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JPH1173792A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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Publication number
JPH1173792A
JPH1173792A JP9232397A JP23239797A JPH1173792A JP H1173792 A JPH1173792 A JP H1173792A JP 9232397 A JP9232397 A JP 9232397A JP 23239797 A JP23239797 A JP 23239797A JP H1173792 A JPH1173792 A JP H1173792A
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JP
Japan
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JP9232397A
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English (en)
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Inventor
Akira Haga
亮 芳賀
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to US09/139,268 priority patent/US6104646A/en
Publication of JPH1173792A publication Critical patent/JPH1173792A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3688443B2 publication Critical patent/JP3688443B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/70Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
    • G11C29/78Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
    • G11C29/80Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved layout
    • G11C29/808Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved layout using a flexible replacement scheme

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  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】オーバーレイドDQ方式を採用したDRAMに
おいて、正規のデータ線のうちの複数本のデータ線にそ
れぞれ同じカラム選択線により選択される不良ビット線
が存在した場合でも不良ビット線を救済し、救済効率を
向上する。 【解決手段】オーバーレイドDQ方式を採用したDRA
Mにおいて、正規のメモリセルおよび欠陥救済用の冗長
メモリセルを含むセルアレイ21と、正規のメモリセル
を選択するための正規メモリセル選択回路と、正規メモ
リセル選択回路による正規のメモリセルの選択単位より
も小さい選択単位で冗長メモリセルを選択するための冗
長メモリセル選択回路と、正規のメモリセルの欠陥部分
を冗長メモリセルに置換して救済するために設けられた
冗長メモリセル置換制御回路とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
係り、特に欠陥救済用の冗長メモリセルの置換制御回路
を有する半導体記憶装置に関するもので、例えばDRA
M(ダイナミック型メモリ)に使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】図15は、オーバーレイドDQ方式を採
用したDRAMのメモリセルアレイおよび周辺回路のパ
ターンレイアウトの一例を示している。図15に示すD
RAMは、相補的なデータ線DQ、BDQがメモリセル
アレイ・センスアンプ(S/A)領域上をビット線B
L、BBLと平行に横切るパターンレイアウトを有す
る。そして、各データ線DQ、BDQは、それぞれカラ
ム選択線CSLにより選択制御されるカラム選択トラン
ジスタを介して複数本のビット線BL、BBLが共通に
接続されている。
【0003】このようなDRAMにおいて、欠陥メモリ
セルに対してカラム方向の置換を行う(欠陥メモリセル
が存在するカラムを冗長カラムに置き換える)ように制
御して救済する場合、個々のデータ線DQを単位として
行うように構成されている。
【0004】即ち、正規のデータ線DQ、BDQとは別
に冗長データ線RDQ、RBDQを設けておき、欠陥メ
モリセルが存在する不良ビット線が接続されている正規
のデータ線に代えて冗長データ線を選択し、この冗長デ
ータ線に接続されている冗長ビット線の冗長メモリセル
を使用する。
【0005】しかし、正規のデータ線DQ、BDQの1
本に接続されているビット線BL、BBLの数が比較的
多いので、救済単位が大きくなり、救済効率が悪かっ
た。この救済効率を向上させるために、本願出願人に係
る特開平8−221998号により、1つの冗長データ
線に接続されている複数本のビット線を2つのグループ
に分け、2つのグループのビット線群を2つのデータ線
に別々に割り当てることにより、置換単位を小さくする
方法が提案されている。
【0006】この方法は、例えば図16に示すように、
冗長データ線RDQに接続されている8対のビット線B
LR0〜BLR7、BBLR0〜BBLR7を4対つづ
2つのグループに分け、一方のグループのビット線群を
第1の正規のデータ線DQ1に接続されている8対のビ
ット線BL0〜BL7、BBL0〜BBL7に不良が存
在する場合に使用し、他方のグループのビット線群を第
2の正規のデータ線DQ2に接続されている8対のビッ
ト線BL8〜BL15、BBL8〜BBL15に不良が
存在する場合に使用するものである。
【0007】しかし、図16に示すように、正規のデー
タ線DQ1、DQ2にそれぞれ接続されている複数本の
ビット線にそれぞれ接続されているカラム選択トランジ
スタと冗長データ線RDQに接続されている複数本のビ
ット線にそれぞれ接続されているカラム選択トランジス
タとが同じカラム選択線CSLを共有する構成は、1つ
の冗長データ線RDQに接続されているビット線BLR
0〜BLR7、BBLR0〜BBLR7を2つの正規の
データ線DQ1、DQ2のそれぞれの不良ビット線の救
済に別々に割り当てることが不能になるモードが存在
し、不良カラムの救済効率が必ずしも高くはならない。
【0008】即ち、第1の正規のデータ線DQ1に接続
されている不良ビット線と第2の正規のデータ線DQ2
に接続されている不良ビット線とが同じカラム選択線C
SLにより選択されるモードの場合には、1つの冗長デ
ータ線RDQに接続されているビット線BLR0〜BL
R7、BBLR0〜BBLR7を2つの正規のデータ線
DQ1、DQ2のそれぞれの不良ビット線の救済に別々
に割り当てることが不能になる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記したように1本の
データ線に複数本のビット線が接続された構成でカラム
救済を行う半導体記憶装置における従来の冗長メモリセ
ルの置換制御回路は、1本の不良ビット線を救済するた
めには、不良ビット線とデータ線を共有する全てのカラ
ムを同時に置換する必要があり、不良ビット線の救済効
率が低いという問題があった。本発明は上記の問題点を
解決すべくなされたもので、不良の救済単位が小さく、
不良の救済効率が向上する半導体記憶装置を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の半導体記憶装置
は、正規のメモリセルおよび欠陥救済用の冗長メモリセ
ルを含むセルアレイと、前記正規のメモリセルを選択す
るための正規メモリセル選択回路と、前記正規メモリセ
ル選択回路による正規のメモリセルの選択単位よりも小
さい選択単位で前記冗長メモリセルを選択するための冗
長メモリセル選択回路と、前記正規のメモリセルの欠陥
部分を前記冗長メモリセルに置換して救済するために設
けられた冗長メモリセル置換制御回路とを具備すること
を特徴とする。
【0011】第2の半導体記憶装置は、正規のメモリセ
ルおよび欠陥救済用の冗長メモリセルを含むセルアレイ
と、それぞれ複数の前記正規のメモリセルが共通に接続
された複数本の正規のビット線と、それぞれ複数の前記
冗長メモリセルが共通に接続された複数本の冗長ビット
線と、前記正規のメモリセルおよび冗長メモリセルを選
択するために接続されたワード線と、前記正規のメモリ
セルから前記正規のビット線に読み出された電位をセン
ス増幅する正規のセンスアンプと、前記正規のカラムを
選択するための正規のカラム選択トランジスタと、前記
正規のカラム選択トランジスタを選択するための正規の
カラム選択線と、それぞれ複数本(n本)の前記正規の
ビット線に前記正規のカラム選択トランジスタを介して
共通に接続された複数本の正規のデータ線と、前記冗長
メモリセルから前記冗長ビット線に読み出された電位を
センス増幅する冗長センスアンプと、前記冗長カラムを
選択するための冗長カラム選択トランジスタと、前記冗
長カラム選択トランジスタを選択するための冗長カラム
選択線と、それぞれ前記n本より少数の少なくとも1本
の前記冗長ビット線に前記冗長カラム選択トランジスタ
を介して接続された複数本の冗長データ線と、前記正規
のメモリセルのうちの欠陥メモリセルが存在する不良ビ
ット線が前記正規のカラム選択トランジスタを介して接
続されている正規のデータ線に代えて冗長データ線を選
択する冗長メモリセル置換制御回路とを具備することを
特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の半導体記
憶装置の第1の実施の形態に係るオーバーレイドDQ方
式を採用したDRAMのメモリセルアレイおよび周辺回
路の一部のパターンレイアウトを概略的に示している。
【0013】図1において、10はメモリセルアレイ・
センスアンプ領域であり、その上を第1のデータ線に相
当するビット線(図示せず)と平行に第2のデータ線に
相当するデータ線(複数本の正規のデータ線DQ、複数
本の冗長データ線RDQ)が横切っている。
【0014】11はそれぞれカラムアドレス入力をデコ
ードしてカラム選択信号を生成して正規のカラム選択線
CSLを駆動する(正規のカラムを選択する)ための複
数個のカラム選択線駆動回路(CSLD)であり、1本
のカラム選択線毎に1個づつ設けられている。
【0015】12はそれぞれ前記正規のデータ線DQi
に対応して設けられ、これらのデータ線DQiにそれぞ
れ読み出されたデータが一斉に入力する複数個のデータ
線バッファ回路(DQB)である。
【0016】13はカラムアドレス入力のうちの不良ビ
ット線のアドレスを冗長ビット線のアドレスに変換して
出力するヒューズロジック(FUSE & Logic)回路であ
る。14はそれぞれ前記ヒューズロジック回路13から
のカラムアドレスをデコードして冗長用カラム選択信号
を生成して冗長カラム選択線RCSLを駆動する(冗長
カラムを選択する)ための複数個の冗長カラム選択線駆
動回路(RCSLD)であり、1本の冗長カラム選択線
毎に1個づつ設けられている。
【0017】15はそれぞれ前記冗長データ線RDQに
対応して設けられ、これらのデータ線RDQに読み出さ
れたデータが入力する複数個の冗長データ線バッファ回
路(RDQB)である。但し、本実施形態では、冗長デ
ータ線バッファ回路15が2個の例を示している。
【0018】16はそれぞれ1つの正規のデータ線バッ
ファ回路12の出力と前記複数個の冗長データ線バッフ
ァ回路15の出力とが入力し、一方の入力を選択して出
力する複数個のマルチプレクサ回路(RWDMUX)で
あり、その選択制御信号として前記ヒューズロジック回
路13のアドレス変換出力が入力する。本例では、2つ
の冗長データ線バッファ回路15の出力のうちの一方と
1つの正規のデータ線バッファ回路12の出力とを切り
換え選択する。
【0019】上記マルチプレクサ回路16は、通常は正
規のデータ線バッファ回路12群からの入力を選択して
出力するが、前記ヒューズロジック回路13のアドレス
変換出力が選択制御信号として入力した場合には、この
アドレス変換出力に応じて指定されるマルチプレクサ回
路16では、正規のデータ線バッファ回路12の出力に
代えて冗長データ線バッファ回路15からの入力を選択
して出力するように動作する。
【0020】図2は、図1中のセルアレイ・センスアン
プ領域の一部を取り出して構成を概略的に示している。
ここでは、折り返しビット線方式のビット線構成を持つ
セルアレイを例にとり、正規のメモリセル、相補的な正
規のビット線対BL、BBL、相補的な正規のデータ線
対DQ、BDQ、正規のセンスアンプ(S/A)22を
示している。
【0021】図2において、メモリセルアレイ(C/
A)21は、電荷転送ゲート用のMOSトランジスタQ
のソースに電荷蓄積用のキャパシタCの電荷蓄積ノード
が接続された1トランジスタ・1キャパシタ構成のDR
AMセルMCが全体として行列状に配置されている。
【0022】この場合、ビット線対BL、BBLとそれ
に交差する方向に配設されたワード線WLとの各交点に
DRAMセルMCが設けられており、各DRAMセルM
Cは、前記ワード線WLに前記MOSトランジスタQの
ゲートが接続され、前記ビット線BLあるいはBBLに
前記MOSトランジスタQのドレインが接続されてい
る。そして、前記正規のビット線BL、BBLに接続さ
れているDRAMセル群は正規のメモリセルブロックを
形成している。
【0023】また、前記正規のビット線BL、BBL
は、センスアンプ22および正規のカラム選択トランジ
スタCQを介して正規のデータ線DQ、BDQに接続さ
れている。
【0024】なお、図示していないが、冗長メモリセ
ル、冗長ビット線、冗長データ線、冗長センスアンプ、
冗長カラム選択トランジスタも、上記構成とほぼ同様に
構成されており、前記冗長ビット線に接続されているD
RAMセル群は冗長メモリセルブロックを形成してい
る。
【0025】図3は、図1中の正規のデータ線DQおよ
び冗長データ線RDQの一部を取り出してビット線との
回路接続を示している。図3においては、図1中の正規
のデータ線DQ群の一部としてDQi(DQ1、DQ
2、DQ3、DQ4)を示しており、図1中の冗長デー
タ線RDQ群の一部としてRDQi(RDQ1、RDQ
2、RDQ3、RDQ4)を示している。
【0026】第1の実施の形態に係るDRAMにおいて
は、図3中に示すように、正規のデータ線DQiにそれ
ぞれ接続されている複数本のビット線BLの本数と、冗
長データ線RDQiにそれぞれ接続されている冗長ビッ
ト線RBLの本数とが異なっている。
【0027】本例では、図3に示すように、正規のデー
タ線DQにはそれぞれ物理的に隣接した複数対(本例で
は4対、8本)のビット線BLがそれぞれ正規のカラム
選択トランジスタCQを介して共通に接続されている
が、冗長データ線RDQiにはそれぞれ例えば1対(2
本)の冗長ビット線RBLがそれぞれ冗長カラム選択ト
ランジスタRCQを介して共通に接続されている。
【0028】また、正規のデータ線DQiに接続されて
いる各ビット線BLに挿入されている正規のカラム選択
トランジスタCQを選択するための正規のカラム選択線
CSLと、前記冗長データ線RDQに接続されている各
ビット線RBLに挿入されている冗長カラム選択トラン
ジスタRCQを選択するための冗長カラム選択線RCS
Lとは、互いに分離されて設けられており、独立に駆動
されるように構成されている。
【0029】そして、欠陥メモリセルに対してカラム方
向の置換を行う(欠陥メモリセルが存在するカラムを冗
長カラムに置き換える)ように、換言すれば、正規のデ
ータ線DQiのうちで欠陥メモリセルが存在する不良ビ
ット線が接続されている正規のデータ線に代えて、冗長
データ線RDQiのいずれかを選択するための冗長メモ
リセル置換制御回路が設けられている。
【0030】上記したように、第1の実施の形態に係る
オーバーレイドDQ方式を採用したDRAMは、正規の
メモリセルおよび欠陥救済用の冗長メモリセルを含むセ
ルアレイと、正規のメモリセルを選択するための正規メ
モリセル選択回路と、前記正規メモリセル選択回路によ
る正規のメモリセルの選択単位よりも小さい選択単位で
前記冗長メモリセルを選択するための冗長メモリセル選
択回路と、正規のメモリセルの欠陥部分を冗長メモリセ
ルに置換して救済するために設けられた冗長メモリセル
置換制御回路とを具備している。具体的には、正規のデ
ータ線に接続されているビット線の本数と冗長データ線
に接続されているビット線の本数とが異なり、正規のデ
ータ線に接続されているビット線に接続されているカラ
ム選択トランジスタを選択するためのカラム選択線と冗
長データ線に接続されているビット線に接続されている
カラム選択トランジスタを選択するためのカラム選択線
とが独立に駆動される。
【0031】次に、第1の実施の形態に係るDRAMに
おける冗長メモリセルの置換制御動作を説明する。例え
ば図3中に示すように、正規のデータ線DQ1を共有す
る正規のカラムに不良カラム(fail 1)が存在し、正規
のデータ線DQ3を共有する正規のカラムに不良カラム
(fail 2)が存在する場合には、図1中のヒューズロジ
ック回路13は、正規のデータ線DQ1のカラムアドレ
ス入力を冗長データ線RDQ3のカラムアドレスに変換
し、正規のデータ線DQ3のカラムアドレス入力を冗長
データ線RDQ4のカラムアドレスに変換するようにア
ドレスの書込みが行われている。
【0032】これにより、上記ヒューズロジック回路1
3を一部に含む冗長メモリセル置換制御回路は、冗長デ
ータ線RDQ3に接続されている冗長ビット線RBLの
カラム選択トランジスタRCQを選択して正規のデータ
線DQ1を冗長データ線RDQ3に置換し、冗長データ
線RDQ4に接続されている冗長ビット線RBLのカラ
ム選択トランジスタRCQを選択して正規のデータ線D
Q3を冗長データ線RDQ4に置換するように制御す
る。つまり、データ線を単位として救済を行う。
【0033】この場合、前述したように正規のデータ線
DQiに接続されている正規のビット線BLの本数より
も冗長データ線RDQiに接続されている冗長ビット線
RBLの本数が少ないので、従来例のように全てのデー
タ線にそれぞれ同数のビット線が接続されている場合と
比べて不良ビット線の救済単位が小さくなっている。
【0034】しかも、正規のデータ線DQiに接続され
ている各ビット線BLに挿入されているカラム選択トラ
ンジスタCQを選択するためのカラム選択線CSLと冗
長データ線RDQiに接続されている各ビット線RBL
に挿入されているカラム選択トランジスタRCQを選択
するためのカラム選択線RCSLとは独立に駆動され
る。
【0035】従って、正規のデータ線DQiのうちの複
数本のデータ線にそれぞれ不良ビット線が存在し、それ
ぞれの不良ビット線が同じカラム選択線CSLにより選
択されるモードであった場合でも、上記複数本のデータ
線に対応して存在した不良ビット線をそれぞれ別々の冗
長データ線RDQiにより独立に救済することが可能に
なり、不良ビット線の救済効率が向上する。
【0036】図4は、図1中の正規のデータ線バッファ
回路12の構成の一例を示しており、この構成は従来例
と同様である。即ち、図4において、DQ、BDQは相
補的な一対のデータ線、41は前記一対のデータ線間に
接続されているプリチャージ・イコライズ回路、42は
前記一対のデータ線に接続されている読み出しバッファ
回路、43は前記一対のデータ線に接続されている書込
みバッファ回路である。
【0037】上記読み出しバッファ回路42において、
421は読み出し制御スイッチ用PMOSトランジス
タ、422は読み出しバッファ回路のラッチ型センスア
ンプ、423は上記センスアンプ422の一対の入力ノ
ード間に接続されているイコライズ回路、424は出力
回路である。
【0038】なお、図1中の冗長データ線バッファ回路
15も、上記正規のデータ線バッファ回路の構成に準じ
て構成される。図5は、図1中のマルチプレクサ回路1
6の構成の一例を示しており、この構成は従来例と同様
である。
【0039】即ち、図5のマルチプレクサ回路は、メモ
リの読み出し動作時には、冗長読み出し制御信号1、2
に基づいて2つの冗長データ線バッファ出力(2つの冗
長カラムの読み出しデータ)のうちの一方または1つの
正規のデータ線バッファ出力(通常カラム読み出しデー
タ)を切り換え選択して読み出し出力とするように構成
されている。
【0040】また、メモリの書込み動作時には、書込み
データ入力を冗長書込み制御信号1、2に基づいて2つ
の冗長カラムのうちの一方または1つの正規のカラム
(通常カラム)を切り換え選択して書込み入力とするよ
うに構成されている。
【0041】図6は、図1中のヒューズロジック回路1
3の一部(カラムヒューズ部分)を示しており、このカ
ラムヒューズ部分は1組の救済カラム単位につき1つづ
つ設けられている。
【0042】図6において、60はヒューズセット、7
0はイネーブルロジック回路(一致比較回路)、80は
データ線バッファ選択回路である。前記ヒューズセット
60において、各ヒューズFEN、FUL0、FUL
1、F0〜F6は、切断されている場合にはその出力端
側が“H”レベルになり、切断されていない場合にはそ
の出力端側が“L”レベルになる。
【0043】前記ヒューズFENは、ヒューズセット6
0に書き込まれた内容を参照するかどうかを決定するた
めのヒューズであり、切断されている場合はヒューズセ
ット60に書き込まれた内容を参照する(ヒューズセッ
ト60を使用する)ことを意味する。
【0044】前記ヒューズFUL0、FUL1は、置換
の対象となるデータ線DQに接続されている8カラムの
うちでどのカラムを置換するかを決定するためのヒュー
ズである。
【0045】前記ヒューズF0〜F6は、図1中のデー
タ線バッファ回路12のうちの置換すべきデータ線バッ
ファ回路を示すためのヒューズである。図7は、図6中
のイネーブルロジック回路(一致比較回路)70の一例
を示している。
【0046】このイネーブルロジック回路(一致比較回
路)70において、AC1、AC2はカラムアドレスの
最下位ビットから2ビット目、3ビット目に相当する入
力である。
【0047】71は前記ヒューズセット60のFUL0
の出力レベルとAC1の入力レベルとの一致/不一致を
検出する第1の一致回路、72は前記ヒューズセット6
0のFUL1の出力レベルとAC2の入力レベルとの一
致/不一致を検出する第2の一致回路、73は前記2つ
の一致回路の各出力と前記ヒューズセット60のFEN
の出力との一致/不一致を検出し、一致時には一致出力
MATCHを活性状態(“H”レベル)にする第3の一
致回路である。
【0048】このように、ヒューズFUL0、FUL1
の内容がカラムアドレスのAC1、AC2と一致するか
否かを比較することにより、ヒューズFUL0、FUL
1の内容によって置換制御されるカラムの先頭アドレス
を決定する、つまり、FUL0、FUL1の出力レベル
の組み合わせにより、1組の救済カラム(本例では2ビ
ット線)を正規のカラム(本例では8ビット線で1組)
の何番目のカラムと置換するかを決定することが可能に
なる。この関係を以下に示す。
【0049】 FUL0 FUL1 置換カラム “L” “L” 0、1 “H” “L” 2、3 “L” “H” 4、5 “H” “H” 6、7 *“L”はヒューズの非切断状態、“H”はヒューズの
切断状態 さらに、ヒューズセット60自体のイネーブルヒューズ
FENも持っているので、このヒューズFENの内容も
参照して全て合致していればMATCH信号が活性化す
ることになる。
【0050】図8は、図6中のデータ線バッファ選択回
路80の一例を示す。このデータ線バッファ選択回路
は、インバータ回路群、ナンド回路群からなる通常のデ
コード回路を用いており、前記ヒューズセット60のF
0〜F6の出力レベルの組み合わせをデコードし、図1
中のデータ線バッファ回路12のうちのどのデータ線バ
ッファ回路を置換するかを表わすデコード信号DQ0〜
DQ63を出力する。
【0051】従って、図6乃至図8の回路の動作によれ
ば、ヒューズセット60のヒューズFENが切断されて
いて、ヒューズFUL0の出力とAC1入力、ヒューズ
FUL1の出力とAC2入力とが一致していれば、イネ
ーブルロジック回路70によって一致出力MATCHが
活性状態になり、図1中のデータ線バッファ回路12の
うちでヒューズF0〜F6で示された1個のデータ線バ
ッファ回路の出力をデータ線バッファ選択回路80によ
り選択し、図1中の冗長データ線バッファ回路15のう
ちの1個の冗長データ線バッファ回路の出力と置換制御
することが可能になる。
【0052】なお、本例では、図3の回路に示したよう
に2カラムを有する冗長データ線を単位として置換して
いるので、置換効率が比較的高い。なお、置換効率の最
大化を図るためにカラムの最小単位(1カラム)を有す
る冗長データ線を単位として置換してもよい。
【0053】また、図1に示すように、冗長カラム選択
線ドライバ回路14と正規のカラム選択線ドライバ回路
11)とをメモリセルアレイ・センスアンプ領域10の
相対する位置に配置し、冗長用のメモリセルアレイ・セ
ンスアンプ領域の近くに冗長カラム選択線ドライバ回路
14を配置しているので、冗長カラム選択線RCSLの
長さが短くなり、冗長用のメモリセルアレイに高速にア
クセスすることができる。さらに、カラム選択線CSL
の長さも短くなるので、正規のメモリセルアレイにも高
速にアクセスすることができる。
【0054】なお、前記第1の実施の形態では、冗長カ
ラムがメモリセルアレイのワード線WL方向の一端側に
集中しており、正規のカラム選択線ドライバ回路11と
冗長カラム選択線ドライバ回路14とがカラム選択線方
向の両端に分離している例を示したが、本発明は上記構
成に限定されるものではない。
【0055】図9は、第1の実施の形態の変形例とし
て、冗長カラム選択線ドライバ回路(図1中14)と正
規のカラム選択線ドライバ回路(図1中11)とを含む
カラム選択線ドライバ回路(CSLD & RCSLD)90をカラ
ム選択線方向の一端側に配置したパターンの一例を示し
ており、図1中と同一部分には同一符号を付している。
このパターン配置によれば、カラム選択線ドライバ回路
全体のパターン面積を縮小することが可能になる。
【0056】図10に示す第2の実施の形態に係るDR
AMは、図1を参照して前述したDRAMと比べて、メ
モリセルアレイの正規カラム群の中間に冗長カラムが配
置されている点が異なり、その他の部分(データ線バッ
ファ回路、ヒューズロジック回路、マルチプレクサ回路
など)は同じである。
【0057】この場合、セルアレイ21・センスアンプ
22の領域のデータ線方向の側方領域に正規のカラム選
択線CSL、冗長カラム選択線RCSLを配置するの
で、この配置領域が若干広がるが、図9に示したパター
ンと同様に、冗長カラム選択線ドライバ回路と正規のカ
ラム選択線ドライバ回路とをカラム選択線方向の一端側
に纏めたカラム選択線ドライバ回路を配置することによ
り、カラム選択線ドライバ回路全体のパターン面積を縮
小することが可能になる。
【0058】また、救済対象となるカラムからデータ入
出力部(図1中 Data I/O )までのデータ経路の配線距
離をメモリセルアレイ全体でほぼ均一化することが可能
になり、データ遅延が特に目立つ経路がなくなるので、
DRAMの動作速度が向上する。
【0059】なお、図1に示したように、冗長データ線
RDQ1〜RDQ4が纏まって配置された領域にはこれ
らに接続されている冗長ビット線(図3中RBL)の本
数が少ないので、データ線DQiが配置された領域にお
ける冗長データ線RDQ1〜RDQ4が密集する。これ
に対応して冗長データ線バッファ回路15のサイズを縮
小させると、そのパターンレイアウトが厳しくする。
【0060】これに対して、図10に示したように正規
のデータ線DQ1〜DQ4、冗長データ線RDQ1〜R
DQ4が混在して配置されていると、全てのデータ線バ
ッファ回路12、冗長データ線バッファ回路15を少し
づづサイズを縮小させることにより全体のパターンを所
望領域内にレイアウトすることが可能になる。
【0061】換言すれば、第2の実施の形態は、第1の
実施の形態と比べて、冗長データ線バッファ回路15の
パターンレイアウト上の余裕が大きくなるという利点が
ある。
【0062】図11は、本発明の第3の実施の形態に係
るDRAMのメモリセルアレイおよび周辺回路の一部の
構成を概略的に示しており、図12は、図11中の一部
を取り出して回路構成を詳細に示している。
【0063】この第3の実施の形態に係るDRAMは、
前述した第1、第2の実施の形態に係るDRAMと比べ
て、データ線DQおよび冗長データ線RDQがワード線
WLと平行(ビット線BL、BBLと交差する方向)に
センスアンプ22の側方領域に配設され、正規のカラム
選択線CSL0、CSL1…および冗長カラム選択線R
CSL0、RCSL1…がメモリセルアレイ・センスア
ンプ領域上をビット線と平行に横切るパターンレイアウ
トを有する点が異なり、その他は同じであるので同じ符
号を付してその説明を省略する。
【0064】図13は、本発明の第4の実施の形態に係
るDRAMのメモリセルアレイおよび周辺回路の一部の
構成を概略的に示しており、図14は、図13中の一部
を取り出して回路構成を詳細に示している。
【0065】この第4の実施の形態に係るDRAMは、
前述した第1、第2の実施の形態に係るDRAMと比べ
て、正規のカラム選択線CSL1、CSL2…および冗
長カラム選択線RCSL1、RCSL2…が、正規のデ
ータ線DQ1、DQ2…および冗長データ線RDQ1、
RDQ2…と同様に、メモリセルアレイ・センスアンプ
領域上をビット線BL、BBLと平行に横切るパターン
レイアウトを有する点が異なり、その他は同じであるの
で同じ符号を付してその説明を省略する。
【0066】なお、前記図11に示した第3の実施の形
態のパターンレイアウト方式や図13に示した第4の実
施の形態のパターンレイアウト方式でも、前述したオー
バーレイドDQ方式における効果とほぼ同様の効果が得
られるものであり、本発明は、上記3つの方式のいずれ
にも適用可能である。
【0067】これらのうちのどの方式を採用するかは、
本発明を適用しようとする半導体メモリの構成によって
変わる。例えばメモリの入出力端子数が多い場合(デー
タ線DQが多い場合)にはオーバーレイドDQ方式が適
しており、メモリの入出力端子数が少ない場合(カラム
選択線CSLが少ない場合)には図11に示した第3の
実施の形態のパターンレイアウト方式が適しており、メ
モリの入出力端子数が上記2つの場合の中間であれば、
図13に示した第4の実施の形態のパターンレイアウト
方式が適している。
【0068】また、上記各実施の形態では、カラム不良
をカラム置換により救済する場合を示したが、ロウ不良
をロウ置換により救済する場合にも、正規のメモリセル
を選択するための正規メモリセル選択回路による正規の
メモリセルの選択単位よりも小さい選択単位で冗長メモ
リセルを選択するための冗長メモリセル選択回路を設け
ることにより、正規のメモリセルの欠陥部分を冗長メモ
リセルに置換して救済する際に、不良の救済効率を向上
させることが可能になる。
【0069】
【発明の効果】上述したように本発明の半導体記憶装置
によれば、正規のメモリセルを選択するための正規メモ
リセル選択回路による正規のメモリセルの選択単位より
も小さい選択単位で冗長メモリセルを選択するための冗
長メモリセル選択回路を有するので、不良の救済単位を
小さくして不良の救済効率を向上させることができる。
【0070】例えば正規のデータ線のうちの複数本のデ
ータ線にそれぞれ同じカラム選択線により選択される不
良ビット線が存在した場合でも不良ビット線の救済が可
能になり、不良ビット線の救済効率を向上させることが
可能になる。従って、特に正規のデータ線の1本に共通
接続されるビット線の本数が多くなるオーバーレイドD
Q方式を採用した半導体メモリに適用して有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体記憶装置の第1の実施の形態に
係るオーバーレイドDQ方式を採用したDRAMの一部
の構成のパターンレイアウトを概略的に示す図。
【図2】図1中のメモリセルアレイおよびセンスアンプ
の一部を取り出して構成を概略的に示す回路図。
【図3】図1中の正規のデータ線および冗長データ線の
一部を取り出してビット線との回路接続を示す回路図。
【図4】図1中のデータ線バッファ回路、冗長データ線
バッファ回路の構成の一例を示す回路図。
【図5】図1中のマルチプレクサ回路の構成の一例を示
す回路図。
【図6】図1中のヒューズロジック回路の一部(カラム
ヒューズ部分)を示す回路図。
【図7】図6中のイネーブルロジック回路(一致比較回
路)の一例を示す回路図。
【図8】図6中のカラム置換制御回路(冗長データ線選
択回路)の一例を示す回路図。
【図9】本発明の第1の実施の形態の変形例に係るDR
AMのメモリセルアレイおよび周辺回路の一部の構成の
パターンレイアウトを概略的に示す図。
【図10】本発明の第2の実施の形態に係るDRAMの
メモリセルアレイおよび周辺回路の一部の構成のパター
ンレイアウトを概略的に示す図。
【図11】本発明の第3の実施の形態に係るDRAMの
メモリセルアレイおよび周辺回路の一部の構成のパター
ンレイアウトを概略的に示す図。
【図12】図11中の一部を取り出して詳細に示す回路
図。
【図13】本発明の第4の実施の形態に係るDRAMの
メモリセルアレイおよび周辺回路の一部の構成のパター
ンレイアウトを概略的に示す図。
【図14】図13中の一部を取り出して詳細に示す回路
図。
【図15】オーバーレイドDQ方式を採用したDRAM
のメモリセルアレイおよび周辺回路のパターンレイアウ
トの一例を示す図。
【図16】図15のDRAMにおけるカラム救済効率を
向上させるために提案された半導体記憶装置における冗
長データ線および正規データ線を取り出して示す回路
図。
【符号の説明】
DQi…データ線、 RDQi…冗長データ線、 BL…ビット線、 RBL…冗長ビット線、 CQ…正規のカラム選択トランジスタ、 RCQ…冗長カラム選択トランジスタ、 CSL…正規のカラム選択線、 RCSL…冗長カラム選択線、 21…セルアレイ、 22…センスアンプ回路。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正規のメモリセルおよび欠陥救済用の冗
    長メモリセルを含むセルアレイと、 前記正規のメモリセルを選択するための正規メモリセル
    選択回路と、 前記正規メモリセル選択回路による正規のメモリセルの
    選択単位よりも小さい選択単位で前記冗長メモリセルを
    選択するための冗長メモリセル選択回路と、 前記正規のメモリセルの欠陥部分を前記冗長メモリセル
    に置換して救済するために設けられた冗長メモリセル置
    換制御回路とを具備することを特徴とする半導体記憶装
    置。
  2. 【請求項2】 正規のメモリセルおよび欠陥救済用の冗
    長メモリセルを含むセルアレイと、 それぞれ複数の前記正規のメモリセルが共通に接続され
    た複数本の正規のビット線と、 それぞれ複数の前記冗長メモリセルが共通に接続された
    複数本の冗長ビット線と、 前記正規のメモリセルおよび冗長メモリセルを選択する
    ために接続されたワード線と、 前記正規のメモリセルから前記正規のビット線に読み出
    された電位をセンス増幅する正規のセンスアンプと、 前記正規のカラムを選択するための正規のカラム選択ト
    ランジスタと、 前記正規のカラム選択トランジスタを選択するための正
    規のカラム選択線と、 それぞれ複数本(n本)の前記正規のビット線に前記正
    規のカラム選択トランジスタを介して共通に接続された
    複数本の正規のデータ線と、 前記冗長メモリセルから前記冗長ビット線に読み出され
    た電位をセンス増幅する冗長センスアンプと、 前記冗長カラムを選択するための冗長カラム選択トラン
    ジスタと、 前記冗長カラム選択トランジスタを選択するための冗長
    カラム選択線と、 それぞれ前記n本より少数の少なくとも1本の前記冗長
    ビット線に前記冗長カラム選択トランジスタを介して接
    続された複数本の冗長データ線と、 前記正規のメモリセルのうちの欠陥メモリセルが存在す
    る不良ビット線が前記正規のカラム選択トランジスタを
    介して接続されている正規のデータ線に代えて冗長デー
    タ線を選択する冗長メモリセル置換制御回路とを具備す
    ることを特徴とする半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の半導体記憶装置におい
    て、 前記正規のカラム選択線と前記冗長カラム選択線とが独
    立に駆動されることを特徴とする半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の半導体記憶装置におい
    て、 前記各データ線は前記セルアレイの領域上を前記各ビッ
    ト線の長さ方向に沿って配置され、前記各カラム選択線
    は前記ワード線の長さ方向に沿って配線され、ているこ
    とを特徴とする半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 請求項3または4記載の半導体記憶装置
    において、 前記複数本の正規のデータ線のグループと複数本の冗長
    データ線のグループとは、前記セルアレイ領域上で前記
    ワード線の長さ方向を2分した2つの領域に分離されて
    配設されており、 前記正規のカラム選択線と前記冗長カラム選択線とは、
    前記2つの領域に分離されて配設されており、 前記正規のカラム選択線を駆動するためのカラム選択回
    路と前記冗長カラム選択線を駆動するための冗長カラム
    選択回路とは、前記ワード線の長さ方向の両端側に分離
    して配設されていることを特徴とする半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 請求項3または4記載の半導体記憶装置
    において、 前記複数本の正規のデータ線のグループと複数本の冗長
    データ線のグループとは、前記セルアレイ領域上で前記
    ワード線の長さ方向を2分した2つの領域に分離されて
    配設されており、 前記正規のカラム選択線は、前記2つの領域のうちの少
    なくとも一方の領域に配設されており、 前記冗長カラム選択線は、前記2つの領域にわたって連
    続的に配設されており、 前記正規のカラム選択線を駆動するためのカラム選択回
    路と前記冗長カラム選択線を駆動するための冗長カラム
    選択回路とは、前記ワード線の長さ方向の一端側に配設
    されていることを特徴とする半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 請求項3または4記載の半導体記憶装置
    において、 前記複数本の正規のデータ線と複数本の冗長データ線と
    は、前記セルアレイ領域上で前記ワード線の長さ方向に
    混在するように配設されており、 前記正規のカラム選択線および前記冗長カラム選択線は
    並設されており、 前記正規のカラム選択線を駆動するためのカラム選択回
    路と前記冗長カラム選択線を駆動するための冗長カラム
    選択回路とは、前記ワード線の長さ方向の一端側に配設
    されていることを特徴とする半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 請求項3記載の半導体記憶装置におい
    て、 前記各データ線は前記ワード線の長さ方向に沿って配置
    され、前記各カラム選択線は前記セルアレイの領域上を
    前記各ビット線の長さ方向に沿って配線されていること
    を特徴とする半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 請求項3記載の半導体記憶装置におい
    て、 前記各データ線および各カラム選択線は、前記セルアレ
    イの領域上を前記各ビット線の長さ方向に沿って配線さ
    れていることを特徴とする半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】 請求項2乃至9のいずれか1項に記載
    の半導体記憶装置において、 前記正規のメモリセルおよび冗長用のメモリセルは、そ
    れぞれ電荷蓄積用キャパシタおよび電荷転送ゲート用ト
    ランジスタからなり、 前記ワード線は、前記セルアレイの同一行のメモリセル
    の電荷転送ゲート用トランジスタのゲートに接続され、 前記ビット線は、前記セルアレイの同一列のメモリセル
    の電荷転送ゲート用トランジスタの一端に接続され、 前記複数本の正規のビット線に共通に接続された正規の
    データ線は、物理的に隣接した複数のカラムで共有され
    ていることを特徴とする半導体記憶装置。
  11. 【請求項11】 請求項2または10記載の半導体記憶
    装置において、 前記冗長メモリセル置換制御回路は、前記欠陥メモリセ
    ルが存在する箇所に応じて冗長メモリセルのカラムアド
    レスを変更するカラムアドレス変更手段を具備すること
    を特徴とする半導体記憶装置。
  12. 【請求項12】 請求項11記載の半導体記憶装置にお
    いて、 前記カラムアドレス変更手段は、メモリセル動作の検査
    後にヒューズ素子により変更すべきカラムアドレスを記
    憶することを特徴とする半導体記憶装置。
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