JP4462663B2 - Semiconductor memory device - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体記憶装置に関し、特に、行列状に配列された複数のメモリブロックを備えた半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図20は、従来のダイナミックランダムアクセスメモリ(以下、DRAMと称す)のメモリマットの要部を示す図である。図20を参照して、メモリマットは、複数行複数列(図では4行4列)に配置された複数の(図では16)のメモリブロックM11〜M44を備える。
【0003】
メモリブロック列M11〜M41;…M14〜M44の各々の両側にそれぞれ2組のグローバルIO線対GIOP1,GIOP2とGIOP3,GIOP4が配置される。各グローバルIO線対GIOPは、同じ列の4つのメモリブロックで共用される。
【0004】
第1のメモリブロック列M11〜M41の上下両側および各間に2組のローカルIO線対LIOP1,LIOP2とLIOP3,LIOP4が交互に配置される。図において上下方向に隣接する2つのメモリブロック間のローカルIO線対LIOPは、上下方向に隣接する2つのメモリブロックで共用される。他のメモリブロック列も同様である。
【0005】
GIOP1とLIOP3、GIOP2とLIOP4、GIOP3とLIOP1、GIOP4とLIOP2の各々の交差部にブロック選択スイッチBS(図中□印で示される)が配置される。
【0006】
4つのメモリブロック行のうちのいずれか1つのメモリブロック行(たとえばM31〜M34)と、4つのメモリブロック列のうちの奇数番または偶数番のブロック列(たとえばM11〜M41とM13〜M43)とが選択され、それらの交差部に位置する2つのメモリブロック(この場合はM31とM33)の各々の右上および左下の4つのブロック選択スイッチBSが導通する。メモリブロックM31,M33の各々において、4ビットのデータの読出/書込が可能となる。
【0007】
図21は、従来の他のDRAMのメモリマットの要部を示す図である。図21を参照して、メモリマットは、図20のDRAMと同様、4行4列に配列された16のメモリブロックM11〜M44を備える。
【0008】
4つのメモリブロック列M11〜M41;…M14〜44の左右両側および各間に2組のグローバルIO線対GIOP1,GIOP2とGIOP3,GIOP4が交互に配置される。グローバルIO線対GIOP1,GIOP2は、両側のブロック列で共用される。グローバルIO線対GIOP3,GIOP4は、それぞれ同じ列のブロックで共用される。
【0009】
中央の4つのメモリブロック行M12,M13;…;M42,M43の上下両側および各間に2組のローカルIO線対LIOP1,LIOP2とLIOP3,LIOP4が交互に配置される。GIOP1とLIOP4、GIOP2とLIOP1、GIOP3とLIOP2、GIOP4とLIOP3の各々の交差部にブロック選択スイッチBSが配置される。上下左右の方向においても、同じ周期でローカルIO線対LIOP1〜LIOP4およびブロック選択スイッチBSが配置される。
【0010】
図20のDRAMと同様にして、たとえばメモリブロックM31,M33が選択されると、メモリブロックM31,M33の各々はローカルIO線対LIOP1〜LIPO4およびブロック選択スイッチBSを介してグローバルIO線対GIOP1〜GIOP4に接続される。これにより、メモリブロックM31,M33の各々において4ビットのデータの読出/書込が可能となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図20のDRAMでは、隣接する2つのメモリブロック列の間に4組のグローバルIO線対GIOPが設けられていたので、エリアペナルティが大きいという問題があった。また、各読出/書込サイクルにおいて、全体のうちの半分のローカルIO線対LIOPおよびグローバルIO線対GIOPは使用されず、ローカルIO線対LIOPおよびグローバルIO線対GIOPが有効に活用されていなかった。
【0012】
一方、図21のDRAMでは、隣接する2つのメモリブロック間に2組のグローバルIO線対GIOPを設けたので、図20のDRAMの問題点は解消された。しかし、ブロック選択スイッチBSがローカルIO線対LIOPの中央部に位置する場合と端部に位置する場合とがあり、ブロック選択スイッチBSがローカルIO線対LIOPの端部に位置する場合はデータ転送経路が長くなり、データ転送速度が遅くなるという問題があった。
【0013】
それゆえに、この発明の主たる目的は、エリアペナルティが小さく、かつ高速なデータ転送が可能な半導体記憶装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体記憶装置は、行列状に配列された複数のメモリブロックを備えた半導体記憶装置であって、第1のグローバルIO線対、第1のローカルIO線対、第1のスイッチ手段、行選択手段、列選択手段、制御手段、およびデータ入出力手段を備える。第1および第2のグローバルIO線対は、第N番(ただし、Nは自然数である)の列のメモリブロック列と第N+1番の列のメモリブロック列との間の領域に設けられる。第3および第4のグローバルIO線対は、第N+1番の列のメモリブロック列と第N+2番の列のメモリブロック列との間の領域に設けられる。第1のローカルIO線対は、第M番(ただし、Mは自然数である)の行のメモリブロック行と第M+1番の行のメモリブロック行との間の領域に設けられ、第N番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックとに共通に設けられる。第2のローカルIO線対は、第M番の行のメモリブロック行と第M+1番の行のメモリブロック行との間の領域に設けられ、第N+1番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M+1番の行のメモリブロックとに共通に設けられる。第3のローカルIO線対は、第M+1番の行のメモリブロック行と第M+2番の行のメモリブロック行との間の領域に設けられ、第N番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N番の列で第M+2番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+2番の行のメモリブロックとに共通に設けられる。第4のローカルIO線対は、第M+1番の行のメモリブロック行と第M+2番の行のメモリブロック行との間の領域に設けられ、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+2番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M+2番の行のメモリブロックとに共通に設けられる。第1のスイッチ手段は、第1のローカルIO線対と第1のグローバルIO線対の交差部の各々に設けられる。第2のスイッチ手段は、第2のローカルIO線対とのグローバルIO線対との交差部の各々に設けられる第3のスイッチ手段は、第3のローカルIO線対と第2のグローバルIO線対の交差部の各々に設けられる。第4のスイッチ手段は、第4のローカルIO線対と第4のグローバルIO線対の交差部の各々に設けられる。行選択手段は、行アドレス信号に従って複数のメモリブロック行のうちのいずれかのメモリブロック行を選択する。列選択手段は、列アドレス信号に従って複数のメモリブロック列のうちのいずれかのメモリブロック列を選択する。制御手段は、第1のスイッチ手段を制御して、行選択手段および列選択手段によって第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックが選択された場合に、1のローカルIO線対と第1のグローバルIO線対、第2のローカルIO線と第3のグローバルIO線、第3のローカルIO線と第2のグローバルIO線、第4のローカルIO線と第4のグローバルIO線それぞれ結合させる。データ入出力手段は、第1のグローバルIO線対に接続され、データの入出力を行なう。
【0015】
好ましくは、第1のスイッチ手段は、第1のローカルIO線対の中央部と第1のグローバルIO線対との間に接続された1対のトランスファゲートを含む。第2のスイッチ手段は、第2のローカルIO線対の中央部と第のグローバルIO線対との間に接続された1対のトランスファゲートを含む。第3のスイッチ手段は、第3のローカルIO線対の中央部と第2のグローバルIO線対との間に接続された1対のトランスファゲートを含む。第4のスイッチ手段は、第4のローカルIO線対の中央部と第4のグローバルIO線対との間に接続された1対のトランスファゲートを含む。
【0016】
また好ましくは、第1のスイッチ手段は、第1のローカルIO線対の電位差を増幅して第1のグローバルIO線対に与える増幅器を含む。第2のスイッチ手段は、第2のローカルIO線対の電位差を増幅して第2のグローバルIO線対に与える増幅器を含む。第3のスイッチ手段は、第3のローカルIO線対の電位差を増幅して第2のグローバルIO線対に与える増幅器を含む。第4のスイッチ手段は、第4のローカルIO線対の電位差を増幅して第4のグローバルIO線対に与える増幅器を含む。
【0017】
また好ましくは、さらに、第1のローカルIO線対には、および第のスイッチ手段のスイッチ手段を間に挟んで設けられ、第2のローカルIO線対には、および第のスイッチ手段のスイッチ手段を間に挟んで設けられる。第3のローカルIO線対には、第9および第10のスイッチ手段が第3のスイッチ手段を間に挟んで設けられ、第4のローカルIO線対には、第11および第12のスイッチ手段が第4のスイッチ手段を間に挟んで設けられる。制御手段は、さらに、第5〜12のスイッチ手段を制御して、第1のローカルIO線対のうちの行選択手段および列選択手段によって選択されたメモリブロックに対応する部分とそれぞれに対応する第1のグローバルIO線対とを結合させ、第1のローカルIO線対のうちの他の部分とそれぞれに対応する第1のグローバルIO線対とを切り離す。
【0018】
また好ましくは、各メモリブロックは、複数行複数列に配列された複数のメモリセル、それぞれ複数行に対応して設けられた複数のワード線、およびそれぞれ複数列に対応して設けられた複数のビット線対を含む。複数のビット線対は、各々が4つのビット線対を含む複数のビット線対グループに分割される。半導体記憶装置は、さらに、各メモリブロック列に対応して設けられて対応するメモリブロック列に属する複数のメモリブロックに共通に設けられ、対応する各メモリブロックの複数のビット線対グループのうちのいずれかのビット線対グループを選択するための複数の列選択線を備える。複数の列選択線のうちの少なくとも1つの列選択線は、不良列選択線と置換するためのスペア列選択線として使用される。半導体記憶装置は、さらに、各スペア列選択線に対応して設けられ、不良列選択線に割当てられた列アドレス信号がプログラムされ、入力されたアドレス信号とプログラムされた列アドレス信号が一致したことに応じて、対応のスペア列選択線を選択するアドレスコンパレータを備える。列選択手段は、さらに、選択したメモリブロック列に対応する複数の列選択線のうちのアドレスコンパレータにプログラムされた不良列選択線以外のいずれかの列選択線を選択する。行選択手段は、さらに、選択したメモリブロック行のうちのアドレスコンパレータまたは列選択手段によって選択されたスペア列選択線または列選択線に対応するメモリブロックの複数のワード線のうちのいずれかのワード線を選択する。制御手段は、さらに、アドレスコンパレータまたは列選択手段によって選択されたスペア列選択線または列選択線に対応するビット線対グループの4つのビット線対と、行選択手段によって選択されたワード線とに対応する4つのメモリセルを対応の第1のローカルIO線対に結合させる。
【0019】
また好ましくは、各アドレスコンパレータには、対応のスペア列選択線が属するメモリブロック列に属する不良列選択線の列アドレス信号がプログラムされる。
【0020】
また好ましくは、列選択手段は、複数の奇数番のメモリブロック列と複数の偶数番のメモリブロック列とのうちのいずれか一方を選択する。各アドレスコンパレータには、対応のスペア列選択線が属するメモリブロック列または該メモリブロック列に隣接するメモリブロック列に属する不良列選択線の列アドレス信号がプログラムされる。各アドレスコンパレータは、複数の奇数番のメモリブロック列または複数の偶数番のメモリブロック列に共通に設けられる。
【0024】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1によるDRAMの全体構成を示すブロック図である。図1を参照して、このDRAMは、クロック発生回路1、行および列アドレスバッファ2、行デコーダ3、列デコーダ4、メモリマット5、入力バッファ8および出力バッファ9を備え、メモリマット5はメモリアレイ6およびセンスアンプ+入出力制御回路7を含む。
【0025】
クロック発生回路1は、外部から与えられる制御信号/RAS,/CAS,/Wに基づいて所定の動作モードを選択し、DRAM全体を制御する。
【0026】
行および列アドレスバッファ2は、外部から与えられるアドレス信号A0〜Ai(ただし、iは0以上の整数である)に基づいて行アドレス信号RA0〜RAiおよび列アドレス信号CA0〜CAiを生成し、生成した信号RA0〜RAiおよびCA0〜CAiをそれぞれ行デコーダ3および列デコーダ4に与える。
【0027】
メモリアレイ6は、それぞれが1ビットのデータを記憶する複数のメモリセルを含む。各メモリセルは、行アドレスおよび列アドレスによって決定される所定のアドレスに配置される。
【0028】
行デコーダ3は、行および列アドレスバッファ2から与えられた行アドレス信号RA0〜RAiに応答して、メモリアレイ6の行アドレスを指定する。列デコーダ4は、行および列アドレスバッファ2から与えられた列アドレス信号CA0〜CAiに応答して、メモリアレイ6の列アドレスを指定する。
【0029】
センスアンプ+入出力制御回路7は、行デコーダ3および列デコーダ4によって指定されたアドレスのメモリセルをグローバルIO線対GIOPの一方端に接続する。グローバルIO線対GIOPの他方端は、入力バッファ8および出力バッファ9に接続される。入力バッファ8は、書込モード時に、制御信号/Wに応答して、外部から入力されたデータDj(ただし、jは0以上の整数である)をグローバルIO線対GIOPを介して選択されたメモリセルに与える。出力バッファ9は、読出モード時に、外部から入力される制御信号/OEに応答して、選択されたメモリセルからの読出データDj外部に出力する。
【0030】
図2は、図1に示したDRAMのチップレイアウトを示す図である。図2を参照して、メモリマット5は、4つの長方形のメモリマット5a〜5dに分割され。メモリマット5a〜5dはそれぞれ長方形の半導体基板10の四隅に配置される。行デコーダ3は4つの行デコーダ3a〜3dに分割され、行デコーダ3a〜3dはそれぞれメモリマット5a〜5dのチップ中央側の長辺に沿って配置される。列デコーダ4は4つの列デコーダ4a〜4dに分割され、列デコーダ4a〜4dはそれぞれメモリマット5a〜5dのチップ中央側の短辺に沿って配置される。
【0031】
図1のクロック発生回路1、行および列アドレスバッファ2、入力バッファ8および出力バッファ9は、チップ中央部の周辺回路領域11に配置される。
【0032】
メモリマット5a〜5dの各々において、メモリマットの長辺と同方向に延びる列選択線CSLおよびグローバルIO線対GIOPと、メモリマットの短辺方向と同方向に延びる主ワード線MWLとが配置される。
【0033】
図3は、図2のX部拡大図である。図3を参照して、メモリマット5aは、複数行複数列(図では4行4列)に配置された複数(図では16)のメモリブロックM11〜M44を備える。
【0034】
4つのメモリブロック列M11〜M41;…;M14〜M44の左右両側および各間に2組のグローバルIO線対GIOP1,GIOP2とGIOP3,GIOP4が交互に配置される。グローバルIO線対GIOPは、左右両側の2つのメモリブロック列で共用される。
【0035】
中央の4つのメモリブロック行M12,M13;…;M42,M43の上下両側および各間にローカルIO線対LIOP1とLIOP3が交互に配置される。左側の4つのメモリブロック行M11,M12;…;M41,M42の上下両側および各間にローカルIO線対LIOP2とLIOP4が交互に配置される。右側の4つのメモリブロック行M13,M12;…;M43,M44の上下両側および各間にローカルIO線対LIOP2とLIOP4が交互に配置される。すなわち、ローカルIO線対LIOP1とLIOP2、LIOP3とLIOP4は、いわゆる入れ子構造となっている。ローカルIO線対LIOPは、上下両側の2つのメモリブロックで共用される。
【0036】
GIOP1とLIOP3、GIOP2とLIOP1、GIOP3とLIOP4、GIOP4とLIOP2の各々の交差部にブロック選択スイッチBSが配置される。上下左右の方向においても、同じ周期でグローバルIO線対GIOP1〜GIOP4、ローカルIO線対LIOP1〜LIOP4およびブロック選択スイッチBSが配置される。
【0037】
4つのメモリブロック行のうちのいずれか1つのメモリブロック行(たとえばM31〜M34)と、4つのメモリブロック列のうちの奇数番または偶数番のメモリブロック列(たとえばM11〜M41とM13〜M43)とが選択され、それらの交差部に位置する2つのメモリブロック(この場合はM31とM33)の各々の周囲の4つのブロック選択スイッチBSが導通する。メモリブロックM31,M33の各々において、4ビットのデータの読出/書込が可能となる。
【0038】
図4は、図3のY部拡大図である。図4を参照して、このメモリマットは、いわゆる交互シェアードセンスアンプ構成を備える。すなわち、メモリブロックM23とM33で共用されるセンスアンプSAがメモリブロックM23とM33の間に配置され、メモリブロックM33とM43で共用されるセンスアンプSAがメモリブロックM33とM43の間に配置される。
【0039】
メモリブロックM23とM33の間のセンスアンプSAはメモリブロックM223,M33の奇数番のビット線対BLPに対応して設けられ、メモリブロックM33とM43の間のセンスアンプSAはメモリブロックM33,M43の偶数番のビット線対BLPに対応して設けられる。
【0040】
たとえばメモリブロックM33が選択された場合は、図4に示すように、各センスアンプSAはメモリブロックM33の対応のビット線対BLPと接続される。メモリブロックM33の内の選択された4つのセンスアンプSAはそれぞれローカルIO線対LIOP1〜LIOP4に接続され、さらに4つのブロック選択スイッチBSを介してグローバルIO線対GIOP1〜GIOP4に接続される。
【0041】
図5は、図4に示したメモリブロックM33の奇数番のビット線対BL,/BLに関連する部分を詳細に示す図である。図5を参照して、メモリブロックM33は、行列状に配列された複数のメモリセルMCと、各行に対応して設けられた副ワード線SWLと、各列に対応して設けられたビット線対BL,/BLとを含む。メモリセルMCは、情報記憶用のキャパシタとアクセス用のNチャネルMOSトランジスタを含む周知のものである。
【0042】
メモリブロックM33に対応して、隣接するメモリブロックM32との間の領域に副ワードドライバ12が設けられる。副ワードドライバ12は、対応のメモリブロックM33に対応する列選択線CSLが選択されたことに応じて活性化され、行デコーダ3aによって選択された主ワード線MWLと同じ行の副ワード線SWLを選択レベルの「H」レベルにする。
【0043】
ビット線対BL,/BLとセンスアンプSAの間に転送ゲート13が設けられる。転送ゲート13は複数のNチャネルMOSトランジスタを含む。各NチャネルMOSトランジスタは、ビット線とセンスアンプの間に接続され、そのゲートが信号φ33を受ける。メモリブロックM33が選択されると、信号φ33が「H」レベルとなって転送ゲート13が導通し、メモリブロックM33のビット線対BL,/BLとセンスアンプSAとが結合される。
【0044】
センスアンプSAは、予め2つずつグループ化されており、各グループのセンスアンプSAは列選択ゲートCSGを介してローカルIO線対LIO1,/LIO1またはLIO2,/LIO2に接続される。列選択ゲートCSGは4つのNチャネルMOSトランジスタを含む。各NチャネルMOSトランジスタは、センスアンプSAとローカルIO線との間に接続され、そのゲートが対応の列選択線CSLに接続される。対応の列選択線CSLが選択レベルの「H」レベルになると、列選択ゲートCSGが導通してセンスアンプSAがローカルIO線対に接続される。
【0045】
ブロック選択スイッチBSは、図6に示すように、トランスファゲート14,15およびインバータ16を含む。トランスファゲート14,15は、それぞれグローバルIO線GIO,/GIOとローカルIO線LIO,/LIOとの間に接続される。ブロック選択信号φBは、インバータ16を介してトランスファゲート14,15のPチャネルMOSトランジスタ側のゲートに入力されるとともに、トランスファゲート14,15のNチャネルMOSトランジスタ側のゲートに直接入力される。各ブロック選択スイッチBSには、固有のブロック選択信号φBが予め割当てられている。ブロック選択信号φBは、アドレス信号に基づいて生成される。ブロック選択信号φBが活性化レベルの「H」レベルになるとトランスファゲート14,15が導通してローカルIO線対LIO,/LIOとグローバルIO線GIO,/GIOとが結合される。
【0046】
次に、図1〜図6に示したDRAMの動作について説明する。書込モード時は、列アドレス信号CA0〜CAiに応じたグループの列選択線SCLが列デコーダ4によって選択レベルの「H」レベルに立上げられ、そのグループの列選択ゲートCSGが導通する。
【0047】
次いで、入力バッファ8を介して与えられた書込データがグローバルIO線対GIOP、ブロック選択線スイッチBSおよびローカルIO線対LIOPを介して選択されたグループのビット線対BL,/BLに与えられる。次いで、行アドレス信号RA0〜RAiに応じた副ワード線SWLが行デコーダ3および副ワードドライバ12によって選択レベルの「H」レベルに立上げられ、その副ワード線SWLに対応するメモリセルMCが活性化される。活性化されたメモリセルMCには対応のビット線BL,/BLのデータが電荷量の形態で書込まれる。
【0048】
読出モード時は、各ビット線対BL,/BL間の電位がイコライズされた後、行アドレス信号RA0〜RAiに応じた副ワード線SWLが行デコーダ3および副ワードドライバ12によって選択レベルの「H」レベルに立上げられる。ビット線BL,/BLの電位は、活性化されたメモリセルMCのデータに応じて微小量だけ変化する。次いで、センスアンプSAが活性化されて、ビット線BL,/BLのうちの電位の高い方のビット線が電源電位VCCまで引上げられ、他方のビット線が接地電位GNDまで引下げられる。
【0049】
次いで、列アドレス信号CA0〜CAiに応じたグループの列選択線CSLが列デコーダ4によって選択レベルの「H」レベルに立上げられて、そのグループの列選択ゲートCSGが導通する。選択されたグループのビット線対BL,/BLのデータが列選択ゲートCSG、ローカルIO線対LIOP、ブロック選択スイッチBSおよびグローバルIO線対GIOPを介して出力バッファ9に与えられる。出力バッファ9は、グローバルIO線対GIOPを介して与えられた読出データを外部に出力する。
【0050】
この実施の形態では、隣接する2つのメモリブロック列の間に2組のグローバルIO線対GIOPを配置し、隣接する2つのメモリブロック行の間にメモリブロック2つ分の長さのローカルIO線対LIOPを入れ子構造で配置し、各ローカルIO線対LIOPの中央部とグローバルIO線対GIOPとの交差部にブロック選択スイッチBSを設けた。したがって、複数のメモリブロック列の各間に4組のグローバルIO線対GIOPが設けられていた従来例1に比べてエリアペナルティが小さくてすみ、かつ、ローカルIO線対LIOPの端部または中央部にブロック選択スイッチが配置されていた従来例2に比べてデータ転送速度の高速化が図られる。
【0051】
(変更例1)
図7は、実施の形態1の変更例1によるDRAMのブロック選択スイッチBSおよびその周辺回路を示す回路図である。図7を参照して、このブロック選択スイッチBSは、NチャネルMOSトランジスタ21〜27を含む。
【0052】
NチャネルMOSトランジスタ21,22は、それぞれグローバルIO線GIO,/GIOとローカルI/O線LIO,/LIOとの間に接続され、各々のゲートは共にブロック選択信号φBwを受ける。書込モード時にブロック選択信号φBwが活性化レベルの「H」レベルになると、NチャネルMOSトランジスタ21,22が導通してグローバルIO線GIO,/GIOとローカルI/O線LIO,/LIOとが結合される。
【0053】
NチャネルMOSトランジスタ23,24と25,26は、それぞれグローバルIO線GIO,/GIOとノードN27との間に直列接続される。NチャネルMOSトランジスタ27は、ノードN27と接地電位GNDのラインとの間に接続される。NチャネルMOSトランジスタ23,25,27のゲートはブロック選択信号φBrを受け、NチャネルMOSトランジスタ24,26のゲートはそれぞれローカルIO線LIO,/LIOに接続される。ブロック選択信号φBrは読出モード時に活性化レベルの「H」レベルになる。この部分の動作については後述する。
【0054】
ローカルI/O線LIO,/LIOにイコライザ28が設けられる。イコライザ28は、PチャネルMOSトランジスタ29〜31を含む。PチャネルMOSトランジスタ29は、ローカルIO線LIOと/LIOの間に接続される。PチャネルMOSトランジスタ30,31は、それぞれローカルIO線LIOと/LIOと電源電位VCCのラインとの間に接続される。PチャネルMOSトランジスタ29〜31のゲートは、イコライズ信号LIOEQを受ける。イコライズ信号LIOEQが活性化レベルの「L」レベルになると、PチャネルMOSトランジスタ29〜31が導通してローカルI/O線LIOと/LIOが電源電位VCCにイコライズされる。
【0055】
グローバルIO線対GIO,/GIOにイコライザ32が設けられる。イコライザ32は、PチャネルMOSトランジスタ33〜35を含む。PチャネルMOSトランジスタ33は、グローバルIO線GIOと/GIOの間に接続される。PチャネルMOSトランジスタ34,35は、それぞれグローバルIO線GIO,/GIOと電源電位VCCのラインとの間に接続される。PチャネルMOSトランジスタ33〜35のゲートは、イコライズ信号GIOEQを受ける。イコライズ信号GIOEQが活性化レベルの「L」レベルになると、PチャネルMOSトランジスタ33〜35が導通してグローバルIO線GIOと/GIOが電源電位VCCにイコライズされる。
【0056】
グローバルIO線対GIO,/GIOに充電回路36が設けられる。充電回路36は、ゲート幅が比較的小さなPチャネルMOSトランジスタ37,38を含む。PチャネルMOSトランジスタ37,38は、それぞれグローバルIO線GIO,/GIOと電源電位VCCのラインとの間に接続され、各々のゲートは信号CLPを受ける。信号CLPが活性化レベルの「L」レベルになると、PチャネルMOSトランジスタ37,38が導通してグローバルIO線GIO,/GIOが電源電位VCCに充電される。
【0057】
次に、図7に示した回路の動作について説明する。書込モード時は、イコライザ28,32によってローカルIO線LIO,/LIOおよびグローバルIO線対GIO,/GIOが「H」レベル(電源電位VCC)にイコライズされた後、ブロック選択信号φBwが活性化レベルの「H」レベルになってグローバルIO線対GIO,/GIOとローカルIO線対LIO,/LIOとが結合される。
【0058】
次に、入力バッファ8が書込データに従ってグローバルIO線GIO,/GIOのうちの一方を「L」レベルに引き下げる。これにより書込データがグローバルIO線対GIO,/GIOおよびローカルIO線対LIO,/LIOを介して選択されたメモリセルMCに与えられる。
【0059】
読出モード時は、図8に示すように、信号CLPが「L」レベルに固定され、グローバルIO線GIO,/GIOは微小電流によって「H」レベルに充電される。また、イコライザ28,32によってローカルIO線対LIO,/LIOおよびグローバルIO線対IO,/GIOが「H」レベルにイコライズされた後、イコライズ信号LIOEQ,GIOEQが非活性化レベルの「H」レベルになってイコライズが停止される。
【0060】
次に時刻t0に、選択された列選択線CSLが活性化レベルの「H」レベルに立上げられ、読出データにおいてローカルIO線LIO,/LIOの一方(図では/LIO)の電位が徐々に下降する。
次に、時刻t1に、ブロック選択信号φBrが活性化レベルの「L」レベルに立上げられる。これによりブロックスイッチBSのNチャネルMOSトランジスタ23,25,27が導通する。このときローカルIO線/LIOの電位がローカルIO線LIOの電位よりも低下し、NチャネルMOSトランジスタ26がNチャネルMOSトランジスタ24よりも高抵抗になっているので、グローバルIO線GIOの電位が徐々に下降する。グローバルIO線GIOと/GIOの電位差が所定値になったときにデータが読出され、時刻t2にブロック選択信号φBrが非選択レベルの「L」レベルとなりイコライズ信号LIOEQ,GIOEQが活性化レベルの「L」レベルとなってデータ読出が終了する。
【0061】
なお、ローカルIO線対LIO,/LIOからグローバルIO線対GIO,/GIOに伝達されるときに読出データが反転されるが、このデータは図示しない反転回路で再度反転された後に外部に出力される。
【0062】
この実施の形態では、センスアンプSAによってグローバルIO線対GIO,/GIOを駆動する必要がないので、センスアンプSAの駆動能力が小さくて済む。
【0063】
(変更例2)
図9は、実施の形態1の変更例2によるDRAMの冗長構成を示すブロック図である。図9を参照して、このDRAMでは、各メモリブロック列ごとにスペア列選択線SCSLが複数本(図では2本)ずつ設けられ、各メモリブロック列の各スペア列選択線SCSLに対応してアドレスコンパレータ40が設けられ、4つのブロック列に対応してそれぞれ列デコーダブロックDB1〜DB4が設けられる。不良列選択線CSLは、同じメモリブロック列内のスペア列選択線SCSLで置換される。
【0064】
アドレスコンパレータ40は、対応のメモリブロック列の不良列選択線CSL(図中×印が付される)の列アドレス信号がプログラムされる。図9では、第1メモリブロック列の列選択線CSL0、第2メモリブロック列の列選択線CSL1,CSL2、第3メモリブロック列の列選択線CSL3および第4メモリブロック列の列選択線CSL4の列アドレス信号がプログラムされた例が示される。アドレスコンパレータ40は、列アドレス信号CA0〜CAiを受け、入力された列アドレス信号CA0〜CAiとプログラムされた不良列選択線CSLの列アドレス信号とが一致したことに応じて対応のスペア列選択線SCSLを選択レベルの「H」レベルに立上げる。
【0065】
列デコーダブロックDBは、列アドレス信号CA0〜CAiを受け、その列アドレス信号CA0〜CAiに応じた列選択線CSLを選択する。また列デコーダブロックDBは、対応のメモリブロックのスペア列選択線SCSLが選択レベルの「H」レベルに立上げられた場合は、そのスペア列選択線SCSLで置換された不良列選択線CSLを非選択レベルの「L」レベルに固定する。
【0066】
(変更例3)
図10は、実施の形態1の変更例3によるDRAMの冗長構成を示すブロック図である。図10を参照して、このDRAMでは、各メモリブロック列ごとにスペア列選択線SCSLが複数本(図では4本)ずつ設けられ、第1および第3のブロック列の4本のスペア列選択線SCSLに共通に4つのアドレスコンパレータ41が設けられ、第2および第4のブロック列の4本のスペア列選択線SCSLに共通に4つのアドレスコンパレータ41が設けられ、4つのメモリブロック列に対応してそれぞれ4つの列デコーダブロックDB1〜DB4が設けられる。
【0067】
このDRAMでは、不良列選択線CSLは同じメモリブロックまたは隣接するメモリブロック内のスペア列選択線SCSLで置換される。2つのメモリブロック内で最大8本の不良列選択線CSLを置換できるが、各メモリブロックごとに独立にはプログラムできず、2メモリブロック単位での同時置換となる。
【0068】
なお、このように同時置換させるのは、隣接する2つのメモリブロック列でデータの読出/書込が行なわれると、2つのメモリブロック列の間のグローバルIO線対GIOPでデータの衝突が生じるからである。
【0069】
アドレスコンパレータ41には、対応のメモリブロック列の不良列選択線CSLの列アドレス信号がプログラムされる。図9では、第2メモリブロック列の列選択線CSL0,CSL1、第3メモリブロック列の列選択線CSL2および第4メモリブロック列の列選択線CSL3がプログラムされた例が示される。アドレスコンパレータ41は、列アドレス信号CA0〜CAiを受け、入力された列アドレス信号CA0〜CAiとプログラムされた不良列選択線CSLの列アドレス信号とが一致したことに応じて対応の2本のスペア列選択線SCSLを活性化レベルの「H」レベルに立上げる。
【0070】
列デコーダブロックDBは、列アドレス信号CA0〜CAiを受け、その列アドレス信号CA0〜CAiに応じた列選択線CSLを選択する。また列デコーダブロックDBは、スペア列選択線SCSLが選択された場合は、そのスペア列選択線SCSLで置換された不良列選択線CSLを非活性化レベルの「L」レベルに固定する。
【0071】
このDRAMでは、不良列選択線CSLは同じメモリブロック列内または隣接するメモリブロック列内のスペア列選択線CSLで置換される。2つのメモリブロック列内で最大8本の不良列選択線CSLをスペア列選択線SCSLで置換できるが、各メモリブロック列ごとに独立にプログラムすることはできず、2つのブロック列で同時に置換される。スペア列選択線SCSLがヒットした場合、置換されるノーマル列選択線CSLは非活性化される。
【0072】
[実施の形態2]
図11は、この発明の実施の形態2によるDRAMのメモリマットの要部を示す図であって、図3と対比される図である。図11を参照して、このDRAMが図3のDRAMと異なる点は、各ローカルIO線対LIOPにおいてブロック選択スイッチBSの両側にブロック選択スイッチBS′(図中○印で示される)が設けられる点である。図11では、各メモリブロック列の両側に1列ずつ合計8列のブロック選択スイッチBS′が示される。8列のブロック選択スイッチBS′は、それぞれ信号φa〜φhで制御される。
【0073】
たとえば第1および第2のメモリブロック列の間の領域では、図12に示すように、ブロック選択スイッチBSの一方側近傍および他方側近傍の2箇所でたとえばローカルIO線対LIO2,/LIO2が切断される。ブロック選択スイッチBS′は、1対のNチャネルMOSトランジスタ43,44を含む。NチャネルMOSトランジスタ43,44は、それぞれ切断されたローカルIO線LIO2とLIO2,/LIO2と/LIO2の間に接続される。ブロック選択スイッチBSの一方側のブロック選択スイッチBS′に含まれるNチャネルMOSトランジスタ43,44のゲートは信号φbを受ける。ブロック選択スイッチBSの他方側のブロック選択スイッチBS′に含まれるNチャネルMOSトランジスタ43,44のゲートは信号φcを受ける。他のブロック選択スイッチBS′も同様である。
【0074】
図13は、図11に示したDRAMの動作を示すタイムチャートである。奇数番のメモリブロック列に対応する列選択線CSLが選択レベルの「H」レベルとなった場合は、信号φa,φb,φe,φfが「H」レベルに維持され、信号φc,φd,φg,φhは「L」レベルとなる。信号φa,φb,φe,φfに対応するブロック選択スイッチBS′が導通し、信号φc,φd,φg,φhに対応するブロック選択スイッチBS′は非導通になる。これにより、ローカルIO線対LIOPのうち今回の読出/書込サイクルにおいて不要な部分は、ブロック選択スイッチBSおよびグローバルIO線対GIOPから切り離される。このため、ローカルIO線対LIOPの容量が半分になり、データ転送速度の一層の高速化が図られる。
【0075】
なお、この実施の形態では、信号φa〜φhは通常時において「H」レベルに維持されていたが、図14に示すように、φa〜φhは通常時において「L」レベルに維持されていてもよいことは言うまでもない。
【0076】
[実施の形態3]
図15は、この発明の実施の形態3によるDRAMのメモリマットの要部を示す図であって、図11と対比される図である。
【0077】
図15を参照して、このDRAMが図11のDRAMと異なる点は、各メモリブロック列に複数本(図では2本)のスペア列選択線SCSLが設けられている点と、ローカルIO線対LIOPの延在する方向に隣接する2つのローカルIO線対LIOP1とLIOP1、LIOP2とLIOP2、LIOP3とLIOP3、LIOP4とLIOP4の各々の間がそれぞれブロック選択スイッチBS″(図中BS′よりも小さな○印で示される)で接続されている点である。図15では、4つのメモリブロック列の間に一列ずつ、合計3列のブロック選択スイッチBS″が示される。3列のブロック選択スイッチBS″は、それぞれ信号φi〜φhで制御される。
【0078】
第1および第2のメモリブロック列間のブロック選択スイッチBS″は、図16に示すように、1対のNチャネルMOSトランジスタ45,46を含む。NチャネルMOSトランジスタ45,46は、たとえばローカルIO線LIO1,/LIO1の一方端とその延在方向に隣接するローカルIO線LIO1,/LIO1の一方端との間にそれぞれ接続され、各々のゲートはともに信号φiを受ける。信号φiが活性化レベルの「H」レベルになるとNチャネルMOSトランジスタ45,46が導通して、2つのローカルIO線対LIOP1は互いに接続される。他のブロック選択スイッチBS″も同様である。
【0079】
図17は、図15に示したDRAMの動作を示すタイムチャートである。図17では、第1のメモリブロック列の正常な列選択線CSL1と第3のメモリブロック列の正常な列選択線CSL2とが同時選択された場合が示される。この場合は、信号φa〜φhのうちの信号φa,φb,φe,φfのみが活性化レベルの「H」レベルとなる。これにより、第1メモリブロック列の両側のブロック選択スイッチBS′と第3メモリブロック列の両側のブロック選択スイッチBS′が導通し、左側の8本のグローバルIO線対GIOPにデータが読出される。図17では、図15中の10本のグローバルIO線対GIOPに読出される信号はそれぞれA〜Jで示される。
【0080】
図18は、図15に示したDRAMの動作を示す他のタイムチャートである。図17では、第1のメモリブロック列の不良な列選択線CSL1と第3のメモリブロック列の不良な列選択線CSL2とが同時選択された場合が示される。列選択線CSL1,CSL2は、8本のスペア列選択線SCSL1〜SCSL8のうちの任意のスペア列選択線と置換可能となっている。列選択線CSL1,CSL2は、たとえばスペア列選択線SCSL2,SCSL3で置換される。置換された列選択線CSL1,CSL2は、非活性化レベルの「L」レベルに維持される。信号φa〜φhのうちの信号φa,φb,φd,φf,φjが活性化レベルの「H」レベルとなる。スペア列選択線SCSL2が「H」レベルにされて第1メモリブロック列から読出された4ビットの信号は信号A〜Dとなる。スペア列選択線SCSL3が「H」レベルにされて第2メモリブロック列から読出された4ビットの信号は信号E〜Hとなる。信号I,Jは「H」レベルに維持される。
【0081】
(変更例)
図19は、実施の形態3の変更例によるDRAMの動作を示すタイムチャートであって、図18と対比される図である。
【0082】
この変更例では、図15のノーマル列選択線CSL1,CSL2は、スペア列選択線SCSL3,SCSL4,SCSL7,SCSL8のうちの任意の1本と置換可能となっている。ただし、列スペア列選択線SCSL3とSCSL4、SCSL7とSCSL8を同時に使用することはできない。
【0083】
図19では、列選択線CSL1がスペア列選択線SCSL3と置換され、列選択線CSL2はそのまま使用される例が示される。この変更例では、置換された列選択線CSL1を非活性化する必要はない。
【0084】
この場合は、信号φa〜φkのうちの信号φc,φd,φf,φh,φkのみが活性化レベルの「H」レベルとなる。列選択線CSL1が「H」レベルにされて第1メモリブロック列から読出された4ビットの信号は第1メモリブロック列の両側のブロック選択スイッチBS′で阻止されてグローバルIO線対GIOPには現われない。スペア列選択線SCSL3が「H」レベルにされて第2メモリブロック列から読出された4ビットの信号は信号C〜Fとなる。列選択線CSL2が「H」レベルにされて第3メモリブロック列から読出された4ビットの信号は信号G〜Jとなる。
【0085】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0086】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば第N番の列のメモリブロック列と第N+1番の列のメモリブロック列との間に第1および第2のグローバルIO線対が設けられ、第N+1番の列のメモリブロック列と第N+2番の列のメモリブロック列との間に第3および第4のグローバルIO線対が設けられる。また、第M番の行のメモリブロック行と第M+1番の行のメモリブロック行との間に、第N番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックに第1のローカルIO線対が共通に設けられる。また、第M番の行のメモリブロック行と第M+1番の行のメモリブロック行との間に、第N+1番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M+1番の行のメモリブロックに第2のローカルIO線対が共通に設けられる。また、第M+1番の行のメモリブロック行と第M+2番の行のメモリブロック行との間に、第N番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N番の列で第M+2番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+2番の行のメモリブロックとに第3のローカルIO線対が共通に設けられる。また、第M+1番の行のメモリブロック行と第M+2番の行のメモリブロック行との間に、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+2番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M+2番の行のメモリブロックとに第4のローカルIO線対が共通に設けられる。第1のローカルIO線対と第1のグローバルIO線対の交差部の各々に第1のスイッチ手段が設けられ、第2のローカルIO線対と第3のグローバルIO線対との交差部の各々に第2のスイッチ手段が設けられる。第3のローカルIO線対と第2のグローバルIO線対の交差部の各々に第3のスイッチ手段が設けられ、第4のローカルIO線対と第4のグローバルIO線対の交差部の各々に第4のスイッチ手段が設けられる。そして、制御手段が、第1のスイッチ手段を制御して、行選択手段および列選択手段によって選択されたメモリブロックに対応するローカルIO線対とグローバルIO線対とを結合させる。したがって、複数のメモリブロック列の各間に4組のグローバルIO線対が設けられていた従来例1に比べてエリアペナルティが小さくてすみ、かつ、ローカルIO線対の端部または中央部がグローバルIO線対に接続されていた従来例2に比べてデータ転送速度の高速化が図られる。
【0087】
好ましくは、第1のスイッチ手段の各々は1対のトランスファゲートを含む。この場合は、第1のスイッチ手段を容易に構成できる。
【0088】
また好ましくは、第1のスイッチ手段の各々はローカルIO線対の電位差を増幅してグローバルIO線対に与える増幅器を含む。この場合は、ローカルIO線対の電位差を増幅してグローバルIO線対に与えるので、データ転送速度の一層の高速化が図られる。
【0089】
また好ましくは、第1のローカルIO線対には、第5および第6のスイッチ手段がのスイッチ手段を間に挟んで設けられ、第2のローカルIO線対には、第7および第8のスイッチ手段が第のスイッチ手段を間に挟んで設けられる。第3のローカルIO線対には、第9および第10のスイッチ手段が第3のスイッチ手段を間に挟んで設けられ、第4のローカルIO線対には、第11および第12のスイッチ手段が第4のスイッチ手段を間に挟んで設けられる。制御手段は、第5〜12のスイッチ手段も制御して、第1のローカルIO線対のうちの選択されたメモリブロックに対応する部分とそれぞれに対応する第1〜第4のグローバルIO線対とを結合させ、第1〜第4のローカルIO線対のうちの他の部分とそれぞれに対応する第1〜第4のグローバルIO線対とを切り離す。この場合は、第1のローカルIO線対の容量を半分にすることができ、データ転送速度の一層の高速化が図られる。
【0090】
また好ましくは、各メモリブロック列にスペア列選択線およびアドレスコンパレータがさらに設けられる。この場合は、不良な列選択線をスペア列選択線で置換することができる。
【0091】
また好ましくは、各アドレスコンパレータには、対応のスペア列選択線が属するメモリブロック列に属する不良列選択線の列アドレス信号がプログラムされる。この場合は、制御手段の制御動作を簡単化できる。
【0092】
また好ましくは、列選択手段は、複数の奇数番のメモリブロック列を複数の偶数番のメモリブロック列とのうちのいずれか一方を選択し、各アドレスコンパレータには、対応のスペア列選択線が属するメモリブロック列またはそのメモリブロック列に隣接するメモリブロック列に属する不良列選択線の列アドレス信号がプログラムされ、アドレスコンパレータは、複数の奇数番のメモリブロック列または複数の偶数番のメモリブロック列に共通に設けられる。この場合は、より多くの不良列選択線を救済できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるDRAMの全体構成を示すブロック図である。
【図2】 図1に示したDRAMのチップレイアウトを示す図である。
【図3】 図2のX部拡大図である。
【図4】 図3のY部拡大図である。
【図5】 図4に示したメモリブロックの奇数番のビット線対に関連する部分を詳細に示す図である。
【図6】 図5に示したブロック選択スイッチの構成を示す回路図である。
【図7】 実施の形態1の変更例1を示す回路図である。
【図8】 図7に示した変更例1の読出モード時の動作を示すタイムチャートである。
【図9】 実施の形態1の変更例2を示すブロック図である。
【図10】 実施の形態1の変更例3を示すブロック図である。
【図11】 この発明の実施の形態2によるDRAMのメモリマットの要部を示す回路ブロック図である。
【図12】 図11に示したブロック選択スイッチBS′の構成を示す回路ブロック図である。
【図13】 図11に示したDRAMの動作を示したタイムチャートである。
【図14】 実施の形態2の変更例を示すタイムチャートである。
【図15】 この発明の実施の形態3によるDRAMのメモリマットの要部を示す回路ブロック図である。
【図16】 図15に示したブロック選択スイッチBS″の構成を示す回路図である。
【図17】 図15に示したDRAMの動作を示すタイムチャートである。
【図18】 図15に示したDRAMの動作を示す他のタイムチャートである。
【図19】 図15に示したDRAMの変更例を示すタイムチャートである。
【図20】 従来のDRAMのメモリマットの要部を示す回路ブロック図である。
【図21】 従来の他のDRAMのメモリマットの要部を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
1 クロック発生回路、2 行および列アドレスバッファ、3 行デコーダ、4 列デコーダ、5 メモリマット、6 メモリアレイ、7 センスアンプ+入出力制御回路、8 入力バッファ、9 出力バッファ、10 半導体基板、11周辺回路領域、12 副ワードドライバ、13 転送ゲート、14,15 トランスファゲート、16 インバータ、21〜27,43〜46 NチャネルMOSトランジスタ、28,32 イコライザ、29〜31,33〜35,37,38 PチャネルMOSトランジスタ、36 充電回路、40,41 アドレスコンパレータ、M メモリブロック、LIOP ローカルIO線対、GIOPグローバルIO線対、BS,BS′,BS″ ブロック選択スイッチ、MC メモリセル、WL ワード線、BLP ビット線対、SA センスアンプ、CSL列選択線、SCSLスペア列選択線、CSLG 列選択ゲート、DB 列デコーダブロック。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a semiconductor memory device including a plurality of memory blocks arranged in a matrix.
[0002]
[Prior art]
FIG. 20 shows a main part of a memory mat of a conventional dynamic random access memory (hereinafter referred to as DRAM). Referring to FIG. 20, the memory mat includes a plurality (16 in the figure) of memory blocks M11 to M44 arranged in a plurality of rows and a plurality of columns (in the figure, 4 rows and 4 columns).
[0003]
Two sets of global IO line pairs GIOP1, GIOP2 and GIOP3, GIOP4 are arranged on both sides of each of memory block columns M11 to M41;... M14 to M44. Each global IO line pair GIOP is shared by four memory blocks in the same column.
[0004]
Two sets of local IO line pairs LIOP1, LIOP2 and LIOP3, LIOP4 are alternately arranged between the upper and lower sides and between each of first memory block columns M11-M41. In the figure, a local IO line pair LIOP between two memory blocks adjacent in the vertical direction is shared by two memory blocks adjacent in the vertical direction. The same applies to the other memory block columns.
[0005]
Block selection switches BS (indicated by □ in the figure) are arranged at the intersections of GIOP1 and LIOP3, GIOP2 and LIOP4, GIOP3 and LIOP1, and GIOP4 and LIOP2.
[0006]
Any one of the four memory block rows (for example, M31 to M34), and odd or even numbered block columns (for example, M11 to M41 and M13 to M43) of the four memory block columns; Are selected, and the four block selection switches BS at the upper right and lower left of each of the two memory blocks (in this case, M31 and M33) located at the intersection between them are turned on. In each of memory blocks M31 and M33, 4-bit data can be read / written.
[0007]
FIG. 21 shows a main part of a memory mat of another conventional DRAM. Referring to FIG. 21, the memory mat includes 16 memory blocks M11 to M44 arranged in 4 rows and 4 columns, as in the DRAM of FIG.
[0008]
Two sets of global IO line pairs GIOP1, GIOP2 and GIOP3, GIOP4 are alternately arranged between the left and right sides of each of the four memory block rows M11 to M41;. Global IO line pair GIOP1, GIOP2 is shared by the block columns on both sides. Global IO line pairs GIOP3 and GIOP4 are shared by blocks in the same column.
[0009]
Two sets of local IO line pairs LIOP1, LIOP2 and LIOP3, LIOP4 are alternately arranged between the upper and lower sides of the four central memory block rows M12, M13;. Block selection switches BS are arranged at the intersections of GIOP1 and LIOP4, GIOP2 and LIOP1, GIOP3 and LIOP2, and GIOP4 and LIOP3. In the vertical and horizontal directions, the local IO line pairs LIOP1 to LIOP4 and the block selection switch BS are arranged with the same cycle.
[0010]
Similarly to the DRAM of FIG. 20, for example, when memory blocks M31 and M33 are selected, each of memory blocks M31 and M33 is connected to global IO line pairs GIOP1 to GIOP1 through local IO line pairs LIOP1 to LIPO4 and block selection switch BS. Connected to GIOP4. Thus, 4-bit data can be read / written in each of the memory blocks M31 and M33.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the DRAM of FIG. 20 has a problem that the area penalty is large because four global IO line pairs GIOP are provided between two adjacent memory block columns. In each read / write cycle, half of the entire local IO line pair LIOP and global IO line pair GIOP are not used, and the local IO line pair LIOP and global IO line pair GIOP are not effectively utilized. It was.
[0012]
On the other hand, in the DRAM of FIG. 21, since two sets of global IO line pairs GIOP are provided between two adjacent memory blocks, the problem of the DRAM of FIG. 20 is solved. However, there are cases where the block selection switch BS is located at the center of the local IO line pair LIOP and cases where the block selection switch BS is located at the end of the local IO line pair LIOP. There is a problem that the route becomes long and the data transfer speed becomes slow.
[0013]
Therefore, a main object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having a small area penalty and capable of high-speed data transfer.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  thisinventionSemiconductor memory device according toIs a semiconductor memory device having a plurality of memory blocks arranged in a matrix,~First4First global IO line pair, first~First4First local IO line pair, first~First4Switch means, row selection means, column selection means, control means, and data input / output means. The first and second global IO line pairs are:N-th column (where N is a natural number) memory block column and N + 1-th columnMemory block sequenceWithIt is provided in the area between.The third and fourth global IO line pairs are provided in an area between the memory block column of the (N + 1) th column and the memory block column of the (N + 2) th column.The first local IO line pair isM-th memory block row (where M is a natural number) and M + 1-th rowMemory block rowsWithBetween the Nth andThe memory block of the Mth row in the number column,N + 1The Mth row in the columnMemory blockA memory block of the (M + 1) th row in the Nth column, a memory block of the (M + 1) th row in the (N + 1) th column, andAre provided in common. The second local IO line pair isM-th memory block row and M + 1-th rowMemory block rowsWithBetween the N + 1thThe memory block of the Mth row in the number column,N + 2 columnAt line MMemory blockA memory block in the (M + 1) th row in the (N + 1) th column, a memory block in the (M + 1) th row in the (N + 2) th column, andAre provided in common.The third local IO line pair is provided in an area between the memory block row of the (M + 1) th row and the memory block row of the (M + 2) th row, and the memory of the (M + 1) th row in the Nth column. A memory block in the (M + 1) th row in the (N + 1) th column, a memory block in the (M + 2) th row in the Nth column, a memory block in the (M + 2) th row in the (N + 1) th column, Are provided in common. The fourth local IO line pair is provided in an area between the memory block row of the (M + 1) th row and the memory block row of the (M + 2) th row, and the memory of the (M + 1) th row in the (N + 1) th column. A memory block in the (M + 2) th row in the (N + 2) th column, a memory block in the (M + 2) th row in the (N + 1) th column, and a memory block in the (M + 2) th row in the (N + 2) th column. Are provided in common.The first switch means, FirstLocal IO linePair andProvided at each intersection of the first global IO line pair. The second switch meansThe second2 local IO linesPair andFirst3Provided at each intersection with global IO line pairBe.The third switch means is provided at each intersection of the third local IO line pair and the second global IO line pair. The fourth switch means is provided at each intersection of the fourth local IO line pair and the fourth global IO line pair.The row selection means selects any one of the plurality of memory block rows according to the row address signal. The column selection means selects any one of the plurality of memory block columns according to the column address signal. The control means is the first~First4By controlling the switch means, the row selection means and the column selection meansThe memory block in the (M + 1) th row in the (N + 1) th column ischosenIn case,First1'sLocal IO line pairAnd firstGlobal IO line pair, Second local IO line and third global IO line, third local IO line and second global IO line, fourth local IO line and fourth global IO lineTheRespectivelyCombine. The data input / output means is the first~First4Are connected to the global IO line pair for data input / output.
[0015]
  Preferably,The first switch means1'sA pair of transfer gates connected between the central portion of the local IO line pair and the first global IO line pair is included. The second switch meansThe secondThe central part of the second local IO line pair and the second3A pair of transfer gates connected between the pair of global IO lines.The third switch means includes a pair of transfer gates connected between the central portion of the third local IO line pair and the second global IO line pair. The fourth switch means includes a pair of transfer gates connected between the central portion of the fourth local IO line pair and the fourth global IO line pair.
[0016]
  Also preferably,The first switch means is the firstNoAn amplifier that amplifies the potential difference of the local IO line pair and applies it to the first global IO line pair. The second switch meansThe secondAn amplifier that amplifies the potential difference between the two local IO line pairs and applies the amplified difference to the second global IO line pair.The third switch means includes an amplifier that amplifies the potential difference of the third local IO line pair and applies it to the second global IO line pair. The fourth switch means includes an amplifier that amplifies the potential difference of the fourth local IO line pair and applies it to the fourth global IO line pair.
[0017]
  Also preferablyFurthermore, the first local IO line pairInFirst5And second6Switch meansButFirst1Switch meansSandwiched betweenA second local IO line pair providedInFirst7And second8Switch meansButFirst2Switch meansSandwiched betweenProvided.The third local IO line pair is provided with ninth and tenth switch means with the third switch means in between, and the fourth local IO line pair has eleventh and twelfth switch means. Is provided with a fourth switch means in between.The control means further includes5First12The first switch means to control the first~First4Of the local IO line pair corresponding to the memory block selected by the row selecting means and the column selecting meansCorresponding to eachFirst~First4The first global IO line pair is coupled to the first~First4Other parts of the local IO line pairCorresponding to eachFirst~First4Disconnect the global IO line pair.
[0018]
  Also preferably,Each memory blockMultiple rows multiple columnsA plurality of memory cells arranged in aMultiple eachProvided for each rowpluralWord lines, andMultiple eachProvided for each columnMultipleIncludes bit line pairs.The plurality of bit line pairs are divided into a plurality of bit line pair groups each including four bit line pairs.The semiconductor memory device further includesProvided corresponding to each memory block columnBelongs to memory block columnpluralCommon to memory blocksAnd a plurality of column selection lines for selecting any one of the plurality of bit line pair groups in each corresponding memory block.TheAt least one of the plurality of column selection linesThe column selection line isUsed as a spare column selection line for replacement with a defective column selection line. The semiconductor memory device further includesProvided corresponding to each spare column selection line, NoThe column address signal assigned to the good column selection line is programmed, and the corresponding spare column selection line is selected in response to the match between the input address signal and the programmed column address signal.With address comparator. The column selection means further selects any column selection line other than the defective column selection line programmed in the address comparator among the plurality of column selection lines corresponding to the selected memory block column. The row selection means further includes a spare column selection line or a column selection line selected by the address comparator or the column selection means in the selected memory block row.Multiple word linesSelect one of the word lines. The control means further includes a bit line pair group corresponding to the spare column selection line or the column selection line selected by the address comparator or the column selection means.4 bit line pairsAnd the word line selected by the row selection meansFourFirst corresponding memory cell~First4To the local IO line pair.
[0019]
  Also preferably,Each address comparator is programmed with a column address signal of a defective column selection line belonging to the memory block column to which the corresponding spare column selection line belongs.
[0020]
  Also preferably,The column selection means selects one of a plurality of odd-numbered memory block columns and a plurality of even-numbered memory block columns. Each address comparator is programmed with a column address signal of a memory block column to which a corresponding spare column selection line belongs or a defective column selection line belonging to a memory block column adjacent to the memory block column. Each address comparator is provided in common to a plurality of odd-numbered memory block columns or a plurality of even-numbered memory block columns.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall structure of a DRAM according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, this DRAM includes a clock generation circuit 1, a row and column address buffer 2, a row decoder 3, a column decoder 4, a memory mat 5, an input buffer 8 and an output buffer 9, and the memory mat 5 is a memory. An array 6 and a sense amplifier + input / output control circuit 7 are included.
[0025]
Clock generation circuit 1 selects a predetermined operation mode based on control signals / RAS, / CAS, / W given from the outside, and controls the entire DRAM.
[0026]
Row and column address buffer 2 generates row address signals RA0 to RAi and column address signals CA0 to CAi based on externally applied address signals A0 to Ai (where i is an integer of 0 or more). Signals RA0-RAi and CA0-CAi are applied to row decoder 3 and column decoder 4, respectively.
[0027]
Memory array 6 includes a plurality of memory cells each storing 1-bit data. Each memory cell is arranged at a predetermined address determined by a row address and a column address.
[0028]
Row decoder 3 designates a row address of memory array 6 in response to row address signals RA0-RAi applied from row and column address buffer 2. Column decoder 4 designates a column address of memory array 6 in response to column address signals CA0-CAi applied from row and column address buffer 2.
[0029]
Sense amplifier + input / output control circuit 7 connects a memory cell at an address designated by row decoder 3 and column decoder 4 to one end of global IO line pair GIOP. The other end of global IO line pair GIOP is connected to input buffer 8 and output buffer 9. Input buffer 8 selected externally input data Dj (where j is an integer of 0 or more) via global IO line pair GIOP in response to control signal / W in the write mode. Give to memory cell. Output buffer 9 outputs the read data Dj from the selected memory cell to the outside in response to control signal / OE input from the outside in the read mode.
[0030]
FIG. 2 is a diagram showing a chip layout of the DRAM shown in FIG. Referring to FIG. 2, memory mat 5 is divided into four rectangular memory mats 5a-5d. The memory mats 5a to 5d are arranged at the four corners of the rectangular semiconductor substrate 10, respectively. The row decoder 3 is divided into four row decoders 3a to 3d, and the row decoders 3a to 3d are arranged along the long sides on the chip center side of the memory mats 5a to 5d, respectively. The column decoder 4 is divided into four column decoders 4a to 4d, and the column decoders 4a to 4d are arranged along the short sides on the chip center side of the memory mats 5a to 5d, respectively.
[0031]
The clock generation circuit 1, the row and column address buffer 2, the input buffer 8, and the output buffer 9 of FIG. 1 are arranged in the peripheral circuit region 11 in the center of the chip.
[0032]
In each of memory mats 5a to 5d, a column selection line CSL and a global IO line pair GIOP extending in the same direction as the long side of the memory mat, and a main word line MWL extending in the same direction as the short side of the memory mat are arranged. The
[0033]
FIG. 3 is an enlarged view of a portion X in FIG. Referring to FIG. 3, memory mat 5a includes a plurality (16 in the figure) of memory blocks M11 to M44 arranged in a plurality of rows and a plurality of columns (in the figure, 4 rows and 4 columns).
[0034]
Four sets of global IO lines GIOP1, GIOP2 and GIOP3, GIOP4 are alternately arranged between the left and right sides and between each of the four memory block columns M11 to M41; The global IO line pair GIOP is shared by two memory block columns on both the left and right sides.
[0035]
Local IO line pairs LIOP1 and LIOP3 are alternately arranged between the upper and lower sides of the four central memory block rows M12, M13;. Local memory line pairs LIOP2 and LIOP4 are alternately arranged between the upper and lower sides of the four left memory block rows M11, M12;. Local memory line pairs LIOP2 and LIOP4 are alternately arranged between the upper and lower sides of the four right memory block rows M13, M12;. That is, the local IO line pairs LIOP1 and LIOP2 and LIOP3 and LIOP4 have a so-called nested structure. The local IO line pair LIOP is shared by two memory blocks on both the upper and lower sides.
[0036]
Block selection switches BS are arranged at the intersections of GIOP1 and LIOP3, GIOP2 and LIOP1, GIOP3 and LIOP4, and GIOP4 and LIOP2. Also in the vertical and horizontal directions, global IO line pairs GIOP1 to GIOP4, local IO line pairs LIOP1 to LIOP4, and block selection switch BS are arranged with the same cycle.
[0037]
Any one of the four memory block rows (for example, M31 to M34) and odd or even numbered memory block columns (for example, M11 to M41 and M13 to M43) of the four memory block columns Are selected, and the four block selection switches BS around each of the two memory blocks (in this case, M31 and M33) located at the intersection thereof are turned on. In each of memory blocks M31 and M33, 4-bit data can be read / written.
[0038]
FIG. 4 is an enlarged view of a Y portion in FIG. Referring to FIG. 4, this memory mat has a so-called alternate shared sense amplifier configuration. That is, the sense amplifier SA shared by the memory blocks M23 and M33 is arranged between the memory blocks M23 and M33, and the sense amplifier SA shared by the memory blocks M33 and M43 is arranged between the memory blocks M33 and M43. .
[0039]
The sense amplifier SA between the memory blocks M23 and M33 is provided corresponding to the odd-numbered bit line pair BLP of the memory blocks M223 and M33, and the sense amplifier SA between the memory blocks M33 and M43 is provided for the memory blocks M33 and M43. It is provided corresponding to even-numbered bit line pairs BLP.
[0040]
For example, when the memory block M33 is selected, each sense amplifier SA is connected to a corresponding bit line pair BLP of the memory block M33 as shown in FIG. Four selected sense amplifiers SA in memory block M33 are connected to local IO line pairs LIOP1 to LIOP4, respectively, and further connected to global IO line pairs GIOP1 to GIOP4 via four block selection switches BS.
[0041]
FIG. 5 is a diagram showing in detail a portion related to odd-numbered bit line pair BL, / BL of memory block M33 shown in FIG. Referring to FIG. 5, memory block M33 includes a plurality of memory cells MC arranged in a matrix, sub-word lines SWL provided corresponding to each row, and bit lines provided corresponding to each column. The pair BL, / BL is included. Memory cell MC is a well-known one including an information storage capacitor and an access N-channel MOS transistor.
[0042]
Corresponding to the memory block M33, the sub word driver 12 is provided in an area between the adjacent memory block M32. The sub word driver 12 is activated in response to the selection of the column selection line CSL corresponding to the corresponding memory block M33, and sets the sub word line SWL in the same row as the main word line MWL selected by the row decoder 3a. The selected level is set to “H” level.
[0043]
A transfer gate 13 is provided between the bit line pair BL, / BL and the sense amplifier SA. Transfer gate 13 includes a plurality of N-channel MOS transistors. Each N channel MOS transistor is connected between a bit line and a sense amplifier, and its gate receives signal φ33. When the memory block M33 is selected, the signal φ33 becomes “H” level and the transfer gate 13 becomes conductive, and the bit line pair BL, / BL of the memory block M33 and the sense amplifier SA are coupled.
[0044]
Two sense amplifiers SA are grouped in advance, and each group of sense amplifiers SA is connected to a local IO line pair LIO1, / LIO1 or LIO2, / LIO2 via a column selection gate CSG. Column select gate CSG includes four N-channel MOS transistors. Each N channel MOS transistor is connected between sense amplifier SA and a local IO line, and its gate is connected to a corresponding column selection line CSL. When the corresponding column selection line CSL becomes the “H” level of the selection level, the column selection gate CSG is turned on and the sense amplifier SA is connected to the local IO line pair.
[0045]
As shown in FIG. 6, the block selection switch BS includes transfer gates 14 and 15 and an inverter 16. Transfer gates 14 and 15 are connected between global IO lines GIO and / GIO and local IO lines LIO and / LIO, respectively. Block selection signal φB is input to the gates of transfer gates 14 and 15 on the P-channel MOS transistor side via inverter 16 and directly input to the gates of transfer gates 14 and 15 on the N-channel MOS transistor side. Each block selection switch BS is assigned a unique block selection signal φB in advance. Block selection signal φB is generated based on the address signal. When block select signal φB attains the “H” level of the activation level, transfer gates 14 and 15 are turned on to couple local IO line pair LIO, / LIO and global IO lines GIO, / GIO.
[0046]
Next, the operation of the DRAM shown in FIGS. 1 to 6 will be described. In the write mode, the group column selection line SCL corresponding to the column address signals CA0 to CAi is raised to the “H” level of the selection level by the column decoder 4, and the column selection gate CSG of the group is turned on.
[0047]
Next, the write data applied through input buffer 8 is applied to bit line pair BL, / BL of the selected group through global IO line pair GIOP, block select line switch BS and local IO line pair LIOP. . Next, sub word line SWL corresponding to row address signals RA0-RAi is raised to "H" level of the selection level by row decoder 3 and sub word driver 12, and memory cell MC corresponding to sub word line SWL is activated. It becomes. In the activated memory cell MC, the data of the corresponding bit lines BL and / BL are written in the form of charge.
[0048]
In the read mode, after the potentials between the bit line pairs BL and / BL are equalized, the sub word line SWL corresponding to the row address signals RA0 to RAi is selected by the row decoder 3 and the sub word driver 12 at the selection level “H”. To the level. The potentials of the bit lines BL and / BL change by a minute amount according to the data of the activated memory cell MC. Next, the sense amplifier SA is activated, and the bit line with the higher potential of the bit lines BL and / BL is pulled up to the power supply potential VCC, and the other bit line is pulled down to the ground potential GND.
[0049]
Next, the column selection line CSL of the group corresponding to the column address signals CA0 to CAi is raised to the “H” level of the selection level by the column decoder 4, and the column selection gate CSG of that group is turned on. Data of the bit line pair BL, / BL of the selected group is applied to the output buffer 9 via the column selection gate CSG, the local IO line pair LIOP, the block selection switch BS, and the global IO line pair GIOP. Output buffer 9 outputs read data applied through global IO line pair GIOP to the outside.
[0050]
In this embodiment, two sets of global IO line pairs GIOP are arranged between two adjacent memory block columns, and local IO lines having a length equivalent to two memory blocks are arranged between two adjacent memory block rows. The pairs LIOP are arranged in a nested structure, and a block selection switch BS is provided at the intersection between the central portion of each local IO line pair LIOP and the global IO line pair GIOP. Therefore, the area penalty is smaller than that of the conventional example 1 in which four sets of global IO line pairs GIOP are provided between each of a plurality of memory block columns, and the end or center of the local IO line pair LIOP is reduced. Thus, the data transfer speed can be increased compared to the conventional example 2 in which the block selection switch is arranged.
[0051]
(Modification 1)
FIG. 7 is a circuit diagram showing a DRAM block selection switch BS and its peripheral circuit according to the first modification of the first embodiment. Referring to FIG. 7, block select switch BS includes N channel MOS transistors 21-27.
[0052]
N channel MOS transistors 21 and 22 are connected between global IO lines GIO and / GIO and local I / O lines LIO and / LIO, respectively, and each gate receives block select signal φBw. When block selection signal φBw attains the “H” level of the activation level in the write mode, N channel MOS transistors 21 and 22 are turned on, and global IO lines GIO and / GIO and local I / O lines LIO and / LIO are connected. Combined.
[0053]
N channel MOS transistors 23, 24 and 25, 26 are connected in series between global IO lines GIO, / GIO and node N27, respectively. N channel MOS transistor 27 is connected between node N27 and a line of ground potential GND. The gates of N channel MOS transistors 23, 25 and 27 receive block selection signal φBr, and the gates of N channel MOS transistors 24 and 26 are connected to local IO lines LIO and / LIO, respectively. Block selection signal φBr attains the “H” level of the activation level in the read mode. The operation of this part will be described later.
[0054]
An equalizer 28 is provided on the local I / O lines LIO and / LIO. Equalizer 28 includes P channel MOS transistors 29-31. P channel MOS transistor 29 is connected between local IO lines LIO and / LIO. P channel MOS transistors 30 and 31 are connected between local IO lines LIO and / LIO and a power supply potential VCC line, respectively. The gates of P channel MOS transistors 29-31 receive equalize signal LIOEQ. When equalize signal LIOEQ attains the “L” level of the activation level, P channel MOS transistors 29-31 are rendered conductive, and local I / O lines LIO and / LIO are equalized to power supply potential VCC.
[0055]
An equalizer 32 is provided in the global IO line pair GIO, / GIO. Equalizer 32 includes P channel MOS transistors 33-35. P channel MOS transistor 33 is connected between global IO lines GIO and / GIO. P-channel MOS transistors 34 and 35 are connected between global IO lines GIO and / GIO and the power supply potential VCC line, respectively. The gates of P channel MOS transistors 33-35 receive equalize signal GIOEQ. When equalize signal GIOEQ attains the “L” level of the activation level, P channel MOS transistors 33-35 are rendered conductive, and global IO lines GIO and / GIO are equalized to power supply potential VCC.
[0056]
Charging circuit 36 is provided for global IO line pair GIO, / GIO. Charging circuit 36 includes P channel MOS transistors 37 and 38 having a relatively small gate width. P-channel MOS transistors 37 and 38 are connected between global IO lines GIO and / GIO and the power supply potential VCC line, respectively, and each gate receives signal CLP. When signal CLP attains the “L” level of the activation level, P channel MOS transistors 37 and 38 are rendered conductive and global IO lines GIO and / GIO are charged to power supply potential VCC.
[0057]
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 7 will be described. In write mode, local IO lines LIO, / LIO and global IO line pair GIO, / GIO are equalized to "H" level (power supply potential VCC) by equalizers 28, 32, and then block selection signal φBw is activated. At the “H” level, global IO line pair GIO, / GIO and local IO line pair LIO, / LIO are coupled.
[0058]
Next, input buffer 8 lowers one of global IO lines GIO and / GIO to "L" level in accordance with the write data. Thus, the write data is applied to the selected memory cell MC via the global IO line pair GIO, / GIO and the local IO line pair LIO, / LIO.
[0059]
In the read mode, as shown in FIG. 8, signal CLP is fixed at “L” level, and global IO lines GIO, / GIO are charged to “H” level by a minute current. The equalizers 28 and 32 equalize the local IO line pair LIO and / LIO and the global IO line pair IO and / GIO to the “H” level, and then the equalize signals LIOEQ and GIOEQ are set to the “H” level which is the inactivation level. And equalization is stopped.
[0060]
Next, at time t0, the selected column selection line CSL is raised to the “H” level of the activation level, and the potential of one of the local IO lines LIO and / LIO (/ LIO in the figure) in the read data gradually increases. Descend.
Next, at time t1, block selection signal φBr is raised to the “L” level of the activation level. As a result, the N-channel MOS transistors 23, 25 and 27 of the block switch BS become conductive. At this time, the potential of the local IO line / LIO is lower than the potential of the local IO line LIO, and the N channel MOS transistor 26 has a higher resistance than the N channel MOS transistor 24. Therefore, the potential of the global IO line GIO gradually increases. To descend. Data is read when the potential difference between global IO lines GIO and / GIO reaches a predetermined value. At time t2, block selection signal φBr becomes “L” level, which is a non-selection level, and equalization signals LIOEQ, GIOEQ are activated levels “ At the “L” level, data reading ends.
[0061]
The read data is inverted when transmitted from the local IO line pair LIO, / LIO to the global IO line pair GIO, / GIO. This data is inverted again by an inversion circuit (not shown) and then output to the outside. The
[0062]
In this embodiment, since there is no need to drive the global IO line pair GIO, / GIO by the sense amplifier SA, the drive capability of the sense amplifier SA can be small.
[0063]
(Modification 2)
FIG. 9 is a block diagram showing a redundant configuration of the DRAM according to the second modification of the first embodiment. Referring to FIG. 9, in this DRAM, a plurality (two in the figure) of spare column selection lines SCSL are provided for each memory block column, and corresponding to each spare column selection line SCSL of each memory block column. An address comparator 40 is provided, and column decoder blocks DB1 to DB4 are provided corresponding to the four block columns, respectively. The defective column selection line CSL is replaced with a spare column selection line SCSL in the same memory block column.
[0064]
The address comparator 40 is programmed with a column address signal of a defective column selection line CSL (marked with x in the figure) of the corresponding memory block column. In FIG. 9, the column selection line CSL0 of the first memory block column, the column selection lines CSL1 and CSL2 of the second memory block column, the column selection line CSL3 of the third memory block column, and the column selection line CSL4 of the fourth memory block column An example in which the column address signal is programmed is shown. The address comparator 40 receives the column address signals CA0 to CAi, and responds to the corresponding column column signals CA0 to CAi corresponding to the programmed column address signal of the defective column selection line CSL in accordance with the corresponding spare column selection line. SCSL is raised to the “H” level of the selected level.
[0065]
The column decoder block DB receives the column address signals CA0 to CAi and selects the column selection line CSL corresponding to the column address signals CA0 to CAi. When the spare column selection line SCSL of the corresponding memory block is raised to the “H” level of the selection level, the column decoder block DB removes the defective column selection line CSL replaced by the spare column selection line SCSL. The selection level is fixed to the “L” level.
[0066]
(Modification 3)
FIG. 10 is a block diagram showing a redundant configuration of the DRAM according to the third modification of the first embodiment. Referring to FIG. 10, in this DRAM, a plurality of spare column selection lines SCSL are provided for each memory block column (four in the figure), and four spare column selections of the first and third block columns are selected. Four address comparators 41 are provided in common to the line SCSL, and four address comparators 41 are provided in common to the four spare column selection lines SCSL of the second and fourth block columns, corresponding to the four memory block columns. Thus, four column decoder blocks DB1 to DB4 are provided.
[0067]
In this DRAM, the defective column selection line CSL is replaced with a spare column selection line SCSL in the same memory block or an adjacent memory block. Although up to eight defective column selection lines CSL can be replaced in two memory blocks, each memory block cannot be programmed independently, and simultaneous replacement is performed in units of two memory blocks.
[0068]
The reason for simultaneous replacement in this manner is that when data reading / writing is performed in two adjacent memory block columns, data collision occurs in global IO line pair GIOP between the two memory block columns. It is.
[0069]
The address comparator 41 is programmed with a column address signal of the defective column selection line CSL of the corresponding memory block column. FIG. 9 shows an example in which the column selection lines CSL0 and CSL1 of the second memory block column, the column selection line CSL2 of the third memory block column, and the column selection line CSL3 of the fourth memory block column are programmed. The address comparator 41 receives the column address signals CA0 to CAi, and two corresponding spares in response to the input column address signals CA0 to CAi and the column address signal of the programmed defective column selection line CSL matching. Column select line SCSL is raised to the “H” level of the activation level.
[0070]
The column decoder block DB receives the column address signals CA0 to CAi and selects the column selection line CSL corresponding to the column address signals CA0 to CAi. In addition, when the spare column selection line SCSL is selected, the column decoder block DB fixes the defective column selection line CSL replaced with the spare column selection line SCSL to the “L” level of the inactivation level.
[0071]
In this DRAM, the defective column selection line CSL is replaced with a spare column selection line CSL in the same memory block column or in an adjacent memory block column. Up to eight defective column select lines CSL can be replaced with spare column select lines SCSL in two memory block columns, but each memory block column cannot be programmed independently and replaced with two block columns simultaneously. The When spare column select line SCSL hits, replaced normal column select line CSL is inactivated.
[0072]
[Embodiment 2]
FIG. 11 is a diagram showing a main part of a memory mat of a DRAM according to the second embodiment of the present invention, which is compared with FIG. Referring to FIG. 11, this DRAM is different from the DRAM of FIG. 3 in that each local IO line pair LIOP is provided with a block selection switch BS '(indicated by a circle in the figure) on both sides of block selection switch BS. Is a point. FIG. 11 shows a total of eight block selection switches BS ′, one on each side of each memory block column. Eight columns of block selection switches BS ′ are controlled by signals φa to φh, respectively.
[0073]
For example, in the region between the first and second memory block columns, as shown in FIG. 12, for example, local IO line pair LIO2, / LIO2 is disconnected at two locations near one side and the other side of block selection switch BS. Is done. Block selection switch BS ′ includes a pair of N-channel MOS transistors 43 and 44. N channel MOS transistors 43 and 44 are respectively connected between disconnected local IO lines LIO2 and LIO2, / LIO2 and / LIO2. Gates of N channel MOS transistors 43 and 44 included in block selection switch BS ′ on one side of block selection switch BS receive signal φb. The gates of N channel MOS transistors 43 and 44 included in block select switch BS ′ on the other side of block select switch BS receive signal φc. The same applies to the other block selection switches BS ′.
[0074]
FIG. 13 is a time chart showing the operation of the DRAM shown in FIG. When the column selection line CSL corresponding to the odd-numbered memory block column becomes the selection level “H” level, the signals φa, φb, φe, φf are maintained at the “H” level, and the signals φc, φd, φg , Φh are at “L” level. Block selection switches BS ′ corresponding to signals φa, φb, φe, and φf are turned on, and block selection switches BS ′ corresponding to signals φc, φd, φg, and φh are turned off. As a result, the unnecessary portion of the local IO line pair LIOP in the current read / write cycle is disconnected from the block selection switch BS and the global IO line pair GIOP. For this reason, the capacity of the local IO line pair LIOP is halved, and the data transfer speed is further increased.
[0075]
In this embodiment, the signals φa to φh are normally maintained at the “H” level, but as shown in FIG. 14, φa to φh are normally maintained at the “L” level. Needless to say.
[0076]
[Embodiment 3]
FIG. 15 is a diagram showing a main part of a memory mat of a DRAM according to the third embodiment of the present invention, which is compared with FIG.
[0077]
Referring to FIG. 15, this DRAM is different from the DRAM of FIG. 11 in that a plurality of (two in the figure) spare column selection lines SCSL are provided in each memory block column, and a local IO line pair. Two local IO line pairs LIOP1 and LIOP1, LIOP2 and LIOP2, LIOP3 and LIOP3, and LIOP4 and LIOP4 adjacent to each other in the extending direction of the LIOP are smaller than the block selection switch BS ″ (smaller than BS ′ in the figure). 15, a total of three block selection switches BS ″ are shown, one in each of the four memory block columns. The three rows of block selection switches BS ″ are controlled by signals φi to φh, respectively.
[0078]
As shown in FIG. 16, block select switch BS ″ between the first and second memory block columns includes a pair of N channel MOS transistors 45 and 46. N channel MOS transistors 45 and 46 are, for example, local IOs. Lines LIO1 and / LIO1 are connected between one end of local IO lines LIO1 and / LIO1 adjacent in the extending direction thereof, and each gate receives signal φi, and signal φi is at an activation level. N level MOS transistors 45 and 46 are rendered conductive, and two local IO line pairs LIOP1 are connected to each other. The same applies to the other block selection switches BS ″.
[0079]
FIG. 17 is a time chart showing the operation of the DRAM shown in FIG. FIG. 17 shows a case where the normal column selection line CSL1 of the first memory block column and the normal column selection line CSL2 of the third memory block column are simultaneously selected. In this case, only the signals φa, φb, φe, and φf among the signals φa to φh become the “H” level of the activation level. As a result, the block selection switch BS ′ on both sides of the first memory block column and the block selection switch BS ′ on both sides of the third memory block column are conducted, and data is read to the left eight global IO line pairs GIOP. . In FIG. 17, signals read to 10 global IO line pairs GIOP in FIG. 15 are indicated by A to J, respectively.
[0080]
FIG. 18 is another time chart showing the operation of the DRAM shown in FIG. FIG. 17 shows a case where the defective column selection line CSL1 of the first memory block column and the defective column selection line CSL2 of the third memory block column are simultaneously selected. The column selection lines CSL1 and CSL2 can be replaced with any spare column selection line among the eight spare column selection lines SCSL1 to SCSL8. Column selection lines CSL1 and CSL2 are replaced with spare column selection lines SCSL2 and SCSL3, for example. The replaced column selection lines CSL1 and CSL2 are maintained at the “L” level of the inactivation level. Of the signals φa to φh, the signals φa, φb, φd, φf, and φj become the “H” level of the activation level. 4-bit signals read from the first memory block column when spare column select line SCSL2 is set to "H" level are signals AD. The 4-bit signal read from the second memory block column with spare column select line SCSL3 set to "H" level becomes signals E to H. Signals I and J are maintained at the “H” level.
[0081]
(Example of change)
FIG. 19 is a time chart showing the operation of the DRAM according to the modification of the third embodiment, which is compared with FIG.
[0082]
In this modification, the normal column selection lines CSL1 and CSL2 in FIG. 15 can be replaced with any one of the spare column selection lines SCSL3, SCSL4, SCSL7, and SCSL8. However, column spare column selection lines SCSL3 and SCSL4 and SCSL7 and SCSL8 cannot be used simultaneously.
[0083]
FIG. 19 shows an example in which the column selection line CSL1 is replaced with the spare column selection line SCSL3 and the column selection line CSL2 is used as it is. In this modification, it is not necessary to deactivate the replaced column selection line CSL1.
[0084]
In this case, only the signals φc, φd, φf, φh, and φk among the signals φa to φk become the “H” level of the activation level. The 4-bit signal read from the first memory block column with the column selection line CSL1 set to "H" level is blocked by the block selection switch BS 'on both sides of the first memory block column, and is applied to the global IO line pair GIOP. Does not appear. The 4-bit signal read from the second memory block column when spare column select line SCSL3 is set to "H" level becomes signals CF. The 4-bit signal read from the third memory block column with column select line CSL2 set to "H" level becomes signals G to J.
[0085]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0086]
【The invention's effect】
  As abovethisinventionAccording to,Nth column memory block column and N + 1th columnMemory block sequenceWithA first and second global IO line pair is provided between them,Third and fourth global IO line pairs are provided between the memory block column of the (N + 1) th column and the memory block column of the (N + 2) th column. In addition, between the memory block row of the Mth row and the memory block row of the M + 1th row,NthThe memory block of the Mth row in the number column,N + 1th rowThe memory block in the Mth row, the memory block in the (M + 1) th row in the Nth column, and the M + 1th row in the (N + 1) th column.Memory blockWhenAre commonly provided with the first local IO line pair.The In addition, between the memory block row of the Mth row and the memory block row of the M + 1th row,N + 1The memory block of the Mth row in the number column,N + 2 columnThe memory block in the Mth row, the memory block in the (M + 1) th row in the (N + 1) th column, and the M + 1th row in the (N + 2) th column.Memory blockWhenHave a second local IO line pair in common.The Further, between the memory block row of the (M + 1) th row and the memory block row of the (M + 2) th row, the memory block of the (M + 1) th row and the (M + 1) th row of the (N + 1) th column. The third local IO line pair is shared by the memory block in the No. row, the memory block in the (M + 2) th row in the Nth column, and the memory block in the (M + 2) th row in the (N + 1) th column. Provided. Further, between the memory block row of the (M + 1) th row and the memory block row of the (M + 2) th row, the memory block of the (M + 1) th row in the (N + 1) th column and the (M + 1) th row in the (N + 2) th column. The fourth local IO line pair is shared by the memory block in the No. row, the memory block in the (M + 1) th row in the (N + 1) th column, and the memory block in the (M + 2) th row in the (N + 2) th column. Provided. FirstLocal IO linePair and firstIntersection of global IO line pairEach ofOn the second1'sSwitch means are providedThe second switch means is provided at each of the intersections between the second local IO line pair and the third global IO line pair. A third switch means is provided at each of the intersections of the third local IO line pair and the second global IO line pair, and each of the intersections of the fourth local IO line pair and the fourth global IO line pair. The fourth switch means is provided.And the control means is the first~First4The switch means is controlled to couple the local IO line pair and the global IO line pair corresponding to the memory block selected by the row selecting means and the column selecting means. Therefore, the area penalty is smaller than that in the conventional example 1 in which four global IO line pairs are provided between each of a plurality of memory block columns, and the end or center of the local IO line pair is global. The data transfer speed can be increased as compared with the conventional example 2 connected to the IO line pair.
[0087]
  Preferably,First~First4Each of the switching means includes a pair of transfer gates. In this case, the first~First4The switch means can be easily configured.
[0088]
  Also preferably,First~First4Each of the switching means includes an amplifier that amplifies the potential difference of the local IO line pair and applies it to the global IO line pair. In this case, the potential difference of the local IO line pair is amplified and applied to the global IO line pair, so that the data transfer speed can be further increased.
[0089]
  Also preferably,First local IO line pairIncludes fifth and sixth switch means.First1Switch meansSandwiched betweenSeventh and eighth switch means are provided in the second local IO line pair.2Switch meansSandwiched betweenProvided.The third local IO line pair is provided with ninth and tenth switch means with the third switch means in between, and the fourth local IO line pair has eleventh and twelfth switch means. Is provided with a fourth switch means in between.The control means5First12The first switch means is also controlled to~First4Of the local IO line pair corresponding to the selected memory blockAnd the first to fourth global IO line pairs corresponding to the first to fourth global IO line pairs, respectively, and the first to fourth global IO lines corresponding to the other parts of the first to fourth local IO line pairs, respectively. Pair andDisconnect. In this case, the first~First4The capacity of the local IO line pair can be halved, and the data transfer speed can be further increased.
[0090]
  Also preferably,Each memory block column is further provided with a spare column selection line and an address comparator. In this case, a defective column selection line can be replaced with a spare column selection line.
[0091]
  Also preferably,Each address comparator is programmed with a column address signal of a defective column selection line belonging to the memory block column to which the corresponding spare column selection line belongs. In this case, the control operation of the control means can be simplified.
[0092]
  Also preferably,The column selection means selects one of a plurality of odd-numbered memory block columns and a plurality of even-numbered memory block columns, and each address comparator has a memory block column to which a corresponding spare column selection line belongs. Alternatively, a column address signal of a defective column selection line belonging to a memory block column adjacent to the memory block column is programmed, and an address comparator is provided in common to a plurality of odd-numbered memory block columns or a plurality of even-numbered memory block columns. It is done. In this case, more defective column selection lines can be relieved.
[Brief description of the drawings]
1 is a block diagram showing an overall configuration of a DRAM according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing a chip layout of the DRAM shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged view of a portion X in FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged view of a Y part in FIG. 3;
5 is a diagram showing in detail a portion related to an odd-numbered bit line pair in the memory block shown in FIG. 4;
6 is a circuit diagram showing a configuration of a block selection switch shown in FIG. 5. FIG.
7 is a circuit diagram showing a first modification of the first embodiment. FIG.
FIG. 8 is a time chart showing an operation in a read mode of the first modification shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a block diagram showing a second modification of the first embodiment.
FIG. 10 is a block diagram showing a third modification of the first embodiment.
FIG. 11 is a circuit block diagram showing a main part of a memory mat of a DRAM according to a second embodiment of the present invention.
12 is a circuit block diagram showing a configuration of a block selection switch BS ′ shown in FIG. 11. FIG.
13 is a time chart showing the operation of the DRAM shown in FIG.
FIG. 14 is a time chart showing a modification of the second embodiment.
FIG. 15 is a circuit block diagram showing a main part of a memory mat of a DRAM according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a block selection switch BS ″ shown in FIG. 15;
FIG. 17 is a time chart showing an operation of the DRAM shown in FIG. 15;
FIG. 18 is another time chart showing the operation of the DRAM shown in FIG. 15;
FIG. 19 is a time chart showing a modification of the DRAM shown in FIG. 15;
FIG. 20 is a circuit block diagram showing a main part of a memory mat of a conventional DRAM.
FIG. 21 is a circuit block diagram showing a main part of a memory mat of another conventional DRAM.
[Explanation of symbols]
1 clock generation circuit, 2 row and column address buffer, 3 row decoder, 4 column decoder, 5 memory mat, 6 memory array, 7 sense amplifier + input / output control circuit, 8 input buffer, 9 output buffer, 10 semiconductor substrate, 11 Peripheral circuit area, 12 sub-word driver, 13 transfer gate, 14, 15 transfer gate, 16 inverter, 21-27, 43-46 N-channel MOS transistor, 28, 32 equalizer, 29-31, 33-35, 37, 38 P-channel MOS transistor, 36 charging circuit, 40, 41 address comparator, M memory block, LIOP local IO line pair, GIOP global IO line pair, BS, BS ′, BS ″ block selection switch, MC memory cell, WL word line, BLP bit Pair, SA the sense amplifier, CSL column selection line, SCSL spare column select lines, CSLG column selection gate, DB column decoder block.

Claims (7)

行列状に配列された複数のメモリブロックを備えた半導体記憶装置であって、
第N番(ただし、Nは自然数である)の列のメモリブロック列と第N+1番の列のメモリブロック列との間の領域に設けられた第1および第2のグローバルIO線対、
第N+1番の列のメモリブロック列と第N+2番の列のメモリブロック列との間の領域に設けられた第3および第4のグローバルIO線対、
第M番(ただし、Mは自然数である)の行のメモリブロック行と第M+1番の行のメモリブロック行との間の領域に設けられ、第N番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックとに共通に設けられた第1のローカルIO線対、
第M番の行のメモリブロック行と第M+1番の行のメモリブロック行との間の領域に設けられ、第N+1番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M+1番の行のメモリブロックとに共通に設けられた第2のローカルIO線対、
第M+1番の行のメモリブロック行と第M+2番の行のメモリブロック行との間の領域に設けられ、第N番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N番の列で第M+2番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+2番の行のメモリブロックとに共通に設けられた第3のローカルIO線対、
第M+1番の行のメモリブロック行と第M+2番の行のメモリブロック行との間の領域に設けられ、第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M+1番の行のメモリブロックと、第N+1番の列で第M+2番の行のメモリブロックと、第N+2番の列で第M+2番の行のメモリブロックとに共通に設けられた第4のローカルIO線対、
前記第1のローカルIO線対と前記第1のグローバルIO線対の交差部の各々に設けられた第1のスイッチ手段、
前記第2のローカルIO線対と前記第3のグローバルIO線対との交差部の各々に設けられた第2のスイッチ手段、
前記第3のローカルIO線対と前記第2のグローバルIO線対の交差部の各々に設けられた第3のスイッチ手段、
前記第4のローカルIO線対と前記第4のグローバルIO線対の交差部の各々に設けられた第4のスイッチ手段、
行アドレス信号に従って複数のメモリブロック行のうちのいずれかのメモリブロック行を選択する行選択手段、
列アドレス信号に従って複数のメモリブロック列のうちのいずれかのメモリブロック列を選択する列選択手段、
前記第1〜第4のスイッチ手段を制御して、前記行選択手段および前記列選択手段によって前記第N+1番の列で第M+1番の行のメモリブロックが選択された場合に、前記第1のローカルIO線対と前記第1のグローバルIO線対、前記第2のローカルIO線と前記第3のグローバルIO線、前記第3のローカルIO線と前記第2のグローバルIO線、前記第4のローカルIO線と前記第4のグローバルIO線をそれぞれ結合させる制御手段、および
前記第1〜第4のグローバルIO線対に接続され、データの入出力を行なうデータ入出力手段を備える、半導体記憶装置。
A semiconductor memory device comprising a plurality of memory blocks arranged in a matrix,
First and second global IO line pairs provided in an area between the memory block column of the Nth column (where N is a natural number) and the memory block column of the (N + 1) th column,
Third and fourth global IO line pairs provided in an area between the memory block column of the (N + 1) th column and the memory block column of the (N + 2) th column;
The memory in the Mth row (where M is a natural number) is provided in an area between the memory block row of the Mth row (where M is a natural number) and the memory block row of the (M + 1) th row. A memory block in the Mth row in the (N + 1) th column, a memory block in the (M + 1) th row in the Nth column, a memory block in the (M + 1) th row in the (N + 1) th column, A first local IO line pair provided in common,
Provided in an area between the memory block row of the Mth row and the memory block row of the (M + 1) th row, the memory block of the Mth row in the (N + 1) th column, and the column of the (N + 2) th row A second memory block provided in common for the memory block in the Mth row, the memory block in the (M + 1) th row in the (N + 1) th column, and the memory block in the (M + 1) th row in the (N + 2) th column. Local IO line pair,
It is provided in an area between the memory block row of the (M + 1) th row and the memory block row of the (M + 2) th row, the memory block of the (M + 1) th row and the (N + 1) th column in the Nth column. A third memory block commonly provided for the memory block in the (M + 1) th row, the memory block in the (M + 2) th row in the Nth column, and the memory block in the (M + 2) th row in the (N + 1) th column. Local IO line pair,
It is provided in an area between the memory block row of the (M + 1) th row and the memory block row of the (M + 2) th row, and the memory block of the (M + 1) th row and the (N + 2) th column in the (N + 1) th column. A fourth memory block provided in common to the memory block in the (M + 1) th row, the memory block in the (M + 2) th row in the (N + 1) th column, and the memory block in the (M + 2) th row in the (N + 2) th column. Local IO line pair,
First switch means provided at each intersection of the first local IO line pair and the first global IO line pair;
Second switch means provided at each of intersections of the second local IO line pair and the third global IO line pair;
Third switch means provided at each of the intersections of the third local IO line pair and the second global IO line pair;
A fourth switch means provided at each of intersections of the fourth local IO line pair and the fourth global IO line pair;
A row selection means for selecting any one of the plurality of memory block rows according to a row address signal;
Column selecting means for selecting any one of the plurality of memory block columns in accordance with a column address signal;
The first to fourth switching means are controlled, and when the memory block of the (M + 1) th row is selected in the (N + 1) th column by the row selection means and the column selection means, The local IO line pair and the first global IO line pair, the second local IO line and the third global IO line, the third local IO line and the second global IO line, the fourth A semiconductor memory device comprising: control means for coupling a local IO line and the fourth global IO line respectively; and a data input / output means connected to the first to fourth global IO line pairs for inputting / outputting data .
前記第1のスイッチ手段は、前記第1のローカルIO線対の中央部と前記第1のグローバルIO線対との間に接続された1対のトランスファゲートを含み、
前記第2のスイッチ手段は、前記第2のローカルIO線対の中央部と前記第3のグローバルIO線対との間に接続された1対のトランスファゲートを含み、
前記第3のスイッチ手段は、前記第3のローカルIO線対の中央部と前記第2のグローバルIO線対との間に接続された1対のトランスファゲートを含み、
前記第4のスイッチ手段は、前記第4のローカルIO線対の中央部と前記第4のグローバルIO線対との間に接続された1対のトランスファゲートを含む、請求項1に記載の半導体記憶装置。
The first switch means includes a pair of transfer gates connected between a central portion of the first local IO line pair and the first global IO line pair,
The second switch means includes a pair of transfer gates connected between a central portion of the second local IO line pair and the third global IO line pair,
The third switch means includes a pair of transfer gates connected between a central portion of the third local IO line pair and the second global IO line pair,
2. The semiconductor according to claim 1, wherein the fourth switch means includes a pair of transfer gates connected between a central portion of the fourth local IO line pair and the fourth global IO line pair. Storage device.
前記第1のスイッチ手段は、前記第1のローカルIO線対の電位差を増幅して前記第1のグローバルIO線対に与える増幅器を含み、
前記第2のスイッチ手段は、前記第2のローカルIO線対の電位差を増幅して前記第3のグローバルIO線対に与える増幅器を含み、
前記第3のスイッチ手段は、前記第3のローカルIO線対の電位差を増幅して前記第2のグローバルIO線対に与える増幅器を含み、
前記第4のスイッチ手段は、前記第4のローカルIO線対の電位差を増幅して前記第4のグローバルIO線対に与える増幅器を含む、請求項1に記載の半導体記憶装置。
The first switch means includes an amplifier that amplifies a potential difference of the first local IO line pair and gives the first global IO line pair to the first global IO line pair;
The second switch means includes an amplifier that amplifies the potential difference of the second local IO line pair and applies the amplified difference to the third global IO line pair.
The third switch means includes an amplifier that amplifies a potential difference of the third local IO line pair and applies the amplified difference to the second global IO line pair,
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the fourth switch means includes an amplifier that amplifies a potential difference of the fourth local IO line pair and applies the amplified difference to the fourth global IO line pair.
さらに、前記第1のローカルIO線対には、第5および第6のスイッチ手段が前記第1のスイッチ手段を間に挟んで設けられ、
前記第2のローカルIO線対には、第7および第8のスイッチ手段が前記第2のスイッチ手段を間に挟んで設けられ、
前記第3のローカルIO線対には、第9および第10のスイッチ手段が前記第3のスイッチ手段を間に挟んで設けられ、
前記第4のローカルIO線対には、第11および第12のスイッチ手段が前記第4のスイッチ手段を間に挟んで設けられ、
前記制御手段は、さらに、前記第5〜第12のスイッチ手段を制御して、前記第1〜第4のローカルIO線対のうちの前記行選択手段および前記列選択手段によって選択されたメモリブロックに対応する部分とそれぞれに対応する前記第1〜第4のグローバルIO線対とを結合させ、前記第1〜第4のローカルIO線対のうちの他の部分とそれぞれに対応する前記第1〜第4のグローバルIO線対とを切り離す、請求項1から請求項3のいずれかに記載の半導体記憶装置。
Further, the first local IO line pair is provided with fifth and sixth switch means sandwiching the first switch means,
The second local IO line pair is provided with seventh and eighth switch means sandwiching the second switch means,
The third local IO line pair is provided with ninth and tenth switch means sandwiching the third switch means,
The fourth local IO line pair is provided with eleventh and twelfth switch means sandwiching the fourth switch means therebetween,
The control means further controls the fifth to twelfth switch means to select the memory block selected by the row selection means and the column selection means of the first to fourth local IO line pairs. And the first to fourth global IO line pairs corresponding to each of the first to fourth local IO line pairs corresponding to the first and fourth local IO line pairs respectively. The semiconductor memory device according to any one of claims 1 to 3, wherein the fourth global IO line pair is separated.
各メモリブロックは、
複数行複数列に配列された複数のメモリセル、
それぞれ前記複数行に対応して設けられた複数のワード線、および
それぞれ前記複数列に対応して設けられた複数のビット線対を含み、
前記複数のビット線対は、各々が4つのビット線対を含む複数のビット線対グループに分割され、
前記半導体記憶装置は、さらに、各メモリブロック列に対応して設けられて対応するメモリブロック列に属する複数のメモリブロックに共通に設けられ、対応する各メモリブロックの前記複数のビット線対グループのうちのいずれかのビット線対グループを選択するための複数の列選択線を備え、
前記複数の列選択線のうちの少なくとも1つの列選択線は、不良列選択線と置換するためのスペア列選択線として使用され、
前記半導体記憶装置は、さらに、各スペア列選択線に対応して設けられ、前記不良列選択線に割当てられた列アドレス信号がプログラムされ、入力されたアドレス信号とプログラムされた列アドレス信号が一致したことに応じて、対応のスペア列選択線を選択するアドレスコンパレータを備え、
前記列選択手段は、さらに、選択したメモリブロック列に対応する前記複数の列選択線のうちの前記アドレスコンパレータにプログラムされた不良列選択線以外のいずれかの列選択線を選択し、
前記行選択手段は、さらに、選択したメモリブロック行のうちの前記アドレスコンパレータまたは前記列選択手段によって選択されたスペア列選択線または列選択線に対応するメモリブロックの前記複数のワード線のうちのいずれかのワード線を選択し、
前記制御手段は、さらに、前記アドレスコンパレータまたは前記列選択手段によって選択されたスペア列選択線または列選択線に対応するビット線対グループの4つのビット線対と、前記行選択手段によって選択されたワード線とに対応する4つのメモリセルを対応の第1〜第4のローカルIO線対に結合させる、請求項1から請求項3のいずれかに記載の半導体記憶装置。
Each memory block
Multiple memory cells arranged in multiple rows and multiple columns,
Each including a plurality of word lines provided corresponding to the plurality of rows, and a plurality of bit line pairs provided corresponding to the plurality of columns, respectively.
The plurality of bit line pairs are divided into a plurality of bit line pair groups each including four bit line pairs;
The semiconductor memory device is further provided corresponding to each memory block column and commonly provided to a plurality of memory blocks belonging to the corresponding memory block column, and the plurality of bit line pair groups of each corresponding memory block are provided. It has a plurality of column selection lines for selecting one of the bit line pair groups,
At least one of the plurality of column selection lines is used as a spare column selection line for replacing a defective column selection line;
The semiconductor memory device is further provided corresponding to each spare column selection line, the column address signal assigned to the defective column selection line is programmed, and the input address signal matches the programmed column address signal. In response, the address comparator for selecting the corresponding spare column selection line is provided,
The column selection means further selects any column selection line other than the defective column selection line programmed in the address comparator among the plurality of column selection lines corresponding to the selected memory block column,
The row selecting means further includes a spare column selection line selected by the address comparator or the column selection means in the selected memory block row or a plurality of word lines of the memory block corresponding to the column selection line. Select one of the word lines,
The control means further includes four bit line pairs of a bit line pair group corresponding to a spare column selection line or a column selection line selected by the address comparator or the column selection means, and selected by the row selection means. 4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein four memory cells corresponding to a word line are coupled to corresponding first to fourth local IO line pairs.
各アドレスコンパレータには、対応のスペア列選択線が属するメモリブロック列に属する不良列選択線の列アドレス信号がプログラムされる、請求項5に記載の半導体記憶装置。  6. The semiconductor memory device according to claim 5, wherein each address comparator is programmed with a column address signal of a defective column selection line belonging to a memory block column to which a corresponding spare column selection line belongs. 前記列選択手段は、複数の奇数番のメモリブロック列と複数の偶数番のメモリブロック列とのうちのいずれか一方を選択し、
各アドレスコンパレータには、対応のスペア列選択線が属するメモリブロック列または該メモリブロック列に隣接するメモリブロック列に属する不良列選択線の列アドレス信号がプログラムされ、
各アドレスコンパレータは、複数の奇数番のメモリブロック列または複数の偶数番のメモリブロック列に共通に設けられる、請求項5に記載の半導体記憶装置。
The column selection means selects one of a plurality of odd-numbered memory block columns and a plurality of even-numbered memory block columns,
Each address comparator is programmed with a column address signal of a memory block column to which a corresponding spare column selection line belongs or a defective column selection line belonging to a memory block column adjacent to the memory block column,
6. The semiconductor memory device according to claim 5, wherein each address comparator is provided in common to a plurality of odd-numbered memory block columns or a plurality of even-numbered memory block columns.
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