JPS61123100A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS61123100A
JPS61123100A JP59245804A JP24580484A JPS61123100A JP S61123100 A JPS61123100 A JP S61123100A JP 59245804 A JP59245804 A JP 59245804A JP 24580484 A JP24580484 A JP 24580484A JP S61123100 A JPS61123100 A JP S61123100A
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JP
Japan
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memory
defective
address
cell
outputs
Prior art date
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Application number
JP59245804A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Takemae
義博 竹前
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冗長セルを有する半導体記憶装置特にその不
良セルのアドレスを記憶するROMに関する。
〔従来の技術〕
冗長セルを有するRAM (ランダムアクセスメモリ)
は、メモリセルアレイ中に何ピッ1−かハード不良が生
じていても、これを冗長セルで代替して支障な(するこ
とができるので歩留りが向」二する。不良セルのアドレ
ス(不良アドレス)は、一般に多結晶シリコン素材のヒ
ユーズを電気的に溶断又はレーザで切断するタイプのR
OM (読出し専用メモリ)に記憶される。第5図にこ
れを説明するIMビットRAMの概略図で、1は多数の
メモリセルをロー、コラム方向に並べてなるメモリセル
アレイ、2はローデコーダ、3はコラムデコーダ、4は
ローアドレスバッファ、5はコラムアドレスバッファ、
61.62はそれぞれ10−分の冗長セル群、71.7
2はそれぞれ1コラム分の冗長セル群である。Ao−A
9はローアドレス、An’〜A9’ はコラムアドレス
で、セルはローコラム方向共に1024個であるから、
これらのアドレスは各々10ビツトで表わされる。
ブロック8は不良アドレスを記憶したROMで、計40
ビットの信号R30O〜R339を出力する。これらの
信号は各10ビツトがセルアレイ1中の不良セルを含む
ローおよびコラムのアト゛レスを示ず。本例ではR30
O〜R309は冗長セル群61  (1st、 ROW
)により代替される不良セルを含むローのアドレスを示
し、またR3l0〜R319は冗長セル群62 (2n
d、 RO匈)により代替される不良セルを含むローの
アドレスを示す。同様にR320〜R329は冗長セル
群の1  (1st。
COLtlMN)により代替される不良セルを含むコラ
ムのアドレスを示し、またR330〜R339は冗長セ
ル群72  (2nd、 COLUMN)により代替さ
れる不良セルを含むコラムのアドレスを示す。9は不良
アドレスR30O〜R309,R3l0〜R319と外
部アドレスAo”A9とを比較し、一致するとローデコ
ーダ3に、セルアレイに代えて冗長セル群61または6
2を選択させる比較回路である。10も同様な比較回路
で、外部アドレスAo′〜Ate′ が不良アドレスR
320〜R329、R330〜R339に一致するとセ
ルアレイ1に代えて冗長セル群71または72を、コラ
ムデコーダ2に選択させる。つまりこのメモリではメモ
リアクセス外部アドレスAo−A9.Ao′−A9′が
不良アドレスを示すとセルアレイ1に代えて冗長セル群
を選択し、こうして外部的に不良セルがないように振舞
う。
ROM8のアドレス記憶は、前述した多結晶シリコンヒ
ユーズの溶断により行なわれる。しかし、かならずしも
目的とするヒユーズを全て常に溶断する事は難しい。溶
断できないヒユーズがある時は、不良アドレスを記憶で
きなくなる。これは歩留りの低下となり、問題である。
また溶断後、再接触が起ると、正しく不良アドレスを記
憶している事にならなくなる。かかるROM情報の信頼
性低下を補うために、ヒユーズを2重化した例を第6図
に示す。同図において、ROM0 O〜ROM39はR
OMBを構成する40個の単位ROMで、それぞれ同一
の回路構成を有する。ROM0Oを例にすると、2本の
ヒユーズFDO,FOIを並列にかつそれぞれに書込み
用のトランジスタQ + 。
Q2を直列にして電源V″−、−,グランド間し、更に
それらの接続点N1.N2を、アンド論理をとるl・ラ
ンジスタQ4.Q5のゲートに入力してこれらのトラン
ジスタ及び負荷トランジスタQ3を直列にして電源間に
接続し、Q3と04との接続点N3の電位を出力R30
Oとするものである。
この場合、出力R30OはヒユーズFOO,FO1が共
に溶断されていなければL(ロー)、1本でも溶断され
ていればH(ハイ)になる。従って、書込み時に2本の
ヒユーズFOO,FOIを同時に溶断したがその後1本
が再接触した場合、或いは書込み時に1本のヒユーズは
溶断しきれなかった場合でも出力R50OをHにするこ
とができ、ROM情報の信頼性が向上する。
尚、ROM書込みつまりヒユーズの溶断は書込み用トラ
ンジスタに高い(電源電圧は5vであるが、それに対し
15Vなど)ゲート電圧vGを与えて行なう。この電圧
VGでトランジスタQ + 。
Q2は充分にオンになりヒユーズFOO,FOIを溶断
する大きな電流を流すことができる。ROM読出しには
トランジスタQl、Q2を軽くオンさせる(抵抗として
機能させる)が、これはゲート電圧vGを下げる、又は
書込み用トランジスタQl、Q2と並列にプルダウン用
の抵抗または軽く導通させたトランジスタを接続する(
この部分は図面上省略しである)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のようにROMの書込み用トランジスタQ + 。
Q2のゲートには通常電源(Vcc=5V)の3倍程度
の高電圧vGを印加して書込みが行なわれる。
これはトランジスタQl、Q2を完全に導通させてヒユ
ーズFOO,FOIに流す溶断電流を大きくするためで
ある。しかし、ゲート電圧vGを高くするだけでは溶断
に必要な数100mAという電流を流すことはできない
ので、トランジスタQ + 。
Q2のサイズを大きくしなければならない(高い■Gは
このサイズを少しでも小さくするため)。
従ってヒユーズを多重化してROM情報の信頼性を向上
するために、ROM8全体の面積が大きくなる難点があ
る。本発明はECC回路を用いることでこの点を改善し
ようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、メモリセルアレイ中の不良セルと代替するた
めに冗長セルを設け、且つ該冗長セルに代替される不良
セルのアドレスを読出し専用メモリに書込んで外部アド
レスと比較し、該不良セルへのアクセス時は代替した冗
長セルを選択させる半導体記憶装置において、該読出し
専用メモリの各記憶単位の1群に不良セルのアドレスを
記↑、aさ廿ると共に、残りの記す、a単位群には該不
良セルのアドレスに対する誤り訂正コードを記憶させ、
更に全記憶単位の出力を誤り訂正回路に入力してビット
誤りを訂正した不良アドレスを示ず信号を出力するよう
にしてなることを特徴とするものである。
〔作用〕
不良セルのアドレスは1ピッ1−当り1本のヒユーズし
か用いない記憶単位の1群に記1aさせ、その信頼性低
下を補うために誤り訂正コードを同様の記憶単位の他の
群に記憶させる。そして、全ての記憶単位の出力を誤り
訂正回路に入力すればそこから、ビット誤りが生じても
それが訂正された正しい不良アドレスが出力される。以
下、図示の実施例を参照しながらこれを詳細に説明する
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す要部構成図で、ROM
Bの内部を示すものである。図中、ROM00〜ROM
39は不良アドレス記憶用の40個の記憶中位で、それ
ぞれは1ビット当り1本のヒユーズFOO〜F39しか
有さない。各ヒユーズに直列に接続されたl・ランジス
タは書込み用及び読取り時の抵抗用である。これらの記
憶単位ROM00〜ROM39の出力R30O〜R53
9は第6図と同様の20−.2コラム分の不良アドレス
である。ROM40〜ROM46は不良アドレスR30
O〜R339に対する誤り訂正コード(ECC)R34
0〜R546を記憶する7個の記憶単位で、不良アドレ
ス記憶用の記憶単位と同一構成である。この誤り訂正コ
ードR340〜R346は全体で7ピントで、40ビツ
トの不良アドレスR30O〜R339の1ビツトエラー
を訂正できるハミングコードである。81は全記憶単位
ROM0O〜ROM46の出力R30O−R346を入
力として、1ビツトエラーを訂正した40ビツトエラー
の発生を示す信号ESを出力する誤り訂正回路(ECC
回路)である。不良アドレスR300〜R339は第5
図のR30O〜R339のように比較回路9.10に与
えられ、また信号ESは外部検出回路(図示せず)へ与
えられる。
この信号ESを外部に出力するのは、次の理由によるも
のである。前述のECCは1ビツトエラーは訂正可能で
あるが、2ビツトエラーは訂正できない。本メモリを計
算機等のシステムに搭載して使用中、■ビットエラーの
発生を示す信号Esを観測し、1ビツトエラーの発生し
た時に、このメそりをあらかじめ交換してしまう。これ
により、2ビツトエラー、訂正不能となってシステムが
ダウンする事が妨げ、信頼性が向上するためである。
ECC回路81は第2図に示す回路を単位とする。この
単位回路はEOR(排他的論理和)ゲート91を積み重
ねてなり、1ビツトの訂正出力92を生じる。第3図は
1つのEORゲート91の具体例で、2人力Do、D+
とその反転信号Do。
I)+を用いて動作する。つまり、Do=r)+であれ
ばトランジスタQ22.Q23の一方がオフであり、ま
たトランジスタQ24,026の一方がオフであるので
、負荷トランジスタQ2+  との接続点N2+ はH
(Vcc)である。この結果、出力OUTはHlまた該
出力を入力とするインバータQ26.Q2?の反転出力
01JTはI7となる。逆にDo:!qD+であるとト
ランジスタQ22 、Q23の列またはQ24.Q25
の列がオンになるのでN2+ はLになり、0UT=1
−.0IJT=Hになる。これらの出力OUT、OUT
は次段EORゲートの非反転および反転入力となる。E
CCにはデータ全体に対して1ビツトエラーを検出訂正
可能とするもの、データをブロック化して各ブロックの
1ビツトエラーを検出訂正可能とするもの等がある。ど
の方式をとるかにより、誤り訂正ビットROM40・・
・・・・の個数及びECC回路81の構成が変る。また
一般のデータエラーには“1パが0″になるエラー、そ
の逆に0”が“1″になるエラーがあり、双方向性であ
るが、ROM8のエラーは単方向性でL (切断)がH
(短絡)になるエラーのみである。この点を利用すると
ECC回路の構成を簡単化することができる。
第4図はエラー発生表示信号BSを入力端子の1つを兼
用して外部へ出力するための回路構成で、11はアドレ
ス入力等に使用される外部入力端子である。l・ランジ
スタQI + はドレインをVss(OV)側に接続し
て、そのゲー1−に信号ESを受ける。このトランジス
タQI 1 のソース側にはダイオード接続されたトラ
ンジスタQl 2のドレインが接続され、該トランジス
タQl 2のソースNl 2が外部端子11に接続され
る。この外部端子11をヂエソク時に外付けの抵抗R1
で負電位(例えば−5V)に接続すると、信号BSがH
(Vcc)のときトランジスタQl 1 はオンとなり
そのソースNl l がVssになるので、トランジス
タQ12のソースNl 2のレベルはV ss −V 
thになる(VthはトランジスタQl 2のスレッシ
ョルド電圧)。
一方、信号BSがL(Vss)のときはNI IがVs
s−Vth、 N、 2がV ss −2V thにな
る。従って外部端子11のレベルはNI2のレベルを受
けてVss−Vth(=H)またはVss −2V t
h (= 1−)のいずれかをとる。このレベルを外部
検出回路で検出することにより1ピツ1〜エラーの発生
を検知することができる。夕(部端子11に対しメモリ
側で内部的に接続される入力回路12は一般にインバー
タであり、そのドライバ l・ランジスタQI3に対し
、抵抗R+接続時のNI2点電位(負電位)を与えても
動作しない。ここでQl 4はデプレッショントランジ
スタである。従って、このような回路を設けると入力端
子11を兼用して外部に信号BSを送出できる。メモリ
動作時には外部端子11にはVss以上の正電圧が加わ
るのでQll 。
Ql 2の回路はないのと同じであり、該動作に支障は
ない。
〔発明の効果〕
以」二述べたよ・うに本発明によれば、不良アドレスを
記憶するROMの記憶要素としてのヒユーズを2重化し
なくともROM情報の信頼性を向上させることができる
ので、ヒユーズ数およびその溶断用のトランジスタ数が
少なくて済み、小面積で実現できる利点がある。例えば
第6図の回路方式では20−.2コラムの冗長セルを用
いる256KRAMの場合、9本X4X2=72本(最
後の2は2重化による)のヒユーズが必要であるが、本
発明のよれば(9本X4)+6=42本(最後の6はハ
ミングコード)に低減でき、ヒユーズ数の減少率は(4
2/72)X100%−58%になる。これに応じてR
OM8全体の面積が縮小される。但し、本発明ではEC
C回路81 (第1図)とROM40〜ROM46が必
要となるが、アントゲ−)Q3〜05などは不要となる
から、該ECC回路等による面積低下はさほどでない。
また、誤り訂正回路は誤りを訂正するだけでなく、誤り
の発生を外部へ知らせるようにすれば、誤り発生に対し
て直ちに交換ができ、経年的な変化に対しても信頼性を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す要部構成図、第2図〜
第4図はその各部詳細図、第5図は冗長セルを備えたR
AMの概略ブロック図、第6図は従来の不良アドレス用
ROMの回路図である。 図中、1はメモリセルアレイ、61,62.71.72
は冗長セル、8は不良アドレス用ROM。 9.10はアドレス比較回路、81は誤り訂正回路、R
OM0 O〜ROM46に記憶単位、FOO〜F46は
ヒユーズである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  メモリセルアレイ中の不良セルと代替するために冗長
    セルを設け、且つ該冗長セルに代替される不良セルのア
    ドレスを読出し専用メモリに書込んで外部アドレスと比
    較し、該不良セルへのアクセス時は代替した冗長セルを
    選択させる半導体記憶装置において、該読出し専用メモ
    リの各記憶単位の1群に不良セルのアドレスを記憶させ
    ると共に、残りの記憶単位群には該不良セルのアドレス
    に対する誤り訂正コードを記憶させ、更に全記憶単位の
    出力を誤り訂正回路に入力してビット誤りを訂正した不
    良アドレスを示す信号を出力するようにしてなることを
    特徴とする半導体記憶装置。
JP59245804A 1984-11-20 1984-11-20 半導体記憶装置 Pending JPS61123100A (ja)

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