JPS6410095B2 - - Google Patents

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JPS6410095B2
JPS6410095B2 JP18251582A JP18251582A JPS6410095B2 JP S6410095 B2 JPS6410095 B2 JP S6410095B2 JP 18251582 A JP18251582 A JP 18251582A JP 18251582 A JP18251582 A JP 18251582A JP S6410095 B2 JPS6410095 B2 JP S6410095B2
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JP
Japan
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terminal
mos transistor
potential
signal input
input terminal
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JP18251582A
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JPS5972153A (ja
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Mitsuo Isobe
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/0123Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
    • H10D84/0126Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/02Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies
    • H10D84/03Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology
    • H10D84/038Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology using silicon technology, e.g. SiGe
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/90Masterslice integrated circuits

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は冗長機能を有する半導体集積回路装
置に関し、特に冗長機能を使用しているか否かを
外部から調べられるようにした半導体集積回路装
置に関する。
〔発明の技術的背景〕
最近、半導体メモリの分野では、予め正規のメ
モリセルと予備のメモリセルを同一集積回路装置
内に形成しておき、製造後に正規のメモリセル内
に不良セルがあつた場合には、この不良セルを予
備のメモリセルと置き替えて使用する冗長機能を
持つたものが増加している。これは、正規のメモ
リセルのうちわずか1つのセルが不良であつても
メモリ全体が不良となるため、このようなメモリ
は従来では不良品として捨てられている。しかし
ながら、メモリの記憶容量が増大するのに伴い、
不良セルが発生する確率は高くなつてきており、
不良セルが存在するメモリを捨てていたのでは歩
留りが低くなり、価格が高価となつてしまう。し
たがつて、さらに従来では、全体の歩留り向上の
ために予備のメモリセルを設けておき、正規のメ
モリセルの一部が不良の場合にこれを切り替えて
使用する方法が採用されてきたのである。
第1図は、上記予備のメモリセルが設けられて
いる半導体メモリのブロツク構成図である。図に
おいて1はアドレス信号が供給されるアドレスバ
ツフアである。このアドレスバツフア1からの出
力は2つのデコーダ2,3に並列的に供給され
る。上記一方のデコーダ2は正規のメモリセルア
レイ4内のメモリセルを選択するためのものであ
り、そのデコード出力が正規のメモリセルアレイ
4に供給されることによつて1つあるいはそれ以
上のメモリセルが選択され、その後この選択され
たメモリセルにデータが記憶されたりあるいは読
み出されたりする。他方のデコーダ3は正規のメ
モリセルアレイ4内に不良メモリセルが発生した
際に予備のメモリセルアレイ5内のメモリセルを
選択するためのものであり、そのデコード出力が
予備のメモリセルアレイ5に供給されることによ
つてそのメモリセルが選択される。また、上記デ
コーダ2は他方のデコーダ3の出力によつてその
デコード動作が制御される。
いま、正規のメモリセルアレイ4内に不良セル
が存在する場合に、この不良セルに対応したアド
レス信号が供給される際にデコーダ3が予備のメ
モリセルアレイ5内のメモリセルを選択するよう
にデコーダ3がプログラムされる。なお、このプ
ログラムはデコーダ3内部に設けられているアル
ミニウムあるいは多結晶シリコンで構成されたヒ
ユーズを選択的にレーザ照射等により溶断した
り、あるいは初期状態では高抵抗状態にある多結
晶シリコンを選択的にレーザアニーリングして低
抵抗化することにより行なわれる。したがつて、
正規のメモリセルアレイ4内に不良セルが存在す
れば、デコーダ3の出力によつて予備のメモリセ
ルアレイ5内のメモリセルが選択され、またデコ
ーダ2はデコーダ3の出力によつてデコード動作
が停止される。この結果、正規のメモリセルアレ
イ4内の不良セルは予備のメモリセルアレイ5内
の良品のセルと置き替えられ、このメモリは実質
的に良品とすることができる。
このように冗長機能を持つた半導体メモリでは
その冗長機能を使用することによつて、不良セル
を含む多くのものを良品として出荷することがで
きる。
〔背景技術の問題点〕
ところで、従来では、不良セルが発生しその冗
長機能を使用しているかあるいは不良セルがなく
冗長機能を使用していないかを判断する手段が設
けられていないため、これを調べるには半導体チ
ツプを封入している容器を壊し、チツプを取り出
して行なう方法しかない。
一般に冗長機能を持つた半導体集積回路装置の
故障解析を行なう場合には、まずその冗長機能が
使用されているか否かについてが調べられる。こ
のために容器をいちいち壊していたのでは極めて
煩雑である。
〔発明の目的〕
この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的は冗長機能を備えた半導
体集積回路装置において、その冗長機能を使用し
ているか否かを集積回路装置の外部から簡単に調
べることができる手段を与えることである。
〔発明の概要〕
この発明によれば、1つの信号入力端子と電源
電位供給端子との間にNチヤネルMOSトランジ
スタのソース、ドレイン端子間と、冗長機能が使
用されていない場合には溶断されず、使用されて
いる場合には溶断されるヒユーズとを直列挿入
し、上記MOSトランジスタのゲート端子には上
記信号入力端子の電位を供給するようにした半導
体集積回路装置が提供されている。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照してこの発明の実施例を説明す
る。第2図はこの発明の要部の構成を示す回路図
であり、この回路はたとえば第1図に示すように
冗長機能を持つ集積化された半導体メモリ内に構
成される。
第2図において、11は集積回路装置内部に信
号を与える複数のうちの1つの信号入力端子であ
る。この端子11には、外部から印加されるサー
ジ電圧を除去するための入力保護回路12が設け
られており、端子11に供給される通常の信号は
この入力保護回路12を介して内部回路へ送られ
るようになつている。
上記入力保護回路12の出力端側にはNチヤネ
ルMOSトランジスタ13のゲート端子とドレイ
ン端子あるいはソース端子が共通接続される。さ
らにこのMOSトランジスタ13のソース端子あ
るいはドレイン端子と、動作時に正極性の電源電
圧VDDが供給される電位点14との間には、前記
冗長機能を使用している時には溶断され、また使
用していないときには溶断されずそのままである
ヒユーズ15が挿入されている。また、上記
MOSトランジスタ13のソース端子あるいはド
レイン端子とヒユーズ15との直列接続点16に
はもう1つのNチヤネルMOSトランジスタ17
のドレイン端子あるいはソース端子が接続され、
このMOSトランジスタ17のソース端子あるい
はドレイン端子とゲート端子は上記電位点14に
供に接続されている。なお、上記両MOSトラン
ジスタ13,17は供にエンハンスメント形のも
のが使用されている。
上記構成でなる回路を備えた集積回路装置で
は、製造後、冗長機能の使用状態に応じてヒユー
ズ15が溶断される。すなわち、冗長機能を使用
していればこのヒユーズ15は溶断され、また使
用していなければ溶断されない。そしてこのヒユ
ーズ15の溶断は、前記第1図回路中のデコーダ
3をプログラムする時に同時に行なわれる。
次に冗長機能の使用状態を調べる方法について
説明する。まず、電源電圧VDDは与えず、電位点
14を接地電位に保持する。これはVDD供給用の
電源端子(図示せず)を接地することによつて実
現できる。次にこの状態で信号入力端子11に正
極性電位、たとえばVDDと同じ電位を供給する。
入力保護回路12の出力端側には上記端子11に
供給されている電位に等しい電位が出力される。
この電位はMOSトランジスタ13のゲート端子
に与えられるため、このMOSトランジスタ13
はオン状態になる。この時、ヒユーズ15が溶断
されていなければ、MOSトランジスタ13及び
ヒユーズ15を直列に介し、信号入力端子11か
ら電位点14に向つて電流が流れる。一方、
MOSトランジスタ17のゲート端子には電位点
14の接地電位が供給されるため、このMOSト
ランジスタ17はオフ状態である。したがつて、
ヒユーズ15が溶断されていれば、信号入力端子
11には電流は流れない。
したがつて、冗長機能が使用されているか否か
を調べるには、信号入力端子11に正極性電位を
供給した時にこの端子11に電流が流れるかどう
かを電流計等でもつて調べればよいため、外部か
ら極めて簡単に行なえる。
一方、このような回路を備えた集積回路装置を
実際に使用する場合、電位点14はVDDに保たれ
る。また、実際の使用時には信号入力端子11
に、入力信号電位として接地電位とVDDとの間の
範囲の電位が供給される。いま、ヒユーズ15が
溶断されていなければ、MOSトランジスタ13
のソース端子あるいはドレイン端子とヒユーズ1
5との直列接続点16の電位はほぼVDDに保たれ
ている。すなわち、この状態ではMOSトランジ
スタ13はオフ状態となり、内部回路に悪影響を
与えない。一方、ヒユーズ15が溶断されている
とき、MOSトランジスタ17はオン状態にあり、
このMOSトランジスタ17によつて直列接続点
16の電位はVDDからそのしきい値電圧だけ低下
した値となつているため、この状態の場合にも
MOSトランジスタ13はオフ状態となり、この
場合も内部回路に悪影響を与えない。
なお、上記MOSトランジスタ17は、ヒユー
ズ15が溶断されている状態で実際にこの集積回
路装置を使用する場合に、ノイズ等によつて上記
直列接続点16の電位変動を防止するために設け
られている。
すなわち、このMOSトランジスタ17が設け
られていずかつヒユーズ15が溶断されている場
合には、上記直列接続点16の電位はフローテイ
ング状態になつている。この時、ノイズあるいは
容量結合により直列接続点16の電位が入力保護
回路12の出力端電位よりも低下する可能性があ
る。すると、この場合にはMOSトランジスタ1
3がオン状態となり、このMOSトランジスタ1
3を介して変位電流が流れ、内部回路に供給すべ
き入力保護回路12の出力端電位の立上り時間を
増大させてしまう。
このように上記実施例回路によれば、冗長機能
を使用しているか否かを外部から簡単に調べるこ
とができ、また内部回路にも悪影響を与えること
はない。
第3図はこの発明の他の実施例の構成を示す。
この実施例回路が第1図のものと異なるところ
は、前記直列接続点16とヒユーズ15との間に
もう1つのNチヤネルMOSトランジスタ18の
ドレイン、ソース端子間を挿入し、このMOSト
ランジスタ18のゲート端子は前記信号入力端子
11に近い方のドレインあるいはソース端子に接
続したところにある。
このような構成において、冗長機能の使用状態
を調べる場合には、前記と同様に電位点14を接
地電位に保持すると共に信号入力端子11にVDD
を供給する。このとき、MOSトランジスタ13,
18はそれぞれオン状態となる。そしていま、ヒ
ユーズ15が溶断されていれば前記と同様に信号
入力端子11に電流は流れない。一方、ヒユーズ
15が溶断されていなければ、2つのMOSトラ
ンジスタ13,18とヒユーズ15を直列に介
し、信号入力端子11から電位点14に向つて電
流が流れる。いま、第3図中のすべてのMOSト
ランジスタ13,17,18のチヤネル幅を20μ
m、チヤネル長を2μmに設定し、かつVDDの値を
+5Vに設定した場合には、信号入力端子11か
らは50μA以上の電流が流れ込む。
したがつて、この実施例回路では、信号入力端
子11に50μA以上の電流が流れているか否かを
調べることにより、冗長機能の使用状態を判断す
ることができる。
一方、前記電位点14がVDDに保持される実使
用時では、ヒユーズ15が溶断されていなければ
MOSトランジスタ18のヒユーズ15側である
ドレインあるいはソース端子の電位はほぼVDD
保たれるため、両MOSトランジスタ13,18
は共にオフ状態となり、この両MOSトランジス
タ13,18に電流は流れない。一方、ヒユーズ
15が溶断されている場合で、MOSトランジス
タ17が設けられていなければMOSトランジス
タ13,18はそれぞれオン状態になる。ところ
が、ヒユーズ15は溶断されているので、この場
合にも両MOSトランジスタ13,18に電流は
流れない。したがつて、実使用時ではヒユーズ1
5の状態にかかわらずMOSトランジスタ13,
18には電流が流れないので、内部回路に悪影響
を与えない。また、MOSトランジスタ17は前
記と同様にノイズ等による変位電流の発生を防止
するために設けられている。
上記実施例回路では直列接続点16とヒユーズ
15との間に1つのMOSトランジスタを挿入す
るようにしているが、これは2個以上のMOSト
ランジスタを挿入するようにしてもよい。そし
て、これらのMOSトランジスタのゲート端子は、
MOSトランジスタ13と同様にそれぞれのMOS
トランジスタの前記信号入力端子11に近い方の
ドレインあるいはソース端子に接続してもよく、
あるいはMOSトランジスタ13の信号入力端子
11に近い方のドレインあるいはソース端子に共
通接続するようにしてもよい。直列接続点16と
ヒユーズ15との間に挿入されるMOSトランジ
スタの数が増加するのに伴い、ヒユーズ15に流
れる電流の値は小さなものとなる。また、直列接
続点16とヒユーズ15との間に挿入される
MOSトランジスタの各ゲート端子を上記のよう
に共通接続する場合は、共通接続しない場合にく
らべてそれぞれのオン状態時のインピーダンスが
低くなり、流れる電流は増加する。
第4図はこの発明の異なる他の実施例の構成を
示す。この実施例回路は、上記第3図に示す実施
例回路のMOSトランジスタをNチヤネルのもの
からPチヤネルのものに置き替えるようにしたも
のである。すなわち、この実施例回路では前記N
チヤネルMOSトランジスタ13,17,18に
対応するものとしてPチヤネルMOSトランジス
タ23,27,28が設けられており、このため
前記電位点14は常時接地電位に保持される。
この実施例回路では、冗長機能の使用状態を調
べる場合、信号入力端子11に負極性の電位を供
給することによつて行なわれる。そしてこの場合
の動作は、ヒユーズ15を介して電流が流れる時
のその電流の方向が第3図の場合とは逆であるこ
とが異なるだけであるため、その説明は省略す
る。
また、実使用時には信号入力端子11に接地電
位と正極性の電源電位VDDとの間の範囲の電位を
持つ信号が供給される。この時、ヒユーズ15が
溶断されているか否かにかかわらず、前記と同様
にMOSトランジスタ23,28に電流が流れな
いので、内部回路に対する悪影響はない。なお、
この実施例におけるMOSトランジスタ27は前
記と同様に、ノイズ等による変位電流の発生を防
止するためのものであり、ノイズ等が発生する恐
れがない場合はこのMOSトランジスタ27を省
略することができる。
なお、この発明は上記した実施例に限定される
ものではなく種々の変形が可能である。たとえ
ば、第4図に示す実施例回路におけるMOSトラ
ンジスタ28を取り除いて前記第2図に対応した
構成としてもよく、あるいは1つのMOSトラン
ジスタ28の代りに2つ以上のMOSトランジス
タを直列挿入するようにしてもよい。
さらに上記実施例では、冗長機能を使用してい
る時にヒユーズ15を溶断する場合について説明
したが、これは反対に冗長機能を使用していない
ときにこのヒユーズ15を溶断するようにしても
よい。この場合、冗長機能の使用時に信号入力端
子11において電流が検出される。
また、上記各実施例におけるヒユーズ15の代
りに、製造直後では高抵抗状態にある多結晶シリ
コンを設け、これを冗長機能の使用状態に応じて
選択的にレーザアニーリングして低抵抗化するよ
うにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明による半導体集積
回路装置によれば、その冗長機能を使用している
か否かを信号入力端子の電流の有無を調べること
によつて行なうようにしているので、集積回路装
置の外部から簡単に調べることができる。しかも
内部回路に影響を与えることもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は冗長機能を備えた半導体メモリのブロ
ツク構成図、第2図はこの発明の一実施例の要部
の構成を示す回路図、第3図はこの発明の他の実
施例の構成を示す回路図、第4図はこの発明の異
なる他の実施例の構成を示す回路図である。 11……信号入力端子、12……入力保護回
路、13,17,18……NチヤネルMOSトラ
ンジスタ、15……ヒユーズ、23,27,28
……PチヤネルMOSトランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 冗長機能を備えた半導体集積回路装置におい
    て、 電位供給端子に一端が接続され上記冗長機能の
    使用状態に応じてインピーダンスが変化されるイ
    ンピーダンス手段と、 このインピーダンス手段の他端と信号入力端子
    との間にソース、ドレイン端子間が挿入されゲー
    ト端子にこの信号入力端子に印加される信号電位
    に応じた電位が供給される少なくとも1個の第1
    のMOSトランジスタと、 上記第1のMOSトランジスタのうち上記信号
    入力端子に最も近い位置に存在するトランジスタ
    の信号入力端子とは遠い方のドレインあるいはソ
    ース端子と上記電位供給端子との間にソース、ド
    レイン端子間が挿入されゲート端子が上記電位供
    給端子に接続された第2のMOSトランジスタと を具備したことを特徴とする半導体集積回路装
    置。 2 前記第1のMOSトランジスタが2個以上設
    けられている特許請求の範囲第1項に記載の半導
    体集積回路装置。 3 前記第1のMOSトランジスタの各ゲート端
    子には、前記信号入力端子に最も近い位置に存在
    する第1のMOSトランジスタの信号入力端子に
    近い方のドレインあるいはソース端子の電位を共
    通に供給するようにした特許請求の範囲第2項に
    記載の半導体集積回路装置。
JP57182515A 1982-10-18 1982-10-18 半導体集積回路装置 Granted JPS5972153A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59157900A (ja) * 1983-02-25 1984-09-07 Nec Corp 冗長ビツト使用の検出回路を有するメモリ装置
JPS6166295A (ja) * 1984-09-10 1986-04-05 Nec Corp 半導体メモリ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4480199A (en) * 1982-03-19 1984-10-30 Fairchild Camera & Instrument Corp. Identification of repaired integrated circuits

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