專利名稱：半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置的備用電路結(jié)構(gòu)，尤其涉及適合用于低價(jià)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。
以往，存儲(chǔ)單元或字線設(shè)有備用的應(yīng)急線和備用存儲(chǔ)單元，以備出現(xiàn)故障時(shí)使用。
圖5是現(xiàn)有的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的行選擇電路結(jié)構(gòu)圖。
例如，在特開(kāi)平4-143999號(hào)公報(bào)中發(fā)表的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，設(shè)有如圖5所示由主譯碼器/區(qū)段譯碼器構(gòu)成的行選擇備用電路。圖5中的行選擇電路由下述各電路構(gòu)成子字線SWL1～256的前端連接的存儲(chǔ)單元陣列;備用子字線SSWL1、2的前端連接的備用單元陣列;主字線MWL1～64;區(qū)段選擇線SSL1～4;備用主字線SMWL1～、2;根據(jù)第1行地址選擇1條主字線的主譯碼器;根據(jù)第2行地址及區(qū)段地址選擇1條區(qū)段選擇線的區(qū)段譯碼器;根據(jù)主字線和區(qū)段選擇線的電位選擇1行的區(qū)段字驅(qū)動(dòng)器SWD;備用譯碼器;以及備用區(qū)段驅(qū)動(dòng)器SSD。
如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)根據(jù)第1和第2行地址選擇的行地址是故障單元行的地址時(shí)，則由備用譯碼器選擇備用主字線SMWL1、2，由備用區(qū)段驅(qū)動(dòng)器SSD選擇1行備用單元陣列。因此，這種半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置可以便于減少備用單元陣列，每1區(qū)段可由1條備用區(qū)段字線SSWL1、2構(gòu)成。
可是，如果采用這種結(jié)構(gòu)，在將多個(gè)存儲(chǔ)單元作為1個(gè)存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)器陣列中，當(dāng)多個(gè)存儲(chǔ)塊由于多個(gè)故障地址而同時(shí)出現(xiàn)缺陷時(shí)，與這些缺陷地址有關(guān)的存儲(chǔ)塊必須有多條主字線，如果配置這么多主字線，則主譯碼器數(shù)也將增多，因此在芯片上占用面積比率增大，結(jié)果使合格率降低。
另外，如果在由多個(gè)存儲(chǔ)單元構(gòu)成的存儲(chǔ)塊的多條字線中只配置一個(gè)主譯碼器，結(jié)果雖然比較簡(jiǎn)單，但按原來(lái)的方式配置備用線時(shí)，則每1行(1個(gè)單元)都需要1條主字線，因此其譯碼器難以配置。
另外，每次替換存儲(chǔ)塊時(shí)，還要將許多良好的字線替換成所增加的備用字線群，因此存在應(yīng)急替換效率低的問(wèn)題。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是解決這些現(xiàn)有的課題，提供這樣一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，即在將多個(gè)存儲(chǔ)單元作為一個(gè)存儲(chǔ)塊、且具有用主字線及存儲(chǔ)單元的字線進(jìn)行分級(jí)的行譯碼器電路的字線分塊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，當(dāng)在不同的多個(gè)存儲(chǔ)塊中出現(xiàn)故障地址時(shí)，可以不需要配置與含有各個(gè)故障地址的故障存儲(chǔ)塊的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的主字線，從而可以減少驅(qū)動(dòng)主字線用的主驅(qū)動(dòng)器個(gè)數(shù)、降低主驅(qū)動(dòng)器占用芯片面積的比率。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種能防止增加備用電路的主驅(qū)動(dòng)器的占有面積的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是針對(duì)使存儲(chǔ)塊產(chǎn)生故障的雜質(zhì)量大小及有缺陷的結(jié)晶粒徑大小等，對(duì)替換正常的字線的備用字線的條數(shù)進(jìn)行正?；姆謮K，從而提供一種合格率高的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。
為了達(dá)到上述目的，(一)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置如

圖1所示，它由用第1行地址選擇的正常主字線(8)和從多條存儲(chǔ)單元的字線(28)中選擇1條字線的第2行地址產(chǎn)生的子字選擇線(12)構(gòu)成的分級(jí)譯碼器電路構(gòu)成，在該半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，用第2行地址中的一部分地址對(duì)沿正常存儲(chǔ)器陣列(32)內(nèi)的行向及列向配置的正常存儲(chǔ)塊(50)和備用存儲(chǔ)器陣列(34)內(nèi)的備用存儲(chǔ)塊(52)的字線(28)進(jìn)行分塊，將其分成由多條字線構(gòu)成的字線群(26)。這時(shí)，由進(jìn)行外部地址和預(yù)先存儲(chǔ)的故障地址的一致性比較的一致比較電路(P0～P3)構(gòu)成的備用譯碼器(20)，其結(jié)構(gòu)是根據(jù)一致比較電路輸出的一致檢測(cè)信號(hào)(HIT0-HIT3)的邏輯和，在進(jìn)行故障地址的應(yīng)急動(dòng)作時(shí)，禁止選擇正常主字線(8)，而選擇備用主字線(22)。此外，由一致比較電路進(jìn)行比較的故障地址由選擇正常主字線(8)用的第1行地址和對(duì)正常及備用的存儲(chǔ)塊進(jìn)行分塊的第2行地址構(gòu)成。
因此，正常存儲(chǔ)器陣列(32)中的任意正常存儲(chǔ)塊(50)中至少能置換一個(gè)字線群(26)，以及備用存儲(chǔ)器陣列(34)中的備用存儲(chǔ)塊(52)中至少能置換一個(gè)字線群(26)。
(二)在本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，如圖2所示，子譯碼器(10)經(jīng)過(guò)輸入第2行地址(圖2中的A0～A2)后，通過(guò)子字選擇線(12)連接在同樣的正常及備用的端子上，分別向正常存儲(chǔ)器陣列(32)及備用存儲(chǔ)器陣列(34)的各子驅(qū)動(dòng)器(SD00～SD313，SDR1～SDR3)輸入信號(hào)，一致比較電路(P0～P3)的故障地址的存儲(chǔ)內(nèi)容，作為替代在上述子驅(qū)動(dòng)器內(nèi)選定的字線的第2行地址中除地址A0以外的一部分地址(A1～A7)之用。
(三)在本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，如圖3所示，在結(jié)構(gòu)上增加了子驅(qū)動(dòng)器譯碼器(36)和三態(tài)驅(qū)動(dòng)器(38)。此外，子譯碼器(10)輸入第2行地址A0，子驅(qū)動(dòng)器譯碼器(36)輸入第2行地址中冗余地址A1～A2。另外，一致比較電路的一致檢測(cè)信號(hào)(HIT0～HIT3)分別連接在三態(tài)驅(qū)動(dòng)器(38)和子譯碼器(10)之間的連接線上。
正常存儲(chǔ)塊(50)中的一個(gè)字線群(26)和備用存儲(chǔ)塊(52)中的一個(gè)字線群(26)中的字線條數(shù)相同。另外上述第1及第2行地址數(shù)及分塊方法，僅僅是作為解決本發(fā)明的課題而采用的方法進(jìn)行的說(shuō)明，但地址數(shù)不受此限。
因此，由于是采用以新備用電路進(jìn)行替換的方法，所以能實(shí)現(xiàn)最小的備用電路面積，而且能提高芯片的合格率。
在本發(fā)明中，如圖1所示的在正常主字線(8)即使有故障單元沿行向擴(kuò)及到多個(gè)不同的正常存儲(chǔ)塊(50)中，利用一條備用主字線(22)也能將上述多個(gè)不同的正常存儲(chǔ)塊(50)各個(gè)分塊的字線群(28)中的一個(gè)用備用存儲(chǔ)塊(52)中的一個(gè)字線群(26)進(jìn)行替換。另外，根據(jù)正常存儲(chǔ)塊和備用存儲(chǔ)塊的上述分塊數(shù)，能確定能夠彌補(bǔ)故障規(guī)模的大小和一次能夠替換的字線的條數(shù)。特別是在不增加驅(qū)動(dòng)備用主字線(22)的主驅(qū)動(dòng)器(6)個(gè)數(shù)的條件下，就能增加能夠?qū)收献志€進(jìn)行彌補(bǔ)的字線數(shù)。因此能減少主驅(qū)動(dòng)器的面積，而提高芯片的合格率。
在本發(fā)明中，如圖1所示，以與正常存儲(chǔ)器陣列(32)中任意一條主字線(8)相連接的字線群(26)為單位，在使其分別與其相對(duì)應(yīng)的子驅(qū)動(dòng)器的地址選擇順序固定的具體條件下，能使含有故障單元的正常存儲(chǔ)字塊(50)中的子驅(qū)動(dòng)器被與其順序?qū)?yīng)的備用字線群(26)進(jìn)行替換。
在本發(fā)明中，如圖3所示，正常動(dòng)作時(shí)，第2行地址A0～A2輸入到子譯碼器(10)中，由子驅(qū)動(dòng)器從一個(gè)正常存儲(chǔ)器陣列中選擇字線。另一方面，在進(jìn)行彌補(bǔ)動(dòng)作時(shí)，設(shè)定一致檢測(cè)信號(hào)HIT0～HIT3的信息，選擇子驅(qū)動(dòng)器，替代第2行地址A0～A2，選擇備用存儲(chǔ)塊(52)中的任意的一個(gè)子驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)行地址A0，選擇其中規(guī)定的字線。
結(jié)果，半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置在驅(qū)動(dòng)正常存儲(chǔ)器陣列中的存儲(chǔ)塊的子驅(qū)動(dòng)器單元中，根據(jù)與備用存儲(chǔ)區(qū)的子驅(qū)動(dòng)器的一致檢測(cè)信號(hào)，能自由替換各個(gè)正常存儲(chǔ)塊分塊的子驅(qū)動(dòng)器的位置。特別是驅(qū)動(dòng)子驅(qū)動(dòng)器的子字選擇線12的配線數(shù)與圖3所示的條數(shù)相同即可，因此與多條不同正常主字線相對(duì)應(yīng)的自由替換的子驅(qū)動(dòng)器與子字選擇線12的信號(hào)數(shù)相同，因此不用增加任何設(shè)計(jì)面積。
圖1是表示本發(fā)明的第1個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的區(qū)段圖。
圖2是表示本發(fā)明的第2個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的區(qū)段圖。
圖3是表示本發(fā)明的第3個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的區(qū)段圖。
圖4是表示本發(fā)明的第4個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的區(qū)段圖。
圖5是表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的行選擇電路的電路圖。
圖中2半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置3備用子驅(qū)動(dòng)器4正常譯碼器6主驅(qū)動(dòng)器8正常主字線10子譯碼器12子字選擇線
14子驅(qū)動(dòng)器群16正常子驅(qū)動(dòng)器群26字線群28字線30備用子驅(qū)動(dòng)器群50正常存儲(chǔ)區(qū)52備用存儲(chǔ)區(qū)SD00～SD633正常子驅(qū)動(dòng)器SDR0～SDR32正常存儲(chǔ)器陣列34備用存儲(chǔ)器陣列40帶子驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)器陣列A0～A12行地址20備用譯碼器22備用主字線24禁止選擇信號(hào)P0～P3一致比較電路HIT0～HIT3一致檢測(cè)信號(hào)W00～W317正常字線SW00～SW31備用字線A0～A2第2行地址A3～A7第1行地址
A～D故障行或故障存儲(chǔ)單元36子驅(qū)動(dòng)器譯碼器38三態(tài)型驅(qū)動(dòng)器A0從2條字線中選擇其中的一個(gè)行用的地址A1～A2從子驅(qū)動(dòng)器選擇其一個(gè)行用的地址E～H故障行或故障存儲(chǔ)單元下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的區(qū)段圖。
在圖1中，2是存儲(chǔ)信息的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置、4是正常譯碼器、6是主驅(qū)動(dòng)器、10是子譯碼器、12是子字選擇線。另外，8是正常主字線、28是選擇多個(gè)存儲(chǔ)單元用的多條字線、50是通過(guò)由正常主字線8及字線28構(gòu)成的分級(jí)譯碼電路選擇的由多個(gè)存儲(chǔ)單元組成的正常存儲(chǔ)塊52、是至少與正常存儲(chǔ)塊50的結(jié)構(gòu)相同。作為備用的備用存儲(chǔ)塊。另外，各SD00～SD633是驅(qū)動(dòng)正常存儲(chǔ)塊50內(nèi)的各存儲(chǔ)單元的字線、由多個(gè)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的正常子驅(qū)動(dòng)器，同樣，SDR0～SDR3是驅(qū)動(dòng)備用存儲(chǔ)塊52內(nèi)的各存儲(chǔ)單元的字線的備用子驅(qū)動(dòng)器。
在圖1中，26表示每個(gè)上述子驅(qū)動(dòng)器的例如SD00的字線群，14表示訪問(wèn)每條正?；騻溆弥髯志€8、22的子驅(qū)動(dòng)器SD00～SD633和SDR0～SDR3的子驅(qū)動(dòng)器群。16表示由多個(gè)子驅(qū)動(dòng)器群14構(gòu)成的正常子驅(qū)動(dòng)器群，30是由子驅(qū)動(dòng)器群14構(gòu)成的備用子驅(qū)動(dòng)器群。圖中，備用主字線22表示以1條為例的主字線。另一方面，32表示沿行向及列向多個(gè)配置正常存儲(chǔ)塊50的正常存儲(chǔ)器陣列，34表示由備用存儲(chǔ)塊52構(gòu)成、沿行向至少配置1行的備用存儲(chǔ)器陣列。A0～A12是選擇行向的地址信號(hào)，20是備用譯碼器，22是備用主字線，24是用于選擇備用主字線22、禁止選擇正常主字線8的選擇禁止信號(hào)，P0～P3分別是將正常存儲(chǔ)器陣列32的故障地址存儲(chǔ)在子地址的選擇地址單元中，且與外部地址進(jìn)行一致比較的一致比較電路，HIT0～HIT3分別表示該一致比較電路P0～P3的一致檢測(cè)信號(hào)。
該一致檢測(cè)信號(hào)HIT0～HIT3，例如，檢出一致時(shí)是高電平，則其邏輯和禁止選擇正常主字線8。40表示列向存儲(chǔ)器的配置結(jié)構(gòu)，是由子驅(qū)動(dòng)器群16、30和存儲(chǔ)器陣列32、34構(gòu)成的至少一個(gè)以上的帶子驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)器陣列。
其次，用圖1說(shuō)明將分級(jí)后的行譯碼器譯出的正常存儲(chǔ)器陣列32的故障地址利用備用存儲(chǔ)器陣列34進(jìn)行替換的工作原理。
首先，在無(wú)需作彌補(bǔ)動(dòng)作正常工作條件下，由正常譯碼器4根據(jù)來(lái)自行地址中一個(gè)分塊的第1行地址A7～A12的輸入，由64條主字線中選定一條主字線。然后，由子譯碼器10根據(jù)行地址中的冗余部分的第2行地址A0～A6，并根據(jù)選定的既定主字線8的電位，從正常存儲(chǔ)塊50中的128條字線中選定1行字線。
另一方面，在進(jìn)行彌補(bǔ)的動(dòng)作中，一致比較電路P0～P3除了輸入第1行地址A7～A12以外，還輸入第2行地址中的一部分存儲(chǔ)塊分塊的A5、A6的地址。此時(shí)，當(dāng)按程序存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)在備用譯碼器20的P0～P3中的故障地址和外部地址一致時(shí)，即當(dāng)行地址A5～A12是的正常存儲(chǔ)器陣列中存在故障地址時(shí)，根據(jù)一致比較電路的一致檢測(cè)信號(hào)HIT0～HIT3的邏輯和的選擇禁止信號(hào)24，禁止主驅(qū)動(dòng)器6的選擇動(dòng)作。與此同時(shí)，由備用譯碼器20選擇備用主字線22。其結(jié)果，根據(jù)被選定的備用主字線22的電位，選擇由備用存儲(chǔ)區(qū)52規(guī)定的子驅(qū)動(dòng)器中相應(yīng)的字線群28，并選擇該字線群26內(nèi)的1行。
圖1中的一個(gè)備用主字線22在遇到故障地址擴(kuò)及到多條正常主字線8時(shí)，也能分別由備用主字線22中所含不同的正常主字線8的各個(gè)字線群28的多個(gè)字線群26進(jìn)行替換。在本實(shí)施例中，由第2行地址的一部分A5、A6將存儲(chǔ)塊分成4個(gè)分塊，備用主字線22能對(duì)字線群26中的4個(gè)群進(jìn)行彌補(bǔ)在地址位為A0～A6中，則為27＝128，因此，在字群26中能夠得到補(bǔ)救的故障字線數(shù)最多可達(dá)32(＝128÷4)條。因此，在不增加驅(qū)動(dòng)器個(gè)數(shù)的條件下由備用主字線22驅(qū)動(dòng)的有關(guān)主驅(qū)動(dòng)器6，就能夠增加可彌補(bǔ)的字線條線。
結(jié)果是可以由此減少主驅(qū)動(dòng)器6的面積，提高芯片的合格率。另外，無(wú)需增加子譯碼器10就能增加字線的彌補(bǔ)條數(shù)。另外，行地址規(guī)模的大小以及第1和第2條地址(A7～A12、A0～A6)數(shù)的分配方式等，都是為了說(shuō)明本實(shí)施例而使用的一個(gè)示例，其地址數(shù)及地址的劃分并不受此限。即根據(jù)存儲(chǔ)器容量的大小或存儲(chǔ)器陣列的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行種種變化，考慮地址的分配方法時(shí)，只要能使存儲(chǔ)器的電氣特性和芯片面積最佳化即可。
其次，用圖2所示的區(qū)段圖說(shuō)明本發(fā)明的第2個(gè)實(shí)施例。
圖2是圖1中所示的備用電路的一個(gè)具體實(shí)施例的區(qū)段圖。
在圖2中，與圖1相同的部分標(biāo)以相同的編號(hào)，現(xiàn)只說(shuō)明不同部分的符號(hào)。WOO～W317表示正常存儲(chǔ)器陣列32內(nèi)的存儲(chǔ)單元的字線，SW00～SW31表示備用存儲(chǔ)器陣列32內(nèi)的存儲(chǔ)單元的字線。
A0～A7是行地址，A3～A7是第1行地址，A0～A2是第2行地址，正常存儲(chǔ)器陣列16中用斜線表示的子驅(qū)動(dòng)器SD01、SD10、SD22、SD23分別用符號(hào)A～D表示是故障行或故障存儲(chǔ)單元。這些故障地址以予地址的選擇地址為單元，存儲(chǔ)在備用譯碼器20內(nèi)的一致比較電路P0～P3中。子字選擇線12分別是正常存儲(chǔ)器陣列32及備用存儲(chǔ)器陣列34的子驅(qū)動(dòng)器DS00～SD313和SDR1～SDR3的輸入線路，分別連接在相同的端子上。
其次說(shuō)明本實(shí)施例的工作原理。在正常工作條件下，與圖1不同之處僅僅是行地址條數(shù)和第1及第2行地址的分配方式不同，而基本工作方式相同。
例如，正常存儲(chǔ)器陣列32的譯碼器通過(guò)正常譯碼器4選擇1條主字線8，再用譯碼器10輸出用的子字選擇線12使規(guī)定的字線有1行處于激活狀態(tài)。這時(shí)，在備用譯碼器20中，由于備用主字線22是低電平，所以備用存儲(chǔ)器陣列34處于非選擇狀態(tài)。
如果不是這樣，而是處于彌補(bǔ)工作方式時(shí)，與圖1相同，備用譯碼器20的一致比較電路P0～P3輸出的一致檢測(cè)信號(hào)HIT0～HIT3中的任何一個(gè)都是高電平。結(jié)果，正常存儲(chǔ)器陣列32一側(cè)的主驅(qū)動(dòng)器6處于非激活狀態(tài)，備用存儲(chǔ)器陣列34一側(cè)的備用主字線22處于激活狀態(tài)，由子譯碼器10選擇與故障地址相對(duì)應(yīng)的規(guī)定備用存儲(chǔ)區(qū)52的子驅(qū)動(dòng)器SDR0～SDR3中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)地址A0，利用備用存儲(chǔ)單元進(jìn)行替換。例如，驅(qū)動(dòng)圖2中B點(diǎn)故障的字線W11所連接的子驅(qū)動(dòng)器SD10，在一致比較電路P1中，該故障地址與外部行地址A1～A7經(jīng)過(guò)一致比較后，選擇與正常子驅(qū)動(dòng)器14中的SD10一對(duì)應(yīng)配置的備用子驅(qū)動(dòng)器14中的SDR1，根據(jù)上述地址A0，作為SW11的備用替換字線(參照箭頭)。
按照同樣的方法，其它A、C、D點(diǎn)的故障地址分別用同樣的備用主字線22上的子驅(qū)動(dòng)器SDR0、SDR2、SDR3進(jìn)行替換(參照箭頭)。
由于具有上述結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置2將與正常存儲(chǔ)器陣列32的任意主字線連接的多個(gè)子驅(qū)動(dòng)器中的一個(gè)作為單位，在正常的與備用的存儲(chǔ)塊中的選擇子驅(qū)動(dòng)器的地址進(jìn)行共同連接，根據(jù)具體要求，使其接連在含有故障單元的正常子驅(qū)動(dòng)器的字線群26上，以便可用驅(qū)動(dòng)器的字線群26替換前者。另外，由于半導(dǎo)體裝置可用1條備用主字線補(bǔ)救多個(gè)不同的正常主字線中的故障，因此與現(xiàn)有的以主字線或單位存儲(chǔ)字塊為單位的置換方式相比較，可以預(yù)期會(huì)對(duì)合格率有所提高。
本實(shí)施例中所述的第1和第2行地址條數(shù)及這些地址的分塊方式隨著存儲(chǔ)裝置規(guī)模的大小而有所不同，所以不受上述地址值所限。例如，每個(gè)子驅(qū)動(dòng)器連接的字線數(shù)可以由1條以上的任意條構(gòu)成。另外，在本實(shí)施例中，統(tǒng)一彌補(bǔ)的字線數(shù)或存儲(chǔ)塊的分塊數(shù)反映出作為合格率的主要因素的加工方面的結(jié)晶缺陷及塵埃等的粒徑大小，字線群26中的字線數(shù)的多少最好是根據(jù)與該缺陷粒徑相同或小于該粒徑的程度進(jìn)行考慮。當(dāng)正常主字線本身有故障時(shí)，當(dāng)然要替換每個(gè)存儲(chǔ)塊，這要預(yù)先經(jīng)過(guò)一致比較電路處理，然后再替換與存儲(chǔ)字塊50的規(guī)模大小相當(dāng)?shù)淖域?qū)動(dòng)器、在本實(shí)施例中為4個(gè)。
圖3是表示本發(fā)明的第3個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的區(qū)段圖。
圖3所示是對(duì)圖2中的裝置經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)。在圖3中與圖相同的部分標(biāo)以相同符號(hào)，說(shuō)明從略。
圖3中的36表示子驅(qū)動(dòng)器譯碼器，38表示三態(tài)驅(qū)動(dòng)器。A0～A2是第2行地址，A0是選擇子驅(qū)動(dòng)器SD00～SD313或SDR0～SDR3的輸出的2條字線中的任意哪一條用的行地址，A1～A2是選擇正常存儲(chǔ)塊內(nèi)的一個(gè)子驅(qū)動(dòng)器的行地址。E～H是故障行或故障存儲(chǔ)單元，用斜線表示的子驅(qū)動(dòng)器SD01、SD11、SD22、SD23分別與上述E～H字母相對(duì)應(yīng)，分別是存儲(chǔ)在子驅(qū)動(dòng)器的選擇地址單元中的一致比較電路P0～P3的故障地址。
其次，說(shuō)明本實(shí)施例的工作原理。在正常工作條件下，子驅(qū)動(dòng)器譯碼器36和三態(tài)驅(qū)動(dòng)器38都處于激活狀態(tài)，一致檢測(cè)信號(hào)HIT0～HIT3處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，子驅(qū)動(dòng)器譯碼器36的輸出信號(hào)直接作為子譯碼器10的輸入信號(hào)。因此，子譯碼器10經(jīng)過(guò)輸入第2行地址A0～A2的輸入信號(hào)之后動(dòng)作。結(jié)果如圖3所示，經(jīng)過(guò)正常主字線8及子譯碼器10輸出之后，使字線進(jìn)行選擇動(dòng)作。
另一方面，在進(jìn)行彌補(bǔ)動(dòng)作時(shí)，當(dāng)一致比較電路P0～P3中存儲(chǔ)的故障地址，即子驅(qū)動(dòng)器的選擇地址，與外部地址A1～A7的比較結(jié)果一致時(shí)，其輸入信號(hào)，即選擇禁止信號(hào)24，為高電平。因此，在進(jìn)行正常工作時(shí)，子譯碼器10的輸入信號(hào)的子驅(qū)動(dòng)器譯碼器36的輸出信號(hào)通過(guò)三態(tài)驅(qū)動(dòng)器38，就產(chǎn)生高阻抗的輸出信號(hào)。
另一方面，當(dāng)向子譯碼器10進(jìn)行輸入時(shí)，在一致比較信號(hào)HIT0～HIT3中若有一個(gè)是高電平，其它則為低電平。結(jié)果使與上述HIT0～HIT3中的一個(gè)高電平信號(hào)相對(duì)應(yīng)的備用主字線22的子驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行規(guī)定的字線的選擇動(dòng)作。例如，圖3中的E點(diǎn)所指是正常存儲(chǔ)字塊50中的第2個(gè)子驅(qū)動(dòng)器位置處的字線W02的故障地址，該故障行地址作為子驅(qū)動(dòng)器的選擇地址單位存儲(chǔ)在一致比較電路P0中。
進(jìn)行彌補(bǔ)動(dòng)作時(shí)，當(dāng)外部地址A1～A7與該一致比較電路P0中存儲(chǔ)的子驅(qū)動(dòng)器SD01的選擇地址一致時(shí)，一致比較信號(hào)HIT0為高電平。另一方面，由于其它的HIT1～HIT3為低電平，所以通過(guò)子譯碼器10選擇備用存儲(chǔ)備用存儲(chǔ)塊52中的第1個(gè)子驅(qū)動(dòng)器SDR0，根據(jù)地址A0選擇備用字線SW00。
另外，F(xiàn)點(diǎn)是正常存儲(chǔ)區(qū)50中與上述相同的第2個(gè)子驅(qū)動(dòng)器位置處的字線W13的故障地址，該子驅(qū)動(dòng)器的選擇地址存儲(chǔ)在一致比較電路P1中，其一致比較信號(hào)HIT1選擇備用的第2個(gè)子驅(qū)動(dòng)器SDR1。按同樣方法，其它故障地址H、H點(diǎn)分別由同一備用主字線22的子驅(qū)動(dòng)器SDR2、SDR3進(jìn)行替換。
這樣，在本實(shí)施例中，與多個(gè)不同主字線8相對(duì)應(yīng)的子字選擇線12不是按圖2所示的規(guī)定地址來(lái)替換與其相對(duì)應(yīng)的子驅(qū)動(dòng)器，而是能夠與任意一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的位置自由替換。特別是由于使驅(qū)動(dòng)子驅(qū)動(dòng)器的子字選擇線12的配線數(shù)與圖2中的配線數(shù)相同，所以無(wú)需增加子譯碼器以后的存儲(chǔ)陣列內(nèi)的配線，就能與不同的主字線8相對(duì)應(yīng)的任意一個(gè)子驅(qū)動(dòng)器的位置自由進(jìn)行彌補(bǔ)替換。即，在本實(shí)施例中，除了子驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器陣列等的配置方式以外，由于對(duì)彌補(bǔ)位置進(jìn)行解碼，所以主驅(qū)動(dòng)器、子驅(qū)動(dòng)器及存儲(chǔ)器陣列的配置方式不會(huì)受到任何影響，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
在無(wú)需進(jìn)行彌補(bǔ)的正常工作條件下，一致檢測(cè)信號(hào)HIT0～HIT3的輸出處于高阻抗即斷路狀態(tài);在此正常工作狀態(tài)下，它們的邏輯和輸出的選擇禁止信號(hào)24為低電平，在進(jìn)行彌補(bǔ)工作狀態(tài)下則為高電平的邏輯結(jié)構(gòu)，所以驅(qū)動(dòng)器6不會(huì)有誤動(dòng)作。另外，上述的彌補(bǔ)替換動(dòng)作不是使用三態(tài)驅(qū)動(dòng)器38，即使是采用NAND、NOR等邏輯電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也能實(shí)現(xiàn)相同的替換動(dòng)作。
另一方面，本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置不受上述存儲(chǔ)塊的限制，可以采用分級(jí)式的陣列結(jié)構(gòu)，該分級(jí)結(jié)構(gòu)是由含有主字線和多條字線的存儲(chǔ)單元構(gòu)成的存儲(chǔ)塊。而且行地址規(guī)模的大小、行地址的第1和第2地址的分配方式等，也可以根據(jù)需要變更。另外按照上述實(shí)施例的圖1中所示，子譯碼器10輸出信號(hào)所用的多個(gè)子字選擇線12雖然是采用帶子驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)器陣列40沿列向用同一地址信號(hào)的配置方式，但正常存儲(chǔ)塊的子驅(qū)動(dòng)器和備用存儲(chǔ)塊的子驅(qū)動(dòng)器卻是按規(guī)定的列、即在帶子驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)器陣列40是按行向地址對(duì)應(yīng)配置的，當(dāng)涉及在子字選擇線12上沿列向選擇存儲(chǔ)器陣列的有關(guān)地址時(shí)，也能同樣可以采用上述實(shí)施例。
圖4是表示本發(fā)明的第4個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的區(qū)段圖。
在圖4中與圖1相同的部分標(biāo)以相同的編號(hào)，說(shuō)明從略。在圖4中，12’是m條地址解碼信號(hào)線的輸出信號(hào)，這就是從地址A0～A6選擇64條字線的子字選擇線，根據(jù)選擇禁止信號(hào)24的邏輯，禁止對(duì)它的選擇。60是在子驅(qū)動(dòng)器群14中增加的區(qū)塊內(nèi)部備用子驅(qū)動(dòng)器，62是它的輸出信號(hào)用的備用字線，64是存儲(chǔ)塊50內(nèi)部至少備有1個(gè)單元以上的備用存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)塊。
這樣，在本實(shí)施例中，由于在存儲(chǔ)塊50內(nèi)設(shè)有備用子驅(qū)動(dòng)器60及補(bǔ)救線62，所以能夠用它在該區(qū)內(nèi)附加的備用彌補(bǔ)線來(lái)替換該區(qū)50內(nèi)產(chǎn)生的故障存儲(chǔ)單元或故障字線。
在本實(shí)施例中，在無(wú)故障地址的正常情況下，子驅(qū)動(dòng)器群14的多條字線28不是利用選擇禁止信號(hào)來(lái)禁止選擇，而是被激活。另外，由于一致檢測(cè)信號(hào)HIT0～HIT3是處于非選擇狀態(tài)。所以備用字線62是處于非激活狀態(tài)。
另一方面，當(dāng)存在故障地址時(shí)，也就是在進(jìn)行彌補(bǔ)工作時(shí)，就要根據(jù)選擇禁止信號(hào)24禁止選擇上述字線28，在區(qū)塊內(nèi)部的備用子驅(qū)動(dòng)器60中，通過(guò)與故障地址相對(duì)應(yīng)的一致檢測(cè)信號(hào)HIT0～HIT3所進(jìn)行的選擇激活方式和主字線8的選擇激活方式來(lái)選擇備用字線62。
因此，與上述圖1～圖3的情況相比較，由于不需要備用主字線22和與其相關(guān)的電路，所以能夠簡(jiǎn)化備用字線的驅(qū)動(dòng)電路，還能減少面積，這是其優(yōu)點(diǎn)。
在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝中使用的器件有MOS晶體管或雙極性晶體管或由這些器件組成的ROM、紫外線可擦電寫(xiě)入的E-PROM、電可擦寫(xiě)入的EEPROM、除多存儲(chǔ)單元的統(tǒng)一快速可擦EEP-ROM等非易失性存儲(chǔ)器、DRAM、SRAM等存儲(chǔ)器、多接口存儲(chǔ)器、此外，具有奇偶校驗(yàn)位及糾錯(cuò)碼用備用位的存儲(chǔ)器、以及含有這些存儲(chǔ)器的組合存儲(chǔ)器或帶存儲(chǔ)器的邏輯LSI等也同樣完全適用。另外，在無(wú)導(dǎo)線陣列結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)裝置中，由于多個(gè)存儲(chǔ)單元只設(shè)一條導(dǎo)線，作為收發(fā)信息的數(shù)據(jù)線之用，所以單元面積小，位置窄狹無(wú)法重復(fù)配置字線，也很難配置正?；騻溆米g碼器、主驅(qū)動(dòng)器等。因此，本實(shí)施例能夠作到由主譯碼器和子譯碼器構(gòu)成分級(jí)式的行譯碼電路，無(wú)需增加任何子字選擇線的信號(hào)數(shù)，所以具有減少主驅(qū)動(dòng)器面積的效果。
另一方面，在上述實(shí)施例中，雖然是采用例如將半導(dǎo)體裝置中的正常存儲(chǔ)塊的多條字線統(tǒng)一替換的方法，但在以區(qū)段中的位的多少，例如256個(gè)位組、512個(gè)位組、……等概念來(lái)管理信息時(shí)，也可以用與其位數(shù)相對(duì)應(yīng)的方式將多條字線匯集在一起，或使正常存儲(chǔ)塊的分塊數(shù)與區(qū)段相對(duì)應(yīng)進(jìn)行彌補(bǔ)。就是說(shuō)，在不超過(guò)示本發(fā)明的基本構(gòu)思的技術(shù)范圍內(nèi)，可以作各種各樣的改變后實(shí)施。
如上所述，如果采用本發(fā)明，由于在存儲(chǔ)備用電路的故障地址、并與外部地址進(jìn)行比較的一致比較電路中除了選擇主字線用的第1行地址外，又增加選擇第2行一部分地址的子驅(qū)動(dòng)器用的行地址，因此在不增加主驅(qū)動(dòng)器個(gè)數(shù)的條件下，就能增加可彌補(bǔ)的線數(shù)。另外，通過(guò)與缺陷規(guī)模的大小相對(duì)應(yīng)，使存儲(chǔ)字塊的分塊數(shù)能夠同時(shí)替換字線條數(shù)合理化，能夠減小芯片面積，同時(shí)能提高產(chǎn)品的合格率。
權(quán)利要求
1.一種由正常存儲(chǔ)器陣列和冗余備用存儲(chǔ)器陣列構(gòu)成的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，正常存儲(chǔ)器陣列是由多個(gè)沿行向和列向配置的規(guī)定數(shù)量的存儲(chǔ)單元構(gòu)成的存儲(chǔ)塊，冗余備用存儲(chǔ)器陣列是沿行向配置的至少有一行以上的存儲(chǔ)塊，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的特征為備有(1)選擇正常存儲(chǔ)器陣列中的存儲(chǔ)塊群用的多條主字線；分別選擇存儲(chǔ)塊的多條字線；至少選擇備用存儲(chǔ)器陣列中的存儲(chǔ)塊的、至少在一條以上的備用主字線；以及分別選擇上述存儲(chǔ)塊用的多條備用字線；(2)根據(jù)行地址的一個(gè)分段中的第1行地址，從多條主字線中選定一條主字線用的正常譯碼器；選擇備用主字線用的備用譯碼器；以及輸出正常和備用主譯碼器信號(hào)用的主驅(qū)動(dòng)器；(3)根據(jù)行地址中剩余部分的第2行地址，從存儲(chǔ)塊的數(shù)行中選定1行用的子譯碼器和驅(qū)動(dòng)該子譯碼器的輸出信號(hào)用的子驅(qū)動(dòng)器；(4)以第1行地址和第2行地址中的一部分地址為基準(zhǔn)，如果該行地址在上述正常存儲(chǔ)器陣列中存在故障單元行的地址，就向驅(qū)動(dòng)正常存儲(chǔ)器陣列的正常主字線主驅(qū)動(dòng)器發(fā)送禁止選擇信號(hào)、禁止選擇動(dòng)作；于是上述備用譯碼器即針對(duì)和正常存儲(chǔ)器陣列中的正常主字線相對(duì)應(yīng)的備用主字線進(jìn)行選擇操作、在上述備用存儲(chǔ)器陣列的存儲(chǔ)塊中至少要從較比規(guī)定數(shù)量少的存儲(chǔ)單元構(gòu)成的存儲(chǔ)塊單元中至少要選定一個(gè)單元用的子譯碼器；以及根據(jù)該子譯碼器的信號(hào)驅(qū)動(dòng)備用存儲(chǔ)區(qū)的備用字線的子驅(qū)動(dòng)器。
2.由多個(gè)沿行向和列向配置、由多個(gè)存儲(chǔ)單元構(gòu)成的存儲(chǔ)塊的正常存儲(chǔ)器陣列和冗余備用存儲(chǔ)器陣列構(gòu)成的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征為它由下列部分構(gòu)成。(1)將上述存儲(chǔ)塊所有的m條字線的存儲(chǔ)單元作為第1存儲(chǔ)塊、由多個(gè)第1存儲(chǔ)塊構(gòu)成的正常存儲(chǔ)器陣列;選擇第1存儲(chǔ)塊用的正常譯碼器;從第1存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)單元中選出任意一個(gè)存儲(chǔ)單元字線的子譯碼器;根據(jù)該子譯碼器的信號(hào)驅(qū)動(dòng)正常存儲(chǔ)塊內(nèi)的存儲(chǔ)單元字線用的子驅(qū)動(dòng)器;(2)將彌補(bǔ)正常存儲(chǔ)器陣列用的備用存儲(chǔ)塊作為由有幾條字線的存儲(chǔ)單元構(gòu)成的第2存儲(chǔ)塊(子塊)，由若多個(gè)第2存儲(chǔ)塊構(gòu)成的備用存儲(chǔ)器陣列;選擇第2存儲(chǔ)塊用的備用譯碼器;選擇第2存儲(chǔ)塊中任意存儲(chǔ)單元用的子譯碼器;根據(jù)上述子譯碼器的信號(hào)驅(qū)動(dòng)備用存儲(chǔ)塊內(nèi)的存儲(chǔ)單元字線用的子驅(qū)動(dòng)器;(3)上述備用譯碼器經(jīng)過(guò)采用可以進(jìn)行外部編程處理程序元件的故障地址的存儲(chǔ)部分和對(duì)該故障地址同外部地址進(jìn)行一致比較的至少在一個(gè)以上的一致比較電路構(gòu)成，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的故障補(bǔ)救方法是與正常存儲(chǔ)器陣列的第1存儲(chǔ)字塊相對(duì)應(yīng)的備用存儲(chǔ)器陣列的第2存儲(chǔ)字塊的n條字線的存儲(chǔ)單元，以至少為多條且為2的整數(shù)倍的字線作為故障補(bǔ)救的單位，至少對(duì)正常存儲(chǔ)器陣列的第1存儲(chǔ)區(qū)的存儲(chǔ)單元的m條字線進(jìn)行分塊，第2存儲(chǔ)字塊的存儲(chǔ)單元對(duì)第1存儲(chǔ)字塊的故障地址每次至少可以置換按上述補(bǔ)救單位分塊的多條字線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征為作為置換單位，上述備用存儲(chǔ)字塊(子字塊)的對(duì)應(yīng)于字線數(shù)的存儲(chǔ)單元數(shù)與正常存儲(chǔ)字塊的對(duì)應(yīng)于字線數(shù)的存儲(chǔ)單元數(shù)相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征為作為對(duì)故障地址進(jìn)行補(bǔ)救的置換單位，將權(quán)利要求2中所述細(xì)分的置換子字塊單位的備用存儲(chǔ)區(qū)和權(quán)利要求3中所述的置換存儲(chǔ)字塊單位的備用存儲(chǔ)區(qū)并列配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征為上述存儲(chǔ)器元件是靜態(tài)RAM、動(dòng)態(tài)RAM、PROM、紫外線可擦電寫(xiě)入的EPROM、可擦及寫(xiě)入的EEPROM、一并快速可擦型EEPROM非易失性存儲(chǔ)器中的任何一種，或者含有這些存儲(chǔ)器的組合存儲(chǔ)器、乃至帶存儲(chǔ)器的LSI。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征為上述一致比較電路的程序元件是電可擦可寫(xiě)非易失性存儲(chǔ)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征為上述程序元件是成批電可擦寫(xiě)入的快速可擦型EEPROM。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其特征為在上述存儲(chǔ)字塊內(nèi)部設(shè)有備用補(bǔ)救線，可利用存儲(chǔ)字塊內(nèi)設(shè)的備用補(bǔ)救線替換該存儲(chǔ)字塊內(nèi)產(chǎn)生的故障存儲(chǔ)單元或故障字線。
全文摘要
在有用主字線和字線分級(jí)的行譯碼器的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，不增加備用主字線數(shù)，就能提高對(duì)故障的補(bǔ)救線數(shù)。能用最小的冗余電路面積提高芯片的合格率。該半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置對(duì)由多個(gè)存儲(chǔ)單元構(gòu)成的正常及備用存儲(chǔ)字塊進(jìn)行再分塊、即使故障地址擴(kuò)及到多個(gè)正常主字線，也能不增加備用主字線就能進(jìn)行替換。
文檔編號(hào)G11C11/401GK1112276SQ94119189
公開(kāi)日1995年11月22日 申請(qǐng)日期1994年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月22日
發(fā)明者佐佐木敏夫, 田中利廣, 野副敦史, 久米均 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所