JPH1050092A - 半導体記憶装置の欠陥救済回路 - Google Patents

半導体記憶装置の欠陥救済回路

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JPH1050092A
JPH1050092A JP8223196A JP22319696A JPH1050092A JP H1050092 A JPH1050092 A JP H1050092A JP 8223196 A JP8223196 A JP 8223196A JP 22319696 A JP22319696 A JP 22319696A JP H1050092 A JPH1050092 A JP H1050092A
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JP
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fuse
mos transistor
circuit
redundant
signal
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JP8223196A
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Yasuhiko Takahashi
保彦 高橋
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Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体記憶装置の処理速度を向上させるとと
もに回路規模を小さくすることができ、かつ、配線レイ
アウト上も優れた欠陥救済回路を提供する。 【解決手段】 インバータ3a,3b、NAND回路5
およびインバータ6から成るNOR回路により、ヒュー
ズの溶断の有無によってハイレベルまたはロウレベルの
信号を出力する一対のヒューズ回路FUSE1,FUS
E2からの出力信号に基づいて通常系のメモリ領域を使
用するか否かを判定して非冗長フラグを出力する非冗長
判定手段を構成し、通常系のアドレスデコーダが接続さ
れたMOSトランジスタの導通/非導通を非冗長フラグ
によって切り替えるようにすることにより、欠陥アドレ
ス信号が入力されたときに非冗長フラグがロウレベルに
なって通常系の使用が禁止されるようにして、ディセー
ブルヒューズ等を用いなくても通常系の使用を禁止でき
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体記憶装置の欠
陥救済回路に関し、例えば、DRAM(ダイナミックR
AM)で発生した欠陥メモリセルを、あらかじめ用意し
ておいたスペアのメモリセルで置き換えて救済するため
の冗長回路に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の一部に欠陥を有する場
合、集積回路の大部分が正常に機能するものであって
も、デバイス全体として見れば価値のないものと判断さ
れる。したがって、そのような欠陥を有するチップは廃
棄される運命にある。しかし、これでは折角作ったチッ
プが無駄になってしまうため、一部分にのみ欠陥を含む
集積回路も製品として利用できるようにすることが望ま
れる。
【0003】そこで従来、集積回路の欠陥をチップ上に
あらかじめ設けたスペアの回路で置き換えて救済するた
め方法が提案されている。例えば、DRAM(ダイナミ
ックRAM)等の半導体記憶装置の冗長回路は、図4に
示すように、メモリアレイに行と列とのスペアをあらか
じめ設けておいて、欠陥により不良となったメモリセル
をスペアのメモリセルに置き換えるようになされている
のが一般的である。
【0004】図4の例では、スペアのメモリセルは、ワ
ードライン方向に8本、ビットライン方向に4本備えら
れている。そして、メモリセルの置き換えは、4本のラ
インを1単位として行われる。例えば、図4に示すよう
にあるワードラインに欠陥がある場合、その欠陥ワード
ラインを含む1単位(4本)のワードラインが同じく4
本で成る1単位のスペアのワードライン(冗長系)に置
き換えられる。
【0005】このような半導体記憶装置では、入力され
るアドレス信号に対して冗長系を使用するか否かを、製
品化の前段階で(パッケージ前に)メモリ素子の内部回
路にあらかじめプログラムしておく必要がある。このプ
ログラムは、メモリセルの外部に設けたヒューズを溶断
することによって行われることが多い。
【0006】すなわち、パッケージ前の検査によって欠
陥メモリセルが検出されると、その欠陥メモリセルを含
むワードライン(またはビットライン)のアドレスに対
応して設けられたヒューズがレーザ等を使って溶断され
る。これにより、欠陥メモリセルのアドレス(欠陥アド
レスという)が記録され、その欠陥アドレスが指定され
たときに不良のメモリセルを選択することが禁止され
る。
【0007】以下、このヒューズの溶断によるプログラ
ムついて詳しく説明する。ここでは、一例として、何れ
かをワードラインを選択するためのアドレス信号として
8ビットのアドレス信号A0 〜A7 を扱う場合を考え
る。したがって、メモリアレイのワードラインは全部で
8 =256本である。
【0008】通常、上記256本のワードラインの各々
に対してヒューズを設けることはチップのレイアウト上
好ましくないので、図5に示すように、メインデコード
を行う前にプリデコードが行われる。プリデコードは、
入力アドレス信号をメインデコードする前に一旦2ビッ
トずつデコードする処理のことである。
【0009】例えば、8ビットのアドレス信号A0 〜A
7 のうち、アドレスA0 〜A1 (2ビット)から4ビッ
トの内部アドレス信号が、アドレスA2 〜A4 (3ビッ
ト)から8ビットの内部アドレス信号が、アドレスA5
〜A7 (3ビット)から8ビットの内部アドレス信号が
生成される。このようにして生成された20ビットの内
部アドレス信号は、それぞれ20本の信号線に出力され
る。
【0010】上述のヒューズは、これら20本の信号線
の各々に対して設けられる。図5では、アドレスA5
7 から生成される8ビットの内部アドレス信号に対応
する8個のヒューズF1 〜F8 が代表として図示されて
いる。
【0011】上記8個のヒューズF1 〜F8 は、8本の
信号線と並列に並べられており、各ヒューズの一端に
は、各MOSトランジスタQ1 〜Q8 のドレイン端子が
直列に接続されている。そして、各MOSトランジスタ
1 〜Q8 のソース端子が接地されるとともに、ゲート
端子が上記アドレスA5 〜A7 から生成される8ビット
の内部アドレス信号の信号線に接続されている。また、
上記各ヒューズF1 〜F8 の他端は、プリチャージ用ト
ランジスタ61と、プルアップ用トランジスタ62およ
びインバータ63とに接続されている。
【0012】このような構成において、冗長機構を起動
するためにプリチャージ用トランジスタ61がONにな
ると、各ヒューズF1 〜F8 の共通接点Xの電位がハイ
レベルにプリチャージされる。
【0013】この状態で、各MOSトランジスタQ1
8 のゲート端子に入力される内部アドレス信号に応答
して何れか1つのMOSトランジスタが導通するとき、
その導通したMOSトランジスタに接続されたヒューズ
が溶断によりプログラムされていれば、共通接点Xの電
位は放電されず、インバータ63を介してプルアップ用
トランジスタ62によりハイレベルに留まる。逆に、上
記ヒューズが溶断されていなければ、共通接点Xの電位
は放電され、ロウレベルとなる。
【0014】他のアドレス信号A0 〜A1 、A2 〜A4
に関しても同様に、ヒューズの一端とMOSトランジス
タのドレイン端子とが接続されて成る一対の回路が内部
アドレス信号線の数(4個および8個)だけ並列に設け
られ、各MOSトランジスタのソース端子が接地される
とともに、ゲート端子が内部アドレス信号線に接続され
ている。また、各ヒューズの他端は、上記プリチャージ
用トランジスタ61と、プルアップ用トランジスタ62
およびインバータ63とに接続されている。
【0015】そして、各ゲート端子に入力される内部ア
ドレス信号に応答して導通したMOSトランジスタに接
続されているヒューズが溶断によりプログラムされてい
れば、共通接点Xの電位はハイレベルに留まり、上記ヒ
ューズが溶断されていなければ、共通接点Xの電位はロ
ウレベルとなる。
【0016】以上のように、20本の内部アドレス信号
線に対して設けられた20個のヒューズの何れかを溶断
すれば、該当するアドレス信号が入力されてきたときに
は共通接点Xの電位はハイレベルとなり、それ以外のア
ドレス信号が入力されてきたときには共通接点Xの電位
はロウレベルとなる。
【0017】したがって、欠陥アドレスに対応する位置
のヒューズを溶断することによって欠陥アドレスを記録
することができるとともに、共通接点Xの電位を監視す
ることにより、それがハイレベルであれば欠陥アドレス
が入力されているので冗長系は“選択”、共通接点Xの
電位がロウレベルであれば正常なアドレスが入力されて
いるので冗長系は“非選択”であると判定することがで
きる。
【0018】ところが、このような構成の冗長回路で
は、冗長系の使用の有無を判定するときに、ある程度の
時間をみて行わなければならないという欠点があった。
すなわち、欠陥アドレスが入力された場合、共通接点X
の電位レベルは徐々に下がっていくので、アドレス信号
が入力されてから共通接点Xの電位が完全にロウレベル
になるまでには時間がかかっていた。
【0019】そこで従来は、図6に示すように、図5に
示した構成のヒューズ回路(複数組のヒューズおよびM
OSトランジスタで構成される)の2つを一対として用
い、上記2つのヒューズ回路FU1,FU2のそれぞれ
にアドレス信号を入力し、それぞれの共通接点X1,X
2の電位レベルに基づいて、判定回路61で冗長系を使
用するかどうかを判定するようにしていた。
【0020】すなわち、各共通接点X1,X2の電位レ
ベルのうち少なくとも一方がハイレベルにあれば、欠陥
アドレスが入力されているので冗長系は“選択”、すな
わち冗長系は使用される。そこで、判定回路61では、
各共通接点X1,X2の電位レベルのうち少なくとも一
方がハイレベルにあるかどうかを検出し、何れかのハイ
レベルを検出した場合に冗長系使用フラグを出力する。
【0021】ところで、16メガバイト、64メガバイ
トのように大規模なDRAMのメモリチップでは、通常
は図4に示したようなメモリアレイが複数の象限に配置
されている。図7はその様子を示す図であり、この例で
はメモリアレイが4つ象限に配置されている。そして、
各象限のメモリアレイの側部に行デコーダおよび列デコ
ーダが備えられている。
【0022】上記図6に示したような構成のヒューズ回
路FU1,FU2および判定回路61は、図7に示すよ
うに各メモリアレイの中央(チップの中央)に配置され
ている。そして、上記判定回路61から出力される冗長
系使用フラグが、それぞれの行デコーダおよび列デコー
ダに供給されるようになっている。すなわち、欠陥アド
レスが指定されたときには冗長系のメモリセルを使用
し、そうでなければ冗長系のメモリセルは使用しないの
で、行および列デコーダでは、判定回路61における冗
長系を使用するか否かの判定結果の情報が必要になるの
である。
【0023】以上が、冗長系を使用するかどうかの判定
を行うための構成および動作であるが、冗長系を使用す
ると判定した場合は、そのとき入力されている欠陥アド
レスで指定される通常系のメモリセルの使用を禁止する
必要がある。その禁止は、それぞれのワードラインおよ
びビットラインごとに備えられたディセーブルヒューズ
のうち、該当する部分を切ることによって行われる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の冗長回路では、冗長系を使用するかどうかを判定す
るために特殊な回路で成る判定回路61を用いており、
その判定を行うのに時間がかかっていた。さらに、従来
の判定回路61は、冗長系使用の有無を判定することが
できるだけで、通常系のメモリセルの使用を禁止した
り、冗長系のメモリセルを選択したりすることは、判定
の結果に基づいてその後別個の部分で行われていた(デ
ィセーブルヒューズの切断等)。そのため、これらのこ
とはメモリ全体としての処理速度を向上させる上で障害
となっていた。
【0025】また、図7に示したように、冗長判定を行
うための回路は、メモリアレイや行および列デコーダと
は別個のスペースに配置されており、チップをコンパク
トにできないことの1つの要因となっていた。また、判
定回路61での判定結果を各デコーダに伝えるための配
線も必要であり、その結果として半導体記憶装置のチッ
プ面積が大きくなってしまうという問題があった。
【0026】さらに、上述したように、従来、通常系メ
モリセルの使用禁止は、各ワードラインおよび各ビット
ラインごとに備えられたディセーブルヒューズを切断す
ることによって行われていたが、このように1つのライ
ンに対して1個のヒューズを設けると、ヒューズが隙間
なく並べられてしまい、各ライン間に他の配線を行うこ
とができなくなってしまうという問題もあった。
【0027】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、半導体記憶装置の全体としての
処理速度を向上させることができるとともに回路規模を
小さくすることができ、かつ、配線レイアウト上も優れ
た半導体記憶装置の欠陥救済回路を提供することを目的
とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
の欠陥救済回路は、通常系のメモリ領域と冗長系のメモ
リ領域とを備え、欠陥アドレスが入力されたときに冗長
系を選択するようにする半導体記憶装置の欠陥救済回路
において、アドレス信号を入力し、上記アドレス信号の
各ビットに対応して設けられたヒューズの溶断の有無に
よってハイレベルまたはロウレベルの信号を出力する一
組のヒューズ回路と、上記一組のヒューズ回路から出力
される信号に基づいて、通常系のメモリ領域を使用する
か否かを判定して非冗長フラグを出力する非冗長判定手
段と、上記非冗長判定手段から出力されゲート端子に入
力される非冗長フラグによって導通/非導通を切り替え
るMOSトランジスタと、上記MOSトランジスタに接
続され、上記MOSトランジスタが導通状態のときに動
作する通常系のアドレスデコーダとを備えたことを特徴
とする。
【0029】本発明の他の特徴とするところは、上記非
冗長判定手段が、上記一組のヒューズ回路から供給され
る信号レベルのNORをとるNORゲート手段で構成さ
れることを特徴とする。
【0030】本発明のその他の特徴とするところは、上
記一組のヒューズ回路から出力される複数の信号のレベ
ルが互いに異なるときに上記冗長系のメモリ領域を使用
するための選択信号を出力するようにするアドレス選択
手段を更に備えたことを特徴とする。
【0031】本発明のその他の特徴とするところは、上
記アドレス選択手段は、上記一組のヒューズ回路のう
ち、一方のヒューズ回路からの信号レベルを反転するイ
ンバータと、上記インバータからゲート端子に入力され
る信号レベルによって導通/非導通を切り替える第1の
MOSトランジスタと、他方のヒューズ回路からゲート
端子に入力される信号レベルによって導通/非導通を切
り替える第2のMOSトランジスタと、上記他方のヒュ
ーズ回路からの信号レベルを反転するインバータと、上
記インバータからゲート端子に入力される信号レベルに
よって導通/非導通を切り替える第3のMOSトランジ
スタと、上記一方のヒューズ回路からゲート端子に入力
される信号レベルによって導通/非導通を切り替える第
4のMOSトランジスタとを備え、上記第1、第2のM
OSトランジスタおよび上記第3、第4のMOSトラン
ジスタをそれぞれ直列接続し、上記直列接続したMOS
トランジスタのソース端子から上記選択信号を出力する
ようにしたことを特徴する。
【0032】本発明のその他の特徴とするところは、上
記一組のヒューズ回路、非冗長判定手段およびアドレス
選択手段で成るヒューズデコーダを上記アドレスデコー
ダの直近に配置したことを特徴とする。
【0033】本発明は上記技術手段より成るので、一組
のヒューズ回路内のヒューズが何れも溶断されていない
ときは、両ヒューズ回路からロウレベルの信号が出力さ
れ、非冗長判定手段によって通常系のメモリ領域を使用
すると判定される。このとき、ハイレベルの非冗長フラ
グが出力されることによってMOSトランジスタが導通
状態となり、通常系のアドレスデコーダが活性状態にな
る。
【0034】一方、上記一組のヒューズ回路内で何れか
のヒューズが溶断されていると、そのヒューズ回路から
はハイレベルの信号が出力され、非冗長判定手段によっ
て通常系のメモリ領域を使用しないと判定される。この
とき、ロウレベルの非冗長フラグが出力されることによ
ってMOSトランジスタが非導通状態となり、アドレス
デコーダが非活性状態になって通常系の使用が禁止され
る。すなわち、欠陥アドレス信号が入力されたときに
は、非冗長フラグがロウレベルになって通常系の使用が
禁止される。
【0035】このように、本発明によれば、ディセーブ
ルヒューズ等を用いなくても、欠陥アドレスが入力され
たときに通常系のメモリ領域の使用を禁止することが可
能となり、通常系の使用判定と通常系の使用禁止とを同
時に行うことが可能となる。また、上記非冗長判定手段
は、例えばNORゲート手段のような簡単な構成で実現
されるので、通常系使用の有無の判定にかかる時間を少
なくすることも可能となる。
【0036】また、本発明の他の特徴によれば、上記一
組のヒューズ回路から出力される複数の信号のレベルが
互いに異なるとき(一方がハイレベルで他方がロウレベ
ルのとき)は、アドレス選択手段より冗長系のメモリ領
域を使用するための選択信号が出力される。このとき、
上記一組のヒューズ回路のうちの一方から出力される信
号がハイレベルであるので、上述したように非冗長判定
手段からロウレベルの非冗長フラグが出力されることに
よってMOSトランジスタが非導通状態となり、アドレ
スデコーダが非活性状態になって通常系の使用が禁止さ
れる。
【0037】すなわち、欠陥アドレス信号が入力された
ときには、非冗長フラグがロウレベルになって通常系の
使用が禁止されるとともに、アドレス選択手段より選択
信号が出力されて冗長系のメモリ領域が使用されるよう
になる。このように、本発明によれば、通常系のメモリ
領域の使用禁止と冗長系のメモリ領域の選択とを同時に
行うことが可能となる。しかも、その冗長系のメモリ領
域の選択を、例えば一組のヒューズ回路および第1〜第
4のMOSトランジスタ等の少ない素子数で実現するこ
とが可能である。
【0038】さらに、本発明のその他の特徴によれば、
上記一組のヒューズ回路、非冗長判定手段およびアドレ
ス選択手段で成るヒューズデコーダがアドレスデコーダ
の直近に配置されるので、余計な配線をしなくても済む
ようになる。
【0039】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。なお、以下では、図4に示される
ようなワードライン方向の冗長系とビットライン方向の
冗長系とのうち、ワードライン方向の冗長系に着目して
説明するが、ビットライン方向についても同様に適用す
ることができる。また、従来例と同様に、何れかをワー
ドラインを選択するためのアドレス信号として8ビット
のアドレス信号A0 〜A7 を扱う場合を考える。したが
って、1つのメモリアレイ内のワードラインは全部で2
8 =256本である。
【0040】本実施形態においても、メインデコードを
行う前にプリデコードを行う。ただし、図5に示した従
来例と異なり、上のケタA4 ,A5 ,A6 から8ビット
の内部アドレス信号a0 〜a7 をプリデコードし、中の
ケタA0 ,A1 ,A2 から8ビットの内部アドレス信号
8 〜a15をプリデコードし、下のケタA3 ,A7 から
4ビットの内部アドレス信号a16〜a19をプリデコード
する。
【0041】図1は、本実施形態に係る半導体記憶装置
の欠陥救済回路の一部であるヒューズデコーダの構成を
示す図である。
【0042】図1に示すように、本実施形態では、図6
と同様に2つのヒューズ回路を一対として用いており、
図1のヒューズ回路FUSE1,FUSE2が図6のヒ
ューズ回路FU1,FU2に対応する。ただし、図1の
場合は、上のケタA4 ,A5,A6 をプリデコードした
内部アドレス信号a0 〜a7 と中のケタA0 ,A1 ,A
2 をプリデコードした内部アドレス信号a8 〜a15との
両方を扱う構成を示している。
【0043】すなわち、各ヒューズ回路FUSE1,F
USE2のそれぞれには、ヒューズの一端とN型MOS
トランジスタのドレイン端子とが接続されて成る一対の
回路が内部アドレス信号a0 〜a15の数(16個)だけ
並列に設けられ、それら各16個のN型MOSトランジ
スタQ0〜Q15のソース端子はいずれも接地されてい
る。
【0044】上記ヒューズ回路FUSE1,FUSE2
内にある各16個のN型MOSトランジスタQ0〜Q1
5のうち、各8個のN型MOSトランジスタQ0〜Q7
のゲート端子は内部アドレス信号a0 〜a7 の信号線に
接続されるとともに、残り各8個のN型MOSトランジ
スタQ8〜Q15のゲート端子は内部アドレス信号a8
〜a15の信号線に接続されている。
【0045】また、一方のヒューズ回路FUSE1内に
ある16個のヒューズF0〜F15の他端(共通接点X
1)は、インバータ3a,4aを介してプリチャージ用
のP型MOSトランジスタ1aとプルアップ用のP型M
OSトランジスタ2aとに接続されるとともに、他方の
ヒューズ回路FUSE2内にある16個のヒューズF0
〜F15の他端(共通接点X2)は、インバータ3b,
4bを介してプリチャージ用のP型MOSトランジスタ
1bとプルアップ用のP型MOSトランジスタ2bとに
接続されている。
【0046】このような構成において、冗長機構を起動
するためにプリチャージ用P型MOSトランジスタ1
a,1bがONになると、ヒューズ回路FUSE1,F
USE2における各ヒューズF0〜F15の共通接点X
1,X2の電位がハイレベルにプリチャージされる。
【0047】この状態で、ヒューズ回路FUSE1,F
USE2内にある各16個のN型MOSトランジスタQ
0〜Q15のゲート端子に内部アドレス信号a0 〜a15
が入力された場合を考える。このとき、内部アドレス信
号a0 〜a7 は、その8ビットのうちの1ビットのみが
ハイレベルにあるので、各8個のN型MOSトランジス
タQ0〜Q7の中のいずれか1つのみが導通する。ま
た、内部アドレス信号a8 〜a15も1ビットのみがハイ
レベルにあるので、各8個のN型MOSトランジスタQ
8〜Q15の中のいずれか1つのみが導通する。
【0048】ここで、一方のヒューズ回路FUSE1に
着目して説明すると、内部アドレス信号a0 〜a15に応
答して導通した2つのN型MOSトランジスタに接続さ
れたヒューズが溶断によりプログラムされていれば、共
通接点X1の電位は放電されず、インバータ3a,4a
を介してプルアップ用P型トランジスタ2aによりハイ
レベルに留まる。逆に、上記該当するヒューズが溶断さ
れていなければ、共通接点X1の電位は放電され、ロウ
レベルとなる。
【0049】また、他方のヒューズ回路FUSE2につ
いても同様に、内部アドレス信号a0 〜a15に応答して
導通した2つのN型MOSトランジスタに接続されたヒ
ューズが溶断によりプログラムされていれば、共通接点
X2の電位は放電されず、インバータ3b,4bを介し
てプルアップ用P型トランジスタ2bによりハイレベル
に留まる。逆に、上記該当するヒューズが溶断されてい
なければ、共通接点X2の電位は放電され、ロウレベル
となる。
【0050】以上のように、ヒューズ回路FUSE1,
FUSE2内にある各16個のヒューズF0〜F15の
うちの何れかを溶断すれば、該当する欠陥アドレス信号
が入力されてきたときには共通接点X1,X2の電位の
何れかはハイレベルとなり、それ以外の正常アドレス信
号が入力されてきたときには共通接点X1,X2の電位
は共にロウレベルとなる。
【0051】上記一方のヒューズ回路FUSE1におけ
る共通接点X1の信号は、インバータ3aを介してNA
ND回路5に供給される。また、他方のヒューズ回路F
USE2における共通接点X2の信号は、インバータ3
bを介してNAND回路5に供給される。NAND回路
5は、各インバータ3a,3bから供給される信号のN
ANDをとって、その結果をインバータ6に供給する。
【0052】すなわち、共通接点X1,X2の信号レベ
ルをそれぞれ反転する2つのインバータ3a,3bと、
各インバータ3a,3bからの出力信号に対してAND
をとるNAND回路5およびインバータ6とによりNO
R回路が構成される。したがって、インバータ6から
は、各共通接点X1,X2の電位が共にロウレベルのと
きにハイレベルの信号が出力され、それ以外のときには
ロウレベルの信号が出力される。
【0053】各共通接点X1,X2の電位が共にロウレ
ベルであるということは、冗長系を使用しない、すなわ
ち、入力された内部アドレス信号a0 〜a15が欠陥アド
レス信号ではないということなので、そのときインバー
タ6から出力されるハイレベルの信号は、非冗長フラグ
(通常系使用フラグ)として利用される。このように、
本実施形態では、図6に示した従来例で冗長系使用フラ
グを生成していたのと異なり、非冗長フラグを生成する
ようにしている。ここで、非冗長フラグの生成は、簡単
な構成のNOR回路によって行われるので、通常系のメ
モリ領域を使用するか否かの判定を短時間で行うことが
できる。
【0054】また、一方のヒューズ回路FUSE1にお
ける共通接点X1の信号は、インバータ3aを介して第
1のN型MOSトランジスタ7aのゲート端子に入力さ
れるとともに、第4のN型MOSトランジスタ8bのゲ
ート端子に入力される。また、他方のヒューズ回路FU
SE2における共通接点X2の信号は、第2のN型MO
Sトランジスタ7bのゲート端子に入力されるととも
に、インバータ3bを介して第3のN型MOSトランジ
スタ8aのゲート端子に入力される。
【0055】上記第1のN型MOSトランジスタ7aと
第2のN型MOSトランジスタ7bとは直列に接続され
ており(ドレイン端子どうしが接続されている)、両者
が導通状態のときに、第1のN型MOSトランジスタ7
aのソース端子からロウレベルの信号が出力されるよう
になっている。また、上記第3のN型MOSトランジス
タ8aと第4のN型MOSトランジスタ8bも直列に接
続されており、両者が導通状態のときに、第3のN型M
OSトランジスタ8aのソース端子からロウレベルの信
号が出力されるようになっている。
【0056】ここで、一方のヒューズ回路FUSE1に
おける共通接点X1の電位がハイレベルで、他方のヒュ
ーズ回路FUSE2における共通接点X2の電位がロウ
レベルであるとすると、第1、第2のN型MOSトラン
ジスタ7a,7bは共に非導通状態となり、第1のN型
MOSトランジスタ7aのソース端子からはハイレベル
の信号が出力されるが、第3、第4のN型MOSトラン
ジスタ8a,8bは共に導通状態となり、第3のN型M
OSトランジスタ8aのソース端子からはロウレベルの
信号が出力される。
【0057】逆に、一方のヒューズ回路FUSE1にお
ける共通接点X1の電位がロウレベルで、他方のヒュー
ズ回路FUSE2における共通接点X2の電位がハイレ
ベルであるとすると、第1、第2のN型MOSトランジ
スタ7a,7bは共に導通状態となり、第1のN型MO
Sトランジスタ7aのソース端子からはロウレベルの信
号が出力されるが、第3、第4のN型MOSトランジス
タ8a,8bは共に非導通状態となり、第3のN型MO
Sトランジスタ8aのソース端子からはハイレベルの信
号が出力される。
【0058】また、各ヒューズ回路FUSE1,FUS
E2における各共通接点X1,X2の電位が何れもロウ
レベルであるとすると、第2のN型MOSトランジスタ
7bと第4のN型MOSトランジスタ8bとが非導通状
態となり、第1、第3のN型MOSトランジスタ7a,
8aのソース端子からは共にハイレベルの信号が出力さ
れる。
【0059】上述したように、共通接点X1,X2の電
位の何れかがハイレベルということは、入力される内部
アドレス信号a0 〜a15に応答して導通したN型MOS
トランジスタに接続されたヒューズが溶断によりプログ
ラムされている、すなわち、欠陥アドレスが入力された
ために冗長系を使用するということである。
【0060】したがって、各ヒューズ回路FUSE1,
FUSE2内の溶断されたヒューズに接続されているN
型MOSトランジスタが導通し、共通接点X1,X2の
何れか一方の電位がハイレベルとなったときは、第1、
第3のN型MOSトランジスタ7a,8aのソース端子
の何れか一方からロウレベルの信号が出力される。この
とき、インバータ6からは、ロウレベルの非冗長フラグ
が出力されている。
【0061】また、各ヒューズ回路FUSE1,FUS
E2内の溶断されていないヒューズに接続されているN
型MOSトランジスタが導通して、共通接点X1,X2
の電位が共にロウレベルとなったときには、第1、第3
のN型MOSトランジスタ7a,8aのソース端子の両
方からハイレベルの信号が出力される。このとき、イン
バータ6からは、ハイレベルの非冗長フラグが出力され
ている。
【0062】図1のような構成のヒューズデコーダは、
図3に示すように、行デコーダのある配置スペースの隙
間に設けられている。このように構成することによっ
て、図7のようにヒューズ回路専用のスペースを設ける
必要がなくなり、半導体記憶装置全体の回路面積をコン
パクトにすることができる。
【0063】図2は、図3に示した行デコーダの部分を
詳細に示す回路図である。この図2は、例えば図3の第
1象限と第2の象限との間の部分を示したものであり、
1つの行デコーダRD1と、2つのワードラインドライ
バWD1a,WD1b(第1象限用のものと第2の象限
用のものであり、何れも図3には示していない)との詳
細な構成が代表として示されている。
【0064】従来例でも述べたように、冗長系への切り
替えは、4本のワードラインを1単位として行うので、
1つのワードラインドライバは4本のワードラインを単
位として構成されている。図2に示したように、通常系
のワードラインドライバは64組(WD1a〜WD64
a,WD1b〜WD64b)備えられており、冗長系の
ワードラインドライバは2組(WD65a〜WD66
a,WD65b〜WD66b)備えられている。
【0065】また、行デコーダは8個(RD1〜RD
8)備えられている。この8個の行デコーダRD1〜R
D8は、通常系の64組のワードラインドライバWD1
a〜WD64a,WD1b〜WD64bを8個ずつ管理
している(例えば、行デコーダRD1は、ワードライン
ドライバWD1a〜WD8a,WD1b〜WD8bを管
理している)。さらに、これら8個の行デコーダRD1
〜RD8の隙間に図1の構成のヒューズデコーダが備え
られている。
【0066】上記行デコーダRD1の構成において、フ
ラグ用N型MOSトランジスタTFは、そのゲート端子
に非冗長フラグが入力されるようになっており、非冗長
フラグがハイレベルのときに導通する。また、上ケタ用
N型MOSトランジスタT0は、そのゲート端子に上の
ケタのアドレス信号A4 ,A5 ,A6 がプリデコードさ
れた内部アドレス信号a0 〜a7 のうち上位1ビット信
号a0 が入力されるようになっており、この上位1ビッ
ト信号a0 がハイレベルのときに導通する。
【0067】なお、上記内部アドレス信号a0 〜a7
他のビットの信号a1 〜a7 は、他の行デコーダRD2
〜RD8に備えられた上ケタ用N型MOSトランジスタ
T1〜T7(何れも図示せず)のゲート端子に入力され
るようになっており、上記上ケタ用N型MOSトランジ
スタT1〜T7は、それらのゲート端子に入力されるビ
ット信号a1 〜a7 がハイレベルのときに導通する。
【0068】また、中ケタ用N型MOSトランジスタT
8〜T15は、そのゲート端子に中のケタのアドレス信
号A0 ,A1 ,A2 がプリデコードされた内部アドレス
信号a8 〜a15がそれぞれ入力されるようになってお
り、それぞれのビット信号a8〜a15がハイレベルのと
きに導通する。上記内部アドレス信号a8 〜a15は、各
ビットの中の1つのみが必ずハイレベルにあるので、上
記8個の中ケタ用N型MOSトランジスタT8〜T15
のうちの1つのみが必ず導通する。
【0069】上記8個の中ケタ用N型MOSトランジス
タT8〜T15は、並列に接続されている。また、この
ように並列に接続された8個の中ケタ用N型MOSトラ
ンジスタT8〜T15と、上ケタ用N型MOSトランジ
スタT0と、フラグ用N型MOSトランジスタTFと
は、直列に接続されている。
【0070】これにより、上ケタ用N型MOSトランジ
スタT0とフラグ用N型MOSトランジスタTFとが共
に導通状態のときに、中ケタ用N型MOSトランジスタ
T8〜T15の中の導通状態にある何れか1つを介して
ロウレベルの信号が出力される。一方、上ケタ用N型M
OSトランジスタT0とフラグ用N型MOSトランジス
タTFとの少なくとも一方が非導通状態にあれば、ハイ
レベルの信号が出力される。
【0071】このようにして行デコーダRD1から出力
されたハイレベルあるいはロウレベルの信号は、ワード
ラインドライバWD1a,WD1bに供給される。ワー
ドラインドライバWD1a,WD1bは、その入力段に
インバータ9a,9bを備えている。よって、行デコー
ダRD1から入力された信号レベルがこのインバータ9
a,9bにより反転される。
【0072】行デコーダRD1からワードラインドライ
バWD1a,WD1bにハイレベルの信号が入力されて
いた場合、インバータ9a,9bによりロウレベルとさ
れた信号は、下のケタA3 ,A7 からのプリデコード信
号a16〜a19に対応して設けられた各N型MOSトラン
ジスタ10a,10bのゲート端子に入力され、非導通
となる。よって、この場合、ワードラインドライバWD
1a,WD1bではワードラインの選択は行われない。
【0073】一方、行デコーダRD1からワードライン
ドライバWD1a,WD1bにロウレベルの信号が入力
されていた場合、インバータ9a,9bによりハイレベ
ルとされた信号は、各N型MOSトランジスタ10a,
10bのゲート端子に入力され、導通となる。よって、
この場合にはワードラインドライバWD1a,WD1b
は活性状態となり、そのときの内部アドレス信号a16
19によって何れか1つのワードラインが選択される。
【0074】すなわち、行デコーダRD1〜RD8内の
フラグ用N型MOSトランジスタTFに入力される非冗
長フラグによって通常系のメモリセルを使用するか否か
が決定され、非冗長フラグがハイレベルのときに、行デ
コーダRD1〜RD8内の各上ケタ用N型MOSトラン
ジスタT0〜T7のゲート端子に入力される内部アドレ
ス信号a0 〜a7 によって、8個の行デコーダRD1〜
RD8の中から何れか1個が選択される。
【0075】そして、その選択された行デコーダ内の中
ケタ用N型MOSトランジスタT8〜T15のゲート端
子に入力される内部アドレス信号a8 〜a15によって導
通した何れか1つのMOSトランジスタを介してロウレ
ベルの信号が出力される。こうして出力された信号は、
その導通状態となっている中ケタ用N型MOSトランジ
スタに対応するワードラインドライバに供給され、それ
に供給されている内部アドレス信号a16〜a19によって
1本のワードラインが選択される。
【0076】このように非冗長フラグがハイレベルで通
常系のメモリセルを使用しているとき、すなわち、通常
系用のワードラインドライバWD1a〜WD64a,W
D1b〜WD64bの中の何れか1つを使ってワードラ
インの選択を行っているときは、図1で説明したよう
に、第1のN型MOSトランジスタ7aおよび第3のN
型MOSトランジスタ8aのソース端子から冗長系用の
ワードラインドライバWD65a〜WD66a,WD6
5b〜WD66bに出力される信号は、何れもハイレベ
ルとなっている。
【0077】したがって、上記ハイレベルの信号は、上
記冗長系用のワードラインドライバWD65a〜WD6
6a,WD65b〜WD66b内の入力段に備えられて
いるインバータ9a,9bによりロウレベルに反転され
る。そして、このロウレベルの信号によって、上記冗長
系用のワードラインドライバWD65a〜WD66a,
WD65b〜WD66bは非活性状態とされ、冗長系の
使用が禁止される。
【0078】一方、非冗長フラグがロウレベルのとき
は、各行デコーダRD1〜RD8内のフラグ用N型MO
SトランジスタTFは何れも非導通状態となる。これに
より、通常系用のワードラインドライバWD65a〜W
D66a,WD65b〜WD66bが何れも非活性状態
とされ、通常系の使用が禁止される。
【0079】このときは、第1、第3のN型MOSトラ
ンジスタ7a,8aのソース端子から冗長系用のワード
ラインドライバWD65a〜WD66a,WD65b〜
WD66bに出力される信号の何れかがロウレベルとな
っている。したがって、そのロウレベルの信号が入力さ
れた冗長系用のワードラインドライバが活性状態とさ
れ、冗長系のワードラインドライバを使って冗長系のメ
モリセルからワードラインが選択される。
【0080】以上のように、本実施形態の半導体記憶装
置の欠陥救済回路によれば、入力されるアドレス信号に
よって通常系のメモリ領域を使用するか否かを判定し、
通常系を使用する場合には、冗長系のワードラインドラ
イバWD65a〜WD66a,WD65b〜WD66b
内の各N型MOSトランジスタ10a,10bが非導通
状態となることによって冗長系の使用が禁止される。
【0081】また、通常系を使用しない場合は、図1の
ヒューズデコーダが冗長系のアドレスデコーダの代わり
をして、冗長系のワードラインドライバWD65a〜W
D66a,WD65b〜WD66bのうちの何れか1つ
が選択されるとともに、通常系のワードラインドライバ
WD1a〜WD64a,WD1b〜WD64b内の各N
型MOSトランジスタ10a,10bが非導通状態とな
って通常系の使用が禁止される。
【0082】つまり、本実施形態では、各ワードライン
ごとにディセーブルヒューズを設けてそれを切断するこ
とによって行わなくても通常系の使用を禁止できるの
で、通常系の使用判定と通常系の使用禁止とを同時に行
うことができるだけでなく、配線のレイアウト上の問題
も解消することができる。また、ヒューズとMOSトラ
ンジスタだけで通常系の使用禁止と冗長系の選択とを同
時に行うことができ、冗長系の選択時間も短くすること
ができる。さらに、非常に少ない素子数で回路構成がで
きるとともに、図3に示したように余計な配線をしなく
ても良いので、半導体記憶装置全体の回路規模を小さく
することができる。
【0083】
【発明の効果】本発明は上述したように、一組のヒュー
ズ回路から出力される信号に基づいて通常系のメモリ領
域を使用するか否かを判定するようにし、その判定の結
果出力される非冗長フラグによって、通常系のアドレス
デコーダが接続されたMOSトランジスタの導通/非導
通を切り替えるようにしたので、欠陥アドレス信号が入
力されたときには非冗長フラグがロウレベルになって通
常系の使用が禁止されるようになり、ディセーブルヒュ
ーズ等を用いなくても通常系のメモリ領域の使用を禁止
することができ、通常系の使用判定と通常系の使用禁止
とを同時に行うことができる。また、上記非冗長判定手
段をNORゲート手段で構成した場合には、通常系使用
の有無の判定を行う回路を簡単な構成で実現でき、その
判定にかかる時間を少なくすることができる。
【0084】また、本発明の他の特徴によれば、一組の
ヒューズ回路から出力される複数の信号のレベルが互い
に異なるときに冗長系のメモリ領域を使用するための選
択信号を出力するようにするアドレス選択手段を更に設
けたので、欠陥アドレス信号が入力されたときには、非
冗長フラグがロウレベルになって通常系の使用が禁止さ
れるとともに、アドレス選択手段より選択信号が出力さ
れて冗長系のメモリ領域が使用されるようになり、通常
系のメモリ領域の使用禁止と冗長系のメモリ領域の選択
とを同時に行うことができる。よって、冗長系の選択に
かかる時間も短くすることができ、その結果として、半
導体記憶装置全体の処理速度を向上させることができ
る。しかも、その冗長系のメモリ領域の選択を、一組の
ヒューズ回路および第1〜第4のMOSトランジスタ等
の少ない素子数で実現することができるので、回路規模
を小さくすることができる。
【0085】さらに、本発明のその他の特徴によれば、
上記一組のヒューズ回路、非冗長判定手段およびアドレ
ス選択手段で成るヒューズデコーダをアドレスデコーダ
の直近に配置したので、余計な配線をしなくても済み、
回路規模を更に小さくすることができるとともに、配線
が少ない分処理スピードも速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である半導体記憶装置の欠
陥救済回路の一部を構成するヒューズデコーダの構成例
を示す回路図である。
【図2】本実施形態による行デコーダの一部分を示す回
路図である。
【図3】本実施形態による半導体記憶装置全体のレイア
ウトを示す図である。
【図4】従来のDRAMの構成を示す図である。
【図5】従来の冗長回路の構成例を示す回路図である。
【図6】従来の冗長回路の他の構成例を示す回路図であ
る。
【図7】従来の半導体記憶装置全体のレイアウトを示す
図である。
【符号の説明】
FUSE1,FUSE2 ヒューズ回路 3a,3b インバータ 5 NAND回路 6 インバータ 7a,7b,8a,8b N型MOSトランジスタ 9a,9b インバータ 10a,10b N型MOSトランジスタ RD1〜RD8 行デコーダ TF フラグ用N型MOSトランジスタ T0 上ケタ用N型MOSトランジスタ T8〜T15 中ケタ用N型MOSトランジスタ WD1a〜WD64a,WD1b〜WD64b 通常系
用のワードラインドライバ WD65a〜WD66a,WD65b〜WD66b 冗
長系用のワードラインドライバ a0 〜a7 アドレス信号の上のケタA4 ,A5 ,A6
をプリデコードした内部アドレス信号 a8 〜a15 アドレス信号の中のケタA0 ,A1 ,A2
をプリデコードした内部アドレス信号 a16〜a19 アドレス信号の下のケタA3 ,A7 をプリ
デコードした内部アドレス信号

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通常系のメモリ領域と冗長系のメモリ領
    域とを備え、欠陥アドレスが入力されたときに冗長系を
    選択するようにする半導体記憶装置の欠陥救済回路にお
    いて、 アドレス信号を入力し、上記アドレス信号の各ビットに
    対応して設けられたヒューズの溶断の有無によってハイ
    レベルまたはロウレベルの信号を出力する一組のヒュー
    ズ回路と、 上記一組のヒューズ回路から出力される信号に基づい
    て、通常系のメモリ領域を使用するか否かを判定して非
    冗長フラグを出力する非冗長判定手段と、 上記非冗長判定手段から出力されゲート端子に入力され
    る非冗長フラグによって導通/非導通を切り替えるMO
    Sトランジスタと、 上記MOSトランジスタに接続され、上記MOSトラン
    ジスタが導通状態のときに動作する通常系のアドレスデ
    コーダとを備えたことを特徴とする半導体記憶装置の欠
    陥救済回路。
  2. 【請求項2】 上記非冗長判定手段は、上記一組のヒュ
    ーズ回路から供給される信号レベルのNORをとるNO
    Rゲート手段で構成されることを特徴とする請求項1に
    記載の半導体記憶装置の欠陥救済回路。
  3. 【請求項3】 上記一組のヒューズ回路から出力される
    複数の信号のレベルが互いに異なるときに上記冗長系の
    メモリ領域を使用するための選択信号を出力するように
    するアドレス選択手段を更に備えたことを特徴とする請
    求項1または2に記載の半導体記憶装置の欠陥救済回
    路。
  4. 【請求項4】 上記アドレス選択手段は、上記一組のヒ
    ューズ回路のうち、一方のヒューズ回路からの信号レベ
    ルを反転するインバータと、上記インバータからゲート
    端子に入力される信号レベルによって導通/非導通を切
    り替える第1のMOSトランジスタと、他方のヒューズ
    回路からゲート端子に入力される信号レベルによって導
    通/非導通を切り替える第2のMOSトランジスタと、 上記他方のヒューズ回路からの信号レベルを反転するイ
    ンバータと、上記インバータからゲート端子に入力され
    る信号レベルによって導通/非導通を切り替える第3の
    MOSトランジスタと、上記一方のヒューズ回路からゲ
    ート端子に入力される信号レベルによって導通/非導通
    を切り替える第4のMOSトランジスタとを備え、 上記第1、第2のMOSトランジスタおよび上記第3、
    第4のMOSトランジスタをそれぞれ直列接続し、上記
    直列接続したMOSトランジスタのソース端子から上記
    選択信号を出力するようにしたことを特徴する請求項3
    に記載の半導体記憶装置の欠陥救済回路。
  5. 【請求項5】 上記一組のヒューズ回路、非冗長判定手
    段およびアドレス選択手段で成るヒューズデコーダを上
    記アドレスデコーダの直近に配置したことを特徴とする
    請求項3または4に記載の半導体記憶装置の欠陥救済回
    路。
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