回路構成の動作上、ワード線昇圧信号WLUPによって、スペアワード線SP0,SP1の動作に無関係な端子を固定した物とすることが可能となる。つまり、ロウデコーダのレイアウトも簡単に作成できることに特徴を有する。  In the operation of the circuit configuration shown in FIG. 10, it is possible to fix the terminals irrelevant to the operations of the spare word lines SP0 and SP1 by the word line boost signal WLUP. That is, the layout of the row decoder can be easily created.

(救済アドレス比較回路)
救済アドレス比較回路30は、図11に示すように、ビット線をロウレベルにできない不良メモリセルのアドレスを保持する不良アドレス保持回路31と、保持されたアドレスをアドレス入力ADDR0,ADDR1と比較し、比較結果により入出力の救済行を駆動するアドレス比較回路33とから構成される。
(Relief address comparison circuit)
As shown in FIG. 11, the relief address comparison circuit 30 compares the defective address holding circuit 31 holding the address of the defective memory cell whose bit line cannot be set to the low level with the address inputs ADDR0 and ADDR1, and compares them. As a result, the address comparator 33 is configured to drive an input / output relief row.

図11内において、不良アドレス保持回路31は、ヒューズ116と、抵抗118,120,122と、3個のDタイプフリップフロップ114とから構成される。又、アドレス比較回路33は、アドレス入力ADDR0,ADDR1を受信するインバータ112,110と、2個のエクスクルーシブNOR回路108と、ANDゲート104とから構成される。更に、救済アドレス比較回路30は、図11に示すように、2個のインバータ106と、2個のANDゲートとを含む。   In FIG. 11, the defective address holding circuit 31 includes a fuse 116, resistors 118, 120 and 122, and three D-type flip-flops 114. The address comparison circuit 33 includes inverters 112 and 110 that receive address inputs ADDR 0 and ADDR 1, two exclusive NOR circuits 108, and an AND gate 104. Further, the relief address comparison circuit 30 includes two inverters 106 and two AND gates as shown in FIG.

救済アドレス比較回路30における救済アドレス比較動作は以下のとおりである。  The relief address comparison operation in the relief address comparison circuit 30 is as follows.

(a)電源投入時にヒューズ116のデータをラッチする。 (A) Latch the data of the fuse 116 when the power is turned on.

(b)次に、この保持されたデータと、アドレス入力ADDR0,ADDR1とをエクスクルーシブNOR回路108で比較する。 (B) Next, the held data is compared with the address inputs ADDR0 and ADDR1 by the exclusive NOR circuit 108.

(c)比較結果が一致すると、IO番号を保持しているヒューズ116のデータにより、スペア信号SPWL0,SPWL1の内、一方をアサ―トし、スペアワード線SP0,SP1が動作可能となる。 (C) When the comparison results match, one of the spare signals SPWL0 and SPWL1 is asserted by the data of the fuse 116 holding the IO number, and the spare word lines SP0 and SP1 can be operated.

救済アドレス比較回路30は、常時いずれかの行アドレスを選択することを特徴とする。図11に示す救済アドレス比較回路30は、不良アドレス保持回路31において救済行を記憶し、この記憶されたデータをアドレス比較回路33において、入力されたアドレスと比較する回路の一例である。救済行を記憶し、かつ救済される入出力(IO)の番号も記憶しなければならない。   The relief address comparison circuit 30 is characterized by always selecting one of the row addresses. A relief address comparison circuit 30 shown in FIG. 11 is an example of a circuit that stores a relief row in the defective address holding circuit 31 and compares the stored data with an input address in the address comparison circuit 33. The relief row must be stored and the number of the input / output (IO) to be rescued must also be stored.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置は、プログラムビアによるプログラムを想定したマスクROMの行(ロウ)リダンダンシを実現する回路方式に特徴を有する。各入出力(IO)毎にビット線BLにプリチャージされた電荷を引き抜くトランジスタを有する。入力アドレスとの比較を行いビット線BLからロウレベル(L)が読めないビットと対応が取れるアドレスであれば、スペアワード線SP0,SP1を駆動して、引き抜き回路としてのリダンダンシメモリセルアレイ26を動作させる。メモリセルアレイの面積増加は入出力(IO)数と同数の行数の増加であり、1%以下である。スペアセルは単なる行数の拡張なので、レイアウトしやすい。ECCと違いデータ回路に演算が必要ないので動作タイミングに対するペナルティが少ない。プログラムビアの未開孔不良を救済できる。開孔不良(不必要なビア(VIA)が開孔されること)は救済できないが、現実のプロセスでは見開孔不良の割合が高い。従って、現実のプロセスでは高い救済率が期待できる。同一アドレス複数ビットの不良も救済可能である。後述の、ビット線BLのプログラム論理を反転させ、ビア(VIA)を減少させる第2の実施の形態と組み合わせると救済率を増加させることができる。本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、救済行は入出力(IO)の数と同数なので、救済回路の占有率がECCなどの方式に比べて極めて小さく、かつ、救済行の動きはユーザデータによらず一定のプログラムビアで表され、従って、ECCなどに比べて簡単にデータを作り出すことができる。更に、列(カラム)系に追加回路が生じないので、アクセスタイムへの影響が極めて小さい。   The semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention is characterized by a circuit system that realizes row redundancy of a mask ROM assuming a program by a program via. Each input / output (IO) has a transistor for extracting the charge precharged to the bit line BL. If the address is compared with the input address and the address can correspond to the bit whose low level (L) cannot be read from the bit line BL, the spare word lines SP0 and SP1 are driven to operate the redundancy memory cell array 26 as the extraction circuit. . The increase in area of the memory cell array is an increase in the number of rows equal to the number of input / output (IO), which is 1% or less. Spare cells are simply an extension of the number of rows, making layout easy. Unlike ECC, there is little penalty for operation timing because no operation is required in the data circuit. It is possible to relieve the defective opening of the program via. A defective opening (unnecessary via (VIA) being opened) cannot be remedied, but the ratio of the defective opening is high in an actual process. Therefore, a high rescue rate can be expected in an actual process. It is possible to relieve defects of the same address and multiple bits. When combined with a second embodiment, which will be described later, in which the program logic of the bit line BL is inverted and the number of vias (VIA) is reduced, the rescue rate can be increased. According to the semiconductor memory device of the first embodiment of the present invention, since the number of relief rows is the same as the number of input / outputs (IO), the occupancy rate of the relief circuit is extremely small compared to a method such as ECC, and The movement of the relief line is represented by a fixed program via irrespective of the user data, and therefore, data can be easily created as compared with ECC or the like. Furthermore, since no additional circuit is generated in the column system, the influence on the access time is extremely small.

又、本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、行アドレス部分の行デコーダ回路以降の回路は、通常動作でも、救済動作でも、同じタイミングで動作可能であるため、救済動作が通常動作を止めることなく実行でき、従って、回路が単純になり高速動作を実現することができる。   In addition, according to the semiconductor memory device of the first embodiment of the present invention, the circuits after the row decoder circuit in the row address portion can be operated at the same timing in both normal operation and relief operation. The operation can be executed without stopping the normal operation. Therefore, the circuit becomes simple and high-speed operation can be realized.

又、本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ROMのメモリセアレイの単純な拡張により、スペアセルを作り出すことが可能となり、簡単にレイアウト構成でき、また、ワード線WLのドライバも通常行と同じレイアウト構成が可能であるため、救済機能の追加による面積の増加は極めて少ない。   In addition, according to the semiconductor memory device of the first embodiment of the present invention, it is possible to create spare cells by simple expansion of the ROM memory cell array, and it is possible to easily construct a layout, and to connect the word lines WL. Since the driver can have the same layout configuration as that of a normal row, the area increase due to the addition of the relief function is extremely small.

一方、現実のLSIの不良ではビア(VIA)あるいはコンタクトが未開孔でビット線BLがロウ(L)にディスチャージされない“0”読み出し不良が支配的であるが、本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、この種類の不良が救済可能であり、大多数の不良が救済可能となる。ここで、「“0”読み出し不良」とは、期待値が“0”であるが、“1”を読み出してしまう不良をいう。   On the other hand, “0” read failure in which the via (VIA) or the contact is not opened and the bit line BL is not discharged to low (L) is dominant in the actual LSI failure, but the first embodiment of the present invention. According to the semiconductor memory device according to the present invention, this type of defect can be relieved, and the majority of defects can be relieved. Here, ““ 0 ”read failure” refers to a failure in which “1” is read although the expected value is “0”.

又、本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、通常セルでの良品に対しても救済回路を動作させる動作方式を採用することにより、イネーブルビット(EnableBit)を省略可能であり、従って、追加される救済ヒューズ(FUSE)の数を削減することができる。尚、本発明の第1の実施の形態においては、スペア信号SPWL0或いはSPWL1の内、一方を動作させているが両方同時に動作させても良い。   In addition, according to the semiconductor memory device of the first embodiment of the present invention, the enable bit (EnableBit) can be omitted by adopting the operation method of operating the relief circuit even for the non-defective product in the normal cell. Therefore, the number of relief fuses (FUSE) added can be reduced. In the first embodiment of the present invention, one of the spare signals SPWL0 or SPWL1 is operated, but both may be operated simultaneously.

(第2の実施の形態)
図12は本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の模式的回路構成図を示す。ビット線の信号を正転/反転する信号正転/反転選択出力回路84を用いることで、ROMデータを論理“0”に設定するコンタクト数を少なくすることを可能にしたものである。図12において、ビット線BLj-1,BLj,BLj+1毎にセンスアンプ回路66j-1,66j,66j+1が独立に接続され、センスアンプ回路66j-1,66j,66j+1の出力を反転するか否かを2個のプログラム素子76,78を用いて選択する。又、図12において、メモリセルアレイは3×3のマトリックス回路構成部分が示されている。即ち、ビット線BLj-1,BLj,BLj+1およびワード線WLi-1,WLi,WLi+1の交差する位置にメモリセルが配置されている。メモリセルはメモリセルトランジスタとプログラム素子(PGV)との直列回路から構成されている。図12において、第1の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、リダンダンシメモリセルアレイ26、プリチャージ回路12、カラムセレクト回路14、救済アドレス比較回路30、ロウデコーダ追加回路28等を配置しても良いことは明らかである。
(Second Embodiment)
FIG. 12 is a schematic circuit diagram of a semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention. By using the signal normal / invert selection output circuit 84 for normal / invert the bit line signal, it is possible to reduce the number of contacts for setting ROM data to logic “0”. 12, a sense amplifier circuit 66 j-1, 66 j, 66 j + 1 is connected to a separate bit line BL j-1, BL j, for each BL j + 1, a sense amplifier circuit 66 j-1, 66 Whether to invert the output of j , 66 j + 1 is selected using the two program elements 76, 78. In FIG. 12, the memory cell array has a 3 × 3 matrix circuit component. That is, the memory cells are arranged at positions where the bit lines BL j−1 , BL j , BL j + 1 and the word lines WL i−1 , WL i , WL i + 1 intersect. The memory cell is composed of a series circuit of a memory cell transistor and a program element (PGV). In FIG. 12, a redundancy memory cell array 26, a precharge circuit 12, a column select circuit 14, a relief address comparison circuit 30, a row decoder additional circuit 28, and the like are arranged as in the semiconductor memory device according to the first embodiment. It is clear that it is also good.

図12においては、各ビット線BLj-1,BLj,BLj+1に対して、センスアンプ回路66j-1,66j,66j+1が1個ずつ接続配置され、更にこれらのセンスアンプ回路66j-1,66j,66j+1の出力は、信号正転/反転選択出力回路84に接続されている。信号正転/反転選択出力回路84は、図12内に示すように、プログラム素子76j-1,76j,76j+1,78j-1,78j,78j+1, 82j-1,82j,82j+1,インバータ80j-1,80j,80j+1と、バッファ回路70j-1,70j,70j+1と、出力端子72j-1,72j,72j+1から構成されている。プログラム素子はプログラムビアコンタクトが導通状態の場合には、コンタクトホールの表示で表され、非道通状態の場合には、図2(a)に示したように、オープン状態のプログラム素子の表示で表されている。更に、図12から明らかなように、オープン状態のプログラム素子76j+1の一端はMOSトランジスタ74j+1に接続されている。一方、ショート状態のプログラム素子76j-1,76jはMOSトランジスタ74j-1,74jに接続されてはいない。 In FIG. 12, one sense amplifier circuit 66 j−1 , 66 j , 66 j + 1 is connected to each bit line BL j−1 , BL j , BL j + 1 , and these The outputs of the sense amplifier circuits 66 j−1 , 66 j , 66 j + 1 are connected to a signal normal / invert selection output circuit 84. As shown in FIG. 12, the signal normal / inverted selection output circuit 84 includes program elements 76 j−1 , 76 j , 76 j + 1 , 78 j−1 , 78 j , 78 j + 1 , 82 j−. 1 , 82 j , 82 j + 1 , inverters 80 j−1 , 80 j , 80 j + 1 , buffer circuits 70 j−1 , 70 j , 70 j + 1 , and output terminals 72 j−1 , 72 j , 72 j + 1 . When the program via contact is conductive, the program element is represented by a contact hole display. When the program via contact is non-conductive, the program element is represented by an open program element display as shown in FIG. Has been. Further, as apparent from FIG. 12, one end of the open program element 76 j + 1 is connected to the MOS transistor 74 j + 1 . On the other hand, the short program elements 76 j-1 and 76 j are not connected to the MOS transistors 74 j-1 and 74 j .

本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の動作上、信号正転/反転選択出力回路84において、ROMコードの設定については、あるビット線において論理“0”に設定するコンタクト数が行数の1/2よりも大きい場合、ROMコードはプログラムビアあるいはコンタクトの有無を逆に設定し、そのビット線出力を反転して出力させる。コンタクト数が行数の1/2以下であれば、ROMコードはそのままで、そのビット線は正転で出力させる。   In the operation of the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention, in the signal normal / inversion selection output circuit 84, the ROM code is set such that the number of contacts to be set to logic “0” in a certain bit line. If it is larger than half the number of rows, the ROM code reversely sets the presence or absence of program vias or contacts, and inverts the bit line output for output. If the number of contacts is ½ or less of the number of rows, the ROM code remains as it is and the bit line is output in the normal direction.

本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置においては、ビット線の信号を反転する信号正転/反転選択出力回路84を用いることで、ROMデータを論理“0”に設定するコンタクト数を少なくしている。例えば、行数が128の場合、従来例で127個、65個、1個のコンタクトが必要なROMコードの場合、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置では0個、63個、1個のコンタクトを用いる。   In the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention, the number of contacts for setting ROM data to logic “0” by using the signal normal / inversion selection output circuit 84 for inverting the signal of the bit line. Is reduced. For example, when the number of rows is 128, in the case of a ROM code that requires 127, 65, and 1 contact in the conventional example, 0 and 63 are provided in the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention. One contact is used.

従って、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置において、信号を反転して出力するビット線のROMコードは、ハイレベル(H)とロウレベル(L)のROMコードを逆にして設定する。コンタクト数が1個であれば、ビット線の信号は正転で出力させROMコードも逆にせず、そのまま設定する。   Accordingly, in the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention, the ROM code of the bit line that inverts and outputs the signal is set by reversing the high-level (H) and low-level (L) ROM codes. To do. If the number of contacts is one, the bit line signal is output in the normal direction and the ROM code is not reversed, and is set as it is.

本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ビット線の信号を正転/反転する信号正転/反転選択出力回路84を用いて、ROMデータを論理“0”に設定するプログラムビアあるいはコンタクト数を少なくすることができる。   According to the semiconductor memory device of the second embodiment of the present invention, the ROM data is set to logic “0” using the signal normal / invert selection output circuit 84 for normal / invert the bit line signal. The number of programmed vias or contacts can be reduced.

ビット線BLのプログラム論理を反転させ、プログラムビアを減少させるという第2の実施の形態に係る方法と、第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の構成を組み合わせることによって、更に救済率を増加させることができる。  By combining the method according to the second embodiment of inverting the program logic of the bit line BL and reducing the number of program vias with the configuration of the semiconductor memory device according to the first embodiment, the relief rate is further increased. Can be made.

ROMデータを論理“0”に設定するプログラムビアあるいはコンタクト数を少なくすることができるので、メモリセルアレイ10内のメモリセルを構成するnチャネルMOSトランジスタに流れるオフリーク電流を抑え(消費電力の低減)、ハイ(H)レベルを確実に読み出すことができることはもちろん、更に、コンタクト数を少なくすることで、コンタクトに起因したプロセス不良を受けにくくなるので製品の歩留まりが向上する。更に、本発明の実施の形態においては、救済可能な不良品はRDヒューズ数により決まるので、ビット線BLのデータを反転することにより、救済対象を少なくし、救済率の向上を図ることができる。   Since the number of program vias or contacts for setting ROM data to logic “0” can be reduced, the off-leakage current flowing in the n-channel MOS transistors constituting the memory cells in the memory cell array 10 is suppressed (reduction of power consumption), Of course, the high (H) level can be read reliably, and further, by reducing the number of contacts, it becomes difficult to receive process failures caused by the contacts, so that the product yield is improved. Furthermore, in the embodiment of the present invention, defective products that can be remedied are determined by the number of RD fuses. Therefore, by reversing the data of the bit lines BL, the number of remedies can be reduced and the remedy rate can be improved. .

(第2の実施の形態の変形例1)
図13は本発明の第2の実施の形態の変形例1に係る半導体記憶装置の模式的回路構成図を示す。図13において、複数のビット線BLj-1,BLj,BLj+1はカラムマルチプレクサ64に接続され、更にセンスアンプ回路66を共有する点に特徴を有する。センスアンプ回路66の出力は、信号正転/反転選択出力回路124に接続されている。信号正転/反転選択出力回路124は、インバータ126と、プログラム素子130A,130Bを含むマルチプレクサ128と、バッファ回路70と、出力端子72とから構成される。センスアンプ回路66の出力は、一方ではインバータ126を通して反転されてマルチプレクサ128に伝送され、他方では反転されずにマルチプレクサ128に伝送される。ビット線選択信号BLSによって、カラムマルチプレクサ64およびマルチプレクサ128は、同時に制御される。更に又、マルチプレクサ128の内部のプログラム素子130A,130Bを用いて、センスアンプ出力を反転するか否かを選択する。
(Modification 1 of the second embodiment)
FIG. 13 is a schematic circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to Modification 1 of the second embodiment of the present invention. In FIG. 13, a plurality of bit lines BL j−1 , BL j , BL j + 1 are connected to a column multiplexer 64 and further share a sense amplifier circuit 66. The output of the sense amplifier circuit 66 is connected to the signal normal / inversion selection output circuit 124. The signal normal / inversion selection output circuit 124 includes an inverter 126, a multiplexer 128 including program elements 130 </ b> A and 130 </ b> B, a buffer circuit 70, and an output terminal 72. On the one hand, the output of the sense amplifier circuit 66 is inverted through the inverter 126 and transmitted to the multiplexer 128, and on the other hand, it is transmitted to the multiplexer 128 without being inverted. The column multiplexer 64 and the multiplexer 128 are simultaneously controlled by the bit line selection signal BLS. Furthermore, whether to invert the sense amplifier output is selected using the program elements 130A and 130B in the multiplexer 128.

本発明の第2の実施の形態の変形例1に係る半導体記憶装置によれば、ビット線の信号を正転/反転する信号正転/反転選択出力回路124において、反転回路とROMコードを設定するものにおいて同じプログラムビアおよびコンタクトを用いて構成することを特徴としている。このため、回路素子数およびプログラムビア或いはコンタクト数を低減することができる。本発明の第2の実施の形態の変形例1に係る半導体記憶装置においては、ビット線の信号を正転/反転する信号正転/反転選択出力回路124を用いることで、ROMデータを論理“0”に設定するコンタクト数を少なくしている。例えば、行数が128の場合、従来例で127個、65個、1個のコンタクトが必要なROMコードの場合、本発明の第2の実施の形態の変形例1に係る半導体記憶装置では0個、64個、1個のコンタクトを用いる。   According to the semiconductor memory device according to the first modification of the second embodiment of the present invention, the inverting circuit and the ROM code are set in the signal normal / invert selection output circuit 124 for normal / invert the bit line signal. The same program vias and contacts are used. For this reason, the number of circuit elements and the number of program vias or contacts can be reduced. In the semiconductor memory device according to the first modification of the second embodiment of the present invention, the signal normal rotation / inversion selection output circuit 124 for normal / inversion of the signal of the bit line is used to make the ROM data logically “ The number of contacts set to “0” is reduced. For example, when the number of rows is 128, the ROM code that requires 127, 65, and 1 contact in the conventional example is 0 in the semiconductor memory device according to the first modification of the second embodiment of the present invention. 64, 1 contact is used.

図13において、第1の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、リダンダンシメモリセルアレイ26、プリチャージ回路12、カラムセレクト回路14、救済アドレス比較回路30、ロウデコーダ追加回路28等を配置しても良いことは明らかである。   In FIG. 13, as in the semiconductor memory device according to the first embodiment, the redundancy memory cell array 26, the precharge circuit 12, the column select circuit 14, the relief address comparison circuit 30, the row decoder additional circuit 28, and the like are arranged. It is clear that it is also good.

(第2の実施の形態の変形例2)
図14は本発明の第2の実施の形態の変形例2に係る半導体記憶装置の模式的回路構成図を示す。図14において、ビット線BLj-1,BLj,BLj+1毎にそれぞれセンスアンプ回路66j-1,66j,66j+1が独立に接続され、センスアンプ出力を反転するか否かを排他的NOR回路132j-1,132j,132j+1を用い、1個のプログラム素子78で選択する。
(Modification 2 of the second embodiment)
FIG. 14 is a schematic circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to Modification 2 of the second embodiment of the present invention. In FIG. 14, sense amplifier circuits 66 j−1 , 66 j , 66 j + 1 are independently connected to the bit lines BL j−1 , BL j , BL j + 1 , respectively, and whether or not the sense amplifier output is inverted. These are selected by one program element 78 using exclusive NOR circuits 132 j−1 , 132 j , 132 j + 1 .

図14において、センスアンプ回路66j-1,66j,66j+1の出力は、それぞれ別々の信号正転/反転選択出力回路134に接続されている。信号正転/反転選択出力回路134は、排他的NOR回路132j-1,132j,132j+1と、プログラム素子76j-1,76j,76j+1,78j-1,78j,78j+1と、MOSトランジスタ74j-1,74j, 74j+1,136j-1,136j,136j+1と、バッファ回路70j-1,70j,70j+1と、出力端子72j-1,72j,72j+1から構成されている。 In FIG. 14, the outputs of the sense amplifier circuits 66 j−1 , 66 j , 66 j + 1 are connected to separate signal normal / inverted selection output circuits 134, respectively. The signal normal / inverted selection output circuit 134 includes exclusive NOR circuits 132 j−1 , 132 j , 132 j + 1 and program elements 76 j−1 , 76 j , 76 j + 1 , 78 j−1 , 78. j , 78 j + 1 , MOS transistors 74 j−1 , 74 j , 74 j + 1 , 136 j−1 , 136 j , 136 j + 1 , and buffer circuits 70 j−1 , 70 j , 70 j + 1 and output terminals 72 j−1 , 72 j , 72 j + 1 .

本発明の第2の実施の形態の変形例2に係る半導体記憶装置によれば、ビット線の信号を正転/反転する信号正転/反転選択出力回路134を用いて、ROMデータを論理“0”に設定するプログラムビアあるいはコンタクト数を少なくすることができる。例えば、行数が128の場合、従来例で127個、65個、1個のコンタクトが必要なROMコードの場合、本発明の第2の実施の形態の変形例2に係る半導体記憶装置では0個、64個、1個のコンタクトを用いる。   According to the semiconductor memory device of the second modification of the second embodiment of the present invention, the ROM data is logically converted using the signal normal / invert selection output circuit 134 for normal / invert the bit line signal. The number of program vias or contacts set to 0 "can be reduced. For example, when the number of rows is 128, the ROM code that requires 127, 65, and one contact in the conventional example is 0 in the semiconductor memory device according to the second modification of the second embodiment of the present invention. 64, 1 contact is used.

ROMデータを論理“0”に設定するプログラムビアあるいはコンタクト数を少なくすることができるので、メモリセルアレイ10内のメモリセルを構成するnチャネルMOSトランジスタに流れるオフリーク電流を抑え(消費電力の低減)、ハイ(H)レベルを確実に読み出すことができる。更に、コンタクト数を少なくすることで、コンタクトに起因したプロセス不良を受けにくくなるので製品の歩留まりが向上する。   Since the number of program vias or contacts for setting ROM data to logic “0” can be reduced, the off-leakage current flowing in the n-channel MOS transistors constituting the memory cells in the memory cell array 10 is suppressed (reduction of power consumption), The high (H) level can be read reliably. Further, by reducing the number of contacts, it becomes difficult to receive process failures caused by the contacts, so that the yield of products is improved.

図14において、第1の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、リダンダンシメモリセルアレイ26、プリチャージ回路12、カラムセレクト回路14、救済アドレス比較回路30、ロウデコーダ追加回路28等を配置しても良いことは明らかである。   In FIG. 14, the redundancy memory cell array 26, the precharge circuit 12, the column select circuit 14, the relief address comparison circuit 30, the row decoder additional circuit 28, and the like are arranged as in the semiconductor memory device according to the first embodiment. It is clear that it is also good.

(第2の実施の形態の変形例3)
図15は本発明の第2の実施の形態の変形例3に係る半導体記憶装置の模式的回路構成図を示す。図15において、複数のビット線BLj-1,BLj,BLj+1はカラムマルチプレクサ64に接続され、更にセンスアンプ回路66を共有する点に特徴を有する。センスアンプ回路66の出力は、信号正転/反転選択出力回路138に接続されている。信号正転/反転選択出力回路138は、排他的NORゲート回路132a,132bと、プログラム素子130A,130Bを含むマルチプレクサ128と、バッファ回路70と、出力端子72と、プログラム素子76a,76bと、MOSトランジスタ74a,74b,136a,136bから構成される。センスアンプ回路66の出力は、は排他的NORゲート回路132a若しくは132bを通して正転/反転されてマルチプレクサ128に伝送される。プログラム素子76a,76b若しくは78a,78bの導通/非導通によって決まる論理状態によって、排他的NORゲート回路132a若しくは132bの他方の入力端子の論理状態を決が決まる。
(Modification 3 of the second embodiment)
FIG. 15 is a schematic circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to Modification 3 of the second embodiment of the present invention. 15 is characterized in that a plurality of bit lines BL j−1 , BL j , BL j + 1 are connected to a column multiplexer 64 and further share a sense amplifier circuit 66. The output of the sense amplifier circuit 66 is connected to a signal normal / inversion selection output circuit 138. The signal normal / invert selection output circuit 138 includes exclusive NOR gate circuits 132a and 132b, a multiplexer 128 including program elements 130A and 130B, a buffer circuit 70, an output terminal 72, program elements 76a and 76b, and a MOS. The transistors 74a, 74b, 136a, and 136b are configured. The output of the sense amplifier circuit 66 is forward / inverted through the exclusive NOR gate circuit 132a or 132b and transmitted to the multiplexer 128. The logic state determined by the conduction / non-conduction of the program elements 76a, 76b or 78a, 78b determines the logic state of the other input terminal of the exclusive NOR gate circuit 132a or 132b.

ビット線選択信号BLSによって、カラムマルチプレクサ64およびマルチプレクサ128は、同時に制御される。更に又、マルチプレクサ128の内部のプログラム素子130A,130Bを用いて、センスアンプ出力を反転するか否かを選択する。   The column multiplexer 64 and the multiplexer 128 are simultaneously controlled by the bit line selection signal BLS. Furthermore, whether to invert the sense amplifier output is selected using the program elements 130A and 130B in the multiplexer 128.

本発明の第2の実施の形態の変形例3に係る半導体記憶装置によれば、ビット線の信号を正転/反転する信号正転/反転選択出力回路138において、排他的NORゲート回路132とROMコードを設定するものにおいて同じプログラムビアおよびコンタクトを用いて構成することを特徴としている。このため、回路素子数およびプログラムビア或いはコンタクト数を低減することができる。   According to the semiconductor memory device of Modification 3 of the second embodiment of the present invention, in the signal normal rotation / inversion selection output circuit 138 for normal / inverting the signal of the bit line, the exclusive NOR gate circuit 132 and The ROM code is set using the same program via and contact. For this reason, the number of circuit elements and the number of program vias or contacts can be reduced.

本発明の第2の実施の形態の変形例3に係る半導体記憶装置においては、ビット線の信号を正転/反転する信号正転/反転選択出力回路138を用いることで、ROMデータを論理“0”に設定するコンタクト数を少なくしている。例えば、行数が128の場合、従来例で127個、65個、1個のコンタクトが必要なROMコードの場合、本発明の第2の実施の形態の変形例3に係る半導体記憶装置では0個、64個、1個のコンタクトを用いる。   In the semiconductor memory device according to the third modification of the second embodiment of the present invention, by using the signal normal rotation / inversion selection output circuit 138 for normal / inversion of the bit line signal, the ROM data is logically “ The number of contacts set to “0” is reduced. For example, when the number of rows is 128, in the case of a ROM code that requires 127 contacts, 65 contacts, and one contact in the conventional example, the number of rows is 0 in the semiconductor memory device according to the third modification of the second embodiment of the present invention. 64, 1 contact is used.

図15において、第1の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、リダンダンシメモリセルアレイ26、プリチャージ回路12、カラムセレクト回路14、救済アドレス比較回路30、ロウデコーダ追加回路28等を配置しても良いことは明らかである。   In FIG. 15, as in the semiconductor memory device according to the first embodiment, the redundancy memory cell array 26, the precharge circuit 12, the column select circuit 14, the relief address comparison circuit 30, the row decoder additional circuit 28, and the like are arranged. It is clear that it is also good.

(第3の実施の形態)
上述の本発明の第1の実施の形態乃至第2の実施の形態に係る半導体記憶装置を適用したワンチップマイクロコンピュータの模式的ブロック構成は、図18に示すように、全体ブロックのLSI240の対して、内部は、ROM200と、CPU202と、ダイレクトメモリアクセスコントローラ(DMA)204と、データRAM206と、割り込み制御回路208と、タイマ回路210と、データバスドライバ212と、スタックRAM/ワークRAM214と、液晶ディスプレイ(LCD)駆動回路216と、昇圧回路218と、電池電圧検知回路220と、ブザー回路222と、I/Oポート224と、テスト回路226と、クロック発振回路228と、リセット回路230とから構成される。
(Third embodiment)
A schematic block configuration of the one-chip microcomputer to which the semiconductor memory device according to the first embodiment or the second embodiment of the present invention described above is applied is shown in FIG. Internally, ROM 200, CPU 202, direct memory access controller (DMA) 204, data RAM 206, interrupt control circuit 208, timer circuit 210, data bus driver 212, stack RAM / work RAM 214, liquid crystal A display (LCD) drive circuit 216, a booster circuit 218, a battery voltage detection circuit 220, a buzzer circuit 222, an I / O port 224, a test circuit 226, a clock oscillation circuit 228, and a reset circuit 230 Is done.

ROM200の役割は、CPU202に与えるコマンドをプログラムデータとして格納しておき、CPU202から読み出し命令があった時に対応するプログラムデータをCPU202に送ることである。   The role of the ROM 200 is to store a command to be given to the CPU 202 as program data, and to send the corresponding program data to the CPU 202 when a read command is issued from the CPU 202.

上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施の形態及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。  As described above, the present invention has been described according to the embodiment. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, embodiments, and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

更にまた、本発明の実施の形態及によって開示された半導体記憶装置は、お互いに組み合わせることによって動作可能であることももちろんである。  Furthermore, it is needless to say that the semiconductor memory devices disclosed by the embodiments of the present invention can be operated by being combined with each other.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の模式的全体ブロック構成図。1 is a schematic entire block configuration diagram of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の単位メモリセルの概念を示す基本回路図であって、(a)オープン状態のプログラム素子とMOSトランジスタからなる回路構成図、(b)ショート状態プログラム素子とMOSトランジスタからなる回路構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a basic circuit diagram showing a concept of a unit memory cell of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention, where (a) a circuit configuration diagram including an open program element and a MOS transistor; The circuit block diagram which consists of a state program element and a MOS transistor. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の1×4ビットのマトリックス回路構成図。1 is a 1 × 4 bit matrix circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の図2の回路構成に対応する平面パターンレイアウト構成図。FIG. 3 is a plan pattern layout configuration diagram corresponding to the circuit configuration of FIG. 2 of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の単位メモリセルの模式的断面構造図であって、(a)オープン状態の構造図、(b)ショート状態の構造図。2A and 2B are schematic cross-sectional structure diagrams of a unit memory cell of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, where FIG. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置において、製品製造工程におけるロウ(行)リダンダンシ救済工程を説明する模式的フローチャート図。FIG. 3 is a schematic flowchart for explaining a row redundancy repair process in a product manufacturing process in the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の模式的回路構成図。1 is a schematic circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置のセンスアンプ回路に適用されるトライ・ステート・インバータの(a)シンボルマークと、(b)インバータ2段による等価的回路表現および(c)レベル動作のセンスアンプSAの回路例。(A) a symbol mark of a tri-state inverter applied to the sense amplifier circuit of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, (b) an equivalent circuit representation by two stages of inverters, and (c) 4 is a circuit example of a level operation sense amplifier SA. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置のセンスアンプ回路に適用されるトライ・ステート・インバータの(a)CMOSインバータとCMOS半導体スイッチからなる等価的回路表現と、(b)スイッチドCMOSによる等価的回路表現。(A) an equivalent circuit representation of a tri-state inverter applied to the sense amplifier circuit of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, and (b) a switched circuit Equivalent circuit representation in CMOS. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置のロウデコーダおよびロウデコーダ追加回路の模式的回路構成例。1 is a schematic circuit configuration example of a row decoder and a row decoder additional circuit of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の救済アドレス比較回路の模式的回路構成例。1 is a schematic circuit configuration example of a relief address comparison circuit of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の模式的回路構成図。FIG. 6 is a schematic circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態の変形例1に係る半導体記憶装置の模式的回路構成図。FIG. 10 is a schematic circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to Modification 1 of the second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態の変形例2に係る半導体記憶装置の模式的回路構成図。FIG. 10 is a schematic circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to a second modification of the second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態の変形例3に係る半導体記憶装置の模式的回路構成図。FIG. 10 is a schematic circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to Modification 3 of the second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の応用回路構成図。FIG. 7 is an application circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…メモリセルアレイ
12…プリチャージ回路
14…カラムセレクト回路
16,66,66j-1,66j,66j+1…センスアンプ回路
18…出力バッファ回路
20…ロウデコーダ
22…アドレス制御回路
24…リードコントロール回路
26…リダンダンシメモリセルアレイ
28…ロウデコーダ追加回路
30…救済アドレス比較回路
31…不良アドレス保持回路
32…オープン状態のプログラム素子(PGV)
33…アドレス比較回路
34…ショート状態のプログラム素子(PGV)
36…ビット線コンタクト
38…ワード線コンタクト
40…トライ・ステート・インバータ
42,44,46,80,80j-1,80j,80j+1,92,94,96,98,106,110,112…インバータ
48,52,56,58…pチャネルMOSトランジスタ
50,54,60,62…nチャネルMOSトランジスタ
64…カラムマルチプレクサ
70,70j-1,70j,70j+1…バッファ回路
72,72j-1,72j,72j+1…出力端子
74,74j-1,74j,74j+1, 74a,74b,136j-1,136j,136j+1,136a,136b…MOSトランジスタ
76,76j-1,76j,76j+1,76a,76b,78,78j-1,78j,78j+1,78a,78b,82,82j-1,82j,82j+1,130A,130B…プログラム素子
84,124,134,138…信号正転/反転選択出力回路
90,104…NANDゲート回路
100…ドライバ回路
102…アドレス入力回路
114…Dタイプフリップフロップ
116…ヒューズ
118,120,122…抵抗
108,132,132j-1,132j,132j+1,132a,132b…排他的NOR回路
200…ROM
202…CPU
204…DMA
206…データRAM
208…割り込み制御回路
210…タイマ回路
212…データバスドライバ回路
214…スタックRAM/ワークRAM
216…LCD駆動回路
218…昇圧回路
220…電池電圧検知回路
222…ブザー回路
224…I/Oポート
226…テスト回路
228…クロック発振回路
230…リセット回路
240…LSI
300…半導体基板
302…素子分離領域
304…n拡散層
310…プログラムビア(VIA)
ST0〜ST12…ステップ
GND…接地ライン
WLi-1,WLi,WLi+1,WLi+2…ワード線
WLUP…ワード線昇圧信号
j-1,Pj,Pj+1,Pj+2…プリチャージトランジスタ
BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2…ビット線
BLS…ビット線選択信号
ij-1,Nij,Nij+1,Nij+2,Ni+1j-1,Ni+1j,Ni+1j+1,Ni+1j+2…MOSトランジスタ
SAE…センスアンプイネーブル信号
SAEL…センスアンプイネーブル信号線
PRECH…プリチャージ信号
PRECHL…プリチャージ信号線
SP0,SP1…スペアワード線
BLj-1,NBLj,NBLj+1,NBLj+2…ビット線選択トランジスタ
CSL0,CSL1…カラムセレクト信号線
CLS…カラムセレクト信号
CS…ソース線コンタクト
CB…ビット線コンタクト
10 ... memory cell array 12 ... pre-charge circuit 14 ... column select circuits 16,66,66 j-1, 66 j, 66 j + 1 ... sense amplifier circuit 18 ... output buffer circuit 20 ... row decoder 22 ... address control circuit 24 ... Read control circuit 26 ... Redundancy memory cell array 28 ... Row decoder addition circuit 30 ... Relief address comparison circuit 31 ... Defective address holding circuit 32 ... Open program element (PGV)
33 ... Address comparison circuit 34 ... Program element (PGV) in a short state
36 ... bit line contact 38 ... word line contact 40 ... tri-state inverter 42,44,46,80,80 j-1, 80 j, 80 j + 1, 92,94,96,98,106,110, 112 ... Inverters 48, 52, 56, 58 ... p-channel MOS transistors 50, 54, 60, 62 ... n-channel MOS transistors 64 ... column multiplexers 70, 70 j -1 , 70 j , 70 j + 1 ... buffer circuit 72, 72 j−1 , 72 j , 72 j + 1 ... Output terminals 74, 74 j−1 , 74 j , 74 j + 1 , 74a, 74b, 136 j−1 , 136 j , 136 j + 1 , 136a, 136b ... MOS transistors 76,76 j-1, 76 j, 76 j + 1, 76a, 76b, 78,78 j-1, 78 j, 78 j + 1, 78a, 78b, 82,82 j-1, 82 j , 82 j + 1 , 130A, 130B... Program elements 84, 124, 134, 138. Power circuit 90,104 ... NAND gate circuit 100 ... driver circuit 102 ... address input circuit 114 ... D-type flip-flop 116 ... fuse 118, 120, 122 ... resistor 108,132,132 j-1, 132 j, 132 j + 1 , 132a, 132b ... exclusive NOR circuit 200 ... ROM
202 ... CPU
204 ... DMA
206: Data RAM
208 ... Interrupt control circuit 210 ... Timer circuit 212 ... Data bus driver circuit 214 ... Stack RAM / Work RAM
216: LCD drive circuit 218 ... Boost circuit 220 ... Battery voltage detection circuit 222 ... Buzzer circuit 224 ... I / O port 226 ... Test circuit 228 ... Clock oscillation circuit 230 ... Reset circuit 240 ... LSI
300 ... Semiconductor substrate 302 ... Element isolation region 304 ... n + diffusion layer 310 ... Program via (VIA)
ST0~ST12 ... Step GND ... ground line WL i-1, WL i, WL i + 1, WL i + 2 ... word line WLUP ... word line boosting signal P j-1, P j, P j + 1, P j +2 ... Precharge transistors BL j−1 , BL j , BL j + 1 , BL j + 2 ... Bit line BLS... Bit line selection signals N ij−1 , N ij , N ij + 1 , N ij + 2 , N i + 1j−1 , N i + 1j , N i + 1j + 1 , N i + 1j + 2 ... MOS transistor SAE ... sense amplifier enable signal SAEL ... sense amplifier enable signal line PRECH ... precharge signal PRECHL ... precharge Signal lines SP0, SP1 ... Spare word lines NBLj-1 , NBLj , NBLj + 1 , NBLj + 2 ... Bit line selection transistors CSL0, CSL1 ... Column select signal line CLS ... Column select signal CS ... Source line contact CB ... Bit line contact

Claims (8)

行方向に延びる複数のワード線と、列方向に延びる複数のビット線とを備え、前記複数のワード線と前記複数のビット線との交差する位置に,それぞれスイッチング素子とプログラム素子の直列回路からなるメモリセルを配置したメモリセルアレイと、
前記行方向に延びるデータ出力と同数のスペアワード線と前記ビット線との交差する位置に,それぞれ前記直列回路を配置したリダンダンシメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイの複数のワード線を駆動するロウデコーダと、
前記複数のスペアワード線を駆動するロウデコーダ追加回路と、
前記複数のビット線をプリチャージするプリチャージ回路と、
前記プリチャージ回路に接続され、前記ビット線を選択するカラムセレクト回路と、
前記カラムセレクト回路に接続され、前記メモリセルに記憶されたデータを検出するセンスアンプ回路
とを備え
前記ワード線と、前記スペアワード線とを同時に駆動して前記ビット線のロウレベル読み出しを救済することを特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of word lines extending in the row direction and a plurality of bit lines extending in the column direction are provided at positions where the plurality of word lines and the plurality of bit lines intersect from a series circuit of a switching element and a program element, respectively. A memory cell array in which memory cells are arranged;
A redundancy memory cell array in which the series circuits are respectively arranged at positions where the same number of spare word lines and bit lines as the data outputs extending in the row direction intersect;
A row decoder for driving a plurality of word lines of the memory cell array;
A row decoder additional circuit for driving the plurality of spare word lines;
A precharge circuit for precharging the plurality of bit lines;
A column select circuit connected to the precharge circuit and selecting the bit line;
A sense amplifier circuit connected to the column select circuit for detecting data stored in the memory cell ;
A semiconductor memory device , wherein the word line and the spare word line are simultaneously driven to relieve the low-level reading of the bit line .
前記リダンダンシメモリセルアレイにおいて、同一のデータ出力に属するメモリセルのゲートは、同一のスペアワード線に接続され、前記スペアワード線の活性化によって、前記ビット線を放電することを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。   2. The redundancy memory cell array according to claim 1, wherein gates of memory cells belonging to the same data output are connected to the same spare word line, and the bit line is discharged by activating the spare word line. The semiconductor memory device described. 前記ロウデコーダと前記ロウデコーダ追加回路は実質に同一の回路構成を備えることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。   2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the row decoder and the row decoder additional circuit have substantially the same circuit configuration. 前記ビット線をロウレベルにできない不良メモリセルのアドレスとそのデータ出力番号を保持する不良アドレス保持回路と、
前記保持されたアドレスとアドレス入力とを比較し、前記比較結果に基づいて、出力の救済行を駆動する比較回路
とを更に備えることを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。
A defective address holding circuit for holding an address of a defective memory cell which cannot make the bit line low level and its data output number;
3. The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising: a comparison circuit that compares the held address with an address input and drives an output relief row based on the comparison result.
前記救済アドレス比較回路は、常時いずれかの行アドレス
を選択することを特徴とする請求項4記載の半導体記憶装置。
5. The semiconductor memory device according to claim 4 , wherein the relief address comparison circuit always selects one of the row addresses.
前記センスアンプ回路に接続され、前記ビット線の信号を
正転/反転する信号正転/反転選択出力回路を更に備えることを特徴と
する請求項1記載の半導体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a signal normal rotation / inversion selection output circuit connected to the sense amplifier circuit and configured to normal / invert the signal of the bit line.
前記信号正転/反転選択出力回路は、インバータと該インバータに並列接続され、前記プログラム素子と同一構成からなるプログラム素子を備えることを特徴とする請求項6記載の半導体記憶装置。 7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the signal normal / inversion selection output circuit includes an inverter and a program element connected in parallel to the inverter and having the same configuration as the program element. 前記信号正転/反転出力回路は、排他的NORゲート回路と、前記プログラム素子と同一構成からなるプログラム素子を備えることを特徴とする請求項6記載の半導体記憶装置。 7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the signal normal / inverted output circuit includes an exclusive NOR gate circuit and a program element having the same configuration as the program element.
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