JPS62119962A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS62119962A
JPS62119962A JP60259282A JP25928285A JPS62119962A JP S62119962 A JPS62119962 A JP S62119962A JP 60259282 A JP60259282 A JP 60259282A JP 25928285 A JP25928285 A JP 25928285A JP S62119962 A JPS62119962 A JP S62119962A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
width
circuit
bit
memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP60259282A
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English (en)
Inventor
Masao Taguchi
眞男 田口
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP60259282A priority Critical patent/JPS62119962A/ja
Publication of JPS62119962A publication Critical patent/JPS62119962A/ja
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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体記憶装置、特に誤り検出訂正(E CC
)回路付きのメモリの配線に関する。
〔従来の技術〕
従来、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM
)は、64に〜256にクラスの場合、電極配線は2層
の多結晶シリコン(第1層はキャパシタプレート、第2
層はゲート)と1層のアルミ配線で構成されていたが、
高集積化、高速化に伴って2層アルミ構造も採用される
様になった。
2層アルミ配線はゲートアレー等ロジックICでは頻繁
に使われているが、DRAMでは使用例が極めて少い。
理由は2層アルミプロセスは歩留りが悪く、コスト高に
なるためである。特に2層目のアルミ配線は大きい段差
部を持つ下地に行なわれるので断線しやすい。しかし2
層のアルミ配線を用いると、これまでにない様々な特徴
を持たせることができる。例えばワード線の低抵抗化、
親子ビット線によるCレシオ改善がそれである。
第5図はワード線低抵抗化の例で、1層目の多結晶シリ
コンをキャパシタ電極12に、2層目多結晶シリコンを
ワード線14a、14b、・・・・・・に用い、第1層
アルミをビット線18 (おり返し形式)にし、第2N
アルミ16a、16b・・・・・・をワード線14a、
14b、・−・・・・に平行に配線して適当な間隔で該
ワード線とのコンタクトをとり (点線で示す)、多結
晶シリコンワード線14a、14b、・・・・・・の抵
抗によるワード線電圧の伝播遅延をアルミ層16a、1
6b、・・・・・・によるバイパスによって極めて少な
くしたものである。10は半導体基板、10a、10b
、・・・・・・は拡散層で、lOaと14aと10bが
1トランジスタ1キヤパシタ型メモリセルのトランジス
タを、また12の左側とその下部の基板部分がキャパシ
タを構成する。同様に10dと14dと10cは該トラ
ンジスタ、12の右側とその下部の基板10部分は該キ
ャパシタである。
第4図は親子ビット線即ちビット線を分割(子)ビット
線と共通(親)ビット線で構成した例で、18が第1層
アルミ配線で構成される分割ビット線、20が第2層ア
ルミ配線で構成される共通ビット線である。この親子ビ
ット線方式のメモリの回路図は第3図の如くなっている
。ビット線18は本例では8分割されており、その各分
割ビット線にそれぞれセンスアンプSAが設けられ、各
ブロックB 1’、 B 2. ・・・・・・はブロッ
ク選択信号で開閉するトランジスタ22を介して共通ビ
ット線20に接続され、該共通ビット線はカラムゲート
を介してデータバスDB、DBに接続される。周知のよ
うにメモリには多数のビット線があるが、図ではその1
つのみ示す。ビット線に直交して多数のワード線が走り
、ワード線とビット線の各交点にメモリセルが配設され
るが、図ではこれも省略している。
分割ビット線はCレシオの改善に有効であるが、単純に
分割すると各ブロックにカラムデコーダを置かねばなら
ず、集積度向上を阻害する。第3図に示す親子ビット線
方式にすると、ビット線を8分割しているにも拘わらず
図示のようにカラムデコーダは1つで済み、チップ面積
の無駄な使用などを避けることができる。
メモリは大容量になる程ビットエラーを発生し易く、こ
の対策として冗長ビットの採用が普及し始めている。ま
たハミングコード又は水平−垂直バリティ方式などの誤
り検出訂正(ECC)回路をチップに搭載することが考
えられている。チップにECC回路を搭載すると少数ピ
ッ]−1通常は1ビツト、ならエラー訂正することがで
き、しかもこれはソフトエラー、ハードエラーを問わな
いからこれらの両方に対処できる。
ECC回路によるエラー訂正は、ワード線を選択して、
それに連なる複数のデータビット及びパリティビットを
読出し、これらによりエラーチェック及び訂正を行−な
う。エラー訂正できるのは1ビツトであるから、ワード
線に連なる複数のデータビット及びパリティビット従っ
て複数のビット線の1つに障害が発生した場合はこれを
訂正することができるが、ワード線それ自体に障害が発
生すると全ビットがエラーになるのでこれは訂正できな
い。従ってエラー訂正可否から見るとビット線(共通ビ
ット線も同様)は細く弱いものでよいが、ワード線は太
く丈夫でなければならない。第5図のメモリでは、断線
し易い第2層アルミ配線16がワード線方向に走ってい
るので訂正可否の観点からこれは好ましいものではなく
、これに対し第4図のメモリでは第2層アルミ配線20
がビット線方向に走るのでこれは好ましい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
メモリは大容量化、高集積化されるにつれてメモリセル
は小型になり、また配線は細幅化、多層化されて断線を
発生し易くなる。本発明はか\る問題に対処しようとす
るものである。
ECC回路搭載半導体記憶装置では、セルアレーより読
出したデータを1ビットエラーなら訂正して出力できる
のでビット線などは弱くてもよい。
本発明はか\る点に着目するものであってビット線など
のECC回路による訂正が可能な配線は細幅にして集積
度向上、Cレシオ向上を図り、かつ製造歩留等の向上を
図ろうとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、誤り検出訂正回路を備えて、メモリセルアレ
ーから読出したデータに誤りがあれば訂正して出力する
半導体記憶装置において、該誤り検出訂正回路による訂
正が可能な配線部分の最小線幅に対して、該誤り検出訂
正回路による訂正が不可能な配線部分の最小線幅を14
0%以上広くしたものである。
〔作用〕
ECC回路によって救済できる回路部分の配線幅は最小
とし、救済不可能な回路部分の配線幅はそれよりも広い
幅とすれば、大容量化、高集積化を図りながら、たとえ
配線に断線が生じてもECC回路により救済できるから
チップ製造歩留りを悪化させない様にすることができる
。線幅を細くすれば断線の確率が増え、またECC回路
により断線を救済できれば等価的に該確率を下げること
ができ、従って両者が相殺し合う点を最小線幅比とする
ことができる。線幅を細くすることによる断線確率の変
化は統計的に求めることができ、これによるとECC回
路による訂正が可能な配線の最少線幅に対し、ECC回
路による訂正が不可能な配線の最小線幅は140%以上
にするとよいことになる。
〔実施例〕
第1図は本発明の実施例を示す。この実施例のメモリは
12ビツト(8データビツト+4パリテイビツト)のハ
ミングコードをもつ8ビツトI10端子Dinl ” 
Din8 、 Dou口〜Dout8をもつDRAMで
ある。セルアレーMCA内に12ピント単位でデータが
格納されており、このうちの1ビツトにデータの欠損、
誤りがあっても正しいデータとして出力できる。ピッ1
−線18は、この図では略示しているが第3図と同様に
Cレシオを改善するために8分割されている。その各分
割ビット線は平行に走る2層目のアルミ層による親ビッ
ト線20と共に親子ビット線形式をとる。このメモリは
ECC回路を搭載しており、EDCはその誤り検出回路
、DECはデコーダ、ECは誤り訂正回路である。セル
アレーMCAより12ビット単位で読出した記憶データ
及びパリティはデータバスDB、データバスアンプSB
I〜5B12を通して誤り検出回路EDCに入力し、該
回路EDCはエラーチェックしてその結果(4ビツトシ
ンドローム)をデコーダDECに入力し、該デコーダは
エラービット位置で1、他は0の12ビツト出力を生じ
、12個の排他オア回路からなる誤り訂正回路ECは該
出力によりエラー訂正し、8ビツトの訂正済みデータを
出力バッファ○B1〜OB8へ与える。また12ビツト
の訂正済みデータ及びパリティはセレクタSEL、ライ
トアンプWA1−WA12、データバスDBを通してセ
ルアレーMCAへ与え、エラービットのあったセル記憶
データを訂正しておく。8ビツト入力(i込み)データ
は端子Din 1〜Din8、入力バッファIB1〜I
B8を通ってエンコーダENCに入り、こ\で4ビツト
のパリティを発生して12ビツトハミングコードとなり
、これはセレクタSEL、ライトアンプWAI〜WA1
2、データバスDBを通ってセルアレーMCAに入り、
アドレスで指定されるメモリセル群へ書込まれる。
このメモリは4MビットのDRAMとすると、親ビット
線20は2048組あり、このビット線の線幅は0.9
5μmに設計しである。ECC回路の働きで2層目のア
ルミ配線による親ビット線20は12ビツトの符号化デ
ータグループ内では1ビツト分の断線が生じても正しい
データ出力が得られる。一方、データ8ビツト、パリテ
ィ4ビツトのパリティチェラフを行う誤り検出回路ED
Cには、6人力E−OR(排他論理和)回路が2組、5
人力E−OR回路が2組あるが、これらへの電源回路の
給電線は幅15μmの$2層アルミ層を用い、またエラ
ービットの指摘を行うシンドロームのデコード回路DE
Cではアドレス信号(シンドローム)入力部分に第2層
アルミ配線を用いたが配線幅は1.4μmとし、同様に
メモリセルアレーのロウデコーダRD及びワード線駆動
回路(図示せず)にも1.4μm幅の第2層アルミを用
いた。
これらは、万一断線を起すとECC回路では救済できず
、チップは致命的故障となる部分である。
このためECC回路で救済可能な部分よりも配線幅を広
くしている。
ECC回路で救済可能部分とそうでない部分の配線パタ
ーン幅の差は、断線確率の線幅依存性とチップの全体的
な歩留り評価で決定される。実験的データによると、幅
0.9μInのアルミ配線は1゜5μm幅のアルミ配線
に対して10倍の断線確率がある。第2層アルミビット
線の断線確率をPとし、3072本(折り返しビット線
構造ではBL。
BL対で1本と数え、3072本はデータ用ビット線2
048本とパリティピット用ビット線1024本の合計
値)すべてのビット線に断線のない確率をPo、1本の
ビット線に断線のない確率をpとすると、p = p 
03072で表わされる(断線の発生をランダムな分布
で起ると仮定する)。ハミングコードを形成する12ビ
ツトの符号内に断線が無い確率をroとすると、 rO=p′2 で表わされ、12ビット符号内に1ビツトだけ断線があ
る確率をr+とすると r+=12c+P  (1−P)’ で表わされる。この場合ECC回路で断線による障害は
救済されるので良しとする。3072ビツト内に12ビ
ツトは256組あるので、セルアレーとしてECCによ
って救済可能なビット線断線による障害状態は、 256組のうち1組だけ断線1本あり ・・・・・・256C1ro r1 256組のうち2組だけ断線1本あり −・・・ 256C2rq   r1 256組のうち3組だけ断線1本あり ・−・” 256C3ro  rt 256組のうち256組すべて断線1本あり”・”・2
56C256r 12” である、これらすべてがECC回路によって救済゛され
るので、ECC回路付きによって良品とされるセルアレ
ーの確率はこれらの総和であり、これをYとすると Y = r o25’ + 256C1r □ r I
+ 256C2r O”’ r 32+ ・・・・・・
+ 256C25,r I256;(r (1+r1 
)256 で表わされる。具体的な例としてPa=0.1とすると
Y=0.991はなり約1桁歩留りが向上する。
Poがこれより低ければ更に改善率が向上する。
このことからセルアレー内のECC回路による救済が可
能な配線に関しては、ECCによる救済が可能でない部
分と比較して断線確率は10場合高いものを用いてもか
まわないことになる。逆に言えばECC回路で救済可能
でない部分は10倍の信頼性が必要になる。
このことから、第1図のメモリにおいてはセルアレーの
ビット線には0.95μmの幅、ECC救済の効かない
部分では1桁信頼性の高い1.4μm幅のアルミ配線を
用いた。
、  本発明は2rtiアルミ構造のメモリに限らず、
単層アルミ又は3層以上のアルミ構造のメモリにも通用
することができる。第2図は単層アルミ配線を用いたメ
モリの例を示す。アルミニウムのビット線18は4区間
に分割されてそれぞれの区間にセンスアンプを置いてC
レシオを改善している。
分割されたビット線はMO3I−ランジスタで接続され
、各分割区間に共通の1つのカラムデコーダCDを置く
ことによってデータの入出力ができるのでデコーダの重
複による面積増大がない。本発明ではこのメモリのビッ
ト線18は幅0.9μmにし、周辺回路の配線の幅は1
.3μmとする。これによってビット線断線による故障
確率は、周辺回路のECCの効果の無い部分とセルアレ
ーのECC回路による救済可能な部分の各故障発生確率
のバランスをとることができる。但し、周辺回路はセル
アレー内と比べると配線の合計の長さは相対的に短いの
で本発明の設計方法によってチップの歩留りはやはり主
としてセルアレー内の故障数で決定される様になる。こ
の理由は、前記評価方法で256組の符号化データグル
ープにすべて1本ずつ断線が含まれる場合(つまり断線
本数合計256本)もECC回路によって救済可能なの
でこれも良品としていたが、現実にはこれだけの断線が
生じている場合製造工程上何らかの異常があると考えね
ばならず、この様な製品は長期的信頼性も乏しいので良
品とするわけにいかない。従ってメモリーテスターによ
る検査時の良品は断線本数がせいぜい8本以内とする様
に厳しく検査基準を設けることになるためである。
この結果、ECC回路によるセルアレーの不良救済でセ
ルアレーの歩留りを周辺回路よりも良くすることが出来
るものの、最終的にはやはりセルアレー内の故障数で歩
留りを制限することになる。
またこの方が検査がやりやすい。なぜならば周辺回路で
の故障は多数のモードのエラーになるため解明が面倒に
なるからである。
この様な設計にするとき、ECC付メモリのセルアレー
内のビット線系の最小配線幅とECC回路による訂正効
力のない周辺部最小線幅との関係を後者が前者の140
%〜200%にするのがよ′  い。この理由を次に説
明する。ECC回路で救済可能部分とそうでない部分の
各最小配線幅を等しいか高々120%程度の差とする場
合、主として歩留りはECC回路の無い部分での断線等
で決る。
この理由は、セルアレー内は断線等の故障は少く、もし
あってもECC回路の効果で偶発的に生じる断線等はす
べて救済され必ずしもECC回路無しでも少しの冗長ビ
ット線を置き、不良部分と切替えることで十分歩留りを
上げることができるからである。逆に、セルアレー内と
周辺回路とで極端に最小線幅の差があると、配線の極端
に細いセルアレー内では多数の断線が生じて、ECC回
路によって救済可能であっても長期的な信頼性がなくな
る。結局、セルアレー内の配線に対して周辺回路の最小
幅を140%〜200%とすることで主として故障はセ
ルアレー内で起りかつその故障はECCで救済可能でま
た検査時に故障数をモニターすることで製造工程の信頼
度の管理ができるためである。
尚、ECC回路を備えない従来のメモリではセルアレー
内の配線の最小幅に対し周辺回路の最小幅は100%〜
120%程度が多い。これは面積的にチップの約半分以
上を占めるセルアレーが最も断線を生じる率が高いため
なるべく幅の広い配線を用いつつ、かつビット線寄生容
量をなるべく少くするためにできる限り細い配線を用い
るとの矛盾した要請の結果である。ECC回路付ではE
CC回路無しよりも一段と細い配線が用いることができ
て、Cレシオの改善に役立つ。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明ではECC回路付きメモリ
において、ECC回路で救済可能な配線即ちセルアレー
のビット線の幅より、ECC回路で救済不可能な配線例
えば周辺回路の配線の幅を大にしたので集積度の向上、
ビット線寄生容量の減少によるCレシオ向上などを図り
つ−、歩留及び信頼性の高いメモリを提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の実施例を示すブロック図
、第3図は親子ビット線型メモリの要部回路図、第4図
および第5図はアルミ2層目配線を持つメモリの概略断
面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 誤り検出訂正回路を備えて、メモリセルアレーから読出
    したデータに誤りがあれば訂正して出力する半導体記憶
    装置において、 該誤り検出訂正回路による訂正が可能な配線部分の最小
    線幅に対して、該誤り検出訂正回路による訂正が不可能
    な配線部分の最小線幅を140%以上広くしたことを特
    徴とする半導体記憶装置。
JP60259282A 1985-11-19 1985-11-19 半導体記憶装置 Pending JPS62119962A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60259282A JPS62119962A (ja) 1985-11-19 1985-11-19 半導体記憶装置

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JP60259282A JPS62119962A (ja) 1985-11-19 1985-11-19 半導体記憶装置

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JPS62119962A true JPS62119962A (ja) 1987-06-01

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ID=17331921

Family Applications (1)

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JP60259282A Pending JPS62119962A (ja) 1985-11-19 1985-11-19 半導体記憶装置

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JP (1) JPS62119962A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0467669A (ja) * 1990-07-09 1992-03-03 Fujitsu Ltd 半導体集積回路
JPH05226612A (ja) * 1991-12-02 1993-09-03 Nec Corp 半導体メモリ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0467669A (ja) * 1990-07-09 1992-03-03 Fujitsu Ltd 半導体集積回路
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