JPH1166880A - 冗長救済判定回路 - Google Patents

冗長救済判定回路

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JPH1166880A
JPH1166880A JP9221375A JP22137597A JPH1166880A JP H1166880 A JPH1166880 A JP H1166880A JP 9221375 A JP9221375 A JP 9221375A JP 22137597 A JP22137597 A JP 22137597A JP H1166880 A JPH1166880 A JP H1166880A
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signal
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turned
bit
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JP9221375A
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Inventor
Naoto Kii
直人 紀伊
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒューズ素子の溶断状況やプロセスのばらつ
き等による動作不良の発生をなくし、少ないヒューズ素
子の溶断により冗長救済を実現し、冗長救済を必要とし
ない場合にヒューズ素子の溶断なしに消費電力の低減の
図れる冗長救済判定回路を実現する。 【解決手段】 ヒューズ素子を用いずにトランジスタを
用いて構成され冗長アドレスとメモリアドレスとの一致
・不一致を判定する冗長判定部1と、冗長アドレスおよ
びその反転信号を発生する1ビット構成について1個の
ヒューズ素子RF1を用いた冗長アドレス発生部2と、
1個のヒューズ素子ENRF1を用い欠陥メモリセルが
存在するか否かを示す冗長採用判定信号RENを出力す
る冗長採用判定部3と、ヒューズ素子ENRF1の溶断
がなく冗長採用判定信号RENが欠陥メモリセルが存在
しないことを示す場合に冗長救済判定ラインN2を接地
電位に固定する冗長不採用手段4とを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
おいて使用される冗長救済判定回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体記憶装置の高集積化と大容量化が
進むにつれ、製造工程におけるパーティクル等に起因す
るパターニング不良やメモリセルの欠陥を、予めメモリ
内に準備していた予備のメモリセルに置き換える冗長救
済技術が、非常に重要になっている。半導体記憶装置の
冗長救済は、行列状に配置された多数の通常メモリセル
と、この多数の通常メモリセル中に欠陥メモリセルが存
在することを想定し、欠陥メモリセルの属する行または
列単位を置換するために多数の通常メモリセルと隣接し
て行または列方向に配置された多数の予備メモリセルか
らなる予備行または予備列とを備えたメモリについて、
外部から入力されるメモリアドレスと欠陥メモリセルに
対応した冗長アドレスとの一致を冗長救済判定回路でも
って比較判定し、判定結果が一致した場合、そのアドレ
スの行または列を同一チップ上に設けられた予備行また
は予備列に置き換えることによって行われる。大容量化
に伴い、冗長救済の使用頻度も急激に増えるにつれ、冗
長救済判定回路での消費電力の増加、およびヒューズ素
子の溶断のための冗長救済工程時間の増加等が問題とな
ってきている。
【0003】以下、従来の冗長救済判定回路について図
4を参照しながら説明する。図4は従来の冗長救済判定
回路の回路図である(特開平5−307898号公報参
照)。図4において、Q11,Q12〜Qn1,Qn2
はNMOSトランジスタ、Q1,Q2はPMOSトラン
ジスタ、INV1,INV2はインバータ回路、F1
1,F12〜Fn1,Fn2はヒューズ素子、N1は冗
長救済判定ラインであり、PRはプリチャージ信号、R
EDは冗長判定信号、A1〜Anはメモリアドレス、A
1B〜AnBはメモリアドレスの反転信号を示す。
【0004】この従来の冗長救済判定回路は、判定ライ
ンN1を“H”(ハイ)レベルにプリチャージするため
のトランジスタQ1およびヒューズ素子F1と、冗長ア
ドレスをプログラムするためのヒューズ素子F11〜F
n2と、メモリアドレスとの一致検出を行うためのトラ
ンジスタQ11〜Qn2と、冗長判定結果を記憶するた
めのトランジスタQ2およびインバータ回路INV1,
INV2とから構成されている。ここで、nビットの冗
長救済アドレスをプログラムするために、2×n本のヒ
ューズ素子F11〜Fn2があり、この2×n本のヒュ
ーズ素子F11〜Fn2のうち、n本のヒューズ素子を
溶断することによって、冗長アドレスをプログラミング
していた。
【0005】以下、このように構成された従来の冗長救
済判定回路の動作を説明する。まず、メモリアドレスお
よびその反転信号A1,A1B〜An,AnBが“L”
(ロー)レベルの状態において、プリチャージ信号PR
を“L”レベルにすると、トランジスタQ1が導通しヒ
ューズ素子F1を介して、判定ラインN1が“H”レベ
ルとなり、インバータ回路INV1の出力が“L”レベ
ルとなり、トランジスタQ2が導通し、判定ラインN1
は“H”レベルを保つ。その後、メモリアドレスがイネ
ーブルになるとトランジスタQ11〜Qn2のいずれか
が導通状態となる。この時、トランジスタQ11〜Qn
2に直列に接続されたヒューズ素子F11〜Fn2が冗
長アドレスのプログラミングのために溶断されていれ
ば、判定ラインN1の電荷が引き抜かれず、判定ライン
N1は“H”レベルを保持し、冗長アドレスとメモリア
ドレスが一致したことを判定し、冗長メモリと置き換え
る。一方、溶断されていなければ判定ラインN1の電荷
が引き抜かれるため、判定ラインN1は“L”レベルと
なり、冗長アドレスとメモリアドレスが不一致であるこ
とを判定し、冗長メモリとの置き換えは行わない。この
時、ヒューズ素子の溶断状況やプロセスのばらつき等に
よっては、高速動作時に十分に判定ラインN1の電荷が
引き抜けず冗長判定を誤ってしまい、動作不良を起こす
可能性がある。なお、判定ラインN1のレベルは、イン
バータ回路INV1,INV2により2回反転され、冗
長判定信号REDとして出力される。
【0006】一方、メモリセルの不良が無い完全良品の
場合には、冗長救済は必要としないので、ヒューズ素子
F1を溶断することにより判定ラインN1への電荷供給
を遮断し、冗長救済判定回路での消費電力の低減を図っ
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、nビットの冗長アドレスをプログラミン
グするためには2×n本のヒューズ素子F11〜Fn2
が必要となり、更にこの2×n本中、n本のヒューズ素
子の溶断を必要としていた。そのため、メモリの大容量
化が進むに連れて冗長救済判定回路の使用数が増える
中、このヒューズ素子のレーザーカッター等による溶断
工程が製造工程内に占める割合は、大きくなってきてお
り、時間削減が必要とされてきている。
【0008】また、近年のメモリ動作周波数の高速化に
伴い、冗長救済判定回路の高速化が要求されてきてお
り、従来の構成では、判定ラインN1を一旦“H”レベ
ルにプリチャージした後、冗長アドレスと一致しない場
合は、ヒューズ素子F11〜Fn2及びトランジスタQ
11〜Qn2を介して電荷を引き抜くため、ヒューズ素
子F11〜Fn2の溶断状況やプロセスのばらつき等に
より、高速動作不良が発生しやすい。
【0009】また、完全良品など冗長救済を必要としな
い場合でも、ヒューズ素子F1の溶断により電源供給の
遮断を行うことで、冗長救済判定回路での消費電力の低
減を図っていたため、レーザーカッター等によるヒュー
ズ素子の溶断工程を必要としていた。本発明の目的は、
ヒューズ素子の溶断状況やプロセスのばらつき等による
動作不良が発生しない冗長救済判定回路を提供すること
である。
【0010】さらに、本発明の目的は、少ないヒューズ
素子の溶断により、冗長救済を実現することのできる冗
長救済判定回路を提供することである。さらに、本発明
の目的は、冗長救済を必要としない場合にヒューズ素子
の溶断なしに消費電力の低減を実現することができる冗
長救済判定回路を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の冗長救済
判定回路は、プリチャージ信号に応答して電源電位に引
き上げられる冗長救済判定ラインを設け、この冗長救済
判定ラインとグラウンド間に、冗長アドレスの反転信号
の各ビットに対応して設けられその各ビットの信号によ
りオンオフする第1のトランジスタと、メモリアドレス
の各ビットに対応して設けられその各ビットの信号によ
りオンオフする第2のトランジスタとを直列接続すると
ともに、冗長アドレスの各ビットに対応して設けられそ
の各ビットの信号によりオンオフする第3のトランジス
タと、メモリアドレスの反転信号の各ビットに対応して
設けられその各ビットの信号によりオンオフする第4の
トランジスタとを直列接続し、冗長アドレスとメモリア
ドレスとの対応するビットの信号が一致するときには第
1または第2のトランジスタと第3または第4のトラン
ジスタとをオフし、冗長アドレスとメモリアドレスとの
対応するビットの信号が一致しないときには第1と第2
のトランジスタまたは第3と第4のトランジスタをオン
し、冗長救済判定ラインの信号を冗長判定信号として出
力するようにした冗長判定部と、冗長アドレスおよびそ
の反転信号を発生し冗長判定部へ供給する冗長アドレス
発生部と、多数の通常メモリセル中に欠陥メモリセルが
存在するか否かを示す冗長採用判定信号を出力する冗長
採用判定部と、冗長採用判定部の出力する冗長採用判定
信号が欠陥メモリセルが存在しないことを示す場合にプ
リチャージ信号に関わらず冗長判定部の冗長救済判定ラ
インを電源に接続不可能にするとともに冗長救済判定ラ
インをグラウンドに接続する冗長不採用手段とを設けた
ことを特徴とする。
【0012】この構成によれば、冗長判定部において、
メモリアドレスと冗長アドレスとの一致の判定を、ヒュ
ーズ素子を用いずに、第1〜第4のトランジスタのオン
オフにより行っているため、従来のようなヒューズ素子
の溶断のばらつきに伴う高抵抗化やプロセスばらつきに
伴う動作不良をなくすことができる。なお、冗長採用判
定部および冗長不採用手段により、冗長救済を行わない
場合に冗長判定部の消費電力を低減することができる。
【0013】請求項2記載の冗長救済判定回路は、請求
項1記載の冗長救済判定回路において、冗長アドレス発
生部は、発生する冗長アドレスのビット数に対応した個
数の冗長アドレスプログラム回路からなり、この各冗長
アドレスプログラム回路は、2つのインバータ回路で構
成したラッチ回路を設け、このラッチ回路の一方の出力
とグラウンド間に第1のスイッチング素子を接続し、ラ
ッチ回路の他方の出力とグラウンド間に第1のスイッチ
ング素子とは逆にオンオフする第2のスイッチング素子
とヒューズ素子とを直列に接続し、冗長アドレスの各ビ
ットの信号に応じてヒューズ素子を溶断しておき、電源
投入時に第1および第2のスイッチング素子のオンオフ
を行い、ラッチ回路の2つの出力を冗長アドレスの1ビ
ットと冗長アドレスの反転信号の1ビットとするように
したことを特徴とする。
【0014】このように、メモリ動作周波数に依存しな
い冗長アドレス発生部においてヒューズ素子を使った冗
長救済プログラミングを使用し、しかもヒューズ素子の
個数は冗長アドレスの1ビットおよびその反転信号の1
ビットに対して1個で、従来の半分の個数ですみ、その
溶断すべき個数も従来より少なくてすみ、従来よりも少
ないヒューズ素子の溶断回数で冗長救済を実現すること
ができる。
【0015】請求項3記載の冗長救済判定回路は、請求
項1記載の冗長救済判定回路において、冗長採用判定部
は、2つのインバータ回路で構成したラッチ回路を設
け、このラッチ回路の一方の出力とグラウンド間に第1
のスイッチング素子を接続し、ラッチ回路の他方の出力
とグラウンド間に第1のスイッチング素子とは逆にオン
オフする第2のスイッチング素子とヒューズ素子とを直
列に接続し、多数の通常メモリセル中に欠陥メモリセル
が存在する場合にヒューズ素子を溶断しておき、電源投
入時に第1および第2のスイッチング素子のオンオフを
行い、ラッチ回路の1つの出力を冗長採用判定信号とす
るようにしたことを特徴とする。
【0016】この構成によれば、欠陥メモリセルが存在
しない完全良品など冗長救済を必要としない場合に、ヒ
ューズ素子の溶断なしに冗長判定部の消費電力を低減す
ることができる。請求項4記載の冗長救済判定回路は、
ソースが電源側に接続されドレインが冗長救済判定ライ
ンとなりゲートにプリチャージ信号を入力してオンする
第1のPMOSトランジスタを設け、この第1のPMO
Sトランジスタのドレインである冗長救済判定ラインと
グラウンド間に、冗長アドレスの反転信号の各ビットに
対応して設けられその各ビットの信号をゲートに入力す
る第1のNMOSトランジスタと、メモリアドレスの各
ビットに対応して設けられその各ビットの信号をゲート
に入力する第2のNMOSトランジスタとを直列接続す
るとともに、冗長アドレスの各ビットに対応して設けら
れその各ビットの信号をゲートに入力する第3のNMO
Sトランジスタと、メモリアドレスの反転信号の各ビッ
トに対応して設けられその各ビットの信号をゲートに入
力する第4のNMOSトランジスタとを直列接続し、冗
長救済判定ラインを第1のインバータ回路の入力に接続
し、第1のインバータ回路の出力を第2のインバータ回
路の入力に接続するとともにソースが電源に接続されド
レインが冗長救済判定ラインに接続された第2のPMO
Sトランジスタのゲートに接続し、第2のインバータ回
路の出力を冗長判定信号として出力するようにした冗長
判定部と、冗長アドレスのビット数に対応した個数の冗
長アドレスプログラム回路からなり、この各冗長アドレ
スプログラム回路は、2つのインバータ回路で構成した
第1のラッチ回路を設け、この第1のラッチ回路の一方
の出力とグラウンド間に第1のスイッチング素子を接続
し、第1のラッチ回路の他方の出力とグラウンド間に第
1のスイッチング素子とは逆にオンオフする第2のスイ
ッチング素子と第1のヒューズ素子とを直列に接続し、
冗長アドレスの各ビットの信号に応じて第1のヒューズ
素子を溶断しておき、電源投入時に第1および第2のス
イッチング素子のオンオフを行い、第1のラッチ回路の
2つの出力を冗長アドレスの1ビットと冗長アドレスの
反転信号の1ビットとして冗長判定部へ供給する冗長ア
ドレス発生部と、2つのインバータ回路で構成した第2
のラッチ回路を設け、この第2のラッチ回路の一方の出
力とグラウンド間に第3のスイッチング素子を接続し、
第2のラッチ回路の他方の出力とグラウンド間に第3の
スイッチング素子とは逆にオンオフする第4のスイッチ
ング素子と第2のヒューズ素子とを直列に接続し、多数
の通常メモリセル中に欠陥メモリセルが存在する場合に
第2のヒューズ素子を溶断しておき、電源投入時に第3
および第4のスイッチング素子のオンオフを行い、第2
のラッチ回路の1つの出力を多数の通常メモリセル中に
欠陥メモリセルが存在するか否かを示す冗長採用判定信
号として出力する冗長採用判定部と、電源と冗長判定部
の第1のPMOSトランジスタとの間に設けられ冗長採
用判定部の出力する冗長採用判定信号をゲートに入力
し、冗長採用判定信号が欠陥メモリセルが存在しないこ
とを示す場合にオフする第3のPMOSトランジスタ
と、冗長判定部の冗長救済判定ラインとグラウンドとの
間に設けられ冗長採用判定信号をゲートに入力し、冗長
採用判定信号が欠陥メモリセルが存在しないことを示す
場合にオンする第5のNMOSトランジスタとからなる
冗長不採用手段とを設けたことを特徴とする。
【0017】この構成によれば、冗長判定部において、
メモリアドレスと冗長アドレスとの一致の判定を、ヒュ
ーズ素子を用いずに、第1〜第4のNMOSトランジス
タのオンオフにより行っているため、従来のようなヒュ
ーズ素子の溶断のばらつきに伴う高抵抗化やプロセスば
らつきに伴う動作不良をなくすことができる。そして、
メモリ動作周波数に依存しない冗長アドレス発生部にお
いてヒューズ素子を使った冗長救済プログラミングを使
用し、しかもヒューズ素子の個数は冗長アドレスの1ビ
ットおよびその反転信号の1ビットに対して1個で、従
来の半分の個数ですみ、その溶断すべき個数も従来より
少なくてすみ、従来よりも少ないヒューズ素子の溶断回
数で冗長救済を実現することができる。また、冗長採用
判定部および冗長不採用手段により、欠陥メモリセルが
存在しない完全良品など冗長救済を必要としない場合
に、ヒューズ素子の溶断なしに冗長判定部の消費電力を
低減することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施
の形態の冗長救済判定回路の回路図である。図1におい
て、1は冗長判定部、2は冗長アドレスプログラム回路
21〜2nからなる冗長アドレス発生部、3は冗長採用
判定部、4は冗長不採用手段、Q111〜Q1n1,Q
112〜Q1n2,Q113〜Q1n3,Q114〜Q
1n4,Q203,Q300,Q401はNMOSトラ
ンジスタ、Q200,Q201,Q202,Q301,
Q402はPMOSトランジスタ、INV11〜INV
16はインバータ回路、ENRF1,RF1はヒューズ
素子、N2は冗長救済判定ラインであり、PRはプリチ
ャージ信号、REDは冗長判定信号、A1〜Anはメモ
リアドレス、A1B〜AnBはメモリアドレスの反転信
号、RA1〜RAnは冗長アドレス、RA1B〜RAn
Bは冗長アドレスの反転信号、RENは冗長採用判定信
号、PORは電源Vcc投入時にのみ発生する冗長アド
レス確定信号を示す。
【0019】なお、トランジスタQ111〜Q1n1が
第3のトランジスタ(請求項1),第3のNMOSトラ
ンジスタ(請求項4)に相当し、トランジスタQ112
〜Q1n2が第1のトランジスタ(請求項1),第1の
NMOSトランジスタ(請求項4)に相当し、トランジ
スタQ113〜Q1n3が第4のトランジスタ(請求項
1),第4のNMOSトランジスタ(請求項4)に相当
し、トランジスタQ114〜Q1n4が第2のトランジ
スタ(請求項1),第2のNMOSトランジスタ(請求
項4)に相当する。また、トランジスタQ203が第5
のNMOSトランジスタ(請求項4)に相当し、トラン
ジスタQ200が第1のPMOSトランジスタ(請求項
4)に、トランジスタQ202が第2のPMOSトラン
ジスタ(請求項4)に、トランジスタQ201が第3の
PMOSトランジスタ(請求項4)に、インバータ回路
INV11,INV12が第1,第2のインバータ回路
(請求項4)に相当する。また、トランジスタQ300
が第1のスイッチング素子(請求項2,請求項4)に相
当し、トランジスタQ301が第2のスイッチング素子
(請求項2,請求項4)に相当する。トランジスタQ4
01が第1のスイッチング素子(請求項3),第3のス
イッチング(請求項4)に相当し、トランジスタQ40
2が第2のスイッチング素子(請求項3),第4のスイ
ッチング素子(請求項4)に相当する。
【0020】本実施の形態の冗長救済判定回路は、冗長
判定部1と、冗長アドレス発生部2と、冗長採用判定部
3と、冗長不採用手段4とから構成される。冗長アドレ
ス発生部2は、1ビットの冗長アドレスに対して設けた
冗長アドレスプログラム回路21〜2nからなり、冗長
アドレスプログラム回路21〜2nのそれぞれは、2つ
のインバータ回路INV13とINV14の出力をそれ
ぞれの入力に接続することによってラッチ回路を構成
し、インバータ回路INV14の出力をヒューズ素子R
F1の一端に接続し、ヒューズ素子RF1の他端をトラ
ンジスタQ301のソースに接続し、ドレインをグラウ
ンドに短絡し、ゲートに冗長アドレスを確定させる信号
PORを接続し、インバータ回路INV13の出力をト
ランジスタQ300のドレインに接続し、ソースをグラ
ウンドに接続し、ゲートを冗長アドレス確定信号POR
に接続することによって構成される。したがって、冗長
アドレスがnビットの場合、n個の冗長アドレスプログ
ラム回路21〜2nが構成される。
【0021】冗長採用判定部3は、冗長アドレス発生回
路2の1ビット分の構成(冗長アドレスプログラム回
路)と同様の構成であり、冗長採用判定信号RENを出
力する。冗長判定部1は、冗長不採用手段4のトランジ
スタQ201を介して電源VccにトランジスタQ20
0のソースを接続し、トランジスタQ200のゲートに
プリチャージ信号PRを入力し、トランジスタQ200
のドレインが冗長救済判定ラインN2となっている。ま
た、判定ラインN2を冗長不採用手段4のトランジスタ
Q203のドレインに接続している。なお、冗長不採用
手段4は、トランジスタQ201およびQ203からな
り、トランジスタQ201のソースが電源Vccに接続
されドレインがトランジスタQ200のソースに接続さ
れ、トランジスタQ203のソースがグラウンドに接続
されており、トランジスタQ201およびQ203のゲ
ートには冗長採用判定部3からの冗長採用判定信号RE
Nが入力される。
【0022】また、冗長判定部1では、冗長アドレスと
メモリアドレスが一致しているかどうかを判定するため
のトランジスタQ111〜Q1n1およびトランジスタ
Q112〜Q1n2の各ドレインが判定ラインN2に接
続され、トランジスタQ111〜Q1n1の各ソースが
トランジスタQ113〜Q1n3のドレインに接続さ
れ、トランジスタQ112〜Q1n2の各ソースがトラ
ンジスタQ114〜Q1n4のドレインに接続され、ト
ランジスタQ111〜Q1n1のゲートが、冗長アドレ
ス発生部2で発生した冗長アドレスRA1〜RAnに接
続され、トランジスタQ112〜Q1n2のゲートが、
冗長アドレス発生部2で発生した冗長アドレスの反転信
号RA1B〜RAnBに接続され、トランジスタQ11
3〜Q1n3及びトランジスタQ114〜Q1n4の各
ソースをグラウンドに接続し、トランジスタQ114〜
Q1n4の各ゲートにメモリアドレスA1〜Anを接続
し、トランジスタQ113〜Q1n3の各ゲートにメモ
リアドレスの反転信号A1B〜AnBを接続している。
【0023】また、冗長判定結果を記憶するために、判
定ラインN2をインバータ回路INV11の入力に接続
し、インバータ回路INV11の出力をトランジスタQ
202のゲートに接続し、トランジスタQ202のソー
スを電源に接続し、トランジスタQ202のドレインを
判定ラインN2に接続し、インバータ回路INV11の
出力をインバータ回路INV12の入力に接続してい
る。そして、判定ラインN2のレベルは、インバータ回
路INV11,INV12により2回反転され、冗長判
定信号REDとして出力される。
【0024】以上のように構成される本発明の実施の形
態の冗長救済判定回路について、その動作を、さらに図
2および図3を参照しながら説明する。図2は冗長救済
を行う場合の動作タイミング図、図3は冗長救済を行わ
ない場合の動作タイミング図である。まず、冗長救済を
行う場合、ヒューズ素子溶断工程で、冗長採用判定部3
のヒューズ素子ENRF1と、冗長アドレス発生部2の
冗長アドレスプログラム回路21〜2nにおいて、冗長
アドレスのビットが“0”、言い換えれば冗長アドレス
の反転信号のビットが“1”となる回路のヒューズ素子
RF1とを、レーザーカッター等で溶断しておく。
【0025】図2に示すように、冗長アドレス確定信号
PORは電源Vcc投入時にのみ“H”レベルになり、
この冗長アドレス確定信号PORが“H”レベルになる
と、冗長採用判定部3のトランジスタQ401がオン
し、インバータ回路INV15とINV16で構成され
るラッチ回路を介した冗長採用判定信号RENを“L”
レベルにする。この後、冗長アドレス確定信号PORが
“L”レベルになると、トランジスタQ401がオフ
し、トランジスタQ402がオンするが、ヒューズ素子
ENRF1は溶断されているので、冗長採用判定信号R
ENは“L”レベルのままとなる。これにより、冗長不
採用手段4のトランジスタQ201がオンし、トランジ
スタQ203はオフとなる。
【0026】また、冗長アドレスプログラム回路21に
おいて、冗長アドレス確定信号PORが電源投入直後
“H”レベルになるとトランジスタQ300がオンし、
冗長アドレスRA1は一旦“L”レベルに設定され、冗
長アドレス確定信号PORが“H”レベルから“L”レ
ベルになると、トランジスタQ301がオンするが、も
しヒューズ素子RF1が溶断されていれば、冗長アドレ
スRA1は“L”レベルのままである。また、ヒューズ
素子RF1が溶断されていなければ、冗長アドレス確定
信号PORが“L”レベルになるとトランジスタQ30
1がオンし冗長アドレスRA1は“L”レベルから
“H”レベルに再設定される。冗長アドレスプログラム
回路22〜2nについても同様である。以上は、電源投
入直後に設定される。
【0027】以降は、冗長アドレスRA1〜RAn=0
を例にして冗長判定の動作について説明する。まず、メ
モリアドレスA1〜Anが、冗長アドレスRA1〜RA
nと一致しない場合について説明する。電源投入後、図
2に示すように、冗長アドレスRA1〜RAn=0,冗
長アドレスの反転信号RA1B〜RAnB=1に設定さ
れており、プリチャージ信号PRが“L”レベルになる
と、判定ラインN2が“H”レベルになり、インバータ
回路INV11の出力は“L”レベルとなるため、トラ
ンジスタQ202はオンし、判定ラインN2は“H”レ
ベルをラッチし、冗長判定信号REDも“H”レベルと
なる。その後、プリチャージ信号PRは“H”レベルと
なる。この時、メモリアドレスA1〜Anおよびメモリ
アドレスの反転信号A1B〜AnBは、“L”レベルで
ある。
【0028】この後、メモリアドレス(An,An−
1,...A2,A1)が(0,0,...0,1)=
1で、冗長アドレスRA1〜RAnと一致しない場合、
トランジスタQ114とトランジスタQ123〜Q1n
3とがオンし、トランジスタQ113とトランジスタQ
124〜Q1n4とがオフする。また、冗長アドレスR
A1〜RAn=0であるのでトランジスタQ111〜Q
1n1はオフし、冗長アドレスの反転信号RA1B〜R
AnB=1であるのでトランジスタQ112,Q122
〜Q1n2はオンする。よって、トランジスタQ112
とこれに直列に接続されたトランジスタQ114がオン
するため、判定ラインN2は“L”レベルになる。イン
バータ回路INV11の出力は“H”レベルとなり、イ
ンバータ回路INV12の出力である冗長判定信号RE
Dは“L”レベルとなり、予備の行または列への置き換
えは行わない。このとき、本実施の形態では、ヒューズ
素子RF1を冗長アドレス発生部2にいれ、判定ライン
N2の電荷の引き抜きをトランジスタのみで構成したの
で、高速動作時のヒューズ素子の溶断状況やプロセスの
ばらつき等の影響に伴う不具合発生を解消することがで
きた。
【0029】次に、メモリアドレスA1〜Anが、冗長
アドレスRA1〜RAnと一致する場合について説明す
る。前述のように、電源投入後、冗長アドレスRA1〜
RAn=0,冗長アドレスの反転信号RA1B〜RAn
B=1に設定されており、プリチャージ信号PRが
“L”レベルになると、判定ラインN2は“H”レベル
になり、インバータ回路INV11の出力は“L”レベ
ルとなるため、トランジスタQ202はオンし、判定ラ
インN2は“H”レベルをラッチし、冗長判定信号RE
Dも“H”レベルとなる。その後、プリチャージ信号P
Rは“H”レベルとなる。
【0030】この後、メモリアドレス(An、An−
1,...A2,A1)が(0,0,...0,0)=
0で、冗長アドレスRA1〜RAnと一致する場合、ト
ランジスタQ113〜Q1n3がオンし、トランジスタ
Q114〜Q1n4がオフする。また、冗長アドレスR
A1〜RAn=0であるのでトランジスタQ111〜Q
1n1はオフし、冗長アドレスの反転信号RA1B〜R
AnB=1であるのでトランジスタQ112〜Q1n2
はオンする。よって、判定ラインN2とグラウンド間に
接続されたトランジスタQ111〜Q1n1,トランジ
スタQ113〜Q1n3,トランジスタQ112〜Q1
n2,トランジスタQ114〜Q1n4で、直列に接続
されたトランジスタ同士がオンしないので、判定ライン
N2は“H”レベルを保持する。よって、冗長判定信号
REDは“H”レベルとなり、予備の行または列への置
き換えが行われる。
【0031】また、不良メモリセルが無く、冗長救済を
必要としない場合は、冗長採用判定部3のヒューズ素子
ENRF1を溶断しない。この場合、図3に示すよう
に、電源Vcc投入時にのみ発生する冗長アドレス確定
信号PORが“H”レベルになると、冗長採用判定部3
のトランジスタQ401がオンし、冗長採用判定信号R
ENを“L”レベルにする。この後、冗長アドレス確定
信号PORが“L”レベルになるとトランジスタQ40
1がオフし、トランジスタQ402がオンし、ヒューズ
素子ENRF1は溶断されていないので、冗長採用判定
信号RENは“H”レベルとなる。よって、冗長不採用
手段4のトランジスタQ201がオフし、トランジスタ
Q203がオンとなり、判定ラインN2は“L”レベル
に固定される。よって、冗長救済を行わない場合には、
メモリアドレスA1〜Anにかかわらず冗長判定信号R
EDが常に“L”レベルとなり、予備の行または列への
置き換えが行われなくなる。また、判定ラインN2の充
放電が行われなくなるので冗長判定部1での消費電流が
なくなる。
【0032】以上のように本発明の実施の形態によれ
ば、冗長判定部1において、メモリアドレスと冗長アド
レスとの一致の判定を、ヒューズ素子を用いずに行うた
め、従来のようなヒューズ素子の溶断のばらつきに伴う
高抵抗化やプロセスばらつきに伴う動作不良をなくすこ
とができる。また、メモリ動作周波数に依存しない冗長
アドレス発生部2においてヒューズ素子RF1を使った
冗長救済プログラミングを使用し、しかもヒューズ素子
RF1の個数は冗長アドレスの1ビットおよびその反転
信号の1ビットに対して1個で、従来の半分の個数です
み、その溶断すべき個数も従来より少なくてすみ、従来
よりも少ないヒューズ素子の溶断回数で冗長救済を実現
することができる。
【0033】また、冗長採用判定部3および冗長不採用
手段4により、欠陥メモリセルが存在しない完全良品な
ど冗長救済を必要としない場合に、ヒューズ素子(EN
RF1,RF1)の溶断なしに冗長判定部1の消費電力
を低減することができる。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、冗長判定
部において、メモリアドレスと冗長アドレスとの一致の
判定を、ヒューズ素子を用いずに行うため、従来のよう
なヒューズ素子の溶断のばらつきに伴う高抵抗化やプロ
セスばらつきに伴う動作不良をなくすことができる。
【0035】また、メモリ動作周波数に依存しない冗長
アドレス発生部においてヒューズ素子を使った冗長救済
プログラミングを使用し、しかもヒューズ素子の個数は
冗長アドレスの1ビットおよびその反転信号の1ビット
に対して1個で、従来の半分の個数ですみ、その溶断す
べき個数も従来より少なくてすみ、従来よりも少ないヒ
ューズ素子の溶断回数で冗長救済を実現することができ
る。
【0036】また、冗長採用判定部および冗長不採用手
段により、欠陥メモリセルが存在しない完全良品など冗
長救済を必要としない場合に、ヒューズ素子の溶断なし
に冗長判定部の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の冗長救済判定回路の回路
図。
【図2】本発明の実施の形態における冗長救済を行う場
合の動作タイミング図。
【図3】本発明の実施の形態における冗長救済を行わな
い場合の動作タイミング図。
【図4】従来の冗長救済判定回路の回路図。
【符号の説明】
1 冗長判定部 2 冗長アドレス発生部 3 冗長採用判定部 4 冗長不採用手段 21〜2n 冗長アドレスプログラム回路 Q111〜Q1n1,Q112〜Q1n2,Q113〜
Q1n3,Q114〜Q1n4,Q203,Q300,
Q401 NMOSトランジスタ Q200,Q201,Q202,Q301,Q402
PMOSトランジスタ INV11〜INV16 インバータ回路 ENRF1,RF1 ヒューズ素子 N2 冗長救済判定ライン PR プリチャージ信号 RED 冗長判定信号 A1〜An メモリアドレス A1B〜AnB メモリアドレスの反転信号 RA1〜RAn 冗長アドレス RA1B〜RAnB 冗長アドレスの反転信号 REN 冗長採用判定信号 POR 冗長アドレス確定信号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の通常メモリセルと、この多数の通
    常メモリセル中に存在する欠陥メモリセルを置換するた
    めの予備メモリセルとを備えたメモリにアクセスする際
    に、外部から入力されるメモリアドレスが前記欠陥メモ
    リセルに対応した冗長アドレスに一致した場合に、前記
    予備メモリセルにアクセスする旨を示す冗長判定信号を
    出力する冗長救済判定回路であって、 プリチャージ信号に応答して電源電位に引き上げられる
    冗長救済判定ラインを設け、この冗長救済判定ラインと
    グラウンド間に、前記冗長アドレスの反転信号の各ビッ
    トに対応して設けられその各ビットの信号によりオンオ
    フする第1のトランジスタと、前記メモリアドレスの各
    ビットに対応して設けられその各ビットの信号によりオ
    ンオフする第2のトランジスタとを直列接続するととも
    に、前記冗長アドレスの各ビットに対応して設けられそ
    の各ビットの信号によりオンオフする第3のトランジス
    タと、前記メモリアドレスの反転信号の各ビットに対応
    して設けられその各ビットの信号によりオンオフする第
    4のトランジスタとを直列接続し、前記冗長アドレスと
    前記メモリアドレスとの対応するビットの信号が一致す
    るときには前記第1または第2のトランジスタと前記第
    3または第4のトランジスタとをオフし、前記冗長アド
    レスと前記メモリアドレスとの対応するビットの信号が
    一致しないときには前記第1と第2のトランジスタまた
    は前記第3と第4のトランジスタをオンし、前記冗長救
    済判定ラインの信号を前記冗長判定信号として出力する
    ようにした冗長判定部と、 前記冗長アドレスおよびその反転信号を発生し前記冗長
    判定部へ供給する冗長アドレス発生部と、 前記多数の通常メモリセル中に前記欠陥メモリセルが存
    在するか否かを示す冗長採用判定信号を出力する冗長採
    用判定部と、 前記冗長採用判定部の出力する前記冗長採用判定信号が
    前記欠陥メモリセルが存在しないことを示す場合に前記
    プリチャージ信号に関わらず前記冗長判定部の前記冗長
    救済判定ラインを電源に接続不可能にするとともに前記
    冗長救済判定ラインをグラウンドに接続する冗長不採用
    手段とを設けたことを特徴とする冗長救済判定回路。
  2. 【請求項2】 冗長アドレス発生部は、発生する冗長ア
    ドレスのビット数に対応した個数の冗長アドレスプログ
    ラム回路からなり、この各冗長アドレスプログラム回路
    は、2つのインバータ回路で構成したラッチ回路を設
    け、このラッチ回路の一方の出力とグラウンド間に第1
    のスイッチング素子を接続し、前記ラッチ回路の他方の
    出力とグラウンド間に前記第1のスイッチング素子とは
    逆にオンオフする第2のスイッチング素子とヒューズ素
    子とを直列に接続し、前記冗長アドレスの各ビットの信
    号に応じて前記ヒューズ素子を溶断しておき、電源投入
    時に前記第1および第2のスイッチング素子のオンオフ
    を行い、前記ラッチ回路の2つの出力を冗長アドレスの
    1ビットと冗長アドレスの反転信号の1ビットとするよ
    うにしたことを特徴とする請求項1記載の冗長救済判定
    回路。
  3. 【請求項3】 冗長採用判定部は、2つのインバータ回
    路で構成したラッチ回路を設け、このラッチ回路の一方
    の出力とグラウンド間に第1のスイッチング素子を接続
    し、前記ラッチ回路の他方の出力とグラウンド間に前記
    第1のスイッチング素子とは逆にオンオフする第2のス
    イッチング素子とヒューズ素子とを直列に接続し、多数
    の通常メモリセル中に欠陥メモリセルが存在する場合に
    前記ヒューズ素子を溶断しておき、電源投入時に前記第
    1および第2のスイッチング素子のオンオフを行い、前
    記ラッチ回路の1つの出力を冗長採用判定信号とするよ
    うにしたことを特徴とする請求項1記載の冗長救済判定
    回路。
  4. 【請求項4】 多数の通常メモリセルと、この多数の通
    常メモリセル中に存在する欠陥メモリセルを置換するた
    めの予備メモリセルとを備えたメモリにアクセスする際
    に、外部から入力されるメモリアドレスが前記欠陥メモ
    リセルに対応した冗長アドレスに一致した場合に、前記
    予備メモリセルにアクセスする旨を示す冗長判定信号を
    出力する冗長救済判定回路であって、 ソースが電源側に接続されドレインが冗長救済判定ライ
    ンとなりゲートにプリチャージ信号を入力してオンする
    第1のPMOSトランジスタを設け、この第1のPMO
    Sトランジスタのドレインである前記冗長救済判定ライ
    ンとグラウンド間に、前記冗長アドレスの反転信号の各
    ビットに対応して設けられその各ビットの信号をゲート
    に入力する第1のNMOSトランジスタと、前記メモリ
    アドレスの各ビットに対応して設けられその各ビットの
    信号をゲートに入力する第2のNMOSトランジスタと
    を直列接続するとともに、前記冗長アドレスの各ビット
    に対応して設けられその各ビットの信号をゲートに入力
    する第3のNMOSトランジスタと、前記メモリアドレ
    スの反転信号の各ビットに対応して設けられその各ビッ
    トの信号をゲートに入力する第4のNMOSトランジス
    タとを直列接続し、前記冗長救済判定ラインを第1のイ
    ンバータ回路の入力に接続し、前記第1のインバータ回
    路の出力を第2のインバータ回路の入力に接続するとと
    もにソースが電源に接続されドレインが前記冗長救済判
    定ラインに接続された第2のPMOSトランジスタのゲ
    ートに接続し、前記第2のインバータ回路の出力を前記
    冗長判定信号として出力するようにした冗長判定部と、 前記冗長アドレスのビット数に対応した個数の冗長アド
    レスプログラム回路からなり、この各冗長アドレスプロ
    グラム回路は、2つのインバータ回路で構成した第1の
    ラッチ回路を設け、この第1のラッチ回路の一方の出力
    とグラウンド間に第1のスイッチング素子を接続し、前
    記第1のラッチ回路の他方の出力とグラウンド間に前記
    第1のスイッチング素子とは逆にオンオフする第2のス
    イッチング素子と第1のヒューズ素子とを直列に接続
    し、前記冗長アドレスの各ビットの信号に応じて前記第
    1のヒューズ素子を溶断しておき、電源投入時に前記第
    1および第2のスイッチング素子のオンオフを行い、前
    記第1のラッチ回路の2つの出力を冗長アドレスの1ビ
    ットと冗長アドレスの反転信号の1ビットとして前記冗
    長判定部へ供給する冗長アドレス発生部と、 2つのインバータ回路で構成した第2のラッチ回路を設
    け、この第2のラッチ回路の一方の出力とグラウンド間
    に第3のスイッチング素子を接続し、前記第2のラッチ
    回路の他方の出力とグラウンド間に前記第3のスイッチ
    ング素子とは逆にオンオフする第4のスイッチング素子
    と第2のヒューズ素子とを直列に接続し、前記多数の通
    常メモリセル中に前記欠陥メモリセルが存在する場合に
    前記第2のヒューズ素子を溶断しておき、電源投入時に
    前記第3および第4のスイッチング素子のオンオフを行
    い、前記第2のラッチ回路の1つの出力を前記多数の通
    常メモリセル中に前記欠陥メモリセルが存在するか否か
    を示す冗長採用判定信号として出力する冗長採用判定部
    と、 前記電源と前記冗長判定部の第1のPMOSトランジス
    タとの間に設けられ前記冗長採用判定部の出力する前記
    冗長採用判定信号をゲートに入力し、前記冗長採用判定
    信号が前記欠陥メモリセルが存在しないことを示す場合
    にオフする第3のPMOSトランジスタと、前記冗長判
    定部の冗長救済判定ラインとグラウンドとの間に設けら
    れ前記冗長採用判定信号をゲートに入力し、前記冗長採
    用判定信号が前記欠陥メモリセルが存在しないことを示
    す場合にオンする第5のNMOSトランジスタとからな
    る冗長不採用手段とを設けたことを特徴とする冗長救済
    判定回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000048594A (ja) * 1998-05-29 2000-02-18 Hyundai Electronics Ind Co Ltd フリ―デコ―ダ
US6819605B2 (en) 2001-11-16 2004-11-16 Fujitsu Limited Semiconductor memory device and redundancy judging method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000048594A (ja) * 1998-05-29 2000-02-18 Hyundai Electronics Ind Co Ltd フリ―デコ―ダ
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