JPH07320497A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH07320497A
JPH07320497A JP6135158A JP13515894A JPH07320497A JP H07320497 A JPH07320497 A JP H07320497A JP 6135158 A JP6135158 A JP 6135158A JP 13515894 A JP13515894 A JP 13515894A JP H07320497 A JPH07320497 A JP H07320497A
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JP
Japan
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potential
word line
circuit
level
transistor
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JP6135158A
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Inventor
Katsuhisa Hirano
勝久 平野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スタンバイ時にプルダウン用MOSトランジ
スタを通して貫通電流が流れないようにし、冗長使用チ
ップのスタンバイ電流の増加を防止する。 【構成】 スタンバイ時に、不良ワード線を検出するこ
とによって冗長認識を行い、その冗長すべき不良ワード
線において、冗長検出信号RXDECが供給されたら、
スタンバイ時には活性化信号XACTの反転信号XAC
N が“H”レベルであることから、ANDゲート13
の出力によって電位固定用NMOSトランジスタQ18
がオン状態となってそのワード線WLの電位をVcc/2
(ビット線電位)に固定する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関
し、特に不良ワード線を予備ワード線(以下、冗長ワー
ド線と称する)と置換する冗長構成を採るダイナミック
RAMなどの半導体記憶装置におけるXデコーダ回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】メモリチップの製造歩留りを実用的水準
以上に保つことは、記憶容量の増大に伴って難しくな
る。この歩留り低下の主な原因である欠陥メモリセルを
救済するために、予備メモリセルをあらかじめチップ内
に配置し、この予備メモリセルを欠陥メモリセルと回路
的に置換するいわゆる冗長構成が採られる。
【0003】この冗長構成において、欠陥メモリセルを
救済する単位は、ワード線(またはビット線)に沿った
行(または列)のライン(メモリセル配列)である。こ
のライン単位での置換のために、通常複数本の冗長ライ
ンが用意される。欠陥メモリセルを含むラインと冗長ラ
インとの置換は、冗長ラインを選択する冗長デコーダに
欠陥アドレスを登録することで行われる。そして、その
登録手段として例えば冗長ヒューズが用いられ、これを
電気的に溶断することによって欠陥アドレスの登録が行
われる。
【0004】ダイナミックRAMの基本的な構成を図8
に示す。同図において、平面的にアレイ状に配列された
多数のメモリセルによっててセル・アレイ81が構成さ
れている。このセル・アレイ81のワード線はX(行)
デコーダ82によって選択駆動され、ビット線はY
(列)デコーダ回路83によって選択駆動される。X,
Yデコーダ回路82,83には、アドレスバッファ84
を介してX,Yアドレスが与えられる。
【0005】Xデコーダ回路82は、行選択信号RAS
N (添字“N ”は負論理を表わすものとし、以下同様と
する)を入力とするRASコントロール回路85によっ
て制御される。一方、Yデコーダ回路83は、列選択信
号CASN を入力とするCASコントロール回路86に
よって制御される。このX,Yアドレス指定によって選
択されたメモリセルのデータはビット線に転送され、セ
ンスアンプ87によって増幅された後、NANDゲート
88を介して出力される。
【0006】図9に、Xデコーダ回路の従来例を示す。
同図において、電源Vccと接地間には、PMOSトラン
ジスタQ91と2つのNMOSトランジスタQ92,Q
93が直列に接続されている。PMOSトランジスタQ
91のゲートには、スタンバイ時に“L”レベル、アク
ティブ時に“H”レベルとなる活性化信号XACTが印
加される。また、トランジスタQ92,Q93の各ゲー
トには、アドレス選択信号X1,X2が印加される。
【0007】PMOSトランジスタQ91のドレイン端
であるノードaと電源Vcc間には、PMOSトランジス
タQ94が接続されている。このノードaの電圧は、イ
ンバータ91で反転されてPMOSトランジスタQ94
のゲート入力となる。一方、ブートストラップ回路(図
示せず)から供給されるブースト信号は、NMOSトラ
ンジスタQ95を介してワード線WLに印加される。
【0008】このNMOSトランジスタQ95のゲート
には、ノードbの電圧がNMOSトランジスタQ96を
介して印加される。NMOSトランジスタQ96のゲー
トには、電源Vccの電圧が印加されている。また、ワー
ド線WLと接地間には、プルダウン用のNMOSトラン
ジスタQ97が接続されている。このNMOSトランジ
スタQ97のゲートには、ノードbの電圧がインバータ
92で反転されて印加される。
【0009】上記構成の従来のXデコーダ回路において
は、活性化信号XACTが“H”レベルになることによ
って活性化され、アドレス選択信号X1,X2によって
選択されたワード線WLへ、NMOSトランジスタQ9
5を介してブースト信号が伝達される。すなわち、活性
化信号XACTが“H”レベルになると、PMOSトラ
ンジスタQ91がオフ状態となるため、アドレス選択信
号X1,X2による選択時に、ノードbの電位が“H”
レベルとなる。これにより、NMOSトランジスタQ9
6,Q95で構成するセルフブースト回路がオン状態と
なり、NMOSトランジスタ95を介してワード線WL
へブースト信号が伝達されることになる。
【0010】一方、非選択時には、ノードbの電位が
“L”レベルにあり、プルダウン用のNMOSトランジ
スタQ97がオン状態となるため、ワード線WLは当該
トランジスタQ97を介してGNDレベルに固定され
る。また、スタンバイ時にも、同様に、ノードbの電位
が“L”レベルにあるために、ワード線WLはGNDレ
ベルに固定される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のXデコーダ回路においては、冗長ワード線と置き換え
られた不良ワード線は、プルダウン用のNMOSトラン
ジスタQ97により、スタンバイ時、アクティブ時に拘
らずGNDレベルに固定されている。ところで、ワード
線不良モードは、メモリセルの構造上、ワード線断線
(モード)、ワード線‐ワード線ショート(モード
)、ワード線‐ビット線(あるいはセルプレート)シ
ョート(モード)の3つのモードに大別できる。
【0012】ここで、このワード線不良モードのうち、
モードの場合を考えると、従来のXデコーダ回路で
は、不良ワード線がスタンバイ時、アクティブ時に拘ら
ずGNDレベルに固定されることになることから、例え
ばVcc電位(あるいはHVcc電位)のビット線(あるい
はセルプレート)との間に、プルダウン用NMOSトラ
ンジスタQ97を通してスタンバイ時に貫通電流が流れ
るため、冗長使用チップのスタンバイ電流が増加すると
いう問題があった。
【0013】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、スタンバイ時にプル
ダウン用MOSトランジスタを通して貫通電流が流れな
いようにし、冗長使用チップのスタンバイ電流の増加を
防止した半導体記憶装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体記憶
装置は、スタンバイ時に冗長認識して冗長検出信号を出
力する冗長検出回路と、スタンバイ時において冗長検出
信号が出力されたときワード線をビット線電位もしくは
セルプレート電位に固定する第1の電位固定手段と、ス
タンバイ時において冗長検出信号が出力されないときワ
ード線の電位を基準電位に固定する第2の電位固定手段
とを備えた構成となっている。
【0015】
【作用】上記構成の半導体記憶装置において、先ずスタ
ンバイ時に不良ワード線を検出することによって冗長認
識を行う。そして、その冗長すべき不良ワード線におい
て、スタンバイ時に冗長検出信号が出力されたら、その
ワード線の電位を第1の電位固定手段によってビット線
電位もしくはセルプレート電位に固定する。これによ
り、ワード線不良モードがモード、即ちワード線‐ビ
ット線(あるいはセルプレート)ショートの場合でも、
両者間に電位差が生じないため、第2の電位固定手段
(プルダウン用MOSトランジスタ)を通して貫通電流
が流れることはない。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明に係るXデコーダ回路の基
本形を示す回路図である。図1において、電源Vccと接
地間には、PMOSトランジスタQ11と2つのNMO
SトランジスタQ12,Q13が直列に接続されてい
る。PMOSトランジスタQ11のゲートには、スタン
バイ時に“L”レベル、アクティブ時に“H”レベルと
なる活性化信号XACTが印加され、トランジスタQ1
2,Q13の各ゲートには、アドレス選択信号X1,X
2が印加される。
【0017】PMOSトランジスタQ11のドレイン端
であるノードaと電源Vcc間には、PMOSトランジス
タQ14が接続されている。このノードaの電圧は、イ
ンバータ11で反転されてPMOSトランジスタQ14
のゲート入力となる。一方、ブートストラップ回路(図
示せず)から供給されるブースト信号は、NMOSトラ
ンジスタQ15を介してワード線WLに印加される。
【0018】このNMOSトランジスタQ15のゲート
には、ノードbの電圧がNMOSトランジスタQ16を
介して印加される。NMOSトランジスタQ16のゲー
トには、電源Vccの電圧が印加されている。ワード線W
Lと接地間には、第1の電位固定手段としてのプルダウ
ン用NMOSトランジスタQ17が接続されている。こ
のNMOSトランジスタQ17のゲートには、ノードb
の電圧および後述する冗長検出信号RXDECを2入力
とするNORゲート12の出力が印加される。
【0019】また、ワード線WLとビット線電位(本例
では、Vcc/2)との間には、第2の電位固定手段とし
ての電位固定用NMOSトランジスタQ18が接続され
ている。このNMOSトランジスタQ18のゲートに
は、活性化信号XACTの反転信号XACTN および冗
長検出信号RXDECを2入力とするANDゲート13
の出力が印加される。
【0020】図2は、冗長検出回路の一例を示す回路図
である。この冗長検出回路はスタンバイ時に冗長認識
し、上述した冗長検出信号RXDECを出力する回路で
ある。図2において、電源Vccと接地間には、PMOS
トランジスタQ21およびNMOSトランジスタQ22
がヒューズFnを挟んで直列に接続されている。PMO
SトランジスタQ21のゲートには活性化信号XACT
が印加され、NMOSトランジスタQ22のゲートには
電源Vccの電圧が印加されている。
【0021】この冗長検出回路において、ヒューズFn
が切断されていない非冗長時には、冗長検出信号RXD
ECが“L”レベル(GNDレベル)にある。一方、不
良ワード線に対応したヒューズFnが溶断された冗長時
には、活性化信号XACTが“L”レベルとなることに
より冗長検出信号RXDECが“H”レベル(Vccレベ
ル)となる。この冗長検出信号RXDECは、図1のX
デコーダ回路におけるNORゲート12およびANDゲ
ート13の各一入力となる。
【0022】次に、図1のXデコーダ回路の回路動作に
ついて説明する。Xデコーダ回路は、活性化信号XAC
Tが“H”レベルになることによって活性化される。こ
のXデコーダ回路のアクティブ時には、アドレス選択信
号X1,X2によって選択されたワード線WLへブース
ト信号が伝達される。
【0023】すなわち、活性化信号XACTが“H”レ
ベルになると、PMOSトランジスタQ11がオフ状態
となるため、アドレス選択信号X1,X2による選択時
に、ノードbの電位が“H”レベルとなる。これによ
り、NMOSトランジスタQ16,Q15がオン状態と
なり、ブースト信号がNMOSトランジスタQ15を介
してワード線WLに伝達されることになる。
【0024】また、非選択時には、ノードbの電位が
“L”レベルにあるため、その電位がNORゲート12
を介してプルダウン用NMOSトランジスタQ17のゲ
ートに印加されることにより、当該トランジスタQ17
がオン状態となる。これにより、ワード線WLはNMO
SトランジスタQ17を介して基準電位であるGNDレ
ベルに固定される。
【0025】一方、スタンバイ時には、図2の冗長検出
回路によって不良ワード線の検出が行われる。すなわ
ち、この冗長検出回路において、不良ワード線に対応し
たヒューズFnが溶断されていると、活性化信号XAC
Tが“L”レベルになることにより、対応する不良ワー
ド線のXデコーダ回路に対して冗長検出信号RXDEC
が出力される。
【0026】この冗長検出信号RXDECは、図1のX
デコーダ回路において、NORゲート12およびAND
ゲート13の各一入力となる。これにより、NORゲー
ト12の出力が“L”レベルとなるため、プルダウン用
NMOSトランジスタQ17はオフ状態となる。一方、
ANDゲート13は活性化信号XACTの反転信号XA
CTN を他入力とするため、その出力は“H”レベルと
なる。これにより、電位固定用NMOSトランジスタQ
18がオン状態となる。
【0027】すなわち、活性化信号XACTが“L”レ
ベルとなるスタンバイ時には、プルダウン用のNMOS
トランジスタQ17はオフ状態となり、NMOSトラン
ジスタQ18がオン状態となるため、ワード線WLはビ
ット線電位(本例では、Vcc/2)に固定される。これ
により、ワード線不良モードが、ワード線‐ビット線
(セルプレート)ショートのモードの場合であって
も、スタンバイ時にワード線WLがビット線電位(ある
いはセルプレート電位)に固定されることで、両者間に
電位差が生じないため、貫通電流が流れることはない。
【0028】以下、上記構成のXデコーダ回路を使用し
た場合の冗長構成について、具体例をもって説明する。
図3に、アドレス選択信号X1,X2に対応して4本の
ワード線WL1〜WL4を単位として構成した場合のX
デコーダ回路の回路例を示す。図中、図1と同等部分に
は同一符号を付して示している。
【0029】同図から明らかなように、ブースト信号を
ワード線WLに選択的に供給するNMOSトランジスタ
Q15、このトランジスタQ15をノードbの電位に応
じてオン/オフ制御するNMOSトランジスタQ16、
ワード線WLをGNDレベルに固定するプルダウン用N
MOSトランジスタQ17、ワード線WLをVcc/2レ
ベルに固定する電位固定用NMOSトランジスタQ18
が、各ワード線WL1〜WL4毎に設けられている。
【0030】図4は、冗長用Xデコーダ回路の具体例を
示す回路図である。同図において、電源Vccと接地間に
PMOSトランジスタQ31と2つのNMOSトランジ
スタQ32,Q33が直列に接続されており、PMOS
トランジスタQ31のゲートには活性化信号XACT
が、トランジスタQ32,Q33の各ゲートにはアドレ
ス選択信号X1,X2がそれぞれ印加される。PMOS
トランジスタQ31のドレイン端であるノードcと電源
Vcc間には、PMOSトランジスタQ34が接続されて
いる。このノードcの電圧は、インバータ31で反転さ
れてPMOSトランジスタQ34のゲート入力となる。
【0031】一方、先述したXデコーダ回路における4
本のワード線WL1〜WL4の各々に対応して設けられ
た4本の冗長ワード線RWL1〜RWL4の各々にブー
スト信号を供給するために、4個のNMOSトランジス
タQ351 〜Q354 が設けられている。この4個のN
MOSトランジスタQ351 〜Q354 は、ノードdの
電圧に応じて4個のNMOSトランジスタQ361 〜Q
364 によってそれぞれオン/オフ制御される。
【0032】また、4本の冗長ワード線RWL1〜RW
L4と接地間には、プルダウン用NMOSトランジスタ
Q371 〜Q374 がそれぞれ接続されている。NMO
SトランジスタQ371 〜Q374 の各ゲートには、ノ
ードdの電圧がインバータ32を介して印加される。こ
れにより、活性化信号XACTが“L”レベルとなるス
タンバイ時に、冗長ワード線RWL1〜RWL4はトラ
ンジスタQ371 〜Q374 を介してGNDレベルに固
定される。
【0033】図5は、冗長ヒューズ回路の具体例を示す
回路図である。図5において、電源Vccとノードeとの
間にはPMOSトランジスタQ41が接続されており、
このPMOSトランジスタQ41のゲートには活性化信
号XACTが印加される。ノードeと接地間には、ヒュ
ーズF1とNMOSトランジスタQ42、ヒューズF2
とNMOSトランジスタQ43がそれぞれ直列に接続さ
れている。NMOSトランジスタQ42,Q43の各ゲ
ートには、アドレス選択信号X1,X2が印加される。
【0034】電源Vccとノードeとの間にはさらにPM
OSトランジスタQ44が接続されている。ノードeの
電圧は、インバータ41で反転されてPMOSトランジ
スタQ44のゲート入力になるとともに、プリデコーダ
停止信号RXDEC0として後述するプリデコーダ回路
に供給される。
【0035】ノードeの電圧はさらに、インバータ41
で反転された後、インバータ42およびNMOSトラン
ジスタQ45を介してNMOSトランジスタQ46のゲ
ートに、さらにNMOSトランジスタQ47のゲートに
それぞれ印加される。NMOSトランジスタQ46は、
NMOSトランジスタQ48を挟んでNMOSトランジ
スタQ47と直列に接続され、ブートストラップ回路
(図示せず)から供給されるブースト信号0をブースト
信号1として図4の冗長用Xデコーダ回路に対して出力
する。
【0036】図6は、プリデコーダ回路の具体例を示す
回路図である。図6において、電源Vccと接地間には、
PMOSトランジスタQ51と2つのNMOSトランジ
スタQ52,Q53が直列に接続されている。PMOS
トランジスタQ51のゲートには活性化信号XACTが
印加され、NMOSトランジスタQ52,Q53の各ゲ
ートにはアドレス選択信号X1,X2が印加される。
【0037】PMOSトランジスタQ51のドレイン端
であるノードfと電源Vcc間には、PMOSトランジス
タQ54が接続されている。このノードfの電圧は、イ
ンバータ51で反転されてPMOSトランジスタQ54
のゲート入力になるとともに、NANDゲート52の一
入力となる。このNANDゲート52は、図5の冗長ヒ
ューズ回路から供給されるプリデコーダ停止信号RXD
EC0を他入力としている。
【0038】NANDゲート53の出力は、インバータ
54およびNMOSトランジスタQ55を介してNMO
SトランジスタQ56のゲートに、さらにNMOSトラ
ンジスタQ57のゲートにそれぞれ印加される。NMO
SトランジスタQ56は、NMOSトランジスタQ58
を挟んでNMOSトランジスタQ57と直列に接続さ
れ、ブートストラップ回路(図示せず)から供給される
ブースト信号0をブースト信号2として図3のXデコー
ダ回路に対して出力する。
【0039】上記構成の冗長回路において、図5の冗長
ヒューズ回路は、冗長アドレス選択の場合、図4の冗長
用Xデコーダ回路に対してブースト信号1を出力すると
ともに、図6のプリデコーダ回路に対してプリデコーダ
停止信号RXDEC0を出力する。すると、プリデコー
ダ回路は、図3のXデコーダ回路に対するブースト信号
2の出力を停止する。その結果、例えばワード線WL1
が冗長ワード線RWL1に置き換えられる。
【0040】本具体例の場合、図5の冗長ヒューズ回路
および図6のプリデコーダ回路は、Xデコーダ単位であ
る4本のワード線WL1〜WL4に対応して4系統設け
られることになる。すなわち、この具体例では、Xデコ
ーダ回路単位での冗長例であるので、ワード線WL1〜
WL4が冗長ワード線RWL1〜RWL4に置き換えら
れることになる。
【0041】図7に、冗長アドレス時(A)および非冗
長アドレス時(B)のタイミングチャートを示す。同図
において、活性化信号XACTは、スタンバイ時に
“L”レベル、アクティブ時に“H”レベルとなる。ま
た、(a)〜(c)は図3の各部の電圧波形を表してお
り、(a)はノードbの電圧、(b)はNORゲート1
2の出力、(c)はANDゲート13の出力である。
【0042】図2の冗長検出回路でXデコーダ単位の冗
長検出が行われ、冗長検出信号RXDECが図3のXデ
コーダ回路に与えられると、スタンバイ時は、活性化信
号XACTが“L”レベル(XACTN が“H”レベ
ル)であるため、ANDゲート13の出力(c)が
“H”レベルとなる。これにより、電位固定用NMOS
トランジスタQ181 〜Q184 がオン状態となるため
に、ワード線WL1〜WL4の電位はVcc/2(ビット
線電位)に固定される。
【0043】アクティブ時は、活性化信号XACTが
“H”レベルになり、PMOSトランジスタQ11がオ
フ状態となるため、アドレス選択信号X1,X2による
選択時に、ノードbの電位(a)が“H”レベルとな
る。これにより、NMOSトランジスタQ161 〜Q1
4 ,Q151 〜Q154がオン状態となり、ブースト
信号2,2′がNMOSトランジスタQ151 〜Q15
4 を介してワード線WL1〜WL4に伝達される。この
とき、図6のプリデコーダ回路において、NMOSトラ
ンジスタQ57,Q58がオン状態にあり、ブースト信
号2,2′がGND電位にあるため、ワード線WL1〜
WL4の電位はGND電位となる。
【0044】一方、冗長されないXデコーダ回路では、
冗長検出信号RXDECが“L”レベルであり、スタン
バイ時は、活性化信号XACTが“L”レベルであるこ
とでノードの電圧(a)も“L”レベルであるため、N
ORゲート12の出力(b)が“H”レベルとなる。こ
れにより、プルダウン用NMOSトランジスタQ171
〜Q174 がオン状態となるため、ワード線WL1〜W
L4の電位はGND電位に固定される。アクティブ時に
は、通常アクセスとなる。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スタンバイ時に不良ワード線を検出することによって冗
長認識を行い、その冗長すべき不良ワード線において、
スタンバイ時に冗長検出信号が出力されたら、そのワー
ド線の電位をビット線電位もしくはセルプレート電位に
固定する構成としたことにより、ワード線不良モードが
ワード線‐ビット線(あるいはセルプレート)ショート
の場合でも、プルダウン用MOSトランジスタを通して
貫通電流が流れることはないので、冗長使用チップのス
タンバイ電流の増加を防止できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るXデコーダ回路の基本形を示す回
路図である。
【図2】冗長検出回路の一構成例を示す回路図である。
【図3】Xデコーダ回路の具体例を示す回路図である。
【図4】冗長用Xデコーダ回路の具体例を示す回路図で
ある。
【図5】冗長ヒューズ回路の具体例を示す回路図であ
る。
【図6】プリデコーダ回路の具体例を示す回路図であ
る。
【図7】本発明の回路動作を説明するためのタイミング
チャートであり、(A)は冗長アドレス時、(B)は非
冗長アドレス時をそれぞれ示している。
【図8】ダイナミックRAMの基本構成を示すブロック
図である。
【図9】Xデコーダ回路の従来例を示す回路図である。
【符号の説明】 Q17,Q171 〜Q174 プルダウン用NMOSト
ランジスタ Q18,Q181 〜Q184 電位固定用NMOSトラ
ンジスタ F1,F2,Fn ヒューズ XACT 活性化信号 X1,X2 アドレス選択信号 RXDEC 冗長検出信号
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/04 21/822 H01L 27/04 F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不良ワード線を予備ワード線と置換する
    冗長構成を採る半導体記憶装置であって、 スタンバイ時に冗長認識して冗長検出信号を出力する冗
    長検出回路と、 スタンバイ時において前記冗長検出信号が出力されたと
    きワード線をビット線電位もしくはセルプレート電位に
    固定する第1の電位固定手段と、 スタンバイ時において前記冗長検出信号が出力されない
    ときワード線の電位を基準電位に固定する第2の電位固
    定手段とを備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
JP6135158A 1994-05-24 1994-05-24 半導体記憶装置 Pending JPH07320497A (ja)

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JP6135158A JPH07320497A (ja) 1994-05-24 1994-05-24 半導体記憶装置

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