JPH04228196A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH04228196A
JPH04228196A JP3106760A JP10676091A JPH04228196A JP H04228196 A JPH04228196 A JP H04228196A JP 3106760 A JP3106760 A JP 3106760A JP 10676091 A JP10676091 A JP 10676091A JP H04228196 A JPH04228196 A JP H04228196A
Authority
JP
Japan
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address
memory cell
defective
circuit
semiconductor integrated
Prior art date
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Pending
Application number
JP3106760A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Matsumoto
松本 美紀
Hiroshi Kawamoto
洋 川本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide the semiconductor integrated circuit which can make self-relieving of the defect generated after the circuit is built into a system. CONSTITUTION:The timing for relieving the defective address in a memory cell array 1 is generated by a timer 10 and the presence or absence of the memory cell selected in accordance with the output address signal of an address counter circuit 15 operated in accordance with this timing is decided by an error deciding circuit 18. The address of the memory cell, the detect of which is detected by the result of this decision, is stored into a defective address memory circuit 21. The address held in the defective address memory circuit 21 and the address from the outside are compared in the event of the access from the outside. The memory cell array 1 is accessed in the case of incoincidence and the redundancy memory cell array 2 is accessed in the case of coincidence.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、メモリセルアレイとこ
れに含まれる所望のメモリセルを選択するための回路を
備えたメモリLSIや論理LSI若しくはマイクロコン
ピュータなどの半導体集積回路、さらには斯る半導体集
積回路におけるメモリセルの欠陥救済技術に関し、例え
ばDRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
リ)などの大記憶容量のメモリLSIに適用して有効な
技術に関するものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to semiconductor integrated circuits such as memory LSIs, logic LSIs, or microcomputers, which are equipped with a memory cell array and a circuit for selecting desired memory cells included therein, and further to such semiconductor integrated circuits. The present invention relates to a technology for relieving defects in memory cells in integrated circuits, and relates to a technology that is effective when applied to large storage capacity memory LSIs such as DRAMs (dynamic random access memories).

【0002】0002

【従来の技術】半導体集積回路はその集積度や回路素子
の微細化が進むなかでその歩留まりを向上させるために
冗長構成を持つものがある。ウェーハプローブテストな
どの検査工程で欠陥が検出されると、それを救済可能な
冗長構成を選択するための例えばフューズプログラムが
行われる。
2. Description of the Related Art As the degree of integration and the miniaturization of circuit elements continue to advance, some semiconductor integrated circuits have a redundant structure in order to improve their yield. When a defect is detected in an inspection process such as a wafer probe test, a fuse program, for example, is performed to select a redundant configuration that can repair the defect.

【0003】従来の冗長構成による欠陥救済をさらに一
歩進めて、半導体集積回路の内部で独自に欠陥の有無を
判定し、欠陥がある場合には自らその欠陥を救済すると
いうセルフチェック・セルフリペア機能を備えた半導体
半導体集積回路についての提案がIEEE,1989,
CUSTOM  INTEGRATED  CIRCU
ITS  CONFERENCE,Built−In 
 Self−Repair  Circuit  fo
r  High−Density  ASMIC P.
26、1、1〜P.26、1、4に記載されている。斯
る文献に記載の技術は、ASMIC(Applicat
ion  Specific  MemoryIC)を
対象とし、外部クロックを与えることにより、内部でメ
モリチェックとセルフリペアを行う技術であって、従来
の冗長による欠陥救済のためのテスト時間短縮とフュー
ズなどのプログラム時間短縮を目的とする。
[0003] A self-check/self-repair function takes the conventional redundant configuration one step further and independently determines the presence or absence of a defect within a semiconductor integrated circuit, and if a defect exists, repairs the defect by itself. IEEE, 1989, proposed a semiconductor integrated circuit with
CUSTOM INTEGRATED CIRCU
ITS CONFERENCE, Built-in
Self-Repair Circuit for
r High-Density ASMIC P.
26, 1, 1-P. 26, 1, 4. The technology described in such documents is based on ASMIC
ion Specific Memory IC), it is a technology that performs internal memory checks and self-repairs by applying an external clock, and is intended to shorten test time for defect relief using conventional redundancy and program time for fuses, etc. shall be.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メモリ
セルなどの欠陥はシステム上において経時的に発生する
こともあり、従来のセルフチェック・セルフリペア技術
ではこれに対処することができない。さらに、システム
上での欠陥の発生に対処する場合には、ハードウェア的
に欠陥救済の限界を超えたときにこれを外部へ通知した
りするようなことも新たに考慮しなければならない。
However, defects in memory cells and the like may occur over time in a system, and conventional self-check and self-repair techniques cannot deal with this problem. Furthermore, when dealing with the occurrence of a defect in a system, consideration must be given to the possibility of notifying an external party when the hardware exceeds the limit of defect repair.

【0005】本発明の目的は、システムに組み込んだ後
に発生した欠陥に対しても自己救済することができる半
導体集積回路を提供することにある。さらにこれに加え
、自己救済不可能な状態を外部にも知らせることができ
る半導体集積回路を提供しようとする。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit that can self-repair even from defects that occur after it is incorporated into a system. In addition to this, the present invention aims to provide a semiconductor integrated circuit that can notify the outside of a state in which self-repair is not possible.

【0006】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
[Means for Solving the Problems] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

【0008】すなわち、第1記憶手段としてのメモリセ
ルアレイにおける不良アドレスを救済するためのタイミ
ングを自らタイミング発生手段で発生し、これに基づい
て動作されるアドレス発生手段の出力アドレス信号に基
づいて選択されるメモリセルの欠陥の有無を判定手段で
判定し、この判定結果により欠陥が検出されたメモリセ
ルのアドレスを不良アドレス記憶手段に記憶し、メモリ
セルアレイに対するアクセスに際して、前記不良アドレ
ス記憶手段の保持アドレスと外部から供給されるアクセ
スアドレスとを比較し、不一致の場合にはメモリセルア
レイを、一致の場合には第2記憶手段としての冗長メモ
リセルアレイをアクセスさせるようにするものである。
That is, the timing for relieving a defective address in the memory cell array serving as the first storage means is generated by the timing generating means itself, and the timing is selected based on the output address signal of the address generating means operated based on the timing. A determination means determines whether or not there is a defect in a memory cell, and the address of the memory cell in which a defect is detected based on the determination result is stored in a defective address storage means, and when accessing the memory cell array, the address held in the defective address storage means is stored. and an access address supplied from the outside, and if they do not match, the memory cell array is accessed, and if they match, the redundant memory cell array serving as the second storage means is accessed.

【0009】救済のためのハードウェア的な記憶容量の
限界により自己救済不可能な状態に到達したとき、これ
を外部に知らせるためには、前記メモリセルアレイの不
良メモリセルを代替可能な冗長メモリセルアレイにおけ
る空きアドレスの有無を管理し、該空きアドレスがない
状態で前記判定手段が欠陥を検出したとき、これに応答
して、欠陥救済が不可能である旨を通知する制御信号、
又は同制御信号とそのときのアドレス信号とを外部に出
力させる。
When a state in which self-repair is impossible due to the limit of hardware storage capacity for rescue is reached, in order to notify the outside, a redundant memory cell array capable of replacing defective memory cells in the memory cell array is provided. a control signal that manages the presence or absence of a free address in the address space, and when the determination means detects a defect in a state where there is no free address, in response to this, notifies that defect relief is impossible;
Alternatively, the same control signal and the address signal at that time are outputted to the outside.

【0010】前記タイミング発生手段による自己救済タ
イミングは、周期的である場合に加え、随時外部からの
指示に従って発生するようにしてもよい。
The self-relief timing by the timing generating means may be generated periodically or may be generated at any time in accordance with an external instruction.

【0011】不揮発性記憶素子としてのフューズなどを
利用して冗長救済アドレスをプログラムする構成を併せ
持つ場合には、外部からのアクセスに際して、当該不揮
発性記憶素子にプログラムされたアドレス及び前記不良
アドレス記憶手段の保持アドレスと外部から供給される
アクセスアドレスとを比較し、不一致の場合にはメモリ
セルアレイを、一致の場合には冗長メモリセルアレイを
アクセスさせるようにする。
[0011] When a configuration is also provided in which a redundant relief address is programmed using a fuse or the like as a non-volatile memory element, when accessing from the outside, the address programmed in the non-volatile memory element and the defective address storage means are The held address and the access address supplied from the outside are compared, and if they do not match, the memory cell array is accessed, and if they match, the redundant memory cell array is accessed.

【0012】予め不揮発性記憶素子にプログラムされた
アドレスを代替する冗長メモリセルが経時的に不良にな
った場合にも対処するには、前記不良アドレスプログラ
ム回路に記憶されている不良アドレスを代替する冗長メ
モリセルのアドレスを認識し、当該アドレスにおける不
良発生時には、別の冗長メモリセルを救済に割り当てる
ようにする。
[0012] In order to deal with the case where a redundant memory cell that replaces an address programmed in advance in a nonvolatile memory element becomes defective over time, a defective address stored in the defective address program circuit is replaced. The address of a redundant memory cell is recognized, and when a defect occurs at the address, another redundant memory cell is allocated for relief.

【0013】[0013]

【作用】上記した手段によれば、メモリセルアレイにお
ける不良アドレスを自己救済するためのタイミングを自
ら発生することは、システムに組み込んだ後に発生した
欠陥に対しても自己救済することができるように作用す
る。
[Operation] According to the above-mentioned means, self-generating the timing for self-repairing defective addresses in the memory cell array has the effect that it can also self-repair defects that occur after it is incorporated into the system. do.

【0014】さらに、自己救済動作中に検出された欠陥
に対して救済不可能なハードウェア的な欠陥救済の限界
に達した状態は、当該欠陥アドレスと共に管理手段によ
り外部に通知され、このことは、該通知を受け取ったホ
ストプロセッサなどがそれ以降のアクセスで当該不良メ
モリセルへのアクセスを自律的に禁止しさせ得るように
働く。これにより、経時的に発生した欠陥メモリセルに
対するアクセスを抑制でき、システムとしての信頼性を
向上させる。
[0014]Furthermore, when a defect detected during a self-repair operation reaches the limit of repairing an unrepairable hardware defect, the management means reports this to the outside together with the defect address. , the host processor or the like that receives the notification can autonomously prohibit access to the defective memory cell in subsequent accesses. As a result, accesses to defective memory cells that occur over time can be suppressed, and the reliability of the system is improved.

【0015】[0015]

【実施例】図1には本発明の一実施例に係る半導体集積
回路31が示され、図2には同半導体集積回路31をを
適用したマイクロコンピュータシステムが示される。こ
のマイクロコンピュータシステムは、半導体集積回路3
1の他に、中央処理装置(以下単にCPUとも称する)
33、割り込みコントローラ32などを備え、それらは
アドレスバスAB1、データバスDB、コントロールバ
スCBに接続される。同図に示される半導体集積回路3
1は、特に制限されないが、メモリLSIとして構成さ
れ、公知の半導体集積回路製造技術によってシリコンの
ような1個の半導体基板に形成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a semiconductor integrated circuit 31 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a microcomputer system to which the semiconductor integrated circuit 31 is applied. This microcomputer system consists of three semiconductor integrated circuits.
In addition to 1, a central processing unit (hereinafter also simply referred to as CPU)
33, an interrupt controller 32, etc., which are connected to an address bus AB1, a data bus DB, and a control bus CB. Semiconductor integrated circuit 3 shown in the figure
Although not particularly limited, 1 is configured as a memory LSI, and is formed on a single semiconductor substrate such as silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.

【0016】同図において1はメモリセルアレイであり
、スタテック型若しくはダイナミック型のような多数の
メモリセルがマトリクス配置され、その選択端子は図示
しないワード線に、そしてそのデータ入出力端子は図示
しないビット線に結合されている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a memory cell array in which a large number of static or dynamic type memory cells are arranged in a matrix, the selection terminals of which are connected to word lines (not shown), and the data input/output terminals connected to bits (not shown). connected to a line.

【0017】2は前記メモリセルアレイ1に含まれるメ
モリセルのうち欠陥のあるものを代替するためのメモリ
セル(スペアセル)を含む冗長メモリセルアレイであり
、例えば複数個のスタティック型メモリセルアレイがマ
トリクス配置されている。特に制限されないが、本実施
例において、メモリセルアレイ1と冗長メモリセルアレ
イ2の夫々においてワード線とビット線は相互に分離さ
れている。
Reference numeral 2 denotes a redundant memory cell array including memory cells (spare cells) for replacing defective memory cells included in the memory cell array 1. For example, a plurality of static type memory cell arrays are arranged in a matrix. ing. Although not particularly limited, in this embodiment, word lines and bit lines are separated from each other in each of the memory cell array 1 and the redundant memory cell array 2.

【0018】前記メモリセルアレイ1のメモリセルに対
するアドレシングはアドレスデコーダ3の出力選択信号
4によって行われる。また、冗長メモリセルアレイ2に
含まれるメモリセルに対するアドレシングはアドレスデ
コーダ5の出力選択信号6によって行われる。アドレシ
ングされたメモリセルへのデータのリード・ライトは、
データバスDBにインタフェースされる入出力回路7及
びデータ端子DT1を介して行われる。
Addressing of the memory cells of the memory cell array 1 is performed by an output selection signal 4 of an address decoder 3. Further, addressing of the memory cells included in the redundant memory cell array 2 is performed by the output selection signal 6 of the address decoder 5. Reading and writing data to addressed memory cells is
This is done via the input/output circuit 7 and data terminal DT1, which are interfaced to the data bus DB.

【0019】本実施例の半導体集積回路31において、
外部アクセスに基づくタイミング制御はタイミングコン
トローラ8が行う。このタイミングコントローラ8には
、例えばチップセレクト信号CS、リード・ライト信号
R/WなどがCPU33からコントロールバスCB及び
コントロール信号端子C1,C2を介して供給され、チ
ップセレクト信号CSがアサートされると、CPU33
からのアクセスに応じた動作を行い得るようにされ、こ
のときのデータの入出力方向はリード・ライト信号R/
Wによって指示される。
In the semiconductor integrated circuit 31 of this embodiment,
A timing controller 8 performs timing control based on external access. For example, a chip select signal CS, a read/write signal R/W, etc. are supplied to this timing controller 8 from the CPU 33 via a control bus CB and control signal terminals C1 and C2, and when the chip select signal CS is asserted, CPU33
The data input/output direction at this time is determined by the read/write signal R/
Directed by W.

【0020】本実施例の半導体集積回路31は前記メモ
リセルアレイ1のメモリセルに欠陥があるか否かを自己
判定すると共に、欠陥がある場合には当該欠陥を自己救
済し、また自己救済不可能な状態に至ったときにはこれ
を外部に知らせる。以下そのための構成を説明する。
The semiconductor integrated circuit 31 of this embodiment self-determines whether or not there is a defect in the memory cell of the memory cell array 1, and if there is a defect, it self-remedies the defect, and if self-repair is not possible. When a situation arises, this will be communicated to the outside world. The configuration for this purpose will be explained below.

【0021】10は自己救済のための動作タイミングを
周期的に発生するタイマである。このタイマ10は周期
的に訪れる自己救済動作タイミングにおいてチェックク
ロック11を発生する。このチェッククロック11は欠
陥判定並びに救済のための動作サイクルを規定するタイ
ミング信号であり、動作回数分だけ所定数クロック変化
される。本実施例において、自己救済のための動作は、
コントロールバスCBからコントロール端子C3を介し
て与えられるチェッククロック12によって随時所望の
タイミングでも行い得るようになっていて、前記チェッ
ククロック11,12を2入力するオアゲート13の出
力クロック14によって内部の動作タイミングが制御さ
れる。尚、コントロール端子C3から随時チェッククロ
ック12を入力可能にする構成は本発明において本質的
でない。
A timer 10 periodically generates an operation timing for self-relief. This timer 10 generates a check clock 11 at periodically occurring self-repair operation timings. This check clock 11 is a timing signal that defines an operation cycle for defect determination and repair, and is changed by a predetermined number of clocks corresponding to the number of operations. In this example, the action for self-help is as follows:
The check clock 12 applied from the control bus CB via the control terminal C3 allows the operation to be performed at any desired timing, and the internal operation timing is controlled by the output clock 14 of the OR gate 13 which receives two inputs of the check clocks 11 and 12. is controlled. It should be noted that the configuration that allows the check clock 12 to be input from the control terminal C3 at any time is not essential to the present invention.

【0022】前記タイミングクロック14は、アドレス
カウンタ15、マルチプレクサ16、テストデータ発生
回路17、及びエラー判定回路18に供給される。
The timing clock 14 is supplied to an address counter 15, a multiplexer 16, a test data generation circuit 17, and an error determination circuit 18.

【0023】前記アドレスカウンタ15は欠陥判定のた
めにメモリセルアレイを順番にアドレシングするための
内部アドレス信号を発生する。同カウンタ15による出
力アドレスの更新タイミング、もしくはアドレスインク
リメント動作のタイミングは前記タイミングクロック1
4のサイクルに同期して行われる。尚、前記タイマ10
並びにアドレスカウンタ15の動作は、コントロール端
子C4から供給されるチェックイネーブル信号ESが一
旦アサートされて初めて可能になる。それらタイマ10
及びアドレスカウンタ15においてチェックイネーブル
信号ESの入力段は、特に制限されないが、マスタスレ
ーブ形式のフリップフロップによって構成され、一旦チ
ェックイネーブル信号ESがアサートされた後は、再び
アサートされるまで、欠陥の自己判定並びに救済動作可
能な状態にされる。
The address counter 15 generates an internal address signal for sequentially addressing the memory cell array for defect determination. The update timing of the output address by the counter 15 or the timing of the address increment operation is determined by the timing clock 1.
This is done in synchronization with the 4th cycle. Note that the timer 10
Further, the operation of the address counter 15 is enabled only after the check enable signal ES supplied from the control terminal C4 is once asserted. those timers 10
The input stage of the check enable signal ES in the address counter 15 is configured by a master-slave type flip-flop, although it is not particularly limited. It is placed in a state where judgment and relief operations are possible.

【0024】前記マルチプレクサ16は前記アドレスカ
ウンタ15から出力される内部アドレス信号とアドレス
バスAB1及びアドレス入力専用端子AT1を介して供
給されるアドレス信号を択一的に選択する。例えばタイ
ミングクロック14のローレベル期間に内部アドレス信
号を選択し、それ以外の場合には外部アドレス信号を選
択する。ちなみにタイミングクロック14はその変化が
停止されている状態においてハイレベルを採る。
The multiplexer 16 selectively selects the internal address signal output from the address counter 15 and the address signal supplied via the address bus AB1 and the address input dedicated terminal AT1. For example, the internal address signal is selected during the low level period of the timing clock 14, and the external address signal is selected at other times. Incidentally, the timing clock 14 takes a high level when its change is stopped.

【0025】前記マルチプレクサ16の出力アドレス信
号は、特に制限されないが、前記アドレスデコーダ3、
入出力回路7、不良アドレス判定回路20、及び不良ア
ドレス記憶回路21に供給される。尚、各回路において
そのアドレス入力段にはアドレスラッチ回路を備える。
Although the output address signal of the multiplexer 16 is not particularly limited, the address signal of the address decoder 3,
The signal is supplied to the input/output circuit 7, the defective address determination circuit 20, and the defective address storage circuit 21. Note that each circuit is provided with an address latch circuit at its address input stage.

【0026】前記テストデータ発生回路17は欠陥の有
無判定のためのテストデータをタイミングクロック14
に同期して出力する。
The test data generation circuit 17 generates test data for determining the presence or absence of a defect by using the timing clock 14.
Output in sync with.

【0027】前記エラー判定回路18は、アドレスカウ
ンタ15の出力アドレスで指定されるメモリセルからの
記憶データ読み込み、当該メモリセルへのテストデータ
書込み、書き込まれた当該テストデータの読出し、リー
ド・ライトしたテストデータの比較を行う。この比較に
より、当該アドレスのメモリセルに欠陥があるか否かの
判定が行われる。判定結果はエラーフラグ発生回路22
に与えられる。尚、斯る判定動作はシステム上で周期的
に行われるため、システム上利用されていた元のデータ
がテストによって破壊されないように、最初にメモリセ
ルからエラー判定回路18に読出されたデータは判定が
済むまで保持され、その後で同一アドレスのメモリセル
に書き戻される。
The error determination circuit 18 reads stored data from a memory cell specified by the output address of the address counter 15, writes test data to the memory cell, reads written test data, and performs read/write operations. Compare test data. Through this comparison, it is determined whether or not the memory cell at the address is defective. The judgment result is sent to the error flag generation circuit 22.
given to. Incidentally, since such a judgment operation is performed periodically on the system, the data that is first read from the memory cell to the error judgment circuit 18 is not judged so that the original data used in the system is not destroyed by the test. The data is held until the data is completed, and then written back to the memory cell at the same address.

【0028】エラーフラグ発生回路22は、前記エラー
判定回路18から出力される信号23によって判定結果
が欠陥である旨の通知がされると、エラーフラグEFを
発生し、当該エラーフラグEFと共に、そのときのアク
セスアドレス(欠陥を有するメモリセルのアドレスであ
って、マルチプレクサ16から出力されたアドレス信号
)を対にして前記不良アドレス記憶回路21に記憶させ
る。ここで、前記エラーフラグEFは、特に制限されな
いが、冗長メモリセルアレイ2に含まれるメモリセルを
選択するためのアドレスのようなコード情報とされ、エ
ラーフラグ発生回路22は、出力したエラーフラグEF
を管理し、同一のエラーフラグEFを重複して出力しな
いような論理を有する。
When the error flag generation circuit 22 is notified by the signal 23 outputted from the error determination circuit 18 that the determination result is defective, it generates an error flag EF, and, together with the error flag EF, The access address (the address of the defective memory cell and the address signal output from the multiplexer 16) is stored in pairs in the defective address storage circuit 21. Here, the error flag EF is code information such as an address for selecting a memory cell included in the redundant memory cell array 2, although it is not particularly limited.
It has a logic that manages the error flag EF and prevents the same error flag EF from being output twice.

【0029】不良アドレス記憶回路21は、特に制限さ
れないが、スタテッイク型フリップフロップのような記
憶素子によって構成される。したがって、それ自体バッ
テリーバックアップされていない場合には、例えば電源
投入によるパワーオンリセット時にチェッククロック1
2を発生させて自己判定救済動作を最初に実行させて不
良アドレス記憶回路21を自ら初期記憶設定すればよい
。そうすれば、一旦記憶された不良アドレス及びエラー
フラグEFが電源遮断時に失われても何等問題はない。 パワーオン時の初期記憶設定は、パワーオンであること
を検出して自動的に必ず行われる構成としてもよい。尚
、この不良アドレス記憶回路21を電気的に書込み可能
な不揮発性記憶素子によって構成すれば、バッテリーバ
ックアップやパワーオンリセット時における初期記憶設
定の必要は少ない。ただしこの場合も、パワーオン時の
セルフ自動チェックを行う構成としてもよい。
The defective address storage circuit 21 is constituted by a storage element such as a static flip-flop, although it is not particularly limited. Therefore, if the device itself is not backed up by a battery, for example, when the power is turned on and the power-on reset is performed, the check clock 1
2 and execute the self-judgment relief operation first to initialize the defective address storage circuit 21 by itself. In this way, there will be no problem even if the once stored defective address and error flag EF are lost when the power is turned off. The initial storage setting at power-on may be configured to be automatically performed upon detection of power-on. Note that if this defective address storage circuit 21 is constituted by an electrically writable nonvolatile storage element, there is little need for initial storage settings during battery backup or power-on reset. However, in this case as well, a configuration may be adopted in which a self-automatic check is performed at power-on.

【0030】24は不揮発性記憶素子としてのフューズ
などを利用して、救済すべきアドレスなどがプログラム
される不良アドレスプログラム回路である。この不良ア
ドレスプログラム回路24に対する不良アドレスのプロ
グラムは、ウェーハ段階でのテストによって検出された
不良アドレスに対して行われる。ここでプログラムされ
るメモリセルアレイ1における不良アドレスには、これ
を代替すべき冗長メモリセルアレイ2のアドレスを特定
する前記エラーフラグEFに対応するコード情報も付加
されてフューズプログラムされる。
Reference numeral 24 denotes a defective address program circuit in which an address to be repaired is programmed using a fuse or the like as a non-volatile memory element. Programming of defective addresses to the defective address program circuit 24 is performed for defective addresses detected by testing at the wafer stage. Code information corresponding to the error flag EF specifying the address of the redundant memory cell array 2 to be replaced is also added to the defective address in the memory cell array 1 programmed here, and the fuse is programmed.

【0031】不良アドレスプログラム回路24はそこに
設定された不良アドレスに対応するエラーフラグを経路
26を介して前記エラーフラグ発生回路22に出力する
The defective address program circuit 24 outputs an error flag corresponding to the defective address set therein to the error flag generating circuit 22 via a path 26.

【0032】前記エラーフラグ発生回路22は、自らが
出力したエラーフラグEFを管理するとき、その不良ア
ドレスプログラム回路24から与えられるエラーフラグ
に関しては既に出力済みエラーフラグとみなす。したが
って、不良アドレスプログラム回路24によって割り当
てられた冗長メモリセルアレイのメモリセルアドレスが
重ねて不良アドレス記憶回路21に記憶されることはな
い。
When the error flag generation circuit 22 manages the error flags EF output by itself, it regards the error flags given from the defective address program circuit 24 as already output error flags. Therefore, the memory cell addresses of the redundant memory cell array assigned by the defective address program circuit 24 are not stored in the defective address storage circuit 21 overlappingly.

【0033】27は、前記エラーフラグ発生回路22に
よるエラーフラグの管理情報を受け、全てのエラーフラ
グを出力し尽くした状態を検出するフル状態検出回路で
ある。したがって、このフル状態検出回路27は、前記
メモリセルアレイ1の不良メモリセルを代替可能な前記
冗長メモリセルアレイ2における空きアドレスの有無を
管理することになる。フル状態検出回路27は、該空き
アドレスがない状態で前記エラー判定回路18が欠陥を
検出したとき、これに応答して、欠陥救済が不可能であ
る旨を制御信号28を利用して入出力回路7及びコント
ロール端子C5を介して割込みコントローラ32に知ら
せる。これにより入出力回路7は、欠陥救済が不可能で
ある旨を示す制御信号28を受けることにより、マルチ
プレクサ16から出力された該不良アドレスに対応する
アドレス信号を経路29からアドレス端子AT2及びア
ドレスバスAB2を介して割込みコントローラ32に出
力する。
A full state detection circuit 27 receives error flag management information from the error flag generation circuit 22 and detects a state in which all error flags have been output. Therefore, this full state detection circuit 27 manages the presence or absence of an empty address in the redundant memory cell array 2 that can replace a defective memory cell in the memory cell array 1. When the error determination circuit 18 detects a defect in a state where there is no free address, the full state detection circuit 27 responds to this by using a control signal 28 to input/output a signal indicating that the defect cannot be repaired. The interrupt controller 32 is notified via the circuit 7 and the control terminal C5. As a result, the input/output circuit 7 receives the control signal 28 indicating that the defect cannot be repaired, and sends the address signal corresponding to the defective address outputted from the multiplexer 16 from the path 29 to the address terminal AT2 and the address bus. It is output to the interrupt controller 32 via AB2.

【0034】20は、不良アドレスプログラム回路24
にプログラムされた不良アドレス及び前記不良アドレス
記憶回路21の保持アドレスと、マルチプレクサ16か
ら出力されるアクセスアドレスとを比較し、不一致の場
合にはメモリセルアレイ1を、一致の場合には冗長メモ
リセルアレイ2をアクセスさせる不良アドレス判定回路
である。判定結果が不一致である場合には、制御信号2
5がローレベルにされ、これによって、アドレスデコー
ダ3が活性化される一方、冗長アドレスデコーダ5が非
活性化状態を採り、メモリセルアレイ1がアドレスデコ
ーダ3を介してアドレシングされる。判定結果が一致で
ある場合には、制御信号25がハイレベルにされ、これ
によって、冗長アドレスデコーダ5が活性化される一方
、アドレスデコーダ3が非活性化状態を採り、一致され
た不良アドレスと対を成すエラーフラグがアドレス情報
として冗長アドレスデコーダ5に供給される。これによ
り、メモリセルアレイ1の不良アドレスを代替する冗長
メモリセルアレイ2が冗長アドレスデコーダ5を介して
アドレシングされる。
20 is a defective address program circuit 24
The defective address programmed in the memory cell and the address held in the defective address storage circuit 21 are compared with the access address output from the multiplexer 16, and if they do not match, the memory cell array 1 is selected, and if they match, the memory cell array 2 is selected. This is a defective address determination circuit that accesses the address. If the judgment results do not match, control signal 2
5 is set to a low level, thereby activating address decoder 3, while redundant address decoder 5 assumes an inactive state, and memory cell array 1 is addressed via address decoder 3. If the judgment result is a match, the control signal 25 is set to a high level, thereby activating the redundant address decoder 5, while the address decoder 3 assumes an inactive state and performs the matching defective address. The paired error flags are supplied to the redundant address decoder 5 as address information. As a result, the redundant memory cell array 2 that replaces the defective address in the memory cell array 1 is addressed via the redundant address decoder 5.

【0035】尚、入出力回路7には、外部との間で入出
力されるデータに対してECC(エラー・チェック・ア
ンド・コレクティング)回路30を付加し、数ビットの
データエラーに対して自己救済を図ることができる。
It should be noted that an ECC (error checking and correcting) circuit 30 is added to the input/output circuit 7 for data input/output to/from the outside, so as to prevent data errors of several bits. You can try to help yourself.

【0036】次に本実施例の半導体集積回路における不
良アドレス救済のための作用を説明する。
Next, the operation for relieving a defective address in the semiconductor integrated circuit of this embodiment will be explained.

【0037】[1]ウェーハ段階での救済[1] Relief at wafer stage

【0038】
ウェーハ段階で検出されたメモリセルアレイ1の欠陥に
対しては不良アドレスプログラム回路24のプログラム
によって不良ビットが冗長メモリセルアレイ2の所定ビ
ットに置き換えられる。ここで置き換えられた冗長メモ
リセルアレイ2のビットアドレスはエラーフラグとして
エラーフラグ発生回路22に与えられることになる。
[0038]
For defects in the memory cell array 1 detected at the wafer stage, the defective bits are replaced with predetermined bits of the redundant memory cell array 2 by programming in the defective address program circuit 24. The bit address of the redundant memory cell array 2 replaced here is given to the error flag generation circuit 22 as an error flag.

【0039】[2]自己救済(メモリセルアレイの欠陥
[2] Self-repair (memory cell array defect)

【0040】タイマ10の作用によって周期的に自己救
済判定タイミングが訪れると、タイミングクロック14
に同期して、アドレスカウンタ15の出力アドレス信号
がマルチプレクサ16によって選択される。このとき不
良アドレス判定回路20は、そのアドレス信号を、不良
アドレス記憶回路21の出力並びに不良アドレスプログ
ラム回路24の出力と比較して一致/不一致を判定する
When the self-relief judgment timing comes periodically due to the action of the timer 10, the timing clock 14
The output address signal of address counter 15 is selected by multiplexer 16 in synchronization with . At this time, the defective address determination circuit 20 compares the address signal with the output of the defective address storage circuit 21 and the output of the defective address program circuit 24 to determine coincidence/mismatch.

【0041】その判定結果が不一致である場合には、制
御信号25でアドレスデコーダ3が活性化され、マクル
チプレクサ16の出力アドレス信号によってメモリセル
アレイ1がアドレシングされる。このとき、エラー判定
回路18は、アドレシングされたメモリセルからのデー
タ読出し、当該メモリセルへのテストデータ書込み、当
該書き込んだテストデータの読出し、リード・ライトし
たテストデータの比較、そして最初に読み込んだデータ
の書き戻しを行う。リード・ライトしたテストデータの
比較結果が不一致である場合、即ち、当該メモリセルに
欠陥が有る場合には、制御信号23でエラーフラグ発生
回路22にその旨を通知する。これにより、エラーフラ
グ発生回路22は、不良アドレス記憶回路21にそのと
きのアドレスを記憶させると共に、所定のエラーフラグ
を記憶させる。これにより当該欠陥メモリセルはそのエ
ラーフラグで特定される冗長メモリセルに置き換えられ
ることになる。
If the determination result is a mismatch, the address decoder 3 is activated by the control signal 25, and the memory cell array 1 is addressed by the output address signal of the multiplexer 16. At this time, the error determination circuit 18 reads data from the addressed memory cell, writes test data to the memory cell, reads the written test data, compares the read and written test data, and reads the first read data. Write back data. If the comparison results of the read and written test data do not match, that is, if the memory cell in question is defective, the control signal 23 notifies the error flag generation circuit 22 of this fact. Thereby, the error flag generation circuit 22 causes the defective address storage circuit 21 to store the address at that time and also stores a predetermined error flag. As a result, the defective memory cell is replaced with a redundant memory cell specified by the error flag.

【0042】[3]自己救済(冗長メモリセルアレイの
欠陥)
[3] Self-repair (defective redundant memory cell array)

【0043】タイマ10の作用によって周期的に自己救
済判定タイミングが訪れると、タイミングクロック14
に同期して、アドレスカウンタ15の出力アドレス信号
がマルチプレクサ16によって選択される。このとき不
良アドレス判定回路20は、そのアドレス信号を、不良
アドレス記憶回路21の出力並びに不良アドレスプログ
ラム回路24の出力と比較して一致/不一致を判定する
When the self-relief judgment timing comes periodically due to the action of the timer 10, the timing clock 14
The output address signal of address counter 15 is selected by multiplexer 16 in synchronization with . At this time, the defective address determination circuit 20 compares the address signal with the output of the defective address storage circuit 21 and the output of the defective address program circuit 24 to determine coincidence/mismatch.

【0044】その判定結果が一致である場合には、制御
信号25で冗長アドレスデコーダ5が活性化され、且つ
一致したアドレスと対を成すエラーフラグが冗長アドレ
スデコーダ5に与えられて、冗長メモリセルアレイ2が
アドレシングされる。このとき、エラー判定回路18は
、アドレシングされた冗長メモリセルアレイにおけるメ
モリセルからのデータ読出し、当該メモリセルへのテス
トデータ書込み、当該書き込んだテストデータの読出し
、リード・ライトしたテストデータの比較、そして最初
に読み込んだデータの書き戻しを行う。リード・ライト
したテストデータの比較結果が不一致である場合、即ち
、当該メモリセルに欠陥が有る場合には、制御信号23
でエラーフラグ発生回路22にその旨を通知する。これ
により、エラーフラグ発生回路22は、不良アドレス記
憶回路21にそのときのアドレスを記憶させると共に、
所定のエラーフラグを記憶させる。このときのエラーフ
ラグは、エラーフラグ発生回路22による同フラグの管
理機能により不良アドレスプログラム回路24で割り当
てられたものと相違される。これにより冗長メモリセル
アレイ2における欠陥冗長メモリセルは、そのエラーフ
ラグで特定される別の冗長メモリセルに置き換えられる
ことになる。
If the judgment result is a match, the redundant address decoder 5 is activated by the control signal 25, and an error flag paired with the matched address is given to the redundant address decoder 5, thereby decoding the redundant memory cell array. 2 is addressed. At this time, the error determination circuit 18 reads data from a memory cell in the addressed redundant memory cell array, writes test data to the memory cell, reads the written test data, compares the read and written test data, and Writes back the data that was originally read. If the comparison results of read and written test data do not match, that is, if the memory cell concerned has a defect, the control signal 23
Then, the error flag generation circuit 22 is notified of this fact. As a result, the error flag generation circuit 22 causes the defective address storage circuit 21 to store the address at that time, and
A predetermined error flag is stored. The error flag at this time is different from the one assigned by the defective address program circuit 24 due to the flag management function of the error flag generation circuit 22. As a result, the defective redundant memory cell in the redundant memory cell array 2 is replaced with another redundant memory cell specified by its error flag.

【0045】[4]自己救済不可能状態[4] Self-help impossible state

【0046】前
記項目[2],[3]で説明した自己救済動作が周期的
に行われるとき、前記エラーフラグ発生回路22による
エラーフラグの管理情報を受けるフル状態検出回路27
が、全てのエラーフラグを出力し尽くした状態、換言す
れば最早欠陥を自己救済することができない状態になっ
たことを、前記エラー判定回路18による欠陥検出に呼
応して判定すると、これに応答して、欠陥救済が不可能
である旨を制御信号28で入出力回路7及び割込みコン
トローラ32に知らせる。そのとき入出力回路7は、マ
ルチプレクサ16から出力された不良アドレスに対応す
る救済不可能なアドレス信号を経路29からアドレス端
子AT2及びアドレスバスAB2を介して割込みコント
ローラ32に出力する。割込みコントローラ32は、コ
ントロール端子C3から上記制御信号28を受けると、
入出力回路7から供給された救済不可能なアドレス信号
をアドレス端子AT3から取り込む。そして、割込みコ
ントローラ32は、救済不可能なアドレス信号が発生し
たことを示す信号をコントロール端子C7からCPU3
3のコントロール端子(割込み端子)C9に出力する。 この信号によりCPU33は、割込みの発生を認識し、
進行中の処理を一時中止し、救済不可能なアドレス信号
を知るためにコントローバスCBを介して割込みコント
ローラ32に対しその救済不可能なアドレス信号を出力
させるコントロール信号を出力する。割込みコントロー
ラ32は、アドレス端子AT3から取り込んだ救済不可
能なアドレス信号を、CPU33からのそのコントロー
ル信号に応答してデータ端子DT2からデータバスDB
を介してCPU33に出力する。CPU33は、その救
済不可能なアドレス信号を受け取ると共に、割込みプロ
グラムを実行する。例えばこの割込みプログラムの実行
により、以降その救済不可能なアドレス信号が半導体集
積回路31に出力されないようにメインプログラムが変
更される。
When the self-relief operation described in items [2] and [3] is performed periodically, the full state detection circuit 27 receives error flag management information from the error flag generation circuit 22.
In response to the defect detection by the error determination circuit 18, the controller determines that all error flags have been outputted, in other words, it is no longer possible to self-repair the defect. Then, the control signal 28 notifies the input/output circuit 7 and the interrupt controller 32 that defect relief is impossible. At this time, the input/output circuit 7 outputs an unrepairable address signal corresponding to the defective address outputted from the multiplexer 16 from the path 29 to the interrupt controller 32 via the address terminal AT2 and the address bus AB2. When the interrupt controller 32 receives the control signal 28 from the control terminal C3,
A non-repairable address signal supplied from the input/output circuit 7 is taken in from the address terminal AT3. Then, the interrupt controller 32 sends a signal indicating that an irreparable address signal has been generated to the CPU 3 from the control terminal C7.
It is output to the control terminal (interrupt terminal) C9 of No. 3. Based on this signal, the CPU 33 recognizes the occurrence of an interrupt,
The processing in progress is temporarily stopped, and in order to know the unrepairable address signal, a control signal is outputted to the interrupt controller 32 via the control bus CB to cause the interrupt controller 32 to output the unrepairable address signal. The interrupt controller 32 transfers the irreparable address signal taken in from the address terminal AT3 from the data terminal DT2 to the data bus DB in response to the control signal from the CPU 33.
It is output to the CPU 33 via. The CPU 33 receives the unrepairable address signal and executes the interrupt program. For example, by executing this interrupt program, the main program is changed so that the unrepairable address signal is no longer output to the semiconductor integrated circuit 31.

【0047】また、別の実施例として、ECC回路30
を利用することによって、救済不可能なアドレスに蓄え
られているデータを訂正する構成を採用してもよい。E
CC回路30は、フル状態検出回路27から欠陥救済が
不可能であることを示す制御信号28を受けたとき、メ
モリセルアレイ1から入出力回路7に読出されてくるデ
ータに対して数ビットのエラー訂正を行うようにする。 そして訂正されたデータは、例えばデータ端子DT1か
らデータバスDBを介してCPU33へ供給される。し
たがって、ECC回路30をこのように利用するときは
、救済不可能なアドレスが半導体集積回路31に出力さ
れないようにメインプログラムに対して制限を付する必
要がないため、そのアドレス信号をCPU33に与えな
くても済む。また、この場合、欠陥救済不可能であるこ
とを示す前記制御信号28がECC回路30に供給され
ていないとき、そのECC回路30を動作させないよう
にしてもよい。これにより、制御信号28が供給されて
いないとき、半導体集積回路のメモリ動作速度がECC
回路30の動作速度によって制限されることを防止する
ことができる。
Furthermore, as another embodiment, the ECC circuit 30
A configuration may be adopted in which data stored in an unrecoverable address is corrected by using the . E
When the CC circuit 30 receives a control signal 28 indicating that defect relief is impossible from the full state detection circuit 27, the CC circuit 30 detects several bit errors in the data read from the memory cell array 1 to the input/output circuit 7. Make sure to make corrections. The corrected data is then supplied to the CPU 33 from, for example, the data terminal DT1 via the data bus DB. Therefore, when using the ECC circuit 30 in this way, there is no need to impose restrictions on the main program so that unrepairable addresses are not output to the semiconductor integrated circuit 31. You can get away without it. Further, in this case, when the control signal 28 indicating that the defect cannot be repaired is not supplied to the ECC circuit 30, the ECC circuit 30 may not be operated. As a result, when the control signal 28 is not supplied, the memory operating speed of the semiconductor integrated circuit is reduced to ECC.
It is possible to avoid being limited by the operating speed of the circuit 30.

【0048】上記実施例の半導体集積回路はMOS型半
導体集積回路として形成することができるが、さらには
Bi−CMOSのようなバイポートラトランジスタと相
補型MOS(CMOS)を混在させたプロセスで形成す
ることができる。特にバイポーラトランジスタを含むこ
とができる場合には、前記不良アドレスプログラム回路
24におけるフューズをバイポーラPROM(プログラ
マブル・リード・オンリ・メモリ)に代えることができ
る。
The semiconductor integrated circuit of the above embodiment can be formed as a MOS type semiconductor integrated circuit, but it can also be formed by a process in which bipolar transistors such as Bi-CMOS and complementary MOS (CMOS) are mixed. be able to. In particular, if a bipolar transistor can be included, the fuse in the defective address program circuit 24 can be replaced with a bipolar PROM (programmable read only memory).

【0049】図3にはバイポーラPROMを用いた前記
不良アドレスプログラム回路24におけるアドレス1ビ
ット分の記憶回路の一例が示されている。同図において
バイポーラPROM40はCMOSインバータを構成す
るPチャンネル型MOSFET41とNチャンネル型M
OSFET42の間に介在され、MOSFET42のド
レイン電極とバイポーラPEROM40のエミッタとの
結合ノードに順次インバータ43,44,45が直列接
続されている。尚、Nチャンネル型MOSFET46は
インバータ43のローレベルの入力を固定する機能を持
つ。前記バイポーラPROM40は、例えば接合短絡型
であり、エミッタに逆電圧を印加してアバランシェ降伏
電流を流すことによりエミッタ・ベース接合を短絡させ
て書込み状態にされるものである。書込み状態は図4に
おけるフューズ47の非熔断、非書込み状態はフューズ
47の熔断に対応される。図3の回路において制御信号
48は冗長必要とするときローレベルにされる。したが
って、バイポーラPROM40のプログラム状態に応じ
て信号49のレベルが決定される。斯るバイポーラPR
OM40はポリシリコンなどで形成されるフューズ46
に比べてレイアウトサイズを小さくすることができる。
FIG. 3 shows an example of a memory circuit for one bit of address in the defective address program circuit 24 using a bipolar PROM. In the figure, a bipolar PROM 40 is composed of a P-channel MOSFET 41 and an N-channel MOSFET 41 constituting a CMOS inverter.
Inverters 43, 44, and 45 are interposed between the OSFETs 42 and connected in series to a coupling node between the drain electrode of the MOSFET 42 and the emitter of the bipolar PEROM 40. Note that the N-channel MOSFET 46 has a function of fixing the low level input of the inverter 43. The bipolar PROM 40 is, for example, a junction short type, and is brought into a write state by shorting the emitter-base junction by applying a reverse voltage to the emitter and causing an avalanche breakdown current to flow. The write state corresponds to the fuse 47 not being blown in FIG. 4, and the non-writing state corresponds to the fuse 47 being blown. In the circuit of FIG. 3, the control signal 48 is set to a low level when redundancy is required. Therefore, the level of signal 49 is determined depending on the program state of bipolar PROM 40. Such bipolar PR
OM40 is a fuse 46 made of polysilicon etc.
The layout size can be reduced compared to .

【0050】上記実施例によれば以下の作用効果を得る
ものである。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.

【0051】(1)メモリセルアレイ1における不良ア
ドレスを自己救済するためのタイミングを自らタイマ1
0で発生し、これに基づいて動作されるアドレスカウン
タ15の出力アドレス信号に基づいて選択されるメモリ
セルの欠陥の有無をエラー判定回路18で判定し、この
判定結果により欠陥が検出されたメモリセルのアドレス
を不良アドレス記憶回路21に記憶し、メモリセルアレ
イ1に対するアクセスに際して、前記不良アドレス記憶
回路21の保持アドレスと外部から供給されるアクセス
アドレスとを比較し、不一致の場合にはメモリセルアレ
イ1を、一致の場合には冗長メモリセルアレイ2をアク
セスさせるようにするから、システムに組み込んだ後に
発生した欠陥に対しても自己救済することができる。
(1) The timing for self-repairing a defective address in the memory cell array 1 is determined by the timer 1.
The error determination circuit 18 determines whether or not there is a defect in the memory cell selected based on the output address signal of the address counter 15 which is generated at 0 and is operated based on this. The address of the cell is stored in the defective address storage circuit 21, and when accessing the memory cell array 1, the address held in the defective address storage circuit 21 is compared with the access address supplied from the outside, and if they do not match, the memory cell array 1 is If they match, the redundant memory cell array 2 is accessed, so it is possible to self-repair defects that occur after being incorporated into the system.

【0052】(2)救済のためのハードウェア的な記憶
容量の限界により自己救済不可能な状態に到達したとき
、これを外部に知らせるためには、前記メモリセルアレ
イ1の不良メモリセルを代替可能な冗長メモリセルアレ
イ2における空きアドレスの有無を管理し、該空きアド
レスがない状態で前記エラー判定回路18が欠陥を検出
したとき、これに応答して、欠陥救済が不可能である旨
を通知する制御信号28と、そのときのアドレス信号を
外部に出力させる管理手段22,27を設けるから、自
己救済動作中に検出された欠陥に対して救済不可能なハ
ードウェア的な欠陥救済の限界に達した状態は、当該欠
陥アドレスと共に管理手段により外部に通知され、これ
により、該通知を受け取ったホストプロセッサなどがそ
れ以降のアクセスで当該不良メモリセルへのアクセスを
自律的に禁止したりすることができる。
(2) When a state in which self-repair is impossible due to the limit of hardware storage capacity for rescue is reached, in order to notify the outside, the defective memory cell in the memory cell array 1 can be replaced. The presence or absence of a free address in the redundant memory cell array 2 is managed, and when the error determination circuit 18 detects a defect in a state where there is no free address, in response, a notification is sent that the defect cannot be repaired. Since the control signal 28 and the management means 22 and 27 for outputting the address signal at that time to the outside are provided, it is possible to reach the limit of hardware-based defect repair which cannot be repaired for defects detected during self-repair operation. This state is notified to the outside by the management means along with the defective address, and as a result, the host processor or the like that receives the notification can autonomously prohibit subsequent accesses to the defective memory cell. can.

【0053】(3)前記タイマ10による自己救済タイ
ミングを、周期的である場合に加え、随時外部からの指
示に従って発生するようにすることにより、システム上
での半導体集積回路の空き時間を有効に利用することが
できるようになる。例えば電源投入時のシステムリセッ
ト期間を利用して、揮発性メモリとしての不良アドレス
記憶回路21を簡単に初期設定する動作(メモリセルア
レイ1の全体に対する一通りのセルフチェック・セルフ
リペア動作)を行わせることができる。
(3) By making the self-relief timing by the timer 10 occur not only periodically but also according to instructions from outside, the idle time of the semiconductor integrated circuit on the system can be made effective. be able to use it. For example, the system reset period at power-on is used to easily initialize the defective address storage circuit 21 as a volatile memory (a self-check/self-repair operation for the entire memory cell array 1). be able to.

【0054】(4)不揮発性記憶素子としてのフューズ
などを利用して冗長救済アドレスをプログラムする構成
を持つ場合に、前記不良アドレスプログラム回路24に
記憶されている不良アドレスを代替する冗長メモリセル
のアドレスを認識し、当該アドレスにおける不良発生時
には、別の冗長メモリセルを救済に割り当てるようにす
る管理手段22の作用により、予め不揮発性記憶素子に
プログラムされたアドレスを代替する冗長メモリセルが
経時的に不良になった場合にも対処することができる。
(4) When the configuration is such that a redundant relief address is programmed using a fuse or the like as a non-volatile memory element, a redundant memory cell is used to replace the defective address stored in the defective address program circuit 24. By the action of the management means 22 which recognizes an address and allocates another redundant memory cell for relief when a failure occurs at the address, a redundant memory cell is replaced over time to replace the address programmed in the non-volatile memory element in advance. It is also possible to deal with cases where the product becomes defective.

【0055】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained based on examples, it goes without saying that the present invention is not limited thereto and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. stomach.

【0056】例えば、上記実施例ではウェーハ段階での
欠陥アドレスを不揮発性記憶素子にプログラムした不良
アドレスプログラム回路を備えたものについて説明した
が、斯る回路は省略可能であり、不良アドレス記憶回路
21だけで対処してもよい。また、上記実施例では不良
アドレス記憶回路21のデータをバッテリーバックアッ
プしたり、その記憶素子を電気的に書込み可能な不揮発
性記憶素子で構成するものと、発生した欠陥を救済する
ことができない状態を信号28で外部に知らせたが、半
導体集積回路の内部に所要の論理回路が含まれる場合に
は当該内部回路を用いて、その状態に自ら対処すること
ができる。またECC回路30は省くことができる。ま
た、本発明で言うメモリセルアレイとは、記憶素子をマ
トリクス配置してランダムアクセス可能な構成に限定さ
れず、複数のレジスタの集合のようなレジスタアレイ若
しくはパラレルイン・パラレルアウト形式などのシフト
レジスタのようなものをも含む概念として把握されるも
のである。
For example, in the above embodiment, a case has been described in which a defective address program circuit is provided in which a defective address at the wafer stage is programmed into a nonvolatile memory element, but such a circuit can be omitted, and the defective address memory circuit 21 You can deal with it alone. Furthermore, in the above embodiment, the data in the defective address memory circuit 21 is backed up by a battery, the memory element is configured with an electrically writable non-volatile memory element, and a state in which it is not possible to repair the defect that has occurred is also considered. Although the signal 28 is used to notify the outside, if the semiconductor integrated circuit includes a necessary logic circuit, the internal circuit can be used to handle the situation by itself. Furthermore, the ECC circuit 30 can be omitted. Furthermore, the memory cell array referred to in the present invention is not limited to a configuration in which memory elements are arranged in a matrix and can be randomly accessed, but also a register array such as a set of multiple registers or a shift register such as a parallel-in/parallel-out type. It can be understood as a concept that includes things like this.

【0057】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるメモリ
LSIに適用した場合について説明したが、本発明はそ
れに限定されるものではなく、マイクロコンピュータの
ような論理LSIなどの各種半導体集積回路に広く適用
することができる。
In the above description, the invention made by the present inventor was mainly applied to the memory LSI, which is the field of application that formed the background of the invention, but the present invention is not limited thereto, and is applicable to microcomputers. The present invention can be widely applied to various semiconductor integrated circuits such as logic LSIs.

【0058】[0058]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
Effects of the Invention The effects obtained by typical inventions disclosed in this application are briefly explained below.

【0059】すなわち、不良ビットの自己判定並びに救
済タイミングを少なくとも自ら発生してその制御を行う
機能を備えることにより、システムに組み込んだ後に発
生した欠陥に対しても自己救済することができるという
効果がある。
That is, by providing the function of self-determining defective bits and at least generating and controlling the repair timing by itself, it is possible to self-repair even defects that occur after being incorporated into the system. be.

【0060】冗長メモリセルアレイにおける空きアドレ
スの有無を管理し、該空きアドレスがない状態でメモリ
セルアレイの新たな欠陥を検出したとき、これに応答し
て、欠陥救済が不可能である旨を通知する制御信号と、
そのときのアドレス信号を外部に出力させる手段を設け
ることにより、救済のためのハードウェア的な記憶容量
の限界により自己救済不可能な状態に到達したとき、こ
れを外部に知らせることができる。したがって、該通知
を受け取ったホストプロセッサなどがそれ以降のアクセ
スで当該不良メモリセルへのアクセスを自律的に禁止し
たりすることも容易に可能になる。
[0060] The presence or absence of free addresses in the redundant memory cell array is managed, and when a new defect in the memory cell array is detected in a state where there is no free address, a notification is sent in response to this that the defect cannot be repaired. a control signal;
By providing a means for outputting the address signal at that time to the outside, it is possible to notify the outside when a state in which self-repair is impossible due to the limit of hardware storage capacity for rescue is reached. Therefore, it becomes possible for a host processor or the like that receives the notification to autonomously prohibit access to the defective memory cell in subsequent accesses.

【0061】前記タイミング発生手段による自己救済タ
イミングを、周期的である場合に加え、随時外部からの
指示に従って発生するようにすることにより、例えば不
良アドレス記憶回路の不揮発性記憶素子に不良アドレス
を格納して初期設定する動作を、システムリセットやパ
ワーオンリセット期間を利用して簡単に行うことができ
るようになると共に、半導体集積回路の空き時間の有効
利用が可能になる。
By causing the self-relief timing by the timing generating means to occur not only periodically but also according to external instructions, for example, a defective address can be stored in a non-volatile memory element of a defective address storage circuit. This makes it possible to easily perform the initial setting operation by using the system reset or power-on reset period, and also makes it possible to effectively utilize the idle time of the semiconductor integrated circuit.

【0062】不揮発性記憶素子としてのフューズなどを
利用して冗長救済アドレスをプログラムする構成を持つ
場合に、前記不良アドレスプログラム回路に記憶されて
いる不良アドレスを代替するための冗長メモリセルのア
ドレスを認識し、当該アドレスにおける不良発生時には
、別の冗長メモリセルを救済に割り当てるようにするこ
とにより、予め不揮発性記憶素子にプログラムされたア
ドレスを代替する冗長メモリセルが経時的に不良になっ
た場合にも対処することができるという効果がある。
[0062] When the configuration is such that a redundant relief address is programmed using a fuse or the like as a non-volatile memory element, the address of a redundant memory cell to replace the defective address stored in the defective address program circuit is programmed. By recognizing this and allocating another redundant memory cell for relief when a defect occurs at that address, if the redundant memory cell that replaces the address programmed in advance in the non-volatile memory element becomes defective over time. It also has the effect of being able to deal with it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】図1は本発明の一実施例に係る半導体集積回路
のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は図1の半導体集積回路を適用したマイク
ロコンピュータシステムのブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a microcomputer system to which the semiconductor integrated circuit of FIG. 1 is applied.

【図3】図3はバイポーラPROMを不揮発性記憶素子
とする不揮発性プログラム回路の一例部分回路図である
FIG. 3 is a partial circuit diagram of an example of a nonvolatile program circuit using a bipolar PROM as a nonvolatile memory element.

【図4】図4はフューズを不揮発性記憶素子とする不揮
発性プログラム回路の一例部分回路図である。
FIG. 4 is a partial circuit diagram of an example of a nonvolatile program circuit using a fuse as a nonvolatile memory element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  メモリセルアレイ 2  冗長メモリセルアレイ 3  アドレスデコーダ 5  冗長アドレスデコーダ 10  タイマ 15  アドレスカウンタ 17  テストデータ発生回路 18  エラー判定回路 20  不良アドレス判定回路 21  不良アドレス記憶回路 22  エラーフラグ発生回路 24  不良アドレスプログラム回路 27  フル状態検出回路 31  半導体集積回路 32  割込みコントローラ 33  中央処理装置 1 Memory cell array 2 Redundant memory cell array 3 Address decoder 5 Redundant address decoder 10 Timer 15 Address counter 17 Test data generation circuit 18 Error determination circuit 20 Defective address determination circuit 21 Defective address storage circuit 22 Error flag generation circuit 24 Defective address program circuit 27 Full state detection circuit 31 Semiconductor integrated circuit 32 Interrupt controller 33 Central processing unit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  アドレスの入力端子と、複数個のメモ
リセルを有する第1記憶手段と、第1記憶手段に含まれ
るメモリセルを選択するための選択信号を形成する第1
選択手段と、第1記憶手段に含まれるメモリセルの内欠
陥のあるものを代替するためのメモリセルを含む第2記
憶手段と、第2記憶手段に含まれるメモリセルを選択す
るための選択信号を形成する第2選択手段と、タイミン
グ発生手段と、前記タイミング発生手段の指示に基づい
てアドレス信号を発生するアドレス発生手段と、このア
ドレス発生手段から発生されるアドレスに基づいて選択
されるメモリセルの欠陥の有無を判定する判定手段と、
この判定手段によって欠陥が検出されたメモリセルのア
ドレスを記憶する不良アドレス記憶手段と、前記アドレ
ス入力端子から供給されるアドレスと前記アドレス記憶
手段に記憶されているアドレスとを比較して、その一致
/不一致を判定し、不一致のときはそのアドレス入力端
子から供給されるアドレスを前記第1選択手段に供給し
、一致のときはそのアドレスによって指定される欠陥メ
モリセルを代替すべきメモリセルのアドレスを前記第2
選択手段に供給する判定制御手段と、を含んで1個の半
導体基板に形成されて成る半導体集積回路。
1. A first storage means having an address input terminal, a plurality of memory cells, and a first storage means forming a selection signal for selecting a memory cell included in the first storage means.
a selection means, a second storage means including a memory cell for replacing a defective memory cell included in the first storage means, and a selection signal for selecting a memory cell included in the second storage means. a second selection means forming a second selection means, a timing generation means, an address generation means for generating an address signal based on an instruction of the timing generation means, and a memory cell selected based on the address generated from the address generation means. a determination means for determining the presence or absence of a defect;
A defective address storage means stores the address of the memory cell in which a defect has been detected by the determination means, and compares the address supplied from the address input terminal with the address stored in the address storage means to find a match. / Determine a mismatch; if a mismatch, supply the address supplied from the address input terminal to the first selection means; if a match, an address of a memory cell to replace the defective memory cell designated by the address; The second
1. A semiconductor integrated circuit formed on one semiconductor substrate, including: a determination control means for supplying a signal to a selection means.
【請求項2】  前記第2記憶手段において未だ不良メ
モリセルの代替に割当てられていないメモリセルの有無
を管理し、空きメモリセルがない状態で前記判定手段が
欠陥を検出したとき、これに応答して、欠陥救済が不可
能である旨を通知する制御信号と、そのときのアドレス
を外部に出力させる管理手段を、さらに設けた請求項1
記載の半導体集積回路。
2. The second storage means manages the presence or absence of a memory cell that has not yet been allocated as a replacement for a defective memory cell, and responds when the determination means detects a defect when there are no free memory cells. Claim 1 further comprising a control signal for notifying that the defect cannot be repaired and a management means for outputting the address at that time to the outside.
The semiconductor integrated circuit described.
【請求項3】  前記タイミング発生手段は、周期的又
は/及び随時外部からの指示に従って、前記アドレス発
生手段、判定手段、及び不良アドレス記憶手段を動作さ
せて、不良アドレスの自己救済動作を起動するものであ
る請求項1又は2記載の半導体集積回路。
3. The timing generating means operates the address generating means, the determining means, and the defective address storage means periodically or/and at any time according to instructions from the outside to activate a self-repair operation for the defective address. 3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1 or 2.
【請求項4】  前記判定手段はさらに、メモリセルに
欠陥があるか否かを判定するためのテストデータを発生
するテストデータ発生手段を含み、前記アドレス発生手
段から発生されたアドレスに従って選択されるメモリセ
ルに前記テストデータ発生手段からテストデータを書き
込み、書き込んだそのテストデータを読出して、双方の
データを比較することでそのアドレスにおけるメモリセ
ルの欠陥の有無を判定し、その判定結果を出力するもの
である請求項1乃至3の何れか1項記載の半導体集積回
路。
4. The determining means further includes test data generating means for generating test data for determining whether or not the memory cell is defective, and the test data generating means is selected according to the address generated by the address generating means. Writing test data into the memory cell from the test data generating means, reading out the written test data, comparing both data to determine whether or not there is a defect in the memory cell at that address, and outputting the determination result. 4. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is a semiconductor integrated circuit.
【請求項5】  前記判定手段による欠陥ありの判定出
力に基づいて、欠陥メモリセルを代替すべきメモリセル
のアドレスを指定するためのエラーフラグの発生手段を
更に有し、前記不良アドレス記憶手段は欠陥メモリセル
のアドレスと共にエラーフラグを記憶するものである請
求項1記載の半導体集積回路。
5. The defective address storage means further comprises error flag generation means for specifying an address of a memory cell to replace the defective memory cell based on a defective determination output from the determination means, and the defective address storage means includes: 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein an error flag is stored together with the address of the defective memory cell.
【請求項6】  前記不良アドレス記憶手段は、第1記
憶手段における欠陥メモリセルのアドレスと前記エラー
フラグとを予め記憶した不揮発性記憶素子を有するもの
である請求項5項記載の半導体集積回路。
6. The semiconductor integrated circuit according to claim 5, wherein said defective address storage means includes a nonvolatile storage element in which the address of the defective memory cell in the first storage means and said error flag are stored in advance.
【請求項7】  前記エラーフラグの発生手段は、前記
第2記憶手段に含まれるメモリセルの欠陥に対して、エ
ラーフラグを更新して前記不良アドレス記憶手段に与え
るものである請求項6記載の半導体集積回路。
7. The error flag generating means updates an error flag in response to a defective memory cell included in the second storage means, and provides the updated error flag to the defective address storage means. Semiconductor integrated circuit.
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