JP3150113B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Description
c Random Access Memory)等の半導体記憶装置に関し、
特に、不良メモリセルを冗長メモリセルに置き換えるリ
ダンダンシ機能を有する半導体記憶装置に関する。
は、メモリセルアレイ内に不良メモリセルが存在する場
合に、対応するヒューズを切断することによって冗長メ
モリセルに置き換え、不良メモリセルを救済するリダン
ダンシ機能を有する。このような半導体記憶装置は、複
数のメモリセルを備えたメモリセルアレイと、外部アド
レスによってメモリセルアレイにおけるメモリセルを選
択する行デコーダ及び列デコーダと、冗長メモリセルを
選択する行デコーダ及び列デコーダと、データ入出力回
路と、内部制御回路とを有する。
レスが入力された場合に、行デコーダと列デコーダとに
よって選択されたメモリセル、または、メモリセルの行
又は列に欠陥があると判定されたとき、行デコーダ及び
列デコーダ内に備えた各アドレス切替え回路により、冗
長メモリセルを選択するように行デコーダ及び列デコー
ダにアドレスを切り替える。この場合、通常はアドレス
切替え回路に配置されアドレスに接続されたヒューズを
レーザビーム等で切断し、アドレスの経路を変更するこ
とによって不良セルを冗長メモリセルに切り替える。
ダンダンシ機能のためのヒューズの配置部を示す平面図
である。このヒューズ配置部は、絶縁カバー膜(図示せ
ず)を開口して矩形状に形成されたヒューズ切断領域3
1を有している。ヒューズ切断領域31内には、切断領
域31の短辺に沿う方向(図の上下方向)に延在する複
数のヒューズ33が配設されている。ヒューズ33は、
その長手方向と直交する方向に相互に所定の間隔をあけ
て例えば8本が配列されている。ヒューズ切断領域31
における双方の長辺に近接して、アルミニウム等から成
る複数の信号線34、36が配設されている。各信号線
34、36は夫々、各一端がアドレス信号若しくは切替
え回路内部素子に接続されると共に、各他端がコンタク
ト35、37を介してヒューズ33の各両端に接続され
る。
ら構成され、中央部分が、ヒューズ切断領域31内に位
置して実際に切断されるブリッジ部33a(円形領域A
内)として構成される。各ブリッジ部33aは、外部か
らレーザビーム等で切断する際に相互に影響を与え合う
ことなく特定のものが確実に切断されるように、相互の
間隔が十分な余裕を持って配列されている。
33aだけでなく、ヒューズ33の他の構成部分も一様
に広い間隔をあけて配列されるため、ヒューズ切断領域
31の面積が大きくなるだけでなく、ヒューズ33に接
続される配線やトランジスタ等の間隔も広がる。これに
より、半導体記憶装置のレイアウト面積が大きくなると
いう問題があった。
小型化を実現するための従来の半導体記憶装置が特開平
6-310603号公報に記載されている。図6は、この公報に
記載の半導体記憶装置におけるリダンダンシ機能のため
のヒューズの配置部を示す平面図である。同図では、図
5と同様の要素に同じ符号を付している。
リッジ部以外のヒューズ構成部分等の相互間隔を縮小す
ることによってレイアウト面積、即ち装置全体の面積を
縮小している。つまり、2本おきに位置するヒューズ3
3は図5と同様の形状とし、このヒューズ33の前後に
位置する各2本ずつのヒューズ33は、ヒューズ切断領
域31における両長辺の一方側と他方側とで配線位置が
相互にずらして形成されている。これにより、各ヒュー
ズ33におけるブリッジ部(円形領域A内)は相互に必
要な間隔を保つことができ、ブリッジ部以外のヒューズ
構成部分は相互の間隔を狭くすることができる。円形領
域Aは、1つのヒューズの切断に必要な領域を表してい
る。円形領域Aの半径は、例えば3.5μmである。
載の従来の半導体記憶装置では、1のヒューズ33のブ
リッジ部と、該ヒューズ33に隣接するヒューズ33の
ブリッジ部以外の構成部分との間に広い間隔を必要と
し、ヒューズ33に接続された配線やトランジスタ等の
間隔も大きくなるため、ヒューズ切断領域31を効率良
く縮小することが難しい。
する場合に、ヒューズの切断に必要な領域のブリッジ部
の中心からの距離iを約3.5μmとすると、ヒューズ
33の幅iiが約1μmであるので、隣接するヒューズ3
3との間隔iiiは約3μmとなる。つまり、ヒューズ3
3の配置ピッチは約4μmとなる。このとき、ヒューズ
33の配置に必要なヒューズ切断領域31の長辺方向で
の長さは、 4[μm]×7+3.5[μm]+3.5[μm]=35[μm] となる。また、図6で8本のヒューズ33を配置する場
合に、ヒューズの切断に必要な領域のブリッジ部の中心
からの距離iを約3.5μmとすると、ヒューズ33の
幅iiが約1μmであるので、ヒューズ33間の狭い方の
間隔vが約1μmとなり、ヒューズ33間の広い方の間
隔iiiが約3μmとなる。このとき、ヒューズ33の配
置に必要なヒューズ切断領域31の長辺方向での長さ
は、 35[μm]−(3−1)[μm]×3=29[μm] となる。
合うことなく特定のヒューズをレーザビーム等で確実に
切断できるものでありながらも、ヒューズ切断領域に要
する面積をより縮小させて、装置の一層の小型化が実現
できる半導体記憶装置を提供することを目的とする。
に、本発明の半導体記憶装置は、対応するヒューズを切
断することによって不良メモリセルを冗長メモリセルに
置き換えるリダンダンシ機能を有する半導体記憶装置に
おいて、絶縁膜を矩形状に開口した領域内であって、形
成されたヒューズがレーザビームで切断されるヒューズ
切断領域内に、前記開口の辺から平行に並んで突出する
一対の配線の端部を相互に接続したブリッジ部を持つこ
とで略コの字状に形成されたヒューズを有し、当該ヒュ
ーズは、前記開口の辺に沿って所定のピッチで複数配列
されると共に、前記辺と対向する辺に沿って所定のピッ
チで複数配列され、互いに対向する双方の辺に配列され
た前記ヒューズ同士は前記ブリッジ部が互いに向き合う
ように配列されたことを特徴とする。
の各端部が相互に接続されてブリッジ部を構成するの
で、複数のヒューズの各ブリッジ部をヒューズ切断領域
で相互に対向させて配置することができ、これにより、
ヒューズ切断領域における特に長辺方向での長さを短縮
することができる。従って、ヒューズ切断領域に要する
面積がより縮小され、装置の一層の小型化を実現するこ
とができる。
に延び、先端部が相互に接続された別の一対の配線から
なる折返し部を有し、前記一対の配線が前記別の一対の
配線からなる前記折返し部を介して相互に接続されるこ
とが好ましい。この場合、折返し部の分だけブリッジ部
が幅広になるので、ヒューズに対してレーザビーム等が
ずれて照射された場合でも、隣接する他のヒューズに影
響を与えることなくブリッジ部を確実に切断することが
できる。
対の配線及びブリッジ部の外側に配設されていることが
好ましい。この場合、各ヒューズのブリッジ部が、ヒュ
ーズ切断領域において相互に十分な間隔をあけることが
可能になるので、ヒューズに対してレーザビーム等がず
れて照射された場合でも、隣接する他のヒューズに影響
を与えることなく確実に切断することができる。
に説明する。図1は、本発明の第1実施形態例における
半導体記憶装置のレイアウトを概略的に示す平面図であ
る。
を備えたメモリセルアレイ12と、入力された外部アド
レスによってメモリセルアレイ12内のメモリセルを選
択する行デコーダ13及び列デコーダ15と、冗長メモ
リセル19及び20と、冗長メモリセルを選択する行デ
コーダ16及び列デコーダ17と、データの入出力を実
行するデータ入出力回路21と、外部制御信号に従って
半導体記憶装置11内の動作を制御する内部制御回路2
2とを有する。
装置の不良メモリセルを冗長メモリセルに切り替えるた
めのヒューズの配置部を拡大して示す平面図である。ヒ
ューズ配置部には、絶縁カバー膜(図示せず)を開口し
て、図の左右方向に長い矩形状に形成されたヒューズ切
断領域23が配設され、切断領域23の短辺方向(図の
上下方向)に相互に平行に延在する一対の配線24aを
有するヒューズ24が、各ブリッジ部25(円形領域A
内)を相互に所定の間隔をあけて短辺方向で対向させ、
切断領域23の長辺方向(図の左右方向)に相互に所定
の間隔をあけて4列配設される。ヒューズ24は、一対
の配線24aにおけるヒューズ切断領域23内に突出し
た双方の端部と、該端部を相互に接続したブリッジ部2
5とから成り、全体がゲート配線のポリシリコン膜等か
ら構成されている。ブリッジ部25は、他のヒューズ2
4に対応するブリッジ部25と並んで平行に配列されて
いる。
に近接して、アルミニウム等から成る複数の信号線2
6、27が配設されている。各信号線26、27は夫
々、各一端がアドレス信号若しくは切替え回路内部素子
に接続されると共に、各他端がコンタクト28、29を
介してヒューズ24の各配線24aに接続される。
工程の1つである拡散工程で、ゲートポリ等の配線をエ
ッチングによって形成する際に、ヒューズ24のブリッ
ジ部25を、コンタクト28、29に接続された配線2
4aの延在方向と直交する方向に形成し、ブリッジ部2
5をヒューズ切断領域23内の短辺方向に2つ形成す
る。
憶装置11の動作チェック後に、メモリセルアレイ12
内に不良メモリセルが検出され、アドレスの経路を変更
する必要が生じた際には、ヒューズ24のブリッジ部2
5の中心がレーザビーム等で切断され、これにより、不
良メモリセルが冗長メモリセルに置き換えられる。
例を挙げた。この場合、各ヒューズ24のブリッジ部2
5は、レーザビーム等による切断が行い易いように、ヒ
ューズ切断領域23内で、短辺方向に2つ、長辺方向に
4つが夫々配列されている。この配置により、ヒューズ
切断領域23内に複数のヒューズ24を高密度で配置で
きるという効果が得られる。
必要な領域のブリッジ部25の中心からの距離iを約
3.5μmとすると、配線24aの幅iiが約1μm、同
じヒューズ25における一対の配線24a間の距離ivが
約1μmであるので、隣接するヒューズ25との間隔ii
iは約2μmとなる。つまり、ヒューズ24の配置ピッ
チは約5μmとなる。この場合、4本分のスペースで8
本のヒューズ24を配置することができ、ヒューズ24
の配置に必要なヒューズ切断領域23の長辺方向での長
さは、5[μm]×3+3.5[μm]+3.5[μm]=22
[μm]となり、図5及び図6で説明した35[μm]や29
[μm]よりも大幅に短い寸法で足りる。
明する。図3は、ヒューズ切断時にレーザビーム等がず
れた場合の対策を施したヒューズ形状の一例である。本
実施形態例においても、各ヒューズ24はヒューズ切断
領域23の双方の各長辺側に夫々4つずつ配設され、ブ
リッジ部25が他のヒューズ24に対応するブリッジ部
25と並んで平行に配列されている。同図では、図2と
同様の要素に同じ符号を付している。
25は、配線24aと平行に延び先端部が相互に接続さ
れた一対の折返し部25aを有しており、各一対の配線
24aが折返し部25aを介して相互に接続されてい
る。この構成により、各ヒューズ24のブリッジ部25
は、折返し部25aの分だけヒューズ切断領域23の長
辺方向に幅広となるので、ブリッジ部25の中心からレ
ーザビーム等がずれて照射された場合でも、隣接する他
のヒューズ24に影響を与えることなく確実に切断する
ことができる。
明する。図4は、ヒューズ切断時にレーザビーム等がず
れた場合の対策を施した別のヒューズ形状の一例であ
る。本実施形態例では、ヒューズ切断領域23が縦横の
サイズがほぼ等しい矩形状に形成され、各ヒューズ24
がヒューズ切断領域23の上下の各辺側に夫々4つずつ
配設される。同図では、図2と同様の要素に同じ符号を
付している。
図2及び図3の場合と異なり、一対の配線24a2及び
そのブリッジ部25が、他の一対の配線24a1及びそ
のブリッジ部25の外側に配設されている。つまり、第
1のヒューズ241の左右を、第1のヒューズ241の配
線24a1よりも長い一対の配線24a2を有する第2の
ヒューズ242で挟み込み、第2のヒューズ242によっ
て第1のヒューズ24 1を囲むことにより、ヒューズ切
断領域23における図の上下方向に4つのブリッジ部2
5を並ばせている。
242が1組として配置され、第1のヒューズ241にお
ける一対の配線24a1の各端部が相互に接続されてブ
リッジ部25を構成し、第2のヒューズ242における
一対の配線24a2の各端部が相互に接続されて、第1
のヒューズ241のブリッジ部25から所定の間隔をあ
けたブリッジ部25を構成している。
42の各ブリッジ部25は、ヒューズ切断領域23にお
ける縦方向(図の上下方向)と横方向(図の左右方向)
とにおいて相互に十分な間隔をあけることができる。こ
れにより、ヒューズ241、242に対してレーザビーム
等がずれて照射された場合でも、隣接する他のヒューズ
241、242に影響を与えることなく確実に切断するこ
とができる。
ける半導体記憶装置11によると、ヒューズ24の配置
に必要な領域、ヒューズ24に接続する配線、或いは、
半導体記憶装置11に使用されるトランジスタの配置に
必要な領域を削減することができるので、半導体記憶装
置11のレイアウト面積が縮小する。また、ヒューズ2
4のブリッジ部25を集約して配置することができるの
で、切断用の装置(図示せず)の切断時の移動距離が短
くなり、切断時間が短縮するという効果が得られる。ま
た、絶縁カバー膜の開口部であるヒューズ切断領域23
が小さくなるため、水分が半導体記憶装置11に浸入し
にくくなるという効果も得ることができる。
づいて説明したが、本発明の半導体記憶装置は、上記実
施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実
施形態例の構成から種々の修正及び変更を施した半導体
記憶装置も、本発明の範囲に含まれる。
憶装置によれば、相互に影響を与え合うことなく特定の
ヒューズをレーザビーム等で確実に切断できるものであ
りながらも、ヒューズ切断領域に要する面積をより縮小
させて、装置の一層の小型化を実現することができる。
置のレイアウトを概略的に示す平面図である。
ーズ配置部を拡大して示す平面図である。
部を拡大して示す平面図である。
部を拡大して示す平面図である。
を示す平面図である。
置部を示す平面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 対応するヒューズを切断することによっ
て不良メモリセルを冗長メモリセルに置き換えるリダン
ダンシ機能を有する半導体記憶装置において、 絶縁膜を矩形状に開口した領域内であって、形成された
ヒューズがレーザビームで切断されるヒューズ切断領域
内に、前記開口の辺から平行に並んで突出する一対の配
線の端部を相互に接続したブリッジ部を持つことで略コ
の字状に形成されたヒューズを有し、当該ヒューズは、
前記開口の辺に沿って所定のピッチで複数配列されると
共に、前記辺と対向する辺に沿って所定のピッチで複数
配列され、互いに対向する双方の辺に配列された前記ヒ
ューズ同士は前記ブリッジ部が互いに向き合うように配
列されたことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記ブリッジ部は、前記一対の配線と平
行に延び、先端部が相互に接続された別の一対の配線か
らなる折返し部を有し、前記一対の配線が前記別の一対
の配線からなる前記折返し部を介して相互に接続されて
いることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装
置。 - 【請求項3】 前記一対の配線及びブリッジ部が、他の
一対の配線及びブリッジ部の外側に配設されていること
を特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
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