KR890001847B1

KR890001847B1 - 반도체 메모리 장치의 리던던시 회로

Info

Publication number: KR890001847B1
Application number: KR1019860003537A
Authority: KR
Inventors: 임형규; 도재영; 메타 루수탐
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 강진구
Priority date: 1986-05-07
Filing date: 1986-05-07
Publication date: 1989-05-25
Also published as: KR870011693A; HK18293A; GB2191614A; GB8710866D0; DE3714980C2; GB2191614B; JPH0366760B2; DE3714980A1; FR2598549B1; SG55491G; JPS62279600A; FR2598549A1; US4794568A

Abstract

내용 없음.

Description

반도체 메모리 장치의 리던던시 회로

제 1 도는 본 발명에 따른 리던던씨 회로의 블럭도

제 2 도는 본 발명에 따른 제 1 도의 리던던트 디코오더를 구성하는 어드레스 프로그램 장치의 회로도.

제 3 도는 종래의 ELOTOX형 불휘발성 반도체 메모리 소자의 구성도.

제 4 도는 제 3 도의 동가회로도.

제 5 도는 제 2 도의 일부를 구성하는 4쎌 FLOTOX 소자의 회로 접속도.

제 6 도는 다수의 리던던트 디코오드와 노말디코오더를 사용하는 리던던시 회로도.

제 7 도는 제 2 도의 일부인 종래의 고전압 펌프 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

본 발명은 메모리 회로에 관한 것으로, 특히 불휘발성 반도체 메모리 장치에서 결함이 있는 노말 메모리 쎌을 예비 메모리 쎌로 대체하는 회로에 관한 것이다.

최근 고밀도 반도체 메모리 장치들은 제조 공정시 메모리 쎌 어레이내의 노말 메모리 쎌의 결함으로 인한 생산, 수율의 저하를 방지하기 위한 리던던시 기법을 널리 사용하고 있다.

리던던시 기법은 동일 칩상에 노말 메모리 어레이이외에 예비 메모리 어레이를 설치함으로써 이루어진다.

따라서 노말 메모리 어레이내의 어떤 메모리 쎌이 결함이생기면 결함이 있는 메모리 쎌을 포함하는 행(또는 열)을 결함이 없는 예비 메모리 쎌을 포함하는 행(또는 열)로 대체하는 것이다. 현재 메모리 어레이내의 결함이 있는 쎌을 결함이 없는 쎌로 대체하는 기법은 결함 이 있는 노말 메모리 쎌의 행 또는 열을 전기적 또는 물리적으로 끊고 리던던트 행 또는 열이 결함이 있는 행 또는 열을 선택하는 어드레스 신호에 의해 선택되도록 함으로써 실현된다.

이와같은 리던던시는 메모리칩의 포장 전 또는 후에 행해지고 전기적인 방법 또는 레이저빔에 의한 금속휴즈 또는 폴리실리콘 휴즈의 용단으로 행해진다. 그러나 상기와 같은 레이저빔을 사용하여 휴즈를 용단하는 기법은 고집적화된 메모리 소자에 따라 레이져 스폿트의 크기를 조절할 수 있는 고가의 레이저빔 발생장치를 필요로하게 된다.

또한 전기적 방법에 의해 대전류를 상기 휴즈로 흘림으로써 휴즈를 용단하는 기법은 폴리실리콘 휴즈를 용단할 수 있을 정도의 대전류를 공급할 수 있는 부가회로를 동일 칩상에 설치해야 하며 대전류로 인한 주위회로의 파괴를 방지하기 위한 주변회로를 설치해야 하는 문제점이 있게 된다. 그 결과 칩의면적 또는 크기가 증대하는 결점을 갖는다. 전술한 바와 같은 리던던시 기법 이외로는 불휘발성 반도체 기억 소자를 사용하려 프로그램을 함으로 결함이 있는 메모리 쎌을 포함하고 있는 행 또는 열을 결함이 없는 메모리 쎌을 갖는 예비행 또는 열로 대체하는 방법이 있어 왔다.

예를 들어 미합중국 특허번호 4,422,161는 불휘발성 반도체 기억소자들을 사용하여 미리 프로그램함으로써 예비 메모리 쎌의 행 또는 열로 대체하는 방법이며 미합중국 특허번호 4,514,830 또한 마찬가지로 불휘발성 반도체 기억소자들을 사용하는 방법이나 이와같은 특허들은 다수의 불휘발성 반도체 기억소자들이 사용되고 있다.

그러나 이와같은 불휘발성 반도체 기억소자들을 사용하는 방법의 가장 큰 문제점은 결함이 있는 메모리 쎌의 어드레스가 기억되는 상기 기억소자들의 신뢰성이다.

만약 이 어드레스가 기억되는 불휘발성 반도체 기억소자들중 어느하나라고 결함이 있게되면 기억된 결함이 있는 메모리 쎌의 어드레스가 유실되고 리던던시 계획은 실패하고 만다.

따라서 본 발명의 목적은 휴즈를 용단하지 않고 전기적으로 프로그램할 수 있는 불휘발성 반도체 메모리 장치를 사용한 리던던시 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 불휘발성 반도체 기억소자의 수를 최소한으로 사용하는 리던던시 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 결함이 있는 메모리 쎌의 어드레스가 기억되는 불휘발성 반도체 기억소자의 신뢰성을 향상기켜 주는 리던던시 회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 노말 메모리 쎌을 가지는 노말 라인을 선택하는 어드레스 신호를 입력하는 노말디코오더와, 상기 어드레스 신호의 수보다 하나 더 많은 추가된 어드레스 프로그램장치를 가지는 리던던트 디코오더를 제공한다.

상기 추가된 어드레스프로그램 장치의 입력 신호는 타 어드레스 프로그램장치들중 하나의 입력신호와 반전된 신호이며 결함있는 쎌이 결함이 없는 쎌의 교체가 불필요할 경우 상기 두 장치들의 어떤 하나의 출력 신호는 플로팅이 된다.

각각의 어드레스 프로그램 장치는 불휘발성 메모리 소자와 상기 메모리 소자를 프로그램 하기 위한 프로그램제어 수단과 상기 메모리 소자의 프로그램 상태와 입력신호에 따라 상기 교체가 일어날 것인가를 결정하는 감지 수단을 구비하고 있다.

또한 리던던씨의 신뢰성을 향상하기 위해 4쎌의 불휘발성 메모리 소자가 불휘발성 메모리 소자대신 사용될 수 있다.

이하 본 발명의 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명에 따라 결함이 있는 메모리 쎌을 갖는 하나의 행 라인을 하나의 리던던트 행 라인으로 교체하는 리던던시 회로를 나타낸 도면이다.

제 2 도는 행 라인(비트라인 이라고도함)에 적용한 것이지만 열라인(워드라인이라고도함)에 대해서도 똑같이 적용할 수 있음은 이 분야의 통상의 지식을 쉽게 인식할 수 있을 것이다.

제 1 도의 리던던시 회로는 도시하지 않은 행 어드레스 버퍼로부터 행 어드레스 신호들과 이 신호들의 반전 신호들의 조합인

...및

(

는 A_K또는 A_K를 나타내고 k는 o에서부터 i중 어느 하나를 나타냄)을 압력하여 또한 리던던트 행 라인(3)과 접속된 입력라인(5)이 접속된 노말 디코오더(20)를 구비하고 있다. 모말 디코오더(20)는 통상의 반도체 메모리 장치에서 사용되는 노아 게이트 회로로써 모든 입력 신호들이 로우 상태이면 노말 행 라인(4)에 접속된 메모리 쎌들을 선택하는 동작을 한다.

또한 리던던트 행 디코오더(10)는 행 어드레스버퍼로부터 출력하는 한쌍의 행 어드레스 신호와 그 반전신호들 Ao와

, Al과

.... Ai와

를 각각 입력하는 행 어드레스 프로그램 장치들 RAPDo-RAPDi와, 상기 행 어드레스 프로그램장치 RAPDi에 입력하는 한쌍의 어드레스 신호 Ai,

의 반전신호가 입력하는 또 하나의 추가된 행 어드레스 프로그램장치 RAPDi+1을 구비하고 있으며 또한 상기 행 어드레스 프로그램 장치들 RAPDo-RAPDi+1의 출력라인들 2-o∼2-i+1이 함께 접속되는 행 리던던트 라인(3)과, 상기 라인(3)에 게이트와 소오스가 접속되고 드레인에는 라인(3)과, 사익 라인(3)에 게이트와 소오스가 접속되고 드레인에는 공급전압(5볼트)가 인가되는 드라이버로 동작하는 디플레숀형(이하 "D형"이라 칭함)의 모오스 트랜지스터(1)를 구비하고 있다.

여기서 행 어드레스 프로그램 장치들 RAPDo-RAPDi+1+1의 수는 반도체 메모리 장치의 메모리 어레이의 행 라인을 지정하는 행 어드레스 비트의 수보다 1개가 더 많음을 유의하여야 한다.

예를 들어 메모리 어레이의 행 라인수가 2n개인 반도체 메모리장치는 하나의 행 라인을 선택하기 위해 n개의 어드레스 비트수가 필요하게 된다.

따라서 본 발명의 행 리던던트 디코오드(10)의 행 어드레스 프로그램 장치의 수는 n+1개가 된다.

지금 하나의 추가된 행 어드레스 프로그램 장치를 제 1도에 나타낸 바와같이 RAPDi+1이랑 가정하면 상기 장치 RAPDi+1의 입력 신호들

와 Ai는 각각 인접한 장치RAPDi의 입력신호 Ai와

의 반전신호가 된다.

이와같은 반전관계를 유지하는 이유는 행 라인(4)에 접속된 메모리 쎌들의 결함이 없어 리던던트 회거가 사용되지 않는 경우 후술되는 리세트 프로그램에 의해 상기행 어드레스 프로그램장치 RAPDi와 RAPDi+1의 출력라인(2-i)(2-i+1)의 신호가 서로 반전된 논리 상태를 출력함으로써 행 리던던트 라인(3)을 향상 로우 상태로 유지하여 상기 라인(3)에 접속된 리던던트 메모리를 선택하지 않게 하기 위함이다.

한편 행 라인(4)에 접속된 메모리 쎌에 결함이 있어 행 리던던트 라인(3)에 접속된 리던던트 메모리 쎌을 선택해야 할 경우에는 행 라인(4)를 선택하는 행 어드레스 입력 신호로 상기 행 어드레스 프로그램 장치들 RAPDo-RAPDi+1가 비도통상태로 인한 스멘트모드 동작상태로 되게 상기 장치들 RAPDo-RAPDi+1을 후술하는 바와 같이 프로그램한다.

따라서 행 리던던트 라인(3)은 D형 모오스트랜지스터(1)를 통해 V_cc전압이 전달되므로써 하이 상태(+5볼트)가 된다. 그러므로 노말 디코오더(20)는 입력라인(5)를 통해 하이 상태의 신호를 입력하고 행 라인(4)은 로우 상태가 되므로써 결함이 있는 메모리 쎌을 선택하지 않는다.

제 2도는 모두 동일한 구성으로 되어 있는 제 1도의 행 어드레스 프로그램장치들 RAPDo-RAPDi+1중 하나의 회로도를 나타낸 도면이며 사용된 트랜지스터들은 모두 N형 인한스먼트 디플리숀 모오스 트랜지스터들이다.

디폴리숀 모오스 트랜지스터들의 드래쉬 홀드 전압은 약 -3볼트이고 인한스먼트 모오스 트랜지스터 들의 드레쉬홀드 전압은 약 +3볼트이다.

펄스신호 RS, CP 및 PR은 평상시 로우상태에 있다. 블럭 100은 불휘발성 메모리 소자를 나타내고 블럭들(200)(300) 및 (400)은 각각 고전압 펌프회로이다.

본 발명에 따라 블럭(100)에 사용되는 소자는 FLOTOX형 불휘발성 메모리 소자일 수 있다. FLOTOX형의 불휘발성 메모리 소자는 공지된 소자로써 "16E²PROM EMPLOYING NEW ARRAY ARCHITECTURE" IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS Vol. SC-17, No-5, OCT,1982,pp. 833-840에 기재되어 있다.

FLOTOX형 불휘발성 메모리 소자의 구조를 나타내는 제 3도를 참조하면 참조번호 170은 P형 반도체 기판이며, 참조번호(140),(131) 및 (121)은 각각 N+소오스영역, N+드레인 영역 및 N+이레이스 드레인 영역이다. 이레이드 드레인 영역(121) 상부의 70-200Å의 산화막층(160)은 턴넬 산화막이며, 소오스(140)와 드레인 (131)사이의 기판표면의 산화막층(18)은 게이트 산화막이며, 참조번호(161)과 (162)는 절연막이고, 제 1폴리실리콘 층(150)은 폴로팅게이트이며 제 2 폴리실리콘층(111)은 프로그랜 게이트이다.

제 4 도는 제 3 도의 등가 회로도를 나타낸 도면이며 제 4도의 참조번호는 제 3도의 맡은 부분을 표시하도록 표시하였다.

상기 FLOTOX소자의 라이트(Write)동작은 프로그램게이트(111)에 고전압 V_pp(예를 들어 20볼트)를 인가하고 이레이스 드레인(121)를 접지하여 이루어진다.

이 V_pp전압은 이레이스 드레인(121)에서 플로팅 게이트(150)로 전자가 턴넬링이 되게 충분한 전계를 제공한다. 일단 전자가 플로팅 게이트(150)로 턴넬링이 되면 상기 메모리 소자의 드레쉬 홀드 전압은 양의 전압으로 되고 상기 메모리 소자는 인한스멘트형으로 동작을 한다.

즉 프로그랜 게이트(111)에 약 2볼트가 인가되는 리드동작시 상기 메모리 소자는 "오프"상태가 된다.

한편 이레이스 동작은 프로그램게이트(111)을 접지시키고 이레이스 드레인(121)에 V_pp를 인가하면 전자가 이레이스 드레인(121)쪽으로 턴넬링되어 빠져 나오고 프로팅게이트(150)은 양의 전하를 띄게 된다.

이경우 상기 소자는 디플레숀형이 되고 리드 동작시 "온" 상태가 된다.

제 4도의 FLOTOX 불휘발성 메모리 소자의 프로그램 게이트(111), 이레이스드레인(121) 및 드레인(131)은 각각 제 2도의 라인(110),(120) 및 (130)에 접속이 되고 상기 소오스(140)는 접지가 된다.

제 7 도는 제 2 도의 일부인 고전압 펌프 회로를 나타낸 도면으로써 공지의 회로이다.

도면중 인한스멘트(이하 E형 이라 칭함) MOS 트랜지스터(214)의 드레인(210)에는 도시하지 않은 고전압 발생회로로부터 공급되는 고전안 V_pp(20볼트)가 인가되며 상기 트랜지스터(214)의 게이트는 라인(220)에 접속된다. 모오스 캐패시터(216)의 한전극(212)에는 구형파의 5볼트의 클럭펄스 ψ가 인가되며 타 전극은 노오드(222)에서 상기 트랜지스너(214)의 소오스와 접속이 된다.

또한 E형 모오스 트랜지스터(218)의 드레인과 게이트는 공통으로 상기 노오드점(222)에 접속이 되고 소오스는 노오드(220)에 접속이 된다. 출력 노오드(220)가 하이상태(+5볼트)로 플로팅이 되면 모오스 캐패시터(216)을 충전하기 위한 전달 트랜지스터(214)는 온이 된다.

그러면, 모오스 캐패시터(216)은 클럭펄스 ψ에 응답하여 트랜지스터(218)을 통해 노오드(220)으로 전하를 전달한다. 그러나 출력 노오드(220)은 플로팅 상태이기 때문에 출력 노오드(220)의 전압은 고전압 V_cc(+20볼트)로 상승한다.

한편, 출력 노오드(220)가 로우 상태이면, 전달 트랜지스터(214)는 오프 상태로 된다. 그러므로 클럭펄스 ψ가 모오스 캐패시커 216에 인가되고 작은 양의 전하가 출력 노오드(220)에 전달 되지만 출력 노오드(220)이 로우 상태로 정지되어 있기 때문에 로우 상태를 유지한다.

제 2도로 돌아가서 고전압 펌프회로(200),(300) 및 (400)의 각 출력 노오드(220)는 도체라인(33)(120) 및 (34)에 접속된다. 도체라인(31)-(36), (100)(120) 및 (130)은 다결정 실리콘 또는 금속으로 된 라인일 수 있다. 공급 전압 V_cc(+5볼트)과 라인(34) 사이에는 소오스 드레인간의 통로가 직렬로 접속된 E형 트랜지스터(64)와 D형 모오스트랜지스터(65)가 접속되어 있다. 트랜지스터(65)의 게이트는 라인(34)사이에는 소오스 드레인간의 통로가 직렬로 접속된 E형 모오스 트랜지스터(64)와 D형 모오스트랜지스어(65)가 접속되어 있다.

트랜지스터(65)의 게이트는 라인(34)에 접속되고 후술하는 어드레스 프로그램시 하이상태로 되는 펄스 신호 CP가 트랜지스터(64)의 게이트에 인가된다. 라인(34)와 접지 사이에는 E형 모오스 트랜지스터(66)의 드레인 소오스가 각각 접속되고 후술하는 리세트 프로그램시 하이 상태로 리세트 펄스 신호 RS가 상기 트랜지스터(66)의 게이트에 인가된다.

그러므로 어드레스 프로그램시 라인(34)은 트랜지스터(64)와 (65)의 도통에 의해 하이상태(+5볼트)로 되며 그후 고전압 펌프회로(400)의 동작에 의해 고전압 V_pp(+20볼트)로 된다.

한편 공급전원 V_cc와 접지사이에는 게이트가 접지된 D형 모오스 트랜지스터와 게이트 펄스신호

에 접속된 E형 모오스 트랜지스터(68)와 게이트가 펄스 신호

에 접속된 E형 모오스 트랜지스터(69) 및 게이트가 접지된 D형 모오스 트랜지스터(70)의 각 드레인 소오스간의 직렬로 접속이 된다.

트랜지스터(68)과 (69)의 접속 노오드(71)는 라인(34)에 접속된다. 트랜지스터(67)-(70)으로 형성된 회로는 신호

가 하이상태일때 후술하는 리드 동작중

(+2.5볼트)를 라인(34)와 (110)에 공급하는 기준전압 발생기이다.

이것은 리드 동적시 FLOTOX형 불휘발성 메모리 소자(100)가 보다 도전성이 좋게 하는 것이다. 라인(34)은 D형 모오스트랜지스터(90)의 드레인 소오스 통로를 통해 라인(110)에 접속된다. 트랜지스터 90의 게이트는 라인(33)에 접속된다. 공급전원 V_cc와 라인(33)사이에는 E형 트랜지스터(44)와 D형 모오스트랜지스터(44)가 도시된 바와 같이 직렬로 접속이 된다.

트랜지스터(44)의 게이트는 도시되지 않은 어드레스 버퍼로부터 공급되는 어드레스 신호 A_k가 인가되는 라인(31)에 접속되며 트랜지스터(45)의 게이트는 라인 33과 접지사이에는 E형 트랜지스터(46)과 (47)이 병렬로 접속된다. 트랜지스터(46)의 게이트 펄스신호

에 접속되며 트랜지스터 (47)의 게이트는 모오스스랜지스터(44)의 게이트는 어드레스신호

의 (A_k의 반전신호)가 공급되는 라인(32)에 접속된다.

그러므로 신호

가 로우 상태일때 어드레스신호 A_k가 하이이면 라인(33)은 트랜지스터(44)와 (45)의 도통과 고전압 펌프회로(200)의 동작에 의해 고전압 V_pp로 된다.

한편 어드레스 신호

가 하이(A_k는 로우)이면 라인(33)은 트랜지스터 47의 온 상태에 의해 로우상태로 된다.

제 4 도의 이레이스 드레인(121)에 접속된 라인(120)의 일단에는 리세트 신호 RS와 그 반전신호

에 의해 인버어터로 동작하는 E형 모오스 트랜지스터 54와 55로 구성된 인버어터의 출력 노오드(56)가 접속된다.

그러므로 리세트 프로그램 리세트 신호 RS의 하이상태에 의해 라인(120)은 상기 인버어터와 고전압 펌프회로 300의 동작에 의해 고전압 V_pp로 된다.

공급전원 V_cc와 불휘발성 메모리소자(100)의 드레인(131)에 접속된 라인(130)사이에는 게이트가 노오드(38)에 접속된 D형 모오스 트랜지스터(81)와 게이트가 접지된 D형 모오스 트랜지스터(81)와 게이트가 접지된 모오스트랜지스터(82)가 직렬로 접속되있다. 노오드 38에 접속된 라인(35)은 E형 모오스 트랜지스터(83)의 드레인에 접속되어 있고 트랜지스터(83)의 드레인 E형 트랜지스터(85)와 (87)의 게이트에 접속되 있다. 어드레스 프로그램시 하이상태가 되는 신호 PR이 소오스가 접지된 트랜지스터 83의 게이트에 인가되며 이때 트랜지스터(83)은 온 된다.

노오드(39)에 직렬로 접속된 트랜지스터(85)와 부하가 되는 D형의 모오스 트랜지스터(84)는 인버어터를 형성한다. 상기 인버어터의 출력 노오드(39)는 라인(36)을 통해 E형 모오스트랜지스터(86)의 게이트에 접속이 된다. 트랜지스터(86)와 (87)의 각 드레인-소오스 통로는 도시된 바와같이 노오드(37)를 통해 라인(31)과 (32)사이에 직렬로 접속이 된다. 노오드(37)는 소오스가 접지된 E형 모오스 트랜지스터(88)의 게이트에 접속이 되며 상기 트랜지스터(88)의 드레인 라인은 리던던트 행 라인(3)에 접속이 되는 출력라인이다.

트랜지스터(81) 내지 (88)을 구비하고 있는 회로는 리드 동작시 불휘발성 메모리 소자(100)의 프로그램된 상태에 따라 선택이 될 것인가를 결정하는 감지회로로서 동작한다. 즉, 불휘발성 메모리소자(100)가 대플리숀 모오드 소자로 프로그램 되어있고 라인(31)상의 행 어드레스 신호 A_k가 로우 상태이면, 노오드 38의 전압은 상기 소자(100)의 도통과 리드동작중 로우상태로 되는 신호 PR에 의해 로우(접지)가 된다. 그러므로 상기 트랜지스터(85)와 (87)은 오프로 되고 상기 트랜지스터(86)는 온 된다. 따라서 노오드(37)은 로우로되고 라인(89)에 접속된 리던던트 행 라인(3)은 리던던트 메모리 쎌을 선택하도록 하이로 된다. 그러나 행 어드레스 신호 A_k가 이때 하이상태였다면, 노오드(37)은 하이상태이고 결과적으로 리던던트 행 라인(3)에 접속된 리던던트 메모리 쎌들이 선택되지않고 노말 행 라인(4)에 접속된 메모리 쎌들이 선택될 것이다.

한편, 불휘발성 메모리 소자(100)가 인한스멘트 모오드 소자로 프로그램 되었다면, 노오드(38)는 상기 소자(100)의 비 도통으로 하이상태로 된다. 그러므로 반전 행 어드레스 신호

가 로우이면 리던던트 행 라인(3)이 상기 트랜지스터(87)의 도통으로 선택된다. 제 1 도와 제 2 도를 참조하여 본 발명의 작동을 상세히 설명한다. 칩의 완성후 결함있는 메모리 쎌들의 교체를 위한 행 어드레스 프로그램 장치들 RAPD 내지 RAPDi의 프로그램 단계는 리세트 프로그램 단계와 어드레스 프로그램 단계의 두 단계로 나눌 수 있다.

메모리 어레이의 검사후 행 어드레스 프로그램 장치 RAPDo 내지 RAPDi+1의 모두에 대해, 동시에 행하는 리세트 프로그램은 상기 프로그램 장치들의 모두가 디플레숀 모오드로 동작하도록 프로그램하는 것이다. 그러한 리세트 프로그램은 프로그램제어 신호들 RS, CP 및 PR중 리세트 신호 RS만을 하이상태로 함으로써 시작된다. 그러면 트랜지스터(46)(54) 및 (66)은 도통이 되며 라인(33)(34) 및 (110)은 로우 상태로 되며 라인(120)은 전술한 바와같이 고전압 펌프회로 300의 동작에 의해 고전압 V_pp로 충전이 된다.

결과적으로 행 어드레스 프로그램장치들 RAPPo 내지 RAPDi+1의 내에 있는 모든 불휘발성 메모리 소자들이 이레이스 드레인(121)에 인가되는 고전압 V_pp와 프로그램 게이트(111)에 인가되는 0전압에 의해 디플리숀 모오드 소자들로 변한다. 상술한 리세트 프러그램 단계가 끝나면 결함이 있는 노말 메모리 쎌들을 리던던트 메모리 쎌들로 교체하기 위한 어드레스 프로그램 과정이 행해진다. 어드레스 프로그램은 노말 행 라인을 선택하는 어드레스 비트패턴을 어드레스 프로그램 장치가 입력하여 리던던트 행 라인을 선택하도록 어드레스 프로그램 장치를 프로그램하는 것이다. 어드레스 프로그램은 두가지 경우로 나누어진다. 즉 행 어드레스 신호 A_k가 로우인 경우와 행 어드레스 신호 A_k가 하이인 경우이다.

어느 경우에도 프로그램 제어신호 PR과 CP는 하이이며 리세트신호 RS는 로우이다. 라인 120은 트랜지스터(55)의 도통에 의해 로우로 되고 라인(34)은 트랜지스터(64)와 (65)의 도통과 고전압 펌프회로(400)의 동작에 의해 고전압 V_pp로 충전된다. 이때 만약 행 어드레스 신호 A_k가 로우(

는 하이)면 트랜지스터(44)는 오프되며 트랜지스터(47)은 온이 된다. 그러면 라인(33)은 접지 상태로 방전된다. 그러므로 분리 트랜지스터(90)는 라인(110)에 고전압 V_pp의 일부분만을 전달하여 라인(110)은 프로그램 게이트(111)에 약 3볼트의 전압을 제공한다. 따라서 이 전압은 메모리 소자(100)가 프로그램상태를 변경할 정도의 전계를 제공하지 못하기 때문에 상기 소자(100)은 전술한 리세트 프로그램시의 프로그램 상태인 디플레숀 모오드를 유지한다.

만약 행 어드레스 신호 A_k가 하이이면 트랜지스터(44)와 (45)는 도통이 되고 라인(33)은 고전압 펌프회로(200)의 동작에 의해 고전압 V_pp로 된다. 그러므로 라인(110)의 전압은 트랜지스터(90)의 도통으로 고전압 V_pp로 되며 그 결과 불휘발성 메모리 소자(100)는 인한스멘트 모오드 소자로 바뀌게 된다.

전술한 프로그램 단계들이 모두 끝나면 리드 동작시에 리던트 행 디코오더(10)가 결함이 있는 노말 행 라인(4)을 대신하려 리던던트 행 라인(3)을 선택하도록 동작하지 않는다. 그러한 리드 동작은 트랜지스터 들 81 내지 88로 구성된 감지회로에 의해 행해진다. 이때 신호들, CP, RS, 및 PR은 모두 로우 상태에 있다.

그러므로 라인(110)과 (120)은 모두 로우상태이다. 만약 불 휘발성 메모리소자(100)이 디플리숀 모오드로 프로그램 되어있다면 노오드(38)는 로우 상태이며 트랜지스터(87)은 오프되는 반면 트랜지스터(86)은 온 된다.

그러므로 어드레스 신호 A_k의 로우 상태가 노오드(37)에 나타나며 트랜지스터(88)는 오프로 되며 그 결과 리던던트 행 라인이 선택된다. 만약 불휘발성 메모리 소자(100)가 인한스멘트 모오드로 프로그램되어 있다면 트랜지스터 86은 오프이며 트랜지스터(87)은 온이다. 그러므로 리던던트 행 라인이 어드레스 신호

의 로우 상태에 의해 선택된다. 그러므로 노말 행 라인 4에 접속된 메모리 쎌들이 결함이 없다면 행 어드레스 프로그램 장치들 RAPDi과 RAPDi+1중의 어느 하나의 출력 신호가 전술한 리세트 프로그램후 로우 상태로 된다. 따라서 리던던트 행 라인 3은 선택되지 않도록 로우 상태를 유지한다.

만약 노말 행 라인(4)의 메모리 쎌들이 결함이 있다면 입력행 어드레스 신호 A_k가 로우인 행 어드레스 프로그램 장치가 디플레숀 모오드로 프로그램된다. 그 반면 입력 행 어드레스 신호 A_k가 하이인 행 어드레스 프로그램 장치들은 인한스먼트 모오드로 프로그램 될 것이다.

하나의 FlOTOX불휘발성 메모리 소자를 사용한 예가 전술한 바와같이 설명되었지만 만약, 그 소자가 결함이 있다면 리던던시 계획은 실패할 것이다. 상기의 문제를 해결하기 위해 브리지형으로 접속된 4쎌 FLOTOX불휘발성 메모리 소자가 제 2도의 불럭(100)에 사용될 수 있다. 제 5도를 참조하면 FLOTOX불휘발성 메모리 소자들 202-205의 프로그램 게이트들은 모두 프로그램 게이트 단자(205)에 접속되고 상기 소자들(202)-(205)의 이레이스 드레인은 모두 이레이스 드레인 단자 221에 접속이 된다. 상기 소자들(202)와 (203)의 드레인들은 모두 드레인 단자(231)에 접속이 된다. 상기 소자들(202)와 (203)의 소오스들은 모두 소자들(204)와 (205)의 드레인들과 함께 접속이 된다. 또한 소자들(204)와 (205)의 소오스들은 모두 접지가 된다.

프로그램 게이트 단자 211, 이레이스 드레인 단자 221 및 드레인 단자 231은 각각 제 2 도에 나타낸 라인(110)(120) 및 (130)에 접속된다. 상기 4쎌 FLOTOX불휘발성 메모리 소자의 동작은 제 3 도 및 제 4 도에 보인 FLOTOX불휘발성 메모리 소자의 동작과 동일한 동작을 한다.

제 5도에 보인 4쎌 FLOTOX불휘발성 메모리 소자는 4개의 소자들(202)-(205)중 적어도 2개가 결함이 있을때 사용될 수 없다. 그러므로 상기 4쎌 FLOTOX불휘발성 메모리 소자가 결함이 있을 확율은 하기의 식과 같이 표시될 수 있다.

P_T-2²(1-P²)+4P³(1-P)+P⁴+2P²

여기서 P는 제 3도 및 제 4도에 나타낸 한개의 FLOTOX불휘발성 메모리 소자가 제조공정중 결함을 발생할 확율이다.

일반적으로 P의 값은 약 10^-5의 작은 값이기 때문에 제 5도에 보인 4쎌 소자의 신뢰성은 제 3 도 및 제 4도에 본인 1쎌 소자의 비해 10^-5정도의 향상이 된다. 제 6 도는 다수의 행 라인을 다수의 리던던트라인과 교체하는 리던던시 회로도를 나타낸 것이다. 제 6 도에서 행디코오더들(10A)-(10I)의 각각은 제 1도에 보인 리던던트 행 디코오더(10)와 같은 구성을 갖으며 노말 디코오더들(20A)-(20I)는 공지된 노아 게이트 디코오더 들이다.

지금, 노말 행라인(4a)에 접속된 노말 메모리 쎌들이 결함이 있고 행 어드레스 프로그램 장치들 RADPoA 내지 RADPi+1A가 상기 어드레스 프로그램에 의해 결함있는 쎌을 교체하도록 프로그램이 되었고 라인(4a)상의 노말 메모리 셀들을 선택하기 위한 행 어드레스 신호들이 본 발명에 따른 반도체 칩에 입력하였다 가정하면 리던던트 행라인 3A상의 신호는 하이상태로 된다 그러면 리던던트 행라인들 3A 내지 3I상의 신호를 입력하고 노아 게이트(5)와 인버어터(6)로 구성된 낸드 게이트의 출력신호는 하이 상태가 된다. 그러므로 낸드 케이트의 출력에 접속된 노말 행 디코오더들 20A 내지 20I의 출력신호 모두가 노말 행라인 4A 내지 4I상의 메모리 쎌들을 선택하지 않도록 로우 상태로 된다. 만약, 노말 메모리 어레이의 모든 메모리 쎌들이 결함이 없다면 전술한 바와같이 리세트 프로그램에 의해 모든 리던던트 행라인 34A 내지 3I는 리던던트 메모리 셀들을 선택하지 않도록 로우 상태로 된다.

본 발명은 최상의 실시예로 기재하였지만, 개시된 여러방법으로 개조될 수 있음을 이 분야의 통상의 지식을 가진자는 알 수 있을 것이다. 예를들어 추가된 어드레스 프로그램장치의 입력신호는 타의 어드레스 프로그램 장치들중 선택된 하나의 장치의 입력신호의 반전신호가 될 수 있다.

Claims

결함이 있는 노말 메모리 쎌들과 노말 라인을 결함이 없는 리던던트 메모리쎌과 접속된 리던던트 라인으로 교체하는 반도체 장치의 회로에 있어서, 상기 노말라인에 접속되고 어드레스 신호의 소정 조합과 상기 리던던트 라인상의 신호에 응답하여 상기 노말 라인을 선택 또는 선택하지 않는 출력신호를 발생하는 노말 디코오더와, 상기 리던던트 라인에 병렬로 접속되고 전기적으로 프로그램 할수있는 불휘발성 메모리 소자를 가지며 상기 메모리소자의 프로그램상태에 따라 상기 각 입력 어드레스 신호와 그 반전신호의 쌍들에 응답하여 출력라인을 접지 또는 플로팅상태로 하는 다수의 어드레스 프로그램장치들과 상기 리던던트 라인에 접속되고 상기 어드레스 프로그램장치들과 동일 구성이며 상기 어드레스 프로그램장치들중 어느 하나에 입력하는 한쌍으로된 어드레스 신호와 그 반전회로를 반전하여 입력하는 하나의 추가된 어드레스 프로그램장치를 구비하여 노말 메모리쎌에 결함이 있고 이 쎌들을 선택하는 입력 어드레스 신호가 입력할때 상기 리던던트 라인을 플로팅 되게 상기 메모리 장치를 전기적으로 프로그램하여 노말메모리 쎌에 결함이 없을시 이 쎌을 선택하는 어드레스 신호로 프로그램장치중 하나와 이 장치의 반전된 싱호가 입력하는 상기 추가된 어드레스 프로그램장치의 출력이 리던던트 라인을 선택하지 않도록 하는 리던던틀 디코오더를 구비함을 특징으로 하는반도체 장치의 리던던씨 회로.
제 1항에 있어서, 어드레스 프로그램장치가 어드레스 버퍼로부터 입력하는 어드레스 신호와 이 신호의 반전 신호를 입력하는 어드레스 신호 라인과 반전 어드레스 신호라인을 구비하여 프로그램 게이트단자와 이레이스드레인 단자 및 드레인단자와 접지된 소오스단자를 가지고 전기적 프로그램에 따라 디슬레이숀 또는 인한스먼트 모오드로 동작하는 불휘발성 메모리 소자와, 상기 프로그램 게이트에 분리소자를 통해 접속되고 어드레스 프로그램시 고전압을 발생하며 리드시 상기소자가 디플리숀 모오드일때 상기 프로그램게이트에 상기 소자의 도전성을 좋게하는 전압을 발생하는 제 1수단과, 상기 이레이스드레인에 접속되며 리세트프로그램시 상기 소자가 대플레숀 모오드로 되게 전압을 공급하는 제2수단과, 상기 어드레스 신호라인과 상기 분리소다 사이 및 상기 반전어드레스 신호라인과 상기 분리소자 사이에 접속되며 프로그램시 상기 어드레스 신호라인 및 반전 어드레스 신호라인상의 논리 신호상태에 따라 상기 분리소자를 통해 상기 제 1수단에서 발생된 고전압을 전달하는 제 3수단과, 상기 어드레스 신호라인과 반전어드레스 신호라인 및 상기 메모리 소자의 드레인라인에 접속되며 리드시 상기메모리 소자의 프로그램된 동작 모오드와 상기 어드레스 신호라인 또는 상기 반전 어드레스 신호라인의 논리신호에 따라 리던던트 라인을 선택하거나 선택하지 않는 출력 신호를 발생하는 감지 수단을 구비함을 특징으로 하는 반도체 회로.
제 2항에 있어서 상기 불휘발성 메모리 소자의 4개의 FLOTOX형 불휘발성 메모리소자들을 구비하여 브리지 형식으로 접속됨을 특징으로 하는 회로.