專利名稱：集成電路半導體器件及其內(nèi)建存儲器自修復電路和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于半導體集成電路器件中存儲器電路的內(nèi)建自檢測(BIST)和內(nèi)建自修復(BISR)電路和方法。
近來，隨著片載系統(tǒng)(SOC)設計被推崇為新的設計潮流，基于內(nèi)核的集成電路(IC)設計格外引人關注。因此，在IC設計中頻繁采用存儲器內(nèi)核或模擬內(nèi)核以及中央處理單元(CPU)內(nèi)核。跟隨SOC設計這一潮流，諸如CPU等復雜電路或系統(tǒng)芯片將需要更大容量的嵌入式存儲器來改善系統(tǒng)帶寬。
現(xiàn)代技術能夠在滿足相對較小芯片尺寸的要求的同時實現(xiàn)高存儲容量。由于電路中的嵌入式存儲器具有較高的復雜度，并且比其它邏輯塊共享更多的信號，所述嵌入式存儲器具有較高的故障率。為了解決這一問題，設計者通常為嵌入式存儲器增加一些冗余。
一般通過外部的存儲器測試器或自動測試設備(ATE)來測試半導體存儲器器件。這些測試設備在判斷故障存儲單元是否可修復之后，通過軟件修復算法來對檢測出的故障存儲單元進行物理修復(例如激光刷寫-laserzapping)。為了按照上述方法測試SOC，必須單獨測試內(nèi)核和嵌入式存儲器，因此需要有另外的外部管腳。于是，這使得SOC測試更復雜且使得SOC的制造成本很高。
為了解決這個問題，SOC通常包括用于執(zhí)行自檢測的內(nèi)建自檢測(BIST)電路、和用于執(zhí)行自修復的內(nèi)建自修復(BISR)電路。BISR電路包括一種修復算法，用于判斷是否故障存儲單元可修復，并通過軟件來執(zhí)行邏輯修復。如上所述，BISR電路的修復方法與執(zhí)行物理修復的外部存儲器測試器或ATE不同。上述自檢測和自修復的應用成為在近來發(fā)展成SOC的處理器設計技術中的一個不可獲缺的部分。在以下專利文獻中可以找到BIST電路和BISR電路的例子，這些文獻是于1999年7月頒發(fā)給沙伊克等人的名稱為“用于在半導體存儲器器件中進行內(nèi)建自修復的冗余寄存器電路”的第5,920,515號美國專利，以及于1999年11月頒發(fā)給埃林克伊等人的名稱為“采用自修復電路來測試存儲器操作和永久失效存儲位置的方法”的第5,987,632號美國專利。
通常，采用冗余單元的修復方法通過軟件來利用字線(即行地址)和位線(即列地址)構建一個二值搜索樹，按深度優(yōu)先的搜索方式(DFS)逐個存儲單元地確定將哪一個字線和位線的故障存儲單元替換成冗余單元。在這種情況下，該技術要花費O(2n)的測試時間，這意味著若假定執(zhí)行一次運算(例如相乘)需要的時間為n，則確定操作要花費2n的時間。所需時間與行和列冗余的數(shù)目以及故障存儲單元的分布數(shù)量形成指數(shù)函數(shù)關系。因此，在冗余存儲單元數(shù)很大時并且當存儲器包括許多故障存儲單元時，這種修復方法不是很有效。這種問題被稱為“NP完全(NP completeness)”問題。為了解決這一問題，可采用一種試探性方法。試探性方法通過試驗和錯誤獲得的經(jīng)驗知識來解決給定問題。如果在NP完全問題中采用任何算法，則將問題的范圍限定在特別窄的界限內(nèi)會很有效。在這樣的情況下，就不可能通過不設界限限制的硬件來解決NP完全問題。
為此，嵌入有BISR電路的某些SOC限制了要修復的界限。例如，將行和列的冗余存儲單元數(shù)分別限制在1以下。在冗余存儲單元數(shù)分別為1或1對的情況下，BISR電路的結構變得簡單。在這種情況下，SOC具有這樣一種限制，即SOC僅能夠修復一行和一列。
然而，考慮到SOC需要更高容量的嵌入式存儲器的趨勢，需要另外的冗余存儲單元來修復在嵌入式存儲器中出現(xiàn)的其它故障存儲單元。如果嵌入式存儲器的故障存儲單元沒有被完全修復，即使諸如中央處理單元(CPU)等相對昂貴的內(nèi)核無故障，SOC的可靠性也會受到相對便宜的嵌入式存儲器的故障存儲單元的不利影響。
因此，需要一種新的BISR電路和修復方法，用于以更加精確的方式修復具有多個冗余存儲單元的嵌入式存儲器的故障存儲單元。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種集成電路半導體器件，它具有用于含有多個冗余存儲單元的嵌入式存儲器的BISR電路。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于含有多個冗余存儲單元的嵌入式存儲器的BISR電路的修復方法。
為了實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種集成電路半導體器件，包括嵌入式存儲器，它包含多個行和列冗余；內(nèi)建自檢測電路，用于檢測存儲器的故障存儲單元；以及內(nèi)建自修復電路，用于將檢測到的故障存儲單元信息分成行信息和列信息以保存該信息，根據(jù)行信息和列信息來確定故障存儲單元的修復方法，并根據(jù)所確定的方法來生成存儲器的修復地址。
最好是，內(nèi)建自修復電路包括內(nèi)建自修復控制器，用于控制內(nèi)建自修復電路的操作；第一數(shù)據(jù)保存裝置，它包括具有多個數(shù)據(jù)字段的多個項目，用于保存故障存儲單元的行地址以及在相同行地址上出現(xiàn)的故障存儲單元的數(shù)目；第一邏輯單元，用于在內(nèi)建自修復控制器的控制下將故障存儲單元的所述行地址和所述數(shù)目保存到第一數(shù)據(jù)保存裝置中；第二數(shù)據(jù)保存裝置，它包括具有多個數(shù)據(jù)字段的多個項目，用于保存故障存儲單元的列地址以及在相同列地址上出現(xiàn)的故障存儲單元的數(shù)目；第二邏輯單元，用于在內(nèi)建自修復控制器的控制下將故障存儲單元的所述列地址和所述數(shù)目保存到第二數(shù)據(jù)保存裝置中；第三邏輯單元，用于在內(nèi)建自修復控制器的控制下，保存具有與第一和第二數(shù)據(jù)保存裝置的行和列地址相對應的列和行地址的相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置，并減小在相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置上保存的故障存儲單元數(shù)目；以及地址校驗器，用于在內(nèi)建自修復控制器的控制下根據(jù)故障存儲單元的行和列地址，來為存儲器生成修復行和列地址。
最好是，內(nèi)建自修復電路首先為第一和第二數(shù)據(jù)保存裝置中具有較少項目的那一個數(shù)據(jù)保存裝置確定修復方法。內(nèi)建自修復電路也可以按照所保存的故障存儲單元數(shù)目的大小次序，來選擇第一或第二數(shù)據(jù)保存裝置所包含的項目，以確定第一或第二數(shù)據(jù)保存裝置的修復方法。
最好是，第三邏輯單元在為確定修復方法而要選擇一個或多個項目時，將所選項目指定的相對數(shù)據(jù)保存裝置中保存的故障存儲單元數(shù)目減1，并且，在被減小的故障存儲單元數(shù)目為零時，刪除相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目。
最好是，在第一數(shù)據(jù)保存裝置中包含的每個項目包括第一數(shù)據(jù)字段，用于指示在該項目中保存的行信息的有效性；第二數(shù)據(jù)字段，用于保存故障存儲單元的行地址；第三數(shù)據(jù)字段，用于保存具有在第二數(shù)據(jù)字段中保存的同一行地址的故障存儲單元的數(shù)目；第四數(shù)據(jù)字段，用于保存具有與第二數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元行地址相對應的列地址的第二數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置；以及第五數(shù)據(jù)字段，用于保存所確定的故障存儲單元的修復方法。最好是，在存儲器包括R個行冗余和C個列冗余的情況下，第三數(shù)據(jù)字段包括[log2C]+1個比特，數(shù)目等于C的第四數(shù)據(jù)字段中的每一個第四數(shù)據(jù)字段包括[log2(C+CR)]個比特。最好是，在存儲器包括R個行冗余和C個列冗余的情況下，第三數(shù)據(jù)字段還可以由C+1個比特組成，這包括一個設置成1的最低有效位，每當檢測到具有相同行地址的故障存儲單元時，就左移該最低有效位，并且，用作位標志以指示項目位置的第四數(shù)據(jù)字段由C個比特組成。
在第二數(shù)據(jù)保存裝置中包含的每個項目包括第一數(shù)據(jù)字段，用于指示在該項目中保存的列信息的有效性；第二數(shù)據(jù)字段，用于保存故障存儲單元的列地址；第三數(shù)據(jù)字段，用于保存具有在第二數(shù)據(jù)字段中保存的同一列地址的故障存儲單元的數(shù)目；第四數(shù)據(jù)字段，用于保存具有與第二數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元列地址相對應的行地址的第一數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置；以及第五數(shù)據(jù)字段，用于保存所確定的故障存儲單元的修復方法。
在存儲器包括R個行冗余和C個列冗余的情況下，第三數(shù)據(jù)字段可以由[log2R]+1個比特組成，數(shù)目等于R的第四數(shù)據(jù)字段中的每一個第四數(shù)據(jù)字段可以由[log2(R+RC)]個比特組成。另外，在存儲器包括R個行冗余和C個列冗余的情況下，第三數(shù)據(jù)字段由R+1個比特組成，這包括一個設置成1的最低有效位，每當檢測到具有相同列地址的故障存儲單元時，就左移該最低有效位，并且，用作位標志來指示項目位置的第四數(shù)據(jù)字段由R個比特組成。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于嵌入式存儲器的內(nèi)建自修復電路的自修復方法，所述嵌入式存儲器具有多個冗余，所述自修復方法包括下列步驟分別將行和列信息填入到第一和第二數(shù)據(jù)保存裝置中，其中所述行和列信息分別包括故障存儲單元的行和列地址、具有相同行和列地址的故障存儲單元的數(shù)目、以及保存有與各個行和列地址相對應的列和行地址的相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置；按照在項目中保存的故障存儲單元數(shù)目的大小次序，來選擇在第一或第二數(shù)據(jù)保存裝置中包括的一個項目，以便為數(shù)目等于行或列冗余數(shù)目的故障存儲單元確定修復方法，并且減小由所選項目指定的相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置中保存的故障存儲單元數(shù)目；以及按照所確定的修復方法生成存儲器的修復地址。
在一個優(yōu)選實施例中，在第一數(shù)據(jù)保存裝置中包含的每個項目包括第一數(shù)據(jù)字段，用于指示在該項目中保存的行信息的有效性；第二數(shù)據(jù)字段，用于保存故障存儲單元的行地址；第三數(shù)據(jù)字段，用于保存具有在第二數(shù)據(jù)字段中保存的同一行地址的故障存儲單元的數(shù)目；第四數(shù)據(jù)字段，用于保存具有與第二數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元行地址相對應的列地址的第二數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置；以及第五數(shù)據(jù)字段，用于保存所確定的故障存儲單元的修復方法。
在第二數(shù)據(jù)保存裝置中包含的每個項目包括第一數(shù)據(jù)字段，用于指示在該項目中保存的列信息的有效性；第二數(shù)據(jù)字段，用于保存故障存儲單元的列地址；第三數(shù)據(jù)字段，用于保存具有在第二數(shù)據(jù)字段中保存的同一列地址的故障存儲單元的數(shù)目；第四數(shù)據(jù)字段，用于保存具有與第二數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元列地址相對應的行地址的第一數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置；以及第五數(shù)據(jù)字段，用于保存所確定的故障存儲單元的修復方法。
最好是，用于將行/列信息填入到第一/第二數(shù)據(jù)保存裝置的步驟包括下列步驟判斷是否在第一數(shù)據(jù)保存裝置中保存有一個故障存儲單元的行地址；如果在第一數(shù)據(jù)保存裝置中保存有所述故障存儲單元的行地址，則將第一數(shù)據(jù)保存裝置的第三數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元數(shù)目加1，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第二數(shù)據(jù)保存裝置的一個項目位置；如果在第一數(shù)據(jù)保存裝置中沒有保存所述故障存儲單元的行地址，則在第一數(shù)據(jù)保存裝置中保存所述行地址，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第二數(shù)據(jù)保存裝置的所述項目位置；判斷是否在第二數(shù)據(jù)保存裝置中保存有所述故障存儲單元的列地址；如果在第二數(shù)據(jù)保存裝置中保存有所述故障存儲單元的列地址，則將第二數(shù)據(jù)保存裝置的第三數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元數(shù)目加1，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第一數(shù)據(jù)保存裝置的一個項目位置；以及如果在第二數(shù)據(jù)保存裝置中沒有保存所述故障存儲單元的列地址，則在第二數(shù)據(jù)保存裝置中保存所述列地址，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第一數(shù)據(jù)保存裝置的所述項目位置。
最好是，用于確定修復方法的步驟包括下列步驟(a)在第一數(shù)據(jù)保存裝置和第二數(shù)據(jù)保存裝置中選擇具有較少項目的一個數(shù)據(jù)保存裝置；(b)按照故障存儲單元數(shù)目的大小次序選擇項目，確定所選的數(shù)據(jù)保存裝置的修復方法；(c)減小由所選項目指定的相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置中保存的故障存儲單元數(shù)目；(d)將步驟(b)和(c)重復與對應于所選數(shù)據(jù)保存裝置的行/列冗余數(shù)目相同的次數(shù)；(e)在第一數(shù)據(jù)保存裝置和第二數(shù)據(jù)保存裝置中選擇具有較多項目的一個數(shù)據(jù)保存裝置；以及(f)將步驟(b)和(c)重復與對應于所選數(shù)據(jù)保存裝置的行/列冗余數(shù)目相同的次數(shù)。
最好是，所確定的修復方法使用行/列冗余。最好是，若被減小的故障存儲單元數(shù)目等于零，就刪除相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目。
通過以下參照附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點將變得很明顯。附圖中的相同標號表示相同的部件。附圖并沒有按照實際比例來制作，其重點放在了本發(fā)明原理的說明上。


圖1是表示本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的集成電路半導體器件的方框圖；圖2是表示常規(guī)填充項目結構的示意圖；圖3A是表示本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的行填充項目結構的示意圖；圖3B是表示本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的列填充項目結構的示意圖；圖4A是表示如圖3A所示的行填充項目之一的結構的示意圖；圖4B是表示如圖3B所示的列填充項目之一的結構的示意圖；圖5是表示一例在如圖1所示的嵌入式存儲器中出現(xiàn)的故障存儲單元的示意圖；圖6A-6J是表示用于將與如圖5所示的故障存儲單元有關的信息保存到圖3A和圖3B所示的行和列填充項目中的處理的示意圖；圖7A-7F是表示用于按照如圖6A-6J所示的行和列填充項目中保存的信息為圖5所示的故障存儲單元確定修復方法的步驟的示意圖；圖8是表示如圖7A-7F所示步驟確定的修復方法的嵌入式存儲器修復結果的示意圖；圖9是表示如圖1所示的BISR電路的操作的示意流程圖；圖10A和圖10B是表示用于將故障存儲單元信息保存到如圖3A和圖3B所示的行和列填充項目中的步驟的詳細流程圖；圖11A和圖11B是表示如圖9所示的用于確定故障存儲單元修復方法的步驟的詳細流程圖；圖12是表示利用如圖3A和圖3B所示的行和列填充項目以及利用如圖2所示的常規(guī)填充項目的BISR電路修復覆蓋率的示意圖。
應明白，優(yōu)選實施例的說明只是示意性的，而不應將其理解成是限制性的。在下面的詳細說明中，為了全面理解本發(fā)明，給出了幾個具體細節(jié)。然而，本領域普通技術人員應明白，本發(fā)明的實施不受這些具體細節(jié)的限制。
圖1是表示本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的集成電路半導體器件的方框圖。參照圖1，SOC系統(tǒng)包括嵌入式存儲器30、用于測試包括存儲器30的SOC系統(tǒng)的BIST電路10、以及用于按照BIST電路10輸出的測試結果來修復SOC系統(tǒng)的BISR電路20。
存儲器30由M×N個存儲單元組成，并包括多個行冗余(例如R個冗余)31以及多個列冗余(例如C個冗余)32。
BIST電路10包括BIST控制器11、地址生成器12、數(shù)據(jù)生成器13以及比較器14。BISR電路20包括BISR控制器21、地址校驗器22、第一填充邏輯23、第二填充邏輯24、行填充項目25、列填充項目26和分配邏輯27。行和列填充項目25和26是由多個項目組成的內(nèi)部存儲器，這些項目用于保存在嵌入式存儲器30中出現(xiàn)的行和列故障存儲單元的信息。在許多情況下，行/列填充項目25或26被稱為故障地址存儲器(FAM)。下面將說明嵌入式存儲器30的BIST電路10和BISR電路20的測試和修復操作。
BIST控制器11按照其采用的測試算法來控制整個BIST的操作。地址生成器12生成用于發(fā)送到存儲器30的地址Addr。地址Ad出由行地址和列地址組成。數(shù)據(jù)生成器13生成要與讀出數(shù)據(jù)Dout比較的輸入數(shù)據(jù)Din。比較器14將輸入數(shù)據(jù)Din與讀出數(shù)據(jù)Dout相比較，并且在出現(xiàn)不匹配時，為BISR電路20的BISR控制器21生成故障存儲單元信息。
BISR電路20通常與BIST電路10一起工作。BISR控制器21控制整個BISR的操作。它通過從BIST電路10接收故障存儲單元信息來開始工作。在一個優(yōu)選實施例中，當BISR電路20在工作中時，BIST電路10將暫停工作并一直等待BISR工作完成。
當BIST電路10向BISR控制器21提供故障存儲單元信息時，第一和第二填充邏輯23和24分別將故障的地址和數(shù)目保存到行填充項目25和列填充項目26。行填充項目25和列填充項目26分別包括用于指定對應項目位置的指針，這將在下面進行說明。利用這些指針，能夠檢驗保存有與故障存儲單元行/列地址相對應的列/行地址的相對填充項目26或25的項目位置。由分配邏輯27保存各個指針。
在完全將故障存儲單元信息保存到行和列填充項目25和26之后，BISR控制器21選擇行填充項目25或列填充項目26。被選的項目的數(shù)目少于未被選擇的項目的數(shù)目。此外，BISR控制器21按照所保存的故障存儲單元數(shù)目的大小次序來選擇相應的項目，以確定所選行或列填充項目的修復方法。如果全部確定出所選填充項目的修復方法，則對其它填充項目25或26執(zhí)行相同的過程，反之亦然。
在BIST控制器21的控制下，當選擇一個項目來確定修復方法時，分配邏輯27將由所選項目指定的相對項目中保存的故障存儲單元數(shù)目減1。在這種情況下，如果被減小的故障存儲單元數(shù)目等于0，分配邏輯27就刪除相應的項目。在按照上述處理完成故障存儲單元修復方法的確定之后，BISR電路20根據(jù)故障存儲單元的地址生成存儲器30的修復地址。
按照上述的BISR電路20的操作，SOC自身可以利用存儲器30的行/列冗余來修復故障存儲單元。無論行/列冗余31或32的數(shù)目有多少，利用行和列填充項目25和26的本發(fā)明的修復方法都具有很高的修復率。
圖2是表示常規(guī)填充項目結構的示意圖。常規(guī)BISR電路包括用于保存故障存儲單元的行和列地址信息的填充項目。通常，若嵌入式存儲器包括R個行冗余和C個列冗余，則故障存儲單元數(shù)目為要在填充項目中作為地址信息來保存的2×R×C。因此，如圖2所示，填充項目數(shù)目為2×R×C。在這樣的情況下，由于要按照在相同填充項目中保存的故障存儲單元的行和列地址來執(zhí)行修復算法，所以執(zhí)行修復算法的限制將隨著故障存儲單元數(shù)目和冗余存儲單元數(shù)目的增加而成比例地增長。
參照圖2，“有效性”字段表示信息的有效性?！靶械刂贰弊侄斡糜诒４婀收洗鎯卧男械刂贰！靶袃?nèi)計數(shù)(Row Hit Count)”字段用于保存具有相同行地址的所檢測出的故障存儲單元的數(shù)目?！傲械刂贰弊侄斡糜诒４婀收洗鎯卧牧械刂罚汀傲袃?nèi)計數(shù)”字段用于保存具有相同列地址的所檢測出的故障存儲單元的數(shù)目。此外，“修復行/列”字段是在確定出一行/列需要修復時設置的字段。在需要進行行/列修復的情況下，利用填充項目進行故障修復的常規(guī)BISR電路的問題在于，其修復率隨故障存儲單元數(shù)目和行/列冗余數(shù)目的增加而成比例地降低。
因此，本發(fā)明的BISR電路20(見圖1)通過將故障存儲單元信息分割成行填充項目和列填充項目來分別構建行填充項目和列填充項目，以進行自修復。因此，降低了硬件開銷。此外，相應的行和列項目保存了相對的填充項目信息，以使BISR電路20在即使行/列冗余增加的情況下也能夠準確修復故障存儲單元。下面將說明行和列填充項目25和26的結構。
圖3A是表示本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的行填充項目25的結構的示意圖。在嵌入式存儲器30包括R個行冗余和C個列冗余的情況下，行填充項目25的總數(shù)為R+R×C。
參照圖3A，“有效性”字段用于表示信息的有效性。“行地址”字段用于保存故障存儲單元的行地址?！靶袃?nèi)計數(shù)”字段用于保存此時在同一行地址上檢測出的故障存儲單元的數(shù)目。在這樣的情況下，如果具有相同行地址的故障存儲單元的數(shù)目大于存儲器30的列冗余的數(shù)目(即C)，則“行內(nèi)計數(shù)”值不再增加?！傲刑畛漤椖恐羔槨弊侄问怯糜谥甘疽粋€列填充項目位置的指針，該列填充項目保存有與“行地址”字段中保存的行地址相對應的列地址。“列填充項目指針”字段被分配對應于冗余數(shù)目C。此外，“修復行”字段在當確定一行要利用行冗余來修復時被設置。
圖3B是表示本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的列填充項目26的結構的示意圖。在嵌入式存儲器30包括R個行冗余和C個列冗余的情況下，列填充項目26的總數(shù)為C+C×R。
參照圖3B，“有效性”字段用于表示信息的有效性?！傲械刂贰弊侄斡糜诒４婀收洗鎯卧牧械刂贰！傲袃?nèi)計數(shù)”字段用于保存此時在同一列地址上檢測出的故障存儲單元的數(shù)目。在這樣的情況下，如果具有相同列地址的故障存儲單元的數(shù)目大于存儲器30的行冗余的數(shù)目(即R)，則“列內(nèi)計數(shù)”值不再增加?！靶刑畛漤椖恐羔槨弊侄问怯糜谥甘疽粋€行填充項目位置的指針，該行填充項目保存有與“列地址”字段中保存的列地址相對應的行地址?！靶刑畛漤椖恐羔槨弊侄伪环峙銻。此外，“修復列”字段在當確定一列要利用列冗余來修復時被設置。
圖4A是表示如圖3A所示的行填充項目25之一的結構的示意圖。參照圖4A，它示出了組成行填充項目25A的每一個字段的長度。
例如，“有效性”字段的長度為1比特。如果嵌入式存儲器30由M×N存儲單元組成，則“行地址”字段由log2M個比特組成，“行內(nèi)計數(shù)”字段由[log2C]+1個比特組成，“列填充項目指針”字段由[log2(C+CR)]個比特組成，及“修復行”字段由1個比特組成。填充項目25A包括C個列項目指針單元。
圖4B是表示如圖3B所示的列填充項目26之一的結構的示意圖。參照圖4B，它示出了組成列填充項目26A的每一個字段的長度。
例如，“有效性”字段的長度為1比特。如果嵌入式存儲器30由M×N存儲單元組成，則“列地址”字段由log2N個比特組成，“列內(nèi)計數(shù)”字段由[log2R]+1個比特組成，“行填充項目指針”字段由[log2(R+RC)]個比特組成，和“修復列”字段由1個比特組成。填充項目26A包括R個“行填充項目指針”單元。
除了上述的結構之外，“列填充項目指針”可以由對應于嵌入式存儲器30的列冗余數(shù)目的C個比特組成，和“行填充項目指針”可以由對應于嵌入式存儲器30的行冗余數(shù)目的R個比特組成?！靶刑畛漤椖恐羔槨被颉傲刑畛漤椖恐羔槨庇米魑粯酥?，它用于指示保存有故障存儲單元行/列地址的相對填充項目的位置。在這樣的情況下，“行填充項目指針”和“列填充項目指針”的每一位將表示在相對項目中保存與當前項目列或行地址相對應的行或列地址的位置。通過在“行填充項目指針”或“列填充項目指針”的各位中搜索哪一位被設置成1，可以校驗項目位置。
此外，“行內(nèi)計數(shù)”和“列內(nèi)計數(shù)”可以由“相對冗余數(shù)目+1”個比特組成，并且分別將“行內(nèi)計數(shù)”和“列內(nèi)計數(shù)”的最低有效位(LSB)設置為1。例如，“行內(nèi)計數(shù)”由C+1個比特組成，“列內(nèi)計數(shù)”由R+1個比特組成。在這樣的情況下，每當在相同的行或列地址上檢測到一個故障存儲單元時，就左移一次標記為1的位。例如，如果沒有在相同的行或列地址上檢測到故障存儲單元，則“行內(nèi)計數(shù)”或“列內(nèi)計數(shù)”的LSB保持1的值。然而，如果在相同的行或列地址上檢測到故障存儲單元，則將標記為1的位移動與相同地址上出現(xiàn)的故障存儲單元的數(shù)目相同的次數(shù)。因此，利用被標記為1的位的位置，可以校驗具有相同地址的故障存儲單元的數(shù)目。
圖5是表示一例在如圖1所示的嵌入式存儲器30中出現(xiàn)的故障存儲單元分布的示意圖。參照圖5，各字符a-j表示故障存儲單元的檢測次序。下面將說明本發(fā)明的故障存儲單元的修復方法，其中，行冗余數(shù)目為3(即R=3)，且列冗余數(shù)目為2(即C=2)。
圖6A至6J是表示用于將與如圖5所示的故障存儲單元a-j有關的信息保存到圖3A和圖3B所示的行和列填充項目25和26中的步驟的示意圖。
首先參照圖6A，由于存儲器30A中包括的行冗余數(shù)目為3(即R=3)，且存儲器30A中包括的列冗余數(shù)目為2(即C=2)，則行填充項目25由9(即3+3×2=9)個項目組成，而列填充項目26由8(即2+2×3=8)個項目組成。在這樣的情況下，“列填充項目指針”字段被分配2，這等于列冗余的數(shù)目(即C=2)，例如，該字段由列項目指針1和列項目指針2組成。此外，“行填充項目指針”字段被分配3，這等于行冗余的數(shù)目(即R=3)，例如，該字段由行項目指針1、行項目指針2和行項目指針3組成。在圖6A至6J中，黑圓點表示檢測出的故障存儲單元，白圓點表示未檢測出的故障存儲單元。
參照圖6A的行填充項目25，當檢測到第一個故障存儲單元“a”時，要判斷是否在行填充項目25中保存有第一個故障存儲單元“a”的行地址。在這種情況下，在行填充項目25中還沒有保存該行地址(即1)，則第一項目變?yōu)橛行?，并將第一個故障存儲單元“a”的行地址保存在“行地址”字段中。至此，第一行的檢測出的故障存儲單元的數(shù)目為1，于是“行內(nèi)計數(shù)”字段被填充為1。在列填充項目26的第一項目中將保存第一個故障存儲單元“a”的列地址(即3)。因此，第一個“列填充項目指針”(即列項目指針1)字段被填充為1。
接著再參照6A的列填充項目26，在保存了第一個故障存儲單元“a”的行地址信息之后，將判斷是否在列填充項目26中保存有第一個故障存儲單元“a”的列地址。在這種情況下，在列填充項目26中沒有保存該列地址(即3)，則第一項目變?yōu)橛行В⒃摿械刂?即3)保存在“列地址”字段中。至此，第三列的檢測出的故障存儲單元的數(shù)目為1，于是“列內(nèi)計數(shù)”字段被填充為1。在行填充項目25的第一項目中保存第一個故障存儲單元“a”的行地址。因此，第一個“行填充項目指針”(即行項目指針1)字段被填充為1。
參照圖6B的行填充項目25，當在檢測到第一故障存儲單元“a”之后又檢測到第二個故障存儲單元“b”時，要判斷是否在行填充項目25中保存有第二個故障存儲單元“b”的行地址。在這種情況下，如果在行填充項目25的第一項目中已經(jīng)保存了該行地址(即1)，則“行地址”字段不變，并將“行內(nèi)計數(shù)”字段值更新為2。在列填充項目26的第二項目中將保存第二個故障存儲單元“b”的列地址。因此，第二個“列填充項目指針”(即列項目指針2)字段被填充為2。
接著再參照6B的列填充項目26，在保存了第二個故障存儲單元“b”的行信息之后，將判斷是否在列填充項目26中保存有第二個故障存儲單元“b”的列地址(即5)。在這種情況下，在列填充項目26中沒有保存該列地址(即5)。因此列填充項目26的第二項目變?yōu)橛行?，并將該列地?即5)保存在第二項目的“列地址”字段中。至此，第五列的檢測出的故障存儲單元的數(shù)目為1，于是“列內(nèi)計數(shù)”字段被填充為1。在行填充項目25的第一項目中保存第二個故障存儲單元“b”的行地址。因此，第一個“行填充項目指針”(即行項目指針1)字段被填充為1。
然而，當行冗余數(shù)目為3(即R=3)且列冗余數(shù)目為2(即C=2)時，如果在一行中檢測到三個以上的故障存儲單元(即如果“行內(nèi)計數(shù)”值超過列冗余數(shù)目)，則必須利用行冗余來修復故障存儲單元，原因是故障存儲單元數(shù)目超過了列冗余的修復范圍。換句話說，如果在某一行上故障存儲單元數(shù)目超過了列冗余數(shù)目，則必須將“修復行”字段設置成1。此時，將列填充項目26的保存有與該行地址對應的各列地址的各“列內(nèi)計數(shù)”值減1。此外，還刪除行填充項目25的“行填充項目指針”，然后執(zhí)行下一行的故障檢驗。上面，以行填充項目25為例說明了如上所述的操作。然而，如同對行填充項目25一樣，對列填充項目26也執(zhí)行相同的過程。
如果如圖6C至6J所示重復用于保存故障存儲單元有關信息的步驟，則能夠獲得如圖6J所示的行和列填充項目25和26，它們保存有全部故障存儲單元的信息。在完成了將故障存儲單元信息保存到行和列填充項目25和26中之后，本發(fā)明的BISR電路20將利用所保存的信息來確定故障存儲單元的修復方法，并通過所確定的修復方法來修復故障存儲單元。下面將說明本發(fā)明的用于確定故障存儲單元的修復方法的步驟。
圖7A-7F是表示用于按照如圖6A-6J所示的行和列填充項目25和26中保存的信息為圖5所示的故障存儲單元a-j確定修復方法的步驟的示意圖。本發(fā)明的BISR電路20在為行/列填充項目25和26中保存的故障存儲單元a-j確定修復方法的過程中，要減小在相對的填充項目中保存的故障存儲單元a-j的數(shù)目。在完成了修復方法的確定之后，要利用在行和列填充項目25和26中保存的信息來修復故障存儲單元a-j。在修復完成之后，BISR電路20為嵌入式存儲器30生成修復地址。
為了確定修復方法，按照存儲器30中配備的行和列冗余的數(shù)目，將行和列填充項目25和26劃分成多數(shù)(major)項目和少數(shù)(minor)項目。例如，如果行冗余數(shù)目為3(即R=3)而列冗余數(shù)目為2(即C=2)，則將行填充項目25指定為多數(shù)項目，而將列填充項目26指定為少數(shù)項目。為了減少處理時間，首先選擇少數(shù)項目。
參照圖7A，選擇被定義為少數(shù)項目的列填充項目26的第一項目，因為該項目包含最大的用于指示故障存儲單元數(shù)目的“列內(nèi)計數(shù)”值(用圓圈表示)。在所選的第一列填充項目中保存的列地址所對應的故障存儲單元被確定為要利用列冗余進行修復的故障存儲單元。在行項目指針1、行項目指針2和行項目指針3字段中分別保存與該列地址(即3)對應的各故障存儲單元的行地址。參照圖7A的列填充項目26，在行項目指針1、行項目指針2和行項目指針3字段中分別保存了1、3和6。這意味著與該列地址(即3)相對應的各故障存儲單元的行地址被分別保存在第一、第三和第六行填充項目中(以箭頭表示)。
如上所述，由于要利用列冗余來修復列填充項目26的第一項目，所以將“修復列”字段設置成1，并刪除在行項目指針1、行項目指針2和行項目指針3字段中保存的值。此外，分別將第一、第三和第六行填充項目中保存的“行內(nèi)計數(shù)”值減1。在這種情況下，如果被刪除的“行內(nèi)計數(shù)”值為0，則刪除該項目。
例如，在第一行填充項目中保存的“行內(nèi)計數(shù)”值變成1，在第三和第六行填充項目中保存的“行內(nèi)計數(shù)”值分別變成0。因此，第三和第六行填充項目都要被刪除。圖7B示出了上述處理的結果。
參照圖7B，選擇第二列填充項目，因為在未確定修復方法的列填充項目26中，第二項目包含最大的“列內(nèi)計數(shù)”值(用圓圈表示)。在所選的列填充項目中保存的列地址(即5)所對應的故障存儲單元被確定為要利用列冗余進行修復的故障存儲單元。在行項目指針1、行項目指針2和行項目指針3字段中分別保存與該列地址(即5)對應的各故障存儲單元的行地址。參照圖7B的列填充項目26，在行項目指針1、行項目指針2和行項目指針3字段中分別保存了1、4和5。這意味著與該列地址(即5)相對應的各故障存儲單元的行地址被分別保存在第一、第四和第五行填充項目中(以箭頭表示)。
由于要利用列冗余來修復列填充項目26的第二項目，所以將“修復列”字段設置成1，并刪除在行項目指針1、行項目指針2和行項目指針3字段中保存的值。此外，分別將第一、第四和第五行填充項日中保存的“行內(nèi)計數(shù)”值減1。
例如，在第一行填充項目中保存的“行內(nèi)計數(shù)”值變成0，在第四和第五行填充項目中保存的“行內(nèi)計數(shù)”值分別變成1。因此，第一行填充項目被刪除。圖7C示出了上述處理的結果。
參照圖7C，少數(shù)項目(即列填充項目26)的修復方法確定為兩個列冗余。在確定了少數(shù)項目的修復方法之后，將按照行冗余的數(shù)目來確定利用行冗余的多數(shù)項目的修復方法。
首先，選擇被定義為多數(shù)項目的行填充項目25的第二項目，因為第二項目包含最大的用于指示故障存儲單元數(shù)目的“行內(nèi)計數(shù)”值(用圓圈表示)。與所選的行填充項目的行地址(即2)相對應的故障存儲單元被確定為利用行冗余進行修復。在列項目指針1和列項目指針2字段中分別保存與該行地址對應的各故障存儲單元的列地址。參照圖7C，在列項目指針1和列項目指針2字段中分別保存了3和4。這意味著與該行地址(即2)相對應的各故障存儲單元的列地址被分別保存在第三和第四列填充項目中(以箭頭表示)。
由于要利用行冗余來修復行填充項目25的第二項目，所以將“修復行”字段設置成1，并刪除在列項目指針1和列項目指針2字段中保存的值。此外，分別將第三和第四列填充項目中保存的“列內(nèi)計數(shù)”值減1。在這種情況下，如果被刪除的“列內(nèi)計數(shù)”值為0，就刪除該項目。
例如，在第三列填充項目中保存的“列內(nèi)計數(shù)”值變成1，在第四列填充項目中保存的“列內(nèi)計數(shù)”值變成0。因此，第四列填充項目要被刪除。圖7D示出了上述處理的結果。
如果如圖7D至7E所示重復用于確定故障存儲單元修復方法的步驟，則能夠獲得如圖7F所示的全部故障存儲單元的修復方法。
參照圖7F，在行和列填充項目25和26中分別剩下了要修復的故障存儲單元信息。所剩余的信息對應于行和列冗余的數(shù)目。利用行冗余來修復由行填充項目25指定的故障存儲單元，利用列冗余來修復由列填充項目26指定的故障存儲單元。此時，如果在行填充項目25或列填充項目26中存在尚未確定修復方法的有效項目，則對應于該項目的故障存儲單元被確定為不可修復的故障存儲單元。
例如，如果故障存儲單元以一個特定的存儲單元為基準沿各個方向成對稱分布，則這些存儲單元是不可修復的。按照本發(fā)明，根據(jù)存儲單元的位置來確定存儲單元是可修復的還是不可修復的。然而，這種故障存儲單元分布出現(xiàn)的頻率極低。因此。本發(fā)明的BISR電路及其修復方法能夠修復絕大多數(shù)的故障存儲單元。此外，BISR電路及其修復方法具有很高的修復覆蓋率。
圖8是表示利用如圖7A至7F所示步驟確定的修復方法對如圖1所示的嵌入式存儲器進行修復的修復結果的示意圖。參照圖8，可以利用嵌入式存儲器30A的行和列冗余來修復包括故障存儲單元a-j的存儲器30A。如圖8中所示的存儲器30B示出了存儲器的修復結果。
圖9是表示如圖1所示的BISR電路20操作的流程圖。參照圖9，在步驟S20，本發(fā)明的BISR電路20將故障存儲單元信息分別保存在行填充項目25和列填充項目26中。在步驟S40，按照修復效率的高低選擇行填充項目25和列填充項目26的項目，來確定各個項目的修復方法，并且，將在相應于所選項目的相對填充項目中保存的故障數(shù)目減1。因此，能夠在行和列填充項目25和26中剩下要被修復的信息。在這樣的情況下，當選擇了保存有大量故障的項目時，提高了修復效率。接下來，在步驟S60，BISR電路20通過對故障存儲單元進行邏輯修復，來為存儲器30生成修復地址。
圖10A和圖10B是表示如圖9所示的用于將故障存儲單元信息保存到行填充項目25和列填充項目26中的步驟的詳細流程圖。參照圖10A，在步驟S21，判斷是否完成嵌入式存儲器30的故障檢驗。如果完成了故障檢驗，則流程進至圖11A的步驟S41。如果沒有完成，則流程進至下一個判斷步驟S22。在步驟S22，判斷是否在嵌入式存儲器30中檢測到一個故障存儲單元F1。如果檢測該故障存儲單元，則流程進至步驟S23。在步驟S23，判斷是否在行填充項目25中有故障存儲單元F1的行地址。如果有，則在步驟S24將“行內(nèi)計數(shù)”值加1，并且流程進至步驟S25。
然而，在步驟S23，如果在行填充項目25中沒有故障存儲單元F1的行地址，則流程進至步驟S29。在步驟S29，判斷是否行填充項目25上溢。如果上溢，則確定故障存儲單元F1是不可修復的。如果沒有上溢，則在步驟S30將故障存儲單元F1的行地址保存在行填充項目25之一中，并且流程進至步驟S25。在步驟S25，將用于保存故障存儲單元F1列地址的列填充項目的位置保存在該行填充項目中，并且流程進至圖10B中所示的步驟S26。
參照圖10B，在步驟S26，判斷是否在列填充項目26中有故障存儲單元F1的列地址。如果有，則在步驟S27將“列內(nèi)計數(shù)”值加1，并且流程進至步驟S28。如果沒有，則在步驟S31，判斷是否列填充項目26上溢。如果上溢，則確定故障存儲單元F1是不可修復的。如果沒有上溢，則在步驟S32將故障存儲單元F1的列地址保存在列填充項目26之一中，然后流程進至步驟S28。在步驟S28，將用于保存故障存儲單元F1行地址的行填充項目的位置保存在該列填充項目中，然后流程返回圖10A中所示的步驟S21。
圖11A和圖11B是表示如圖9所示的用于確定故障存儲單元修復方法的步驟的詳細流程圖。首先參照圖11A，在步驟S41，按照行和列冗余的數(shù)目，將行填充項目25和列填充項目26劃分成多數(shù)項目和少數(shù)項目。在步驟S42，判斷是否少數(shù)項目的修復方法的數(shù)目確定為存儲單元行/列冗余的數(shù)目。如果是，則流程進至圖11B中示出的步驟S51。如果否，則流程進至步驟S43。在步驟S43，按照“內(nèi)計數(shù)”值的大小次序選擇少數(shù)項目之一，并確定所選項目的修復方法。接下來，在步驟S44，將所選少數(shù)項目指定的多數(shù)項目的“內(nèi)計數(shù)”值減1。在步驟S45，判斷是否被減小的“內(nèi)計數(shù)”值等于0。如果是，則流程進至步驟S46。在步驟S46，刪除具有零“內(nèi)計數(shù)”值的多數(shù)項目。如果否，則流程進至步驟S42。
接下來，參照圖11B，在步驟S51，判斷是否多數(shù)項目的修復方法的數(shù)目確定為行/列冗余的數(shù)目。如果是，則流程進至步驟S56。在步驟S56，判斷是否在多數(shù)項目或少數(shù)項目中有未確定修復方法的有效項目。如果是，則確定該項目是不可修復的。如果否，則確定該項目是可修復的項目。
在步驟S51，如果多數(shù)項目的修復方法的數(shù)目沒確定為行/列冗余的數(shù)目，則流程進至步驟S52。在步驟S52，按照“內(nèi)計數(shù)”值的大小次序選擇多數(shù)項目之一，并確定所選項目的修復方法。接下來，在步驟S53，將所選多數(shù)項目指定的少數(shù)項目的“內(nèi)計數(shù)”值減1。在步驟S54，判斷是否被減小的“內(nèi)計數(shù)”值等于0。如果是，則流程進至步驟S55。在步驟S55，刪除具有零“內(nèi)計數(shù)”值的相應少數(shù)項目，并且流程返回步驟S51。如果否，則流程返回步驟S51。
圖12示出了本發(fā)明BISR電路的修復覆蓋率的實驗結果。參照圖12，“A”是表示利用圖3A和圖3B中所示的行和列填充項目25和26的BISR電路的修復覆蓋率的曲線，“B”是表示利用圖2所示的常規(guī)填充項目的BISR電路的修復覆蓋率的曲線。X軸表示在稀疏陣列中注入的故障數(shù)目。Y軸表示修復覆蓋率。這些曲線示出了在嵌入式存儲器30的行和列冗余數(shù)日分別為3和2時的實驗結果。為了獲得圖12中示出的結果，對于多種故障數(shù)目(例如6至12個)的情況，進行了一千萬次的模擬，這樣模擬總次數(shù)為七千萬次。
在故障數(shù)目為6至12的情況下進行了模擬。如果故障數(shù)目為5，則利用任何方法均足以修復這5個故障，原因是行和列冗余的數(shù)目之和為5。因此，在故障數(shù)目為6時開始模擬。此外，在嵌入式存儲器30的行和列冗余數(shù)目分別為3和2的情況下，本發(fā)明的BISR電路和任何常規(guī)方法的BISR電路均不能修復多于2×R×C個故障(即，2×3×2=12)。因此，沒有考慮在超過12個故障的情況下的修復覆蓋率。
如圖12所示，與本發(fā)明的修復覆蓋率(用A表示)相比，常規(guī)方法的修復覆蓋率(用B表示)迅速下降。然而，即使故障數(shù)目增加，本發(fā)明的修復覆蓋率也保持基本恒定的值。
參照圖12的曲線“A”，本發(fā)明的在故障數(shù)目為12時的修復覆蓋率大于在故障數(shù)目為11時的修復覆蓋率。當故障數(shù)目為12時，在少數(shù)項目(例如列填充項目)中存在的內(nèi)計數(shù)值大于多數(shù)冗余數(shù)目(例如R=3)的項目的數(shù)目大于少數(shù)項目的數(shù)目(例如C=2)，這樣，就提高了為利用少數(shù)冗余修復故障而選擇項目的可能性。此外，在多數(shù)項目(例如行填充項目)中存在的內(nèi)計數(shù)值大于少數(shù)冗余數(shù)目(例如C=2)的項目的數(shù)目大于多數(shù)項目的數(shù)目(例如R=3)，這樣，就提高了為利用多數(shù)冗余修復故障而選擇項目的可能性。因此，本發(fā)明的在故障數(shù)目為12時的修復覆蓋率大于在故障數(shù)目為11時的修復覆蓋率。
如圖12所示，常規(guī)方法的修復覆蓋率(即“B”)隨著故障數(shù)目的增大成比例地快速下降。然而，即使故障數(shù)目增加，本發(fā)明的修復覆蓋率(即“A”)也保持基本恒定的值。此外，常規(guī)方法的修復覆蓋率(即“B”)受限于嵌入式存儲器的行和列冗余的數(shù)目。然而，本發(fā)明的修復覆蓋率(即“A”)卻不受冗余數(shù)目的影響。
因此，即使冗余數(shù)目和故障數(shù)目增加，本發(fā)明的BISR電路也能夠保持基本恒定的修復覆蓋率。因此，BISR電路能夠更精確地利用多個冗余修復在嵌入式存儲器中出現(xiàn)的故障存儲單元。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例具體展示并說明了本發(fā)明，但是本領域普通技術人員應明白，在不脫離由所附權利要求限定的本發(fā)明實質(zhì)和范圍的情況下，本發(fā)明可以有各種形式和細節(jié)上的變化。
權利要求
1．一種集成電路半導體器件，包括嵌入式存儲器，它包含多個行和列冗余；內(nèi)建自檢測電路，用于檢測存儲器的故障存儲單元；以及內(nèi)建自修復電路，用于將檢測到的故障存儲單元信息分成行信息和列信息以保存該信息，根據(jù)行信息和列信息來確定故障存儲單元的修復方法，并根據(jù)所確定的方法來生成存儲器的修復地址，其中，所述內(nèi)建自修復電路包括內(nèi)建自修復控制器，用于控制內(nèi)建自修復電路的操作；第一數(shù)據(jù)保存裝置，它包括具有多個數(shù)據(jù)字段的多個項目，用于保存故障存儲單元的行地址以及在相同行地址上出現(xiàn)的故障存儲單元的數(shù)目；第一邏輯單元，用于在內(nèi)建自修復控制器的控制下將故障存儲單元的所述行地址和所述數(shù)目保存到第一數(shù)據(jù)保存裝置中；第二數(shù)據(jù)保存裝置，它包括具有多個數(shù)據(jù)字段的多個項目，用于保存故障存儲單元的列地址以及在相同列地址上出現(xiàn)的故障存儲單元的數(shù)目；第二邏輯單元，用于在內(nèi)建自修復控制器的控制下將故障存儲單元的所述列地址和所述數(shù)目保存到第二數(shù)據(jù)保存裝置中；第三邏輯單元，用于在內(nèi)建自修復控制器的控制下，保存具有與第一和第二數(shù)據(jù)保存裝置的行和列地址相對應的列和行地址的相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置，并減小在相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置上保存的故障存儲單元數(shù)目；以及地址校驗器，用于在內(nèi)建自修復控制器的控制下根據(jù)故障存儲單元的行和列地址，生成存儲器的修復行和列地址。
2．如權利要求1所述的集成電路半導體器件，其中，內(nèi)建自修復電路首先為第一和第二數(shù)據(jù)保存裝置中具有較少項目的那一個數(shù)據(jù)保存裝置確定修復方法。
3．如權利要求1所述的集成電路半導體器件，其中，內(nèi)建自修復電路按照所保存的故障存儲單元數(shù)目的大小次序，來選擇第一或第二數(shù)據(jù)保存裝置所包含的項目，以確定第一或第二數(shù)據(jù)保存裝置的修復方法。
4．如權利要求3所述的集成電路半導體器件，其中，第三邏輯單元在為確定修復方法而要選擇一個或多個項目時，將所選項目指定的相對數(shù)據(jù)保存裝置中保存的故障存儲單元數(shù)目減1，并且，在被減小的故障存儲單元數(shù)目為零時，刪除相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目。
5．如權利要求1所述的集成電路半導體器件，其中，在第一數(shù)據(jù)保存裝置中包含的每個項目包括第一數(shù)據(jù)字段，用于指示在該項目中保存的行信息的有效性；第二數(shù)據(jù)字段，用于保存故障存儲單元的行地址；第三數(shù)據(jù)字段，用于保存具有在第二數(shù)據(jù)字段中保存的同一行地址的故障存儲單元的數(shù)目；第四數(shù)據(jù)字段，用于保存具有與第二數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元行地址相對應的列地址的第二數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置；以及第五數(shù)據(jù)字段，用于保存所確定的故障存儲單元的修復方法。
6．如權利要求5所述的集成電路半導體器件，其中，在存儲器包括R個行冗余和C個列冗余的情況下，第三數(shù)據(jù)字段包括[log2C]+1個比特，數(shù)目等于C的第四數(shù)據(jù)字段中的每一個第四數(shù)據(jù)字段包括[log2(C+CR)]個比特。
7．如權利要求5所述的集成電路半導體器件，其中，在存儲器包括R個行冗余和C個列冗余的情況下，第三數(shù)據(jù)字段由C+1個比特組成，這包括一個設置成1的最低有效位，每當檢測到具有相同行地址的故障存儲單元時，就左移該最低有效位，并且，用作位標志以指示項目位置的第四數(shù)據(jù)字段由C個比特組成。
8．如權利要求1所述的集成電路半導體器件，其中，在第二數(shù)據(jù)保存裝置中包含的每個項目包括第一數(shù)據(jù)字段，用于指示在該項目中保存的列信息的有效性；第二數(shù)據(jù)字段，用于保存故障存儲單元的列地址；第三數(shù)據(jù)字段，用于保存具有在第二數(shù)據(jù)字段中保存的同一列地址的故障存儲單元的數(shù)目；第四數(shù)據(jù)字段，用于保存具有與第二數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元列地址相對應的行地址的第一數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置；以及第五數(shù)據(jù)字段，用于保存所確定的故障存儲單元的修復方法。
9．如權利要求8所述的集成電路半導體器件，其中，在存儲器包括R個行冗余和C個列冗余的情況下，第三數(shù)據(jù)字段由[log2R]+1個比特組成，數(shù)目等于R的第四數(shù)據(jù)字段中的每一個第四數(shù)據(jù)字段由[log2(R+RC)]個比特組成。
10．如權利要求8所述的集成電路半導體器件，其中，在存儲器包括R個行冗余和C個列冗余的情況下，第三數(shù)據(jù)字段由R+1個比特組成，這包括一個設置成1的最低有效位，每當檢測到具有相同列地址的故障存儲單元時，就左移該最低有效位，并且，用作位標志來指示項目位置的第四數(shù)據(jù)字段由R個比特組成。
11．一種用于嵌入式存儲器的內(nèi)建自修復電路的自修復方法，所述嵌入式存儲器具有多個冗余，所述自修復方法包括下列步驟分別將行和列信息填入到第一和第二數(shù)據(jù)保存裝置中，其中所述行和列信息分別包括故障存儲單元的行和列地址、具有相同行和列地址的故障存儲單元的數(shù)目、以及保存有與各個行和列地址相對應的列和行地址的相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置；按照在項目中保存的故障存儲單元數(shù)目的大小次序，來選擇在第一或第二數(shù)據(jù)保存裝置中包括的一個項目，以便為數(shù)目等于行或列冗余數(shù)目的故障存儲單元確定修復方法，并且減小由所選項目指定的相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置中保存的故障存儲單元數(shù)目；以及按照所確定的修復方法生成存儲器的修復地址。
12．如權利要求11所述的自修復方法，其中，在第一數(shù)據(jù)保存裝置中包含的每個項目包括第一數(shù)據(jù)字段，用于指示在該項目中保存的行信息的有效性；第二數(shù)據(jù)字段，用于保存故障存儲單元的行地址；第三數(shù)據(jù)字段，用于保存具有在第二數(shù)據(jù)字段中保存的同一行地址的故障存儲單元的數(shù)目；第四數(shù)據(jù)字段，用于保存具有與第二數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元行地址相對應的列地址的第二數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置；以及第五數(shù)據(jù)字段，用于保存所確定的故障存儲單元的修復方法。
13．如權利要求12所述的自修復方法，其中，用于將行/列信息填入到第一/第二數(shù)據(jù)保存裝置的步驟包括下列步驟判斷是否在第一數(shù)據(jù)保存裝置中保存有一個故障存儲單元的行地址；如果在第一數(shù)據(jù)保存裝置中保存有所述故障存儲單元的行地址，則將第一數(shù)據(jù)保存裝置的第三數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元數(shù)目加1，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第二數(shù)據(jù)保存裝置的一個項目位置；如果在第一數(shù)據(jù)保存裝置中沒有保存所述故障存儲單元的行地址，則在第一數(shù)據(jù)保存裝置中保存所述行地址，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第二數(shù)據(jù)保存裝置的所述項目位置；判斷是否在第二數(shù)據(jù)保存裝置中保存有所述故障存儲單元的列地址；如果在第二數(shù)據(jù)保存裝置中保存有所述故障存儲單元的列地址，則將第二數(shù)據(jù)保存裝置的第三數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元數(shù)目加1，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第一數(shù)據(jù)保存裝置的一個項目位置；以及如果在第二數(shù)據(jù)保存裝置中沒有保存所述故障存儲單元的列地址，則在第二數(shù)據(jù)保存裝置中保存所述列地址，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第一數(shù)據(jù)保存裝置的所述項目位置。
14．如權利要求11所述的自修復方法，其中，在第二數(shù)據(jù)保存裝置中包含的每個項目包括第一數(shù)據(jù)字段，用于指示在該項目中保存的列信息的有效性；第二數(shù)據(jù)字段，用于保存故障存儲單元的列地址；第三數(shù)據(jù)字段，用于保存具有在第二數(shù)據(jù)字段中保存的同一列地址的故障存儲單元的數(shù)目；第四數(shù)據(jù)字段，用于保存具有與第二數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元列地址相對應的行地址的第一數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置；以及第五數(shù)據(jù)字段，用于保存所確定的故障存儲單元的修復方法。
15．如權利要求14所述的自修復方法，其中，用于將行/列信息填入到第一/第二數(shù)據(jù)保存裝置的步驟包括下列步驟判斷是否在第一數(shù)據(jù)保存裝置中保存有一個故障存儲單元的行地址；如果在第一數(shù)據(jù)保存裝置中保存有所述故障存儲單元的行地址，則將第一數(shù)據(jù)保存裝置的第三數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元數(shù)目加1，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第二數(shù)據(jù)保存裝置的一個項目位置；如果在第一數(shù)據(jù)保存裝置中沒有保存所述故障存儲單元的行地址，則在第一數(shù)據(jù)保存裝置中保存所述行地址，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第二數(shù)據(jù)保存裝置的所述項目位置；判斷是否在第二數(shù)據(jù)保存裝置中保存有所述故障存儲單元的列地址；如果在第二數(shù)據(jù)保存裝置中保存有所述故障存儲單元的列地址，則將第二數(shù)據(jù)保存裝置的第三數(shù)據(jù)字段中保存的故障存儲單元數(shù)目加1，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第一數(shù)據(jù)保存裝置的一個項目位置；以及如果在第二數(shù)據(jù)保存裝置中沒有保存所述故障存儲單元的列地址，則在第二數(shù)據(jù)保存裝置中保存所述列地址，并且在第四數(shù)據(jù)字段中保存第一數(shù)據(jù)保存裝置的所述項目位置。
16．如權利要求11所述的自修復方法，其中，用于確定修復方法的步驟包括下列步驟(a)在第一數(shù)據(jù)保存裝置和第二數(shù)據(jù)保存裝置中選擇具有較少項目的一個數(shù)據(jù)保存裝置；(b)按照故障存儲單元數(shù)目的大小次序選擇項目，確定所選的數(shù)據(jù)保存裝置的修復方法；(c)減小由所選項目指定的相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目位置中保存的故障存儲單元數(shù)目；(d)將步驟(b)和(c)重復與對應于所選數(shù)據(jù)保存裝置的行/列冗余數(shù)目相同的次數(shù)；(e)在第一數(shù)據(jù)保存裝置和第二數(shù)據(jù)保存裝置中選擇具有較多項目的一個數(shù)據(jù)保存裝置；以及(f)將步驟(b)和(c)重復與對應于所選數(shù)據(jù)保存裝置的行/列冗余數(shù)目相同的次數(shù)。
17．如權利要求16所述的自修復方法，其中，所確定的修復方法使用行冗余。
18．如權利要求16所述的自修復方法，其中，所確定的修復方法使用列冗余。
19．如權利要求16所述的自修復方法，其中，若被減小的故障存儲單元數(shù)目等于零，就刪除相對數(shù)據(jù)保存裝置的項目。
全文摘要
一種包括內(nèi)建自修復(BISR)電路的集成電路半導體器件。BISR電路具有用于保存嵌入式存儲器故障單元信息的多個行填充項目和多個列填充項目。尺寸對應于存儲器行和列冗余數(shù)目的行/列填充項目包括:故障單元行/列地址、相同行/列地址上出現(xiàn)的故障單元數(shù)目、保存有相對列/行地址的相對項目的位置。通過選擇行/列填充項目并刪除在其相對填充項目中保存的故障單元數(shù)目,BISR電路可以有效地根據(jù)剩余的修復信息來執(zhí)行故障單元的自修復。
文檔編號G11C29/00GK1307341SQ0011931
公開日2001年8月8日 申請日期2000年6月29日 優(yōu)先權日2000年1月28日
發(fā)明者樸鎮(zhèn)永, 金憲哲 申請人:三星電子株式會社