KR20020000607A - Semiconductor memory device incorporating a column redundancy scheme - Google Patents

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KR20020000607A
KR20020000607A KR1020000035403A KR20000035403A KR20020000607A KR 20020000607 A KR20020000607 A KR 20020000607A KR 1020000035403 A KR1020000035403 A KR 1020000035403A KR 20000035403 A KR20000035403 A KR 20000035403A KR 20020000607 A KR20020000607 A KR 20020000607A
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이승근
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윤종용
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Abstract

PURPOSE: A semiconductor memory device having a column redundancy scheme is provided to effectively perform a repairing process using a small number of redundancy bitlines, by repairing a defective main bitline to an arbitrary redundancy bitline. CONSTITUTION: Main segments have a plurality of main bitlines. A redundancy segment has bitlines for replacing defective main bitlines when a defect occurs in the main bitlines. An active redundancy column predecoder has a column redundancy fuse box using a plurality of fuses. The defective main bitline is repaired to an arbitrary redundancy bitline by the active redundancy column predecoder.

Description

열 리던던시 스킴을 구비한 반도체 메모리 장치{SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE INCORPORATING A COLUMN REDUNDANCY SCHEME}A semiconductor memory device having an open redundancy scheme {SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE INCORPORATING A COLUMN REDUNDANCY SCHEME}

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 열 리던던시 스킴 (column redundancy scheme)을 구비한 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a semiconductor memory device having a column redundancy scheme.

일반적으로 반도체 메모리 장치의 열 리던던시 (column redundancy)는 다음과 같은 원리에 따라 수행된다. 메모리 장치에서 결함 (defect)이 있는 메인 셀 (main cell) 또는 메인 메모리 셀 (main memory cell)이 존재하는 경우, 메모리 칩 (chip)의 상품 가치는 없어지게 된다. 이러한 결과는 제품의 생산성에 큰 손실을 주게 된다. 따라서 이러한 결함이 있는 메인 메모리 셀이 존재하더라도 미리 준비한 리던던트 셀 (redundant cell)로 그러한 결함 셀을 대체함으로써 반도체 메모리 장치는 보수되며 (repair)되며, 이는 메모리 제품이 정상적으로 동작하게 한다.In general, column redundancy of a semiconductor memory device is performed according to the following principle. If there is a defective main cell or main memory cell in the memory device, the commodity value of the memory chip is lost. This results in a great loss of product productivity. Therefore, even if such a defective main memory cell exists, the semiconductor memory device is repaired by replacing such a defective cell with a previously prepared redundant cell, which causes the memory product to operate normally.

일반적으로, 메인 메모리 셀과 연결된 메인 비트 라인 (main bit line)을 메인 열 (main column)이라고도 하며, 여분의 셀과 연결된 리던던시 비트 라인 (redundancy bit line)을 열 리던던시 (column redundancy)라고도 하지만, 본 명세서에서는 메인 비트 라인 (1, 도 1 참조) 및 리던던시 비트 라인 (2, 도 1 참조)이라는 용어를 사용한다.In general, a main bit line connected to a main memory cell is also called a main column, and a redundancy bit line connected to a spare cell is also called a column redundancy. The specification uses the terms main bit line (1, see FIG. 1) and redundancy bit line (2, see FIG. 1).

참고로, 결함을 유발할 수 있는 제조 공정상의 요인으로는 불순물 입자(particle)의 존재, 인접 금속 라인들이 전기적으로 연결되는 브리지 (bridge) 효과의 발생, 절연막의 결함으로 인한 절연 특성의 열화현상, 등이 있다.For reference, factors in the manufacturing process that may cause defects include the presence of impurity particles, generation of a bridge effect in which adjacent metal lines are electrically connected, deterioration of insulation characteristics due to defects in insulating films, and the like. There is this.

열 리던던시 스킴에서 기본적인 두 가지 구성 요소들 즉, 첫째로, 여분의 셀과 연결된 리던던시 비트 라인 (2)과; 둘째로, 상기 결함이 있는 메인 메모리 셀의 메인 주소 또는 메인 어드레스를 저장하는 어드레스 저장 블록이 존재한다. 칩의 생산 후 수행되는, 메모리가 정상적으로 동작하는 지의 여부를 판별하기 위한, 테스트 과정에서 결함이 있는 메인 셀이 발견되면, 결함이 있는 메모리 셀의 메인 주소를 저장하기 위해서 해당 셀의 메인 주소가 상기 어드레스 저장 블록에 기록된 후 완제품으로 출하된다. 이후에 칩이 실제로 사용될 때 외부로부터 메인 주소가 입력되면, 칩은 내부적으로 이미 입력된 상기 어드레스 저장 블록 내의 메인 주소 또는 메인 어드레스와 비교한다. 만약 일치하면, 결함 메모리 셀 대신 미리 준비된 여분의 셀이 이용된다 (또는 액세스된다). 만약 일치하지 않으면, 메인 셀이 원래대로 이용된다 (또는 액세스된다).Two basic components in an open redundancy scheme: first, a redundancy bit line 2 connected with a spare cell; Secondly, there is an address storage block which stores the main address or main address of the defective main memory cell. If a defective main cell is found during the test process to determine whether the memory is operating normally, which is performed after the production of the chip, the main address of the cell is stored to store the main address of the defective memory cell. It is written to the address storage block and shipped to the finished product. Then, when the main address is input from the outside when the chip is actually used, the chip internally compares with the main address or the main address in the address storage block already input. If there is a match, the spare cell prepared in advance instead of the defective memory cell is used (or accessed). If it does not match, the main cell is used as it is (or accessed).

도 1에는 종래 기술에 따른 열 리던던시 스킴을 이용한 반도체 메모리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 블록도가 도시되어 있다. 외부로부터 칩에 메인 비트 라인 (1)의 어드레스 신호 A<3:0>가 입력되면, 열 어드레스 프리 디코더 (column address pre decoder) (3)로 입력되어 메인 비트 라인을 대상으로 하는 디코딩 신호들 YA<15:0>와 리던던시 비트 라인 (2)을 대상으로 하는 리던던시 디코딩 신호들 RYA<3:0>을 동시에 발생시킨다. 상기 신호들 YA<15:0> 및 RYA<3:0>은대응하는 라인들을 거쳐 대응하는 비트 라인들 상의 전압들을 제어하는 역할을 한다.1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a semiconductor memory device using a thermal redundancy scheme according to the prior art. When the address signal A <3: 0> of the main bit line 1 is input to the chip from the outside, it is input to the column address pre decoder 3 to decode the signals YA targeted to the main bit line. The redundancy decoded signals RYA <3: 0> for <15: 0> and the redundancy bit line 2 are simultaneously generated. The signals YA <15: 0> and RYA <3: 0> serve to control voltages on corresponding bit lines via corresponding lines.

여기서, 상기 메인 어드레스 신호들 A<3:0>에 의해 16개 메인 비트 라인들 (1) 중 하나가 선택되고 동시에 신호 A<1:0>에 의해 4개 리던던시 비트 라인들 (2) 중 하나가 선택되며, 그 결과 출력 부분에 위치한 멀티플렉서(2:1 multiplexer) (6)에는 메인 데이터와 리던던시 데이터가 동시에 입력된다. 메인 메모리 셀이 결함이 없는 정상적인 메모리 셀일 경우, 멀티플렉서 (6)는 메인 데이터를 선택하고, 그렇게 선택된 메인 데이터가 멀티플렉서 (6)로부터 출력된다. 이에 반하여, 메인 메모리 셀이 결함이 있는 메모리 셀일 경우, 멀티플렉서 (6)는 리던던시 데이터를 선택하고, 그렇게 선택된 리던던시 데이터가 멀티플렉서 (6)로부터 출력된다.Here, one of sixteen main bit lines 1 is selected by the main address signals A <3: 0> and one of four redundancy bit lines 2 by a signal A <1: 0> at the same time. Is selected, and as a result, main data and redundancy data are simultaneously input to a multiplexer 6 located at the output portion. When the main memory cell is a normal memory cell without defects, the multiplexer 6 selects main data, and the thus selected main data is output from the multiplexer 6. In contrast, when the main memory cell is a defective memory cell, the multiplexer 6 selects the redundancy data, and the thus selected redundancy data is output from the multiplexer 6.

앞서 설명된 바와 같이, 메인 데이터와 리던던시 데이터 가운데 하나를 선택하기 위한 선택신호 (nRs)는 수동적인 리던던시 열 어드레스 프리 디코더 (passive redundancy address pre decoder) (5)에서 입력 메인 어드레스 신호 A<3:0>에 의해 발생되어, 대응하는 멀티플렉서 (2)로 제공된다. 상기 리던던시 열 어드레스 프리 디코더 (5)는 내부에 열 리던던시 퓨즈 박스 (column redundancy fuse box)를 내장하고 있으며, 이는 테스트 과정에서 발견된 결함이 있는 셀의 메인 어드레스를 저장하고 있다.As described above, the selection signal nRs for selecting one of the main data and the redundancy data is input to the input main address signal A <3: 0 in the passive redundancy address pre decoder 5. Generated by &lt; / RTI &gt; and provided to the corresponding multiplexer (2). The redundancy column address predecoder 5 has a built-in column redundancy fuse box, which stores the main address of the defective cell found during the test.

예컨대, 열 어드레스 A<3:0>=1000에서 결함이 있는 셀이 발견되었다면, 생상자는 열 리던던시 퓨즈 박스 내에 제공되는 퓨즈들 중 '1100'의 위치에 해당하는 퓨즈들을 레이저 등의 방법으로 끊어줌으로써 논리를 구성시켜준다. 그 결과 제품의 응용시 칩의 외부로부터 '1000'의 어드레스 신호 A<3:0>가 입력되면 논리상으로 결함이 있는 메인 셀의 메인 어드레스로 인식하고, 선택 신호 (nRs)를 적절히 변환, 출력시켜 멀티플렉서 (6)에서 리던던시 데이터가 선택되도록 하고 그 외의 어드레스 A<3:0>가 입력되면 선택신호 (nRs)를 전환 (토글 방식)시켜 멀티플렉서 (6)에서 메인 데이터가 선택되도록 한다.For example, if a defective cell is found at column address A <3: 0> = 1000, the raw box may cut a fuse corresponding to the position of '1100' among the fuses provided in the thermal redundancy fuse box by laser or the like. Organize your logic. As a result, when the address signal A <3: 0> of '1000' is input from the outside of the chip during the application of the product, it is logically recognized as the main address of the defective main cell, and the selection signal nRs is appropriately converted and outputted. When the redundancy data is selected by the multiplexer 6 and other addresses A <3: 0> are inputted, the selection signal nRs is switched (toggled) so that the main data is selected by the multiplexer 6.

도 2는 종래 기술의 열 리던던시에 따른 보수에 의해 메인 비트 라인 (1)과 리던던시 비트 라인 (2)의 특정한 관계에 의한 보수시의 개략적인 도면으로서, 종래 기술의 일 단점을 설명하기 위한 것이다. 16개 메인 비트 라인들로 표기된 BL<15:0>을 한 개의 메인 세그먼트 8 (main segment 0)로 하여 반복된 메인 세그먼트 (9) (main segment 1)가 존재한다. 한편 4개의 리던던시 비트 라인들 (2)로 표시된 RBL<3:0>을 한 개 또는 그 보다 많은 보수 세그먼트 (10) (repair segment 0)이 존재한다. 이때, 종래의 기술에서는 보수 세그먼트가 각각 대체할 수 있는 메인 셀의 비트 라인이 결정되어 있는 특정한 관계를 지니고 있다. 예컨대, 도 2에서 보수 세그먼트 (10)의 RBL<0>은 BL<0, 4, 8, 12>를 대체할 수 있으며, 보수 세그먼트 (10)의 RBL<1>은 BL<1, 5, 9, 13>을 대체할 수 있다. 정상적인 보수가 이루어지는 예를 들면 다음과 같다. 메인 세그먼트 (8)의 BL<0>, BL<1>이 보수해야할 메인 비트 라인이라면, 보수 세그먼트의 RBL<0>, RBL<1>을 이용하여 보수할 수 있다.FIG. 2 is a schematic diagram of the maintenance by the specific relationship between the main bit line 1 and the redundancy bit line 2 by the repair according to the thermal redundancy of the prior art, to illustrate one disadvantage of the prior art. There is a main segment 9 (main segment 1) repeated with BL <15: 0> represented by 16 main bit lines as one main segment 8 (main segment 0). On the other hand, there is one or more repair segment 10 (repair segment 0) for RBL <3: 0> represented by four redundancy bit lines (2). At this time, in the related art, a bit line of a main cell which can be replaced by a complementary segment has a specific relationship. For example, in FIG. 2, RBL <0> of the complement segment 10 may replace BL <0, 4, 8, 12>, and RBL <1> of the complement segment 10 is BL <1, 5, 9 , 13>. For example, normal maintenance is done as follows. If BL <0> and BL <1> of the main segment 8 are the main bit lines to be repaired, it is possible to repair using RBL <0> and RBL <1> of the complementary segment.

하지만, 종래 기술에 따른 열 리던던시 스킴은 보수가 불가능한 예가 존재한다는 문제점을 갖는다. 즉, 도 2과 같이 메인 세그먼트 (8)와 메인 세그먼트 (9)에서 동시에 동일한 열, 예를 들면, BL<0>에 결함이 발생한 경우에는 BL<0>을 보수할 수 있는 보수 세그먼트의 RBL<0>이 하나뿐이므로 보수가 불가능하여 생산제품을 사용할 수 없게 된다.However, the open redundancy scheme according to the prior art has a problem that there is an example that is not repairable. That is, as shown in FIG. 2, when a defect occurs in the same column, for example, BL <0>, simultaneously in the main segment 8 and the main segment 9, the RBL <of the repair segment capable of repairing the BL <0> is repaired. Since there is only one 0>, maintenance is impossible and the product cannot be used.

다시 말해서, 도 1의 리던던시 열 어드레스 프리 디코더 (5) 내의 열 리던던시 퓨즈 박스는 설계 단계에서 논리 회로 구성상 특정의 메인 비트 라인이 특정의 리던던시 비트 라인에 의해 보수되는 관계가 존재한다. 즉 임의의 리던던시 비트 라인으로 보수할 수 없는 특징이 있다. 그 결과 리던던시 비트 라인들 중 결함이 있는 메인 셀들이 다수 존재할 때, 상기한 특정한 관계의 조건상 대체 가능한 리던던시 비트 라인이 중복되는 경우 보수가 불가능하여 칩의 사용이 불가능해진다. 이외에도 상기의 특정한 관계 하에서는 보수를 다양하게 수행할 수 있으려면 설계단계에서 리던던시 비트라인들을 비효율적으로 많이 설정해야 하는데, 그 결과 칩의 소요 면적의 증가로 인한 경비의 증가를 가져온다.In other words, the column redundancy fuse box in the redundancy column address predecoder 5 of FIG. 1 has a relationship in which a specific main bit line is repaired by a specific redundancy bit line in the logic circuit configuration at the design stage. That is, there is a feature that cannot be repaired by any redundancy bit line. As a result, when there are a large number of defective main cells among the redundancy bit lines, if a replaceable redundancy bit line overlaps due to the condition of the specific relationship, repair is impossible and the chip cannot be used. In addition, under the above specific relationship, in order to be able to perform various repairs, a large number of redundancy bit lines must be set inefficiently at the design stage, resulting in an increase in cost due to an increase in the required area of the chip.

따라서 본 발명의 목적은 결함이 있는 메인 비트 라인을 임의의 리던던시 비트 라인으로 보수함으로써 리던던시 효율을 향상시킬 수 있는 반도체 메모리 장치의 열 리던던시 스킴을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a thermal redundancy scheme of a semiconductor memory device that can improve redundancy efficiency by repairing a defective main bit line with an arbitrary redundancy bit line.

본 발명의 다른 목적은 인접한 메인 비트 라인들이 전기적으로 연결되어 있는 경우 개별적인 퓨즈 박스를 사용함 없이 하나의 퓨즈 박스에 의해서 결함 비트 라인들을 보수할 수 있는 반도체 메모리 장치의 열 리던던시 스킴을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an open redundancy scheme of a semiconductor memory device capable of repairing defective bit lines by one fuse box when adjacent main bit lines are electrically connected without using a separate fuse box.

도 1은 종래 기술에 따른 열 리던던시 스킴을 이용한 반도체 메모리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 블록도;1 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor memory device using a thermal redundancy scheme according to the prior art;

도 2는 종래 기술에 따른 문제점을 설명하기 위한 도면;2 is a view for explaining a problem according to the prior art;

도 3은 본 발명에 따른 열 리던던시 스킴을 이용한 반도체 메모리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 블록도;3 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor memory device using a thermal redundancy scheme according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 열 리던던시에 의한 리페어 방법에 의거하여, 결함이 발생한 2개의 메인 열들을 여분의 열들로 대체하는 동작을 설명하기 위한 도면;FIG. 4 is a view for explaining an operation of replacing two main rows in which defective ones are replaced with spare columns based on a repair method using thermal redundancy according to the present invention; FIG.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액티브 리던던시 열 어드레스 프리디코더 내의 열 리던던시 퓨즈 박스를 보여주는 회로도; 그리고5 is a circuit diagram showing a column redundancy fuse box in an active redundancy column address predecoder according to a first embodiment of the present invention; And

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액티브 리던던시 열 어드레스 프리디코더 내의 열 리던던시 퓨즈 박스를 보여주는 회로도이다.6 is a circuit diagram illustrating a column redundancy fuse box in an active redundancy column address predecoder according to a second embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 메인 비트 라인 2 : 리던던시 비트 라인1: main bit line 2: redundancy bit line

3 : 열 어드레스 프리 디코더3: column address predecoder

4 : 리던던시 열 어드레스 프리 디코더4: redundancy column address predecoder

5 : 수동 리던던시 열 프리 디코더 6 : 멀티플렉서5: Passive Redundancy Column Predecoder 6: Multiplexer

7 : 액티브 리던던시 열 프리 디코더7: Active Redundancy Column Free Decoder

(구성)(Configuration)

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 반도체 메모리 장치는 복수 개의 메인 비트 라인들을 갖는 메인 세그먼트들과; 상기 메인 비트 라인들에 결함이 생길 때, 결함이 생긴 메인 비트 라인들을 대체하기 위한 리던던시 비트 라인들을 갖는 리던던시 세그먼트 및; 복수 개의 퓨즈들을 이용한 열 리던던시 퓨즈 박스를 갖는 액티브 리던던시 열 프리 디코더를 포함하며, 상기 결함이 있는 메인 비트 라인은 상기 액티브 리던던시 열 프리 디코더에 의해서 임의의 리던던시 비트 라인으로 보수된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a semiconductor memory device includes a main segment having a plurality of main bit lines; A redundancy segment having redundancy bit lines for replacing defective main bit lines when the main bit lines fail; And an active redundancy column predecoder having a column redundancy fuse box using a plurality of fuses, wherein the defective main bit line is repaired by the active redundancy column free decoder to any redundancy bit line.

이 실시예에 있어서, 상기 액티브 리던던시 열 프리 디코더에 내장된 열 리던던시 퓨즈 박스의 퓨즈들을 적절히 끊어줌으로써, 각 퓨즈에 연결된 NMOS 트랜지스터가 목적한 주소 신호의 입력시에 각기 오프 또는 온 상태로 전환되어 원하는 레벨의 출력신호가 생성된다.In this embodiment, by appropriately disconnecting the fuses of the thermal redundancy fuse box embedded in the active redundancy column free decoder, the NMOS transistors connected to each fuse are switched off or on at the input of the desired address signal, respectively. An output signal of the level is generated.

이 실시예에 있어서, 상기 반도체 메모리 장치는 복수 개의 퓨즈들로 구성되는 4-칼럼 리페어용 퓨즈 박스를 갖는 트리거 액티브 리던던시 열 프리 디코더를 부가적으로 포함하며, 상기 4-칼럼 리페어용 퓨즈들을 적절히 끊어주어, 목적한 2개 내지 4개의 인접한 주소 신호 중 하나라도 입력되었을 때 임의로 연속된 4개의 리던던시 비트 라인 어드레스 신호가 출력된다.In this embodiment, the semiconductor memory device additionally includes a trigger active redundancy column free decoder having a fuse column for a four-column repair consisting of a plurality of fuses, and suitably disconnecting the fuses for the four-column repair. For example, four consecutive redundancy bit line address signals are output when any one of the desired two to four adjacent address signals is input.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들이 참조도면들에 의거하여 상세히 설명된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the reference drawings.

본 발명에 따른 열 리던던시 스킴을 적용하는 반도체 메모리 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이 도 3에 도시되어 있다. 도 3에서, 도 1과 동일한 기능을 수행하는 구성 요소들은 동일한 참조번호들로 표기된다.3 is a diagram illustrating a schematic configuration of a semiconductor memory device to which a thermal redundancy scheme according to the present invention is applied. In FIG. 3, components that perform the same function as FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는 종래의 기술과 비교하여 볼 때 수동적인 리던던시 열 프리 디코더와 달리 액티브 리던던시 열 프리 디코더 방식을 채택하고, 프리 디코더 내에 내장되는 열 리던던시 퓨즈 박스의 설계시에 종래의 기술에서 나타나는 특정한 관계, 즉 특정 메인 비트 라인에 대해 특정한 리던던시 비트 라인만을 보수할 수 있는 제한적 관계를 배제한다. 개선된 방식에서는 메인 비트 라인에 대해 임의의 리던던시 비트 라인의 보수가 가능하도록 하였다. 도 3에 도시된 바와 같이, 액티브 리던던시 열 프리 디코더 (7)에서 발생된 두 개의 신호들 (nRs, PRYi) 중 선택 신호 (nRs)는 2:1 멀티플렉서 (6)에 보내져 메인 데이터와 리던던시 데이터를 선택하는 기능을 수행하며, 다른 하나의 신호 (PRYi)는 선택된 리던던시 비트 라인을 동작하기 위한 신호로서, 리던던시 열 어드레스 프리 디코더 (4)에 입력된다. 이러한 리던던시 비트 라인 (2)을 동작하기 위한 신호가 존재함으로써, 본 발명에 따른 열 리던던시 방식에서는 정상적인 메인 셀을 대상으로 메인 어드레스 신호 A<3:0>이 입력된 경우에는 리던던시 비트 라인 (2)이 동작하지 않기 때문에 신호의 전달 과정에서 리던던시 비트 라인 (2)에 의한 부하 효과 (loading effect)를 감소시킬 수 있다. 이에 반하여 종래 기술에서는 항상 메인 비트 라인 (1)과 리던던시 비트 라인에 신호들이 동시에 전달되기 때문에, 두 비트 라인들에 의한 부하 효과 (loading effect)가 존재한다. 특히, 정상적인 메인 셀이 칩의 대부분을 차지하는 현실을 고려할 때 본 발명에 따른 열 리던던시 기술의 이러한 효과는 더욱 큰 장점으로 판단된다.Compared with the conventional redundancy column free decoder, the semiconductor memory device according to the present invention adopts the active redundancy column free decoder method and is conventional in designing a thermal redundancy fuse box embedded in the free decoder. This rule excludes the specific relationship that appears in, i.e., the limited relationship that can only repair a particular redundancy bit line for a particular main bit line. In the improved scheme, arbitrary redundancy of the main bit line can be repaired. As shown in FIG. 3, the selection signal nRs of the two signals nRs and PRYi generated in the active redundancy column free decoder 7 is sent to a 2: 1 multiplexer 6 to provide main data and redundancy data. The other signal PRYi is input to the redundancy column address predecoder 4 as a signal for operating the selected redundancy bit line. Since the signal for operating the redundancy bit line 2 is present, the redundancy bit line 2 when the main address signal A <3: 0> is input to a normal main cell in the column redundancy method according to the present invention. Since this operation does not work, the loading effect caused by the redundancy bit line 2 can be reduced in the course of signal transmission. In contrast, in the prior art, since signals are always transmitted simultaneously to the main bit line 1 and the redundancy bit line, there is a loading effect by the two bit lines. In particular, in consideration of the fact that the normal main cell occupies most of the chip, this effect of the open redundancy technology according to the present invention is considered to be a greater advantage.

앞서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 열 리던던시 기술은 종래 기술에서 설명된 것과 같이 메인 비트 라인 (1)과 리던던시 비트 라인 (2) 사이에 특정한 관계가 배제되어 있다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 도 4에는 본 발명의 열 리던던시 기술에 따른 보수에 의해 메인 비트 라인 (1)을 리던던시 비트 라인 (2)으로 대체하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 도 4에서 알 수 있듯이, 임의의 리던던시 비트 라인 (2)을 임의의 메인 비트 라인 (1)에 대응시켜 보수할 수 있다. 도 4에 도시된 본 발명의 열 리던던시 기술의 경우, 예를 들면, 메인 세그먼트 (8)의 BL<0>과 메인 세그먼트 (9)의 BL<1>를 보수하기 위해서 각각의 비트 라인에 대해 보수 세그먼트 (10)내부의 RBL<0> 및 RBL<1>에 대응시켜 대체할 수 있다. 또한, 메인 세그먼트들 (8, 9) 각각에 배열된 BL<0>이 동시에 결함이 발생하더라도 동일한 방법으로 보수가 가능한 장점을 갖는다.As described above, the thermal redundancy technique according to the present invention excludes a specific relationship between the main bit line 1 and the redundancy bit line 2 as described in the prior art. If this is explained in more detail as follows. FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a method of replacing the main bit line 1 with the redundancy bit line 2 by a complement according to the thermal redundancy technique of the present invention. As can be seen from Fig. 4, any redundancy bit line 2 can be repaired in correspondence with any main bit line 1. In the case of the thermal redundancy technique of the present invention shown in Fig. 4, for example, to compensate for each bit line to repair BL <0> of the main segment 8 and BL <1> of the main segment 9, for example. It can be replaced by corresponding to RBL <0> and RBL <1> in the segment 10. In addition, BL <0> arranged in each of the main segments 8 and 9 has the advantage that it can be repaired in the same way even if a defect occurs at the same time.

상술한 본 발명의 리던던시 기술에서 리던던시 비트 라인 (2)을 임의의 메인 비트 라인 (1)에 대응시키는 방법은 도 3의 액티브 리던던시 열 프리 디코더 (7) 내에 존재하는 열 리던던시 퓨즈 박스에 의해 수행된다. 도 4에는 도 3에 도시된 액티브 리던던시 열 프리 디코더 (7) 내의 열 리던던시 퓨즈 박스의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.In the above-described redundancy technique of the present invention, the method of mapping the redundancy bit line 2 to any main bit line 1 is performed by a column redundancy fuse box present in the active redundancy column free decoder 7 of FIG. . FIG. 4 shows a preferred embodiment of a thermal redundancy fuse box in the active redundancy column free decoder 7 shown in FIG. 3.

예를 들면, 제품 테스트 중에 메인 어드레스 신호 A<3:0>='1000'에 해당하는 셀에서 결함이 있는 경우를 가정하여 동작원리를 설명한다. 상기 주소를 저장하기 위해서 도 4에 도시된 퓨즈 박스의 퓨즈들 (15, 18, 20, 22)을 레이저 등을 이용하여 끊는 과정으로 완료된다. 그 원리는 해당되는 주소가 들어왔을 때에는 NMOS 트랜지스터가 모두 턴 오프되도록 되도록 퓨즈를 끊어주어 노드 B가 전원 전압 (Vcc)의 'high' 상태로 머물도록 한다. 이 상태에서 칩 완제품을 제작하여 실제로 응용하게 된다.For example, the operation principle will be described on the assumption that there is a defect in a cell corresponding to the main address signal A <3: 0> = '1000' during a product test. In order to store the address, the fuses 15, 18, 20, and 22 of the fuse box shown in FIG. 4 are terminated by using a laser or the like. The principle is to blow the fuse so that the NMOS transistors are all turned off when the corresponding address comes in so that Node B stays in the 'high' state of the supply voltage (Vcc). In this state, the finished chip is manufactured and actually applied.

실제 응용시 칩 외부로부터 주소 신호가 입력된 것을 가정하여 설명하면 다음과 같다. 노어 게이트 (14)의 한 입력 신호 (CREDENi)는 열 리던던시 인에이블 신호로서 보수 과정을 가능하도록 하기 위해서 'low' 신호가 입력되고, 선 충전기 (13)에 의해 노드 (B)가 전원 전압 (Vcc)로 충전되어 'high' 상태로 존재하게 된다고 가정하자. 이때, 노어 게이트 (14)의 출력 신호 (PRYi)는 'low'를 출력한다. 이러한 동작 상태에서, 만약 메인 어드레스 신호 A<3:0>='1000'에 대응하는 입력 단자에 입력되면 퓨즈들 (15, 18, 20, 22)이 끊어져 있는 상태이기 때문에 모든 NMOS 트랜지스터들은 턴 오프 상태로 유지된다. 결과적으로 노드 (B)는 'high' 상태로 유지되며, 이는 노어 게이트 (14)의 출력 신호 (PRYi)가 계속해서 'low' 상태로 유지되게 한다. 'low' 상태의 출력 신호 (PRYi)는 일정 시간 동안 디코더로 전달된다. 그러면 디코더 내부에서는 현재 결함이 있는 메인 비트 라인의 주소를 대신 출력한다.It is assumed that the address signal is input from the outside of the chip in actual application. One input signal CREDENi of the NOR gate 14 is an open redundancy enable signal, and a 'low' signal is input to enable a repair process, and the node B is connected to the power supply voltage Vcc by the line charger 13. Suppose that it is charged with) and is in the 'high' state. At this time, the output signal PRYi of the NOR gate 14 outputs 'low'. In this operating state, if the input address corresponding to the main address signal A <3: 0> = '1000' is input, all the NMOS transistors are turned off because the fuses 15, 18, 20, and 22 are blown. Stays in the state. As a result, node B remains 'high', which causes the output signal PRYi of NOR gate 14 to continue to be 'low'. The output signal PRYi in the 'low' state is delivered to the decoder for a certain time. The decoder then outputs the address of the currently defective main bit line instead.

또한, 도 3의 선택 신호 (nRs)를 제어하여 2:1 멀티플렉서 (6)에서 메인 데이터 대신에 리던던시 데이터가 선택되도록 한다. 이러한 예와 달리, 만약, 주소 입력 신호로서 A<3:0>='1000'이외의 신호가 입력되면, 상기 끊어진 퓨즈들 (15, 18, 20, 22) 외의 퓨즈들 (16, 17, 19, 21)에 연결되어 있는 NMOS 트랜지스터들 가운데에서 하나 이상 턴 온 상태가 되어 노드 (B)의 전압이 된다. 그 결과 앞서의경우와 달리 신호 (PRYi)는 'high' 상태를 갖는다. 상기 신호 (PRYi)는 해당 메인 셀이 정상 셀임을 판단하는 신호가 된다. 즉, 디코더로 전달되어 도 3의 선택 신호 (nRs)를 제어하여 2:1 멀티플렉서 (6)에서 메인 데이터를 선택하여 출력하도록 한다.In addition, the selection signal nRs of FIG. 3 is controlled so that the redundancy data is selected instead of the main data in the 2: 1 multiplexer 6. Unlike this example, if a signal other than A <3: 0> = '1000' is input as the address input signal, fuses 16, 17, 19 other than the blown fuses 15, 18, 20, and 22 are input. At least one of the NMOS transistors connected to the second transistor 21 is turned on to become the voltage of the node B. As a result, unlike the previous case, the signal PRYi has a 'high' state. The signal PRYi becomes a signal for determining that the corresponding main cell is a normal cell. That is, it is transmitted to the decoder to control the selection signal nRs of FIG. 3 to select and output main data from the 2: 1 multiplexer 6.

본 발명의 다른 실시예에 따른 열 리던던시 스킴을 채용한 디코더 회로가 도 6에 도시되어 있다. 본 발명의 다른 실시예는 4-칼럼 리페어 방법을 갖는다. 4-칼럼 리페어 방법이란 정상 셀이 결함 발생 원인 중 인접 메인 비트 라인들 간에 전기적으로 도통되는 브리지 현상을 효과적으로 해결하는 것을 목적으로 한다. 브리지 현상이 발생할 경우 두 개 내지 4개의 메인 비트 라인들에서 결함이 발생할 수 있다.A decoder circuit employing a column redundancy scheme according to another embodiment of the present invention is shown in FIG. Another embodiment of the invention has a four-column repair method. The four-column repair method aims to effectively solve a bridge phenomenon in which a normal cell is electrically connected between adjacent main bit lines among the causes of a defect. If a bridge occurs, a fault may occur in two to four main bit lines.

이러한 경우, 4-칼럼 리페어 방법 대신 도 5에 도시된 리페어 방법에 의존할 경우, 사용되는 열 리던던시 퓨즈 박스가 결함이 있는 비트 라인들에 대응하여 2개 내지 4개가 필요하게 되어 칩의 소요면적의 증가한다. 이를 해결하기 위해 4-칼럼 리페어 방식에서는 한 개의 열 리던던시 퓨즈 박스로 브리지 현상에 의해 결함이 발생한 인접한 2개 내지 4개의 메인 비트 라인들의 보수를 가능토록 한다. 그 원리를 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In this case, when relying on the repair method shown in Fig. 5 instead of the 4-column repair method, the thermal redundancy fuse box used requires two to four corresponding to the defective bit lines, thereby reducing the required area of the chip. Increases. In order to solve this problem, the four-column repair method enables repair of two adjacent to four main bit lines which are defective by a bridge phenomenon with one open redundancy fuse box. The principle is described with reference to FIG. 6 as follows.

도 6에 도시된 트리거 회로 (25)의 원리는 다음과 같다. 예를 들어 생산자의 테스트 과정 중에 만약 브리지 현상 등에 의해 결함이 발생한 4개의 메인 비트 라인들이 A〈3:1〉='1000', '1001', '1010', '1011'이라고 하면, 앞서 설명한 원리 대로 퓨즈를 끊는다. 즉, 해당되는 주소가 들어왔을 때에는 NMOS 트랜지스터가 모두 턴 오프 상태가 되도록 퓨즈를 끊어주어 노드 (B)가 전원 전압 (Vcc)의 'high' 상태로 머물도록 한다. 따라서, 퓨즈들 (15-22) 가운데 A<3>='1'에 대응하는 퓨즈 (15)을 끊고 A<2>='0'에 대응하는 퓨즈 (18)을 끊는다. 마지막으로 A<1:0>의 모든 경우 즉, '00', '01', '10', '11'에 대응하기 위해 퓨즈들 (19, 20, 21, 22)을 끊는다. 만약 상기한 4개의 신호들 중 하나만 입력되더라도 나머지 세 개의 주소가 디코더에 의해 출력되도록 하는 역할은 트리거 회로 (25)에 의해서 수행된다. 생산자는 도 4에서 설명한 바와 같이 트리거 회로 (25) 내에 존재하는 4-칼럼 리페어용 퓨즈 박스의 퓨즈를 끊는 방법을 이용하여 도 5에서 설명한 바와 같이 일정시간 동안 읽혀진 신호 (PRYi)가 결함이 있는 메인 비트 라인 주소가 입력된 상태를 알리는 'low'인 경우, 트리거 회로 (25)가 디코더 (23)로 특정 신호 (high or low)를 출력하여 4개의 리던던시 열 어드레스가 디코더 (23)에 의해 출력되도록 한다. 반면에 신호 (PRYi)가 'high'일 경우 트리거 회로 (25)는 상반된 신호 (low or high)를 출력하여 디코더 내에서 4개의 리던던시 열 어드레스가 출력되지 않도록 한다. 이러한 경우는 입력된 주소 신호 A<3:0>이 정상적인 메인 비트 라인을 가리키거나, 단지 해당 주소의 메인 비트 라인만이 결함이 있는 경우이다.The principle of the trigger circuit 25 shown in FIG. 6 is as follows. For example, if the four main bit lines that failed during the test of the producer are A <3: 1> = '1000', '1001', '1010' and '1011', Disconnect the fuse as shown. That is, when the corresponding address is received, the fuse is blown so that all of the NMOS transistors are turned off so that the node B stays at the 'high' state of the power supply voltage Vcc. Therefore, the fuse 15 corresponding to A <3> = '1' is blown out of the fuses 15-22 and the fuse 18 corresponding to A <2> = '0' is blown. Finally, blow fuses 19, 20, 21, 22 to correspond to all cases of A <1: 0>, that is, '00', '01', '10', and '11'. If only one of the above four signals is input, the role of causing the remaining three addresses to be output by the decoder is performed by the trigger circuit 25. The producer uses a method of disconnecting the fuse of the four-column repair fuse box present in the trigger circuit 25 as described in FIG. 4, and the signal PRYi read for a predetermined time as described in FIG. 5 is defective. When the bit line address is 'low' indicating the input state, the trigger circuit 25 outputs a specific signal (high or low) to the decoder 23 so that four redundancy column addresses are output by the decoder 23. do. On the other hand, when the signal PRYi is 'high', the trigger circuit 25 outputs the opposite signal (low or high) so that four redundancy column addresses are not output in the decoder. In this case, the input address signal A <3: 0> indicates a normal main bit line, or only the main bit line of the corresponding address is defective.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 열 리던던시 리페어 방식은 결함이 있는 메인 비트 라인을 임의의 리던던시 비트 라인으로 보수할 수 있기 때문에 종래 기술의 리페어 방식에 비해 보수의 기회가 크게 향상되어 적은 수의 리던던시 비트 라인으로 효율적인 보수가 가능하다. 또한, 공정 중에 발생할 수 있는 브리지 등에 의해 2개 내지 4개의 연속된 결함이 있는 메인 비트 라인들을 보수해야 할 경우에 각각의 메인 비트 라인에 대한 개별적인 퓨즈 박스들을 사용함 없이 리페어 가능하기 때문에, 많은 퓨즈 박스들에 의한 칩의 소요면적 증가를 억제할 수 있다.As described above, since the open redundancy repair method according to the present invention can repair a defective main bit line to an arbitrary redundancy bit line, the repairing opportunity is greatly improved compared to the repair method of the prior art, thereby reducing the number of redundancies. Efficient maintenance is possible with bit lines. In addition, many fuse boxes can be repaired without the use of separate fuse boxes for each main bit line in case of repairing two to four consecutive defective main bit lines by a bridge or the like that may occur during the process. It is possible to suppress an increase in the required area of the chip due to these.

Claims (3)

복수 개의 메인 비트 라인들을 갖는 메인 세그먼트들과;Main segments having a plurality of main bit lines; 상기 메인 비트 라인들에 결함이 생길 때, 결함이 생긴 메인 비트 라인들을 대체하기 위한 리던던시 비트 라인들을 갖는 리던던시 세그먼트 및;A redundancy segment having redundancy bit lines for replacing defective main bit lines when the main bit lines fail; 복수 개의 퓨즈들을 이용한 열 리던던시 퓨즈 박스를 갖는 액티브 리던던시 열 프리 디코더를 포함하며,An active redundancy column free decoder having a thermal redundancy fuse box using a plurality of fuses; 상기 결함이 있는 메인 비트 라인은 상기 액티브 리던던시 열 프리 디코더에 의해서 임의의 리던던시 비트 라인으로 보수되는 반도체 메모리 장치.And wherein the defective main bit line is repaired by the active redundancy column free decoder to any redundancy bit line. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액티브 리던던시 열 프리 디코더에 내장된 열 리던던시 퓨즈 박스의 퓨즈들을 적절히 끊어줌으로써, 각 퓨즈에 연결된 NMOS 트랜지스터가 목적한 주소 신호의 입력시에 각기 오프 또는 온 상태로 전환되어 원하는 레벨의 출력신호가 생성되는 반도체 메모리 장치.By properly disconnecting the fuses of the thermal redundancy fuse box embedded in the active redundancy column free decoder, the NMOS transistors connected to each fuse are switched off or on at the input of a desired address signal to generate an output signal having a desired level. Semiconductor memory device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반도체 메모리 장치는 복수 개의 퓨즈들로 구성되는 4-칼럼 리페어용 퓨즈 박스를 갖는 트리거 액티브 리던던시 열 프리 디코더를 부가적으로 포함하며, 상기 4-칼럼 리페어용 퓨즈들을 적절히 끊어주어, 목적한 2개 내지 4개의 인접한주소 신호 중 하나라도 입력되었을 때 임의로 연속된 4개의 리던던시 비트 라인 어드레스 신호가 출력되는 반도체 메모리 장치.The semiconductor memory device additionally includes a trigger active redundancy column free decoder having a fuse box for a four-column repair composed of a plurality of fuses, and suitably disconnects the fuse for the four-column repair. And at least four consecutive redundancy bit line address signals are output when any one of four to four adjacent address signals is input.
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