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JP2009099165A - Semiconductor storage device - Google Patents

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JP2009099165A
JP2009099165A JP2007267132A JP2007267132A JP2009099165A JP 2009099165 A JP2009099165 A JP 2009099165A JP 2007267132 A JP2007267132 A JP 2007267132A JP 2007267132 A JP2007267132 A JP 2007267132A JP 2009099165 A JP2009099165 A JP 2009099165A
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JP
Japan
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column
block
redundant
normal
circuit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007267132A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Azuma Suzuki
東 鈴木
Nobuaki Otsuka
伸朗 大塚
Tomoaki Yabe
友章 矢部
Osamu Hirabayashi
修 平林
Akishi Tohata
晃史 東畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2007267132A priority Critical patent/JP2009099165A/en
Publication of JP2009099165A publication Critical patent/JP2009099165A/en
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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily increase the number of redundancies in an SRAM, etc., by reducing area penalty in a similar way as a conventional dynamic column shift method. <P>SOLUTION: This semiconductor storage device includes a column shift redundancy circuit for dynamically shifting columns when an address input hits on a defective address. The redundancy column cell is divided into N pieces and column addresses different from each other are allocated to the divided cells. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体記憶装置に係り、特に不良アドレスにヒットした時にダイナミックにカラムシフトするカラムシフト冗長回路に関するもので、例えばSRAMに使用されるものである。   The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a column shift redundancy circuit that dynamically shifts a column when a defective address is hit, and is used, for example, in an SRAM.

半導体記憶装置において、不良カラムを予備(スペア)カラムに置換する際にカラムシフトを行うカラムシフト方式の冗長回路(例えば特許文献1参照)が採用される場合が多い。カラムシフト方式は、カラムシフトをスタティック的に行うスタティック・カラムシフト方式と、カラムシフトをダイナミック的に行うダイナミック・カラムシフト方式に大別される。   In a semiconductor memory device, a column shift type redundant circuit (see, for example, Patent Document 1) that performs a column shift when replacing a defective column with a spare column is often employed. The column shift method is roughly classified into a static column shift method that statically performs column shift and a dynamic column shift method that dynamically performs column shift.

従来のスタティック・カラムシフト方式と従来のダイナミック・カラムシフト方式について、不良カラムアドレス指定内容、面積ペナルティ、スピードペナルティを対比する。スタティック・カラムシフト方式は、不良セルが存在するI/O 領域を、I/O 単位でスペアとスタティック的に切り替えておくので、不良セルのヒット情報は不要であり、スピードペナルティはないが、面積ペナルティが大きい。   The conventional static column shift method and the conventional dynamic column shift method are compared with defective column addressing contents, area penalty, and speed penalty. In the static column shift method, the I / O area where the defective cell exists is statically switched with the spare on an I / O basis, so there is no need for bad cell hit information and there is no speed penalty. The penalty is large.

一方、ダイナミック・カラムシフト方式では、不良セルのヒット情報に基づいて不良セルが存在するブロック単位で切り替えるので、スピードペナルティは若干あるが、スタティック・カラムシフト方式より面積ペナルティは大きく改善される。   On the other hand, in the dynamic column shift method, switching is performed in units of blocks in which defective cells exist based on the hit information of defective cells, so there is a slight speed penalty, but the area penalty is greatly improved over the static column shift method.

図6は、従来のダイナミック・カラムシフト方式の冗長回路を有するSRAMの一部の構成を概略的に示している。このSRAMでは、図6(a)に示すように、SRAMセルが行列状に配置されたメモリセルアレイ上に、行方向にワード線(Word line) が、列方向にビット線(Bit line)が配置されている。通常、メモリセルアレイの通常のI/O 領域は、図6(b)に示すように、各I/O 領域毎に4つのブロック(No.<0>,<1>,<2>,<3>)に分割され、各ブロックには、図6(c)に示すように、カラムセレクタ(MUX) 、グローバルセンスアンプ(G_S/A) 、ライトバッファ(図示せず)が設けられている。そして、各ブロックのセンスアンプ出力データ線、ライトバッファ入力線は、ブロック選択回路(BMUX)を介して共通データ線に接続されている。   FIG. 6 schematically shows a configuration of a part of an SRAM having a conventional dynamic column shift type redundant circuit. In this SRAM, as shown in FIG. 6A, word lines (Word lines) are arranged in a row direction and bit lines (Bit lines) are arranged in a column direction on a memory cell array in which SRAM cells are arranged in a matrix. Has been. Normally, a normal I / O area of a memory cell array has four blocks (No. <0>, <1>, <2>, <3) for each I / O area as shown in FIG. As shown in FIG. 6C, each block is provided with a column selector (MUX), a global sense amplifier (G_S / A), and a write buffer (not shown). The sense amplifier output data line and the write buffer input line of each block are connected to a common data line via a block selection circuit (BMUX).

これに対して、メモリセルアレイの予備のI/O(I/O spare)領域は、図6(d)に示すように、通常のI/O 領域のブロック数の例えば1/4の1ブロックであり、通常のI/O 領域より少ないカラム数(例えば8カラム)の冗長セルが配置されている。この予備のI/O(I/O spare)領域の1ブロックに対して、グローバルセンスアンプ(G_S/A) 、ライトバッファ(図示せず)が設けられており、8カラムのブロック単位とした切り替えが可能になっている。   On the other hand, the spare I / O (I / O spare) area of the memory cell array is, for example, one block that is 1/4 of the number of blocks in the normal I / O area, as shown in FIG. Yes, redundant cells having a smaller number of columns (for example, 8 columns) than the normal I / O area are arranged. A global sense amplifier (G_S / A) and a write buffer (not shown) are provided for one block in this spare I / O (I / O spare) area. Is possible.

図7は、従来のダイナミック・カラムシフト方式の冗長回路の動作例を詳細に示している。入力アドレスを、フューズなどでセットしておいた不良セルのアドレスと比較する。不良セルがない場合には、図7(a)に示すように、アドレス比較が一致せず、予備の冗長セルは全く使われない。   FIG. 7 shows in detail an example of operation of a conventional dynamic column shift redundant circuit. The input address is compared with the address of the defective cell set by a fuse or the like. If there is no defective cell, the address comparison does not match as shown in FIG. 7A, and no spare redundant cell is used.

これに対して、不良セルがある場合でアドレス比較が一致(ヒット)する場合は、図7(b)に示すように、不良セルを含むI/O 領域を使用しないで他のI/O 領域を使用する(切り替える)ようにシフター回路を制御する。例えばI/O 1 領域内のブロックNo.<2>中に不良セル(NG)があった場合、各I/O 領域の共通データ線とI/O 回路部との接続をダイナミック的に切り替える。ここでは、I/O 1 領域は使用不可、I/O 2 領域をI/O1領域に、I/O spare 領域をI/O2の<2> 領域に割り当て直す。なお、不良セルがある場合でアドレス比較が一致(ヒット)しない場合には、図7(c)に示すように、予備の冗長セルは使われない。   On the other hand, when there is a defective cell and the address comparison matches (hits), as shown in FIG. 7B, the I / O area including the defective cell is not used and another I / O area is used. Control the shifter circuit to use (switch). For example, when there is a defective cell (NG) in block No. <2> in the I / O 1 area, the connection between the common data line in each I / O area and the I / O circuit section is dynamically switched. Here, the I / O 1 area cannot be used, the I / O 2 area is reassigned to the I / O1 area, and the I / O spare area is reassigned to the <2> area of I / O2. When there is a defective cell and the address comparison does not match (hit), the spare redundant cell is not used as shown in FIG.

なお、面積ペナルティに関しては、カラム1本単位でカラムシフトを行うことができれば良いと思われるが、SRAMにおいては、カラム1本単位での振り替えは得策ではない。その理由は、通常のI/O 領域では、グローバルセンスアンプやライトバッファは、レイアウトなどの都合により複数カラム単位のブロックで制御しているので、予備のI/O 領域も通常のI/O 領域と同じカラムブロック単位で制御することが通常のI/O 領域との整合性が良いからである。   As for the area penalty, it seems that it is only necessary to perform column shift in units of one column. However, in SRAM, transfer in units of one column is not a good idea. The reason is that in the normal I / O area, global sense amplifiers and write buffers are controlled by blocks in units of multiple columns for convenience of layout, etc., so the spare I / O area is also the normal I / O area. This is because the control in the same column block unit as above has good consistency with the normal I / O area.

ところで、素子の微細化・記憶容量の増大化を進めていくと、不良の救済率が下がるので冗長数を増やす必要があるが、従来のダイナミック・カラムシフト方式では、冗長数が不足するという問題が生じる。すなわち、従来のダイナミック・カラムシフト方式において冗長数を増やすためには、複数の不良アドレスヒット毎に、カラム1個分のシフト、カラム2個分のシフト、カラム3個分のシフト、…とシフト方式の制御する。しかし、このような方式でのカラムシフト制御は困難であり、面積ペナルティが増大を考慮すると、カラム2個分のシフトが限界であると考えられる。
特開2004−355744号公報
By the way, if the device is miniaturized and the storage capacity is increased, it is necessary to increase the number of redundancy because the defect repair rate is reduced. However, the conventional dynamic column shift method has a problem that the number of redundancy is insufficient. Occurs. That is, in order to increase the number of redundancy in the conventional dynamic column shift method, for each of a plurality of defective address hits, a shift for one column, a shift for two columns, a shift for three columns,. Control method. However, column shift control using such a method is difficult, and considering the increase in area penalty, the shift of two columns is considered to be the limit.
JP 2004-355744 A

本発明は前記した従来の問題点を解決すべくなされたもので、従来のダイナミック・カラムシフト方式が従来のスタティック・カラムシフト方式に比べて有する面積ペナルティ削減効果と同等の効果を持ち、従来に比べて冗長数の拡張を簡単に行うことが可能な半導体記憶装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and the conventional dynamic column shift method has the same effect as the area penalty reduction effect compared with the conventional static column shift method, It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device capable of easily extending the number of redundancy as compared with it.

本発明の半導体記憶装置は、複数の入/出力回路からなる入/出力回路部の各入/出力回路単位でダイナミック的にカラムシフトを行うことが可能なダイナミック・カラムシフト方式の冗長回路を有する半導体記憶装置であって、通常のメモリセルが配列された通常ブロックおよび冗長メモリセルが配列された冗長ブロックを有し、前記冗長ブロックのカラムはN分割され、各分割カラム束に互いに異なるカラムアドレスが割り付けられたメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイで使用するブロックと入/出力回路部との接続関係を切り替え可能なカラムシフト回路と、予め記憶した不良カラムアドレスと入力アドレスとを比較し、一致した場合には不良カラムを冗長カラムに置き換えるように前記カラムシフト回路のカラムシフト動作をダイナミック的に制御するシフト制御回路とを具備し、救済可能アドレスをN個指定することを特徴とする。   The semiconductor memory device of the present invention has a dynamic column shift type redundant circuit capable of dynamically performing a column shift in each input / output circuit unit of an input / output circuit section composed of a plurality of input / output circuits. A semiconductor memory device having a normal block in which normal memory cells are arranged and a redundant block in which redundant memory cells are arranged, and the columns of the redundant block are divided into N, and different column addresses are assigned to the divided column bundles. The memory cell array to which is assigned, the column shift circuit capable of switching the connection relationship between the block used in the memory cell array and the input / output circuit unit, the bad column address stored in advance and the input address are compared and matched In some cases, the column shift operation of the column shift circuit to replace a defective column with a redundant column Comprising a shift control circuit for dynamically controlling, characterized by the N specify the relief addressable.

本発明の半導体記憶装置によれば、従来のダイナミック・カラムシフト方式が従来のスタティック・カラムシフト方式に比べて有する面積ペナルティ削減効果と同等の効果を持ち、従来に比べて冗長数の拡張を簡単に行うことができる。   According to the semiconductor memory device of the present invention, the conventional dynamic column shift method has the same effect as the area penalty reduction effect compared to the conventional static column shift method, and the redundancy number can be easily expanded compared to the conventional one. Can be done.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this description, common parts are denoted by common reference numerals throughout the drawings.

図1(a)は、本発明の半導体記憶装置の一実施形態に係るダイナミック・カラムシフト方式の冗長回路を有するSRAMの一部(読み出し系)の構成を示すブロック図である。このSRAMは、メモリセルアレイ10、ロウデコーダ13、カラムデコーダ(図示せず)、出力バッファ(Out Buffer)を含むI/O 回路(DOUT)部14、カラムシフト回路、シフト制御回路などを有する。メモリセルアレイ10においては、複数のメモリセルが行列状に配置されており、複数のワード線(WL)が行方向に配設され、複数のビット線(BL)(相補対)が列方向に配設されている。   FIG. 1A is a block diagram showing a configuration of a part (read system) of an SRAM having a dynamic column shift type redundant circuit according to an embodiment of the semiconductor memory device of the present invention. The SRAM includes a memory cell array 10, a row decoder 13, a column decoder (not shown), an I / O circuit (DOUT) unit 14 including an output buffer (Out Buffer), a column shift circuit, a shift control circuit, and the like. In the memory cell array 10, a plurality of memory cells are arranged in a matrix, a plurality of word lines (WL) are arranged in the row direction, and a plurality of bit lines (BL) (complementary pairs) are arranged in the column direction. It is installed.

図1(b)は、図1(a)中のメモリセルアレイ10、カラムシフト回路の一部およびシフト制御回路を取り出して示す。このメモリセルアレイ10は、通常のメモリセルが所定の複数のカラム数だけ配列された複数の通常ブロック11と、冗長メモリセルが通常ブロックのカラム数と同じカラム数だけ配列された少なくとも1つの冗長ブロック12を有する。   FIG. 1B shows the memory cell array 10 in FIG. 1A, a part of the column shift circuit, and the shift control circuit. The memory cell array 10 includes a plurality of normal blocks 11 in which normal memory cells are arranged in a predetermined number of columns, and at least one redundant block in which redundant memory cells are arranged in the same number of columns as the normal blocks. Has 12.

カラムシフト回路15は、メモリセルアレイ10で使用する通常ブロック用の共通データ線24および冗長ブロックの共通データ線27とI/O 回路部14との接続関係をダイナミック的に切り替える。   The column shift circuit 15 dynamically switches the connection relationship between the common data line 24 for normal blocks and the common data line 27 for redundant blocks used in the memory cell array 10 and the I / O circuit unit 14.

シフト制御回路16は、予め記憶した不良カラムアドレスと入力アドレスとを比較し、一致した場合には不良カラムを冗長カラムに置き換えるようにカラムシフト回路15のカラムシフト動作を制御する。この際、メモリセルアレイ10において不良カラムの存在するブロックを起点として、使用するブロックとI/O 回路部14との接続関係をブロック配列方向の一方側にシフトさせることにより、ダイナミック的に不良カラムを冗長カラムに置替える。   The shift control circuit 16 compares the defective column address stored in advance with the input address, and controls the column shift operation of the column shift circuit 15 to replace the defective column with the redundant column if they match. At this time, starting from the block where the defective column exists in the memory cell array 10, the connection relationship between the block to be used and the I / O circuit unit 14 is shifted to one side in the block arrangement direction, so that the defective column is dynamically changed. Replace with redundant column.

図2は、図1(b)中の複数の通常ブロック11の一部および冗長ブロック12を取り出して構成例を示す。通常ブロック11においては、各カラムはカラムセレクタ用のマルチプレクス回路(MUX )21を介してグローバルセンスアンプ(G-S/A) 22に接続されており、各グローバルセンスアンプ(G-S/A) 22はブロック選択回路(BMUX)23を介して通常ブロック用の共通データ線24に接続されている。   FIG. 2 shows a configuration example by extracting a part of the plurality of normal blocks 11 and the redundant block 12 in FIG. In the normal block 11, each column is connected to a global sense amplifier (GS / A) 22 via a column selector multiplex circuit (MUX) 21, and each global sense amplifier (GS / A) 22 is a block. It is connected to a common data line 24 for a normal block through a selection circuit (BMUX) 23.

冗長ブロック12において、カラムはN分割され、各分割カラム束に互いに異なるカラムアドレスが割り付けられている。各カラムはマルチプレクス回路25を介して冗長ブロック用のグローバルセンスアンプ(G-S/A) 26に接続されており、このグローバルセンスアンプ(G-S/A) 26の出力側は冗長ブロック用の共通データ線27に接続されている。   In the redundant block 12, the columns are divided into N, and different column addresses are assigned to the respective divided column bundles. Each column is connected to a global sense amplifier (GS / A) 26 for redundant blocks via a multiplex circuit 25, and the output side of the global sense amplifier (GS / A) 26 is a common data line for redundant blocks. Connected to 27.

以下、図1乃至図2を参照しながらSRAMの具体例を説明する。セルアレイ10は、通常のメモリセルが配列された複数の通常のI/O 領域(I/O 0,I/O 1,I/O 2, …) と、冗長メモリセルが配列された少なくとも1つの予備のI/O 領域(I/O spare) からなる。   A specific example of the SRAM will be described below with reference to FIGS. The cell array 10 includes a plurality of normal I / O regions (I / O 0, I / O 1, I / O 2,...) In which normal memory cells are arranged, and at least one in which redundant memory cells are arranged. It consists of a spare I / O area.

通常のI/O 領域(I/O 0,I/O 1,I/O 2, …) において、各I/O 領域は4つのブロック(No.<0>,<1>,<2>,<3>)11に分割され、各ブロック11のカラムは、カラムセレクタ用のマルチプレクス回路(MUX )21、グローバルセンスアンプ(G_S/A)22 、ライトバッファ(図示せず)、ブロック選択回路(BMUX)23を介して共通データ線24に接続されている。各I/O 領域の共通データ線24とI/O 回路部14のデータ線DOUTi(i=0,1,2,…) との接続関係がカラムシフト回路15により切り替えられる。   In a normal I / O area (I / O 0, I / O 1, I / O 2,…), each I / O area has four blocks (No. <0>, <1>, <2>, <3>) 11, and the columns of each block 11 include a column selector multiplex circuit (MUX) 21, a global sense amplifier (G_S / A) 22, a write buffer (not shown), a block selection circuit ( BMUX) 23 to the common data line 24. The column shift circuit 15 switches the connection relationship between the common data line 24 in each I / O region and the data line DOUTi (i = 0, 1, 2,...) Of the I / O circuit unit 14.

一方、予備のI/O 領域は、通常のI/O 領域より少ないカラム数の冗長セルが配置されており、本例では、通常のI/O 領域のブロック数の例えば1/4のブロックからなる。この予備のI/O 領域の1ブロック12のカラムは、カラムセレクタ用のマルチプレクス回路(MUX )25、グローバルセンスアンプ(G_S/A) 26、ライトバッファ(図示せず)を介して共通データ線27に接続されている。予備のI/O 領域の1ブロック12は、通常のI/O 領域の各ブロック11と同様に例えば8カラムからなり、この8カラムはN分割(Nは例えば2)されている。この場合、図中左側の4カラム束と図中右側の4カラム束は、互いに異なるカラムアドレスが割り付けらており、4カラム束を単位として独立に切り替えが可能になっている。   On the other hand, in the spare I / O area, redundant cells having a smaller number of columns than in the normal I / O area are arranged. In this example, the number of blocks in the normal I / O area is, for example, 1/4. Become. The column of one block 12 in this spare I / O area is connected to a common data line via a column selector multiplex circuit (MUX) 25, a global sense amplifier (G_S / A) 26, and a write buffer (not shown). Connected to 27. One block 12 in the spare I / O area is composed of, for example, 8 columns as in the case of each block 11 in the normal I / O area, and these 8 columns are divided into N (N is, for example, 2). In this case, different column addresses are assigned to the four-column bundle on the left side in the figure and the four-column bundle on the right side in the figure, and switching can be performed independently in units of the four-column bundle.

但し、予備のI/O 領域への切り替え(置き換え)による救済が可能な不良は、2つの“4カラム束”に対応して2つの不良カラムである。この2つの不良カラムは、同じI/O領域にあっても異なるI/O 領域にあっても構わないが、2つの“4カラム束”を決めるそれぞれの不良カラムアドレス(Address) は互いに異なる必要がある。そして、フューズなどに記憶した不良アドレスデータとして、“I/O Number”と“4カラム束”を決める不良カラムアドレスを用いて、不良救済位置を指定し、カラムシフト回路15により共通データ線のシフトを行う場所を決める。   However, defects that can be relieved by switching (replacement) to a spare I / O area are two defective columns corresponding to two “four-column bundles”. These two bad columns may be in the same I / O area or in different I / O areas, but the bad column addresses (Address) that determine the two “4-column bundles” need to be different from each other. There is. Then, as the defective address data stored in the fuse or the like, a defective column address that determines “I / O Number” and “4-column bundle” is used to designate a defective relief position, and the column shift circuit 15 shifts the common data line. Decide where to do.

上記したSRAMの動作は、入力アドレスを、フューズなどでセットしておいた不良セルのアドレスと比較する。不良セルがない場合はアドレス比較が一致(ヒット)せず、予備の冗長セルは全く使わない。不良セルがある場合は以下に述べるように救済する。   In the above-described SRAM operation, the input address is compared with the address of a defective cell set by a fuse or the like. If there is no defective cell, the address comparison does not match (hit) and no spare redundant cell is used. If there is a defective cell, it is remedied as described below.

図3は、図1(b)中に示したI/O 1 領域のブロック<0> の中に1個の不良がある場合のダイナミック・カラムシフト動作の一例を示している。なお、図3(a)は通常のI/O 領域および予備のI/O 領域の全体を示し、図3(b)は不良セルを含むI/O 1 領域を示し、図3(b)は不良セルを含むI/O 1 領域に置き換えられる予備のI/O 領域を示している。   FIG. 3 shows an example of the dynamic column shift operation when there is one defect in the block <0> in the I / O 1 area shown in FIG. 3A shows the entire normal I / O area and spare I / O area, FIG. 3B shows the I / O 1 area including the defective cell, and FIG. A spare I / O area to be replaced with an I / O 1 area including a defective cell is shown.

I/O 1 領域のブロック<0> の図中左端のカラムに不良セルがある場合、入力アドレスが不良セルのアドレスと一致すると、不良セルを含むI/O 領域を使用しないで他のI/O 領域を使用する(切り替える)ようにカラムシフト回路を制御する。この場合、不良があるI/O 1 領域よりも、ブロック配列の一定方向側(本例では、図中右側)にあるI/O 領域のブロック共通データ線とI/O 回路部との接続関係をダイナミック的に切り替えるようにカラムシフトを制御し、I/O 1 領域は使用不可とし、I/O 2 領域のブロック<0> をI/O 1 領域のブロック<0> に置き換え、I/O spare<0>領域の図中左半分の4カラムをI/O 2 領域のブロック<0> に置き換える。   If there is a defective cell in the leftmost column of the block <0> in the I / O 1 area, and the input address matches the address of the defective cell, another I / O area is used without using the I / O area containing the defective cell. Control the column shift circuit to use (switch) the O area. In this case, the connection relationship between the block common data line in the I / O area and the I / O circuit section on the fixed direction side of the block array (in this example, the right side in the figure) from the defective I / O 1 area The column shift is controlled so that the I / O 1 area is disabled, the block <0> in the I / O 2 area is replaced with the block <0> in the I / O 1 area, and the I / O 1 area is disabled. Replace the 4 columns in the left half of the spare <0> area with the block <0> in the I / O 2 area.

図4は、図1のSRAMにおいて、図1(b)中に示したI/O 1 領域のブロック<0> の中に1個目の不良があり、I/O 2 領域のブロック<1> の中に2個目の不良がある場合のダイナミック・カラムシフト動作の一例を示している。この場合にも、図4(a)は通常のI/O 領域および予備のI/O 領域の全体を示し、図4(b)は不良セルを含むI/O 2 領域を示し、図4(b)は不良セルを含むI/O 2 領域に置き換えられる予備のI/O 領域を示している。   FIG. 4 is a block diagram of the I / O 2 area block <0> in the I / O 1 area block <0> shown in FIG. An example of the dynamic column shift operation when there is a second defect in is shown. Also in this case, FIG. 4A shows the entire normal I / O area and spare I / O area, FIG. 4B shows the I / O 2 area including the defective cell, and FIG. b) shows a spare I / O area to be replaced with an I / O 2 area including a defective cell.

1個目の不良に対する救済は図3を参照して前述したように行われる。2個目の不良として、I/O 2 領域のブロック<1> の図中右端のカラムに不良セルがある場合、入力アドレスが不良セルのアドレスと一致すると、不良セルを含むI/O 領域を使用しないで他のI/O 領域を使用する(切り替える)ようにカラムシフト回路を制御する。この場合、不良があるI/O 2 領域よりも、ブロック配列の一定方向側(本例では、図中右側)にあるI/O 領域のブロック共通データ線とI/O 回路部との接続関係をダイナミック的に切り替えるようにカラムシフトを制御し、I/O 2 領域は使用不可とし、I/O spare<0>領域の未使用分(図中右半分)の4カラムをI/O 2 領域のブロック<1> に置き換える。   Relief for the first defect is performed as described above with reference to FIG. As a second defect, if there is a defective cell in the rightmost column of the block <1> in the I / O 2 area, if the input address matches the address of the defective cell, the I / O area containing the defective cell is Control the column shift circuit to use (switch) other I / O areas without using them. In this case, the connection relationship between the block common data line in the I / O area on the fixed direction side of the block array (in this example, the right side in the figure) and the I / O circuit section from the defective I / O 2 area The column shift is controlled so that the I / O 2 area is dynamically switched, the I / O 2 area is disabled, and the unused I / O spare <0> area (right half in the figure) is 4 columns in the I / O 2 area. Replace with block <1>.

図5は、図1(b)中に示したカラムシフト回路15を制御するシフト制御回路16のロジック構成の一例を示している。シフト制御回路には、不良アドレスデータ(“I/O Number”と同時切り替え対象の“4カラム束”を決める不良カラムアドレス“Address ”)と入力アドレス(Input-Add )が入力する。上記“I/O Number”と“Address ”は、デバイスの使用初期にフューズ(fuse1-I/O,fuse2-I/O,fuse1-Add,fuse2-Add )に予め記憶させている。この場合、fuse1-I/O,fuse1-Add のfuseセットには1個目の不良情報(同時切り替え対象の“4カラム束”を決めるカラムアドレス)を記憶させておき、fuse2-I/O,fuse2-Add のfuseセットには2個目の不良情報(同時切り替え対象の“4カラム束”を決めるカラムアドレス)を記憶させておく。   FIG. 5 shows an example of the logic configuration of the shift control circuit 16 that controls the column shift circuit 15 shown in FIG. Defective address data (defective column address “Address” that determines “4 column bundle” to be simultaneously switched with “I / O Number”) and input address (Input-Add) are input to the shift control circuit. The “I / O Number” and “Address” are stored in advance in fuses (fuse1-I / O, fuse2-I / O, fuse1-Add, fuse2-Add) at the initial stage of use of the device. In this case, the fuse set of fuse1-I / O, fuse1-Add stores the first defect information (the column address that determines the “4-column bundle” to be simultaneously switched), and fuse2-I / O, In the fuse set of fuse2-Add, second defect information (a column address that determines “4-column bundle” to be simultaneously switched) is stored.

シフト制御回路は、メモリコアの周辺回路部に設けられ、2入力のアンド回路、オア回路、レジスタ回路(Reg11,Reg21,…)などにより論理構成されている。不良救済個数がN個の場合は、fuseセットはN個用意され、アンド回路としてN入力のものが用いられる。   The shift control circuit is provided in the peripheral circuit portion of the memory core, and is logically configured by a 2-input AND circuit, an OR circuit, a register circuit (Reg11, Reg21,...) And the like. When the number of defective remedies is N, N fuse sets are prepared, and an AND circuit having N inputs is used.

本例では、不良カラムを指定するためのフューズ(fuse1-Add,fuse2-Add )に記憶している“Address ”をInput-Add と比較し、一致した場合には、前述したようにカラムシフト回路15により共通データ線のシフトを行う場所を制御する。すなわち、不良カラムの存在するブロックを起点として、ブロック配列方向の一方側に、I/O 回路部との接続関係を1ブロックつずつシフトさせることにより、不良セルと冗長セルとをダイナミック的に切り替える。   In this example, the “Address” stored in the fuse (fuse1-Add, fuse2-Add) for designating the defective column is compared with Input-Add. 15 controls where the common data line is shifted. That is, the defective cell and the redundant cell are dynamically switched by shifting the connection relationship with the I / O circuit unit one block at a time in the block arrangement direction starting from the block in which the defective column exists. .

上述したように本実施形態のSRAMによれば、メモリセルアレイ10とI/O 回路部14との接続関係を、I/O 単位(グローバル・センスアンプ単位)でダイナミック的にカラムシフトを行うことが可能なダイナミック・カラムシフト方式の冗長回路を有する。そして、従来のダイナミック・カラムシフト方式の冗長回路に対して、メモリセルアレイにおける冗長ブロックの冗長カラムをN分割し、分割した各カラム束に互いに異なるカラムアドレスを割り付けることによって、救済可能アドレスをN個指定できるようにしている。   As described above, according to the SRAM of this embodiment, the connection relationship between the memory cell array 10 and the I / O circuit unit 14 can be dynamically shifted in I / O units (global sense amplifier units). It has possible dynamic column shift type redundancy circuit. Then, the redundant column of the redundant block in the memory cell array is divided into N with respect to the conventional redundancy circuit of the dynamic column shift method, and N column repairable addresses are assigned to the divided column bundles by assigning different column addresses to each other. It can be specified.

例えば、冗長ブロックの冗長カラム数が8であって、この8つのカラムを2分割した場合には、4カラム束の同時置き換えで、カラムアドレスが互いに異なる2つの不良カラムを独立に救済することが可能である。これに対して、8つの冗長カラムを4分割した場合には、2カラム束の同時置き換えで、カラムアドレスが互いに異なる4つの不良カラムを独立に救済することが可能である。また、8つの冗長カラムを8分割した場合には、1カラムの置き換えで、カラムアドレスが互いに異なる8つの不良カラムを独立に救済することが可能である。なお、冗長カラムを分割しない場合(従来例)は、8カラム束の同時置き換えで1つの不良カラムしか救済することができない。   For example, if the number of redundant columns in a redundant block is 8 and these 8 columns are divided into two, four defective columns having different column addresses can be repaired independently by simultaneous replacement of a 4-column bundle. Is possible. On the other hand, when eight redundant columns are divided into four, four defective columns having different column addresses can be repaired independently by simultaneous replacement of two column bundles. In addition, when eight redundant columns are divided into eight, it is possible to independently repair eight defective columns having different column addresses by replacing one column. When the redundant column is not divided (conventional example), only one defective column can be relieved by simultaneous replacement of the 8-column bundle.

独立に救済可能な不良カラム数が多くなると、メモリコアの周辺回路部に関して、アドレスコンパレーター、フューズ、冗長コントロール回路のロジック数が増えて回路規模が大きくなるが、これはどのような冗長回路方式においても起こることである。   As the number of defective columns that can be remedied independently increases, the number of logics of the address comparator, fuse, and redundant control circuit increases in the peripheral circuit section of the memory core, which increases the circuit scale. It also happens in

本実施形態における面積ペナルティに関する特徴は、メモリコア部に関しては、シフト回路は独立に救済可能な不良セル数に関係なく同じでよいので、独立に救済可能な不良カラム数を増やした場合の面積ペナルティの増加がないことである。   The feature related to the area penalty in the present embodiment is that the shift circuit may be the same regardless of the number of defective cells that can be repaired independently for the memory core portion. There is no increase.

上記した冗長カラムを分割する3通りの救済方法について、救済率と面積ペナルティとのトレードオフを考えたとき、現実的な選択は、“2カラム束の同時置き換え”、または、“4カラム束の同時置き換え”と考えられる。独立に救済可能な不良カラム数に関しては、救済可能アドレスに制約があり、独立に救済可能な不良カラム数を増やしても救済率は比例して向上しない。   When considering the trade-off between the repair rate and the area penalty for the above three repair methods for dividing the redundant column, the realistic choice is “simultaneous replacement of two column bundles” or “four column bundles”. It is considered as “simultaneous replacement” Regarding the number of defective columns that can be repaired independently, there is a restriction on the repairable address, and even if the number of defective columns that can be repaired independently is increased, the repair rate is not proportionally improved.

本発明の半導体記憶装置の一実施形態に係るダイナミック・カラムシフト方式の冗長回路を有するSRAMの一部を示すブロック図。1 is a block diagram showing a part of an SRAM having a dynamic column shift redundant circuit according to an embodiment of a semiconductor memory device of the present invention; 図1中の複数の通常ブロックの一部および冗長ブロックを取り出して示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing a part of a plurality of normal blocks and redundant blocks in FIG. 1. 図1のSRAMにおいてI/O 1 のブロック<0> の中に1個の不良がある場合のダイナミック・カラムシフト動作の一例を示す図。The figure which shows an example of the dynamic column shift operation | movement when there exists one defect in the block <0> of I / O 1 in the SRAM of FIG. 図1のSRAMにおいてI/O 1 のブロック<0> の中に1個目の不良があり、I/O 2 のブロック<1> の中に2個目の不良がある場合のダイナミック・カラムシフト動作の一例を示す図。Dynamic column shift in the SRAM of Figure 1 when I / O 1 block <0> has a first defect and I / O 2 block <1> has a second defect The figure which shows an example of operation | movement. 図1中に示したカラムシフト回路を制御するシフト制御回路のロジック構成の一例を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a logic configuration of a shift control circuit that controls the column shift circuit shown in FIG. 1. 従来のダイナミック・カラムシフト方式冗長回路を有するSRAMの一部の構成を概略的に示す図。The figure which shows schematically the structure of a part of SRAM which has the conventional dynamic column shift system redundant circuit. 従来のダイナミック・カラムシフト方式冗長回路の動作例を詳細に示す図。The figure which shows the operation example of the conventional dynamic column shift system redundant circuit in detail.

符号の説明Explanation of symbols

10…メモリセルアレイ、11…通常ブロック、12,14,17…マルチプレクス回路、14,18 …グローバルセンスアンプ、15…通常ブロック用の共通データ線、12…冗長ブロック、19…冗長ブロックの共通データ線、13…ロウデコーダ、14…I/O 回路部、15…カラムシフト回路、16…シフト制御回路。 10 ... Memory cell array, 11 ... Normal block, 12, 14, 17 ... Multiplex circuit, 14,18 ... Global sense amplifier, 15 ... Common data line for normal block, 12 ... Redundant block, 19 ... Common data for redundant block Lines: 13 ... row decoder, 14 ... I / O circuit part, 15 ... column shift circuit, 16 ... shift control circuit.

Claims (3)

複数の入/出力回路からなる入/出力回路部の各入/出力回路単位でダイナミック的にカラムシフトを行うことが可能なダイナミック・カラムシフト方式の冗長回路を有する半導体記憶装置であって、
通常のメモリセルが配列された通常ブロックおよび冗長メモリセルが配列された冗長ブロックを有し、前記冗長ブロックのカラムはN分割され、各分割カラム束に互いに異なるカラムアドレスが割り付けられたメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイで使用するブロックと入/出力回路部との接続関係を切り替え可能なカラムシフト回路と、
予め記憶した不良カラムアドレスと入力アドレスとを比較し、一致した場合には不良カラムを冗長カラムに置き換えるように前記カラムシフト回路のカラムシフト動作をダイナミック的に制御するシフト制御回路とを具備し、
救済可能アドレスをN個指定することを特徴とする半導体記憶装置。
A semiconductor memory device having a dynamic column shift type redundant circuit capable of dynamically performing column shift in each input / output circuit unit of an input / output circuit unit composed of a plurality of input / output circuits,
A memory cell array having a normal block in which normal memory cells are arranged and a redundant block in which redundant memory cells are arranged, the columns of the redundant block are divided into N, and different column addresses are assigned to the respective divided column bundles; ,
A column shift circuit capable of switching a connection relationship between a block used in the memory cell array and an input / output circuit unit;
A pre-stored bad column address is compared with the input address, and if they match, a shift control circuit that dynamically controls the column shift operation of the column shift circuit to replace the defective column with a redundant column,
A semiconductor memory device, wherein N repairable addresses are designated.
前記通常のメモリセルは、ある複数のカラム数からなる通常のブロックを単位として配列され、当該通常のブロックのブロックデータ線は通常のブロック用のマルチプレクス回路を介して通常のブロック用の共通データ線に接続されており、
前記冗長メモリセルは、前記通常のブロックのカラム数と同じ複数のカラム数からなる冗長ブロックを少なくとも1つ有し、
前記通常のブロック用の共通データ線および前記冗長ブロックのブロックデータ線は、前記マルチプレクス回路を介して前記入/出力回路部と接続されることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
The normal memory cells are arranged in units of a normal block having a plurality of columns, and the block data line of the normal block is connected to the common data for the normal block via the multiplex circuit for the normal block. Connected to the wire,
The redundant memory cell has at least one redundant block having a plurality of columns equal to the number of columns of the normal block;
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the common data line for the normal block and the block data line for the redundant block are connected to the input / output circuit section through the multiplex circuit.
前記シフト制御回路は、前記メモリセルアレイにおいて不良カラムの存在するブロックを起点として、前記使用するブロックと前記入/出力回路部との接続関係をブロック配列方向の一方側にシフトさせることにより、ダイナミック的に不良カラムを冗長カラムに置替えることを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。   The shift control circuit dynamically shifts the connection relationship between the block to be used and the input / output circuit unit to one side in the block arrangement direction starting from a block in which a defective column exists in the memory cell array. 3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the defective column is replaced with a redundant column.
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