JPH03203895A - 冗長構造を持つ半導体メモリ装置 - Google Patents
冗長構造を持つ半導体メモリ装置Info
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- JPH03203895A JPH03203895A JP2096600A JP9660090A JPH03203895A JP H03203895 A JPH03203895 A JP H03203895A JP 2096600 A JP2096600 A JP 2096600A JP 9660090 A JP9660090 A JP 9660090A JP H03203895 A JPH03203895 A JP H03203895A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は冗長構造を持つ半導体メモリ装置に係るもので
、特に分割されたワードライン構造を持つスタティック
RAMの冗長構造に係るものである。
、特に分割されたワードライン構造を持つスタティック
RAMの冗長構造に係るものである。
[従来の技術]
半導体メモリ装置において、不良メモリセルの代替のた
めのスペアセルを持つ冗長メモリの採用は一般的なもの
になっているが、メモリ集積度の向上により前記スペア
セルアレイ(または冗長セルアレイ)の占める面積の割
合が大きくなる。
めのスペアセルを持つ冗長メモリの採用は一般的なもの
になっているが、メモリ集積度の向上により前記スペア
セルアレイ(または冗長セルアレイ)の占める面積の割
合が大きくなる。
従って、高集積化にしたがってより効率的な冗長動作が
必要となる。
必要となる。
第1図は従来の冗長構造を採用したスタテイ1ンクRA
M (SRAM)のチップ構成図であり、メモリセルア
レイ10にノーマルセルブロック(N B 、〜NBk
)と冗長ブロック(RB、〜RB、)及びブロックセレ
クタ(B S I−B S k)が配列されている。そ
して、前記メモリセルアレイ10の右側には、外部アド
レス信号(XAO〜X A ? )を受けるアドレスバ
ッファ20と入力された外部アドレス信号なデコーディ
ングする行デコーダ30とが構成されており、左側には
ブロック選択デコーダ60があり、上部及び下部には各
々列デコーダ5oと冗長デコーディング回路4oとで構
成されている。
M (SRAM)のチップ構成図であり、メモリセルア
レイ10にノーマルセルブロック(N B 、〜NBk
)と冗長ブロック(RB、〜RB、)及びブロックセレ
クタ(B S I−B S k)が配列されている。そ
して、前記メモリセルアレイ10の右側には、外部アド
レス信号(XAO〜X A ? )を受けるアドレスバ
ッファ20と入力された外部アドレス信号なデコーディ
ングする行デコーダ30とが構成されており、左側には
ブロック選択デコーダ60があり、上部及び下部には各
々列デコーダ5oと冗長デコーディング回路4oとで構
成されている。
前記第1図において、前記冗長ブロック(RBI〜RB
k)内の同一行にある冗長セル(またはスペアセル)は
1つの同一なワードラインに連結されており、行デコー
ダ30のライン(MWLI〜MWL、)は外部アドレス
信号(X A o〜XAm)によってm個のメモリセル
アレイの行中において1つを選択するための主ワードラ
インである。前記主ワードライン(’M W L 、〜
M W L +−)は、第2図に図示されたようにブロ
ック選択デコーダ60から反転されて入ってくるブロッ
ク選択信号(BSWLI〜BSWLk)と−緒にNOR
ゲートにおいて各々論理結合されて、1つのブロックの
ブロックワードライン(B W L r s〜B W
L k−)のみが各々選択される。このようにワードラ
インを選択する方式を分割ワードライン(Divide
Word Line:DWL)技術と言われるが、こ
れに対する内容は1987年lO月5日刊行されたIE
EE雑誌にすでに発表されている。
k)内の同一行にある冗長セル(またはスペアセル)は
1つの同一なワードラインに連結されており、行デコー
ダ30のライン(MWLI〜MWL、)は外部アドレス
信号(X A o〜XAm)によってm個のメモリセル
アレイの行中において1つを選択するための主ワードラ
インである。前記主ワードライン(’M W L 、〜
M W L +−)は、第2図に図示されたようにブロ
ック選択デコーダ60から反転されて入ってくるブロッ
ク選択信号(BSWLI〜BSWLk)と−緒にNOR
ゲートにおいて各々論理結合されて、1つのブロックの
ブロックワードライン(B W L r s〜B W
L k−)のみが各々選択される。このようにワードラ
インを選択する方式を分割ワードライン(Divide
Word Line:DWL)技術と言われるが、こ
れに対する内容は1987年lO月5日刊行されたIE
EE雑誌にすでに発表されている。
前記第1図及び第2図の従来の冗長方法によると、前記
主ワードライン(M W L l−M W L 、)に
よって制御されるノーマルセル中のある1つに欠陥が発
生したときには、前記欠陥のあるセルに該当する行番地
に包含されたすべてのノーマルセルな冗長セル(または
スペアセル)と交換する。例えば、ノーマルブロック(
NBz)の第1番目のブロックワードライン(BWL2
1)に連結されているノーマルセルに欠陥が発生したと
きは、前記ブロックワードライン(B W L z l
)の行に該当されるブロックワードライン(B W L
r I。
主ワードライン(M W L l−M W L 、)に
よって制御されるノーマルセル中のある1つに欠陥が発
生したときには、前記欠陥のあるセルに該当する行番地
に包含されたすべてのノーマルセルな冗長セル(または
スペアセル)と交換する。例えば、ノーマルブロック(
NBz)の第1番目のブロックワードライン(BWL2
1)に連結されているノーマルセルに欠陥が発生したと
きは、前記ブロックワードライン(B W L z l
)の行に該当されるブロックワードライン(B W L
r I。
B W L z□・・・BWLm+)に連結されたノー
マルセルが、冗長ブロック(RBI −RBt、)内に
おいて1行のワードラインに連結されている冗長セル(
またはスペアセル)にすべて代替されるものである。
マルセルが、冗長ブロック(RBI −RBt、)内に
おいて1行のワードラインに連結されている冗長セル(
またはスペアセル)にすべて代替されるものである。
[発明が解決しようとしている課題]
したがって、前記のような従来の冗長構造及び方法の下
においては、1つの欠陥があるノーマルセルを代替させ
るために1つの行番地のノーマルセル全体を代替させる
ので、冗長の効率が低下して結局1行の冗長セル(一般
的に、256セル)に1つの欠陥があるノーマルセルの
みが修理されるだけである。
においては、1つの欠陥があるノーマルセルを代替させ
るために1つの行番地のノーマルセル全体を代替させる
ので、冗長の効率が低下して結局1行の冗長セル(一般
的に、256セル)に1つの欠陥があるノーマルセルの
みが修理されるだけである。
本発明の目的は、特にSRAMの冗長構造において、冗
長効率を高めつる冗長構造及び方法を持つ半導体メモリ
装置を提供することにある。
長効率を高めつる冗長構造及び方法を持つ半導体メモリ
装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段及び作用]前記本発明の目
的を達成するために、本発明のノーマルブロックと冗長
ブロックとを具備する半導体メモリ装置は、 前記ノーマルブロックを選択する複数のブロック選択手
段と、外部アドレスの整形及びブリデコーディングされ
た信号を入力して、不良のノーマルセルがある行のアド
レス信号が入ってきたときに、冗長モードを感知する信
号を出力する冗長デコード手段と、外部アドレスの整形
された信号を入力して、ブロック選択信号を出力するブ
ロック選択デコード手段と、前記ブロック選択デコード
手段から前記ノーマルブロックを選択するための反転さ
れた出力と前記冗長デコード手段の出力とを入力して、
前記冗長ブロック選択信号を出力する複数の論理ゲート
により構成される冗長組合手段とを備え、 前記欠陥ノーマルブロックを冗長ブロックに代替するこ
とを特徴する。
的を達成するために、本発明のノーマルブロックと冗長
ブロックとを具備する半導体メモリ装置は、 前記ノーマルブロックを選択する複数のブロック選択手
段と、外部アドレスの整形及びブリデコーディングされ
た信号を入力して、不良のノーマルセルがある行のアド
レス信号が入ってきたときに、冗長モードを感知する信
号を出力する冗長デコード手段と、外部アドレスの整形
された信号を入力して、ブロック選択信号を出力するブ
ロック選択デコード手段と、前記ブロック選択デコード
手段から前記ノーマルブロックを選択するための反転さ
れた出力と前記冗長デコード手段の出力とを入力して、
前記冗長ブロック選択信号を出力する複数の論理ゲート
により構成される冗長組合手段とを備え、 前記欠陥ノーマルブロックを冗長ブロックに代替するこ
とを特徴する。
[実施例]
以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
第3図は本発明による冗長構造を採用したSRAMの構
成図である。
成図である。
前記第3図のSRAMは、ノーマルセルブロック(NB
I−NBk)と、冗長ブロック(RB、〜RBi=)と
、前記ブロック間のブロックセレクタ(B S l−B
S k)とを制御するために外部アドレスをブリデコ
ーディングして出力するアドレスバッファ200と、前
記アドレスバッファ200の出力によって主ワードライ
ン(M W L s〜MWL、)を選択する行デコーダ
300と、列アドレス信号をデコードする列デコーダ5
00と、前記アドレスバッファ200の出力を受けるブ
ロック選択デコーダ600と、冗長デコーディング回路
410,420.430とから構成されている。
I−NBk)と、冗長ブロック(RB、〜RBi=)と
、前記ブロック間のブロックセレクタ(B S l−B
S k)とを制御するために外部アドレスをブリデコ
ーディングして出力するアドレスバッファ200と、前
記アドレスバッファ200の出力によって主ワードライ
ン(M W L s〜MWL、)を選択する行デコーダ
300と、列アドレス信号をデコードする列デコーダ5
00と、前記アドレスバッファ200の出力を受けるブ
ロック選択デコーダ600と、冗長デコーディング回路
410,420.430とから構成されている。
前記冗長デコーディング回路410,420゜430は
、第5図に図示したようにヒユーズRF lと抵抗R3
とで構成されたヒユーズプログラミング回路を使用して
、ドレインでヒユーズ(Fl〜Fik)を通過したヒユ
ーズプログラム信号を受け、前記アドレスバッファ20
0のブリデコーディングされた出力(RA o/ RA
o・・・RA m−+/ RA k−s )をゲート
に入力するN型IGFETによるNAND論理化によっ
て、出力端のインバータを通じて冗長出力信号RD +
(i = 1〜k)を出力する回路である。
、第5図に図示したようにヒユーズRF lと抵抗R3
とで構成されたヒユーズプログラミング回路を使用して
、ドレインでヒユーズ(Fl〜Fik)を通過したヒユ
ーズプログラム信号を受け、前記アドレスバッファ20
0のブリデコーディングされた出力(RA o/ RA
o・・・RA m−+/ RA k−s )をゲート
に入力するN型IGFETによるNAND論理化によっ
て、出力端のインバータを通じて冗長出力信号RD +
(i = 1〜k)を出力する回路である。
前記ブロック選択デコーダ600は、第6図に図示した
ように前記アドレスバッファ200の出力(A+ 、A
J 、AJをNANDゲート700に入力して、インバ
ータ800を通じてブロックセレクテイング信号(φB
S、(i=1〜k ))@出力する回路である。
ように前記アドレスバッファ200の出力(A+ 、A
J 、AJをNANDゲート700に入力して、インバ
ータ800を通じてブロックセレクテイング信号(φB
S、(i=1〜k ))@出力する回路である。
第4図は本実施例による冗長動作を示した回路図である
。
。
図示したように、前記第3図のブロックセレクタ(B
S l〜BSk)の内部ゲート回路と、冗長デコーディ
ング回路410,420,430及びブロック選択デコ
ーダ600と、前記冗長デコーディング回路410,4
20,430及びブロック選択デコーダ600の出力信
号を組合せて、ノーマルブロックワードライン(BWL
s+〜B W L k−)及び冗長ブロックワードライ
ン(RBWLI −RBWLk)を選択する冗長組合手
段100とで構成されている。
S l〜BSk)の内部ゲート回路と、冗長デコーディ
ング回路410,420,430及びブロック選択デコ
ーダ600と、前記冗長デコーディング回路410,4
20,430及びブロック選択デコーダ600の出力信
号を組合せて、ノーマルブロックワードライン(BWL
s+〜B W L k−)及び冗長ブロックワードライ
ン(RBWLI −RBWLk)を選択する冗長組合手
段100とで構成されている。
前記冗長組合手段100は、前記冗長デコーディング回
路410,420,430の出力信号(RD、、RD2
・・・RD k)と前記ブロック選択デコーダ600の
出力信号(φBS、、 φBS2・・・φBSk)とを
入力して、ノーマルブロック選択信号(B S W L
+ 、 B S W L z・・・B S W L
m)を出力するNANDゲート31,32.33と、前
記出力信号(R3+ 、RD2・・・RSk)とインバ
ータ37〜39によって反転された前記出力信号(φB
S r 、 φB S 2・・・φBS、)を入力
して、冗長ブロック選択信号(RBWL。
路410,420,430の出力信号(RD、、RD2
・・・RD k)と前記ブロック選択デコーダ600の
出力信号(φBS、、 φBS2・・・φBSk)とを
入力して、ノーマルブロック選択信号(B S W L
+ 、 B S W L z・・・B S W L
m)を出力するNANDゲート31,32.33と、前
記出力信号(R3+ 、RD2・・・RSk)とインバ
ータ37〜39によって反転された前記出力信号(φB
S r 、 φB S 2・・・φBS、)を入力
して、冗長ブロック選択信号(RBWL。
RBWL2・・・RBWLi=)を出力するNORゲー
ト34〜36とから構成されている。
ト34〜36とから構成されている。
以下、前記第3図、第5図及び第6図と共に、前記第4
図によって本実施例の冗長動作を説明する。
図によって本実施例の冗長動作を説明する。
先ず、図示したようにアドレスバッファ200に入力さ
れた外部アドレス(X A o・・・XAk−+)はバ
ッファリング後、各々ノーマル及び冗長プリデコーディ
ングされ、前記ノーマルブリデコーディングされた信号
は行デコーダ300に入力されて、主ワードライン(M
WLI〜M W L m)中の1つを選択する。そして
、前記冗長プリデコーディングされた信号(RA o
= RA m−+)は第5図の冗長デコーディング回路
410,420,430のN型IGFETのゲートに入
力される。
れた外部アドレス(X A o・・・XAk−+)はバ
ッファリング後、各々ノーマル及び冗長プリデコーディ
ングされ、前記ノーマルブリデコーディングされた信号
は行デコーダ300に入力されて、主ワードライン(M
WLI〜M W L m)中の1つを選択する。そして
、前記冗長プリデコーディングされた信号(RA o
= RA m−+)は第5図の冗長デコーディング回路
410,420,430のN型IGFETのゲートに入
力される。
もし、ノーマルセルに欠陥が発生しないで、修理即ち冗
長動作を必要としない場合には、前記冗長デコーディン
グ回路410,420,430の出力(RDI)が恒常
的に“high”状態を維持するようになって、ブロッ
ク選択デコーダ600の出力により選択されたノーマル
ブロックのノーマル選択信号(B S W L r (
i = 1〜k))を”βOW”状態にして、主ワード
ライン(MWL。
長動作を必要としない場合には、前記冗長デコーディン
グ回路410,420,430の出力(RDI)が恒常
的に“high”状態を維持するようになって、ブロッ
ク選択デコーダ600の出力により選択されたノーマル
ブロックのノーマル選択信号(B S W L r (
i = 1〜k))を”βOW”状態にして、主ワード
ライン(MWL。
〜MWLゆ)信号と一緒にNORゲート(N++。
N21・・・N ILIll)を通じてノーマルブロッ
クワードライン(B W L r□〜B W L kf
fl)をエネイブルさせる。
クワードライン(B W L r□〜B W L kf
fl)をエネイブルさせる。
そして、ブロック選択デコーダ600の出力(φB S
、〜φBS、)は反転され、冗長組合手段100(7
)NORゲート(34〜36)におイテ前記冗長デコー
ディング回路410,420゜430(7)出力(RD
I −RDk)と共にゲーティングされて、冗長動作で
ない場合にはディスエーブル状態の冗長選択信号(RB
W L +〜RB W L k)を出力し、冗長動作
であるときには前記冗長選択信号をエネイブルさせて欠
陥が発生したノーマルブロックを該当される行列にある
冗長ブロックに代替されるようにする。
、〜φBS、)は反転され、冗長組合手段100(7
)NORゲート(34〜36)におイテ前記冗長デコー
ディング回路410,420゜430(7)出力(RD
I −RDk)と共にゲーティングされて、冗長動作で
ない場合にはディスエーブル状態の冗長選択信号(RB
W L +〜RB W L k)を出力し、冗長動作
であるときには前記冗長選択信号をエネイブルさせて欠
陥が発生したノーマルブロックを該当される行列にある
冗長ブロックに代替されるようにする。
[発明の効果]
上述したように、本発明はSRAM冗長回路においてブ
ロック選択デコーダとデコーディング回路の出力信号を
組合して、分割されたノーマルブロック当りの対応する
冗長ブロックで代替可能にし、前記冗長デコーディング
回路をチップのセル領域を除外した空間に形成させるこ
とにより、冗長構造を持つ半導体メモリ装置の高集積化
による面積効率を増大させ冗長効率を大きくする利点が
ある。
ロック選択デコーダとデコーディング回路の出力信号を
組合して、分割されたノーマルブロック当りの対応する
冗長ブロックで代替可能にし、前記冗長デコーディング
回路をチップのセル領域を除外した空間に形成させるこ
とにより、冗長構造を持つ半導体メモリ装置の高集積化
による面積効率を増大させ冗長効率を大きくする利点が
ある。
第1図は従来の冗長セルを持つスタティックRAMの構
成図、 第2図は第1図の主要内部回路図、 第3図は本発明の冗長セルを持つスタティックRAMの
構成図、 第4図は第3図の主要内部回路図、 第5図は冗長デコーダの回路図、 第6図はブロック選択デコーダの回路図である。 図中、10,100・・・メモリセルアレイ、20.2
00・・・アドレスバッファ、30,300・・・行デ
コーダ、40,410,20.430・・・冗長デコー
ディング回路、50,500・・・列デコーダ、60,
600・・・ブロック選択デコーダである。
成図、 第2図は第1図の主要内部回路図、 第3図は本発明の冗長セルを持つスタティックRAMの
構成図、 第4図は第3図の主要内部回路図、 第5図は冗長デコーダの回路図、 第6図はブロック選択デコーダの回路図である。 図中、10,100・・・メモリセルアレイ、20.2
00・・・アドレスバッファ、30,300・・・行デ
コーダ、40,410,20.430・・・冗長デコー
ディング回路、50,500・・・列デコーダ、60,
600・・・ブロック選択デコーダである。
Claims (10)
- (1)少なくとも一つのノーマルブロックと少なくとも
一つの冗長ブロックとを持つ半導体メモリ装置であつて
、 前記ノーマルブロックを選択するための複数のノーマル
ブロック選択手段と、 アドレスバッファから供給されたアドレス信号により冗
長モードを感知するための複数の冗長デコード手段と、 整形された外部アドレス信号を入力して、 ブロック選択信号を発生するブロック選択 デコード手段と、 前記ブロック選択デコード手段の出力と前記冗長デコー
ド手段の出力とを入力して、ノーマルブロック選択信号
と冗長ブロック選択信号とを発生する冗長組合手段とを
具備することを特徴とする冗長構造を持つ半導体メモリ
装置。 - (2)前記各ノーマルブロック選択手段は、主ワードラ
インからのアドレス信号と前記冗長組合手段からのノー
マルブロック選択信号とにより該当ノーマルブロックを
指定することを特徴とする請求項第1項記載の冗長構造
を持つ半導体メモリ装置。 - (3)前記ノーマルブロック選択手段は複数のNORゲ
ートを包含し、前記各NORゲートの第1入力端子に前
記主ワードラインからのアドレス信号を入力し、前記各
NORゲートの第2入力端子に前記ノーマルブロック選
択信号を入力することを特徴とする請求項第2項記載の
冗長構造を持つ半導体メモリ装置。 - (4)前記各冗長デコード手段は、 欠陥があるノーマルブロックを前記冗長ブロックで代替
するためのヒューズプログラミング信号を発生するヒュ
ーズプログラミング手段と、前記ヒューズプログラミン
グ信号と前記アドレスバッファから受信されたプリデコ
ーディングされた冗長信号とにより、論理NAND演算
を遂行する第1論理手段と、 該第1論理手段で発生された出力を反転して、前記冗長
組合手段に供給する第1反転手段とを包含することを特
徴とする請求項第1項記載の冗長構造を持つ半導体メモ
リ装置。 - (5)前記ヒューズプログラミング手段は2つの同じタ
イプトランジスタを包含し、前記2つのトランジスタ中
の1つのトランジスタのゲートをプログラミングヒュー
ズとプログラミング抵抗間に接続することにより、前記
ヒューズプログラミング信号を発生することを特徴とす
る請求項第4項記載の冗長構造を持つ半導体メモリ装置
。 - (6)前記第1反転手段は直列に連結された2つの他の
タイプのトランジスタを包含し、前記2つのトランジス
タの各ゲートを前記第1論理手段の出力に共通に接続さ
せることにより、前記第1論理手段の出力を反転するこ
とを特徴とする請求項第4項記載の冗長構造を持つ半導
体メモリ装置。 - (7)前記ブロック選択データは、 前記外部アドレス信号を入力して論理NAND演算を遂
行する第2論理手段と、 前記第2論理手段で発生された出力を反転する第2反転
手段とを包含することを特徴とする請求項第2項記載の
冗長構造を持つ半導体メモリ装置。 - (8)前記冗長組合手段は、 前記冗長デコード手段の出力と前記ブロック選択デコー
ド手段から発生されたブロック選択信号とを入力して、
前記ノーマルブロック選択信号を発生する手段と、 前記冗長デコード手段の出力と前記ブロック選択デコー
ド手段から発生されたブロック選択信号の反転された信
号とを入力して、前記冗長ブロック選択信号を発生する
手段とを包含することを特徴とする請求項第1項記載の
冗長構造を持つ半導体メモリ装置。 - (9)前記半導体メモリ装置は、前記各々のノーマルブ
ロックと前記各々の冗長ブロックとに個別の冗長デコー
ド手段を具備し、所定の欠陥があるノーマルブロックが
検出された時に、ただ1つの欠陥があるノーマルブロッ
クのみが1つの冗長ブロックによつて代替されることを
特徴とする請求項第8項記載の冗長構造を持つ半導体メ
モリ装置。 - (10)前記半導体メモリ装置は、1つまたはそれ以上
のノーマルブロックと冗長ブロック毎に個別の冗長デコ
ード手段を具備し、所定の欠陥があるノーマルブロック
が検出されたときに、1つのまたはその以上の欠陥ノー
マルブロックが1つのまたはその以上の冗長ブロックに
よつて代替されることを特徴とする請求項第8項記載の
冗長構造を持つ半導体メモリ装置。
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