JPH03189992A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH03189992A
JPH03189992A JP1330180A JP33018089A JPH03189992A JP H03189992 A JPH03189992 A JP H03189992A JP 1330180 A JP1330180 A JP 1330180A JP 33018089 A JP33018089 A JP 33018089A JP H03189992 A JPH03189992 A JP H03189992A
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Sumako Abe
安部 須磨子
Makoto Segawa
瀬川 真
Mikio Eto
江藤 幹夫
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Toshiba Corp
Tosbac Computer System Co Ltd
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Toshiba Corp
Tosbac Computer System Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は半導体記憶装置に係わり、特にスタティック型
ランダムアクセスメモリ(RAM)として好適なものに
関する。
(従来の技術) 半導体記憶装置の集積度は年々向上し、これに伴い様々
な原因によるビット不良の発生確率は高くなってきた。
このため歩留りの低下が問題となってきている。これを
解決するための手段として、不良ビット救済技術は今日
では必須のものとなっている。この技術は、正規のメモ
リセルの他に予め数行数列に配列されたメモリセルを余
分に備えておき、検査工程において正常に動作しない不
良ビットの存在が明らかにされた場合に、代わりに使用
するというものである。
これに対し、正常に動作し機能的には一応問題はないも
のの、リーク電流が許容値よりも多く流れる場合がある
。このようなメモリセルが1つでも存在すると、待機時
における消費電流の増加を招くことになる。このような
場合には、従来は第3図に示されるように、リーク電流
が流れるメモリセル33の位置をテスタを用いて発見し
、このメモリセル33と電源端子31との間に接続され
ているレーザヒユーズ32を溶断することによってリー
ク経路を断った上で、予備のメモリセルに置き換えて使
用していた。
(発明が解決しようとする課題) しかし、テスタによりリーク電流が流れるメモリセルを
検出するのでは、テストパターンが複雑なため多大なテ
スト時間を要する。このため、複数のメモリセルにおい
てリーク電流が流れている場合には検出は極めて難しく
、特に集積度が向上した最近の半導体記憶装置において
は事実上不可能な場合もあるという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、リーク電流
の発生しているメモリセルの存在位置を容易に検出し得
る半導体記憶装置を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明の半導体記憶装置は、メモリセルがマトリクス状
に配列されたメモリセルアレイと、行方向にある各メモ
リセルの電流経路を各行毎に接続する共通電源線と、共
通電源線と電源との間に接続され、選択信号を与えられ
て共通電源線と電源との間の接続の切り換えを行う選択
手段とを備え、選択手段は選択信号により共通電源線の
うちのいずれかを選択し、選択された共通電源線と電源
との間を遮断し、他の共通電源線を電源に接続すること
によって選択された行以外のメモリセルにのみ電源を供
給してリーク電流の発生の有無を検出するものであるこ
とを特徴としている。
ここで、メモリセルアレイと共通電源線の他に、行毎に
メモリセルを選択するワード線と、行を選択する行アド
レス信号を装置外部より与えられて解読し、行選択信号
を出力する行デコーダと、共通電源線と電源との間に接
続され動作モード切換信号を装置外部より与えられ、さ
らに行デコーダから行選択信号を与えられて共通電源線
と電源との間の接続の切り換えを行う選択手段と、ワー
ド線と行デコーダの出力側との間に接続され動作モード
切換信号を装置外部より与えられてワード線と行デコー
ダとの間の接続の切り換えを行うワード線切換手段とを
さらに備え、選択手段は動作モード切換信号が検査モー
ドへの切換を指示する場合には行選択信号により共通電
源線のうちのいずれかを選択し選択された共通電源線と
電源との間を遮断し他の共通電源線を電源に接続するこ
とによって選択された行以外のメモリセルにのみ電源を
供給してリーク電流の発生の有無を検出し、動作モード
切換信号がアクセスモードへの切換を指示する場合には
全ての共通電源線を前記電源に接続するものであり、ワ
ード線切換手段は動作モード切換信号が検査モードへの
切り換えを指示する場合にはワード線と行デコーダとの
間を遮断してメモリセルは全て非選択状態にしてリーク
電流の発生するメモリセルの検出を可能な状態にし、動
作モード切換信号がアクセスモードへの切り換えを指示
する場合にはワード線と行デコーダとの間を接続してメ
モリセルを選択し得る状態にしてアクセス動作を可能に
するものであってもよい。
またこれとは逆に、選択された行の共通電源線を電源に
接続し、他の共通電源線と電源との間を遮断することに
よって、選択された行のメモリセルにのみ電源を供給す
る装置であっても、リーク電流の発生するメモリセルの
位置を検出することができる。
さらに、共通電源線と電源との間にそれぞれ接続された
ヒユーズを備えており、す”−り電流が生じるメモリセ
ルの位置が検出された場合に、そのメモリセルの接続さ
れた行の共通電源線に接続されているヒユーズが溶断さ
れてリーク経路を断つものであってもよい。
(作 用) 選択信号が選択手段に与えられていずれかの共通電源線
が選択され、選択された共通電源線と電源との間が遮断
されて、他の共通電源線が電源に接続される。このよう
にして、順次共通電源線を選択していき、選択されない
共通電源線に接続されたメモリセルにのみ電源を供給し
ていき、リーク電流が小さくなった場合に、この時点で
選択されている共通電源線に接続されたメモリセルのな
かに、リーク電流の流れるメモリセルが存在することが
わかる。
ワード線、行デコーダ、及びワード線切換手段をさらに
備えた場合には、通常のアクセスモードと検査モードと
の切換は、選択手段とワード線切換手段とに動作モード
切換信号が与えられることによって行われる。動作モー
ド切換信号が検査モードへの切換を指示するものである
場合には、選択手段は行デコーダの出力した選択信号に
よっていずれかの共通電源線を選択し、選択された共通
電源線と電源との間を遮断し、他の共通電源線を1 2 電源に接続する。そしてワード線切換手段は、ワード線
と行デコーダとの間を遮断して全てのメモリセルを非選
択状態にする。このようにして順次共通電源線を選択し
ていき、選択されない共通電源線に接続されたメモリセ
ルにのみ電源を供給して、リーク電流が小さくなった時
点で選択されている共通電源線に接続されたメモリセル
のなかに、リーク電流の流れるメモリセルが存在するこ
とが検出される。動作モード切換信号がアクセスモード
への切換を指示するものである場合には、選択手段は全
ての共通電源線を電源に接続し、ワード線切換手段はワ
ード線と行デコーダとの間を接続することによって、メ
モリセルの選択が可能となり、通常のアクセス動作が支
障なく行われる。
またこれとは逆に、選択された行の共通電源線を電源に
接続し、他の共通電源線と電源との間を遮断することに
よって、選択された行のメモリセルにのみ電源を供給す
る場合には、リーク電流が大きくなった場合に、この時
点で選択されている共通電源線に接続されたメモリセル
のなかに、リ−り電流の流れるメモリセルが存在するこ
とが検出される。
さらに、共通電源線と電源との間にそれぞれ接続された
ヒユーズを備えている場合には、リーク電流が生じるメ
モリセルの位置が検出された後、そのメモリセルの接続
された行の共通電源線に接続されているヒユーズを溶断
することによって、リーク経路を断つことができる。
(実施例) 以下に本発明の一実施例について、図面を参照して説明
する。
第1図は第1の実施例による半導体記憶装置の回路構成
を示したものである。メモリセルMll〜Mmnがm行
n列に配列されている。各メモリセルは、行方向毎に共
通電源線g1〜gmにより電源の供給を受ける。各々の
共通電源線g1〜gmは、線g1を例にとると、レーザ
ヒユーズF1に接続され、さらにp型トランジスタQ1
を介して電源端子5に接続されている。
このp型トランジスタQ1のゲートには、NOR回路3
の出力S1が入力され、NOR回路3の入力端子のうち
一方にはインバータ回路4の出力S2が接続され、イン
バータ回路4の入力はn型トランジスタQ2を介して行
デコーダ12の出力S3が入力されている。行デコーダ
12の出力S3は、p型トランジスタQ3及びn型トラ
ンジスタQ5を介して、メモリセルを行単位で選択する
ワード線W1に接続されている。さらにこのワード線W
1は、n型トランジスタQ4を介してグランドに接続さ
れている。外部入力回路2は、外部入力端子1を介して
装置の外部より与えられる動作モード切換信号に応じて
、二つの出力S4及びS5を生成するものである。出力
S4は、NOR回路3のもう一方の入力端子及びn型ト
ランジスタQ5のゲートに入力され、出力S5はn型ト
ランジスタQ2、p型トランジスタQ3及びn型トラン
ジスタQ4の各々のゲートに入力される。
ここで外部入力回路2の入力側とグランドとの間には抵
抗Rが接続されている。選択手段は、外部入力端子1、
外部入力回路2、n型トランジスタQ2、インバータ回
路4、NOR回路3及びp型トランジスタQ1で構成さ
れており、ワード線切換手段は、外部入力端子1、外部
入力回路2、p型トランジスタQ3、n型トランジスタ
Q4及びQ5で構成されている。
次ぎに、このような構成を有した本実施例の動作につい
て説明する。先ず動作モードが検査モードの場合である
が、以下のようにしてリーク電流が発生するメモリセル
が接続された行を検出する。
装置外部より、ハイレベルの動作モード切換信号S6が
外部入力端子1を介して外部入力回路2に入力される。
これにより、外部入力回路2からの出力S4はロウレベ
ルに、出力S5はハイレベルになる。ハイレベルの出力
S5がゲートに入力されたn型トランジスタQ2は導通
状態になり、行デコーダの出力S3が出力S2としてN
OR回路3の一方の入力端子に入力される。
ここで、この図に表された第1行目が選択された場合に
ついて考えると、行デコーダ12からの5 6 出力S3はハイレベルに、図示されていない他の行への
出力はロウレベルになる。ハイレベルの出力S3がN0
RIlilfl路3の他方の入力端子に入力され、ハイ
レベルの出力S1がp型トランジスタQ1のゲートに入
力されて、非導通状態になる。
これにより、この行の共通電源線g1と電源との間が遮
断され、メモリセルMll〜Minには電源は供給され
なくなり、他の図示されていない共通電源線g2〜gm
と電源との間は接続されて、メモリセルM21〜Mmn
には電源が供給される。
さらに、ロウレベルの出力S4がn型トランジスタQ5
のゲートに入力され、ノ\イレベルの出力S5がp型ト
ランジスタQ3及びn型トランジスタQ4のゲートに入
力される。n型トランジスタQ5及びp型トランジスタ
Q3は非導通状態にn型トランジスタQ4は導通状態に
なり、この行のワード線W1はグランドレベルとなって
行デコーダ出力S3とは切り離される。
この結果、この第1行目に配列されているメモリセルM
ll〜M1mには電流は流れず、他のメモリセルM21
〜Mmnには電流が流れることになる。このようにして
各行を順に選択してその都度リーク電流値を測定してい
き、この値が許容値以下であったときの選択行に、不良
のメモリセルが含まれていることが検出される。そして
この行のレーザヒユーズF1を溶断することによって共
通電源線g1と電源との間を遮断し、リーク経路を断っ
た状態にして、予め備えている予備の行に置き換える。
このようにして検査することにより、リーク電流が発生
しているメモリセルの存在位置を、容易に検出すること
ができる。
一方、通當のアクセス動作を行う場合には、ロウレベル
の動作モード切換信号S6が外部入力回路2に与えられ
、ハイレベルの出力S4とロウレベルの出力S5とが出
力される。これによりn型トランジスタQ2は非導通状
態となり、NOR回路3にはハイレベルの出力S4が入
力される。p型トランジスタQ1のゲートにはロウレベ
ルの出力S1が入力されて導通し、電源端子5を介して
電源が共通電源線g1に接続され、各メモリセルMに電
源が供給される。さらに、n型トランジスタQ5および
p型トランジスタQ3は導通し、n型トランジスタQ4
は非導通状態になるため、行デコーダ12は各ワード線
w1〜wmと接続され、同等支障なく動作する。
次ぎに、第2の実施例について第2図を用いて説明する
。この実施例は、上述した第1の実施例とは逆に、選択
した行に配列されたメモリセルにのみ電流を流すことに
より、リーク電流が増加した場合に、その選択行に不良
メモリセルが存在することを突き止めるというものであ
る。
この場合も同様に、各行の共通電源線g1〜gmに、各
々のメモリセルMll〜Mmnの端子が接続されている
。第1行目の共通電源線g1を例にとると、レーザヒユ
ーズF1とp型トランジスタQ11を介して、電源端子
5に接続されている。このp型トランジスタQ11のゲ
ートには、p型トランジスタQ12及び013と、n型
トランジスタQ14及びQ15とで構成されるNOR回
路14からの出力S14か入力される。
このNOR回路14の入力端子のうち、一方には行デコ
ーダの出力S]が、n型トランジスタQ16を介して出
力S 1−6として入力される。そして他方の端子には
、外部入力端子1を経て、外部入力回路2によって動作
モード切換信号S11が反転された補出力S12が入力
される。ここで、外部入力回路2の入力側とグランドと
の間には、抵抗Rが接続されている。
さらに、この第1行目のワード線W1には、p型トラン
ジスタQ17とn型トランジスタQ18を介して行デコ
ーダ12の出力側が接続され、またn型トランジスタQ
19を介してグランドに接続されている。ここで、トラ
ンジスタQ17及びQ19のゲートには、n型トランジ
スタQ16と同様に、外部入力回路2の正出力813が
人力され、n型トランジスタ018のゲートには、補出
力S12が入力される。メモリセルアレイの各行には、
このような回路が同様に構成されている。
この実施例では、選択手段は、外部入力端子1、9 外部入力回路2、NOR回路14、p型トランジスタQ
 1.1で構成され、ワード線切換手段は、外部入力端
子1、外部入力回路2、p型トランジスタQ17、n型
トランジスタQ 1.6、Q18及びQ19で構成され
ている。
このような構成を有した第2の実施例における動作につ
いて、以下に説明する。
検査モードの場合には、第1の実施例と同様に、装置外
部からハイレベルの動作モード切換信号S11が外部入
力回路2に入力される。そしてこの外部入力回路2から
は、ハイレベルの正出力313とロウレベルの補出力S
12とが出力される。これにより、トランジスタQ15
、Q17及びQ18は非導通状態に、トランジスタQ1
2、Q16及びQ19は導通状態になる。ワード線はこ
の図示されたWlに限らず、全てロウレベルとなって非
選択状態におかれる。
そして、行デコーダ12により選択されたこの第1行に
おいてのみ、出力S1が/1イレベルとなる。これによ
り、導通状態にあるトランジスタ0 Q16を介して出力S16の電位はハイレベルとなり、
p型トランジスタQ13は非導通状態、n型トランジス
タQ14は導通状態になり、NOR回路14の出力S1
4はロウレベルとなる。この出力S14をゲートに入力
されて、p型トランジスタ5は導通し、この行のメモリ
セルMll〜MInには共通電源線g1を介して電源が
供給される。
これに対し、他の選択されていない行への出力S1はロ
ウレベルとなり、p型トランジスタQ13は導通し、n
型トランジスタQ14は非導通状態になる。これにより
NOR回路14の出力はハイレベルとなって、p型トラ
ンジスタQ 1’ 1は非導通状態になり、他のメモリ
セルM21〜Mmnには電源が供給されなくなる。この
ようにして各行を順に選択し、その都度測定していった
リーク電流が許容値を超えた場合に、不良のメモリセル
が選択行に存在することが検出される。そして、その選
択行のレーザヒユーズF1を溶断することによって電源
の供給路を断ち、リーク電流が流れないようにした上で
、予備の行のメモリセルと置き換える。このようにして
検査することにより、第1の実施例と同様にリーク電流
が発生しているメモリセルの存在位置を、容易に検出す
ることができる。
通常のアクセス動作を行う場合には、ロウレベルの動作
モード切換信号S11が外部入力回路13に与えられ、
ハイレベルの補出力812とロウレベルの正出力813
とが出力される。これにより、トランジスタQ16は非
導通状態になって、行デコーダ12とNOROR回路1
大0びQ18は導通状態に、トランジスタQ19は非導
通状態になって、行デコーダ12の出力側とワード線w
1とが接続され、アクセスすべきメモリセルの選択が可
能となる。また、NOR回路14には、ハイレベルの補
出力S12が入力されて、トランジスタQ15は導通し
、トランジスタQ12は非導通状態となる。この結果、
NOR回路14の出力S14はロウレベルとなって、ト
ランジスタQllは導通し、全てのメモリセルMll〜
Mmnに電源が供給されて、支障なく動作することがで
きる。
上述した第1及び第2の実施例はいずれも一例であり、
第1図及び第2図にそれぞれ示された回路構成と異なる
ものであってもよい。例えば、行の選択を一行ずつ行っ
ているが、1行以上を組み合わせて選択し、その行に接
続されたメモリセルにのみ電源を供給することによりリ
ーク電流が生じる不良の行を検出してもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の半導体記憶装置によれば、
いずれかの共通電源線が選択され、選択された共通電源
線以外の共通電源線に接続されたメモリセルにのみ電源
が供給される。このような選択を順次行っていくことで
、リーク電流が小さくなった時点において、選択された
共通電源線にリーク電流の流れるメモリセルが接続され
ていることがわかるため、容易に不良のメモリセルの位
置を検出することが可能である。これにより、不3 4 良のメモリセルの救済を容易に行うことができ、歩留り
の向上に大きく寄与する。ここで逆に、選択された共通
電源線に接続されたメモリセルにのみ電源を供給し、リ
ーク電流が大きくなった時点で、この共通電源線に不良
のメモリセルが接続されていることを検出することも可
能であり、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例による半導体記憶装置の
構成を示した回路図、第2図は本発明の第2の実施例に
よる半導体記憶装置の構成を示した回路図、第3図は従
来の半導体記憶装置の構成を示した回路図である。 1・・・外部入力端子、2・・・外部入力回路、3,4
・・・インバータ回路、14・・・NOR回路、12・
・・行デコーダ、Ml 1,Ml2・・・メモリセル、
Wl・・・ワード線、gl・・・共通電源線、Fl・・
・レーザヒユーズ、Q1〜Q5,Qll〜Q19・・・
トランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、メモリセルがマトリクス状に配列されたメモリセル
    アレイと、 行方向にある前記各メモリセルの電流経路を各行毎に接
    続する共通電源線と、 前記共通電源線と電源との間に接続され、選択信号を与
    えられて前記共通電源線と前記電源との間の接続の切り
    換えを行う選択手段とを備え、前記選択手段は、前記選
    択信号により前記共通電源線のうちのいずれかを選択し
    、選択された共通電源線と前記電源との間を遮断し、他
    の共通電源線を前記電源に接続することによって、選択
    された共通電源線以外の共通電源線に接続されたメモリ
    セルにのみ電源を供給してリーク電流の発生の有無を検
    出するものであることを特徴とする半導体記憶装置。 2、メモリセルがマトリクス状に配列されたメモリセル
    アレイと、 行方向にある前記各メモリセルの電流経路を各行毎に接
    続する共通電源線と、 行毎に前期メモリセルを選択するワード線と、前期行を
    選択する行アドレス信号を装置外部より与えられて解読
    し、選択信号を出力する行デコーダと、 前記共通電源線と電源との間に接続され、動作モード切
    換信号を装置外部より与えられ、さらに前記行デコーダ
    から前記選択信号を与えられて前記共通電源線と前記電
    源との間の接続の切り換えを行う選択手段と、 前記ワード線と前記行デコーダの出力側との間に接続さ
    れ、動作モード切換信号を装置外部より与えられて前記
    ワード線と前記行デコーダとの間の接続の切り換えを行
    うワード線切換手段とを備え、 前記選択手段は、前記動作モード切換信号が検査モード
    への切換を指示する場合には、前記選択信号により前記
    共通電源線のうちのいずれかを選択し、選択された共通
    電源線と前記電源との間を遮断し、他の共通電源線を前
    記電源に接続することによって選択された共通電源線以
    外の共通電源線に接続されたメモリセルにのみ電源を供
    給してリーク電流の発生の有無を検出し、前記動作モー
    ド切換信号がアクセスモードへの切換を指示する場合に
    は、前記全ての共通電源線を前記電源に接続するもので
    あり、 前期ワード線切換手段は、前記動作モード切換信号が検
    査モードへの切り換えを指示する場合には、前記ワード
    線と前記行デコーダとの間を遮断して前記メモリセルは
    全て非選択状態にしてリーク電流の発生するメモリセル
    の検出を可能な状態にし、前記動作モード切換信号がア
    クセスモードへの切り換えを指示する場合には、前記ワ
    ード線と前記行デコーダとの間を接続して、前記メモリ
    セルを選択し得る状態にしてアクセス動作を可能にする
    ものであることを特徴とする半導体記憶装置。 3、メモリセルがマトリクス状に配列されたメモリセル
    アレイと、 行方向にある前記各メモリセルの電流経路を各行毎に接
    続する共通電源線と、 前記共通電源線と電源との間に接続され、選択信号を与
    えられて前記共通電源線と前記電源との間の接続の切り
    換えを行う選択手段とを備え、前記選択手段は、前記選
    択信号により前記共通電源線のうちのいずれかを選択し
    、選択された共通電源線と前記電源とを接続し、他の共
    通電源線と前記電源との間を遮断することによって、選
    択された共通電源線に接続されたメモリセルにのみ電源
    を供給してリーク電流の発生の有無を検出するものであ
    ることを特徴とする半導体記憶装置。 4、メモリセルがマトリクス状に配列されたメモリセル
    アレイと、 行方向にある前記各メモリセルの電流経路を各行毎に接
    続する共通電源線と、 行毎に前期メモリセルを選択するワード線と、前期行を
    選択する行アドレス信号を装置外部より与えられて解読
    し、選択信号を出力する行デコーダと、 前記共通電源線と電源との間に接続され、動作モード切
    換信号を装置外部より与えられ、さらに前記行デコーダ
    から前記選択信号を与えられて前記共通電源線と前記電
    源との間の接続の切り換えを行う選択手段と、 前記ワード線と前記行デコーダの出力側との間に接続さ
    れ、動作モード切換信号を装置外部より与えられて前記
    ワード線と前記行デコーダとの間の接続の切り換えを行
    うワード線切換手段とを備え、 前記選択手段は、前記動作モード切換信号が検査モード
    への切換を指示する場合には、前記選択信号により前記
    共通電源線のうちのいずれかを選択し、選択された共通
    電源線と前記電源とを接続し、他の共通電源線と前記電
    源との間を遮断することによって選択された共通電源線
    に接続されたメモリセルにのみ電源を供給してリーク電
    流の発生の有無を検出し、前記動作モード切換信号がア
    クセスモードへの切換を指示する場合には、前記全ての
    共通電源線を前記電源に接続するものであり、 前期ワード線切換手段は、前記動作モード切換信号が検
    査モードへの切り換えを指示する場合には、前記ワード
    線と前記行デコーダとの間を遮断して前記メモリセルは
    全て非選択状態にしてリーク電流の発生するメモリセル
    の検出を可能な状態にし、前記動作モード切換信号がア
    クセスモードへの切り換えを指示する場合には、前記ワ
    ード線と前記行デコーダとの間を接続して、前記メモリ
    セルを選択し得る状態にしてアクセス動作を可能にする
    ものであることを特徴とする半導体記憶装置。 5、前記共通電源線と前記電源との間にそれぞれ接続さ
    れたヒューズをさらに備え、前記ヒューズは、リーク電
    流が生じるメモリセルの位置が検出された場合に、その
    メモリセルの接続された行の共通電源線に接続されてい
    るものが溶断されてリーク経路を断つものであることを
    特徴とする請求項1から4までのうちいずれかに記載の
    半導体記憶装置。
JP1330180A 1989-12-20 1989-12-20 半導体記憶装置 Expired - Lifetime JP2772084B2 (ja)

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