JPS6150293A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS6150293A
JPS6150293A JP59171317A JP17131784A JPS6150293A JP S6150293 A JPS6150293 A JP S6150293A JP 59171317 A JP59171317 A JP 59171317A JP 17131784 A JP17131784 A JP 17131784A JP S6150293 A JPS6150293 A JP S6150293A
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (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、誤り訂正機能を有する半導体記憶語Tに関し
2、ECC及び、冗長ビットを付加してソフト、ハード
両面のエラーに対処できるようにしたもので1))る。
従来技術と問題点 ダイナミ’7り型メモリの大容器化は各セルのrl電荷
を減少させることになるのでα線によるソフトエラーが
佳し易りする。メモリから読み出されたデータの良否は
パリティチェックにより判定できるがパリティチェ7り
ではエラーの有ることは分っても、どのビットがエラー
なのかは分らず、従ってエラー訂正はできない、エラー
ビットが分り、訂正可11ヒとするために、第5図のメ
モリ構成が提穿さ!tている。同図においてMCAは多
数のグイナミソク型メモリセルMCをマトリクス状に配
列したメモリセルアレイで、横方向には(kxm)本の
ビット線BLが、また縦方向にはn本のワード線WLが
設けられる。1本のワード線WLが選択されると同時に
(kXm)ピントのセルMOからデータが読み出され、
マルチプレクサMPXでそのうちの1ビツトだけが選択
される。DSGはこの選択を行うデータセレクトゲート
で、図示せぬカラムデコーダの出力で制御される。DB
tJsはデータバスである。
上述した読み出し動作と同時にセレクタSELでは、選
択ワード線に接続された全て(kxmビット)のメモリ
セルのデータを垂直方向mビット、水平方向にビット°
のH−Vマトリクスとなるように仮想的に配列し直し、
垂直パリティ発生器vpGと水平パリティ発生58P(
1,で各方向のパリティを発生する。この場合にはにビ
ー/ トの垂直パリティとmピッI−の水平パリティが
得られる。■SGは垂直パリティ発生器■PGに入力す
るkXmビットから選択ビット線のデータが屈する垂直
列のmビットのデータを図示せぬデコーダ出力で選択す
る垂直セレクトゲート、H3(1,は水平パリティ発4
4:111 P C+に入力するkxmビットから選択
ピッI−線データが屈する水平列のにビ、7トのデータ
を図示せぬデコーダ出力で選択する水平セレノI・ゲー
トである。
PCAはデータ書込み時に上記と同様にして求めた垂直
パリティおよび水平パリティを書込んでおくパリティセ
ルアレイである。このパリティセルアレイPCAの構成
は、各ワード線WLについてそれぞれ水平パリティセル
HPCがmビット、垂直パリティセルVPCかにビット
である。BL’はこれらのセルRPC,VPCに関する
(k+m)本のピント線で、その出力はセレクタSEL
内のバリティセレノj・ゲートPSGで選択され、パリ
ティ発生器” P G 、HP Gの出力と比較される
CMPはその比!P2器で、一致すると0、不一致のと
き1を出力する。この1出力は、1本のワード線のデー
タを上記に×mのH−Vマトリクスに配列し直したとき
、誤りが生じているデータビットを含む垂直および水平
のパリティグループのパリティが同時に入力したときに
生じ、これはこれらのui、水平の行、列の交点のビッ
トがエラーであることを示す。従って、このl出力をデ
ータバスDBUSを一方の入力とするEORゲートG1
に入力すれば、そのときのデータ、つまり誤りの生じて
いるデータは反転され、訂正されたデータ1)ou’r
がIMられる。
この誤り訂正機能は、α線によるソフトエラーのみなら
ず、ハード的なビット不良、或いはビット線不良に対し
ても有効である。しかし、訂正可能なのは各に、 mピ
ントにつき1ビツト(上記H−■マトリクスで任息の行
、列を選択したときその交点ビットのみエラーのとき)
であるから、この機能でハードエラーに対処し、不良チ
ップを正常チップにしてしまうと、その後の動作段階で
は)1−Vマトリクス上での同−行又は列に生じるソフ
トエラーを訂正する能力を失う。
一方、ハードエラー救済のための冗長技術が公知であり
、ロー冗長即ち冗長ワード線を付設して不良ワード線を
置換する冗長構成に関しては、従来技術をそのまま上記
の誤り訂正機能付記憶装置に通用することができ、特定
ワード線に沿うハード不良は冗長技術で救済し、且つソ
フトエラーは上記H−Vマトリクスを用いる2次元パリ
ティ方式で01正する構成を格別の困難なしに実現でき
る。
しかしコラム冗長構成の適用は、従来技術の延長では困
難である。不良コラムの冗長コラムへの切換えは、従来
技術においては単にデータバス線への結合を正規コラム
群と冗長コラムとで切換え(6制御ずれl;J? ’/
Nんだ。しかし、H−Vマトリクスを用いる2次元パリ
ティを併せて行なうためには、パリティを取るべきコラ
ムデータ群中に不良コラムデータが〆昆入するのを禁止
し、冗長コラムデータでU¥1換しなければならない。
不良コラムの発生位置は不定であるから、このような切
換制御回路を組込むのは膨大な素子数を要し、実用的で
ない。
発明の目的 本発明は船足コラムに沿うハード不良は冗長コラムによ
る冗長方式で訂正し、ソフトエラーは上記ト(−■マト
リクスを用いる2次元パリティ方式で訂正可能なように
することにより高密度メモリの歩留り向上を図りかつα
線対策を施こそうとするものである。
そして膨大な数の切換制御素子を要することなしに、不
良コラムデータによって2次元パリティに支障を生しる
のを阻止し、冗長コラムデータによって正常な2次元パ
リティを行ない、正常な誤り訂正を可能とする制御手段
を提供することを目的とする。
発明の構成 本発明は、選択ワード線に接続された複数コラム線分メ
モリセルの読出しデータを受け、これらを仮想的にパリ
ティチェック用の2次元マトリクスに凸己列し直して、
該マトリクスの垂直パリティおよび水平パリティを発生
し、同様にして求めそして予め記1.a装置に格納して
おいた垂直パリティおよび水平パティと比較して読出し
データの誤りを訂正する誤り訂正回路を備えた半導体記
憶装置において、不良コラムを置換する冗長コラムと、
選択コラムに対して垂直又は水平パリティを取るべきコ
ラノ、ア゛−夕U)’中に不良コラムからのデータが含
まれるときその不良コラムの続出しデータの垂直又は水
平パリティ発生回路へのデータ取込みを選択的に禁止す
るインヒビット回路と、該インヒビット回路が該禁止動
作をしたときに、前記垂直又は水平パリティ発生回路出
力と前記冗長コラムからのデータとでパリティを発生し
て前記垂直又は水平パリティとする回路とを備えてなる
ことを特徴とするものである。
このようにするとハード的なコラム不良は冗長コラムに
よって補われるので、パリティチェックによる誤り訂正
機能はα線等によるソフトエラーの訂正だけに使用でき
、パリティチェック用マトリクス」−の注目垂直又は水
平列に該当するコラム群中に不良コラムが含まれている
ような場合にも冗長コラムデータを使用して正しいデー
タへの訂正が可1jシになる。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。
発明の実施1列 第1図は本発明の一実施例を示す回路図で、第5図と同
一部分には同一符号が付しである0本例が第5図と異な
る点は、冗長セルアレイRCA (冗長コラム)を設け
てその出力とパリティ発生器HPC;、VPGの各出力
をEORゲートG2.Gsに入力するようにしたこと、
およびセレクタSELとパリティ発生器RPC,VPG
O間にインヒビフト回路ICo、lc+を介在させ、ま
た冗長セルアレイRCAとEORゲートC2,Gsの間
にインヒビット回路IC2,1C:lを介在させたこと
、そしてこれらのインヒビ・ノド回路ICn〜IC3を
インヒビット制御回路CTLで制御するようにしたこと
等である。冗長セルアレイRCAはメモリセルアレイM
CAの1ビ・ノド線と同じビット数の冗長セルを配列し
たもので、各冗長セルはメモリセルアレイM CAと共
通のワード線WLで選択される。EORゲートG<、G
sとアントゲ−)0%は第5図の比較器CM Pを構成
し、EORゲート02.03の出力がEORゲートG4
゜G5の各−万の入力となる。これらEORゲートc、
、C1の各他方の入力はパリティセルアレイPCAから
の水平および垂直パリティである。
第2図はインヒビット回路ICo〜ICコの基本構成で
、IC2およびICz4よこれを1組、そしてlcoは
1(組、またIC+はm組備える。DBは入力を意味し
、またDBPは出力を意味する。
実際にはセレクタSELの出力は相補的なので、これら
の反転入力DBと反転出力DBPがある。
MO5+・ランジスタQ1.Q2は入力DB、DBのイ
ンヒビット用で、オンで出力許容、オフで出力阻止(イ
ンヒビット)となる。これらのトランジスタQ1.Q?
を制御するのはトランジスタQ5゜C6からなるMOS
インバータの出力N1である。
この・1ンハータはインヒビット信号IsがH(ハイ)
レベルのときトランジスタQl、Q2をオフにし、入力
DB、DBのレベルがそのまま出力DBP、DBPとな
ることを阻止する。代りに、トランジスタQ’:+、Q
aをオンにし、出力DBPはL(ロー)、出力DBPは
Hに固定する。これにより不良コラムからのデータは、
実質的には強制的に′0”にされる。パリティ発生E”
y I−I P G 、  VPCは基本的には奇パリ
ティを発注するEORゲートの集合体で構成されるから
、特定の1ビツトデークを強制的に“02にすることは
、当該データを不採用として残余のデータ群でパリティ
を取ることと!I7−価である。VCCはHレベルの基
になる電源電圧、GNDばLレベルの基になるアース電
位である。
インヒビット信号15はインヒビット制御回路CTLか
ら発生される。この制御回路CTLは、ハード障害のあ
るコラム線のアドレス(以下、不良アドレスという。)
を格納した読み出し専用メモリROMと、その不良アド
レスとコラム選択用外部アドレスaIl”’anを比軟
して一致したときインヒビット信号ISをHにするイン
ヒビット信号発生回路ISOとを備える。第3図はその
具体例で、ROM以外はインヒビッ!・発生回路ISO
を構成する各要素である。外部アドレス’a 1〜an
は2+−に、2°−1−mとなる様なal を境に分D
Iされ、al 〜a、  は比較器CMP2へ、またa
1+1〜anは0MP+へ入力される。不良コラムアド
レスメモリROMも外部コラムアドレスと間じビット数
を有し、その出力A1〜AnのうちA1〜八iを比φ受
器CMP2とデコーダDEC+に、またA it (〜
A nを比較器CMP1とデコーダDEC2に与える。
比較器CMP+、又はCMP2はそれぞれの不良アドレ
ス入力と外部アドレス入力とが完全に一致したときにそ
れぞれインヒビ・7ト活性化1ご号IASk、IASm
を出力する。デコーダDEC1の出力DFAkはに本で
、そのうち1ビツトだけが1になり、これが不良ビット
線(不良コラム)の位置を示す。デコーダDEC2の出
力DFAmはm本で、これも1ビツトだけが1になって
同じ不良ビット線の位置を示す。2つのデコーダDEC
I、DEC2が異なる出力DFAk。
DFAmで同じ不良ビット線の位置を示すのは、セレク
タSELの構成が水平パリティ発生器HPGへはに本の
パスラインで、また垂直パリティ発生器V P Qへは
m本のパスラインでそれぞれデータを受渡すようにして
いるため(前述のH−Vマトリクスに合わせるため)で
ある。そして各デコーダDEC1,DEC2がそれぞれ
指示する不良ピント線位置に対し、インヒビフト回路I
C01IC1に入るに本及びm本のデータバス対におい
て、実際に不良コラムからの不良データが来るのは、そ
れぞれ1/m及び1/にである。つまり各デコーダDE
C+、又はDEC2に対し、入力される部分コラムアド
レス以外の残余の部分コラムアドレスと対応外部コラム
アドレスとが一致したときに、当該デコーダDEC+又
はDEC2出力 。
の指示するデータバス対上に不良コラムデータが転送さ
れて来る。比!2器CMP +’、CMP 2はこのと
きにのみアンドゲートを介してデコーダ出力を送出させ
インヒビット動作を行なわせて不良コラムデコーダを強
制的に“0″にするものである。
以下この動作を更に詳細に説明する。
デコーダDECI、DEC2の出力DFAk。
DFAmはワード線が選択されるとき常に発生し、これ
をインヒビット活性化信号IASk、rAsmの発生時
だけ有効とするためにアンドゲートa、l。
G12を設け、その出力rsk、lsmをインヒビ、ト
回tt’31co、ICmへ与えるようにする。
このようにすると比較器CMP + 、CMP 2の出
力IASk、及びI ASmがいずれもLのとき、つま
り、パリティチェック用マトリクス上において選択コラ
ムデータを含む水平列及びmlliI列のいずれにも不
良コラムデータが含まれないときはアントゲ−1・Gl
 l = Gl 2の出力l5k(k本)、rsm(m
才のは全てしてあるからインヒビ、7ト回路ICo、l
c+は全てスルーの状態となる。
第2図の回路で言えば、IsがしてトランジスタQ1.
Q2がオン、トランジスタQ)、G4がオフの状態であ
る。このときISkを入力とする。
オアゲートc13の出力はL1従ってその出力を反転す
るインバータG14の出力RAS、k(1本)は8にな
る。このRASkがインヒビット回路IC2に幻するQ
5号Isになり、これがHのためEORゲートG2の入
力は一方がインヒビット回路I02からの固定出力O5
他方がパリティ発生器HPGからの出力となる。従って
、水平パリティ発生z+tr>cの出力はそのままEO
RゲートG。
に入力する。同時にISmを入力とするオアゲートC,
Sの出力はしてあるから、その出力を反転するインハー
クG16の出力RASmもHとなる。
このRASmがインヒビット回路rc3に対する信号I
sになるので、EORゲートG3のインヒビット回路l
031則からの入力は0になる。この結果、垂直パリテ
ィ発生器vpcの出力はEORゲー)03をそのまま通
過してEORゲートG5に入力する。
これに対し、比較ESCMPlにおいて、各々入力され
る部分外部アドレスと部分不良アドレスが一致してピン
トビット活性化信号IASkがHになるとデコーダDE
C+の出力DFAkはそのままアンドゲートG11を通
過してISkとなる。
従って、インヒビノド動作ICoではに本のうち1本が
Hとなっている信号ISkを受けて該当する不良コラム
のデータがそのままパリティ発生器HPGに入らないよ
うにする(代わりに0を入力する)、比較器CMP2に
おいて外部アドレスと不良アドレスの一致が検出された
ときも全く同様であり、デコーダ出力DFAmがI S
、mになる。
また、・fンヒビット回路IC+についても同様であり
、ISmが示す不良コラムデータをインヒビットして代
わりに0をパリティ発生器■PCに入力する。このとき
はRASk、又はRASm又はその両刃がLであるから
インヒビット回路TC2゜又はICコ又はその両方が冗
長セルアレイRCAの出力をそのまま通過させる。冗長
セルアレイRCA出力はEORゲート02,03でパリ
ティ発生器1(PC,VPG出力に対しパリティ処理を
加えることになる。このときパリティ発生器RPC,。
■PGは不良ピント情報を除いたパリティ出力を生じて
おり、EORゲー)02.G3で冗長ビット情報を加え
たパリティ出力が得られるものである。こうして修正し
たパリティ発生器VPG、RPCの出力はパリティセル
アレイPCAがらのパリティ出力と比較器G=、05.
Gaで前述のように比較され、EORゲー)−Gtで読
出しデータの修正を行なう。
ハードエラーコラムが有るワード線の他のコラムにソフ
トエラーがある、例えばハードエラーコラムデータのH
−Vマトリクス上のアドレスを横大方向でi@目、縦m
方向でj番目即ち(i、j)としてその横方向で隣りの
ビット(i+1.j)にソフトエラーが生じたとすると
、正規コラムからのデータを使用する限りは該1番の横
線に対する水平パリティHPjはエラー指示不能となる
しかしこのときは出力DFAkのi番目がHになってお
り、そして上δ己ソフトエラーピントがアクセスされる
とき比較器CMP1が、8ittm方向j番目の水平列
の水平パリティを発生すべき外部アドレスであり、これ
は冗長ROM格納の対応部分不良アドレスと一致するこ
とを検出して出力rAskをHにし、アントゲートQl
 lにてデコーダDEC1出力を通過させる。従ってイ
ンヒビット回路ICoにおいて、i番目のコラムチ゛−
夕がピントビットされる。このときピントピット回路I
C。
に入力されているのはj@目氷水平列コラムデータ群で
あり、かくして水平パリティコラムデータ群中で水平j
列中1@目のコラムデータ(つまり不良コラムからのデ
ータ)がピントビットされる。
水平パリティ発生回路)IPCでは残りのに−11のコ
ラムデータでパリティを発生し、インヒビット回路IC
2及びEORゲートG2にて更に冗長コラムデータを用
いて最終的に正常な水平パリティを発生ずる。垂直パリ
ティに関しては、i+1番目垂直列中は不良コラムデー
タを含まれないから、データセレクタSELからのm(
囚のコラムデータでそのまま垂直パリティを発生すれば
よいが、このときは比較器CMP 2にて比較されるか
部分コラムア1ルスについては、ROM中の不良コラム
アドレスと外■5アドレスが不一致であり、結果的にイ
ンヒビット回路IC+はインヒビノド動作しない9以上
によりH−Vマトリクス上の(i+1、j)のコラムを
アクセスする際にも、(i。
j)コラムの不良データが冗長コラムの正常データに訝
換えられて正常な水平、垂直パリティが発生され、ソフ
トエラーを生じても正常データへの訂正が可能である。
上記の1タリにおいて、H−Vマトリクス上の(i。
j)コラム(つまりハードエラーのある不良コラム)が
アクセスされた場合は、ROM格納の不良コラムアドレ
スと外部コラムアドレスが完全一致し、IASm、IA
Skが共にHとなってANDゲートc、?出力MPXS
をHにし、これは第1図のマルチプレクサMPXにおい
て、データ出力を正規側コラムのデータバスDBtJS
出力から冗長コラムR,CA側出力に切換える。その他
のMPXSがLの期間は正規側のデークバスDBTJS
出力を出す。一方、水平、垂直パリティ発生系のいずれ
においても、前述と同様の動作によって、水平列中i番
目、垂直列中3番目のコラムデータがインヒビットされ
、各々冗長コラムデータにより追加のパリティ発生処理
がEORゲー)02.Gsにてなされる。よってハード
エラーのある不良コラムに代えて冗長コラムをアクセス
する動作のときにも正常のパリティチェック、誤り訂正
を行なうことが可能である。
第4図はパリティセルアレイPCAにハード阻害があっ
てもこれを救済できるようにした本発明の他の実施例で
ある6男1図の例では冗長セルアレイRCAをメモリセ
ルアレイM CAと置き換える場合を示したが、本例で
はそれを更に拡張してメモリセルアレイMCAのみなら
ずパリティセルアレイPCΔとも置換できるようにして
いる。具体的には水平パリティセルRPCに対するイン
ヒビット回路IC4と垂直パリティセルVPCに対する
インヒピット回路IC5を追加し、その出力とパリティ
発生WHPC,VPCの出力を先ずEORゲーiG4.
C;5に入力する。このようにするとインヒビット回路
IC4,IC5がスルーのときは、EORゲートG−、
Gsの出力が直ちに水平、真直の各パリティチェックの
結果となるので、インヒビット回路IC2,IC:lか
らは固定的にLを出力させてEORゲートG2.G3の
出力をそのままアントゲ−)G6へ入力させるようにす
ればよい。この動作はメモリセルアレイM CAおよび
パリティセルアレイPCAにハード[がない場合である
これに対し、パリティセルアレイPCAにハード障害が
あるときは冗長セルアレイRCAをその代りに用い、パ
リティセルアレイPCAから不良ピットを読み出すとき
インヒビット回路IC4゜IC5から固定的にLを出力
し、代りに冗長セルアレイRCAの出力を用いるように
インヒビット回路IC2,1C3をスルーにする。この
ためには第3図のメモリROMにはパリティビットの不
良アドレスも格納しておき、インヒビソ1−回路IC4
,1CS  (これらも第2図の構成をとる)用のイン
ヒビ・ントイ君号PISk、PISmを発生する様にす
る。これは第2図のIsに相当する。
発明の効果 以上述べたように本発明によれば、半導体記JIQ装置
のハード的な障害は冗長セルで対応できるので、H−V
パリティチェックによる誤り訂正機能はソフトエラ一対
策だけに使用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図はイシ
ヒピソト回路の一例を示す回路図、第3図はインヒビッ
ト制御回路の一例を示す回路図、第4図は本発明の他の
実施例を示す回路図、第5図は従来の誤り訂正機能を有
した半導体記憶装置の回路図である。 図中、MCAはメモリセルアレイ、PCAはパティセル
アレイ、WLfまワード写泉、BL、BL′はビット線
、SELはセレクタ、HPCは水平パリティ発生器、V
PGは垂直パリティ発生器、RCAは冗長セルアレイ、
ICo〜lc5はインヒビノド回1?&、CTLはイン
ヒビット制御回路である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  選択ワード線に接続された複数コラム線分メモリセル
    の読出しデータを受け、これらを仮想的にパリテイチェ
    ック用の2次元マトリクスに配列し直して、該マトリク
    スの垂直パリテイおよび水平パリテイを発生し、同様に
    して求めそして予め記憶装置に格納しておいた垂直パリ
    テイおよび水平パティと比較して読出しデータの誤りを
    訂正する誤り訂正回路を備えた半導体記憶装置において
    、不良コラムを置換する冗長コラムと、選択コラムに対
    して垂直又は水平パリテイを取るべきコラムデータ群中
    に不良コラムからのデータが含まれるときその不良コラ
    ムの読出しデータの垂直又は水平パリテイ発生回路への
    データ取込みを選択的に禁止するインヒビット回路と、
    該インヒビット回路が該禁止動作をしたときに、前記垂
    直又は水平パリテイ発生回路出力と前記冗長コラムから
    のデータとでパリテイを発生して前記垂直又は水平パリ
    テイとする回路とを備えてなることを特徴とする半導体
    記憶装置。
JP59171317A 1984-08-17 1984-08-17 半導体記憶装置 Granted JPS6150293A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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