JPH0320840B2 - - Google Patents
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- JPH0320840B2 JPH0320840B2 JP55501990A JP50199080A JPH0320840B2 JP H0320840 B2 JPH0320840 B2 JP H0320840B2 JP 55501990 A JP55501990 A JP 55501990A JP 50199080 A JP50199080 A JP 50199080A JP H0320840 B2 JPH0320840 B2 JP H0320840B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
- G11C29/70—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
- G11C29/78—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
- G11C29/80—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved layout
Landscapes
- For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
- Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
Description
請求の範囲
1 行と列に配列されたデータ記憶セルをもつ複
数個の主メモリ・ブロツクと、 行と列に配列されたデータ記憶セルからなる冗
長メモリ・ブロツクと、 各主および冗長メモリ・ブロツク毎に設けられ
てそれに結合され、かつそれぞれデータ出力ノー
ドを備えそのデータ出力ノードが結合されるメモ
リ・ブロツクの記憶セルから行および列の番地信
号に応答してデータを外部データ端子へ別々に伝
えるようにした、読み出し増幅器およびデータ・
バツフアを含むデータ検出手段と、 各主メモリ・ブロツク毎に設けられて前記デー
タ検出手段に結合され、対応する外部データ端子
に接続されたマルチプレクサ回路にして、それぞ
れ主及び冗長データ入力ノードとデータ出力ノー
ドを持ち、各主データ入力ノードは対応するデー
タ検出手段のデータ出力ノードに接続され、各冗
長データ入力ノードは冗長メモリ・ブロツクのデ
ータ検出手段のデータ出力ノードに接続され、そ
して各マルチプレクサのデータ出力ノードは対応
する外部データ端子に別々に接続されるようにし
た、マルチプレクサ回路と、 各マルチプレクサ回路毎に設けられてそれを選
択的に第1の安定状態から第2の安定状態にする
ための独立にプログラム可能な手段であつて、前
記マルチプレクサ回路が第1の安定状態にあると
き第1のデータ経路が対応する主メモリ・ブロツ
クの主データ・ノードから対応する外部データ端
子へ設定され、前記マルチプレクサ回路が第2の
安定状態にある時第2のデータ経路が冗長メモ
リ・ブロツクの冗長データ・ノードから対応する
外部データ端子へ設定されるようにした、独立に
プログラム可能な手段と を有する耐障害メモリ・システム。
数個の主メモリ・ブロツクと、 行と列に配列されたデータ記憶セルからなる冗
長メモリ・ブロツクと、 各主および冗長メモリ・ブロツク毎に設けられ
てそれに結合され、かつそれぞれデータ出力ノー
ドを備えそのデータ出力ノードが結合されるメモ
リ・ブロツクの記憶セルから行および列の番地信
号に応答してデータを外部データ端子へ別々に伝
えるようにした、読み出し増幅器およびデータ・
バツフアを含むデータ検出手段と、 各主メモリ・ブロツク毎に設けられて前記デー
タ検出手段に結合され、対応する外部データ端子
に接続されたマルチプレクサ回路にして、それぞ
れ主及び冗長データ入力ノードとデータ出力ノー
ドを持ち、各主データ入力ノードは対応するデー
タ検出手段のデータ出力ノードに接続され、各冗
長データ入力ノードは冗長メモリ・ブロツクのデ
ータ検出手段のデータ出力ノードに接続され、そ
して各マルチプレクサのデータ出力ノードは対応
する外部データ端子に別々に接続されるようにし
た、マルチプレクサ回路と、 各マルチプレクサ回路毎に設けられてそれを選
択的に第1の安定状態から第2の安定状態にする
ための独立にプログラム可能な手段であつて、前
記マルチプレクサ回路が第1の安定状態にあると
き第1のデータ経路が対応する主メモリ・ブロツ
クの主データ・ノードから対応する外部データ端
子へ設定され、前記マルチプレクサ回路が第2の
安定状態にある時第2のデータ経路が冗長メモ
リ・ブロツクの冗長データ・ノードから対応する
外部データ端子へ設定されるようにした、独立に
プログラム可能な手段と を有する耐障害メモリ・システム。
2 特許請求の範囲第1項に定義される耐障害メ
モリ・システムであつて、前記プログラム可能な
手段は、多結晶シリコン・フユーズを含むリペ
ア・バツフアと、ゲート回路に加えられるリペア
信号及び対応する外部データ・ピンに加えられる
プログラム用電圧に応答して前記多結晶シリコ
ン・フユーズ中に大電流を流すため前記フユーズ
に接続されるゲート回路とをそれぞれ有する、メ
モリ・システム。
モリ・システムであつて、前記プログラム可能な
手段は、多結晶シリコン・フユーズを含むリペ
ア・バツフアと、ゲート回路に加えられるリペア
信号及び対応する外部データ・ピンに加えられる
プログラム用電圧に応答して前記多結晶シリコ
ン・フユーズ中に大電流を流すため前記フユーズ
に接続されるゲート回路とをそれぞれ有する、メ
モリ・システム。
3 特許請求の範囲第1項に定義される耐障害メ
モリ・システムであつて、前記各マルチプレクサ
回路は、対応する主メモリ・ブロツクの出力デー
タ・ノードおよび冗長ブロツクの出力データ・ノ
ードにそれぞれ電気的に直列に接続された第1お
よび第2のゲート回路を備え、各ゲート回路はデ
ータを対応する外部データ端子へ伝えるために共
通に接続された出力ノードを持つており、また前
記各独立してプログラム可能な手段は、フユーズ
とそのフユーズに接続されたスイツチング回路と
を備え、前記スイツチング回路は第1および第2
のマルチプレクサ・ゲート回路にそれぞれ接続さ
れた第1および第2の出力ノードを持ち、前記フ
ユーズが元のままである時第1と第2の出力ノー
ド上にそれぞれイネーブル信号とコンプリメン
ト・イネーブル信号とを発生し、前記フユーズが
開回路状態にある時第1と第2の出力ノード上に
それぞれコンプリメント・イネーブル信号とイネ
ーブル信号を発生する、メモリ・システム。
モリ・システムであつて、前記各マルチプレクサ
回路は、対応する主メモリ・ブロツクの出力デー
タ・ノードおよび冗長ブロツクの出力データ・ノ
ードにそれぞれ電気的に直列に接続された第1お
よび第2のゲート回路を備え、各ゲート回路はデ
ータを対応する外部データ端子へ伝えるために共
通に接続された出力ノードを持つており、また前
記各独立してプログラム可能な手段は、フユーズ
とそのフユーズに接続されたスイツチング回路と
を備え、前記スイツチング回路は第1および第2
のマルチプレクサ・ゲート回路にそれぞれ接続さ
れた第1および第2の出力ノードを持ち、前記フ
ユーズが元のままである時第1と第2の出力ノー
ド上にそれぞれイネーブル信号とコンプリメン
ト・イネーブル信号とを発生し、前記フユーズが
開回路状態にある時第1と第2の出力ノード上に
それぞれコンプリメント・イネーブル信号とイネ
ーブル信号を発生する、メモリ・システム。
4 データ記憶セルの複数の行と列をそれぞれ持
つ複数個の主メモリ・ブロツクと、 データ記憶セルの複数の行と列を持つ冗長メモ
リ・ブロツクと、 ブロツク中の同一の行と列番地にあるセルを同
時に呼び出すために主および冗長メモリ・ブロツ
ク毎に設けられてそれに接続されたセル選択手段
と、 データを複数の外部データ端子の1つへ別々に
伝える出力データ・ノードを持ち各セル選択手段
毎に設けられてそれに接続された読み出し増幅器
およびデータ・バツフアを含むデータ検出手段
と、 主メモリ・ブロツクのデータ検出手段毎に設け
られ、第1および第2の制御入力と、主ブロツ
ク・データ検出手段のデータ出力ノードおよび冗
長ブロツク・データ検出手段のデータ出力ノード
にそれぞれ接続される第1および第2のデータ入
力と、対応の主ブロツクの外部データ端子に接続
される共通データ出力とを各々持ち、各主メモ
リ・ブロツクのデータ検出手段に接続されるマル
チプレクサと、 主メモリ・ブロツクのみから又は冗長メモリ・
ブロツクのみからのデータ伝送を論理的に有効に
するため、マルチプレクサ毎に設けられ前記第1
および第2の制御入力に接続された独立してプロ
グラム可能な手段と を結合して有する耐障害メモリ・システム。
つ複数個の主メモリ・ブロツクと、 データ記憶セルの複数の行と列を持つ冗長メモ
リ・ブロツクと、 ブロツク中の同一の行と列番地にあるセルを同
時に呼び出すために主および冗長メモリ・ブロツ
ク毎に設けられてそれに接続されたセル選択手段
と、 データを複数の外部データ端子の1つへ別々に
伝える出力データ・ノードを持ち各セル選択手段
毎に設けられてそれに接続された読み出し増幅器
およびデータ・バツフアを含むデータ検出手段
と、 主メモリ・ブロツクのデータ検出手段毎に設け
られ、第1および第2の制御入力と、主ブロツ
ク・データ検出手段のデータ出力ノードおよび冗
長ブロツク・データ検出手段のデータ出力ノード
にそれぞれ接続される第1および第2のデータ入
力と、対応の主ブロツクの外部データ端子に接続
される共通データ出力とを各々持ち、各主メモ
リ・ブロツクのデータ検出手段に接続されるマル
チプレクサと、 主メモリ・ブロツクのみから又は冗長メモリ・
ブロツクのみからのデータ伝送を論理的に有効に
するため、マルチプレクサ毎に設けられ前記第1
および第2の制御入力に接続された独立してプロ
グラム可能な手段と を結合して有する耐障害メモリ・システム。
発明の背景
発明の分野
この発明は半導体チツプ上に形成される型のモ
ノリシツクメモリ・アレイ、特にブロツク冗長度
を有する耐障害メモリ・アレイに関するものであ
る。
ノリシツクメモリ・アレイ、特にブロツク冗長度
を有する耐障害メモリ・アレイに関するものであ
る。
従来技術の説明
高集積化(LSI)の技術は、一片のシリコン上
に大容量のバイナリ記憶素子アレイを持つメモリ
素子を作ることを可能にした。この様な配列にお
ける直接の利点はセルの高密度と低電力の要求に
ある。モノリシツク・チツプを製造する場合、シ
リコン・ウエフアからの良質のチツプの生産性
は、特に製造の初期段階では、低いことが普通で
ある。製造された各々の完全なチツプにおいて、
単一のセル又は2、3個の密接したセル又は数個
のかたまりのセルを使用不能にする1つか又は複
数の局部的欠陥は持つがほぼ完全な多くのチツプ
が存在する。
に大容量のバイナリ記憶素子アレイを持つメモリ
素子を作ることを可能にした。この様な配列にお
ける直接の利点はセルの高密度と低電力の要求に
ある。モノリシツク・チツプを製造する場合、シ
リコン・ウエフアからの良質のチツプの生産性
は、特に製造の初期段階では、低いことが普通で
ある。製造された各々の完全なチツプにおいて、
単一のセル又は2、3個の密接したセル又は数個
のかたまりのセルを使用不能にする1つか又は複
数の局部的欠陥は持つがほぼ完全な多くのチツプ
が存在する。
1つのメモリ・アレイ中に1個でも欠陥のある
セルがあれば、他の点では完全であつてもそのメ
モリ・アレイすべてを使用不可にすることはよく
認識されているところである。
セルがあれば、他の点では完全であつてもそのメ
モリ・アレイすべてを使用不可にすることはよく
認識されているところである。
セル密度が増大するにつれて、製造工程中の欠
陥は増大する。それゆえに、完全なアレイを作り
出すことや、製造工程中の欠陥をもつメモリ・ア
レイを修理したり又は使える様にするための技術
は常に関心のあることである。
陥は増大する。それゆえに、完全なアレイを作り
出すことや、製造工程中の欠陥をもつメモリ・ア
レイを修理したり又は使える様にするための技術
は常に関心のあることである。
幾つかの既存の技術による試みがこのために実
行されてきた。例えば、誤り訂正コードは、ある
語のビツトがメモリの中の欠陥セルに記憶されて
いる場合に、そのようなメモリから読み出される
語を修正するのに使用される。他の試みでは、欠
陥セルを回避すべく、製造工程中に任意に結線す
る技術が用いられる。加えて耐障害メモリ・シス
テムにおいて、セルの冗長行または列全体を、1
つか又はそれ以上の欠陥セルをもつ行又は列の代
りに置き換えることが開示されている。この様な
配列においては、完全なセルの冗長行は、内容の
番地呼び出し可能なメモリで冗長行の番地にそつ
て欠陥行の語の番地を記憶することによつて、1
つかそれ以上の欠陥セルをもつ行と置き換えられ
る。
行されてきた。例えば、誤り訂正コードは、ある
語のビツトがメモリの中の欠陥セルに記憶されて
いる場合に、そのようなメモリから読み出される
語を修正するのに使用される。他の試みでは、欠
陥セルを回避すべく、製造工程中に任意に結線す
る技術が用いられる。加えて耐障害メモリ・シス
テムにおいて、セルの冗長行または列全体を、1
つか又はそれ以上の欠陥セルをもつ行又は列の代
りに置き換えることが開示されている。この様な
配列においては、完全なセルの冗長行は、内容の
番地呼び出し可能なメモリで冗長行の番地にそつ
て欠陥行の語の番地を記憶することによつて、1
つかそれ以上の欠陥セルをもつ行と置き換えられ
る。
さらに他の耐障害配列において、セルの番地呼
び出し可能なアレイは、欠陥セルの行を無効にし
それを冗長行と置き換えるための欠陥ワード・ア
ドレス・レジスタと比較回路と共にセルの冗長行
が用いられる。語の番地は、選択的開回路導電経
路によつて読み出し専用メモリに記憶されるか、
又は選択的に読み出専用メモリの接地ビツトによ
つて記憶される。
び出し可能なアレイは、欠陥セルの行を無効にし
それを冗長行と置き換えるための欠陥ワード・ア
ドレス・レジスタと比較回路と共にセルの冗長行
が用いられる。語の番地は、選択的開回路導電経
路によつて読み出し専用メモリに記憶されるか、
又は選択的に読み出専用メモリの接地ビツトによ
つて記憶される。
前述の耐障害配列のどれも、語又はセルのどち
らの型で番地呼び出し可能なメモリであろうと
も、それぞれに必要な条件は、1つ又はそれ以上
の不良セルが存在する各行又は列に少なくとも1
列又は行の冗長セルが用意されることである。さ
らに、メモリ・アレイの障害ビツト個所は、その
障害個所が存在する行又は列が、用意されている
全部の冗長行の数を越えない範囲でのみ耐障害が
可能である。
らの型で番地呼び出し可能なメモリであろうと
も、それぞれに必要な条件は、1つ又はそれ以上
の不良セルが存在する各行又は列に少なくとも1
列又は行の冗長セルが用意されることである。さ
らに、メモリ・アレイの障害ビツト個所は、その
障害個所が存在する行又は列が、用意されている
全部の冗長行の数を越えない範囲でのみ耐障害が
可能である。
加えて、セル及び語の番地呼び出し可能アレイ
は一般にデコーダ、入力/出力ロジツクそしてそ
の他の周辺回路を持ち、それらの中でも製造工程
上の障害が起り、そしてそれは語の番地呼び出し
やセルの番地呼び出しの技法によつて救済され得
ないものである。
は一般にデコーダ、入力/出力ロジツクそしてそ
の他の周辺回路を持ち、それらの中でも製造工程
上の障害が起り、そしてそれは語の番地呼び出し
やセルの番地呼び出しの技法によつて救済され得
ないものである。
発明の目的の概要
それゆえに、この発明の主たる目的は、良好な
る耐障害メモリ・アレイを提供することにある。
る耐障害メモリ・アレイを提供することにある。
この発明の他の目的は、セル障害と同様に、デ
コーダ、入力/出力ロジツク及び関連する周辺回
路中の障害を救済するための耐障害メモリ・シス
テムを与えることにある。
コーダ、入力/出力ロジツク及び関連する周辺回
路中の障害を救済するための耐障害メモリ・シス
テムを与えることにある。
さらにこの発明の他の目的は、封入後発生した
回路障害をパツケージを開くことなくプログラム
可能な手法により救済出来る耐障害メモリ・アレ
イを与えることにある。
回路障害をパツケージを開くことなくプログラム
可能な手法により救済出来る耐障害メモリ・アレ
イを与えることにある。
さらにこの発明の他の目的は、単一セル又は
2、3の密接したセル又は数個のかたまりのセル
を使用不能にする1つかそれ以上の局部的障害を
持つメモリ・アレイをセルの番地個所を知ること
なく使用可能にする改良された耐障害メモリ・シ
ステムを与えることにある。
2、3の密接したセル又は数個のかたまりのセル
を使用不能にする1つかそれ以上の局部的障害を
持つメモリ・アレイをセルの番地個所を知ること
なく使用可能にする改良された耐障害メモリ・シ
ステムを与えることにある。
発明の概要
前述の目的は、複数の主メモリ・アレイ・ブロ
ツクに構成され、各ブロツクは行と列に配列され
たデータ記憶セルを持ち、各主アレイの列は各主
アレイのセルへデータを送つたり、セルからデー
タの受取つたりするためのデータ・ノード入力/
出力回路を通して互いに接続される耐障害メモ
リ・システムで達成される。耐障害メモリ・シス
テムはさらに行と列に配列されたデータ記憶セル
の冗長アレイ又はブロツクを持ち、冗長アレイの
列は冗長アレイのセルへデータを送つたり、受け
取つたりするための冗長データ・ノード入力/出
力回路を通して互いに接続される。行と列の番地
符号信号に応答するセル選択手段は、各種アレイ
及び冗長アレイの対応する行と列の番地の個々の
データ記憶セルを選択的に呼び出すために各アレ
イに接続される。マルチプレクサ・ロジツク回路
は、それが付加されている主アレイからのデータ
を又はプログラムされている時には冗長アレイか
らのデータを外部のビツト・データ・ピンへ選択
的にゲートするために、各主アレイのデータ・ノ
ード入力/出力回路と冗長アレイの冗長データ・
ノード入力/出力回路に接続される。各マルチプ
レクサ・ロジツク回路は、それが付加されている
主アレイの出力を論理的に無効にし同時に冗長ア
レイへのデータ伝送を有効にするため独立したプ
ログラム可能要素を持つ。
ツクに構成され、各ブロツクは行と列に配列され
たデータ記憶セルを持ち、各主アレイの列は各主
アレイのセルへデータを送つたり、セルからデー
タの受取つたりするためのデータ・ノード入力/
出力回路を通して互いに接続される耐障害メモ
リ・システムで達成される。耐障害メモリ・シス
テムはさらに行と列に配列されたデータ記憶セル
の冗長アレイ又はブロツクを持ち、冗長アレイの
列は冗長アレイのセルへデータを送つたり、受け
取つたりするための冗長データ・ノード入力/出
力回路を通して互いに接続される。行と列の番地
符号信号に応答するセル選択手段は、各種アレイ
及び冗長アレイの対応する行と列の番地の個々の
データ記憶セルを選択的に呼び出すために各アレ
イに接続される。マルチプレクサ・ロジツク回路
は、それが付加されている主アレイからのデータ
を又はプログラムされている時には冗長アレイか
らのデータを外部のビツト・データ・ピンへ選択
的にゲートするために、各主アレイのデータ・ノ
ード入力/出力回路と冗長アレイの冗長データ・
ノード入力/出力回路に接続される。各マルチプ
レクサ・ロジツク回路は、それが付加されている
主アレイの出力を論理的に無効にし同時に冗長ア
レイへのデータ伝送を有効にするため独立したプ
ログラム可能要素を持つ。
好ましい実施例によると、プログラム可能要素
は半導体フユーズと溶断回路から成る。主メモ
リ・ブロツクに1つかそれ以上の障害が検出され
ると、比較的高い電圧、典型的には25ボルト、が
外部ビツト・データ・ピンを通して溶断回路に加
えられ、半導体フユーズを閉回路低抵抗状態から
開回路状態に永久に変える。これによつて不良主
メモリ・ブロツクは永久に切り離され、その場所
に冗長メモリ・ブロツクが置き換る。望ましくは
各主メモリ・ブロツクは列選択、列解読、読み出
し増幅及びデータバツフア等の回路を持ち、その
すべての回路と同じものが冗長メモリ・ブロツク
中に備えられている。これによつてセルの選択及
びデータ検出回路の本質的な部分の障害も救済さ
れ得る。
は半導体フユーズと溶断回路から成る。主メモ
リ・ブロツクに1つかそれ以上の障害が検出され
ると、比較的高い電圧、典型的には25ボルト、が
外部ビツト・データ・ピンを通して溶断回路に加
えられ、半導体フユーズを閉回路低抵抗状態から
開回路状態に永久に変える。これによつて不良主
メモリ・ブロツクは永久に切り離され、その場所
に冗長メモリ・ブロツクが置き換る。望ましくは
各主メモリ・ブロツクは列選択、列解読、読み出
し増幅及びデータバツフア等の回路を持ち、その
すべての回路と同じものが冗長メモリ・ブロツク
中に備えられている。これによつてセルの選択及
びデータ検出回路の本質的な部分の障害も救済さ
れ得る。
発明を特徴づける新らしい点は添付の請求の範
囲に定義される。この発明の前述及び他の目的、
利点及び特徴は後述される。そして制限する目的
ではなく、発明を図示する目的のために、発明の
一実施例を添付の図面に示す。
囲に定義される。この発明の前述及び他の目的、
利点及び特徴は後述される。そして制限する目的
ではなく、発明を図示する目的のために、発明の
一実施例を添付の図面に示す。
第1図はブロツク冗長度を有するメモリ・シス
テムのチツプの構造を図示するブロツク図であ
る。
テムのチツプの構造を図示するブロツク図であ
る。
第2図は発明のロジツク・マルチプレクサを単
純化したブロツク図である。
純化したブロツク図である。
第3図は主メモリ・アレイと冗長メモリ・アレ
イの論理的相互接続を図示する単純化したブロツ
ク図である。
イの論理的相互接続を図示する単純化したブロツ
ク図である。
好ましい実施例の詳細な説明
以下の説明において、発明は、半導体チツプ上
にMOS/LSI技法によつて作られた電気的プロ
グラム可能メモリと共に説明される。しかしなが
ら、ここに述べられるブロツク冗長回路と技法は
一般にMKxQの形に構成されるメモリ・アレイ
において都合良く使用され得る。
にMOS/LSI技法によつて作られた電気的プロ
グラム可能メモリと共に説明される。しかしなが
ら、ここに述べられるブロツク冗長回路と技法は
一般にMKxQの形に構成されるメモリ・アレイ
において都合良く使用され得る。
同じ部分は本明細書及び図面中で、それぞれ同
じ参照番号が付けられている。
じ参照番号が付けられている。
図面、特に第1図と第2図を参照すると、電気
的プログラム可能メモリ(EPROM)が半導体チ
ツプ10上にMOS/LSI技法によつて作られる。
メモリは中央の行デコーダ14の両側に4つの主
メモリ・ブロツク(12ABCD)と(12EFGH)
を持つ8kx8で構成される。各主メモリ・ブロツ
クは256行と32列のメモリ・アレイMに配列され
たデータ記憶セルを持ち、各アレイMの列は共通
データ入力/出力端子P1,P2,P3,P4,
P5,P6,P7,及びP8のそれぞれを通して
データを送受するためにデータ・ノード入力/出
力回路を通して接続される。各主メモリ・ブロツ
クは又、列選択回路16、列デコーダ18、そし
て読み出し増幅器とデータ・バツフア回路20
(データ検出手段)を持つ。又行と列デコーダの
両方を取り扱うアドレス・バツフア・ブロツク2
2と、チツプのすべての部分に制御信号を送る共
通制御ロジツク・ブロツク24も用意される。行
デコーダ14、列選択器16、列デコーダ18及
びアドレス・バツフア・ブロツク26は番地情報
を受け取り、読み出し/書き込み動作における各
ブロツクの個々のセルを選択するため各ブロツク
において256行の内から1つと32列のうちから1
つを選択する。例えば、行デコーダは2n行のうち
から1つを選択するための2n信号のうちの1つを
発生するためにn−ビツトのバイナリ入力信号を
解読する形式のものであり、列デコーダは各ブロ
ツクの2N列のうちから1つを選択するための2N信
号のうちの1つを発生するためにN−ビツトのバ
イナリ信号を解読する形式のものである。
的プログラム可能メモリ(EPROM)が半導体チ
ツプ10上にMOS/LSI技法によつて作られる。
メモリは中央の行デコーダ14の両側に4つの主
メモリ・ブロツク(12ABCD)と(12EFGH)
を持つ8kx8で構成される。各主メモリ・ブロツ
クは256行と32列のメモリ・アレイMに配列され
たデータ記憶セルを持ち、各アレイMの列は共通
データ入力/出力端子P1,P2,P3,P4,
P5,P6,P7,及びP8のそれぞれを通して
データを送受するためにデータ・ノード入力/出
力回路を通して接続される。各主メモリ・ブロツ
クは又、列選択回路16、列デコーダ18、そし
て読み出し増幅器とデータ・バツフア回路20
(データ検出手段)を持つ。又行と列デコーダの
両方を取り扱うアドレス・バツフア・ブロツク2
2と、チツプのすべての部分に制御信号を送る共
通制御ロジツク・ブロツク24も用意される。行
デコーダ14、列選択器16、列デコーダ18及
びアドレス・バツフア・ブロツク26は番地情報
を受け取り、読み出し/書き込み動作における各
ブロツクの個々のセルを選択するため各ブロツク
において256行の内から1つと32列のうちから1
つを選択する。例えば、行デコーダは2n行のうち
から1つを選択するための2n信号のうちの1つを
発生するためにn−ビツトのバイナリ入力信号を
解読する形式のものであり、列デコーダは各ブロ
ツクの2N列のうちから1つを選択するための2N信
号のうちの1つを発生するためにN−ビツトのバ
イナリ信号を解読する形式のものである。
各ブロツク中のセルは共通の行ラインにそつて
拡がつており、別々に呼び出しが可能である。各
ブロツクのビツト共通ラインは2つの別々の列番
地によつて選択可能なデータの2つの列に共通で
ある。各ブロツクの列のビツト・ラインは、外部
ピンP1〜P8を通してデータをアレイのセルへ
送つたり、セルから受け取つたりするためにデー
タ・ノード入力/出力回路(SAとDB)を通して
接続される。
拡がつており、別々に呼び出しが可能である。各
ブロツクのビツト共通ラインは2つの別々の列番
地によつて選択可能なデータの2つの列に共通で
ある。各ブロツクの列のビツト・ラインは、外部
ピンP1〜P8を通してデータをアレイのセルへ
送つたり、セルから受け取つたりするためにデー
タ・ノード入力/出力回路(SAとDB)を通して
接続される。
前述の通り、ここで述べる発明の主な目的は、
良品率を改善するためとそれにより半導体メモ
リ・アレイの価格を引き下げるための回路技術を
与えることにある。このことは本発明において、
障害のあるセルや数個のかたまりのセルを持つメ
モリ・ブロツクすべてを選択的に置換させること
が出来る冗長回路を用意することにより成し遂げ
られ、それによつて他にも障害のあるチツプを救
済する。後述から判る様に、この発明の冗長技法
は封入の前及び後の両方の試験段階で等しく良好
に実行されうる。
良品率を改善するためとそれにより半導体メモ
リ・アレイの価格を引き下げるための回路技術を
与えることにある。このことは本発明において、
障害のあるセルや数個のかたまりのセルを持つメ
モリ・ブロツクすべてを選択的に置換させること
が出来る冗長回路を用意することにより成し遂げ
られ、それによつて他にも障害のあるチツプを救
済する。後述から判る様に、この発明の冗長技法
は封入の前及び後の両方の試験段階で等しく良好
に実行されうる。
発明の冗長技法は、1つの行又は列ではなくメ
モリの1つのブロツク全部が置換される“ブロツ
ク”冗長である。チツプ10に作られたメモリ・
アレイにおいて、データ記憶セルは256行と256列
に配列され、列は8個の出力に配列され、メモ
リ・アレイは、それぞれ32列の幅の8個のメモ
リ・ブロツクで構成される。発明の冗長技法によ
れば、2個の追加ブロツク、冗長マトリツクス・
ブロツク12RB−1と12RB−2がマトリツ
クスの9番目と10番目のブロツクとして用意され
る。各冗長ブロツクは256行と32列の冗長メモ
リ・アレイRMに配列されたデータ記憶セル、冗
長列選択回路(RCS)16、冗長列デコーダ回
路(RCD)18及び冗長読み出し増幅器とデー
タ・バツフア回路(RSAとDB)20を持つ。冗
長ブロツク中のデータ・記憶セルは主メモリ・ブ
ロツクのセルと同時に呼び出される。
モリの1つのブロツク全部が置換される“ブロツ
ク”冗長である。チツプ10に作られたメモリ・
アレイにおいて、データ記憶セルは256行と256列
に配列され、列は8個の出力に配列され、メモ
リ・アレイは、それぞれ32列の幅の8個のメモ
リ・ブロツクで構成される。発明の冗長技法によ
れば、2個の追加ブロツク、冗長マトリツクス・
ブロツク12RB−1と12RB−2がマトリツ
クスの9番目と10番目のブロツクとして用意され
る。各冗長ブロツクは256行と32列の冗長メモ
リ・アレイRMに配列されたデータ記憶セル、冗
長列選択回路(RCS)16、冗長列デコーダ回
路(RCD)18及び冗長読み出し増幅器とデー
タ・バツフア回路(RSAとDB)20を持つ。冗
長ブロツク中のデータ・記憶セルは主メモリ・ブ
ロツクのセルと同時に呼び出される。
試験中にメモリ・ブロツクのある部分の不良が
判定された場合、そのメモリ・ブロツクはプログ
ラム可能な手段によつて選択的に切り離され、不
良側のチツプの冗長メモリ・ブロツクがその代り
に接続される。冗長ブロツクは、ウエフア試験に
おける検認の場合のみだけでなく、封入後のデー
タ保持力試験の時でさえも不良であるマトリツク
スのブロツクの代りに選択的に挿入される。もし
不良ビツトが検出された場合、冗長ブロツクは、
ウエフアの段階であつてもパツケージの段階であ
つても障害ブロツクの代りに選択的置き換えられ
る。この技法によれば、ただの1ビツトが不良で
ある場合でさえも、単一の行又は列ではなく、メ
モリのブロツク全体が交換される。このブロツク
冗長技法は、すべての列番地と行番地の順序を重
複して備えているので問題の番地がどれであつて
もそれには無関係と考えて良い。
判定された場合、そのメモリ・ブロツクはプログ
ラム可能な手段によつて選択的に切り離され、不
良側のチツプの冗長メモリ・ブロツクがその代り
に接続される。冗長ブロツクは、ウエフア試験に
おける検認の場合のみだけでなく、封入後のデー
タ保持力試験の時でさえも不良であるマトリツク
スのブロツクの代りに選択的に挿入される。もし
不良ビツトが検出された場合、冗長ブロツクは、
ウエフアの段階であつてもパツケージの段階であ
つても障害ブロツクの代りに選択的置き換えられ
る。この技法によれば、ただの1ビツトが不良で
ある場合でさえも、単一の行又は列ではなく、メ
モリのブロツク全体が交換される。このブロツク
冗長技法は、すべての列番地と行番地の順序を重
複して備えているので問題の番地がどれであつて
もそれには無関係と考えて良い。
ブロツクの選択は、データ・ノード入力/出力
回路(SAとDB)20に接続されるマルチプレク
サ26とリペア・バツフア28を通して実行され
る。冗長ブロツクの置換は、不良ビツトが存在す
るブロツクの出力データ端子に高電圧を選択的加
えることにより実行される。リペア・バツフア
(RB)28中のポリシリコン・フユーズ30を
溶断することにより、メモリの不良ブロツクを電
気的に切り離し同時にその場所を冗長ブロツクと
置き換える。
回路(SAとDB)20に接続されるマルチプレク
サ26とリペア・バツフア28を通して実行され
る。冗長ブロツクの置換は、不良ビツトが存在す
るブロツクの出力データ端子に高電圧を選択的加
えることにより実行される。リペア・バツフア
(RB)28中のポリシリコン・フユーズ30を
溶断することにより、メモリの不良ブロツクを電
気的に切り離し同時にその場所を冗長ブロツクと
置き換える。
第2図と第3図を参照すると、マルチプレクサ
回路26は各主メモリ・ブロツクの読み出し(セ
ンス)増幅器(SA)出力ノード32に接続され
る。メモリ・ブロツク12AからのデータはSA
出力ノード32を通してマルチプレクサに入る。
一方ブロツク12RB−1の冗長マトリツクス
RAからのデータはRSA出力ノード34から入
る。この配列がチツプの反対側において重複して
設けられており、チツプの両側に書き込み動作の
ために同様の回路を有する。チツプ10の左側の
メモリ・ブロツクにおける読み出し動作はそれゆ
えに冗長技法の説明の目的にかなうであろう。
回路26は各主メモリ・ブロツクの読み出し(セ
ンス)増幅器(SA)出力ノード32に接続され
る。メモリ・ブロツク12AからのデータはSA
出力ノード32を通してマルチプレクサに入る。
一方ブロツク12RB−1の冗長マトリツクス
RAからのデータはRSA出力ノード34から入
る。この配列がチツプの反対側において重複して
設けられており、チツプの両側に書き込み動作の
ために同様の回路を有する。チツプ10の左側の
メモリ・ブロツクにおける読み出し動作はそれゆ
えに冗長技法の説明の目的にかなうであろう。
マルチプレクサ回路26は第1および第2のデ
ータ入力と、それぞれ主メモリ・ブロツク12A
および冗長ブロツク(12RB−1)からの読み
出し増幅器出力32およびRSA出力ノード34
とを持つ。マルチプレクサのデータ出力は主デー
タ経路36か又は冗長データ経路40にそつて出
力バツフア38を通りピンP1に伝えられる。主
メモリ・ブロツクのSA出力線32か又は冗長SA
出力線34上のどちらかに出るデータは、リペ
ア・バツフア28内のプログラム可能フユーズ3
0の状態によつて伝達される。メモリ・ブロツク
12Aが完全なセルのアレイを持ち、プログラム
可能フユーズ38が元のままであると仮定する
と、データはSA出力線32から、入力を出力バ
ツフア38へ結合する共通データ・ビツト・ノー
ド42を通してI/Oビツト・データ端子P1へ
伝達される。
ータ入力と、それぞれ主メモリ・ブロツク12A
および冗長ブロツク(12RB−1)からの読み
出し増幅器出力32およびRSA出力ノード34
とを持つ。マルチプレクサのデータ出力は主デー
タ経路36か又は冗長データ経路40にそつて出
力バツフア38を通りピンP1に伝えられる。主
メモリ・ブロツクのSA出力線32か又は冗長SA
出力線34上のどちらかに出るデータは、リペ
ア・バツフア28内のプログラム可能フユーズ3
0の状態によつて伝達される。メモリ・ブロツク
12Aが完全なセルのアレイを持ち、プログラム
可能フユーズ38が元のままであると仮定する
と、データはSA出力線32から、入力を出力バ
ツフア38へ結合する共通データ・ビツト・ノー
ド42を通してI/Oビツト・データ端子P1へ
伝達される。
プログラム可能フユーズ30の状態はマルチプ
レクサ26によつて選はれるデータ経路を決定す
る。マルチプレクサ26は、リペア・バツフア2
8に接続される第1と第2の入力制御線44と4
6を持つ。ロジツクの高レベル電位、Vcc、又は
ロジツクの低電圧・ゼロ又は基板の基準電位はフ
ユーズ30の開回路又は閉回路の状態によつて制
御入力線44,46上に出る。
レクサ26によつて選はれるデータ経路を決定す
る。マルチプレクサ26は、リペア・バツフア2
8に接続される第1と第2の入力制御線44と4
6を持つ。ロジツクの高レベル電位、Vcc、又は
ロジツクの低電圧・ゼロ又は基板の基準電位はフ
ユーズ30の開回路又は閉回路の状態によつて制
御入力線44,46上に出る。
メモリ・ブロツク12Aが完全なセルのアレイ
を持つと仮定すれば、フユーズ30は元のままで
ある。プログラム可能フユーズ30の抵抗は相対
的に低く、典型的に100〜200オームであり、これ
により低抵抗導電経路が制御トランジスタQ1に
対して形成される。トランジスタQ1のゲートは
直接Vccに接続され、ターン・オンしている。そ
れによりデプレツシヨン型トランジスタQ2に対
して導電経路が形成される。デプレツシヨン型ト
ランジスタQ2は、ターン・オフ信号がない時、
通常オンであり、そしてQ1がフユーズ30を通
して導通し始める時ターン・オフされる。フユー
ズ30の両端の電圧降下はゼロでないが、デプレ
ツシヨン型トランジスタQ2のゲートに加えられ
る電位は実質上基板の基準レベルであり、それに
よつてトランジスタQ2はターン・オフさせられ
る。
を持つと仮定すれば、フユーズ30は元のままで
ある。プログラム可能フユーズ30の抵抗は相対
的に低く、典型的に100〜200オームであり、これ
により低抵抗導電経路が制御トランジスタQ1に
対して形成される。トランジスタQ1のゲートは
直接Vccに接続され、ターン・オンしている。そ
れによりデプレツシヨン型トランジスタQ2に対
して導電経路が形成される。デプレツシヨン型ト
ランジスタQ2は、ターン・オフ信号がない時、
通常オンであり、そしてQ1がフユーズ30を通
して導通し始める時ターン・オフされる。フユー
ズ30の両端の電圧降下はゼロでないが、デプレ
ツシヨン型トランジスタQ2のゲートに加えられ
る電位は実質上基板の基準レベルであり、それに
よつてトランジスタQ2はターン・オフさせられ
る。
制御ノード48の電位は基板の基準レベルか又
はゼロ・レベルである。制御トランジスタQ3の
ゲートは制御ノード48に接続され、そして同時
にターン・オフさせられる。制御トランジスタQ
3のソースは制御ノード50を通してデプレツシ
ヨン型トランジスタQ4のドレインに接続され
る。デプレツシヨン型トランジスタQ4のゲート
は制御ノード50に接続され、そして制御ノード
50はQ3がターン・オフする時ほぼVccの電位
レベルまで上昇する。この様にしてマルチプレク
サ制御入力線44はVcc又はロジツクの高の状態
にまで上昇する。これによつてマルチプレクサ2
6中の制御トランジスタQ5とQ6がターン・オ
ンされ、これによつてピン1からの主メモリ・ブ
ロツク12Aのデータ記憶セルへのデータ入力と
データ出力を有効にする。
はゼロ・レベルである。制御トランジスタQ3の
ゲートは制御ノード48に接続され、そして同時
にターン・オフさせられる。制御トランジスタQ
3のソースは制御ノード50を通してデプレツシ
ヨン型トランジスタQ4のドレインに接続され
る。デプレツシヨン型トランジスタQ4のゲート
は制御ノード50に接続され、そして制御ノード
50はQ3がターン・オフする時ほぼVccの電位
レベルまで上昇する。この様にしてマルチプレク
サ制御入力線44はVcc又はロジツクの高の状態
にまで上昇する。これによつてマルチプレクサ2
6中の制御トランジスタQ5とQ6がターン・オ
ンされ、これによつてピン1からの主メモリ・ブ
ロツク12Aのデータ記憶セルへのデータ入力と
データ出力を有効にする。
もし、試験中、主ブロツクのメモリ・アレイM
中の1つかそれ以上のセルの不良が判定され、そ
れが例えばブロツク12Aであれば、その代りに
冗長ブロツク12RB−1を置き換える必要があ
る。これは制御トランジスタQ7のゲートに信号
RPRを通し、一方同時に比較的大きい電圧、例
えば25ボルトをピンP1に加えることにより実行
される。比較的高い電位によつて表わされるプロ
グラム用の信号はピンP1とQ7のソースに接続
されるプログラム入力導電体52を通して導通さ
れる。信号RPRがロジツク「0」からロジツク
「1」に上昇すると、コンプリメント・リペア信
号はロジツク・ゼロに落ち、これによつて
制御トランジスタQ8をターン・オフする。プロ
グラム用の電流は、プログラム入力導電体52に
よつて伝えられる比較的高い電圧がトランジスタ
Q9のゲートに加えられる時トランジスタQ9を
通して流れる。プログラム用の電流は別の電源電
位Vppから引き出される。リペア信号をQ9のゲ
ートに加えることで、Q9を導通状態にし、それ
によつてフユーズ30に大電流を流す。
中の1つかそれ以上のセルの不良が判定され、そ
れが例えばブロツク12Aであれば、その代りに
冗長ブロツク12RB−1を置き換える必要があ
る。これは制御トランジスタQ7のゲートに信号
RPRを通し、一方同時に比較的大きい電圧、例
えば25ボルトをピンP1に加えることにより実行
される。比較的高い電位によつて表わされるプロ
グラム用の信号はピンP1とQ7のソースに接続
されるプログラム入力導電体52を通して導通さ
れる。信号RPRがロジツク「0」からロジツク
「1」に上昇すると、コンプリメント・リペア信
号はロジツク・ゼロに落ち、これによつて
制御トランジスタQ8をターン・オフする。プロ
グラム用の電流は、プログラム入力導電体52に
よつて伝えられる比較的高い電圧がトランジスタ
Q9のゲートに加えられる時トランジスタQ9を
通して流れる。プログラム用の電流は別の電源電
位Vppから引き出される。リペア信号をQ9のゲ
ートに加えることで、Q9を導通状態にし、それ
によつてフユーズ30に大電流を流す。
この大電流によりフユーズ30が切れた後、制
御トランジスタQ1のドレインは開回路となり、
これによつて、デプレツシヨン型トランジスタQ
2のドレインに接続されるQ1のソースはVcc電
位レベルまで上昇する。ノード48の電位がVcc
になると、マルチプレクサ制御入力46はVcc又
は論理「1」に上昇し、そして同時に、トランジ
スタQ3がターン・オンされ、これによつて制御
ノード50は論理「0」の電位に駆動される。マ
ルチプレクサ制御入力44は制御ノード50に接
続されているので、主ブロツク12A用の制御ト
ランジスタQ5とQ6がターン・オフされ、一方
制御トランジスタQ10とQ11はマルチプレク
サ制御入力46の高電位レベルによつてターン・
オンされる。このようにフユーズ30が永久に開
回路状態にプログラムされると、冗長ブロツク1
2RB−1は永久に主ブロツク12Aと置換さ
れ、これによつてデータはI/OデータピンP1
を通して冗長マトリツクスRMのメモリ・アレイ
に書き込まれたり、読み出されたりされる。
御トランジスタQ1のドレインは開回路となり、
これによつて、デプレツシヨン型トランジスタQ
2のドレインに接続されるQ1のソースはVcc電
位レベルまで上昇する。ノード48の電位がVcc
になると、マルチプレクサ制御入力46はVcc又
は論理「1」に上昇し、そして同時に、トランジ
スタQ3がターン・オンされ、これによつて制御
ノード50は論理「0」の電位に駆動される。マ
ルチプレクサ制御入力44は制御ノード50に接
続されているので、主ブロツク12A用の制御ト
ランジスタQ5とQ6がターン・オフされ、一方
制御トランジスタQ10とQ11はマルチプレク
サ制御入力46の高電位レベルによつてターン・
オンされる。このようにフユーズ30が永久に開
回路状態にプログラムされると、冗長ブロツク1
2RB−1は永久に主ブロツク12Aと置換さ
れ、これによつてデータはI/OデータピンP1
を通して冗長マトリツクスRMのメモリ・アレイ
に書き込まれたり、読み出されたりされる。
前述の技法は大抵のメモリ・アレイの障害を修
復させ、加えて障害のある列デコーダ、列選択回
路、データ−nバツフア及び読み出し増幅器の交
換を可能にする。多くの行ラインの障害を修復さ
せることは出来ないが、個々のメモリ・セルの障
害や列の障害はすべて救済され得る。
復させ、加えて障害のある列デコーダ、列選択回
路、データ−nバツフア及び読み出し増幅器の交
換を可能にする。多くの行ラインの障害を修復さ
せることは出来ないが、個々のメモリ・セルの障
害や列の障害はすべて救済され得る。
以前には、メモリ・チツプにおける冗長性は
2、3の行や列を追加することによつて実施され
て来た。この方法はより少ないマトリツクス領域
で済むが、列デコーダ又は読み出し増幅器を修復
することは出来ず、加えてセルの番地情報を記憶
するためのプログラムされたロジツク・アレイに
対する必要条件を含むそれ固有の実施上の問題を
持つ。列のビツト・ラインが2つの異なる列番地
によつても選択可能なデータの2つの列によつて
共通されるあるメモリ配列において、メモリ・セ
ル中のドレインとソースの短絡又はドレインとフ
ローテイング・ゲートの短絡は、不良の列番地ラ
インが永久にグランドに接続され同時に列番地が
活性化されないかぎり修復不能となる。これは密
に詰め込まれた列番地ラインのそれぞれに関連し
た多結晶シリコン・フユーズとかなりの付加回路
を必要とするであろう。同様に、回路設計者は、
交換された行ラインの両端が永久にグランドに接
続されることを確実にせねばならない。これは、
行番地ラインの間隔が列番地ラインの間隔の2倍
密になりそして、この例の様に、行デコーダがメ
モリ・アレイの中央に位置する時多結晶シリコン
行ラインが4端になるので、回路の集積密度の問
題が深刻になる。この方法は多くの周辺回路が必
要である。
2、3の行や列を追加することによつて実施され
て来た。この方法はより少ないマトリツクス領域
で済むが、列デコーダ又は読み出し増幅器を修復
することは出来ず、加えてセルの番地情報を記憶
するためのプログラムされたロジツク・アレイに
対する必要条件を含むそれ固有の実施上の問題を
持つ。列のビツト・ラインが2つの異なる列番地
によつても選択可能なデータの2つの列によつて
共通されるあるメモリ配列において、メモリ・セ
ル中のドレインとソースの短絡又はドレインとフ
ローテイング・ゲートの短絡は、不良の列番地ラ
インが永久にグランドに接続され同時に列番地が
活性化されないかぎり修復不能となる。これは密
に詰め込まれた列番地ラインのそれぞれに関連し
た多結晶シリコン・フユーズとかなりの付加回路
を必要とするであろう。同様に、回路設計者は、
交換された行ラインの両端が永久にグランドに接
続されることを確実にせねばならない。これは、
行番地ラインの間隔が列番地ラインの間隔の2倍
密になりそして、この例の様に、行デコーダがメ
モリ・アレイの中央に位置する時多結晶シリコン
行ラインが4端になるので、回路の集積密度の問
題が深刻になる。この方法は多くの周辺回路が必
要である。
この発明の冗長ブロツクの方法は、列デコー
ダ、読み出し増幅器及び他の周辺回路を含む、ア
レイすべてを置換するので、メモリ・セルの障害
と同様これらの部分における障害も簡単に修復可
能である。ブロツク冗長はアレイの領域、列デコ
ーダ、読み出し増幅器等が25%増加するが、それ
は今まで通り元の大きさの領域が機能的に良好で
あることを必要とするだけである。全部のチツプ
領域における増加は20%であるが、必要とされる
良好活動領域中の増加は2%未満である。4つの
冗長行の出力毎に1つの冗長列を作るために要す
るチツプ領域は、ここで述べたブロツク冗長の方
法を実施するに要する領域をはるかに越える。
ダ、読み出し増幅器及び他の周辺回路を含む、ア
レイすべてを置換するので、メモリ・セルの障害
と同様これらの部分における障害も簡単に修復可
能である。ブロツク冗長はアレイの領域、列デコ
ーダ、読み出し増幅器等が25%増加するが、それ
は今まで通り元の大きさの領域が機能的に良好で
あることを必要とするだけである。全部のチツプ
領域における増加は20%であるが、必要とされる
良好活動領域中の増加は2%未満である。4つの
冗長行の出力毎に1つの冗長列を作るために要す
るチツプ領域は、ここで述べたブロツク冗長の方
法を実施するに要する領域をはるかに越える。
この発明の一実施例を図示し詳細に説明した
が、この発明の思想と範囲から逸脱することな
く、様々な変更が可能であることは明らかであ
る。
が、この発明の思想と範囲から逸脱することな
く、様々な変更が可能であることは明らかであ
る。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/120,929 US4281398A (en) | 1980-02-12 | 1980-02-12 | Block redundancy for memory array |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57500128A JPS57500128A (ja) | 1982-01-21 |
JPH0320840B2 true JPH0320840B2 (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=22393312
Family Applications (1)
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