JPH0386992A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
RAMという)におけるメモリセルの選択装置に関し、 多ビット入出力構成の半導体記憶装置において、フェイ
ルが発生した場合に、ビットのフェイルで済むようにし
、システム上のECC回路の適応を可能にする半導体記
憶装置を提供することを目的とし、 複数のワード線と、ビット線と、メモリセルとを有する
メモリセルアレイを有する半導体記憶装置において、複
数のワード線を同時に活性化する行選択手段と、複数の
列選択線を同時に独立に活性化し、複数のビット線を同
時に選択する列選択手段と、選択されたメモリセルのな
かから、互いに異なるビット線とワード線の組み合わせ
によって選択されているメモリセルを選択するデータセ
レクタとを備えたように構成する。
成のダイナミックRAM (以下、DRAMという)に
おけるメモリセルの選択装置に関する。
スの発展に伴い、プロセスおよび製造される半導体記憶
装置の信頼性の向上が望まれている。このうち、半導体
記憶装置自体の信頼性向上のため、システム上E CC
(Error Correcting C1rcuit
)回路が採用されている。一般に、ECC回路は1ビッ
ト誤りを検出し、訂正する構成となっている。このEC
C回路を多ビット入出力構成の半導体記憶装置に適応し
た場合、複数ビットがフェイルすると誤りの検出・訂正
が出来なくなるという点が問題となる。
の例を示す。
,MAI、MA2.MA3を有して8ビットの入出力構
成となっている。各メモリセルアレイは、例えば、メモ
リセルアレイMAOで説明すると複数のワード線WL
O0−WL 0jと複数のビット線BL00=BL0m
とがマトリクス上に交叉して配線され、各ワード線WL
00〜WL0jとビット線BL00−BL0mとの交点
のそれぞれにはトランスファートランジスタTTおよび
メモリセルCEL00〜CEL0mが接続されている。
り選択され、行ドライバDRXOにより駆動される。各
列デコーダDYO,DYIに与えられるアドレス信号は
同一アドレスを指し、各行デコーダDXO,DXI、D
X2.DX3は同様に同一アドレスを指す。
0−CEL0mの信号の変化を検知増幅するためのセン
スアンプ5A00に二本一対のペアで配線されている。
トTGを介してデータバスBUS上に読み出され、2ビ
ットがデータラッチDLO,DLIにラッチされるよう
になっている。
0を介して列ドライバDRYO及び列デコーダDYOに
よりON10 F F制御される。このトランスファー
ゲー)TGO,TGIのON・OFFによりビット線B
L00,BLOIそしてBLIO,BLIIの選択動作
が行われる。
る。なお列デコーダDYOはメモリセルアレイMAOと
メモリセルアレイMAIに共用され、列デコーダDYI
はメモリセルアレイMA2とメモリセルアレイMA3に
共用される。
のセンスアンプSA列の中から各々2ビットづつが読み
出され、合計で8ビットのデータがデータバスBUSを
介してデータラッチDLO〜DL7にラッチされる。こ
のとき、任意のセンスアンプSA列に属する列選択線C
Lがフェイルした場合、出力データ8ビットのうち、2
ビットがフェイルすることとなり、システム上で2ビッ
トの検出・訂正を行うことは出来ず、ECC回路の適応
は不可能である。 −方、最近で
は配線技術および製造プロセスの進歩によりメタル層配
線の半導体記憶装置が登場している。第12図にその例
を示す。なお、第12図において第11図と同様な部材
には同一の符号を附して以下説明する。
O−MA 7を一方向(図上、列方向)に敷き並べ、基
板(図示せず)上のメタル第2層に各センスアンプSA
列を横切って通過するように列選択線CLを延在させる
ことにより、各センスアンプSA列(したがって、メモ
リセルアレイMA0−MA7)において列選択線CLを
共用化するようにしたものである。
〜DRX7は各メモリセルアレイMAO〜MA7ごとに
独立して設けられている。
リセルアレイMAI、メモリセルアレイMA2とメモリ
セルアレイMA3・・・メモリセルアレイ6とメモリセ
ルアレイMA7においていずれか一方を選択して対応す
るセンスアンプSAに接続するためのトランスファーゲ
ー)TGを駆動するドライバである。
層配線で構成したことにより、複数のメモリセルアレイ
MA O−MA 7に対し、1つの列デコーダDYでメ
モリセルCELの選択動作が可能となり、かつ、複数の
センスアンプSAに対して列選択線CLを共用できるた
め、高集積化が可能となっている。
、ビットが読み出され、それぞれデータラッチDLO〜
DL3に、ビットづつラッチされ、合計4ビットがデー
タバスを介して出力される。
A列に属する列選択線CLがフェイルした場合には、出
力4ビット全部がフェイルすることとなり、この半導体
記憶装置も第11図の半導体記憶装置と同様にECC回
路が適用することが出来ない。
憶装置のように、各メモリセルアレイ内において選択さ
れる同一ワード線上のメモリセルを介してつながるビッ
ト線を、同一列選択線で複数、同時に活性化しようとす
る半導体記憶装置においては、列選択線がフェイルした
場合、多ビット同時にフェイルすることになり、、ビッ
ト救済機能のECC回路ではもはや適応不可能となる。
て、フェイルが発生した場合に、ビットのフェイルで済
むようにし、システム上のECC回路の適応を可能とす
る半導体記憶装置を提供することを目的とする。
る。
れた複数のワード線(WL00〜WL0j)とビット線
(BL00O〜BL00m、BL010〜BLO1m)
との各交点にそれぞれメモリセル(CEL00O−CE
L00m、CELO10〜CELO1m)が接続されて
なるメモリセルアレイを複数(MAO−MAI)有する
半導体記憶装置において、前記各メモリセルアレイ(M
A0)内において選択される同一ワード線(WLoo)
上のメモリセル(CEL00O−CEL00m、CEL
O10−CELO1m)を介してつながるビット線(B
L00O〜BL00m、BL010−BLO1m)のう
ち、いずれか複数のビット線(BL00O,BLOI0
)を同時に駆動する選択駆動回路(SDY0、SDY1
)を備えて構成する。
る。
いて、各行選択駆動回路(DXO,DXl)によりワー
ド線(WL00,WL 10)が選択されたとする。
L00)上にメモリセル(CEL00O〜CEL00m
、CELO10〜CELOIm)が接続されており、そ
のメモリセル(CEL00O−CEL00m、CELO
10−CELO1m)にはそれぞれビット線(BL00
0−BL00m。
ト線(例えば、BL00O,BLOI0)が列選択駆動
同路(SDY0、SDY1)により同時に、かつ、互い
に独立して選択される。
、DL0)にラッチされる。
(WLI0)上のメモリセル(CEL100〜CELI
0m、CEL 110−CEL 11m)に接続され
たビット線(BL 100〜BL 10m。
BL100〜BLII0)が列選択駆動同路(SDY0
、SDY1)により同時にかつ独立して選択され、ビッ
ト線(BLloo、BLII0)のデータがそれぞれデ
ータラッチDL2.DL3にラッチされる。
データはデータラッチ(DLO−DL3)にラッチされ
た後に、入出力ビット構成が2ビットであるために、(
DLO,DLI)より1ピツ) (DL2.DL3)よ
りIビットそれぞれ選択され、合計2ビット(BO,B
l)として入出力される。たとえば、列選択線CL00
が故障したときDLIとDL2へのデータが読み出され
ないが、セレクタBSELの選択により、DLIとDL
2の同時読み出しはなく、どちらかの読み出しとなり、
、ビットの誤りとなる。このように、選択されるため、
ワード線、ビット線のいずれか1本がフェイルしたとし
ても、人出力データ(BO。
であり、外部システムにおいて1ビット誤り訂正ECC
回路が適応可能となる。
たが、他の複数ビット構成においても同様である。
したものである。この半導体記憶装置は、メタル第2層
配線により列選択線CLを各メモリセルアレイMAO〜
MA7の各センスアンプSA列に共用化したものであり
、この点については第12図の半導体記憶装置と同様で
ある。
−DY3が用いられており、各メモリセルアレイMAO
−MA7にそれぞれ独立した行デコーダDXO〜DX7
が接続され、行デコーダDXO〜DX7がブロックセレ
クタBSELによって選択的に切り換えられ、かつ、列
デコーダDYO〜DY3、および行デコーダDXO〜D
X7がアドレスバッファADBからアドレス信号により
アドレス制御を受ける点である。アドレスバッファAD
Bは行アドレスストローブ信号−rス3−1列アドレス
ストローブ信号でmおよびリード/ライトネーブル信号
nを入力とするタイもングコントロール回路TCCによ
り制御される。メモリアルアレイMAL〜MA7の内部
構成はメモリアルアレイMAOに代表して図示しである
ように、マトリクス上ワード線およびビット線との交点
に各メモリセルが配置されており、第11図、第12図
に示したものと同様である。
1m、5A20〜SA2m、5A30〜SA3mは、独
立な行デコーダDXO−DX7および行ドライバDRX
’O〜DRX7を有し、同時に選択されるワード線は、
入出力多ビット構成のビット数以上(例えば、4ビット
入出力ならば16ビット)が選択される。ここでは、4
ビット人出力構成を考えているため、4本のワード線が
同時に選択される。例えば、WL00,WL20゜WL
40.WL60が同時に選択される。
CL mを有し、同時に選択される列選択線は、入出力
多ビット構成のビット数以上に選択される。ここでは、
4ビット人出力構威を考えているため、4本の列選択線
が同時に選択される。例えば、CLO,CLI、Cl3
.Cl3が同時に選択される。
ータがデータラッチDLO−DL15に各、ビットずつ
ラッチされることになる。
ットを出力するわけであるから、16ビットのデータか
ら4ビットのデータを取り出さなければならない。この
場合においては、1本のワード線または列選択線がフェ
イルした場合に、ECC回路を適応するためには、出力
4ビットのうち、、ビットのみのフェイルで済むような
データの取り出し方をしなければならない。そうするた
めには、異なったワード線を異なった列選択線によって
同時に4ビットのデータを4回取り出せばよい。これを
行うのがデータラッチDL2.DL3、DLI、DLO
に接続されたデータセレクタDSO,データラッチDL
6.DL7.DL5゜DL4に接続されたデータセレク
タDS LデータラッチDLIO,DLI 1.DL9
.DL8に接続されたデータセレクタDS2.データラ
ッチDLL4,15,13.12に接続されたデータセ
レクタDS3である。そして、データセレクタDSO,
DSL、DS2.DS3によって16ビットのデータか
ら1タイくングに4ビットが選択されコモンデータバス
から出力される。
行われるデータの取り出し方としては、シフテッドダイ
ヤゴナル方式が挙げられる。第3図にシフテッドダイヤ
ゴナル方式のデータアクセスの例を3つ示す。すなわち
、第3図(a)に示すデータラッチDLO−DL15の
合計16個のデータラッチから4つのデータを4回に分
けて取り出す方式の第一の例を第3図(b)、第二の例
を同図(C)、第三の例を(d)に示す。第3図(b)
と(C)とはシフト方向が互いに逆なだけで本質的には
同様で、(切に示す方向は2ビットずつ2回目と3回目
で入れ換えている点で変形シフテッドダイヤゴナル方式
と言える。
8.DLI2の一行目のデータは、同一の列選択線CL
Oの活性化により、同時に読み出される内容であるが、
その列選択線CLOがフェイルした場合には、この第一
行目のデータは全て正しくない情報がラッチされること
となる。そのため、16ビットの中から4bitを4回
にわけて読み出す場合、各周期において、DLO,DL
4.DL8.DLI2のフェイルデータのうち、、ビッ
トのみの読み出しを許し、フェイルデータの2ビット以
上の読み出しを防ぐようなシフテッドダイヤゴナル方式
が第3図(b)、 (C)、 (d)に示されている。
いたとすると、1回目のタイミングにおいては、(1,
1)要素のデータは正しくないが、(2,2)、(3,
3)、(4,4)要素のデータは正しい、したがって、
、ビットの誤りで済む。
くないが、(2,3)、 (3,4)。
ータは正しくないが、(2,4)、 (3゜1)、(
4,2)要素の読み出しデータは正しい。
出しは正しくないが、(2,1)、 (3゜2)、(
4,3)要素の読み出しデータは正しい。
もって、4ビットのデータが読み出され、外部のECC
回路によって訂正可能であるから、4ビットとも正しい
情報にすることが可能となる。
3図に示した16ビットのうち、第1行目の4ビットが
全て誤りがあっても、16ビットとも正しい情報として
、ECC回路の出力が得られる。すなわち、16ビット
のうち、4ビットが訂正されたこととなる。(C)、
(d)の場合も同様である以上、要約すると、第2図に
おいて、各メモリセルアレイMAOとMAI、MA2と
MA3.MA4とMA5.MA6とMA7の中から任意
のワード線を選択し、かつ共通列選択線の中から任意の
列選択線を選択することにより複数ビットを同時に出力
させ、さらにそのデータの中から当該半導体記憶装置の
データセレクタの入出力ビット数に適合するよう、各メ
モリセルから、ビットずつを出力させるように構成した
ので、出力データの全ビットがフェイルすることはなく
、ワード線や列選択線のフェイルのうち、必ず、ビット
に止められることになる。よって、ECC回路を用いる
ことが可能となり、多ビット入出力構成の半導体記憶装
置についての信頼性が向上する。
A15の16個のメモリセルアレイからなるDRAMに
本発明を適応した例を示すものである。図示上、センス
アンプは各メモリセルアレイMAO−MA15のそれぞ
れのメモリセルアレイ内に存在するものとして図示を省
略しである。
した行デコーダDXO−DX15、行ドライバDRXO
−DRX15が配置されている。
セルアレイは4つのブロックに分割され、1/4ブロッ
ク動作するものである。この分割動作は2ビットのアド
レスA4.A5が入力される第2プリデコーダPD2に
よりブロックセレクタBSを選択し、そして、第2プリ
デコーダPD2の出力ヲ行F’tイバ(DRXO−DR
X15)に入力することで、16回路ある行ドライバの
うち1/4を選択的に活性化して行われる。因みに、1
/8ブロック動作にする場合は、第2プリデコーダPD
2の入力アドレスを3ビットにすればよい。
〜MAIL、MA12〜MA15)のそれぞれには、1
6ビットをラッチするブロックデータラッチBDLO,
BDLI、BDL2.BDL3の4つのラッチが接続さ
れているが、第2のプリデコーダPD2の出力により1
つのブロックデータラッチ(例えば、BDL0)のみが
活性化され、活性化されたブロックより読み出される1
6ビットのデータをブロックセレクタBSを介してデー
タセレクタDS4に出力される。データセレクタDS4
では、第1プリデコーダPDIにより16ビットの中か
ら、4ビットを選択し出力する。
性化された各メモリセルアレイに1本、合計4本のワー
ド線を同時に駆動し、かつ、共通列選択線(例えば、C
LO,CLI、Cl3.Cl3)の4本を同時に駆動す
る。すると、異なるワード線と異なる共通列選択線との
交点で活性化されるメモリセルのデータ、合計16ビッ
トのデータがセレクトされているブロック内より出力さ
れ、セレクトされたデータラッチ回路(例えば、BDL
0)にラッチされ、次にデータセレクタDS4より4ビ
ットが最終的に出力されてくる。
す。この回路は変形シフテッドダイヤゴナル(第3図(
d)参照)に適合する例である。図中この“4ビット”
入出力構成の装置をボンディングオブシゴンやALマス
タースライス等の手法により゛′1ビット”入力構成と
する場合のデータセレクタDSIとプリデコーダPD3
の例も併せて図示しである。
を入力し、切り換え信号S=“H”レベルのとき“4ビ
ット”入出力構成、S=“L”レベルのとき″1ビット
”入出力構成となるよう構成され、4ビットのデータを
、ビットに変換するものである。ブロックデータラッチ
回路(例えばBDL0)は16個のデータラッチ回路(
DLO〜DL 15)からなり、アドレスAO〜A3に
より選択される。第5図のデータセレクタの動作をより
具体的に説明する。ブロックデータラッチDLOからD
LI5の16ビットのデータをコモンデータバスLD4
の4bitの読み出しの選択をデータセレクタDS4に
よって選択するものである。その選択方式が第3図(d
)のシフテッドダイヤゴナル方式になっている。まず、
DLOからのDLI5迄のデータは、ブロックデータラ
ッチBDLOに属するもので、他のブロックではなく、
このBDLOのデータ読み出しを有効に選択するのが、
ブロックセレクタBSである。このブロック選択を行う
には、アドレスA4.A5がともに0であるとき、プリ
デコーダPD2の出力ライン4゜3.2.1のうち、4
のみが論理1に活性化され、パストランジスタ15及び
その右側にある全てのパストランジスタをオン状態にす
ることにより、DLOからDLI5の内容がデータセレ
クタDS4に有効に入力される。データセレクタDS4
では、プリデコーダPDIに入力されるアドレス信号A
2.A3の情報により、その出力ライン8゜7.6.5
のうち、1本のみを論理1に活性化することにより、1
6ビットの中から4ビットを選択することが可能になっ
ている。プリデコーダPD1では、A2.A3が0.0
のときに、ライン8が1となり、A2.A3が1.0の
とき、ライン7が1となり、A2.A3が0.1のとき
、ライン6が1となり、A2.A3が1,1のときライ
ン5がlとなる。データセレクタDS4では、図に示さ
れるような位置にパストランジスタが16個接続されて
いる。このようなトランジスタの配置により、例えば、
ライン8が論理1の場合には、それに接続されているパ
ストランジスタ16゜17.18.19がオン状態とな
る。このとき、そのパストランジスタのソース、ドレイ
ン間を介して、DLO,DL5.DLIO,DLI5の
4ビットが、コモンデータバス20,21,22゜23
にそれぞれ読み出される。この場合、第3図(a)の図
では、対角成分DLO,DL5.DLIO。
る。
DLI4がコモンデータバス20.21゜22.23に
読み出される。これは、第3図(a)においては(2,
1)要素、(1,2)要素、(4゜3)要素、(3,4
)要素に対応し、これは、第3図(d)の2回目の図に
対応する。ライン6が1の場合には、DL2.DL7.
DL8.DLI3−がコモンデータバス20,21,2
2.23に読み出される。これは、第3図(a)におい
ては(3,1)要素、(4,2)要素、(1,3)要素
、(2゜4)要素に対応し、これは、第3図(山の3回
目の図に対応する。ライン5が1の場合には、DL3゜
DL6.DL9.DLI2がコモンデータバス20.2
1,22.23に読み出される。これは第3図(a)に
おいては(4,1)要素、(3,2)要素、(2,3)
要素(1,4)要素に対応し、これは、第3図(イ)の
4回目の図に対応する。
ダイヤゴナルが実現されている。
が、16ビットからlビットを選ぶ場合、データセレク
タDSIによって、4bitのコモンデータバスのデー
タ線に20.21,22.23のうちの1つのデータを
もう1つのコモンデータバスLDIに接続するように制
御される。
ス信号AO,AIがそれぞれ(0,0)。
Sが0であるときに限って、行vA12,11゜10.
9をそれぞれ活性化することにより行われる。
って、チップ外に入力されるアドレス信号AO〜03に
対して、後述するように、第7図に示される(a)、
Cb)の方式にしたがって、外部アドレス信号を入れ換
えられた、すなわちスクランブルされたことにより得ら
れたものである。
.A5は、いま、セレクトされたブロック(例えば、メ
モリセルアレイMAO−MA3.ブロックデータラッチ
BDL0)に注目しているので、第6図には図示してな
い。このデータラッチ・マトリクスを、ビット入出力構
戒とする場合において縦にスキャン、すなわち、外部ア
ドレスのAOを最下位ビット、A3を最上位ビットとし
て順次カウントアツプしたとき、データセレクタをDL
O,DLI、DL2.DL3.DL4・・・DLl5と
選択する場合と、横スキャン、すなわち、外部アドレス
を順次カウントアツプした場合、データセレクタをDL
O,DL4.DL8.DLl2、DLI・・・DLl5
と選択する場合における外部アドレスと内部アドレスと
の関係を示す真理値表とそれを実現するアドレススクラ
ンブラ−回路を第7図(a)、 (b)に示す。
説明する。A4.A5は、第5図において、(0,0)
でライン4を活性化し、第4図のメモリセルアレイMA
O,MAI、MA2.MA3からの出力をブロックデー
タラッチBDLOに加えて、データラッチDLO〜DL
15の出力を選択するものである。第6図に示したデー
タラッチ・マトリクスを、横にスキャンしたとき、デー
タセレクタをDLO,DL4.DL8.DLl2.DL
l・・・DLl5と選択され、かつ、ビット入出力構威
とする場合、例えば内部アドレスA3゜A2.Al、A
Oが(0,1,1,0)のとき、第5図においては、A
3.A2の(0,1)によって出力ライン7が活性化さ
れ、ラッチDL L。
I、AOの (1,0)によって、出力ライン10によ
ってコモンデータバスLDIにはデータラッチDLLI
の内容が出力される。すなわち、チップの外部からビン
を介して外部アドレス11を指定する場合には、外部ア
ドレスは、その11に対応する2進コード(1,0,1
,1)となって、内部アドレスは上述の(0,1,i、
0)となり、第5図のデータセレクタの回路ではDLl
lの内容が読み出される。すなわち、、ビット出力の場
合には、外部のアドレスのアドレス値とデータラッチの
Nαとは一致する。4ビット出力の場合は、内部アドレ
スの(AO,Al)に関係なく、たとえば(A3.A2
)が(0,0)である場合には、データラッチのDLO
,DL5.DLlo、DLl5が選択される。なお、こ
れは、第3図(d)の第1回目のタイミングに対応する
。内部アドレスは、データセレクタにおいて、シフテッ
ドダイヤゴナル方式に従って出力するようにトランジス
タを選択するために、用いられるものである。
読み出し、すなわち、DLO,DL5.DLIO,DL
l5の4ビットの情報を外部アドレスを用いて出力する
ためには、内部アドレスのA3゜A2が0.0である必
要があり、第7図中)の真理値表により、外部アドレス
は0000番地か0101番地か1010番地か111
1番地のいずれか1つを指定する。したがって、外部ア
ドレス数は4ビット出力の場合は、、ビット出力の場合
の1/4に減少する。
の関係は、横スキャンと同じであり、外部アドレスと内
部アドレスの関係は第7図(a)に示すようになる。
ド線と異なった4本の列選択線を同時に駆動して4ビッ
トデータを4回取り出す方法は第5図の回路により可能
であり、さらにS端子をボンディングオブシッン、AL
マスタスライス等により、ビット入出力構成とした場合
においても、第7図のような簡単なスクランブラ−によ
って縦横のスキャンが可能であることがわかる。
リセルアレイMA00とMAOI、MAloとMAI
1.MA20とMA21. ・・・MA70とMA7
1の多対において中間に行デコーダDXO,DXI、
・・・DX7をそれぞれ介在させ、行デコーダの共用
化を図ったタイプのDRAMに本発明を適応した例であ
り、第2図(第一実施例)の変形である。同様な部分に
ついては同一の符号を附して以下説明する。
駆動回路DXOによりメモリセルアレイMA00とメモ
リセルアレイMAOIの同一行アドレス信号(A0)に
よってそれぞれ対応するワード線WL00とワード線W
LOIが選択されるこのワード線WL00に接続されて
いるメモリセルCEL00〜CELOiに接続されるビ
ット線BL00=BLOiに対応する列選択線のうち、
例えば2本の列選択1icLO−とCLIが同時に駆動
され、2ビットのデータがデータラッチDL2DL3に
出力される。また、ワード線WLOIに接続されている
メモリセルCEL0j−CEL0mに接続されているビ
ット線BL0j−BL0mに対応する列選択線のうち、
例えば、2本の列選択11icL2とCl3が同時に駆
動され、2ビットのデータがデータラッチDLO,DL
Iに出力される。したがって一対のメモリセルアレイM
A00とMAOIから合計4ビットのデータがデータラ
ッチDLO−DL3に出力される。
00とワード線WLOIとは同一のアドレスではあるが
、同一のワード線ではないという点である。
ビットのデータが出力され、全データラッチでは16ビ
ットのデータが出力される0次いで、この16ビットデ
ータは第3図のシフテッドダイヤゴナルにより、冬休の
列選択線に接続された4ビットのそれぞれから、ビット
ずつ合計4ビットのデータが出力される。この場合、デ
ータラッチDLO〜DL3において列選択線またはワー
ド線のフェイルが生じたとしても、その列選択説または
ワード線に接続された全データはフェイルするが、最終
的に出力される4ビットデータにおいては、ビットのデ
ータに過ぎない。
(GCLO,GCLI、GCL2・・・GCLm)とロ
ーカル列選択線(LCL00,LCLOi、LCL0j
、LCL0mとLCLIO。
し、その間のスイッチ(SW00,SWOt。
、SWlm)を介して接続している。さらに、列選択駆
動同路(DYO,DYI、DY2.DY3)内に不良を
起こした列選択線、列デコーダを切り換える予備の列デ
コーダ(以下、冗長列デコーダと呼ぶ、第10図参照)
と、各メモリセルアレイ (MA00〜MA0m、MA
IO〜MA1m)内に不良を起こしたメモリセルを切り
換える予備のメモリセルアレイ(以下、冗長メモリセル
アレイと呼ぶ。図示してない)を余分に持っており、外
部から入力されたアドレス(AO〜Am)が不良アドレ
スと認識された場合は、冗長列デコーダで冗長メモリセ
ルを選択するようにしたタイプのDRAMに本発明を適
応した例であり、第8図(第3の実施例)の変形である
。同様な部分については同一の符号を付して以下説明す
る。
によりメモリセルアレイMA00とメモリセルアレイM
AOIのそれぞれに対応するワード線WL00とWLO
Iとが選択され、このワード線WL00,WLO1に接
続されているメモリセルCEL00−CEL0mより、
それぞれに対応するビット線BL00=BL0mにデー
タが出力される。ここまでの動作は第8図(第三の実施
例)と同様である。一方、列選択線のうち、例えば、4
本のグローバル列選択線GCLO,GCL1、GCL2
.GCL3が同時に選択され、スイッチ5W00,SW
Oi、swo j、SW0mを介して選択されたローカ
ル列選択線LCL00。
データラッチDLO,DLI; DL2.DL3にラッ
チされる。第8図(第三の実施例)と異なるところはス
イッチswoo〜5WOiを介して選択されたローカル
列選択線LCL00〜LCL0mによってデータがBU
Sに出力され、データラッチDLO〜DL3にラッチさ
れるて点で、以下、データセレクタで各グループより読
み出された16ビットのデータをシフテッドダイアゴナ
ル方式(第3図(d)参照)により、各グループより、
ビットずつ、計4ビットのデータが最終的に出力される
のは第8図(第三の実施例)と同じで、互いに異なるワ
ード線と異なるローカル列選択線とによって出力される
4ビットであるから、ECC回路の適応が可能であるこ
とは言うまでもない。
用し、複数のメモリセルアレイ(例えば、MA00,M
AIO,MA20)で共用している。
セルアレイを共用しなくともよい。
は冗長列デコーダ(第10図参照)をそれぞれ余分に持
っており、また、メモリセルアレイにも冗長列デコーダ
に対応した冗長メモリセルアレイが余分に配置されてい
る。なお、冗長メモリセルは通常のメモリセルと構成、
列選択線に対応するメモリセルの数も同じであるので図
への表示は省略しである。
と不良アドレスへ切り換える手段について示しである。
スが人力された場合に動作する列デコーダ(CDYO〜
CDYm)の他に不良アドレスが入力された時に動作す
る冗長列デコーダ(CRDY0)が余分に配置されてい
る。
アドレスバッファ(ADB)で増幅したアドレス信号(
10)とあらかじめ不良アドレスが記憶されている不良
アドレス記憶用ROM (ROM)より出力される不良
アドレス信号(2o)とが比較回路(COM)で比較さ
れ、不一致であった場合、すなわち、外部入力アドレス
が不良を起こしてないメモリセルを読み出す正常アドレ
スと認識された場合は、アドレスバッファADBの出力
(10)に従ってグローバル列選択線(GCLO〜GC
Lm)うち、1本を選択する。
をアドレスバッファ(ADB)で増幅したアドレス信号
(10)とあらかじめ不良アドレスが記憶されている不
良アドレス記憶用ROM(ROM)より出力される不良
アドレス信号(20)とが比較回路(COM)で比較さ
れ、一致した場合、すなわち、外部人力アドレスが不良
メモリセルを読み出す不良アドレスであったと認識され
た場合は、比較回路(COM)の出力信号(30)で各
列デコーダ(CD Y O〜CD Y m )の動作を
止めると同時に冗長デコーダ(CRDY0)を活性化し
、冗長グローバル列選択線(C,RCL0)を選択する
。つまり、不良アドレスが入力された時には、予備の冗
長デコーダが活性化し、それに対応する予備の冗長メモ
リセル(図示してない)が選択される。したがって、外
部より見た場合、あたかも不良が全くないように見える
。第10図では冗長デコーダは1回路のみの例だが、複
数回路備えても良いことは言うまでもない。
セルに対応する列選択線を冗長列選択に切り換える方式
は、行選択線にも有効な手段である。また、冗長の効率
を高める手段として、メモリセルアレイ(例えばMA0
0)単位に不良アドレスを検出して不良アドレス記憶用
ROMに記憶させ、不良アドレスの判定をメモリセルア
レイ毎に行う。
ーカル列選択線とを結ぶスイッチ(sWoo 〜SW0
m、5W10〜SW1m)を閉じたままメモリセルアレ
イ単位に冗長をしようとした場合、列選択線が複数のメ
モリセルアレイに対し共用しているので、冗長の効率が
低下すると言う問題がある。例えば、グローバル列選択
線GCLOが選択され、それより分岐したローカル列選
択線LCL00がメモリセルアレイMA00内で不良を
起こしショートしたとする。その場合、メモリセルが正
常であるメモリセルアレイMA20゜MA30も不良と
見なされ、メモリセルアレイMA40.MA50が選択
されたときも冗長列デコーダCRDYOに切り換えねば
ならなくなる。
OM (ROM)の出力(20)により、グローバル列
選択線とローカル列選択線とを結ぶスイッチを開閉する
ようにしである。たとえば、グローバル列選択線GCL
Oが選択され、それより分岐したローカル列選択線LC
L00がメモリセルアレイMA00内で不良を起こし、
シツートしても、不良アドレス記憶用ROM (ROM
)の出力(20)により、スイッチswo oを開き、
グローバル列選択線とローカル列選択線とを切り離す。
GCLOに対応したメモリセルアレイMA00の不良ア
ドレスを選択した場合は冗長列デコーダへの切り換えが
行われるが、メモリセルアレイMA40が選択された場
合はいままで通りにグローバル列選択線GCLOの使用
が可能になる。
の列選択線がフェイルしても、本発明にしたがって、ビ
ットエラーの出力を得ることができ、ECC回路で訂正
可能となる。
択線をすなわちワード線を二重化すればさらに効果は高
まることは言うまでもない。また、スイッチ(SW00
o−3WO,SWI O〜SW1m)の代わりにヒユー
ズを用いて、不良アドレスに対応したヒユーズを切断す
ることでグローバル列選択線とローカル列選択線とを切
り離してもよい。
体記憶装置において、ワード線、列選択線(ビット線)
あるいはメモリセルの欠陥によるフェイルが生じたとし
ても多ビットの全てがフェイルすることはなく、必ず1
ビット誤りとすることができ、ECC回路の適応が可能
となるので、システムの信頼性を向上させることが出来
る。
フテッドダイアゴナル方式のデータ取り出し説明図、 第4図は本発明の第二実施例のブロック図、第5図はデ
ータセレクタの回路図、 第6図はデータラッチのセレクトアドレスの説明図、 第7図はデータラッチのスキャンの説明図、第8図は本
発明の第三実施例のブロック図、第9図は本発明の第四
実施例のブロック図、第10図は列デコーダの従来例の
ブロック図、第11図は第一の従来例のブロック図、第
12図は第二の従来例のブロック図である。 MAO,MAI、 ・−・MAn ・・・メモリセルアレイ、 WL009WL10.・・・WLnO ・・・ワード線、 BL009BL10.・・・BLnO ・・・ビット線、 D X O−D X n・・・行選択駆動回路、D Y
O−D Y n・・・列選択駆動同路、BUS・・・
・・・・データバス、 DLO〜DLn・・・データラッチ、 5A00,5AIO,・・・、5A30・・センスアン
プ、 CLO〜CL3・・・列選択線。 データラッチ 第6図データラッチのセレクトアドレスの脱明図り1お
シコーダ (DY0) 列ドライバ 第10図列デコーダの詳細図 (a)データラッチの縦スキヤン時 (外部アドレス) (内部アドレス) 第7図 データラ・ノブ (b)データラッチの横スキャン時 (外部アドレス) (内部アドレス) −のスキャンの税明図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)複数のワード線(WL00〜WL0j)と、ビット
線(BL00〜BL0m)と、メモリセル(CEL00
〜CEL0m)とを有するメモリセルアレイ(MA0〜
MAn)を有する半導体記憶装置において、 複数のワード線を同時に活性化する行選択手段と、 複数の列選択線を同時に独立に活性化し、複数のビット
線(BL00〜BL0m)を同時に選択する列選択手段
(SDY0、SDY1)と、選択されたメモリセルのな
かから、互いに異なるビット線とワード線の組み合わせ
によって選択されているメモリセルを選択するデータセ
レクタとを備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 2)請求項1記載の半導体記憶装置において、前記行選
択手段は共通の行アドレスを受ける複数の行デコーダと
、前記列選択手段は共通の列アドレスを受ける複数の列
デコーダとを備えることを特徴とする半導体記憶装置。 3)請求項1記載の半導体記憶装置において、前記列選
択線を第一の配線層で形成し、行選択線を第二の配線層
で形成したことを特徴とする半導体記憶装置。 4)請求項1記載の半導体記憶装置において、前記列選
択手段により選択されたn個のメモリセル内容をラッチ
するラッチ手段を有し、前記データセレクタは前記ラッ
チ手段の出力に接続されn個のメモリセル内容をnより
も小さいm個に選択することを特徴とする半導体記憶装
置。 5)請求項1記載の半導体記憶装置において、前記デー
タセレクタ回路によって選択されたメモリセルのデータ
中の誤りを訂正するエラー訂正回路を有することを特徴
とする半導体記憶装置。 6)請求項4記載の半導体記憶装置において、前記m個
の読み出しデータをn/m同時分割で前記n個づつ読み
出すことを特徴とする半導体記憶装置。 7)請求項4記載の半導体記憶装置において、前記デー
タセレクタの内容は、アドレス信号の一部をデコードし
た信号により、シフテッドダイヤゴナル方式に対応する
位置にあるトランジスタオンオフを制御することにより
データ選択を行うことを特徴とする半導体記憶装置。 8)請求項7記載の半導体記憶装置において、前記シフ
テッドダイヤゴナル方式は、メモリセルアレイの一部を
構成する4×4の部分アレイの16ビットのメモリセル
から4bitづつ出力することを特徴とする半導体記憶
装置。 9)請求項4記載の半導体記憶装置において、前記デー
タセレクタの選択の制御を行うアドレス信号は外部アド
レスを変換して生成されることを特徴とする半導体記憶
装置。 10)請求項2記載の半導体記憶装置において、行方向
に1対で設けられたメモリセルアレイの各対において、
それらの中間に行デコーダをそれぞれ介在させて行デコ
ーダを共用化することを特徴とする半導体記憶装置。 11)請求項4記載の半導体記憶装置において、前記デ
ータセレクタは、nビットのデータから、nよりも小さ
いm、ビットを選択する第1データセレクタと、そのm
、ビットよりもさらに小さいm2ビットに選択する第2
データセレクタとを具備することを特徴とする半導体記
憶装置。 12)請求項4記載の半導体記憶装置において、前記デ
ータラッチ手段とデータセレクタ手段との間には1ブロ
ックがn個のデータラッチからなる複数個の間にはデー
タラッチから1個のデータラッチブロックを選択するブ
ロックセレクタ手段を含むことを特徴とする半導体記憶
装置。 13)請求項4記載の半導体記憶装置において、前記デ
ータセレクタには複数ビット同時出力する複数本のコモ
ンデータバスが接続され、該コモンデータバスには、1
本のコモンデータバスを選択する1ビット出力データセ
レクタが接続されてなることを特徴とする半導体記憶装
置。 14)請求項1記載の半導体記憶装置において、冗長メ
モリセルを選択する冗長列選択手段を含むことを特徴と
する半導体記憶装置。 15)請求項14記載の半導体記憶装置において、外部
アドレスとチップ内部に記憶されている冗長アドレスを
比較し、一致した場合は冗長用メモリセルを選択する冗
長列選択手段を活性化し、通常メモリセルを選択する列
選択手段を非活性にする手段を具備したことを特徴とす
る半導体記憶装置。 16)請求項15記載の半導体記憶装置において、外部
アドレスとチップ内部に記憶されている冗長アドレスと
を比較し、一致した場合は外部アドレスに対応するサブ
選択線のスイッチをオフとする手段を具備したことを特
徴とする半導体記憶装置。 17)請求項1記載の半導体記憶装置において、前記半
導体記憶装置は、入/出力のビット構成が多ビット構成
であり、 入/出力のビット数以上の本数の列選択線を同時に選択
する列選択手段を具備し、同時にデータが入力又は出力
される複数のメモリセル(CEL00〜CEL0m)が
それぞれ異なる行選択線に属することを特徴とする半導
体記憶装置。 18)請求項1記載の半導体記憶装置において、行選択
手段は冗長用メモリセルを選択するための冗長行選択回
路を含むことを特徴とする半導体記憶装置。 19)請求項18記載の半導体記憶装置において、外部
アドレスとチップ内部に記憶されている冗長アドレスを
比較し、一致した場合は冗長用メモリセルを選択する冗
長行選択線を活性化し、通常メモリセルを選択する行選
択回路を非活性にすることを特徴とする半導体記憶装置
。 20)請求項18記載の半導体記憶装置において、外部
アドレスとチップ内部に記憶されている冗長アドレスと
を比較し、一致した場合は外部アドレスに対応するサブ
選択線のスイッチをオフとする手段を具備したことを特
徴とする半導体記憶装置。 21)複数のワード線(WL00〜WL0j)と、ビッ
ト線(BL00〜BL0m)と、メモリセル(CEL0
0〜CEL0m)とを有するメモリセルアレイを複数(
MA0〜MAn)有する半導体記憶装置において、 前記各メモリセルアレイ(MA0)内において選択され
る同一ワード線(WL00)上のメモリセル(CEL0
0〜CEL0m)を介してつながるビット線(BL00
〜BL0m)のうち、メイン列選択線を活性化し、その
メイン選択線よりスイッチを介して接続される複数のサ
ブ選択線を同時に独立に活性化し、複数のビット線を(
BL00〜BL0m)を同時に選択する列選択手段(S
DY0、SDY1)を備えたことを特徴とする半導体記
憶装置。 22)請求項21記載の半導体記憶装置において、前記
列選択線がスイッチを介して接続されるサブ列選択線で
あることを特徴とする半導体記憶装置。 23)請求項22記載の半導体記憶装置において、外部
アドレスとチップ内部に記憶されている冗長アドレスと
を比較し、一致した場合は外部アドレスに対応するサブ
選択線のスイッチをオフとする手段を具備したことを特
徴とする半導体記憶装置。 24)複数のワード線(WL00〜WL0j)と、ビッ
ト線(BL00〜BL0m)と、メモリセル(CEL0
0〜CEL0m)とを有するメモリセルアレイを複数(
MA0〜MAn)有する半導体記憶装置において、 前記各メモリセルアレイ(MA0)内において選択され
る同一ワード線(WL00)上のメモリセル(CEL0
0〜CEL0m)を介してつながるビット線(BL00
〜BL0m)のうち、メイン列選択線を活性化すると共
に、メイン選択線よりヒューズを介して接続される複数
のサブ列選択線を同時に独立に活性化し、複数のビット
線を(BL00〜BL0m)を同時に選択する列選択手
段(SDY0、SDY0)を備えたことを特徴とする半
導体記憶装置。 25)請求項25記載の半導体記憶装置において、不良
セルを選択するサブ列選択線をヒューズを切断して切り
離すことを特徴とした半導体記憶装置。 26)複数のワード線(WL00〜WL0j)と、ビッ
ト線(BL00〜BL0m)と、メモリセル(CEL0
0〜CEL0m)とを有するメモリセルアレイを複数(
MA0〜MAn)有する半導体記憶装置において、 前記各メモリセルアレイ(MA0)内において選択され
る、同一ワード線(WL00)上のメモリセル(CEL
00〜CEL0m)を介してつながるビット線(BL0
0〜BL0m)のうち、列選択線を独立に活性化し、複
数のビット線を(BL00〜BL0m)を同時に選択す
る列選択駆動同を複数備えたことを特徴とする半導体記
憶装置。 27)請求項26記載の半導体記憶装置において、独立
に活性化された列選択線を複数のメモリセルが接続され
たビット線のデータをソースドレイン間を介してバスに
伝達するトランスファ手段のゲートに接続することを特
徴とする半導体記憶装置。 28)複数のワード数と、複数のビット線、メモリセル
とを有する半導体記憶装置において、複数の前記ワード
線を活性化することにより、前記ワード線に接続された
メモリセルの内容を前記ビット線に伝達する場合に、複
数の列選択線を同時かつ独立に活性化する手段と、 前記列選択手段によりn個のメモリセル内容をラッチす
るラッチ手段と、前記ラッチ手段の出力に接続されn個
のメモリセル内容をnよりも小さいm個に選択するデー
タセレクタ手段とを有し、前記m個のメモリセルは互い
に異なるワード線とビット線の組み合わせで選択された
ものであることを特徴とする半導体記憶装置。 29)並列入/出力するビット数Pよりも多い数のメモ
リセルを同時選択する手段と、それらの中から互いに異
なる行線、列線で選択されているP個のセルをデータバ
スに接続する手段とからなることを特徴とする半導体記
憶装置。
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