JPS5971199A - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JPS5971199A
JPS5971199A JP57180273A JP18027382A JPS5971199A JP S5971199 A JPS5971199 A JP S5971199A JP 57180273 A JP57180273 A JP 57180273A JP 18027382 A JP18027382 A JP 18027382A JP S5971199 A JPS5971199 A JP S5971199A
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memory cell
regular
spare
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Hiroshi Iwahashi
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    • G11C29/78Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
    • G11C29/781Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices combined in a redundant decoder

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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は集積回路化された半導体メモリ装置に係り、特
に正規のメモリセルが不具合な場合に予備のメモリセル
に切換設定して救済し得る冗長性機能を持つメモリ装置
に関する。
〔発明の技術的背景〕
彫・近、半導体メモリ装置にあってけ、正規のメモリセ
ルと予備のメモリセルを予め形成しておき、製造時に正
規のメモリセル内に不具合があった場合には、この不良
メモリセル部分を予備のメモリセルに置き俟えて使用す
るように設定可能な冗長性機能を持ったものが多くなっ
ている。これは、正規のメモリセル内にわずか1ビツト
の不良セルがあってもメモリ全率としては不具合であり
、このようなメモリ装置は不良品として捨てらnている
。しかし、メモリ容量が増大するのに伴ない、不良セル
が発生する確率に高くなってきておシ、不良が発生して
いるメモリ装置を捨ててしまうのでは製品のコストが極
めて高価なものとなってしまう。したかっ 。
て、全体の歩留りの向上のために、予備のメモリセル會
形成しておき、正規のメモリセルの一部が不良の場合に
、これを予備のメモリセルに切換えて使うように設定し
ておく方法が採用されてきたのである。
第1図は、上述したように正規のメモリセル1および予
備のメモリセル2が形成された半導体メモリ装置の主要
部を示している。3はアドレスデータ入力at(1−0
〜n)が与えらnるアトL/1.バッファであり、この
アドレスバッファ3からは前記アドレスデータ入力81
と同相および逆相(ff転転成ベルの一対のアドレスデ
ータAt lA1が出力されて正規のテコータ“4およ
び予備のデコーダ5に与えられる。上記正規のデコーダ
4のデコード出力は前記正規のメモリセル1に与えられ
、このデコード出力により正規のメモリセル1内の1つ
のメモリセル(1ビツト出力タイ1のメモリ装置の場合
]あるいは複数のメモリセル(たとえば8ビツト出力タ
イプのメモリ装置の場合)が選択され、こののち上記選
択されたメモリセルにデータが記憶さn、たQlあるい
はデータが絖み出さnたりする。
また、上記正規のデコーダ4は、予備のデコーダ5から
の出力によって、そのデコード動作が制御される(禁止
される)ようになっている。
予備のデコーダ5のデコード出力は予備のメモリセル2
に与えられ、このデコード出力によって予備のメモリセ
ル2内のメモリセルが選択され、こののち上記選択され
たメモリセルにデータが記憶さ几たり読み出さtl、7
jすする。また、上記予備のデコーダ5の出力は、前述
したように正規のデコーダ4のデコード動作を制御する
ための信号として与えられる。
すなわち、上述したような構成の半導体メモリ装置にお
いて、正規のメモリセル1に不良ビットがなければ、正
規のデコーダ4のみが動作して正規のメモリセル1内の
メモリセルがアクセスさft、、6゜一方、正規のメモ
リセル1内に不良ビットがあるときは、この不良ビット
を含む行の行アドレスあるいは列アドレスに相当するデ
コード出力が得られるように予め予備のデコーダ5をプ
ログラムしておく。
したがって、いまアドレスバッファ3で正規のメモリセ
ル1の不良ビットを含む行アドレスあるいは列アドレス
に対応する出力が得らnると、予備のデコーダ5によっ
て予備のメモリセル2内のメモリセルが選択される。さ
らに、このときの予備のデコーダ5のデコード出力によ
って正規のデコーダ4のデコード動作が停止され、正規
のメモリセル1はアクセスされない。
このような操作によって、正規のメモリセル1内の不良
部分が予備のメモリセル2と交換さj。
る。
第2図は、第1図のアドレスバッファ3の一例を示す回
路であり、このような回路がアドレスデータ入力a1の
数だけ設けられる。M1〜M5 tDl ”’ Ds 
* Et〜E6はそれぞれたとえばNチャンネルのMO
S−F′ET (絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)
であり、このうちM、 −M、は閾値′亀圧が5− ov付近のものD l” D sはテグレッション(至
)型、El−Esはエンハンスメント(ト)型のもので
ある。
そして、FETM4 、 Eaはバッファ段21 、 
FETMs。
Esはバッファ段22となっている。また、”Wおよび
vSは電源でそれぞf’したとえば+5V I Ovh
信号CEおよびその反転イサ号CEは半導体メモリチッ
プの選択制御を行なうもので、それぞn対応シて111
.If□Iレベルのときチップの選択指令となn、lo
″11ルベルのときにチップの非選択指令となる。した
がって、チップが選択状態のときには回路が動作状態に
なり、アドレスデータ入力可に基いてalと同相、逆相
の一対のアドレスデータA t + A sが生成さj
2、正規のデコーダおよび予備のデコーダへそれぞれ上
記一対のデコーダAi lAiが出力さn、る。これに
対してチップが非選択状態のときには回路が非動作状態
になり、回路に流れる電流全低減させる働きをする。
第3図は第1図の予備のデコーダ5の一例會示すもので
%  301は不良アドレス會記憶させる6− ための不良アドレス記憶(ロ)路、31は予備テコーダ
回路、32は予備デコーダ使用の可否(デコーダ動作の
可否)?制御する予備テコーダ制御回路である。上記記
憶回路301は、1組のアドレスデータA11A1の対
数(1の数)だけ設けられ、ET””gloはE型、D
4はD型のNチャンネルMO8−FET 、F 里はポ
リシリコンヒユーズ(以下ポリヒユーズと略称する)で
あり、出力信号C1は予備デコーダ回路31のアドレス
入力となる。いま、アドレスデータ入力町干”1″が不
良アドレスを表わ丁ときにAi−”1”、Al−OIl
が入力する記憶回路、9(71(”1″)については、
そのポリヒユーズFsr予めレーザ光等により溶断して
おく。このようにすれば、使用時に電源VCが投入され
ても、FETEsおよびEsはゲート電位が上昇しない
のでカットオフのままであり、FETEroはゲート電
位がVC−*で上昇してオンになってA1人力が信号C
iとして出力する。したがって、al、入力が不良アド
レスになるとA1==”Ol。
つまp C、= If 01が出力し、81人力が不良
アドレス以外のときにはA1はl1II′であり、C1
はl111′となる。これに対して、アドレスデータa
1=″Ql+が不良アドレスt−t=わ丁ときにA1=
IlO′1゜罰=″111が入力する記憶回路301 
(”0”)については、そのポリヒユーズFlvi″切
断することなくその′!まにしておく。このようにすれ
ば、使用時に電源VCが投入されるとFETE、および
E。
はオンになり、FETEtoはオフになり、A1人力が
信号C1として出力する。したがって、81人力が不良
アドレスになるとA1=”0”sつまりC1+= l 
o″が出力し、81人力が不良アドレス以外のときには
A1は1111′であり・C1はn111となる二つま
p、上記のように記憶回路301のポリヒユーズFlk
切断するか否かを定めて不良アドレスデータを書き込ん
でおくと、アドレスデータ入力a1が不良アドレスのと
きに出力信号C1の全てがl□Ifになり、不良アドレ
ス以外のときには記憶回路301の少なくとも1個でC
1=″11になる。一方、予備デコーダ制御回路32は
、それぞれNチャンネルのE型MO8FET& t =
 Et sおよびD型MO8−FPIVrDll、D6
オよびポリヒユーズF。
からなり、正規のメモリセル内に不良セルがなくて予備
のメモリセル全使用しない場合にはポリヒユーズF2 
vI−切断せず、不良セルがあって予備のメモリセル全
使用する場合には予めポリヒユーズF、全切断しておく
ものである。したがって、ポリヒユーズF2?切断して
おけば、使用時に電源VCが投入されると%  FET
EIgはオフ、FETEIgおよびE 1xtj:オン
になって制御信号PとしてllO″が出力する。これに
対して、ポリヒユーズFsを切断しないでおけば、使用
時に電源VCが投入すfl、 、6 (!:、P’1i
lvrE t t n オン%FETE1mおよびEl
fはオフになって制御信号Pは1111になる。一方、
予備デコーダ回路31は、それ−t’ fl、 N f
 ヤン* ルノE型(1) MOS−FETEla 〜
Ex 71、Elと、D型のMOS−FET D7 、
 Dsと、閘仙電圧がOv付近のh’Ds−FETMa
 1MWとからな9、上記FET E 1の各ゲートに
前記記憶回路301から入力する信号C1t−デコーダ
するようになっている。
この場合、デコーダ動作全制御するためにlff記9− 制御信号Pが入力し、また前記チップ選択信号CE、C
Eが入力しておシ、前記C1が全てIlo“。
P=”O”、 CE−”1”、C引−O1′のときにデ
コーダされ、最終出力段のFET My 、 E 17
よりなゐ駆動回路33の出力信号Rが111となり、上
記以外の入力時には上記出力信号RはI□lとなる。即
ち、メモリチップの選択状態(CE=”l”、CE−1
01)  において、制御信号Pが”I″のときにはC
1人力に関係なく出力信号Rは”Olにな夛、このとき
予備のメモリセルが選択されることはなく、後述するよ
うに正規のデコーダによシ正規のメモリセルが選択され
る。これに対して、上記チップの選択状態において制御
信号Pが101のときには、C1の各信号レベルの組合
せによって出力信号Rが定まるもので、C1の全てが1
01のと!(アドレスデータ入力a1が不良アドレスの
とき)のみ出力信号Rが1111にな夛、このとき予備
のメモリセルが選択されると共に、上記信号R=″11
によって後述するように正規のデコーダのデコーダ動作
が禁止制御されて、その10− テコード出力がI+01になるので正規のメモリセルは
選択されなくなる。
第4図は第1図の正規のデコーダ4の一例についてその
一部を示すもので、E18〜E!++EAIHE型、D
e+DtoはD型a M H+ M gは閾値電圧がO
v付近のNチャンネルMO8−PETである。上記FE
TEAtの各ゲートには、アドレステータA t * 
A s入力の全ての組合せがデコード入力として与えら
n1第4図の正規のデコーダ4はこの組み合わせの数だ
け存在する。デコード入力に対するデコード動作を禁止
制御するためのFET Es sのゲートに前記予備の
デコーダからの制御信号Rが入力している。なお、最終
出力段のFET Ms p E ssは正規のメモリセ
ル全選択駆動する回路4ノ?形成している。
し九がって、チップの選択状態(cp−11゜CE−0
3であって上記デコード入力の全てか101になるとき
、制御信号RがlIO″でおnijテコード動作が通常
通9行なわれ、駆動回路41の出力が11″となって正
規のメモリセルを選択するようになる。これに対して、
上記場合にアドレスデータ入力可が不良アドレスであっ
て前述したように制御信号Rが11111になると、前
記デコード動作禁止制御用FET E 1 mがオンに
なってデコード動作が停止され、駆動回路41の出力は
0″になるので正規のメモリセルは選択されなくなる。
〔背景技術の問題廓〕
ところで、上述したような従来の正規のデコーダにあっ
ては、予備のデコーダからの制御信号Rによってデコー
ド動作の禁止制御を行なうためのF’ET (第4図E
18)が必要である。この正規のデコーダは正規のメモ
リセルの各行あるいは各列に対応して必要であるため、
上記FET Et sQ数も正規のメモリセルが配列さ
れている行の数あるいは列の数だけ必要となる。また、
前記制御信号R’に正規のデコーダ上に通すための配線
も必要となってくる。このため、正規のデコーダ全形成
するために必要なチップ上の面積も余分に必要となる。
しかも、予備のテコ−ターの最終出力段FET (第3
図M7 、 l: 1. )の負荷として、予備のメモ
リセルの負荷容゛膳の上にさらに前述したように正規の
メモリセルの行あるいは列の数だけ設けらnた前記FE
T E 1gの負荷容1も追加される。このため、予備
のデコーダの最終出力段FETの駆動能力を正規のデコ
ーダの最終出力段FETに比べて大きなものにしなけれ
ばならず、それに伴なってチップ上の占有面積が大きく
なる。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に鑑みてなさj6たもので、正規の
デコーダのデコード動作禁止制御入力用集子およびその
入力値線が不要となって正規のデコーダの占有面積上手
さくでき、また予備のテコ−fの最終出力段素子の駆動
能力全正規のデコーダのそnと同等に形成できて予備の
デコーダの占有面積も小さくし得る半導体メモリ装置上
提供するものである。
〔発明の概要〕
すなわち、本発明の半導体メモリ装置は、ア13− ドレスバッファ回路から正規のデコーダ用のアドレステ
ータAi lAiおよび予備のデコーダ用のアドレステ
ータAi’、ii”i別々に出力させ、予備メモリセル
選択状態で予備のデコーダに不良アドレスが入力すると
予備のデコーダから予備メモリセル駆動信号とは別にア
ドレスバッファ制御信号E、E ’に出力させ、前記ア
ドレスバッファ回路から出力する正規のデコーダ用のア
ドレスデータAi+Atk互いに同相とするように前記
アドレスバッファ制御信号E、Eによシ制御することを
特徴とするものである。
したがって、予備のメモリセルの非選択時には正規のデ
コーダが通常通り正規のメモリセルを選択するが、予備
のメモリセルの非選択時には正規のデコーダに同相のア
ドレスデータAt+石の組合せが入力するのでデコード
が行なわれなくなり、正規のメモリセルが選択されなく
なる。こnによって、正規のデコーダのデコード動作禁
止制御入力用FETおよびこ扛への配線が不要になるの
で正規のデコーダの占有面積が14− 小さくて済む。また、上記デコード動作禁止制御入力用
FETの数は、正規のデコーダの数、つまカメモリセル
の行あるいに列の数だけ存在するため、その負荷容11
Iは非常に大きく、予備のデコーダが上記デコード動作
禁止制御入力用FCT V駆動しなくてもよくなるため
、その駆動能力は正規のデコーダのそれと同等でよく、
その占有面積は小さくて済む。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
ゐ。
第5図乃至第7図は本発明の半導体メモリ装の一部を示
している。第5図のアドレスバッファは、1に2図全参
照して前述したアドレスバッファに対して、Nチャンネ
ルのEHのMOS−FlivrElllおよび閾を的電
圧がOv付近のMOS FLlMs tよりなるバッフ
ァ段5ノと、E型N11l)S−FET El 2およ
び閾値電圧がOv付近のMOS Fli7rMisより
なるバッファ段52と全付加し、これを従来同様の2個
のバッフ7段21.22と共通に駆動に入力させ、残り
の1組のバッファ段21.22のアドレステータAi 
lAi出力を正規のメモリセル(第1図1)に入力させ
、さらに上記正規のメモリセル用のバッファ段21.2
2の各串力端と電源VCとの間にNチャンネルで閾値電
圧dEQV付近の制御用MO8−Fgr M s a 
+Ms 41r各対応して設け、このFET M ss
 、 M 114の各ゲートに制御信号Eを与え、さら
に上記バッファ段21゜22の電流吸い込み仰lFET
 E4 、 ExトV S電源との間にNチャンネルエ
ン/)ンスメント型の制御用MO8−FET E l、
 S I E s 4 k各対応して設は−このFET
Es5.gsaの各ゲートに前記制御信号Eの反転信号
である制御信号Es与えたものである。その他の第5図
中第2図と同一部分には同−符号管材してその説明上省
略する。
第6図の予備のデコーダは、第3図を参照して前述した
予fmのデコーダに比べて、NチャンネルのE型のMO
S−FET E a tおよび閾仙電圧がOv付近のM
OS−FET M a lよりなるバッファ段61と、
E型のMOS−FET E a aおよび閾仙電圧がQ
v付近のMOS−FET M a *よりなるバッファ
段62とを付加し、こ1.らのバッファ段61.62全
F’E、TEtaの入力信号および出力信号により互い
に逆相で駆動して前記制御信号E、E出力を得るように
し、最終出力段(バッファ)のFETMe=Et1の駆
動能力を圧動のデコーダのそn、と同等にした点が異な
p、その他の第6図中第3図と同一部分には同−符号全
村してそのH9明を省略する。
第7図にその一部を示す正規のデコーダは、第4図を参
照して前述した正規のデコーダに比べて、デコード動作
禁止制御用FET E 1gが省略さn、これに伴って
その入力配線が省略さfl、た点が異なり、その他の第
7図中第4図と同一部分には同−符号全村してその説明
を省略する。
次に、上記構成の相異に基づく本発明メモリ17− の動作の特徴部分について説明する。
通常、予備のデコーダの制御信号E、E出力はlIO″
、′11になっており、アドレスバッファのバッファ段
21.22は、FET E ss 、 E 114がオ
ンになっているため通常通りアドレスデータA11Al
t出力し、正規のデコーダにより正規のメモリセルが選
択さ力、ている。
これに対して、アドレスデータ入力asiOF良アドレ
スになると、予備のデコーダでデコードが行なわnlそ
のバッファ段61.62の制御信号E、E出力は111
11.II□I+になり、これによってアドレスバッフ
ァのバッファ段21.22はFET Ess 、 E1
14がオフになり、FET M s s * Ms <
は完全にオンになるからksr循は共に”1″で同相に
なる。このため、正規のデコーダのデコード入力が全て
@01のデコード成立条件を満足しなくなり、正規のメ
モリセルが選択されなくなる。
なお、第8図は第5図のアドレスバッファの変形例を示
しており、第2図と同様のバッファ18− 段21の出力端と′電源■Cとの間にNチャンネルで閾
値電圧がOv付近の制御用MO8−FETMs I。
Mltを面外に設け、同様にバッファ段22の出力端と
′電源VCとの間にMOS−F舒M@3.M64奮直動
圧設け、一方のFET Msl* Masのゲートに制
御信号E&7、他方+2) FlilvrM @、 、
 M a4ノゲートに制御信号Eを与え、これらのF酊
M@t  *M■の接続点およびMss r M4の接
続点からアドレスデータAj、A11z取り出すように
したものであり、その他の第8図中第5図と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。上記第8図の
アドレスバッファにおいても、前述したアドレスバッフ
ァにおけると同様に制御信号E。
E入力が1oll、I11のときは通常通りの動作?行
ない、制御信号E、E入力がl′1″、+IOHのとき
はA1+Ai出力が共に”I″で同相になる。
すなわち、上述した半導体メモリ装fは、アドレスバッ
ファ回路から正規のデコーダ用のアドレスデータAl 
#A1および予備のデコーダ用のアドレスデータAt’
、A1”i別々に出力させ、予備メモリセル選択状態で
予備のデコーダに不良アドレスが入力すると、予備のデ
コーダがら予備メモリセル駆動信号とは別にアドレスバ
ッファ制御信号E、Ei出力させ、前記アドレスバッフ
ァ回路から出力する正規のデコーダ用のアドレスデータ
A1.Ai Vi−互いに同相とするように前記アドレ
スバッファ制御信号11D、Eによシ制御し′ている。
したがって、予備のメモリセルの非選択時には正規のデ
コーダが通常通ル正規のメモリセルを選択するが、予備
のメモリセルの選択時には正規のデコーダに同相のアド
レスデータA1.肩の組合せが入力するのでデコードが
行なわれなくなシ、正規のメモリセルが選択さj、なく
なる。
これによって、正規のデコーダのデコード動作禁止制御
入力用FETおよびこnへの配線が不要になるので正規
のデコーダの占有面積が小さくて済む。t−た、予備の
デコーダの最終出力段FETは、上記デコード動作禁止
制御入力用FETを駆動しなくて済み、その駆動能力は
正規のデコーダの最終出力段FETのそれと同等でよく
、その占有面積は小さくて済む。
〔発明の効果〕
上述したように本発明の半導体メモリ装置によれば、正
規のデコーダのデコード動作禁止制御入力用素子および
その入力配線が不要となっテ正規のデコーダの占有面積
を小さくでき、また予備のデコーダの最終出力段素子の
駆動能力を圧動のデコーダのそj、と同等に形成できて
予備のデコーダの占有面積も小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の冗長性機能會持つ半導体メモリ装置の主
要部?示すブロック図、第2図は第1図のアドレスバッ
ファ全敗り出してその一例金示す回路図、第3図は第1
図の予備のデコーダklllD出してその一例を示す回
路図、第4図は第1図の正規のデコーダを取り出してそ
の一例を示す回路図、第5図乃至第7図は本発明の半導
体メモリ装置の一実施例における要部を示21− 丁もので、第5図はアドレスバッファを示す回路図、第
6図は予備のテコ−ター會示す回路図、第7図は正規の
テコ−ターの一部會示す回路図、第8図は第5図のアド
レスバッファの変形例を示す回路図である。 1・・・正規のメモリセル、2・・・予備のメモリセル
、3・・・アドレスバッファ、4・・・正規のデコーダ
、5・・・予備のデコーダ、51.52.61゜62−
・・バッファ段%Mss + M!4 + Ess +
 El14 rMat〜MS4 ・・・制輯1用MO8
−FET 0出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦
22− 第1図 第3 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. リセルと、アドレスデータ入力と同相および逆相の対會
    なすアドレス信号を2組分牛成するアドレスバッファと
    、このアドレスバッファから1組分のアドレス信号によ
    シ駆動され前記止りのメモリセルを選択するための圧動
    のテコ−ターと、同じく前記アドレスバッファから残り
    の1組分のアドレス信号により駆動きれ前記予備のメモ
    リセル會選択するための予備のデコーダと、上記予備の
    メモリセルが選択さn、るとき前記正規のテコーダ會駆
    動す、6ための1ljIU分のアドレス信号の対會なす
    信号′t−同相に設定する制御手段とを具備丁^ことを
    特徴とする半導体メモリ装置。
JP57180273A 1982-10-14 1982-10-14 半導体メモリ装置 Granted JPS5971199A (ja)

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