KR20070072228A - Ｅｄｓ 라이트 구조에서 미사용 셀을 대체 셀로 사용하는반도체 메모리 장치 - Google Patents

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Abstract

EDS 라이트 구조의 미사용 셀을 대체 셀로 사용하는 반도체 메모리 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 1/n EDS(extended data storage) 라이트 구조를 이용하며, 복수의 메모리 셀 어레이를 구비한다. 상기 각각의 메모리 셀 어레이는 노말 메모리 셀들, ECC 메모리 셀들, 및 미사용 셀들을 구비한다. 노말 메모리 셀들은 데이터를 저장한다. ECC 메모리 셀들은 상기 데이터에 대응하는 ECC(error check/correction code)를 저장한다. 미사용 셀들은 상기 노말 메모리 셀들과 상기 ECC 메모리 셀들로 사용되지 않는 셀들로서, 노말 메모리 셀들과 상기 ECC 메모리 셀들의 불량 셀을 대체한다. 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 EDS 라이트 구조에서 사용되지 않는 셀을 대체 셀로 이용함으로써 반도체 메모리 장치의 사용 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
EDS 라이트, ECC, 미사용 셀

Description

ＥＤＳ 라이트 구조에서 미사용 셀을 대체 셀로 사용하는 반도체 메모리 장치{Semiconductor memory device for using unused area of EDS lite construction as repairing area}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 ECC를 위한 추가 메모리 장치를 구비하는 반도체 메모리 장치의 블록도이다.
도 2는 EDS 구조를 이용하는 반도체 메모리 장치의 블록도이다.
도 3는 EDS 라이트 구조를 이용하는 반도체 메모리 장치의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 개략적인 블록도이다.
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히 EDS 라이트 구조의 미사용 셀을 대체 셀로 사용하는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.
데이터가 전송되는 과정에서 여러 가지 요인에 의해 에러가 발생하게 되는데, 반도체 메모리 장치에서도 예외는 아니다. 따라서 반도체 메모리 장치에서도 데이터 전송 과정에서 발생한 에러를 검출하고 정정할 필요가 있다.
반도체 메모리 장치에서 에러를 검출하고 정정하는 방법으로, 데이터와 함께 오류 검사/정정 코드(error check/correction code: ECC)를 저장하는 방법이 널리 사용된다. ECC를 저장하는 방법으로, ECC 만을 저장하는 별도의 메모리 칩을 반도체 메모리 장치에 설치하는 방법(도 1 참조)과 ECC를 저장하는 메모리 셀을 사용하는 메모리 칩을 이용하는 방법(도 2참조)이 있다.
ECC를 저장하는 메모리 셀을 사용하는 구조는, 메모리 칩에 데이터를 저장하는 메모리 셀 이외에 ECC를 저장하는 메모리 셀도 사용되므로 EDS(Extended Data Storage) 구조라고도 한다.
도 1은 ECC만을 저장하는 메모리 칩을 추가로 구비하는 반도체 메모리 장치이다. 반도체 메모리 장치(100)는 메모리 칩으로서 DRAM 칩을 이용할 수 있다. 반도체 메모리 장치(100)에서, 4개의 DRAM 칩(110 내지 170)은 같은 크기인데 반해 1개의 DRAM 칩(190)은 다른 DRAM 칩(110 내지 170)의 1/2 크기이다.
4개의 DRAM 칩(110 내지 170)은 데이터를 저장하는 노말 칩이고, 하나의 DRAM 칩(190)은 ECC만을 저장하는 ECC 칩이다. 데이터를 저장하는 4개의 DRAM 칩(110 내지 170)에 대해 1/2 크기의 DRAM 칩이 ECC를 저장하기 위해 사용되므로, 반도체 메모리 장치(100)에서는 8비트 당 1비트의 ECC가 사용된다.
그러나 반도체 메모리 장치(100)는 통상적인 반도체 메모리 장치에 비해 메모리 칩이 추가로 필요한 구조이므로 반도체 메모리 장치의 면적이 커지고, 추가 메 모리 칩을 위한 별도의 주변회로 및 핀 등을 구성해야 하므로 회로가 복잡해지는 문제점이 있다. 따라서 통상적인 반도체 메모리 장치의 구조를 그대로 이용하면서 ECC를 저장할 수 있는 반도체 메모리 장치가 필요하다.
도 2는 EDS 구조를 이용하는 반도체 메모리 장치의 구조도이다. 반도체 메모리 장치(200)는 EDS 구조를 이용하는 반도체 칩을 사용하므로 통상적인 반도체 메모리 장치의 구조를 이용할 수 있다. 따라서 반도체 메모리 장치(200)에서는 반도체 메모리 장치(100)에서 발생되는 문제점이 발생하지 않는다. 반도체 메모리 장치(200) 또한 반도체 칩으로서 DRAM 칩을 이용할 수 있다.
반도체 메모리 장치(100)에 사용되는 DRAM 칩(210 내지 270)은 데이터를 저장하는 노말 메모리 셀 이외에 ECC를 저장하는 ECC 메모리 셀을 사용하는 EDS 구조를 이용한다.
통상적으로 반도체 메모리 장치에 사용되는 메모리 칩에는 2n 비트의 데이터가 저장된다. 이 때, 2n 비트의 데이터를 저장하는 메모리 셀들에 추가하여 이외에 2n 비트의 데이터에 대한 ECC를 저장하는 메모리 셀들을 추가로 구비하는 구조를 EDS 헤비(EDS heavy) 구조라 하고, ECC를 저장하는 메모리 셀들을 추가적으로 구비하지 않고 2n 비트 크기의 메모리 셀들 내에 데이터와 ECC가 함께 저장되는 구조를 EDS 라이트(EDS lite) 구조라 한다.
예를 들어, 8비트에 대해 1비트의 ECC가 대응되는 EDS 구조를 1/8 EDS 구조라 한다. 1/8 EDS 헤비 구조에서 반도체 메모리 장치(200)가 1 Gbyte 데이터를 저장하는 경우, 각각의 DRAM 칩(210 내지 270)은 256 Mbyte의 데이터를 저장하는 노말 메모리 셀들과 32 Mbyte의 ECC를 저장하는 ECC 메모리 셀들을 구비한다. 즉, 1/8 EDS 헤비 구조에서 반도체 메모리 장치(200)에 구비되는 각각의 DRAM 칩(210 내지 270)은 288 Mbyte 의 크기를 갖는다.
한편, EDS 라이트 구조를 갖는 반도체 메모리 장치는 통상적인 반도체 메모리 장치의 구조와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 1/8 EDS 라이트 구조에서 반도체 메모리 장치(200)가 1 Gbyte의 크기를 갖는 경우, 각각의 DRAM 칩(210 내지 270)은 256 Mbyte 크기를 갖는다.
또한, 1/8 EDS 라이트 구조에서는 전체 메모리 셀 중 7/8이 데이터를 저장하는데 사용된다. 예를 들어 2K 비트 페이지에서는, 1792(2048×(7/8)) 비트가 데이터를 저장하는데 사용되고, 224(1792×(1/8)) 비트가 ECC를 저장하는데 사용된다. 따라서 전체 2048 비트 중 32(2048-(1792+224)) 비트는 사용되지 않는다.
도 3는 EDS 라이트 구조를 이용하는 반도체 메모리 장치의 개략적인 블록도이다. 반도체 장치에서 데이터를 노말 메모리 셀(310)은 데이터를 저장하는데 사용되고 ECC 메모리 셀(330)은 ECC를 저장하는데 사용되나, 나머지 여분의 메모리 셀(350)은 어떤 데이터도 기록되거나 독출되지 않는 미사용 셀이다. 따라서 미사용 셀을 이용하여 반도체 메모리 장치의 사용 효율을 증가시킬 필요가 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 EDS 라이트 구조에서 미사용 셀을 대 체 셀로 사용하는 반도체 메모리 장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 1/n EDS(extended data storage) 라이트 구조를 이용하며, 복수의 메모리 셀 어레이를 구비한다. 상기 각각의 메모리 셀 어레이는 노말 메모리 셀들, ECC 메모리 셀들, 및 미사용 셀들을 구비한다. 노말 메모리 셀들은 데이터를 저장한다. ECC 메모리 셀들은 상기 데이터에 대응하는 ECC(error check/correction code)를 저장한다. 미사용 셀들은 상기 노말 메모리 셀들과 상기 ECC 메모리 셀들로 사용되지 않는 셀들로서, 노말 메모리 셀들과 상기 ECC 메모리 셀들의 불량 셀을 대체한다.
상기 미사용 셀들은 노말 대체 셀들 및 ECC 대체 셀들을 구비한다. 노말 데체 셀들은 상기 노말 메모리 셀들 중의 불량 셀들을 대체한다. ECC 대체 셀들은 상기 ECC 메모리 셀들 중의 불량 셀들을 대체한다.
상기 노말 대체 셀들은 상기 미사용 셀들의 3/4이고 상기 ECC 대체 셀들은 상기 미사용 셀들의 1/4이다.
상기 메모리 셀 어레이의 메모리 셀들은 컬럼선택신호들에 응답하여 선택됨으로써 상기 데이터 또는 상기 ECC가 입출력되며 상기 컬럼선택신호들은 상기 노말 메모리 셀들을 선택하기 위한 노말컬럼선택신호들, 상기 ECC 메모리 셀들을 선택하기 위한 ECC컬럼선택신호들, 상기 노말 대체 셀들을 선택하기 위한 노말대체컬럼선택신호들, 그리고 상기 ECC 대체 셀들을 선택하기 위한 ECC대체컬럼선택신호들을 구비한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 n은 8이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 1/n EDS(extended data storage) 라이트 구조를 이용하며, 복수의 메모리 셀 어레이를 구비한다. 상기 각각의 메모리 셀 어레이는 노말 메모리 블록, ECC 메모리 블록, 및 미사용 메모리 블록을 구비한다. 노말 메모리 블록은 데이터를 저장하는 노말 메모리 셀들을 구비한다. ECC 메모리 블록은 상기 데이터에 대응하는 ECC(error check/correction code)를 저장하기 위한 ECC 메모리 셀들을 구비한다. 미사용 메모리 블록은 상기 노말 메모리 셀들과 상기 ECC 메모리 셀들로 사용되지 않는 미사용 셀들을 구비하며, 상기 미사용 셀들은 상기 노말 메모리 블록의 불량 셀들과 상기 ECC 메모리 블록의 불량 셀을 대체한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 개략적인 블록도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(400)의 기본 원리를 쉽게 설명하기 위해 그 구조를 개략적으로 표현한 도면으로, 본 발명이 속하는 기술분야에 서 통상의 지식을 가진 자는 실제로 반도체 메모리 장치(400)를 구현하기 위한 다양한 주변회로가 추가될 수 있음을 알 것이다. 이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(400)의 기본 원리를 중심으로 설명한다.
반도체 메모리 장치(400)는 1/n EDS 라이트 구조, 바람직하게는 1/8 EDS 라이트 구조를 이용한다. 반도체 메모리 장치(400)는 메모리 셀 어레이를 구비한다. 이하에서는 반도체 메모리 장치(400)가 도 4의 구조를 갖는 메모리 셀 어레이인 것으로 가정하여 설명하나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이에 한정되지 않고 반도체 메모리 장치가 복수의 메모리 셀 어레이를 구비하는데 까지 확장될 수 있음을 알 것이다.
메모리 셀 어레이(400)는 노말 메모리 셀들(410), ECC 메모리 셀들(430), 및 미사용 셀들(415, 435)을 구비한다.
노말 메모리 셀들(410)은 데이터(DATA)를 저장한다. ECC 메모리 셀들(430)은 데이터에 대응하는 ECC(error check/correction code)를 저장한다.
1/8 EDS 라이트 구조를 사용하는 반도체 메모리 장치에서 설명한 바와 같이, 전체 메모리 셀 어레이 중 7/8의 메모리 셀들은 데이터(DATA)를 저장하는 노말 메모리 셀들(410)이다. 또한 8비트 데이터에 대해 1비트의 ECC가 대응되므로, 전체 메모리 셀 어레이 중 (7/8)(1/8)=7/64은 ECC를 저장하는 ECC 메모리 셀들(430)이다. 따라서 전체 메모리 셀 어레이 중 1/64는 노멀 메모리 셀들로도 사용되지 않고 ECC 메모리 셀들로도 사용되지 않는 미사용 셀들(415, 435)이다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(400)에서는 이들 미사용 셀들 (415, 435)을 활용하는 방법, 특히 미사용 셀들을 이용하여 노말 메모리 셀들과 상기 ECC 메모리 셀들 중의 불량 셀을 대체하는 방법을 제안한다. 즉, 통상적으로 반도체 메모리 장치에는 메모리 셀들 중 불량 셀을 대체하기 위한 대체 셀들이 별도로 제공되는데, EDS 라이트 구조를 이용하는 경우에는 메모리 셀 어레이에 미사용 셀들이 존재하므로, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 미사용 셀들을 대체 셀로 이용함으로써 반도체 메모리 장치의 사용 효율을 극대화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(400)에서는, 미사용 셀들이 노말 대체 셀들(415) 및 ECC 대체 셀들(435)을 구비하는 것이 바람직하다. 노말 데체 셀들(415)은 노말 메모리 셀들(410) 중의 불량 셀들을 대체한다. ECC 대체 셀들(435)은 ECC 메모리 셀들(430) 중의 불량 셀들을 대체한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(400)에서는, 미사용 셀들의 3/4이 노말 대체 셀들(415)로 사용되고 미사용 셀들의 1/4이 ECC 대체 셀들로 사용되는 것이 바람직하다.
한편, 메모리 셀 어레이(400)의 메모리 셀들은 컬럼선택신호들(CSL)에 응답하여 선택되며, 선택된 메모리 셀들에 데이터(DATA) 또는 ECC가 입출력된다. 컬럼선택신호들은 노말 메모리 셀들(410)을 선택하기 위한 노말컬럼선택신호들, ECC 메모리 셀들을 선택하기 위한 ECC컬럼선택신호들, 노말 대체 셀들을 선택하기 위한 노말대체컬럼선택신호들, 그리고 ECC 대체 셀들을 선택하기 위한 ECC대체컬럼선택신호들을 구비한다. 1/8 EDS 라이트 구조에서 하나의 컬럼 선택신호는 8비트 크기의 메모리 셀들을 선택할 것이다.
반도체 메모리 장치(400)가 간단한 2 Kbyte의 페이지인 좀 더 구체적인 예를 들어 본 발명의 실시에에 대해 설명하면, 노말 메모리 셀들(410)은 224 컬럼선택신호에 의해 선택되고, ECC 메모리 셀들(430)은 28 컬럼선택신호에 의해 선택되고, 노말 대체 셀들(415)은 3 컬럼선택신호에 의해 선택되고, 그리고 ECC 대체 셀들(435)은 1 컬럼선택신호에 의해 선택된다.
이상에서는 도 4와 같이 하나의 메모리 셀 어레이를 갖는 반도체 메모리 장치의 예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반도체 메모리 장치가 복수의 메모리 셀 어레이를 갖는 경우에도 쉽게 적용될 것이다.
또한, 도 4에서는 노말 메모리 셀들, ECC 메모리 셀들, 미사용 셀들이 블록 형태로 메모리 셀 어레이의 특정영역에 존재하는 것으로 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 이들 메모리 셀들은 메모리 셀 어레이의 임의의 영역에 위치할 수도 있음을 알 것이다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 EDS 라이트 구조에서 사용되지 않는 셀을 대체 셀로 이용함으로써 반도체 메모리 장치의 사용 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

1/n EDS(extended data storage) 라이트 구조를 이용하며, 복수의 메모리 셀 어레이를 구비하는 반도체 메모리 장치에 있어서,
상기 각각의 메모리 셀 어레이는,
데이터를 저장하는 노말 메모리 셀들;
상기 데이터에 대응하는 ECC(error check/correction code)를 저장하기 위한 ECC 메모리 셀들; 및
상기 노말 메모리 셀들과 상기 ECC 메모리 셀들로 사용되지 않는 미사용 셀들을 구비하며,
상기 미사용 셀들은 노말 메모리 셀들과 상기 ECC 메모리 셀들의 불량 셀을 대체하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 미사용 셀들은,
상기 노말 메모리 셀들 중의 불량 셀들을 대체하기 위한 노말 대체 셀들; 및
상기 ECC 메모리 셀들 중의 불량 셀들을 대체하기 위한 ECC 대체 셀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 노말 대체 셀들은 상기 미사용 셀들의 3/4이고 상기 ECC 대체 셀들은 상 기 미사용 셀들의 1/4인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 메모리 셀 어레이의 메모리 셀들은 컬럼선택신호들에 응답하여 선택됨으로써 상기 데이터 또는 상기 ECC가 입출력되며,
상기 컬럼선택신호들은 상기 노말 메모리 셀들을 선택하기 위한 노말컬럼선택신호들, 상기 ECC 메모리 셀들을 선택하기 위한 ECC컬럼선택신호들, 상기 노말 대체 셀들을 선택하기 위한 노말대체컬럼선택신호들, 그리고 상기 ECC 대체 셀들을 선택하기 위한 ECC대체컬럼선택신호들을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 n은
8인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
1/n EDS(extended data storage) 라이트 구조를 이용하며, 복수의 메모리 셀 어레이를 구비하는 반도체 메모리 장치에 있어서,
상기 각각의 메모리 셀 어레이는,
데이터를 저장하는 노말 메모리 셀들을 구비하는 노말 메모리 블록;
상기 데이터에 대응하는 ECC(error check/correction code)를 저장하기 위한 ECC 메모리 셀들을 구비하는 ECC 메모리 블록; 및
상기 노말 메모리 셀들과 상기 ECC 메모리 셀들로 사용되지 않는 미사용 셀들을 구비하는 미사용 메모리 블록을 구비하며,
상기 미사용 셀들은 상기 노말 메모리 블록의 불량 셀들과 상기 ECC 메모리 블록의 불량 셀을 대체하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
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