TW469427B - Memory device having redundancy cells - Google Patents

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46 942 A7 B7 五、發明說明（ 發明背景 發明領域 本發明係關於其中涵括冗餘晶胞之記愫體裝置β特 別本發明係關於一種記憶體裝置，其中形成記錄替換成冗 餘晶胞資訊的几餘播案結構形成為同正常晶胞的播案结構 (舉例）’則缺陷晶胞可不僅於晶圓階段被替換成冗餘晶跑 ’同時於晶片已經儲存於封裝想後仍可替換a 相關技術之說明 一種記憶體裝置使用一半導體具有冗餘晶胞可隨記 憶體容量的增加用以解除缺陷晶胞》使用作為電腦快取記 憶體的DRAM帶有冗餘晶胞，且於熔絲R〇m(冗餘ROM)儲 存有缺陷晶胞替換成冗餘晶胞的位址資訊，然後DRAM比 較供應的位址與儲存於冗餘ROM的位址，於兩個位址重 合時’壓抑存取正常晶胞而許可存取冗餘晶胞。 它方面’使用鐵電材料殘餘極化作用的鐵電記憶體 屬於使用半導體之記憶體裝置之一，晚近主要令人感興趣 在作為同DRAM之可更快速改寫之非揮發性記憶體。 FeRAM之記憶體晶胞也具有同DRAM記憶體晶胞之經由選 擇電晶體及電容器形成的簡單結構，因此未來相當可能獲 得大型記憶容量。如前述，電容器之介電層係由鐵電材料 製成’其藉外加一單一方向電場至電容器之各電極間偏極 化’故即使於電場消失後仍然保有殘餘極化，且記錄資料 。特別FeRAM為非依電性記憶體，即使未供電時仍可保 有儲存的資料《此外預測FeRAM可用作具有大型記憶容 本紙張尺度財國國家標準（CNSM4規格（210 X 297公S ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I I^------- 訂- - ----- ·線氣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 經濟部智慧財產局員工々費合作:1-: A7 ----------B7___ 五、發明說明（2 ) 量替代DRAM之非依電性記憶體，原因在於改寫或消除資 料所需時間比較今日廣泛使用的EEpR〇M或快閃記憶體所 需時間更短，

FeRAM的發展剛剛開始，今曰尚未發展出具有如此 大l憶體容量的裝置。因此未曾提示有關冗餘晶胞以及替 換缺陷晶胞成為冗餘晶胞的結構。但容易預估冗餘晶胞結 構未來隨著筘憶容量的增加將變成必備的結構’因此需要 提出冗餘晶胞及替代結構。

FeRAM與DRAM等間的不同點說明如後，第一，製造 過程的發展不夠成熟因此冗餘晶胞結構須為儘可能簡單 的電路結構：第二，於FeRAM之缺陷晶胞偵測不僅於晶 圓檢查階段進行，同時於記憶體晶胞已經包封於封裝體後 籽取速老化試驗（加速試驗）進行，因此即使於晶片封裝成 為封裝體後缺陷晶胞仍許可替換成冗餘晶胞 如此若用於DRAM藉雷射切斷的熔絲rom用作冗餘 ROs_l要求形成具有與尋常晶胞不同結構的記憶體作為 晶片的冗餘ROM。此外：瑕疵單元僅可於晶圓階段被解 余’因此瑕疵單元無法於晶片儲存於封裝體後被解除 進—步即使〗）RAM '只要冗餘ROM係由目前使用的培 球ROM形成1於晶μ儲存於封裝體後偵測浔的缺陷晶 跑無法被解除，進步於王常DRAM.,通常包括缺陷晶狍 之";被替R成冗餘巧..替吒卞法中.當有若干缺陷晶胞係 与、晶Μ #歧產主時 可智代的冗餘數g有限，因而無本 解..r接：¾晶疤：因圯解除能3有思. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -*裝 訂--- 線------ 46942 7 A7 ________B7___ 五、發明說明（3 ) 發明概述 如此本發明之一目的係提供一種記憶體裝置，藉此 可以簡單結構實現記錄替換成冗餘晶胞資訊的冗餘晶胞及 冗餘檔案記憶體。 本發明之另一目的係提供一種記憶體裝置，其中即 使於記憶晶片被儲存於封裝體後缺陷晶胞仍可被替換成冗 餘晶胞。_ 本發明之又一目的係提供一種記憶裝置，藉此可提 高釋放冗餘晶胞的能力。 本發明之又一目的係提供一種F eRAM，其中可以簡 單的結構實現冗餘晶胞及記錄替代資訊與冗餘晶胞之冗餘 檔案記憶體β 本發明之另一目的係提供一種FeRAM，其中即使於 記憶晶片儲存於封裝體後，缺陷晶胞仍可被替換成冗餘晶 胞。 本發明之又一目的係提供一種FeRAM，藉此可提高 釋出冗餘晶胞的能力。 為了達成前述目的，於本發明中，記錄替代資訊而 指示缺陷晶胞被替換成冗餘晶胞的冗餘檔案記憶體係由一 記憶晶胞形成，該記憶晶胞具有與正常記憶晶胞相同結構 ’因此可於存取正常記憶晶胞的同時存取冗餘檔案記憶體 。然後當存取正常記憶晶胞時，記錄於冗餘檔案記憶體的 替代資訊同時被讀出，以及根據替代資訊，缺陷晶胞被替 換成冗餘晶皰》 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --^---I---I 訂-------!線·、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 6 五、發明說明（4 Λ7 B7 經濟部智慧財i局員工;ή'·費合作iif t 使用此種結構，冗餘擋案記憶體的結構同正常記憶 晶胞及冗餘晶胞，因此可簡化冗餘電路結構。此外，由於 資料可以正常€憶晶胞的相同方式寫入於冗餘檔案記憶體 ，故即使於記憶晶片被儲存於封裝體後仍可將缺陷晶胞替 換成冗餘晶胞且記錄替代資訊：換言之，即使於晶片儲存 於封裝體後仍可解除缺陷晶胞。此外由於指示缺陷晶胞的 替代資訊係記錄於冗餘檔案記憶體，因此可變更各字線的 替m·因而可對各缺陷晶胞替換缺陷晶跑成為冗餘晶 胞因此使用此種結搆解除缺陷晶胞的能力可提高至高於 缺陌晶胞被替換成各行或各字的冗餘晶胞^ 為了達成前述_，本發明中，一種記憶體裝置； 具有一正常記憶體區及-冗餘記憶體區中於正常記憶 體區的缺陷晶跑可被改寫成於冗餘記憶體區之，冗餘晶胞 '該裝置包括： -冗餘幢案記憶體具有晶胞，其各自結構係同正常 記憶禮區以及冗餘記憶體區的結構1用以記錄對正常記憶 體區存取a曰胞的替代資m卩及於正常記憶體區被存取的 同時被存敢而輪出-替代資訊信號，以及 選擇電路m射細晶抱之替择…號 壓制正常記遭體區的選澤文許可選擇 很擄前述發明.由 的結搆同王當圮.¾體晶 约垆甲額：·〜

If. it (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I - I 1-----訂 *---------i .rr 餘記憶體區.. X餘tf案記！體記錄替代賢訊 因此连須揭供冗辁襠案纪憶體 _ iL结構：.如使於記.¾ ' Γ釔t接缺兌一贽氕备一餘晶 Λ. ,p-h <Ji -t|Mh 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 469427 五、發明說明（5 ) 胞，以及將替代資訊寫入冗餘檔案記憶體。 為了達成前述目的’根據本發明之一種記憶想裝置 ’其中於一正常記憶體區之一缺陷晶胞可被替代成於一冗 餘記憶體區之一冗餘晶胞，該裝置包括： 一記憶體區具有多條字線，多條位元線以及多個晶 胞位在字線與位元線的交叉點，其中記憶體區包括正常記 憶體區、冗舞記憶韹區及_冗餘檔案記憶體區用以記錄缺 陷晶胞之替代資訊，缺陷晶胞連結至一字線的替代資訊被 記錄於連結至對應字線的冗餘擋案記憶體區之一晶胞，以 及響應選擇該對應字線，替代資訊由冗餘檔案記憶體區被 輸出，以及 一選擇電路用以響應替代資訊，壓制選擇正常記憶 體區以及許可選擇冗餘記憶體區。 根據本發明，由於記錄替代資訊的冗餘檔案記憶體 結構同正常記憶體晶胞，故無須提供特用額外冗餘檔案記 憶體ROM，如此可簡化結構。即使於儲存記憶體晶片成 為封裝體後.，仍可將缺陷晶胞替換成為冗餘晶胞且改寫替 代資訊至冗餘ROM。 本發明中，正常記憶體區對各次替代包括多行，以 及 對應多行設置的冗餘檔案記憶體包括沿該字線的多 個晶胞用以記錄替代資訊指示晶胞是否被替換，以及 選擇電路，響應根據該字線驅動而由多晶胞提供的 替代資訊信號，壓制對應行的選擇以及許可選擇冗餘記憶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） i I I I I----I---袭----！ I 訂--I I II ---> (請先閱讀背面之注意事項再填寫本-1) 經濟部智慧財產局員Η消費合：^.社!:':;5: A7 __B7 ___"***一 ' ------------- 五、發明說明（6 ) 體區該行。 此外’本發明中’正常記憶體區對各次替代包括多 行， 冗餘檔案記憶體區包括沿該字線之多個晶胞用以記 錄由多行替代之該行位址相關資訊，以及 當根攄該字線的驅動而由多個晶胞提供的替代資訊 B號係重合多行的供應位址時.選擇電路壓抑對應該供應 位址之行的選擇以及許可選擇冗餘記憶體之該行。 圖式之簡單說明

第1圖為略圖顯示根據本發明之FeRAM之記憶體晶胞 結構Q 第2圖為鐵電薄膜之遲滯特徵圖3 第3圖顯示FeRAM於讀取模之波形圖。 第斗圖為略圖顯示FeRAM之記憶體晶胞之其它結構),列 第5圖顯示於讀取模之波形圖。 第6圖為略圖顯示於f eR a Μ之記憶體區之一行的結構 例 第7圖為具有冗餘晶胞，之.記逸體裝置之整體結構圖 第8圖為略圖顯示根據第一具體例之記憶體裝置 第9圖為略圖顯示根據第一具體例之記憶體裝置 第；ΰ圖岛咯圖顯示根據第二具體例之圮憶體裝置 第：丨圖鸟略圖顯未根據第二具體倒之記憶體裝置， * q圖為苹圈顧七壞擔第二具.體多:之圮體裝置 I I I . I I . I I I I ! J I ---- I ---- f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 469427 五、發明說明（7 第13圖為略圖顯示根據第三具體例之記憶體裝置。 第14圖為略圖顯示根據第四具體例之記憶體裝置。 第15圖為略圖顯示根據第四具體例之記憶體裝置。 第16圖為略圖顯示根據第五具體例之記憶體裝置。 第17圖為略囷顯示根據第五具體例之記憶趙裝置。 較佳具體例之說明 後文將參照附圖說明本發明之較佳具體例，但本發 明之技術範圍絕非限於此等具體例。 雖然本發明並非限於使用鐵電層之FeRAM，本發明 可應用至其它記憶體裝置’但下列具體例將以FeRAM舉 例說明》 第1圊為略圊顯示根據該具體例之由FeRAM形成之記 憶體晶胞結構。由FeRAM形成的記憶體晶胞MC係由選擇 用電晶體Q連結至一字線WL及一位元線BL，以及一具有 鐵電薄膜之儲存用電容器CF組成。電容器CF具有一電極 連結至電晶體Q及另一電極連結至一板線PL。連結至電晶 體Q之位元線BL及於反端的位元線/BL係彼此連结至一感 測放大器SA。 第2圖為鐵電薄膜之遲滯特徵圖。第2圖中，縱軸顯 示外加於一鐵電薄膜之電場（電壓），以及橫軸顯示根據偏 極化作用之電荷Q。如第2圖所示，當由一點H2狀態外加 正電場至鐵電薄膜時，偏極化方向沿箭頭方向改變，該狀 態改變成點H3狀態〇於電場的外加停止後，殘餘偏振保 有於點H4狀態。此外，當由點H4狀態外加一負電場至鐵 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 經;§-部智慧財4局|;1_消費合：.:15:!)-二''':>,^: A： ____________ B7 五、發明說明（8 ) 電薄膜時，偏振方向沿箭頭方向改變以及狀態改成點出 η犬態-於電場的外加停止後，殘餘偏振保有一點H2狀態 、因此點H2於資料I —態及點H4於資料「〇」態可記錄 二進制資料= 採用前述原理，資料可被寫入第I圖之記憶體晶胞Mc 如後.位元線BL被設定為準位，板線pl被設定為η準位 及子線W L被設定為Η準位來導通電晶體q ’於第一方向 的電場外加至電容器CF之鐵電薄膜因而變成點Η 1態(舉例） -隨後即使字線WL·於L準位及電晶體q變成非導通，以及 鐵電薄膜之電場喪失.鐵電薄膜仍可維持偏振態，此處記 錄& Η2資料1 _進一步 ' 當位元線BL設定為L準位， 板線PL設定為η準位，字線設定為η準位，以及外加於第 二方向的反向電場以及隨後字線設定為L準位時.鐵電薄 膜可維持偏振態‘此處記錄態H4資料Γ 1 / 第3圖顯示FeRAM於讀取模之波形圖，第丨圊.所示記 意體晶胞MC可藉由重新設定位元線bl為L準位I.巨大準彳立） :字線WL為Η準位及板線PL為Η準位而讀出 於板線PI. 岛Η準位後 '寫人前述資料.+ () 時的電場被外加至電容 器C Η之鐵電薄膜.薄膜變成於第2圖之態Η3 〃結果當記錄 貧料！ 1 .時、態Η2改成態Η3 ‘大電荷AQ〖流出至位元線 m 當資料 〇 被記錄時：薄暝由態H-; 在態H3 .以 义較.電苟泫出I泣元線B[.因此m線B[之单 :.·5 烏升* i f斜1 '威較：..并高丨資料 0 …感 則放 二器她t铒參#電f Yre;比較偵界變汷s丨2 ! I ----- I 1 I — I I — I --*--- ---I ~ ---I I I I Ϊ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

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五、發明說明（9 ) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 由於FeRAM係如前述受到破壞性讀取，於位元線BL 之準位充分放大至Η或L準位後，板線PL被下拉至L準位 ，以及於對應各積測資料之寫入模電場被外加至鐵電薄膜 。隨後經由下拉字線WL，各資料返回儲存態，然後改寫 操作於此處完成。 第4圖顯示於FeRAM之記憶體晶胞之其它結構例。本 例之記憶體晶胞MC係由第1圈所示一對晶胞形成，該晶胞 係由二電晶體及二電容器組成。使用此型記憶艘晶胞Me 經由寫入彼此反相資料至一對電容器CFO及CF1，·使用於 讀取模介於一對位元線間之差壓容易偵測資料。 第5圖顯示於第4圖之記憶體晶胞讀取模之波形圊。 於位元線BL及/BL於讀取模被復置至l準位後，字線WL提 升至Η準位及板線PL也被驅至Η準位。因此類似第3圖之 例’當電容器CF儲存資料「1」的位元線bl準位大為升高 時’電容器CF1儲存資料「〇」至位元線bl準位略微升高 。感測放大器SA偵測二位元線之電位差且放大之。隨後 的改寫作業同前述案例。 第ό圖顯示於FeRAM之記憶體區中一行的結構例β該 行包括8對位元線’ BL0 ’ /BL0至BL7，/BL7及多條字線WL0 至WL511 » 8位元線對經由行閘CL0，/CL0至CL7，/CL7， •同時連結至8資料匯流排線對DB0，/DB0至DB7，/DB7， 其個別同時由行選擇信號C0導通。各記憶體晶胞MC係位 於位元線與字線的交叉點。一對偶及奇字線WL0，WL1共 用板線PL0 »因此當選擇偶字線WL0時，讀取資料輸出至 本紙張尺度適用+國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） — — — ———--HI— I I I I I !訂111! — I I I J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 12 五、發明說明（10 A7 B7 位元線BL0 ’且進一步輸出至資料匯流排線db〇。此外’ 當奇字線WL1被選定時，讀取資料被輸出至位元線 且進一步輪出至資料匯流排線/DB0。如此表示根據被驅 動字線為奇或偶，資料匯流排線對之—輪出變成可資利用 經濟部智慧財產局si点費合·ΛΓ;ϊ·''···ν、 如前述，FeRAM之行具有一種結構，8位元線對bl同 時連結至八資料匯流排線對DB 因此.當任何缺陷晶胞存 在於一行時.整行被替換成冗餘記憶體區之—行 為了最適當執RFeRAM之讀取作業，須使FeRAM之 位元線長度變長至某種程度，且使其寄生電容CM增大至 某種程度，如前述，經由設定位元線3[至浮動態，驅動 板線PL由L準位至Η準位，外加電場至晶胞電容器c^L以 及使用第2圖所示原理讀取資訊，可讀出資料。由於各晶 胞的電容器L'cu.係，經由一晶胞電晶體連結至位元線虹， BL 除非位元線寄生電容被提高至某種程度，否則 驅動板線PL伴隨的電場#法有❸卜加至晶㈣容器〇(^ 因此理由ϋ.通常係製作—種結搆其中位元線長度相對較 長以及字線數目相於FeRAM詞·較大= s比於涵括第6圖多产之玉當㈣A财此等行係經 岛轶瑪d 由於^元線長度變相對較長的結果 、數^ U較Λ | ϋ及宇線或板錄長度便相對較短 cm m U蛛長度相對較短 ' 因此產生多個 ...... ……巧☆宝線万向g.高常此.希 u Λ 體.¾ 督；；1 .:w.笔

；F V I ^1' '· (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) --裝 一 0’ I n K I n ϋ i - i I- - - It . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 942 7 A7 -----B7 五、發明說明（11 ) 的多個偵測晶胞。 第7圏顯示具有一冗餘晶胞之記憶體裝置之完整結構 圖。第7圖之記憶體裝置中，八行CQLO至C0L7設置於正 常記愧體區’ 一行設置一冗來解除正常記憶體 區的缺陷晶胞。記錄替代缺陷晶胞成為冗餘晶胞的資訊之 冗餘檔案記憶體RFL也具有由8位元線對組成之一行的容 量。 於第7圖之例，替代資訊係記錄於冗餘檔案記憶體rfl 。相對於字線WL0 ’若連結至行COLO之位元線WL0之記 憶體晶胞之一為缺陷晶胞，則當該字線WL0被選定時，係 選擇於冗餘記憶體區之冗餘行RCOL而非正常記憶體區之 行COLO。為了使替代變有效，指示替代的替代資訊係記 錄於對應冗餘檔案記憶體RFL之行COLO的記憶體晶胞， 該晶胞係位在冗餘擋案記憶體RFL0之同一字線上。 當選定及驅動字線WL0時，選擇記錄替代資訊於冗餘 檔案記憶體區RFL之晶胞RMCgc，以及指示須被替代晶胞 的替代資料信號SO由冗餘檔案記憶體RFL0輸出。替代資 訊信號SO供應行選擇電路CS0可使行選擇信號C0變成非選 擇態。同時，替代資訊信號SO也供應冗餘選擇電路RCS而 使冗餘記憶體區的行RCOL之選擇信號RC作選擇。結果包 括缺陷晶胞的行COLO相對於字線WL0被替代於冗餘記憶 體區之行RCOL。 當如第7圈之實例所示’缺陷晶胞存在於正常記億體 區之一行COL 1時，指示晶胞為缺陷的替代資訊係記錄於 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 14 I III — — .' ---I 1 ---^ . ----- I 1 « I < <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 C7 經濟部智慧財產局員工消费Λϋΐ·τ:ίί·-.Γ*'. 五、發明說明（I2 位在同一字線WL1之對應冗餘樓案記憶體RF L 1之記憶體 晶胞RMC π。因此，當選擇及驅動字線w'L 1時，冗餘檔案 記憶體RFL 1之記憶體晶胞RMC!!也被選定，以及指示晶 胞須被替換的替換資訊信號S 1由冗餘檔案記憶體RFL 1輸 出。響應替代資訊信號S 1 ’行選擇電路c S 1壓抑選擇該行 .冗餘選擇電路RC S許可選擇於冗餘記憶體區的冗餘行 RCOL。 第7圖之冗餘棺案記憶體結構可將一行的一缺陷晶胞 替換成每條字線之一冗餘記憶體區的一冗餘行5此外，由 於當選定及驅動字線時；替代資訊係由對應被驅動字線的 冗餘檔案記憶體讀出’故替代資訊信號被用以壓制選擇正 常記憶體區，且許可選定冗餘記憶體區。因此即使僅有一 冗餘行提供於冗餘記憶體區，變成可解除於正常記憶體區 於多行產生的缺陷晶胞但當缺陷晶胞存在於同一字線的 多行時，無法以第7圖之結構例解除^字線方向相對較短 ' FeRAM的位元線方向如前述相對較長.故可能於同一 字線方向存在有多個缺陷晶胞的機率係低於位元線方向的 情浞，如此提高即使使用第7圈之結搆仍可充分解除缺陷 晶跑的可能 於第7圖之冗餘擋案記.億體.指责缺降晶皰的替代資 訊聲對應替代nr记錄因此記錄替气資訊的8位元記噫體 晶：E i須^ :1.:餘墙案-.A體RH 充.祿十-i5 f .至於其 .兴缺/¾ 致、< 泣Q..也纪.錄於冗餘噹案p ,體' --------------裝--- (請先閱讀背面之注咅3事項再填寫本頁) ήδτ. ，線—— 經濟邠智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 942 7 A7 _______B7___ 五、發明說明（13 ) 訊記錄於冗餘檔案記憶體。本實例容後詳述。 第8及9圖顯示根據本發明之第_具體例之記憶體裝 置。第8及9圖分別顯示記憶體裝置的左半部及右半部。如 第8圖顯示，第6圖所示之8行COLO至C0L7設置於正常記 憶體區100。類似第6圖之例，8位元線對BL0，/BL0至BL7 ’ /BL7 ’ 512字線WL及256板線PL設置於各行^ 8位元線 對藉各行選声信號CO, C1經由導通的行閘CL0，/CL0至CL7 ’ /CL7 ’連結至8資料匯流排線對DB0，/DB0至DB7，/DB7 〇 此外，當替代資訊信號S0及S1係於非可替代態時， 響應由各行解碼器40供給的行位址選擇信號CA0及CA1， 行選擇電路CS0，CS1使行選擇信號C0及C1變成選擇態。 特別當使用行選擇電路CS0時，行位址選擇信號CA0係於 Η準位’表示選擇態，以及替代資訊信號S0係於η準位表 示非可替代態，NAND閘10的輸出變成L準位，行選擇信 號C0藉反相器11變成Η準位，行閘電晶體CL0及/CL0變導 通。它方面，即使行位址選擇信號CA0係於Η準位選擇態 ，若替代資訊信號S0係於L準位可替代態，則NAND閘10 之輸出變成Η準位，行選擇信號C0藉反相器11變成L準位 ，行閘電晶體CL0及/CL0變成非導通，因此行COL0的輸 出或輸入受抑制（行被選定）。 如第9圖所示，冗餘記憶體區之冗餘行rc〇l具有正 常記憶體區10該行的相同結構。響應由冗餘選擇電路RCS 傳送的冗餘選擇信號RC，冗餘行RCOL之8條位元線對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1 I* I It I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 16 &-.^智-0-^*^£?'!1肖工.'#'舍. ...V. .-·

A7 ___________B7__ ____ 五 '發明說明（Η ) RBLO · /RBL(mRBL7，/RBL7連結至8f料匯流排線對DB 至/DB7。 冗餘檀案記憶體RFL也具有正常記憶體區i 〇〇該行的 相同結構..此等位元線經由電晶體連結至資料匯流排線， 毛晶體響應冗餘檔案記憶體選擇信號[變成導通3因 此替代資訊被寫於冗餘檔案記憶體。此外，此等位元線直 接連結至替代資訊信號產生器2〇〇 3 偶及奇字線共用記憶體晶胞區之一板線，由記憶體 晶胞送出的資料洌如於選定偶字線時係輸出至左位元線例 如RFBL0 ’它方面，當選定奇字線時，來自記憶體晶胞的 資料被輸出至右位元線例如/RFBL〇 .因此替代資訊信號 產生益200以偶字線選擇信號wle(舉例）由此等位元線選 擇信號 '以及產生替代資訊信號so至S7 ,因此替代資訊 信號產生器200包括NAND閘22及23、ΝΑΝΙ)閘24及反相器 25。於NAND閘22及23中，由任一條位元線傳輪的替代資 说化？虎由偶字線選擇信號WLe選定，替代資訊信號係經 由N AND閘24及反相器25組成的電路產生： 假設第8圖之正常記憶體區的行c〇l,〇之晶胞MCe為缺 皂指示玆晶狍須被替換的Η準位記錄於第9圖之冗餘樓 案ι ’,思想RΗ_.之晶胞RF· M.C:e .，當遘擇及猫動字線WL〇時： Η攀位被讀出至丨立元線RFBU;.來目NAN D閘22的輸出由 Η渔边的滿字蜾選擇信號WL.3設定為L.準位 '以反替代 货：;h.咳號沾變冻可替气態之.I.遭（¾..碎王.常記噫體區之行 S 'L· '^} " " R ( i) i 裝--------訂----------線---- {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（15 ) ο 同理’假設第8圖之正常記憶體區之行COLO的晶胞 MC0為瑕疵，指示晶胞須被替換的η準位記錄於第9圖之冗 餘檔案記憶體RFL之晶胞RFMC(^則當字元線WL1被選定 時，偶字線選擇信號WLe變成L準位，奇字線選擇信號WL0 變成Η準位，以及替代資訊信號S0變成l準位，表示替代 狀態》 若替代資訊信號SO至S7之任一者係於指示可替代態 的L準位，則冗餘選擇電路RCS使反相器18之輸出變成η 準位，冗餘選擇信號RC響應行信號<j>CL設定為Η準位，及 許可藉NAND閘15及16、NOR閘17及反相器18由冗餘記憶 體讀或寫。當全部替代資訊信號SO至S7係於指示非可替 代態的Η準位時，來自反相器18的輸出變成L準位，冗餘 選擇信號RC變成L準位，冗餘記憶體不被選定。 如前文說明，於第一具體例中，指示晶胞為瑕疵與 否的資訊係記錄於冗餘檔案記憶體RFL之一記憶體晶胞， 其係根據替代用之行提供。因此當選擇及驅動正常記憶體 區之字線時，記錄的資料由冗餘檔案記憶體讀出，故基於 記錄資訊替代資訊信號SO至S7被輸出，以及缺陷晶胞被 替代成為冗餘晶胞。 第10及11圈顯示根據第二具體例之記愫體裝置之電路 圖。同理，記憶體裝置之左半部顯示於第10圖及記憶體裝 置之右半部顯示於第11圖。第8及9圖使用的相同參考編號 用於第10及11圖a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 18 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) LJ ·*·- . i A7 B7 五、發明說明（16 ) 第二具體例中，正常記憶體區、冗 几餘記憶體區及冗

餘檔案記憶體區具有第一具體例的相同M J々苒造：此外，指示 存在有缺陷晶胞的替代資訊記錄於冗銘秘 几餘檔案記憶體RFL對 應正常記憶體行的記憶體晶胞.坱德，娃& & …、便替代資訊信號產生 器200產生對應替代資訊信號S〇iS7。與第一具體例不同 之處‘於冗餘選擇電路RCS之N0R開丨7輸出供給正常記憶 體區之行選擇電路cso及csi呈替代資訊信號如至^7組成 的替代信號S100 .藉此方式.無須藉由供給替代資訊信 號組成的共用替代彳§號S10 0而將多條替代資訊信號限制 於正常記谗體區，如此有助於整合a其它第二具體例之作 業同第一具體例。 第1 2及1 3圖顯示根據第三具體例之記憶體裝置。第i 2 及丨_ 3圖分钊顯示記憶體裝置之左丰部及右半部.第三具體 例中，存在有缺陷晶胞的行之位址資訊記錄於冗餘檔案記 谗體RFL 因此指示缺陷晶胞是否存在於對應正常記憶體 區一行的記憶體晶皰之替代資訊非如同第一及第二具體例 被記錄=如此由3位元線對組成的冗餘檔案記憶體RF L具 .月比第.一及第二具體例容量更小的容量：換&之即使正 憶體區之行數變大仍無湏如此提高冗餘晶孢的容量」 苐三具·體Μ中 具有缺：¾晶孢的行a迠資訊被記錄 餘檔案記噫體R F丨_作為替代資訊 因此待被替代的疗 根據车综的選擇及驅動邱業甴冗餘檔案記逸體R :n_—輸 荠後如第u圖所十，r解碼器咬之較器設置於第 ® Ηk:总體突;.f . - ：；... -.〇：,； 1 - '= «· -------------裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -丨線------ 經濟部智慧时產笱_-消費合ΐ ..--.¾ t A7 469427 ___ __ B7_____ 五、發明說明（17 ) 行解碼器及比較器102,進一步3-位元替代位址信號S0至S2 由替代資訊信號產生器200供給。替代資訊信號產生器200 中，選擇由冗餘檔案記憶體發送的對應偶及奇字線的信號 。選擇作業同第一具體例。 行解碼器及比較器1〇2比較行位址CAdd與替代資訊信 號SO，SI，S2。當位址與信號重合時，冗餘位址選擇信 號CAR被設定於Η準位，結果冗餘選擇信號RC被設定為Η 準位，冗餘記憶體RCOL·變成選擇態。進一步，被送至正 常記憶體的全部行位址選擇信號（：八0至CA7被設定為L準 位，全部行選擇信號C0至C7被設定為L準位’因此正常記 憶體的存取受抑制。當未重合時，冗餘位址選擇信號CAR 被設定為L·準位，冗餘選擇信號5^被設定為L準位，如此 冗餘記憶體RCOL的存取受抑制。然後行解碼器及比較器 102解碼行位址C Add，設定被選定的行位址選擇信號CA0 至CA7之任一者為Η準位’以及許可存取被選定的行。 第14及15圖顯示根據第四具體例之記憶體裝置》第 二具體例之冗餘結構於第四具體例改良。雖然第二具體例 之冗餘記憶體區有一行’於第四具體例於冗餘記憶體區配 置2冗餘行RCOLO及RCOL1而獲得更高的缺陷晶胞解除能 力。換言之，冗餘行RCOLO及RCOL1同正常記憶體區的 行COLO至COL7包括8位元線RBL。此外，冗餘選擇電路 RCS0及RCS1對應冗餘行RCOLO及RCOU設置而產生各冗 餘選擇信號RC0及RC1。 進一步，根據第四具體例之作業，冗餘檔案記憶體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公t ) II -----装·—. —----- 訂 --------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印^J 20 ¾濟部%慧財產曷II.. -11·. A7 ----~—BZ__ 五、發明說明（is ) 忐被劃妒為二冗餘檔案行RFL0及RFL卜替代信號產生器 也被劃分為二產生器200及20卜產生器之電路結構同第一 及第二具體例。 第四具體例中.同第一及第二具體例，對應各替代 汀之記憶體也設置於冗餘檔案記憶體區，此處記錄缺陷晶 胞的存在，換言之，是否替換的替代資訊。因此，正常記 |意體區係由8行COLO至C〇L7組成，而各冗餘檔案行rflO 及RFL 1有4位元線對RFBL。結果被一分為二的整個冗餘 檔案行記錄8行COLO至COL7各自替代資訊。 當缺陷晶胞存在於正常記憶體區的行Colo至COL3時 •資訊被記錄於冗餘檔案記憶體RFL〇之一記憶體晶胞„ 若字線被選定且被驅動，結果於冗餘擋案記憶體RFL〇之4 位凡線對之任一者產生Η準位，替代實訊產生器2〇〇可使 替代資訊信號S0至S3之任一者變成L準位：：然後冗餘選擇 電路RC S 0之N AND閘i 5的輸出變成Η準位，來自反相器60 的輸出亦即替代信號S 1 0 0變成L準位來抑制選擇於正常記 憶體區的行COLO至COL.3。此外，第一冗餘選擇電路rcs〇 設定第一冗餘選擇信號RC' 0為Η準位，以及響應根據ν AND 間丨5輸出的Η準泣之行時字信號φ(： U).選擇第一冗餘行 Rt. (JL.G 此外.響應根據來自nΛN〇閘丨5之輸出的Η準位 工·饤d寺字il號Φ(.Χι).第一+冗餘選擇電路SO設定第~冗 餘選擇信號RO) % K邊包£選擇第…冗餘斤rcOU)， !>’緣陷晶.¾存s. n 11己.¾體區的々C〇 1 4至（：〇l. 時· f π亨Κ.錄於X:餘撺举心境體R n _ U —紀德體晶孢：， -------------裝--------訂---------線------------ (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁)

A7 469427 B7___ 五、發明說明（19 ) 隨後作業同前述具體例，行C0L4至C0L7的選擇被抑制， 而第二冗餘行RC0L1的選擇被容許。 (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁> 第四具體例中，即使當缺陷晶胞存在於行COLO至 COL3及行COL4至COL7,各行由二冗餘行RCOLO及RC0L1 解除，因此解除缺陷晶胞的可能性增高。進一步，於第四 具體例中，替代資訊信號SO至S7可就此供給行選擇電路 CS0至CS7而非供給替代信號S100及S101，此點係類似第 一具艘例。 第16及17圚顯示根據第五具體例之記憶體裝置。根 據第五具體例之記憶體裝置比第三具體例改良。第五具體 例中，存在有缺陷晶胞的行位址係記錄於冗餘檔案記憶體 。包括二冗餘行RCOLO及RC0L1之可替代冗餘記憶體可 解除於正常記憶體區有二缺陷晶胞之該行。同理，冗餘檔 案記憶體也有二冗餘檔案RFL0及RFL1，各自記錄具有缺 陷晶胞之該行之行位址。因此冗餘檔案RFL0及RFL1個別 有3位元線對RFBL，故可記錄3位元位址。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 替代資訊信號產生器200及201具有同第三具體例之 構造，產生替代資訊信號S0至S2及S3至S5，且供給信號 給行解碼器及比較器102。行解碼器及比較器1〇2具有第三 具體例的相同功能’比較兩組替代資訊信號至S2及S3 至S5與外部行位址c Add。當任一信號重合時，行解碼器 及比較器102設定行位址選擇信號CA0至CA7為L準位而抑 制選擇正常記憶體行^然後解碼器及比較器1 〇2設定對應 於重合替代資訊信號該集合的冗餘行位址選擇信號CAR() 本紙張尺度獅+國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） 22 經濟部智慧时產局員丄消費含..；：丨.4...;;〜 A： _____ B7______ 五、發明說明（2〇 ) 或CAR1為η準位，且供給信號CARO或CAR1給冗餘選擇 電路RCSO , RCS1 ,結果對應冗餘選擇信號尺⑶或尺口變 成Η準位’故選定冗餘行RC〇l〇 , RCOL1之任一者。進— 步 '當黑信號重合時，外部行位址C Add被解碼，被選定 的订位址選擇信號CA0至CA7之任一者被設定為η準位來 許5Γ選擇正常記憶體行=此例中，冗餘選擇電路RC § 〇及 RCSI產生於L準位之冗餘選擇信號RC0及RC1，冗餘行的 選擇被受抑制a 第五具體例中’存在有缺陷晶胞的行位址被記錄於 冗餘擋案記憶體RFL0及RFL 1 <因此，即使缺陷晶胞存在 於8行COLO至COL?之任一種組合，至多二正常行可被替 換成為冗餘行RCOLO及RCOL 1。當缺陷晶胞存在於行 c o l υ (舉例）時，位址-⑽0被記錄於冗餘檔案記憶體R F L 〇 .行COLO可被替換成為冗餘行RCOL.O，當缺陷晶胞存在 於行COL 1時，經由記錄位址〇〇 j」於冗餘檔案記憶體rfl 1 :行COL丨被替換成為冗餘行rcol 1 因此 '苐五具體例 中解除缺陷晶胞的可能率高於第三具體例，變成比較第 Ώ呉體例可有彈性地解除缺陷晶胞. 雖然FeRAM係以前迷具體例為今丨說明 m較佳採用 穿；ϋ几_餘落搆.學因在於如前遮字線相對較短而.¾元線相 (請先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) --------訂·--------線丨 乾較長故但冗餘结溝可用於採用浮動閘的記億體裝置 择K噫體R置鸟其它井嗜電姓記憶體之一.虼外該結構可 1 ^ £ ΟΚΛΜ 运當按.用DRAM時.#錄餘增f 1.已_意體

469427 A7 _ B7 五、發明說明（21 訊由其它非依電性記憶體栽入的結構。此外，雖然具有一 記憶體晶胞結構的FeRAM於前述具體例係由一電晶體及 一電容器組成，但該結構可應用至如第4圖所示具有記憶 體晶胞結構係由二電晶體及二電容器組成的FeRAM。 前述五個具體例中，記錄欲被替代的缺陷晶胞資訊 之冗餘檔案記憶體係由同正常及冗餘記憶體的記憶體晶胞 形成°如此僅提供一型記憶體晶胞，比較使用熔絲ROM 等系統更為容易形成記憶體裝置。此外當替代資訊被電記 錄於一冗餘檔案記憶體時，即使於記憶體晶胞被包封於封 裝體仍可解除缺陷晶胞。 如前文說明，根據本發明可簡化記憶體結構，記憶 體記錄替代資訊於冗餘晶胞。此外，即使於記憶體晶片儲 存於封裝體後仍可解除缺陷晶胞。 元件標號對照 I n n I n -rr-TnJI n 1 n 1~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟郤智慧財產局員工消費合作社印製 10.. .NAND 閘 11.. .反相器 15-6...NAND 閘 17.. .NOR 閘 18.. .反相器 22-4...NAND 閘 25.. .反相器 40.. .行解碼器 100.. .正常記憶體區 102.. .行解碼器及比較器 200-1...替代資訊信號產生器 本紙張尺度適用中囤國家標準（CNS)A4規格（210 X四7公釐） 24

Claims (1)

1. _I 補屬____ •、申請專利範圍 第89100807號申請案申請專利範圍修正本 90. 10. 19 1_ 一種記憶體裝置，具有一正常記憶體區及一冗餘記憶體 區，其中於正常記憶體區的缺陷晶胞可被改寫成於冗餘 記憶體區之一冗餘晶胞，該裝置包括： 一冗餘檔案記憶體具有晶胞，其各自結構係同正常 記憶體區以及冗餘記憶體區的結構，用以記錄對正常記 憶體區存取晶胞的替代資訊，以及於正常記憶體區被存 取的同時被存取而輸出一替代資訊信號，以及 一選擇電路用以響應對應缺陷晶胞之替代資訊信 •號，壓制正常記憶體區的選擇及許可選擇冗餘記憶體區 〇 2. 如申請專利範圍第1項之記憶體裝置， 其中正常記憶體區、冗餘記憶體區及冗餘檔案記憶 體包括字線，各字線同時被驅動，以及替代資訊信號根 據該字線的驅動而由冗餘檔案記憶體輸出。 3. 如申請專利範圍第2項之記憶體裝置， 其中正常記憶體區對各次替代包括多行，以及 對應多行設置的冗餘檔案記憶體包括沿該字線的 多個晶胞用以記錄替代資訊指示晶胞是否被替換，以及 選擇電路，饗應根據該字線驅動而由多晶胞提供的 替代資訊信號，壓制對應行的選擇以及許可選擇冗餘記 愧體區該行。 4. 如申請專利範圍第2項之記憶體裝置， 其中正常記憶體區對各次替代包括多行’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --— II--—訂· — I I--i # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 25 A8 BS S ——— ~ > 一 - —1 〜 六、申請專利範圍 冗餘檔案記憶體區包括沿該字線之多個晶胞用以 記錄由多行替代之該行位址相關資訊，以及 當根據該字線的驅動而由多個晶胞提供的替代二身 訊信號係重合多行的供應位址時，選擇電路壓抑對應該 供應位址之行的選擇以及許可選擇冗餘記憶體之該行。 5. 如申請專利範圍第3或4項之記憶體裝置， 其中該行包括多條位元線。 6. 如申清專利範圍第3或4項之記憶體裝置， 其中冗餘記憶體區包括用於各次替換的多行，以及 冗餘檔案記憶體記錄多組替代資訊。 7. 如申請專利範圍第i、2、3或4項之記憶體裝置， 其中於正常記憶體區、冗餘記憶體區及冗餘檔案記 憶體之晶胞係由一採用鐵電薄獏之晶胞形成α 8. 如申請專利範圍第2、3或4項之記憶體裝置， 其中於正常記憶體區、冗餘記億體區及冗餘檔案記 憶體之晶胞包括-電晶體連結至位元線及一連結至電 晶體的電容器具有一鐵電薄獏= 9' -種呑己憶體裝置，其中於一正常記憶體區之一缺陷晶胞 3被替代攻於一冗餘記憶體區之—冗餘晶胞該裝置包 括： …d憶體區具有多條字線，多條位元線以及多個晶 te 立在子.線與位元線的交叉點 其+ c憶體區包括正常記.憶體區，冗餘記憶體區及 1傑I..樓案.紀谗體區帛以記錄缺陷晶胞之.替K t M玦 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 丨訂· 、線---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 469427 t、申請專利範圍 陷晶胞連結至一字線的替代資訊被記錄於連結至對應 字線的冗餘擋案記憶體區之一晶胞，以及響應選擇該對 應字線’替代資訊由冗餘檔案記憶體區被輪出，以及 一選擇電路用以響應替代資訊，壓制選擇正常記憶 體區以及許可選擇冗餘記憶體區。 10.如申請專利範圍第9項之記憶體裝置， 其中正常記憶體區對各次替代包括多行，以及 對應多行設置的冗餘擋索記愫體包括沿該字線的 多個晶胞用以記錄替代資訊指示晶胞是否被替換，以及 選擇電路’竽應根據該字線驅動而由多晶胞提供的 替代資訊信號’壓制對應行的選擇以及許可選擇冗餘記 憶體區該行。 11_如申請專利範圍第9項之記億體裝置， 其中正常記憶體區對各次替代包括多行， 冗餘檔案記憶體區包括沿該字線之多個晶胞用以 記錄由多行替代之該行位址相關資訊，以及 當根據該字線的驅動而由多個晶胞提供的替代資 訊信號係重合多行的供應位址時，選擇電路壓抑對應該 供應位址之行的選擇以及許可選擇冗餘記憶體之該行。 12.如申請專利範圍第忉或丨丨項之記憶體裝置， 其中冗餘記憶體區包括各自替代之多行，以及冗餘 檔案記憶體區記錄替代資訊其指示屬於一共用字線的 多行被替換成為於冗餘記憶髏區的多行。 13_如申請專利範圍第9、10或11項之記憶體裝置， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） ί—1 — ilifl1'!裝.i --- (請先閱讀背面之泫意事項再填寫本頁) 訂------.ί,—ά 27 六、申請專利範圍 AS BS CS D8 其中於正常記憶體區、冗餘記憶體區及冗餘檔案記 憶體區之各個晶胞係由一具有鐵電薄膜之晶胞形成。 -------------—裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂------ 線——