JPH07122096A - 半導体メモリ用高速冗長行及び列 - Google Patents

半導体メモリ用高速冗長行及び列

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JPH07122096A
JPH07122096A JP3243899A JP24389991A JPH07122096A JP H07122096 A JPH07122096 A JP H07122096A JP 3243899 A JP3243899 A JP 3243899A JP 24389991 A JP24389991 A JP 24389991A JP H07122096 A JPH07122096 A JP H07122096A
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memory
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JP3243899A
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Robert J Proebsting
ジェイ. プローブスティング ロバート
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Original Assignee
Intergraph Corp
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Publication date
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    • 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
    • G11C29/84Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved access time or stability
    • G11C29/848Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved access time or stability by adjacent switching

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  • Dram (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 欠陥性の列を置換するために冗長列を使用す
る場合にアクセス時間が増大されることのない冗長列を
具備する半導体メモリが提供される。 【構成】 多数の列のメモリセルa,b,c,d...
を有しており、各列は対応する入力/出力ノードA,
B,C,D...を有している。1組の入力/出力ライ
ン1,2,3,4...(その組は、典型的に、列の数
よりも1つ少ない)が対応する組のスイッチ11,1
2,13,14...へ接続されている。該スイッチ
は、そのスイッチへ供給される制御信号に応答して選択
された唯1つの入力/出力ノードへ各入力/出力ライン
を接続させる。欠陥性の列の左側にある全てのスイッチ
をそれらの夫々の入力/出力接続部の左側にある列へ接
続すべく位置決めさせることにより且つ欠陥性の列の右
側にある全てのスイッチをそれらの夫々の入力/出力接
続部の右側にある列へ接続すべく位置決めさせることに
より、その欠陥性の列は伝搬遅延を増加させることなし
に動作から除去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体メモリに関するも
のであって、更に詳細には、半導体メモリにおける他の
列と同程度に高速の冗長列を具備する半導体メモリに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、SRAM、DRAM、PRO
M、EPROM、EEPROM等のような多数のタイプ
の半導体読取り/書込みメモリが公知であり市販されて
いる。このようなメモリは、典型的に、メモリセルが行
及び列の状態に配列されており、その中の各セルは単一
ビット情報、即ち0又は1の何れかを格納することが可
能である。
【0003】集積回路製造技術における改良に伴ない、
単一のチップ上に設けることの可能なメモリセルの数は
迅速に増加している。このような改良は2つの要素、即
ち信頼性を持って大型のチップを製造するための集積回
路製造技術の能力、与えられた面積内により多くのセル
を設けることを可能とするメモリセルの寸法の縮小の2
つのファクタから得られている。
【0004】メモリセルを収容する集積回路チップの歩
留まりを更に向上させるために、メモリセルの冗長行及
び列が開発されており且つ公知である。尚、以下の説明
を簡単化するために、「行又は列」という代わりに
「列」という用語を使用する。以下の説明においては
「列」という用語のみが使用されるが、行又は列の何れ
か一方又は両方を使用することが可能であることを理解
すべきである。冗長列を具備する典型的なメモリにおい
ては、通常の列と共に余分の列がチップ上に設けられ
る。しかしながら、これらの余分の列は、欠陥性の列の
代わりに、ヒューズ(溶融体)又はその他の方法により
選択的に接続可能なものである。典型的な従来のシステ
ムにおいては、欠陥性の列を切断するためにヒューズが
使用されており、且つ欠陥性の列を予備の列と置換させ
その冗長列のアドレスデコーダをプログラムし且つ何ら
かのその他の必要な変化を電気的に達成するためにその
他のヒューズが使用される。
【0005】このような従来のシステムはアクセスされ
た情報が通常の列内に格納されているか又は予備の列内
に格納されているかに拘らずそのメモリが使用されるシ
ステムに対して透明な状態であるという意味において満
足に機能するものではあるが、予備の、即ち冗長な列を
使用することは、幾つかの欠点を有している。このよう
な予備の、即ち冗長な列を使用する場合の主要な欠点は
アクセス速度である。このような予備の(冗長な)列
は、典型的に、信号伝搬遅延のために、通常の(正規
な)列よりも伝搬速度が遅い。これら予備の列はメモリ
アレイの一方の側部又は他方の側部に位置されているの
で、メモリアレイ内の全ての通常の即ち正規な列は出力
ノードに対して比較的短い経路長の接続を有しており、
一方予備の列は冗長列出力の物理的な位置から欠陥性列
の出力端におけるその所要の目的地へ接続データを伝達
するためにより長い経路を有している。このより長い経
路は、通常の正規の列と比較して、予備の列とチップ外
部との間における信号伝達を遅延させる。メモリのアク
セス時間は最も遅い列からのデータを得るために要する
時間を考慮にいれねばならないので、これらの遅延は、
予備の列が使用されている回路の場合、それらが使用さ
れていない回路と比較して、アクセス時間が一層遅いも
のとなる。高速動作のメモリに課されたプレミアムはこ
れを著しい欠点としている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、通常の列と同程度の速度を有する冗長列を
具備する半導体メモリを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、冗長な即ち予
備の列が使用されている集積回路の全体的な動作速度を
減少することなしに冗長列を使用したメモリシステムを
提供している。本発明の好適実施例に基づいて使用され
た予備の、即ち冗長な列は伝搬遅延を増加させることは
なく、従って通常の正規の列と比較して同程度のアクセ
ス時間を与えている。予備の、即ち冗長な列に対してエ
キストラな伝搬遅延が発生することを回避することは、
独特のスイッチングシステムを使用することによって可
能とされており、即ち、その場合に、全ての列入力/出
力ノードが、短い経路長の接続部によってアレイ内の1
つを超えた入力/出力ラインへ選択的に接続可能である
ように構成されている。欠陥性の列を何れかの入力/出
力ラインへ接続することがないことによって、メモリは
良好な列のみを使用し且つ欠陥性であるが未使用の列が
存在するか否かに拘らず同一の速度で動作する。
【0008】本発明の好適実施例においては、本発明に
基づいて製造された冗長列を具備する半導体メモリにお
いては、第一複数個の列のメモリセルが設けられてお
り、各列は少なくとも1個の対応する入力/出力ノード
を具備しており、且つ第二複数個の入力/出力ラインが
設けられており、該第二複数個は該第一複数個よりも少
なく、各入力/出力ラインは対応する接続ノードを具備
している。第三複数個のスイッチは、各々、該第二複数
個の入力/出力ラインの対応する接続ノードへ接続され
たスイッチを有している。各スイッチは、隣接する列の
メモリセルの少なくとも2個の入力/出力ノードのうち
の一方へ選択的に接続可能である。
【0009】
【実施例】図1は本発明の動作原理を示したブロック図
である。図1においては、複数個の列のメモリセルを
a,b,c,d,...で示してある。各列のメモリセ
ルは、単一の列に沿って接続された一連のセルを表わす
ことが意図されている。典型的に、その列の長さは2の
羃数、例えば256個のセル数である。該セルの各々は
公知の対応で接続されており、従って、特定のセルへ接
続された行の上に適宜のアドレス情報が供給されると、
該列を介して供給されたデータがメモリセルへ書込まれ
るか、又はそのセルの内容が検知され且つ該列接続を介
して読出すことが可能である。この理由のために、ライ
ン1,2,3,...nは、本明細書においては、入力
/出力ラインと呼称する。勿論、欠陥性の行の代わりに
冗長行が使用される本発明の別の実施例においては、図
1に示した列は行であると考えることが可能である。
【0010】各列(又は行)は、図示した如く、入力/
出力接続部A,B,C,D,...を有している。究極
的には、図示した如く、列は入力/出力ライン1,2,
3,4,...へ接続されるべきものである。該入力/
出力ラインの各々は、それと関連して、対応するスイッ
チを有している。例えば、入力/出力ライン1はそれと
接続されたスイッチ11を有している。入力/出力ライ
ン2はそれと接続されてスイッチ12を有している。入
力/出力ライン3はスイッチ13を有している。図示し
た如く、これらのスイッチは、入力/出力ラインを2つ
の列のメモリセルのうちの何れか一方の列へ接続するこ
とを可能としている。
【0011】欠陥性の列のメモリセルを冗長な機能的列
と置換させる場合のこれらスイッチの機能を理解するた
めに、列dが欠陥性であると仮定する。列dはスイッチ
動作により動作に関与しないものとすることが可能であ
り、且つ該スイッチの適宜の位置決めによって、機能的
な列を動作状態にスイッチ動作させることが可能であ
る。このことを達成するために、ライン1をノードAへ
接続するために、スイッチ11が設けられている。スイ
ッチ12は、ライン2をノードBへ接続するために使用
される。スイッチ13はライン3をノードCへ接続され
る。さて、ライン4をノードDへ接続させる代わりに、
スイッチ14を使用してライン4をノードEへ接続させ
る。同様に、スイッチ15はライン5をノードFへ接続
させるために使用される。理解される如く、欠陥性列の
左側にあるスイッチの全てをそれらの夫々の入力/出力
接続部の左側にある列へ接続させるために位置決めさせ
且つ欠陥性列の右側にあるスイッチの全てをそれらの夫
々の入力/出力接続部の右側にある列へ接続させるべく
位置決めさせることにより、欠陥性の列は、伝搬遅延を
増加させることなしに、動作から除去される。特に、入
力/出力ライン1,2,3,4,5の各々と対応する列
接続部A,B,C,E,Fの間の信号経路長は同一の長
さであり、従って同一の遅延である。
【0012】前述した説明は、各列のメモリセルに対し
て、単一の入力/出力ラインのみが要求されるというこ
とを仮定している。例えばDRAM及びSRAMにおけ
る相補的なビットライン等のような相補的な入力/出力
ラインを使用するメモリへ適用可能な本発明の実施例の
場合には、ノードA,B,...の各々は1対の列接続
部を表わし、一方各スイッチ11,12,...は1対
のスイッチを表わし、且つ各ライン1,2,...は1
対のラインを表わす。このような実施例の場合、該スイ
ッチの間の接続部、入力/出力ライン及びノードについ
ては以下に説明する。
【0013】CMOS技術でスイッチ11,1
2,...を構成した回路の好適実施例を図2に示して
ある。図2に示した回路は、単一のビットライン実施例
及び相補的なビットライン実施例の両方に対するスイッ
チの構成を示している。単一ビットライン実施例は、入
力/出力ビットに対して1個の単極双投スイッチのみを
使用しており、例えば入力/出力ライン3に対するスイ
ッチ13及び入力/出力ライン4に対するスイッチ14
等である。相補的ビットライン実施例の場合には、真及
び補数の両方のスイッチが使用され、即ちライン3に対
してスイッチ13が使用され且つライン3 に対してス
イッチ13′が使用される。尚、本明細書においては、
数字又は英文字記号の後のアンダーラインは夫々の記号
の上のオーバーラインと同じ意味を有している。スイッ
チ13は、入力/出力ビット3を列Cか又は列Dの何れ
かへ接続すべくセットすることが可能であり、且つ入力
/出力ライン3を列接続部Cへ接続すべくセットされて
おり、一方スイッチ14は入力/出力ライン4を列Eへ
接続すべくセットされている。
【0014】図2に示した回路は、典型的に+5Vであ
りライン20へ印加される電位源Vccへ接続されてい
る。ライン20は、更に、一連のヒューズ21,22を
有しており、1個のヒューズが図示した如く各対のスイ
ッチの間に配設されている。例えば、ヒューズ22はス
イッチ対13,13′をスイッチ対14,14′から分
離している。
【0015】各スイッチは2対の相補的MOSトランジ
スタを有している。PMOSトランジスタはそれらのゲ
ート上に小さな丸印を付して示してある。例えば、スイ
ッチ13はNMOSトランジスタ31と、PMOSトラ
ンジスタ32と、第二のNMOSトランジスタ33と、
第二のPMOSトランジスタ34とを有している。各相
補的対のトランジスタは、図示した如く、ソース及びド
レインを対応して接続している。即ち、トランジスタ3
1及び32は、それらのソースを共通接続しており、且
つそれらのドレインを共通接続しており、それはトラン
ジスタ33及び34についても同一である。更に、ライ
ン37は、トランジスタ31のゲートをトランジスタ3
4のゲートへ接続しており、一方ライン38はトランジ
スタ32のゲートをトランジスタ33のゲートへ接続し
ている。ライン37は、ノード20′へ直接接続されて
おり、一方ライン38はインバータ40の出力端へ接続
されており、該インバータの入力端はノード20′へ接
続されている。
【0016】スイッチ14はスイッチ13と構成が同様
である。スイッチ14も入力/出力ライン4をノードD
又はEの一方へ接続すべく構成された2対のトランジス
タを包含している。スイッチ14内のノード57はスイ
ッチ13内のノード37に対応しており、一方スイッチ
14内のノード58はスイッチ13内のノード38に対
応している。
【0017】スイッチ13及び14の状態はライン20
におけるヒューズによって制御される。ヒューズ21及
びヒューズ21の左側の全てのヒューズ(不図示)は飛
ばされていないので、ライン37は正電圧Vccへ直接的
に接続されており、NMOSトランジスタ31をオン状
態に保持し且つPMOSトランジスタ34をオフ状態に
保持している。インバータ40は、ライン38上に反対
の条件を発生させ、PMOSトランジスタ32をターン
オンさせ且つNMOSトランジスタ33をターンオフさ
せる。従って、両方のトランジスタ31及び32がオン
であり、一方両方のトランジスタ33及び34がオフで
ある。両方のトランジスタ31及び32のオン条件は、
列接続部Cを入力/出力ライン3へ接続させる。同様
に、両方のトランジスタ33及び34のオフ条件は、入
力/出力ライン3を列接続部Dから切断させる。その結
果、入力/出力ライン3は列接続部Cのみへ接続され
る。対応する態様において、スイッチ13の左側の全て
のスイッチ(不図示)は左側へスイッチされる(図1に
示した如く)。
【0018】抵抗62がライン20の右側と接地との間
に接続されている。その目的は、何れかの1個の飛ばさ
れたヒューズ要素の右側の全てのノード20,20′,
20″等をVccではなく接地へ接続させるためである。
ヒューズ22の右側の全てのスイッチはヒューズ22を
飛ばすことにより右側へ投げ込まれる。ヒューズ22
は、メモリ回路がテストされる時に飛ばされ、且つ何れ
かの公知の技術を使用して飛ばすことが可能である。好
適実施例においてはレーザを使用して飛ばされる。ヒュ
ーズ22を飛ばすことにより、抵抗62が飛ばしたヒュ
ーズ要素22の右側のライン20の部分を接地へ接続さ
せることを可能とする。ライン20″上の低レベルは直
接的にライン57へ接続され、その際にNMOSトラン
ジスタ51をターンオフし且つPMOSトランジスタ5
4をターンオンする。インバータ60は高電位をライン
58へ供給し、その際にPMOSトランジスタ52をタ
ーンオフし且つNMOSトランジスタ53をターンオン
する。両方のトランジスタ53及び54のオン条件は、
入力/出力ライン4を列接続部Eへ接続する。それと対
応して、トランジスタ51及び52のオフ条件は列接続
部Dを入力/出力ライン4から切断させる。トランジス
タ33,34,51,52の各々がオフであるので、ノ
ードDは分離され、且つ欠陥性のメモリセル列Dは全て
の入力/出力ラインから切断される。
【0019】図2の下部において、付加的な対のスイッ
チ13′及び14′が示されている。これらのスイッチ
は、例えば殆どのSRAM及びDRAMにおける如く相
補的な入力/出力ラインを使用する半導体読取り/書込
みメモリの場合に付加される。相補的入力/出力ライン
スイッチ13′及び14′の各々は、その内部回路に関
して、対応するスイッチ13及び14と同一である。各
相補的ビットラインスイッチ13′,14′は、更に、
ライン20へ接続されている。しかしながら、図示した
如く、真の列接続部C,D,Eへ接続する代わりに、相
補的ビットラインスイッチはノードC ,D ,E
接続されている。これらの相補的スイッチは、真の入力
/出力ラインスイッチが入力/出力ノード3及び4を提
供するのと同一の態様で、相補的な入力/出力ノード3
及び4 を提供している。
【0020】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。例えば、バイポーラスイッチを使用することも可能
である。更に、種々のスイッチをターンオフ及びターン
オンするための好適実施例としてヒューズを使用した場
合について説明したが、例えばPROM又はEPROM
セル等のように必要に応じてラインを接続及び切断する
ために任意のその他のを技術を使用することが可能であ
ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の動作原理を示したブロック図。
【図2】 本発明の好適実施例を示した回路図。
【符号の説明】
1,2,3,4... 入力/出力ライン 10,12,13,14... 入力/出力ライン a,b,c,d... メモリセル列 A,B,C,D... 入力/出力接続部(ノード)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体メモリにおいて、各列が該列に結
    合した対応する入力/出力ノード手段を具備する第一複
    数個の列のメモリセルが設けられており、各入力/出力
    ライン手段が対応する接続ノード手段を具備する前記第
    一複数個よりも少ない第二複数個の入力/出力ライン手
    段が設けられており、前記第二複数個と同数の第三複数
    個のスイッチ手段が設けられており、各スイッチ手段は
    前記第二複数個の入力/出力ライン手段の対応する接続
    ノード手段へ接続されると共に隣接する列のメモリセル
    の少なくとも2つの入力/出力ノード手段のうちの1つ
    へ選択的に接続可能であることを特徴とするメモリ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、各入力/出力ノード
    手段が1個のノードを有しており、各入力/出力ライン
    手段が1個の入力/出力ラインを有しており、各接続ノ
    ード手段が1個の接続ノードを有しており、各スイッチ
    手段が1個の複数位置スイッチを有していることを特徴
    とするメモリ。
  3. 【請求項3】 請求項2において、各スイッチが、前記
    入力/出力ノードのうちの2つのうちの1つへ選択的に
    接続可能であることを特徴とするメモリ。
  4. 【請求項4】 請求項1において、各スイッチが、該位
    置の隣接する列のメモリセルの入力/出力ノードから選
    択した入力/出力ラインを接続又は切断するために共通
    接続された第一対の相補的電界効果トランジスタと、第
    二の隣接する列のメモリセルの入力/出力ノードから選
    択した入力/出力ラインを接続又は切断するために共通
    接続された第二対の相補的電界効果トランジスタとを有
    することを特徴とするメモリ。
  5. 【請求項5】 請求項4において、前記第一対の相補的
    電界効果トランジスタが第一PMOSトランジスタと第
    一NMOSトランジスタとを有しており、前記第二対の
    相補的電界効果トランジスタが第二PMOSトランジス
    タと第二NMOSトランジスタとを有しており、前記第
    一PMOSの制御電極と前記第二NMOSトランジスタ
    の制御電極とが第一ノードにおいて共通接続されてお
    り、前記第二PMOSの制御電極と前記第一NMOSト
    ランジスタの制御電極とが第二ノードにおいて共通接続
    されており、前記第一ノードを第一電位源へ接続する接
    続手段が設けられており、反対の状態を達成する反転手
    段が設けられており、前記反転手段が前記第一ノードと
    前記第二ノードとを反対の状態に維持するためにそれら
    のノードの間に接続されていることを特徴とするメモ
    リ。
  6. 【請求項6】 請求項5において、更に、前記第一ノー
    ドの状態をセットするために前記第一ノードと前記第一
    電位源との間に接続してヒューズ手段が設けられている
    ことを特徴とするメモリ。
  7. 【請求項7】 請求項1において、前記第三複数個のス
    イッチ手段の各々が対応するノードにおいて導電性ライ
    ンへ接続されており、各対応するノードの間にヒューズ
    が配設されており、単一のヒューズが飛ばされた場合
    に、その飛ばされたヒューズの一方の側の全てのスイッ
    チが前記入力/出力ノードの第一部分へ接続し、且つそ
    の飛ばされたヒューズの反対側の全てのヒューズが前記
    入力/出力ノードの第二部分へ接続して前記第一部分と
    第二部分との間に位置した欠陥性列への接続を除去する
    ことを特徴とするメモリ。
  8. 【請求項8】 請求項1において、前記各列のメモリセ
    ルが1対のラインを有しており、前記各入力/出力ノー
    ド手段が1つが前記各1対のラインへ結合されている1
    対の入力/出力ノードを有しており、前記各入力/出力
    ライン手段が1対の入力/出力ラインを有しており、各
    接続ノード手段が1つが前記各1対の入力/出力ライン
    へ結合されている1対の接続ノードを有しており、各ス
    イッチ手段が1つが前記各接続ノードへ結合されている
    1対のスイッチを有していることを特徴とするメモリ。
  9. 【請求項9】 請求項8において、前記各対のスイッチ
    が対応するノードにおいて導電性ラインへ接続してお
    り、各対応するノードの間にヒューズが配設されてお
    り、単一のヒューズが飛ばされた場合に、その飛ばされ
    たヒューズの一方の側における全てのスイッチが前記入
    力/出力ノードの第一部分へ接続し、且つその飛ばされ
    たヒューズの反対側における全てのスイッチが前記入力
    /出力ノードの第二部分へ接続し、その際に前記第一部
    分と第二部分との間に位置した欠陥性列への接続を除去
    することを特徴とするメモリ。
JP3243899A 1990-09-28 1991-09-25 半導体メモリ用高速冗長行及び列 Pending JPH07122096A (ja)

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US590243 1990-09-28
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US (1) US5274593A (ja)
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DE (1) DE69128446T2 (ja)

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