JPH0638320B2 - メモリ回路 - Google Patents

メモリ回路

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JPH0638320B2
JPH0638320B2 JP61061420A JP6142086A JPH0638320B2 JP H0638320 B2 JPH0638320 B2 JP H0638320B2 JP 61061420 A JP61061420 A JP 61061420A JP 6142086 A JP6142086 A JP 6142086A JP H0638320 B2 JPH0638320 B2 JP H0638320B2
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redundant
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mos transistor
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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
    • G11C29/835Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with roll call arrangements for redundant substitutions

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  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は製造中に発生する欠陥を救済することが可能な
メモリ回路に関するものである。
〔従来技術〕
半導体メモリは近年ますます大容量化の傾向にあるがチ
ップ内に収容される素子数がチップ面積の増大に伴い、
チップ内における欠陥の発生率が高くなってきている。
このため、チップ内に正規のメモリセルの他に予備のメ
モリセル(以下冗長ビットと称する)を予め形成してお
きチップ内に欠陥をもつ正規のメモリセル(以下不良ビ
ットと称する)が存在した場合その不良ビットを冗長ビ
ットに置換することにより不良ビットを救済するという
冗長ビットを有する半導体メモリが注目されている。こ
の様な冗長ビットによって救済された半導体メモリはあ
くまで不良ビットを内在させているために、これにより
半導体メモリの信頼度低下が懸念され、この様な冗長ビ
ットを有した半導体メモリの実用化が進まない一因とな
っている。冗長ビット使用の有無及び救済された不良ビ
ットの位置を予め知っておくことは冗長ビットによって
救済された半導体メモリの信頼度を検査する上できわめ
て有効である。しかし現在、冗長ビットによって救済し
たかどうかは製品を試験するだけでは判明しないし、そ
れを知るためにはその製品を開封し顕微鏡等で目視チェ
ックしなければならない。これはきわめて非効率的であ
り実用的手段とは言えない。このため、メモリ内に冗長
メモリセルが不良メモリセルの置換に用いられたか否か
を示す固定記憶素子を設け、この固定記憶素子の状態を
読み出すことによってこのメモリが冗長ビットを機能的
に用いたか否かを知る技術が提案されている。このよう
な技術は例えば米国特許第4,480,199号明細書
に記示されている。しかしながら、メモリでは商品規格
上外部端子の数が例えばダイナミックメモリでは16ピ
ンというように、制限されている。このため、上記提案
されている技術では電源端子と1つの外部端子との間に
固定記憶素子としてヒューズと電圧スイッチ素子を直列
に接続し、外部端子に通常の電源電圧以上の電圧を印加
して電圧スイッチ素子をオンにすることによってヒュー
ズの状態を外部端子から流入する電流の有無によって判
定するものである。このため判定時には電源電圧以上の
特別な電圧を必要とし、またこの特別な電圧のためこの
外部端子に接続される内部回路素子が損なわれたり、あ
るいは異常電流が生じたり、メモリの信頼性を低下させ
るという問題を有していた。
第5図は従来の冗長ビットの使用検出の回路DTを示
す。回路DTは、電源端子Vccと内部回路CBに接続
した外部端子EXTとの間に固定記憶素子としてのヒュ
ーズFとダイオード接続されたMOSトランジスタQ
T1,QT2を直列にして構成される。冗長メモリセル
が正規のメモリセルアレイの不良メモリセルの機能的置
換に用いられている場合はヒューズFを切断し、そうで
ない場合はヒューズFを非切断とする。このヒューズの
切断はメモリのテスト後に行なわれる。通常の動作では
外部端子EXTの電圧はVcc−接地の範囲内であり、
トランジスタQT1,QT2はオフとなり、ヒューズF
を外部端子EXTから電気的に分離する。このためヒュ
ーズFは通常動作には全く影響を与えない。メモリが冗
長メモリセルを用いているか否かをチェックするとき
は、外部端子EXTに電源VccよりもトランジスタQ
T1,QT2の閾値の和よりも高い電圧を印加すること
によってトランジスタQT1,QT2をオンとし、ヒュ
ーズFの断,非断状態を端子EXTから端子Vccに至
る電流の有無によって判定できる。しかしながらこの技
術によれば判定時に外部端子EXTに通常範囲上の高電
圧を印加しなければならず、操作が複雑である。また高
電圧の外部端子EXTへの印加によって内部回路CBの
状態が通常の動作状態と異なり、異常電流が流れるとい
う場合も生じ、信頼性の高い方法ではなかった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は冗長ビットを有したMOSメモリ回路に
おいて冗長ビット使用の有無,さらに救済された不良ビ
ットの位置を電気的に検出する改良された手段を提供す
ることにある。
〔発明の構成〕
本発明による冗長ビットを有したメモリ回路は外部信号
に応答して冗長ビットが使用された場合とされない場合
で電源の消費電流に差を生ぜしめる検出手段を備えたこ
とを特徴とする。
上記検出手段はチップ選択信号もしくはそれと同期した
信号によって制御される第1のMOSトランジスタとプ
ログラム可能な素子を含む回路の出力信号によって制御
される第2のMOSトランジスタによって構成できる。
あるいは上記検出手段はチップ選択信号もしくはそれと
同期した信号によって制御される第1のMOSトランジ
スタと冗長ビットの選択信号もしくはそれと同期した信
号によって制御される第2のMOSトランジスタから構
成される。
あるいは前記冗長ビットの使用の有無を検出する手段が
第1及び第2の電源の間に縦続して接続されたチップ選
択信号もしくはそれと同期した信号によって制御される
第1のMOSトランジスタとプログラム可能な素子を含
む回路の出力信号によって制御される第2のMOSトラ
ンジスタと冗長ビットを指定するのに無関係な第1のア
ドレスにより制御される第3のMOSトランジスタで構
成できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば冗長ビット使用の有無,または救済され
た不良ビットの位置をメモリの電源電流の変化によって
容易に知ることができる。また本発明では通常の電圧の
みを用いて検出を行なうことができるため、容易かつ信
頼性高く上記検出を行うことができる。
次に第1図を用いて冗長ビット使用の有無を検出する具
体的な実施例について説明する。
第1図において▲▼はチップ選択信号、1は信号φ
を出力するチップ選択バッファ、2はポリシリヒュー
ズRを含みそのポリシリヒューズが溶断されているかい
ないかでその出力φが一義的に決まるポリシリヒュー
ズラッチ回路、QP1,QP2はPチャンネル型MOS
トランジスタ(以下P−chトランジスタと称する)、
N1,QN2,QN3はNチャンネル型MOSトラン
ジスタ(以下N−chトランジスタと称する)である。
なお信号φをゲートとするP−chトランジスタQ
P2と信号φをゲートとするN−chトランジスタQ
N3は電源Vcc及び接地電位をもつ電源GND間に縦
続接続されている。ポリシリヒューズラッチ回路2はポ
リシリヒューズRとN−chトランジスタQN1からな
るインバータとP−chトランジスタQP1とN−ch
トランジスタQN2からなるインバータが相互接続され
て構成される。冗長ビットを使用しない時はポリシリヒ
ューズは溶断されず、その場合2の出力φがLOWと
なる様に予めRを設定しておく。その場合N−chトラ
ンジスタQN3はオフであり、チップがアクティブ状態
つまり▲▼=LOW(φ=LOW)であっても電
流は流れない。一方冗長ビットを使用する時は予めポリ
シリヒューズは溶断され、信号φはHighとなりN
−chトランジスタQN3はオンし、アクティブ状態で
はP−chトランジスタQP2もオンであるから貫通電
流が流れる。この貫通電流が数10μA程度になる様に
P−chトランジスタQP2及びN−chトランジスタ
N3のサイズを設定しておけば冗長ビット使用の有無
を十分検出できるはずである。
チップ選択信号▲▼がHighの時つまりスタンド
バイ状態においては信号φはHighとなりP−ch
トランジスタはオフし、冗長ビット使用の有無にかかわ
らず貫通電流は流れないのでスタンドバイ状態における
特性を損うことはない。
本発明による冗長ビット使用の有無の検出手段について
述べる。
本発明は冗長ビットを使用している製品の選択時の電源
電流即ちアクティブ電流を使用していない製品にくらべ
て数倍多く流れる様に予めプログラム可能な抵抗素子た
とえば外部から溶断可能な多結晶ポリシリコンで出来た
抵抗素子(以下ポリシリヒューズと称する)でプログラ
ムしておき、各製品のアクティブ電流を測定しその差で
冗長ビット使用の有無を検出しようとするものである。
この様に冗長ビットの使用の有無をアクティブ電流の差
によって検出するため、冗長ビットを使用している製品
の電流増加は避けられないので最小のアクティブ電流増
加で検出するのが望ましい。つまりアクティブ状態でか
つ入力端子に印加するレベルをある一定の同期で変化さ
せた場合の電流ICCA1とアクティブ状態でかつ入力
端子には一定のレベルが印加されていて内部回路も定常
状態になっている時の電流ICCA2である。
通常ICCA1は内部回路における充電電流とDC的に
流れる電流から成り数10mAである。一方ICCA2
はTTLレベル(通常VIHの最小値2.0V,VILの
最大値0.8Vである)が入力された場合数mAでほとん
どが入力段に流れるDC的な電流である。
しかしMOSレベル(通常VIH≧Vcc−0.2V,V
IL≦0.2V)が入力された場合のICCA2は数μA
程度におさえることができる。そこで冗長ビットを使用
している製品にはMOSレベルが入力された場合のI
CCA2が数10μA程度流れる様にプログラムしてお
けば、冗長ビットを使用していない製品は数μAである
から冗長ビット使用の有無を十分に検出できる。
この様に冗長ビット使用の有無をMOSレベルが入力さ
れた場合のICCA2の差で検出することにより冗長ビ
ットを使用した製品のアクティブ電流の増加を最小にす
ることができる。
次に第2図を用いて救済された欠陥ビットの位置つまり
番地を検出する具体的な実施例について説明する。
第2図において、A,Aは入力アドレス、3はチッ
プ選択バッファ、4,5はアドレスバッファ、6,7は
正規のデコーダ、8は欠陥ビットの番地を登録するプロ
グラム回路、9は冗長デコーダ、WL,WLは正規
のワード線、WLは冗長ワード線、10,11は正規
のメモリセル、12は冗長ビット、QP3はチップ選択
バッフア3の出力信号φをゲートとするP−chトラ
ンジスタ、QN4は冗長ワードWLをゲートとするN
−chトランジスタである。なおP−chトランジスタ
P3とN−chトランジスタQN4は電源Vccと接
地電位をもつ電源GNDの間に縦続接続されている。
まずアクティブ状態(▲▼=LOW)で正規のメモ
リセル10が選択された場合について考える。
ここで入力端子はアクティブ電流が最小となる様にMO
Sレベルが印加されているものとする。チップ選択信号
▲▼に同期した信号φはLOWとなりP−chト
ランジスタQP3はオンするが正規のワード線WLが選
択されてHighで冗長ワード線WLはLOWである
からN−chトランジスタQはオフしている。したが
ってP−chトランジスタQP3及びN−chトランジ
スタQN4を貫通する電流はない。
一方冗長ビット12が選択され冗長ワード線WLがHi
ghになるとN−chトランジスタQN4はオンし、そ
の時P−chトランジスタQP3もオンしているから電
源VccからGNDに向かって貫通電流が流れることに
なる。この様に欠陥ビットが救済されて冗長ビットに置
換された場合その冗長ビットが選択されるとこの貫通電
流分だけ電流が増加するから欠陥ビットの番地を知るこ
とができる。
本発明による冗長ビット使用の有無の検出手段の第2の
実施例を第3図に示し、救済された欠陥ビットの位置を
検出する手段の第2の実施例を第4図に示す。
第1図と第3図との違いはP−chトランジスタQP2
とN−chトランジスタQN3との間に冗長ビットを指
定するのに無関係なアドレスAjのアドレスバッファの
正相の出力信号をゲートとするN−chトランジスタQ
N5が挿入されているだけである。
また第2図と第4図との違いはP−chトランジスタQ
P3とN−chトランジスタQN4との間に冗長ビット
を指定するのに無関係なアドレスAjのアドレスバッフ
ァの逆相の出力信号をゲートとするN−chトランジス
タQN6が挿入されているだけである。
第1図と第2図の実施例では冗長ビットを使用している
ときそれぞれ電流Iが流れ、これら回路を同時に同一
メモリで使用すると欠陥ビットに番地が一致していると
さらにIだけ増加した電流が流れ、トータルして2×
の電流が流れてしまう。
第1図と第2図を改良したのが第3,4図であり、冗長
ビットを使用している場合アドレスAjをHighにし
て冗長ビットの使用の有無を検出し救済された欠陥ビッ
トの番地を知るときはアドレスAjをLOWにして検出
する。したがって冗長ビットの使用の有無を検出した時
も、救済された欠陥ビットの番地を検出した時も電流は
一定であり余分な電流が流れることなく検出できる。
第6図に第3図の検出回路20と第4図の検出回路30
を同一のメモリチップ40内にメモリアレイ10ととも
に形成した例を示す。チップセレクト信号▲▼を受
けるバッファ1′は回路20,30に対して共用され、
アドレスAjを受けるアドレスバッファ13の真出力A
jは回路20に、補出力▲▼は回路30に与えられ
る。アレイ10の冗長ワード線WLは回路30に入力
される。この回路ではAjが“1”の時、回路20が、
Ajが“0”のとき、回路30が動作する。
以上本発明によれば相補型MOSメモリ回路において入
力端子にMOSレベルを印加することによりアクティブ
電流を最小にし、冗長ビット使用の有無もしくは欠陥ビ
ットの番地を電源の微少な電流変化で検出できることに
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は冗長ビット使用の有無を検出する本発明の第1
の実施例であり、第2図は欠陥ビットの位置を検出する
本発明の第1実施例であり、第3図は冗長ビット使用の
有無を検出する本発明の第2の実施例であり、第4図は
欠陥ビットの位置を検出する本発明の第2の実施例であ
る。第3図,第4図,第6図はそれぞれ他の実施例を示
す図、第5図は従来の回路を示す図である。 ▲▼……チップ選択信号、A,A……冗長ビッ
ト入力アドレス(冗長ビットを選択するのに関与す
る)、Aj……入力アドス(冗長ビットを選択するのに
関与しない)、1,3……チップ選択バッファ、2……
ポリシリヒューズラッチ回路、4,5,13……アドレ
スバッファ、6,7……正規のデコーダ、8……欠陥ビ
ットの番地登録回路、9……冗長デコーダ、10,11
……正規のメモリセル、12……予備のメモリセル(冗
長ビット)、WL,WL……正規のワード線、WL
……冗長ワード線、φ,φ……チップ選択バッフ
ァの出力信号、φ……ポリシリヒューズラッチ回路の
出力信号、QP1,QP2,QP3……Pチャンネル型
MOSトランジスタ、QN1,QN2,QN3
N4,QN5,QN6……Nチャンネル型MOSトラ
ンジスタ、Vcc,GND……電源。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冗長ビットを有するメモリ回路において、
    回路動作の実行に必要な外部制御信号がアクティブレベ
    ルのときに導通する第1のMOSトランジスタを第2の
    MOSトランジスタとともに電源端子間に直列に接続
    し、さらに前記冗長ビットの使用の有無に応じてその出
    力信号のレベルが設定される回路を設け、この回路の出
    力信号を前記第2のMOSトランジスタに与えて、前記
    回路に前記冗長ビットの使用有りの状態が設定されたと
    きの前記出力信号のレベルにより前記第2のMOSトラ
    ンジスタを導通状態としたことを特徴とするメモリ回
    路。
  2. 【請求項2】冗長ビットを有するメモリ回路において、
    回路動作の実行に必要な外部制御信号がアクティブレベ
    ルのときに導通する第1のMOSトランジスタを第2の
    MOSトランジスタとともに電源端子間に直列に接続
    し、さらに前記冗長ビットを選択するための冗長選択手
    段の出力を前記第2のMOSトランジスタに供給する手
    段を設け、前記冗長選択手段の出力がアクティブレベル
    のときに前記第2のMOSトランジスタを導通せしめる
    ことを特徴とするメモリ回路。
JP61061420A 1985-03-18 1986-03-18 メモリ回路 Expired - Lifetime JPH0638320B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5365185 1985-03-18
JP60-53651 1985-03-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS621199A JPS621199A (ja) 1987-01-07
JPH0638320B2 true JPH0638320B2 (ja) 1994-05-18

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ID=12948778

Family Applications (1)

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JP61061420A Expired - Lifetime JPH0638320B2 (ja) 1985-03-18 1986-03-18 メモリ回路

Country Status (4)

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US (1) US4731759A (ja)
EP (1) EP0195412B1 (ja)
JP (1) JPH0638320B2 (ja)
DE (1) DE3650034T2 (ja)

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EP0195412A2 (en) 1986-09-24
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EP0195412B1 (en) 1994-08-24
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