DE10135559A1 - Statische Halbleiterspeichervorrichtung mit einem Redundanzsystem - Google Patents
Statische Halbleiterspeichervorrichtung mit einem RedundanzsystemInfo
- Publication number
- DE10135559A1 DE10135559A1 DE10135559A DE10135559A DE10135559A1 DE 10135559 A1 DE10135559 A1 DE 10135559A1 DE 10135559 A DE10135559 A DE 10135559A DE 10135559 A DE10135559 A DE 10135559A DE 10135559 A1 DE10135559 A1 DE 10135559A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- line
- power supply
- column
- memory cell
- level
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
- G11C29/70—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
- G11C29/78—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
- G11C29/785—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with redundancy programming schemes
Landscapes
- For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft das Gebiet der statischen Halbleiterspeichervorrichtungen und insbesondere eine statische Halbleiterspeichervorrichtung mit einem Redundanzsystem, das eine fehlerhafte Zeile oder Spalte durch eine Ersatzzeile oder -spalte ersetzt. Der SRAM enthält einen P-Kanal-MOD-Transistor (1), der entsprechend jeder Zeile vorgesehen ist und zwischen ein Ende der Speicherzellen-Stromversorgungsleitung (MVL) der entsprechenden Zeile und die Leitung des Stromversorgungspotentials (VDD') geschaltet ist und einen verhältnismäßigen hohen Leitungswiderstandswert besitzt, und eine Programmschaltung (2), die den P-Kanal-MOD-Transistor (1) elektrisch nichtleitend macht, wenn eine Sicherung (3) getrennt ist. Somit wird verhindert, daß elektrische Ströme zu einem kurzgeschlossenen Teil der fehlerhaften Speicherzelle MC fließen, wobei der elektrische Leckstrom selbst beim Erzeugen einer Einklinkerscheinung auf einen kleinen Wert beschränkt werden kann.
Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der statischen Halbleiter
speichervorrichtungen und insbesondere eine statische Halb
leiterspeichervorrichtung mit einem Redundanzsystem, das eine
fehlerhafte Zeile oder Spalte durch eine Ersatzzeile oder
-spalte ersetzt.
Fig. 10 ist ein Blockschaltplan eines (im folgenden als SRAM
bezeichneten) statischen Schreib-Lese-Speichers.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, enthält dieser SRAM mehrere in
mehreren Zeilen und mehreren Spalten (in dem in Fig. 10 ge
zeigten Beispiel in vier Zeilen und vier Spalten) angeordnete
Speicherzellen MC, eine entsprechend jeder Zeile vorgesehene
Wortleitung WL und ein entsprechend jeder Spalte vorgesehenes
Bitleitungspaar BL, /BL.
Ferner enthält dieser SRAM die Bitleitungslasten 31, 32, die
entsprechend jedem Bitleitungspaar BL, /BL vorgesehen sind,
um das entsprechende Bitleitungspaar BL, /BL auf einen H-Pe
gel zu laden, ein Daten-Eingabe/Ausgabe-Leitungspaar IO, /IO,
ein Spaltenauswahlgatter 33, das entsprechend jedem Bitlei
tungspaar BL, /BL vorgesehen ist, um das entsprechende Bit
leitungspaar BL, /BL mit dem Daten-Eingabe/Ausgabe-Leitungs
paar IO, /IO zu verbinden, und eine Spaltenauswahlleitung
CSL, die entsprechend jedem Bitleitungspaar BL, /BL vorgese
hen ist.
Die Bitleitungslasten 31, 32 enthalten ein Paar P-Kanal-MOS-
Transistoren, die jeweils zwischen das Stromversorgungspoten
tial VDD und ein Ende der Bitleitungen BL, /BL geschaltet
sind, und deren Gates beide an die Leitung eines Massepoten
tials VSS angeschlossen sind. Das Spaltenauswahlgatter 33
enthält ein Paar N-Kanal-MOS-Transistoren, die jeweils zwi
schen das andere Ende der Bitleitungen BL, /BL und ein Ende
der Daten-Eingabe/Ausgabe-Leitungen IO, /IO geschaltet sind,
und deren Gates beide über die Spaltenauswahlleitung CSL an
einen Spaltendecodierer 37 angeschlossen sind.
Ferner enthält dieser SRAM einen Zeilendecodierer 34, eine
Steuerschaltung 36, einen Spaltendecodierer 37, eine Schreib
schaltung 38 und eine Leseschaltung 39. Der Zeilendecodierer
34 wählt gemäß einem von außen angelegten Zeilenadressensi
gnal aus mehreren Wortleitungen WL eine Wortleitung WL aus
und hebt die ausgewählte Wortleitung WL von einem L-Pegel,
d. h. von einem nicht ausgewählten Pegel, auf einen H-Pegel,
d. h. auf einen ausgewählten Pegel, an. Der Zeilendecodierer
34 enthält einen N-Kanal-MOS-Transistor 35, der entsprechend
jeder Wortleitung WL vorgesehen ist, um die entsprechende
Wortleitung WL auf einen L-Pegel, d. h. auf den nicht ausge
wählten Pegel, einzustellen. Fig. 10 zeigt einen Zustand, in
dem das Stromversorgungspotential VDD an das Gate jedes N-
Kanal-MOS-Transistors 35 angelegt ist, während jede Wortlei
tung WL über den entsprechenden N-Kanal-MOS-Transistor 35
geerdet ist. Die Steuerschaltung 36 steuert den gesamten SRAM
gemäß einem von außen angelegten Steuersignal. Der Spaltende
codierer 37 wählt gemäß einem von außen angelegten Spalten
adressensignal aus mehreren Spaltenauswahlleitungen CSL eine
Spaltenauswahlleitung CSL aus und hebt die ausgewählte Spal
tenauswahlleitung CSL von dem L-Pegel, d. h. von dem nicht
ausgewählten Pegel, auf den H-Pegel, d. h. auf den ausgewähl
ten Pegel, an.
Die Schreibschaltung 38 und die Leseschaltung 39 sind beide
an das andere Ende des Daten-Eingabe/Ausgabe-Leitungspaars
IO, /IO angeschlossen. Die Schreibschaltung 38 schreibt die
von außen angelegten Daten DI in eine durch den Zeilendeco
dierer 34 und den Spaltendecodierer 37 ausgewählte Speicher
zelle MC. Die Leseschaltung 39 gibt die Lesedaten DO aus ei
ner durch den Zeilendecodierer 34 und den Spaltendecodierer
37 ausgewählten Speicherzelle MC nach außen aus.
Nachfolgend wird eine Operation des in Fig. 10 gezeigten
SRAMs beschrieben. Zum Zeitpunkt einer Schreiboperation wird
die Wortleitung WL der dem Zeilenadressensignal entsprechen
den Zeile durch den Zeilendecodierer 34 auf den H-Pegel,
d. h. auf den ausgewählten Pegel, angehoben, wobei jede Spei
cherzelle MC in der Zeile aktiviert wird. Nachfolgend wird
die Spaltenauswahlleitung CSL der dem Spaltenadressensignal
entsprechenden Spalte durch den Spaltendecodierer 37 auf den
H-Pegel, d. h. auf den ausgewählten Pegel, angehoben, wobei
die aktivierte Speicherzelle MC in der Spalte über das Bit
leitungspaar BL, /BL, das Spaltenauswahlgatter 33 und das
Daten-Eingabe/Ausgabe-Leitungspaar IO, /IO mit der Schreib
schaltung 38 verbunden wird.
Um die Schreibdaten DI in eine aktivierte Speicherzelle MC zu
schreiben, stellt die Schreibschaltung 38 eine der beiden
Daten-Eingabe/Ausgabe-Leitungen IO, /IO gemäß den von außen
angelegten Daten DI auf den H-Pegel ein, während sie die an
dere auf den L-Pegel einstellt. Wenn die Wortleitung WL und
die Spaltenauswahlleitung CSL auf den L-Pegel, d. h. auf den
nicht ausgewählten Pegel, abgesenkt werden, werden die Daten
in der Speicherzelle MC gespeichert.
In einer Leseoperation wird die Spaltenauswahlleitung CSL der
dem Spaltenadressensignal entsprechenden Spalte durch den
Spaltendecodierer 37 auf den H-Pegel, d. h. auf den ausge
wählten Pegel, angehoben, wobei jede Speicherzelle MC in der
ausgewählten Spalte über das Bitleitungspaar BL, /BL, das
Spaltenauswahlgatter 33 und das Daten-Eingabe/Ausgabe-Lei
tungspaar IO, /IO mit der Leseschaltung 39 verbunden wird.
Nachfolgend wird die Wortleitung WL der dem Zeilenadressensi
gnal entsprechenden Zeile durch den Zeilendecodierer 34 auf
den H-Pegel, d. h. auf den ausgewählten Pegel, angehoben, um
jede Speicherzelle MC in der Zeile zu aktivieren. Dies ermög
licht, daß elektrische Ströme von einer der beiden Bitleitun
gen BL, /BL gemäß den in der durch die Decodierer 37, 34 aus
gewählten Speicherzelle MC gespeicherten Daten zu der Spei
cherzelle MC fließen, wodurch das Potential einer der beiden
Daten-Eingabe/Ausgabe-Leitungen IO, /IO sinkt. Die Leseschal
tung 39 vergleicht die Potentiale der Daten-Eingabe/Ausgabe-
Leitungen IO, /IO und gibt die Ausgabedaten DO gemäß den Ver
gleichsergebnissen nach außen aus.
Fig. 11A ist ein Schaltplan einer Speicherzelle MC. Wie in
Fig. 11A gezeigt ist, enthält die Speicherzelle MC die Last
transistoren (P-Kanal-MOS-Transistoren) 41, 42, die Treiber
transistoren (N-Kanal-MOS-Transistoren) 43, 44 und die
Zugriffstransistoren (N-Kanal-MOS-Transistoren) 45, 46. Die
P-Kanal-MOS-Transistoren 41, 42 sind jeweils zwischen die
Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL und die Ablagekno
ten N1, N2 geschaltet, wobei ihre Gates jeweils an die Knoten
N2, N1 angeschlossen sind. Der Speicherzellen-Stromversor
gungsleitung MVL wird das Stromversorgungspotential VDD zuge
führt. Die N-Kanal-MOS-Transistoren 43, 44 sind jeweils zwi
schen die Ablageknoten N1, N2 und eine Speicherzellen-Masse
leitung MGL geschaltet, wobei ihre Gates jeweils an die Kno
ten N2, N1 angeschlossen sind. Die N-Kanal-MOS-Transistoren
45, 46 sind jeweils zwischen die Ablageknoten N1, N2 und die
Bitleitungen BL, /BL geschaltet, wobei ihre Gates beide an
die Wortleitung WL angeschlossen sind.
In einer Schreiboperation wird eine der Bitleitungen BL, /BL
gemäß den Schreibdaten DI auf den H-Pegel eingestellt, wäh
rend die andere auf den L-Pegel eingestellt wird. Nachfolgend
wird die Wortleitung WL auf den H-Pegel, d. h. auf den ausge
wählten Pegel, eingestellt, wodurch die N-Kanal-MOS-Transi
storen 45, 46 elektrisch leitend werden und die Pegel der
Bitleitungen BL, /BL jeweils an die Ablageknoten N1, N2 ange
legt werden. Wenn der H-Pegel und der L-Pegel jeweils an die
Ablageknoten N1, N2 angelegt werden, werden die MOS-Transi
storen 41, 44 elektrisch leitend, während die MOS-Transisto
ren 42, 43 elektrisch nichtleitend werden, wodurch die Pegel
der Ablageknoten N1, N2 durch die MOS-Transistoren 41 bis 44
zwischengespeichert werden. Wenn ferner der L-Pegel und der
H-Pegel jeweils an die Ablageknoten N1, N2 angelegt werden,
werden die MOS-Transistoren 42, 43 elektrisch leitend, wäh
rend die MOS-Transistoren 41, 44 elektrisch nichtleitend wer
den, wodurch die Pegel der Ablageknoten N1, N2 durch die MOS-
Transistoren 41 bis 44 zwischengespeichert werden. Wenn die
Wortleitung WL auf den L-Pegel, d. h. auf den nicht ausge
wählten Pegel, eingestellt wird, werden die N-Kanal-MOS-Tran
sistoren 45, 46 elektrisch nichtleitend, wodurch die Pegel
der Ablageknoten N1, N2 erhalten bleiben.
In einer Leseoperation wird jede der Bitleitungen BL, /BL
durch die Bitleitungslasten 31, 32 aus Fig. 10 auf den H-Pe
gel geladen. Wenn die Wortleitung WL auf den H-Pegel, d. h.
auf den ausgewählten Pegel, eingestellt wird, werden die N-
Kanal-MOS-Transistoren 45, 46 elektrisch leitend. Falls in
den Ablageknoten N1, N2 der H-Pegel bzw. der L-Pegel zwi
schengespeichert ist, fließen elektrische Ströme von der Bit
deitung /BL über die. N-Kanal-MOS-Transistoren 46, 44 zu der
Speicherzellen-Masseleitung MGL, wodurch die Bitleitungen BL,
/BL auf den H-Pegel bzw. auf den L-Pegel gebracht werden.
Falls in den Ablageknoten N1, N2 der L-Pegel bzw. der H-Pegel
gespeichert ist, fließen elektrische Ströme von der Bitlei
tung BL über die N-Kanal-MOS-Transistoren 45, 43 zu der Spei
cherzellen-Masseleitung MGL, wodurch die Bitleitungen BL, /BL
auf den L-Pegel bzw. auf den H-Pegel gebracht werden. Durch
den Vergleich der Pegel der Bitleitungen BL und /BL werden
die in der Speicherzelle MC gespeicherten Daten ausgelesen.
Wenn die Wortleitung WL auf den L-Pegel, d. h. auf den nicht
ausgewählten Pegel, eingestellt wird, werden die N-Kanal-MOS-
Transistoren 45, 46 elektrisch nichtleitend, wobei die Opera
tion des Lesens der Daten abgeschlossen wird.
Fig. 11B ist eine Ansicht, die eine Anordnung der Speicher
zelle zeigt. An der Oberfläche eines Siliciumsubstrats sind
parallel zwei Gate-Elektroden GE1, GE2 ausgebildet, die in
Fig. 11B in Y-Richtung verlaufen, während eine Wortleitung WL
ausgebildet ist, die in Fig. 11B in X-Richtung verläuft. Die
Gate-Elektroden GE1, GE2 und die Wortleitung WL sind aus ei
ner Polysiliciumschicht ausgebildet. An einem Ende der Gate-
Elektroden GE1, GE2 sind jeweils von einer Seite zur anderen
die aktiven P-Schichten PA1, PA2 ausgebildet. Am anderen Ende
der Gate-Elektrode GE1 und an einem Ende der Wortleitung WL
ist von einer Seite zur anderen eine aktive N-Schicht NA1
ausgebildet. Am anderen Ende der Gate-Elektrode GE2 und am
anderen Ende der Wortleitung WL ist von einer Seite zur ande
ren eine aktive N-Schicht NA2 ausgebildet.
Die aktive P-Schicht PA1 zusammen mit der Gate-Elektrode GE1
und die aktive P-Schicht PA2 zusammen mit der Gate-Elektrode
GE2 bilden jeweils die P-Kanal-MOS-Transistoren 41, 42. Die
aktive N-Schicht NA1 zusammen mit der Gate-Elektrode GE1 und
die aktive N-Schicht NA2 zusammen mit der Gate-Elektrode GE2
bilden jeweils die N-Kanal-MOS-Transistoren 43, 44. Die ak
tive N-Schicht NA1 zusammen mit der Wortleitung WL und die
aktive N-Schicht NA2 zusammen mit der Wortleitung WL bilden
jeweils die N-Kanal-MOS-Transistoren 45, 46.
Außerdem sind mehrere lokale Verdrahtungsleitungen LL ausge
bildet. In Fig. 11B sind die lokalen Verdrahtungsleitungen LL
und die aktiven Schichten in dem Teil, in dem sich die loka
len Leitungen LL mit den aktiven Schichten überschneiden, in
einem leitenden Zustand. Die aktiven Schichten PA1 und PA2 an
einem Ende (die Sources der P-Kanal-MOS-Transistoren 41, 42)
sind beide an die Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL
angeschlossen. Die Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL
ist mit der lokalen Verdrahtungsleitung LL1 konstruiert.
Das andere Ende der aktiven P-Schicht PA1 (der Drain des P-
Kanal-MOS-Transistors 41) ist über die lokale Verdrahtungs
leitung LL2 an einen Mittelteil der aktiven N-Schicht NA1
(den Drain der N-Kanal-MOS-Transistoren 43, 45) angeschlos
sen. Das andere Ende der aktiven P-Schicht PA2 (der Drain des
P-Kanal-MOS-Transistors 42) ist über die lokale Verdrahtungs
leitung LL3 an einen Mittelteil der aktiven N-Schicht NA2
(den Drain der N-Kanal-MOS-Transistoren 44, 46) angeschlos
sen. Die lokalen Verdrahtungsleitungen LL2, LL3 sind jeweils
über die Kontaktlöcher CH, CH an die Gate-Elektroden GE2, GE1
angeschlossen.
Ferner sind die Bitleitungen BL, /BL und die Speicherzellen-
Masseleitungen MGL, MGL mit einer parallelen ersten Alumini
umverdrahtungsschicht ausgebildet, die in Fig. 11B in Y-Rich
tung verläuft. Die aktiven N-Schichten NA1, NA2 an einem Ende
(die Sources der N-Kanal-MOS-Transistoren 43, 44) sind je
weils über die Kontaktlöcher CH, CH an die Speicherzellen-
Masseleitungen MGL, MGL angeschlossen. Die aktiven N-Schich
ten NA1, NA2 am anderen Ende (die Drains der N-Kanal-MOS-
Transistoren 45, 46) sind jeweils über die Kontaktlöcher CH,
CH an die Bitleitungen BL, /BL angeschlossen.
Wie in den Fig. 12A und 12B gezeigt ist, ist das Substrat der
Speicherzelle MC in der Weise ausgebildet, daß es eine Drei
wannenstruktur besitzt. Das heißt, an der Oberfläche eines P-
Siliciumsubstrats 47 ist eine vergrabene N+-Schicht 48 ausge
bildet, an deren Oberfläche mehrere (in den Fig. 12A und 12B
drei) N-Wannen NW ausgebildet sind. Zwischen den drei N-Wan
nen NW sind jeweils zwei P-Wannen PW ausgebildet. Jede Spei
cherzelle ist an der Oberfläche einer N-Wanne NW und einer P-
Wanne PW ausgebildet, die zueinander benachbart sind. Die in
Fig. 11B gezeigten aktiven P-Schichten PA1, PA2 sind an der
Oberfläche der N-Wanne NW ausgebildet, während an der Ober
fläche der P-Wanne PW die aktiven N-Schichten NA1, NA2 ausge
bildet sind. In den Fig. 12A und 12B sind 16 in vier Zeilen-
und vier Spalten angeordnete Speicherzellen MC gezeigt. Da in
der Dreiwannenstruktur in dem P-Siliciumsubstrat 47 erzeugte
Elektron-Loch-Paare durch die vergrabene N+-Schicht eingefan
gen werden, wird das Auftreten von weichen Fehlern unter
drückt.
In einem solchen SRAM können sich während der Produktion mög
licherweise Fremdkörper an die Speicherzellen MC anheften,
die (1) einen Kurzschluß zwischen den Ablageknoten N1, N2,
(2) einen Kurzschluß zwischen den Knoten N1 oder N2 und der
Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL, (3) einen Kurz
schluß zwischen dem Ablageknoten N1 oder N2 und der Speicher
zellen-Masseleitung MGL, (4) einen Kurzschluß zwischen dem
Ablageknoten N1 oder N2 und der Wortleitung WL, (5) einen
Kurzschluß zwischen dem Ablageknoten N1 oder N2 und der Bit
leitung BL oder /BL, (6) einen Kurzschluß zwischen der Bit
leitung BL oder /BL und der Wortleitung WL, (7) einen Kurz
schluß zwischen der Wortleitung WL und der Speicherzellen-
Stromversorgungsleitung MVL, (8) einen Kurzschluß zwischen
der Bitleitung BL oder /BL und der Speicherzellen-Masselei
tung MGL oder (9) einen Kurzschluß zwischen der Speicherzel
len-Stromversorgungsleitung MVL und der Speicherzellen-Masse
leitung MGL verursachen. Da die Bitleitungen BL, /BL und die
Speicherzellen-Masseleitungen MGL, MGL parallel und benach
bart zueinander angeordnet sind, besteht in der in Fig. 11
gezeigten Speicherzelle MC eine besondere Neigung zum Auftre
ten des Kurzschlusses (8).
Die Speicherzelle MC, in der ein solcher Kurzschluß aufgetre
ten ist, arbeitet nicht richtig. Somit wird in einem SRAM ein
Redundanzsystem angewendet, in dem der SRAM eine Ersatzzeile
oder -spalte, die die Zeile oder Spalte, die eine fehlerhafte
Speicherzelle MC enthält, ersetzt, und eine Programmschal
tung, die die Adresse der fehlerhaften Zeile oder Spalte pro
grammiert, enthält, wodurch bei der Eingabe der Adresse der
fehlerhaften Zeile oder Spalte anstelle der fehlerhaften
Zeile oder Spalte die Ersatzzeile oder -spalte ausgewählt
wird, so daß das fehlerhafte Produkt korrigiert wird.
Beim einfachen Ersatz der fehlerhaften Zeile oder Spalte
durch eine Ersatzzeile oder -spalte fließen aber weiter Leck
ströme über den kurzgeschlossenen Teil, wodurch die elektri
schen Standby-Ströme größer als ein Referenzwert sind. Somit
werden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, um den elektri
schen Standby-Strom zu verringern.
In einem in Fig. 13 gezeigten Verfahren ist entsprechend je
der Speicherzellenzeile eine Sicherung 50 vorgesehen. Die
Sicherung 50 ist zwischen die Speicherzellen-Stromversor
gungsleitung MVL der entsprechenden Zeile und die Leitung des
Stromversorgungspotentials VDD' geschaltet und wird durchge
schmolzen, wenn die entsprechende Zeile fehlerhaft ist. Wenn
die Sicherung 50 durchgeschmolzen ist, wird der elektrische
Strom, der von der Leitung des Stromversorgungspotentials
VDD' zuder Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL und zu
dem kurzgeschlossenen Teil der fehlerhaften Speicherzelle
fließt, selbst in Anwesenheit der Kurzschlüsse (1) bis (4),
(7) und (9) abgeschaltet, wodurch der elektrische Standby-
Strom verringert wird. Ein solches Verfahren ist beispiels
weise in JP 07-230699 offenbart.
Dieses Verfahren führt allerdings zu einem Problem, daß eine
unzureichend durchgeschmolzene Sicherung 50 zu einer ungenü
genden Verringerung des elektrischen Standby-Stroms führt.
Ferner ist Fig. 14 eine ausführliche Ansicht eines SRAMs, auf
den das in Fig. 13 gezeigte Verfahren angewendet wird. Wie in
Fig. 14 gezeigt ist, enthält dieser SRAM eine Wannen-Strom
versorgungsleitung WVL und eine Wannen-Masseleitung WGL, die
für mehrere Spalten (64 Spalten in Fig. 14) angeordnet sind.
Jede Wannen-Stromversorgungsleitung WVL empfängt ein Strom
versorgungspotential VDD und ist über ein Kontaktloch CH mit
jeder N-Wanne NW aus Fig. 12 verbunden. Jede Wannen-Masselei
tung WGL empfängt ein Massepotential VSS und ist über ein
Kontaktloch CH mit jeder P-Wanne PW aus den Fig. 12A und 12B
verbunden. Dies kann verhindern, daß elektrische Ströme von
der aktiven Schicht PA oder NA des MOS-Transistors zu der
Wanne NW oder PW fließen. Jede Speicherzellen-Stromversor
gungsleitung MVL ist über eine Sicherung 50 an die Leitung
des Stromversorgungspotentials VDD' (VDD' = VDD) angeschlos
sen. Das Pad für das Stromversorgungspotential VDD' und das
Pad für das Stromversorgungspotential VDD sind getrennt vor
gesehen. Dies erleichtert die Untersuchung der Ursache des
mangelhaften elektrischen Standby-Stroms.
Der SRAM besitzt jedoch ein Problem, daß er schwach gegenüber
einem Einklinken ist. Mit anderen Worten, wie in den Fig. 15A
und 15B gezeigt ist, bilden die N-Wanne NW und die P-Wanne PW
jeweils Widerstandselemente 51, 52. Da der Abstand zwischen
den Wannen-Stromversorgungsleitungen WVL, WVL und der Abstand
zwischen den Wannen-Masseleitungen WGL, WGL in diesem in
Fig. 14 gezeigten SRAM lang ist, ist der Widerstandswert je
des Widerstandselements 51, 52 groß. Ferner bildet die aktive
P-Schicht PA1 des P-Kanal-MOS-Transistors 41 zusammen mit der
N-Wanne NW und der P-Wanne PW einen PNP-Bipolartransistor 53,
während die aktive N-Schicht NA1 des N-Kanal-MOS-Transistors
43 zusammen mit der N-Wanne NW und der P-Wanne PW einen NPN-
Bipolartransistor 54 bildet.
Wenn aus irgendeinem Grund in der N-Wanne oder in der P-Wanne
ein Einklink-Auslöser erzeugt wird, der das Potential zwi
schen der Basis und dem Emitter der Transistoren 53, 54 in
Durchlaßrichtung einstellt, fließt der elektrische Kollektor
strom des Transistors 53 in das Widerstandselement 52 (die P-
Wanne PW) und erhöht das Durchlaßpotential zwischen der Basis-
und dem Emitter des Transistors 54, während außerdem der
elektrische Kollektor-Strom des Transistors 54 das Durchlaß
potential zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors
53 erhöht. Dies führt dazu, daß von den Leitungen der Strom
versorgungspotentiale VDD, VDD' ein hoher elektrischer Strom
zu der Leitung des Massepotentials VSS fließt, der den SRAM
zerstört. Da der Widerstand der Sicherung 50 hier einen klei
nen Wert von nicht mehr als 10 Ω besitzt, wird der über den
Transistor 53 fließende elektrische Strom durch die Sicherung
50 nicht begrenzt.
Ferner sind in dem Verfahren nach Fig. 16 entsprechend jeder
Speicherzellenzeile eine Programmschaltung 60 und eine Strom
versorgungspotential-Anlegeschaltung 66 vorgesehen. Die Pro
grammschaltung 60 enthält eine Sicherung 61, die N-Kanal-MOS-
Transistoren 62, 63, einen P-Kanal-MOS-Transistor 64 und ei
nen Kondensator 65. Die Sicherung 61 und der N-Kanal-MOS-
Transistor 62 sowie die MOS-Transistoren 64, 63 sind zwischen
der Leitung des Stromversorgungspotentials VDD und der Lei
tung des Massepotentials VSS in Serie geschaltet. Die Gates
der MOS-Transistoren 64, 63 sind beide an einen Knoten N61
zwischen der Sicherung 61 und dem N-Kanal-MOS-Transistor 62
angeschlossen. Ein an diesem Knoten N61 erscheinendes Signal
wird zu einem Ausgangssignal ϕE dieser Programmschaltung 60.
Das Gate des N-Kanal-MOS-Transistors 62 ist an den Drain des
N-Kanal-MOS-Transistors 63 (den Knoten N63) angeschlossen.
Der Kondensator 65 ist zwischen die Leitung des Stromversor
gungspotentials VDD und den Knoten N63 geschaltet. Die Strom
versorgungspotential-Anlegeschaltung 66 enthält die Inverter
67 mit einer geraden Anzahl von Stufen (in Fig. 16 zwei Stu
fen), die zwischen dem Ausgangsknoten N61 der Programmschal
tung 60 und der entsprechenden Speicherzellen-Stromversor
gungsleitung MVL in Serie geschaltet sind.
Falls die Sicherung 61 nicht durchgeschmolzen worden ist,
wird das Stromversorgungspotential VDD über die Sicherung 61
an den Knoten N61 angelegt, wobei das Signal ϕE auf den H-Pe
gel gebracht wird, so daß das Stromversorgungspotential VDD
an die Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL angelegt
wird. Falls die Sicherung 61 durchgeschmolzen worden ist,
wird das Stromversorgungspotential VDD beim Einschalten über
den Kondensator 65 an den Knoten N63 angelegt, wobei die MOS-
Transistoren 62, 64 elektrisch leitend werden, während der
MOS-Transistor 63 elektrisch nichtleitend und das Signal ϕE
auf den L-Pegel gebracht wird, so daß die Speicherzellen-
Stromversorgungsleitung MVL geerdet wird. Somit wird der
elektrische Standby-Strom selbst in Anwesenheit der Kurz
schlüsse (1) bis (4), (7) und (9) verringert. Ein solches
Verfahren ist beispielsweise in JP 07-230699 offenbart.
Dieses Verfahren besitzt jedoch ein Problem, daß der elektri
sche Standby-Strom nicht verringert werden kann, wenn die
Sicherung 61 unzureichend durchgeschmolzen worden ist, da das
Signal ϕE auf den H-Pegel gebracht wird, um das Stromversor
gungspotential VDD an die Speicherzellen-Stromversorgungslei
tung MVL anzulegen.
Da ferner die Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL der
fehlerhaften Zeile auf das Massepotential VSS festgesetzt
ist, wird ein schlechter elektrischer Standby-Strom erzeugt,
wenn die Signalleitung des zur Standby-Zeit auf den H-Pegel
eingestellten Signals und die auf das Massepotential VSS ein
gestellte Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL kurzge
schlossen werden.
Ferner ist in dem in Fig. 17 gezeigten Verfahren entsprechend
jeder Speicherzellenspalte eine Sicherung 70 vorgesehen. Die
Sicherung 70 ist zwischen die Leitung des Stromversorgungspo
tentials VDD und die Sources der P-Kanal-MOS-Transistoren 31,
32 eingesetzt und wird durchgeschmolzen, wenn festgestellt
wird, daß die entsprechende Spalte fehlerhaft ist. Wenn die
Sicherung 70 durchgeschmolzen ist, wird der elektrische
Standby-Strom verringert, da der elektrische Strom, der von
der Leitung des Stromversorgungspotentials VDD über die P-
Kanal-MOS-Transistoren 31, 32 und über das Bitleitungspaar
BL, /BL zu dem kurzgeschlossenen Teil der fehlerhaften Spei
cherzelle fließt, selbst in Anwesenheit der Kurzschlüsse (S),
(6) und (8) abgeschaltet wird.
Jedoch besitzt auch dieses Verfahren ein Problem, daß eine
unzureichend durchgeschmolzene Sicherung 70 zu einer unzurei
chenden Verringerung des elektrischen Standby-Stroms führt.
Ferner empfangen in dem in Fig. 18 gezeigten Verfahren die
Gates der P-Kanal-MOS-Transistoren 31, 32 anstelle des Masse
potentials VSS das Signal ϕE. Zur Standby-Zeit wird das Si
gnal ϕE auf den H-Pegel, d. h. auf einen inaktiven Pegel, ge
bracht, wodurch die P-Kanal-MOS-Transistoren 31, 32 elek
trisch nichtleitend werden. Da der von der Leitung des Strom
versorgungspotentials VDD über die P-Kanal-MOS-Transistoren
31, 32 und das Bitleitungspaar BL, /BL zu dem kurzgeschlosse
nen Teil der Speicherzelle MC fließende elektrische Strom
selbst bei Anwesenheit der Kurzschlüsse (5), (6) und (8) aus
geschaltet wird, wird somit der elektrische Standby-Strom
verringert. Zur aktiven Zeit wird das Signal 45 auf den L-Pe
gel, d. h. auf einen aktiven Pegel, gebracht, wodurch die P-
Kanal-MOS-Transistoren 31, 32 elektrisch leitend werden, was
zu dem gleichen Zustand wie bei dem in Fig. 10 gezeigten SRAM
führt.
Dieses Verfahren führt aber zu einem Problem, daß beim Ändern
der Betriebsart von der Standby-Betriebsart in die Lese-Be
triebsart, da jedes Bitleitungspaar BL, /BL zur Standby-Zeit
in einen schwebenden Zustand eingestellt ist, eine Zeitdauer
für den Übergang jedes Bitleitungspaars BL, /BL auf den H-
Pegel erforderlich ist, wodurch die Lesegeschwindigkeit ver
ringert wird.
Ferner besitzen die in den Fig. 13 bis 18 gezeigten Verfahren
ein Problem, daß der elektrische Standby-Strom, selbst wenn
er in Anwesenheit einiger der Kurzschlüsse (1) bis (9) ver
ringert werden kann, in Anwesenheit eines anderen Kurzschlus
ses nicht verringert werden kann. Obgleich beispielsweise in
dem in Fig. 13 gezeigten Verfahren der elektrische Standby-
Strom in Anwesenheit der Kurzschlüsse (1) bis (4), (7) und
(9) verringert werden kann, kann er in Anwesenheit des Kurz
schlusses (6) nicht verringert werden, da er von den Bitlei
tungen BL, /BL auf dem H-Pegel zu der Wortleitung WL auf dem
L-Pegel kriecht. Obgleich ferner in dem in Fig. 17 gezeigten
Verfahren der elektrische Standby-Strom in Anwesenheit der
Kurzschlüsse (5), (6) und (8) verringert werden kann, kann er
in Anwesenheit der Kurzschlüsse (1) bis (4), (7) und (9)
nicht verringert werden, da er von der Speicherzellen-Strom
versorgungsleitung MVL zur Leitung des Massepotentials VSS
kriecht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine stati
sche Halbleiterspeichervorrichtung mit einem verringerten
elektrischen Standby-Strom zu schaffen, die widerstandsfähig
gegenüber einem Einklinken ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine stati
sche Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 1. Weiter
bildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
Eine statische Halbleiterspeichervorrichtung gemäß der Erfin
dung umfaßt ein erstes Schaltelement, das entsprechend jeder
Wortleitung vorgesehen ist und zwischen die entsprechende
Wortleitung und eine Leitung auf einem Referenzpotential ge
schaltet ist, und das die entsprechenden Speicherzellen da
durch, daß es elektrisch leitend wird, wenn die entsprechende
Wortleitung nicht ausgewählt ist, in einen inaktiven Zustand
einstellt, eine Stromversorgungsleitung, die entsprechend
jeder Zeile oder Spalte vorgesehen ist, und deren eines Ende
an einen Stromversorgungsknoten jeder Speicherzelle in der
entsprechenden Zeile oder Spalte angeschlossen ist, ein zwei
tes Schaltelement, das entsprechend jeder Stromversorgungs
leitung vorgesehen ist, und das zwischen das andere Ende der
entsprechenden Stromversorgungsleitung und eine Leitung eines
Stromversorgungspotentials geschaltet ist, wobei das zweite
Schaltelement einen vorgegebenen Leitungswiderstandswert be
sitzt, der größer als ein Leitungswiderstandswert des ersten
Schaltelements ist, und eine Programmschaltung, die entspre
chend jeder Zeile oder Spalte vorgesehen ist, und die eine
Sicherung enthält, die durchgeschmolzen wird, wenn die ent
sprechende Zeile oder Spalte fehlerhaft ist, wobei die Pro
grammschaltung das zweite Schaltelement elektrisch nichtlei
tend macht, wenn die Sicherung durchgeschmolzen ist.
Somit kann durch Trennen der Sicherung der Programmschaltung
entsprechend einer fehlerhaften Zeile oder Spalte die Strom
versorgungsleitung der Zeile oder Spalte dadurch, daß das
zweite Schaltelement elektrisch nichtleitend gemacht wird, in
einen schwebenden Zustand gebracht werden. Im Ergebnis kann
ein Kriechen der elektrischer Ströme zu einem kurzgeschlosse
nen Teil der Speicherzellen und von elektrischen Strömen, die
zwischen der Stromversorgungsleitung und der Signalleitung
fließen, verhindert werden, wodurch die elektrischen Standby-
Ströme verringert werden. Da das zweite Schaltelement einen
vorgegebenen Leitungswiderstandswert besitzt, der größer als
der Leitungswiderstandswert des ersten Schaltelements ist,
kann ferner ein Kurzschluß der Stromversorgungsleitung zu der
Wortleitung oder dergleichen erfaßt werden, wobei die elek
trischen Standby-Ströme dadurch verringert werden können, daß
die Stromversorgungsleitung in einen schwebenden Zustand ge
bracht wird. Da das zweite Schaltelement einen verhältnismä
ßig großen vorgegebenen Leitungswiderstandswert besitzt, kön
nen ferner elektrische Leckströme selbst dann unterdrückt
werden, wenn eine Einklinkerscheinung auftritt.
Vorzugsweise sind die Stromversorgungsleitung und die Pro
grammschaltung entsprechend jeder Spalte vorgesehen, wobei
die statische Halbleiterspeichervorrichtung ferner umfaßt:
ein Bitleitungs-Lastelement, das entsprechend jeder Bitlei
tung vorgesehen ist und dessen eine Elektrode an die entspre
chende Bitleitung angeschlossen ist, und ein drittes Schalt
element, das entsprechend jeder Spalte vorgesehen ist und
zwischen die andere Elektrode jedes Bitleitungs-Lastelements
der entsprechenden Spalte und eine Leitung eines Stromversor
gungspotentials geschaltet ist, wobei die Programmschaltung
das dritte Schaltelement sowie das zweite Schaltelement elek
trisch nichtleitend macht, wenn die Sicherung durchgeschmol
zen ist. In diesem Fall können durch Trennen einer Sicherung
entsprechend der fehlerhaften Spalte die von der Stromversor
gungsleitung und von dem Bitleitungspaar der Spalte fließen
den elektrischen Ströme ausgeschaltet werden.
Vorzugsweise enthält die Programmschaltung ein viertes
Schaltelement, das zwischen einen ersten Knoten und eine Lei
tung auf einem ersten Potential geschaltet ist, und das elek
trisch leitend wird, wenn ein Rücksetzsignal von einem ersten
Pegel auf einen zweiten Pegel übergeht, um ein Potential des
ersten Knotens auf das erste Potential zurückzusetzen, ein
fünftes Schaltelement, das zwischen dem ersten Knoten und
einer Leitung auf einem zweiten Potential mit der Sicherung
in Serie geschaltet ist, und das elektrisch leitend wird,
wenn das Rücksetzsignal von dem zweiten Pegel auf den ersten
Pegel übergeht, um das Potential des ersten Knotens auf das
zweite Potential einzustellen, wenn die Sicherung nicht
durchgeschmolzen worden ist, und eine Zwischenspeicherschal
tung, die das Potential des ersten Knotens während einer vor
gegebenen Zeitdauer, nachdem das Rücksetzsignal von dem zwei
ten Pegel auf den ersten Pegel übergegangen ist, zwischen
speichert, um das zweite Schaltelement elektrisch nichtlei
tend zu machen, wenn das zwischengespeicherte Potential das
erste Potential ist. Selbst wenn die Sicherung unzureichend
durchgeschmolzen worden ist, können in diesem Fall die glei
chen Ergebnisse wie im Fall einer ausreichend durchgeschmol
zenen Sicherung erhalten werden.
Vorzugsweise umfaßt die statische Halbleiterspeichervorrich
tung ferner ein Halbleitersubstrat vom ersten Leitungstyp,
eine vergrabene Halbleiterschicht vom zweiten Leitungstyp,
die an einer Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet
ist, mehrere erste Wannen vom ersten Leitungstyp, die an ei
ner Oberfläche der vergrabenen Halbleiterschicht ausgebildet
sind, und mehrere zweite Wannen vom zweiten Leitungstyp, die
an einer Oberfläche der vergrabenen Halbleiterschicht jeweils
zwischen den mehreren ersten Wannen ausgebildet sind, wobei
die mehreren Speicherzellen an einer Oberfläche der mehreren
ersten Wannen und der mehreren zweiten Wannen ausgebildet
sind. In diesem Fall werden die in dem Halbleitersubstrat
erzeugten Elektron-Loch-Paare in der vergrabenen Halbleiter
schicht absorbiert, wodurch das Auftreten eines weichen Feh
lers unterdrückt wird.
Vorzugsweise enthält das zweite Schaltelement einen Transi
stor mit dem vorgegebenen Leitungswiderstandswert. In diesem
Fall kann das zweite Schaltelement leicht konstruiert werden.
Vorzugsweise enthält das zweite Schaltelement ein Wider
standselement mit dem vorgegebenen Leitungswiderstandswert
und einen Transistor, der mit dem Widerstandselement zwischen
dem anderen Ende der Stromversorgungsleitung und der Leitung
des Stromversorgungspotentials in Serie geschaltet ist. In
diesem Fall kann der Leitungswiederstandswert des zweiten
Schaltelements leicht und genau eingestellt werden.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen
Fig. 1 einen Blockschaltplan eines wesentlichen Teils
eines SRAMs gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 2 einen Zeitablaufplan einer Operation einer in
Fig. 1 gezeigten Programmschaltung;
Fig. 3 einen ausführlicheren Blockschaltplan des in
Fig. 1 beschriebenen SRAMs;
Fig. 4 einen Schaltplan zur Beschreibung einer Funk
tion des in Fig. 3 gezeigten SRAMs;
Fig. 5 einen Blockschaltplan zur Beschreibung einer
Funktion des in Fig. 1 gezeigten SRAMs;
Fig. 6 einen Blockschaltplan eines abgewandelten Bei
spiels der ersten Ausführungsform;
Fig. 7 einen Blockschaltplan eines wesentlichen Teils
eines SRAMs gemäß einer zweiten Ausführungs
form der Erfindung;
Fig. 8A-8C Ansichten einer Konstruktion und einer Anord
nung einer in Fig. 7 gezeigten Speicherzelle;
Fig. 9A, 9B Ansichten eines Substrats der in den
Fig. 8A-8C gezeigten Speicherzelle;
Fig. 10 den bereits erwähnten Blockschaltplan einer
Gesamtkonstruktion eines SRAMs;
Fig. 11A, 11B die bereits erwähnten Ansichten einer
Konstruktion und einer Anordnung einer in
Fig. 10 gezeigten Speicherzelle;
Fig. 12A, 12B die bereits erwähnten Ansichten eines Sub
strats der in den Fig. 11A und 11B gezeigten
Speicherzelle;
Fig. 13 den bereits erwähnten Blockschaltplan eines
wesentlichen Teils eines anderen SRAMs;
Fig. 14 den bereits erwähnten ausführlicheren Block
schaltplan des in Fig. 13 gezeigten SRAMs;
Fig. 15A, 15B die bereits erwähnten Ansichten zur Beschrei
bung von Problemen des in Fig. 14 gezeigten
SRAMs; und
Fig. 16-18 die bereits erwähnten Blockschaltpläne eines
wesentlichen Teils nochmals anderer SRAMs.
Fig. 1 ist ein Fig. 13 entsprechender Blockschaltplan eines
wesentlichen Teils eines SRAMs gemäß der ersten Ausführungs
form der Erfindung.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, unterscheidet sich dieser SRAM von
dem SRAM aus Fig. 13 dadurch, daß die Sicherung 50 durch ei
nen P-Kanal-MOS-Transistor 1 und eine Programmschaltung 2
ersetzt ist. Der P-Kanal-MOS-Transistor 1 ist zwischen die
Leitung des Stromversorgungspotentials VDD' und die entspre
chende Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL geschaltet,
wobei das Gate des P-Kanal-MOS-Transistors 1 ein Ausgangssi
gnal ϕE der Programmschaltung 2 empfängt. Der P-Kanal-MOS-
Transistor 1 besitzt einen verhältnismäßig großen vorgegebe
nen Leitungswiderstandswert (größer als etwa 10 kΩ).
Die Programmschaltung 2 enthält eine Sicherung 3, einen P-
Kanal-MOS-Transistor 4, einen N-Kanal-MOS-Transistor 5, ein
Transfergatter 6 und die Inverter 7 bis 9. Die Sicherung 3,
der P-Kanal-MOS-Transistor 4 und der N-Kanal-MOS-Transistor 5
sind zwischen der Leitung des Stromversorgungspotentials VDD
und der Leitung des Massepotentials VSS in Serie geschaltet.
Die Gates des P-Kanal-MOS-Transistors 4 und des N-Kanal-MOS-
Transistors 5 empfangen ein Rücksetzsignal RST. Das Rücksetz
signal RST ist beispielsweise ein Signal, das beim Einschal
ten während einer vorgegebenen Zeitdauer T1 auf den H-Pegel
gebracht wird.
Das Transfergatter 6 und der Inverter 8 sind zwischen dem
Knoten N4, der zwischen den MOS-Transistoren 4, 5 und dem
Gate des P-Kanal-MOS-Transistors 1 liegt, in Serie geschal
tet. Ein Signal RSTD wird direkt in das Gate des Transfergat
ters 6 auf der Seite des N-Kanal-MOS-Transistors und über den
Inverter 7 in das Gate auf der Seite des P-Kanal-MOS-Transi
stors eingegeben. Das Signal RSTD wird durch dadurch erhal
ten, daß das Rücksetzsignal RST um eine vorgegebene Zeitdauer
T2 verzögert wird. Der Inverter 9 ist zu dem Inverter 8 umge
kehrt parallelgeschaltet. Das Transfergatter 6 und die Inver
ter 7 bis 9 bilden eine Zwischenspeicherschaltung.
Fig. 2 ist ein Zeitablaufplan einer Operation der in Fig. 1
gezeigten Programmschaltung 2. Wie in Fig. 2 gezeigt ist,
sind die Signale RST, RSTD in einem Anfangszustand beide auf
dem L-Pegel, wobei der P-Kanal-MOS-Transistor 4 elektrisch
leitend ist, während der N-Kanal-MOS-Transistor 5 und das
Transfergatter 6 elektrisch nichtleitend sind. Wenn das Rück
setzsignal RST zu einem Zeitpunkt t1 von dem L-Pegel auf den
H-Pegel angehoben wird, wird der P-Kanal-MOS-Transistor 4
elektrisch nichtleitend, während der N-Kanal-MOS-Transistor 5
elektrisch leitend wird, wodurch der Knoten N4 auf den L-Pe
gel zurückgesetzt wird.
Wenn nachfolgend das Signal RSTD zum Zeitpunkt t2 von dem L-
Pegel auf den H-Pegel angehoben wird, wird das Transfergatter
6 elektrisch leitend, wodurch das Signal ϕE auf den H-Pegel
zurückgesetzt wird. Wenn nachfolgend das Signal RST zum Zeit
punkt t3 von dem H-Pegel auf den L-Pegel abgesenkt wird, wird
der P-Kanal-MOS-Transistor 4 elektrisch leitend, während der
N-Kanal-MOS-Transistor 5 elektrisch nichtleitend wird.
Wenn die Sicherung 3 nicht durchgeschmolzen worden ist, wird
gleichzeitig das Stromversorgungspotential VDD über die Si
cherung 3 und den P-Kanal-MOS-Transistor 4 an den Knoten N4
angelegt, wobei dieser von dem L-Pegel auf den H-Pegel ange
hoben wird, während das Signal ϕE von dem H-Pegel auf den L-
Pegel abgesenkt wird. Falls die Sicherung 3 ausreichend
durchgeschmolzen worden ist, verbleibt ferner der Knoten N4
ungeändert auf dem L-Pegel, während das Signal ϕE ungeändert
auf dem H-Pegel verbleibt. Falls die Sicherung 3 unzureichend
durchgeschmolzen worden ist, wächst das Potential am Knoten
N4 allmählich an, da die unzureichend durchgeschmolzene Si
cherung 3 einen hohen Widerstandswert besitzt, wobei es lange
Zeit dauert, bis das Potential des Knotens N4 größer als das
Schwellenpotential des Inverters 8 ist. Das Signal ϕE ver
bleibt ungeändert auf dem H-Pegel, bis das Potential des Kno
tens N4 größer als das Schwellenpotential des Inverters 8
ist. Wenn nachfolgend zum Zeitpunkt t4 das Signal RSTD von
dem H-Pegel auf den L-Pegel abgesenkt wird, wird das Trans
fergatter 6 elektrisch nichtleitend, wobei der Pegel des Si
gnals ϕE durch die Inverter 8, 9 zwischengespeichert wird.
Somit wird das Signal ϕE auf den L-Pegel gebracht, wenn die
Sicherung 3 nicht durchgeschmolzen worden ist, während es auf
den H-Pegel gebracht wird, wenn die Sicherung 3 ausreichend
oder unzureichend durchgeschmolzen worden ist.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Verwendung dieses SRAMs
beschrieben. Zunächst wird ein Test ausgeführt, um jede Spei
cherzelle MC zu untersuchen, ob sie geeignet ist, wobei die
Speicherzellenzeile mit einer fehlerhaften Speicherzelle MC
durch eine Ersatzspeicherzellenzeile ersetzt wird, während
die der Speicherzellenzeile mit der fehlerhaften Speicher
zelle MC entsprechende Sicherung 3 der Programmschaltung 2
durchgeschmolzen wird.
In der Speicherzellenzeile, in der die Sicherung 3 nicht
durchgeschmolzen worden ist, wird das Ausgangssignal ϕE der
Programmschaltung 2 auf den L-Pegel gebracht, so daß der P-
Kanal-MOS-Transistor 1 elektrisch leitend wird. Dies ermög
licht, das Stromversorgungspotential VDD' von der Leitung des
Stromversorgungspotentials VDD' über den P-Kanal-MOS-Transi
stor 1 an die Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL der
Zeile anzuschließen, womit die Speicherzellenzeile richtig
arbeitet.
Demgegenüber wird das Ausgangssignal ϕE der Programmschaltung
2 in der Speicherzellenzeile, in der die Sicherung 3 ausrei
chend durchgeschmolzen worden ist, oder in der Speicherzel
lenzeile, in der sie unzureichend durchgeschmolzen worden
ist, auf den H-Pegel gebracht, so daß der P-Kanal-MOS-Transi
stor 1 elektrisch nichtleitend wird. Dies ermöglicht, daß die
Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL der Zeile in einem
schwebenden Zustand ist, wobei selbst dann, wenn eine Spei
cherzelle MC der Zeile einen kurzgeschlossenen Teil enthält,
über den kurzgeschlossenen Teil keine elektrischen Ströme
fließen. Somit kann der elektrische Standby-Strom verringert
werden.
Außerdem wird die Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL
der fehlerhaften Speicherzellenzeile nicht wie im Fall des in
Fig. 16 gezeigten SRAMs geerdet, sondern in den schwebenden
Zustand gebracht. Selbst wenn die Signalleitung zum Übertra
gen des zur Standby-Zeit auf den H-Pegel gebrachten Signals
mit der Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL kurzge
schlossen wird, fließen die elektrischen Ströme somit nicht
zwischen der Signalleitung und der Speicherzellen-Stromver
sorgungsleitung MVL, wodurch der elektrische Standby-Strom
verringert wird.
Außerdem ist Fig. 3 eine ausführliche Ansicht dieses SRAMs im
Vergleich zu Fig. 14. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, unterschei
det sich dieser SRAM von dem SRAM aus Fig. 14 dadurch, daß
jede Sicherung 50 durch einen P-Kanal-MOS-Transistor 1 er
setzt ist, während entsprechend jeder Speicherzellenzeile
eine in Fig. 1 gezeigte Programmschaltung 2 vorgesehen ist.
Zur Vereinfachung der Zeichnung sind in Fig. 3 nur zwei Spei
cherzellenzeilen gezeigt. Die Ausgangssignale ϕE1, ϕE2 der
beiden (nicht gezeigten) Programmschaltungen 2 werden jeweils
in die Gates der P-Kanal-MOS-Transistoren 1, 1 der beiden
Speicherzellenzeilen eingegeben.
Dieser SRAM besitzt eine widerstandsfähige Konstruktion ge
genüber dem Einklinken. Das heißt, auch in diesem SRAM bilden
die Wannen NW, PW und die aktiven Schichten PA, NA eine Ent
ladeschaltung, die wie in Fig. 15B beschrieben die Wider
standselemente 51, 52 und die Bipolartransistoren 53, 54 ent
hält. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist in diesem SRAM aber ein
P-Kanal-MOS-Transistor 1 mit einem hohen Leitungswiderstands
wert zwischen die Leitung des Stromversorgungspotentials VDD'
und den Emitter des NPN-Bipolartransistors 53 geschaltet.
Selbst, wenn eine Einklinkerscheinung auftritt, wird der von
der Leitung des Stromversorgungspotentials VDD' zu der Lei
stung des Massepotentials VSS fließende elektrische Strom
somit durch den P-Kanal-MOS-Transistor 1 auf einen kleinen
Wert begrenzt. Beispielsweise fließt unter der Annahme, daß
das Stromversorgungspotential VDD' 4 V, der Widerstandswert
der Sicherung 50 10 Ω und der Leitungswiderstandswert des P-
Kanal-MOS-Transistors 1 10 kΩ beträgt, in der Schaltung aus
Fig. 15B zur Einklinkzeit ein elektrischer Strom von 400 mA,
während in der Schaltung aus Fig. 4 ein elektrischer Strom
von nur 400 µA fließt. Somit kann angenommen werden, daß die
ser SRAM eine Konstruktion besitzt, die gegenüber dem Ein
klinken widerstandsfähiger als der in der Einleitung erwähnte
SRAM ist.
Außerdem ist der SRAM so konstruiert, daß er die Kurzschlüsse
(7) bis (9) leicht erfassen kann. Wie in Fig. 5 gezeigt ist,
wird dazu der Fall (7) betrachtet, in dem die Speicherzellen-
Stromversorgungsleitung MVL und die Wortleitung WL durch ei
nen Fremdstoff 11 mit einem niedrigen Widerstandswert kurzge
schlossen sind (der Fremdstoff 12 wird später beschrieben).
Falls der P-Kanal-MOS-Transistor 1 und der N-Kanal-MOS-Tran
sistor 35 des Zeilendecodierers 34 (siehe Fig. 10) in einem
leitenden Zustand sind, ist das Potential der Speicherzellen-
Stromversorgungsleitung MVL ein Teilpotential, das durch Di
vision des Stromversorgungspotentials VDD' durch den Lei
tungswiderstandswert des P-Kanal-MOS-Transistors 1 und den
Leitungswiderstandswert des N-Kanal-MOS-Transistors 35 erhal
ten wird. Hier wird angenommen, daß der Widerstandswert des
Fremdstoffs 11 ausreichend niedriger als der Leitungswider
standswert des N-Kanal-MOS-Transistors 35 ist.
Falls der Leitungswiderstandswert des P-Kanal-MOS-Transistors
1 ausreichend größer als der Leitungswiderstandswert des N-
Kanal-MOS-Transistors 35 ist, ist somit das Potential der
Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL etwa gleich dem
Stromversorgungspotential VDD', so daß es zu keiner schlech
ten Funktion der Speicherzellen MC kommt. Aus diesem Grund
wird die Speicherzellenzeile durch den Test als geeignet be
wertet und nicht durch eine Ersatzspeicherzellenzeile er
setzt, so daß der P-Kanal-MOS-Transistor 1 in einen leitenden
Zustand gebracht wird. Da ein elektrischer Strom von der Lei
tung des Stromversorgungspotentials VDD' über den P-Kanal-
MOS-Transistor 1, die Speicherzellen-Stromversorgungsleitung
MVL, den Fremdstoff 11, die Wortleitung WL und den N-Kanal-
MOS-Transistor 35 zu der Leitung des Massepotentials VSS
kriecht, tritt aber ein schlechter elektrischer Standby-Strom
auf.
Da in diesen SRAM der Erfindung der Leitungswiderstandswert
des P-Kanal-MOS-Transistors 1 größer als der Leitungswider
standswert des N-Kanal-MOS-Transistors 35 ist, ist das Poten
tial der Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MvL aber
kleiner als die Hälfte des Stromversorgungspotentials VDD',
so daß die Speicherzellen nicht richtig arbeiten. Somit wird
diese Speicherzellenzeile durch den Test als fehlerhaft beur
teilt und durch eine Ersatzspeicherzellenzeile ersetzt, wobei
der P-Kanal-MOS-Transistor 1 elektrisch nichtleitend gemacht
wird. Somit fließt kein elektrischer Strom über den Fremd
stoff 11, wobei der elektrische Standby-Strom verringert
wird.
Nachfolgend wird der Fall (9) betrachtet, in dem die Spei
cherzellen-Stromversorgungsleitung MVL und die Speicherzel
len-Massenleitung MGL durch einen Fremdstoff 12 mit einem
niedrigen Widerstandswert kurzgeschlossen sind. Falls der P-
Kanal-MOS-Transistor 1 elektrisch leitend ist, ist das Poten
tial der Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL ein Teil
potential, das durch Division des Stromversorgungspotentials
VDD' durch den Leitungswiderstandswert des P-Kanal-MOS-Tran
sistors 1 und den Leitungswiderstandswert des Fremdstoffs 12
erhalten wird.
Falls der Leitungswiderstandswert des P-Kanal-MOS-Transistors
1 ausreichend kleiner als der Leitungswiderstandswert des
Fremdstoffs 12 ist, ist somit das Potential der Speicherzel
len-Stromversorgungsleitung MVL etwa gleich dem Stromversor
gungspotential VDD', so daß keine schlechte Funktion der
Speicherzellen MC auftritt. Aus diesem Grund wird diese Spei
cherzellenzeile durch den Test als geeignet beurteilt und
nicht durch eine Ersatzspeicherzellenzeile ersetzt, so daß
der P-Kanal-MOS-Transistor 1 in einen leitenden Zustand ge
bracht wird. Da ein elektrischer Strom von der Leitung des
Stromversorgungspotentials VDD' über den P-Kanal-MOS-Transi
stor 1, die Speicherzellen-Stromversorgungsleitung MVL, den
Fremdstoff 12 und die Speicherzellen-Masseleitung MGL zu der
Leitung des Massepotentials VSS kriecht, tritt somit ein
schlechter elektrischer Standby-Strom auf.
In diesem SRAM der Erfindung ist der Leitungswiderstandswert
des P-Kanal-MOS-Transistors 1 aber auf einen verhältnismäßig
hohen Wert eingestellt. Falls der Widerstandswert des Fremd
stoffs 12 kleiner als der Leitungswiderstandswert des P-Ka
nal-MOS-Transistors 1 ist, ist somit das Potential der Spei
cherzellen-Stromversorgungsleitung MVL weniger als halb so
groß wie das Stromversorgungspotential VDD', so daß die Spei
cherzellen MC nicht richtig arbeiten. Somit wird diese Spei
cherzellenspalte durch den Test als fehlerhaft beurteilt und
durch eine Ersatzspeicherzellenspalte ersetzt, wobei der P-
Kanal-MOS-Transistor 1 elektrisch nichtleitend gemacht wird.
Somit fließt kein elektrischer Strom über den Fremdstoff 12,
wobei der elektrische Standby-Strom verringert wird.
In dieser ersten Ausführungsform ist der P-Kanal-MOS-Transi
stor 1 mit einem hohen Leitungswiderstandswert zwischen die
Leitung des Stromversorgungspotentials VDD' und die Speicher
zellen-Stromversorgungsleitung MVL geschaltet. Wie in Fig. 6
gezeigt ist, kann die gleiche Wirkung aber mit einem P-Kanal-
MOS-Transistor 13 mit einem niedrigen Leitungswiderstandswert
und einem Widerstandselement 14 mit einem hohen Widerstands
wert (höher als 10 kΩ) erhalten werden, die zwischen der Lei
tung des Stromversorgungspotentials VDD' und der Speicherzel
len-Stromversorgungsleitung MVL in Serie geschaltet sind. In
diesem Fall kann der Widerstandswert zwischen der Leitung des
Stromversorgungspotentials VDD' und der Speicherzellen-Strom
versorgungsleitung MVL leicht und genau eingestellt werden.
Fig. 7 ist ein Blockschaltplan eines wesentlichen Teils eines
SRAMs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung im
Vergleich zu Fig. 10.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, unterscheidet sich dieser SRAM von
dem aus Fig. 10 dadurch, daß die Speicherzellen MC seitlich
verlängert sind, daß zu jedem Bitleitungspaar BL, /BL die P-
Kanal-MOS-Transistoren 21, 22 hinzugefügt sind, daß die Spei
cherzellen-Stromversorgungsleitung MVL entsprechend jeder
Spalte in der gleichen Richtung wie das Bitleitungspaar BL,
/BL verläuft und daß die (nicht gezeigte) Programmschaltung 2
aus Fig. 1 entsprechend jeder Speicherzellenspalte vorgesehen
ist.
Der P-Kanal-MOS-Transistor 21 ist zwischen die Leitung des
Stromversorgungspotentials VDD und die Source der P-Kanal-
MOS-Transistoren 31, 32 geschaltet. Der P-Kanal-MOS-Transi
stor 22 besitzt wie der P-Kanal-MOS-Transistor 1 aus Fig. 1
einen verhältnismäßig hohen Widerstandswert (höher als etwa
10 kΩ) und ist zwischen die Leitung des Stromversorgungspo
tentials VDD' und die Speicherzellen-Stromversorgungsleitung
MVL geschaltet. Jedes der Ausgangssignale ϕE1 bis ϕEn der je
weils entsprechend den n Spalten (n eine natürliche Zahl)
vorgesehenen n Programmschaltungen 2 wird in die Gates der P-
Kanal-MOS-Transistoren 21, 22 der entsprechenden Spalte ein
gegeben.
Wie in Fig. 8A gezeigt ist, enthält eine seitlich verlängerte
Speicherzelle MC in der gleichen Weise wie die in den
Fig. 11A und 11B gezeigte längs verlängerte Speicherzelle MC
die Lasttransistoren (P-Kanal-MOS-Transistoren) 41, 42, die
Treibertransistoren (N-Kanal-MOS-Transistoren) 43, 44 und die
Zugriffstransistoren (N-Kanal-MOS-Transistoren) 45, 46. Die
seitlich verlängerte Speicherzelle MC unterscheidet sich von
der längs verlängerten Speicherzelle MC u. a. in bezug auf
die Anordnung der Transistoren 41 bis 46.
Das heißt, wie in Fig. 8B gezeigt ist, wird die seitlich ver
längerte Speicherzelle MC an der Oberfläche einer N-Wanne NW
und an der Oberfläche der an ihren beiden Seiten liegenden P-
Wannen PW, PW ausgebildet. Zunächst werden auf einer Polysi
liciumschicht eine Gate-Elektrode GE1, die in Fig. 8A von der
N-Wanne NW in X-Richtung zu einer der P-Wannen PW, PW ver
läuft, eine Gate-Elektrode GE2, die in Fig. 8A in X-Richtung
von der N-Wanne NW zu der anderen P-Wanne PW, PW verläuft,
eine Gate-Elektrode GE3, die in Fig. 8A in X-Richtung auf
einer der P-Wannen PW, PW verläuft, und eine Gate-Elektrode
GE4, die in Fig. 8A in X-Richtung auf der anderen P-Wanne PW,
PW verläuft, ausgebildet.
Nachfolgend wird in einer der P-Wannen PW, PW eine aktive N-
Schicht NA1 ausgebildet, die die Gate-Elektroden GE1, GE3
schneidet, während in der anderen P-Wanne PW, PW eine aktive
N-Schicht NA2 ausgebildet wird, die die Gate-Elektroden GE2,
GE4 schneidet, bzw. in der N-Wanne NW die aktiven P-Schichten
PA1, PA2 ausgebildet werden, die die Gate-Elektroden GE1 bzw.
GE2 schneiden.
Die Gate-Elektrode GE1 zusammen mit der aktiven P-Schicht PA1
und die Gate-Elektrode GE2 zusammen mit der aktiven P-Schicht
PA2 bilden den P-Kanal-MOS-Transistor 41 bzw. 42. Die Gate-
Elektrode GE1 zusammen mit der aktiven N-Schicht NA1 und die
Gate-Elektrode GE3 zusammen mit der aktiven N-Schicht NA1
bilden den N-Kanal-MOS-Transistor 43 bzw. 45. Die Gate-Elek
trode GE2 zusammen mit der aktiven N-Schicht NA2 und die
Gate-Elektrode GE4 zusammen mit der aktiven N-Schicht NA2
bilden die N-Kanal-MOS-Transistoren 44 bzw. 46.
Nachfolgend wird eine lokale Verdrahtungsleitung LL1 ausge
bildet, die über ein Mittelteil der aktiven N-Schicht NA1,
ein Ende der aktiven P-Schicht PA1 und ein Ende der Gate-
Elektrode GE2 verläuft, während eine lokale Verdrahtungslei
tung LL2 ausgebildet wird, die über ein Mittelteil der akti
ven N-Schicht NA2, ein Ende der aktiven der P-Schicht PA1 und
ein Ende der Gate-Elektrode GE1 verläuft. Wie in Fig. 8B ge
zeigt ist, ist der Teil, in dem sich die lokale Verdrahtungs
leitung LL1 mit den aktiven Schichten NA1, PA1 überschneidet,
ebenso wie der Teil, in dem sich die lokale Verdrahtungslei
tung LL2 mit den aktiven Schichten NA2, PA2 überschneidet,
elektrisch leitend. Die Gate-Elektrode GE2 und die lokale
Verdrahtungsleitung LL1 und die Gate-Elektrode GE1 und die
lokale Verdrahtungsleitung LL2 sind jeweils über Kontaktlö
cher CH, CH miteinander verbunden.
Wie in Fig. 8C gezeigt ist, werden nachfolgend aus einer er
sten Aluminiumverdrahtungsschicht mehrere in Fig. 8C in X-
Richtung verlaufende Metallverdrahtungsleitungen ML ausgebil
det, während darauf ferner aus einer zweiten Aluminiumver
drahtungsschicht eine Speicherzellen-Masseleitung MGL, eine
Bitleitung BL, eine Speicherzellen-Stromversorgungsleitung
MVL, eine Bitleitung /BL und eine Speicherzellen-Masseleitung
MGL, die in Fig. 8C in Y-Richtung verlaufen, ausgebildet wer
den. Unter den mehreren Metallverdrahtungsleitungen ML wird
eine Metallverdrahtungsleitung, die einen Mittelteil der
Speicherzelle kreuzt, zu einer Wortleitung WL.
Ein Ende der aktiven P-Schicht PA1 (der Source des P-Kanal-
MOS-Transistors 41) ist über ein Kontaktloch CH, eine Metall
verdrahtung ML und ein Durchgangsloch VH mit der Speicherzel
len-Stromversorgungsleitung MVL verbunden. Ein Ende der akti
ven P-Schicht PA2 (der Soutce des P-Kanal-MOS-Transistors 42)
ist über ein Kontaktloch CH, eine Metallverdrahtung ML und
ein Durchgangsloch VH mit der Speicherzellen-Stromversor
gungsleitung MVL verbunden.
Ein Ende der aktiven N-Schicht NA1 (der Source des N-Kanal-
MOS-Transistors 43) ist über ein Kontaktloch CH, eine Metall
verdrahtung ML und ein Durchgangsloch VH mit der Speicherzel
len-Masseleitung MGL verbunden. Ein Ende der aktiven N-
Schicht NA2 (der Source des N-Kanal-MOS-Transistors 44) ist
über ein Kontaktloch CH, eine Metallverdrahtung ML und ein
Durchgangsloch VH mit der Speicherzellen-Masseleitung MGL
verbunden.
Das andere Ende der aktiven N-Schicht NA1 (des Drains des N-
Kanal-MOS-Transistors 45) ist über ein Kontaktloch CH, eine
Metallverdrahtung ML und ein Durchgangsloch VH mit der Bit
leitung BL verbunden. Das andere Ende der aktiven N-Schicht
NA2 (des Drains des N-Kanal-MOS-Transistors 46) ist über ein
Kontaktloch CH, eine Metallverdrahtung ML und ein Durchgangs
loch VH mit der Bitleitung /BL verbunden. Die Gate-Elektroden
GE3, GE4 sind jeweils über die Kontaktlöcher CH, CH mit der
Wortleitung WL verbunden.
Wie in den Fig. 9A und 9B gezeigt ist, wird das Substrat der
Speicherzellen MC mit einer Dreiwannenstruktur ausgebildet.
Das heißt, an der Oberfläche eines P-Siliciumsubstrats 23
wird eine vergrabene N+-Schicht 24 ausgebildet, an deren
Oberfläche mehrere (in der Zeichnung vier) P-Wannen PW ausge
bildet werden, wobei zwischen den vier P-Wannen PW jeweils
drei N-Wannen NW ausgebildet werden. Jede Speicherzelle MC
wird an der Oberfläche einer N-Wanne NW und einer P-Wanne PW
ausgebildet, die beiderseits zu ihr benachbart sind. Die P-
Wanne PW wird durch die beiden Speicherzellen, die in der
Zeichnung in X-Richtung zueinander benachbart sind, gemeinsam
genutzt. In den Fig. 9A und 9B sind zwölf Speicherzellen MC
gezeigt, die in vier Zeilen und drei Spalten angeordnet sind.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Anwendung dieses SRAMs
beschrieben. Zunächst wird ein Test ausgeführt, um jede Spei
cherzelle MC auf ihre Eignung zu untersuchen, wobei eine
Speicherzellenspalte, die eine fehlerhafte Speicherzelle MC
enthält, durch eine Ersatzspeicherzellenspalte ersetzt und
die Sicherung 3 derjenigen Programmschaltung 2, die der Spei
cherzellenspalte mit der fehlerhaften Speicherzelle MC ent
spricht, durchgeschmolzen wird.
In der Speicherzellenspalte, in der die Sicherung 3 nicht
durchgeschmolzen worden ist, wird das Ausgangssignal (bei
spielsweise ϕE1 bis ϕEn-1) der Programmschaltung 2 auf den L-
Pegel gebracht, um die P-Kanal-MOS-Transistoren 21, 22 elek
trisch leitend zu machen. Dies ermöglicht, das Stromversor
gungspotential VDD von der Leitung des Stromversorgungspoten
tials VDD über die P-Kanal-MOS-Transistoren 21, 31, 32 an die
Bitleitungen BL, /BL und das Stromversorgungspotential VDD'
von der Leitung des Stromversorgungspotentials VDD' über den
P-Kanal-MOS-Transistor 22 an die Speicherzellen-Stromversor
gungsleitung MVL anzulegen, wodurch jede Speicherzellenspalte
richtig arbeitet.
Demgegenüber wird in der Speicherzellenspalte, in der die
Sicherung 3 durchgeschmolzen worden ist, das Ausgangssignal
(in diesem Fall ϕEn) der Programmschaltung 2 auf den H-Pegel
gebracht, so daß die P-Kanal-MOS-Transistoren 21, 22 elek
trisch nichtleitend werden. Dies ermöglicht, daß die Bitlei
tungen BL, /BL und die Speicherzellen-Stromversorgungsleitung
MVL der Spalte in einem schwebendem Zustand sind, wobei
selbst dann, wenn eine Speicherzelle MC der Spalte die Kurz
schlüsse (1) bis (9) enthält, über den kurzgeschlossenen Teil
keine elektrischen Ströme fließen. Somit kann in diesem SRAM
der durch die Kurzschlüsse (1) bis (9) entstandene elektri
sche Leckstrom durch einfaches Durchschmelzen einer einzelnen
Sicherung 3 beseitigt und der elektrische Standby-Strom ver
ringert werden.
Obgleich die Erfindung ausführlich beschrieben und gezeigt
wurde, ist selbstverständlich, daß dies lediglich zur Erläu
terung und als Beispiel dient und nicht als Beschränkung ver
standen werden soll, wobei der Erfindungsgedanke und der Um
fang der Erfindung lediglich durch die beigefügten Ansprüche
beschränkt sind.
Claims (6)
1. Statische Halbleiterspeichervorrichtung mit mehreren
Speicherzellen (MC), die in mehreren Zeilen und mehreren
Spalten angeordnet sind, einer Wortleitung (WL) die entspre
chend jeder Zeile vorgesehen ist, und einem Bitleitungspaar
(BL, /BL), das entsprechend jeder Spalte vorgesehen ist, wo
bei die statische Halbleiterspeichervorrichtung ein Redun
danzsystem anwendet, in dem eine fehlerhafte Zeile oder
Spalte durch eine Ersatzzeile oder -spalte ersetzt wird, und
umfaßt:
ein erstes Schaltelement (35), das entsprechend jeder Wortleitung (WL) vorgesehen ist und zwischen die entspre chende Wortleitung (WL) und eine Leitung auf einem Referenz potential (VSS) geschaltet ist, und das die entsprechenden Speicherzellen (MC) dadurch, daß es elektrisch leitend wird, wenn die entsprechende Wortleitung (WL) nicht ausgewählt ist, in einen inaktiven Zustand einstellt;
eine Stromversorgungsleitung (MVL), die entsprechend je der Zeile oder Spalte vorgesehen ist, und deren eines Ende an einen Stromversorgungsknoten jeder Speicherzelle (MC) in der entsprechenden Zeile oder Spalte angeschlossen ist;
ein zweites Schaltelement (1), das entsprechend jeder Stromversorgungsleitung (MVL) vorgesehen ist, und das zwi schen das andere Ende der entsprechenden Stromversorgungslei tung (MVL) und eine Leitung eines Stromversorgungspotentials (VDD') geschaltet ist, wobei das zweite Schaltelement (1) einen vorgegebenen Leitungswiderstandswert besitzt, der grö ßer als ein Leitungswiderstandswert des ersten Schaltelements (35) ist; und
eine Programmschaltung (2), die entsprechend jeder Zeile oder Spalte vorgesehen ist und eine Sicherung (3) enthält, die durchgeschmolzen wird, wenn die entsprechende Zeile oder Spalte fehlerhaft ist, wobei die Programmschaltung (2) das zweite Schaltelement (1) elektrisch nichtleitend macht, wenn die Sicherung (3) durchgeschmolzen ist.
ein erstes Schaltelement (35), das entsprechend jeder Wortleitung (WL) vorgesehen ist und zwischen die entspre chende Wortleitung (WL) und eine Leitung auf einem Referenz potential (VSS) geschaltet ist, und das die entsprechenden Speicherzellen (MC) dadurch, daß es elektrisch leitend wird, wenn die entsprechende Wortleitung (WL) nicht ausgewählt ist, in einen inaktiven Zustand einstellt;
eine Stromversorgungsleitung (MVL), die entsprechend je der Zeile oder Spalte vorgesehen ist, und deren eines Ende an einen Stromversorgungsknoten jeder Speicherzelle (MC) in der entsprechenden Zeile oder Spalte angeschlossen ist;
ein zweites Schaltelement (1), das entsprechend jeder Stromversorgungsleitung (MVL) vorgesehen ist, und das zwi schen das andere Ende der entsprechenden Stromversorgungslei tung (MVL) und eine Leitung eines Stromversorgungspotentials (VDD') geschaltet ist, wobei das zweite Schaltelement (1) einen vorgegebenen Leitungswiderstandswert besitzt, der grö ßer als ein Leitungswiderstandswert des ersten Schaltelements (35) ist; und
eine Programmschaltung (2), die entsprechend jeder Zeile oder Spalte vorgesehen ist und eine Sicherung (3) enthält, die durchgeschmolzen wird, wenn die entsprechende Zeile oder Spalte fehlerhaft ist, wobei die Programmschaltung (2) das zweite Schaltelement (1) elektrisch nichtleitend macht, wenn die Sicherung (3) durchgeschmolzen ist.
2. Statische Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stromversorgungsleitung (MVL) und die Programmschal tung (2) entsprechend jeder Spalte vorgesehen sind,
die statische Halbleiterspeichervorrichtung umfaßt:
ein Bitleitungs-Lastelement (21), das entsprechend jeder Bitleitung (BL oder /BL) vorgesehen ist und dessen eine Elek trode an die entsprechende Bitleitung (BL oder /BL) ange schlossen ist; und
ein drittes Schaltelement (21), das entsprechend jeder Spalte vorgesehen ist und zwischen die andere Elektrode jedes Bitleitungs-Lastelements (21) der entsprechenden Spalte und eine Leitung eines Stromversorgungspotentials (VDD) geschal tet ist, wobei
die Programmschaltung (2) das dritte Schaltelement (2) sowie das zweite Schaltelement (1) elektrisch nichtleitend macht, wenn die Sicherung (3) durchgeschmolzen ist.
die Stromversorgungsleitung (MVL) und die Programmschal tung (2) entsprechend jeder Spalte vorgesehen sind,
die statische Halbleiterspeichervorrichtung umfaßt:
ein Bitleitungs-Lastelement (21), das entsprechend jeder Bitleitung (BL oder /BL) vorgesehen ist und dessen eine Elek trode an die entsprechende Bitleitung (BL oder /BL) ange schlossen ist; und
ein drittes Schaltelement (21), das entsprechend jeder Spalte vorgesehen ist und zwischen die andere Elektrode jedes Bitleitungs-Lastelements (21) der entsprechenden Spalte und eine Leitung eines Stromversorgungspotentials (VDD) geschal tet ist, wobei
die Programmschaltung (2) das dritte Schaltelement (2) sowie das zweite Schaltelement (1) elektrisch nichtleitend macht, wenn die Sicherung (3) durchgeschmolzen ist.
3. Statische Halbleiterspeichervorrichtung nach einem
vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Pro
grammschaltung (2) enthält:
ein viertes Schaltelement (5), das zwischen einen ersten Knoten (N4) und eine Leitung auf einem ersten Potential (VSS) geschaltet ist, und das elektrisch leitend wird, wenn ein Rücksetzsignal (RST) von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel übergeht, um ein Potential des ersten Knotens (N4) auf das erste Potential (VSS) zurückzusetzen;
ein fünftes Schaltelement (4), das zwischen dem ersten Knoten (N4) und einer Leitung auf einem zweiten Potential (VDD) mit der Sicherung (3) in Serie geschaltet ist, und das elektrisch leitend wird, wenn das Rücksetzsignal (RST) von dem zweiten Pegel auf den ersten Pegel übergeht, um das Po tential des ersten Knotens (N4) auf das zweite Potential (VDD) einzustellen, wenn die Sicherung (3) nicht durchge schmolzen worden ist; und
eine Zwischenspeicherschaltung (6 bis 9), die das Poten tial des ersten Knotens (N4) während einer vorgegebenen Zeit dauer, nachdem das Rücksetzsignal (RST) von dem zweiten Pegel auf den ersten Pegel übergegangen ist, zwischenspeichert, um das zweite Schaltelement (1) elektrisch nichtleitend zu ma chen, wenn das zwischengespeicherte Potential das erste Po tential (VSS) ist.
ein viertes Schaltelement (5), das zwischen einen ersten Knoten (N4) und eine Leitung auf einem ersten Potential (VSS) geschaltet ist, und das elektrisch leitend wird, wenn ein Rücksetzsignal (RST) von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel übergeht, um ein Potential des ersten Knotens (N4) auf das erste Potential (VSS) zurückzusetzen;
ein fünftes Schaltelement (4), das zwischen dem ersten Knoten (N4) und einer Leitung auf einem zweiten Potential (VDD) mit der Sicherung (3) in Serie geschaltet ist, und das elektrisch leitend wird, wenn das Rücksetzsignal (RST) von dem zweiten Pegel auf den ersten Pegel übergeht, um das Po tential des ersten Knotens (N4) auf das zweite Potential (VDD) einzustellen, wenn die Sicherung (3) nicht durchge schmolzen worden ist; und
eine Zwischenspeicherschaltung (6 bis 9), die das Poten tial des ersten Knotens (N4) während einer vorgegebenen Zeit dauer, nachdem das Rücksetzsignal (RST) von dem zweiten Pegel auf den ersten Pegel übergegangen ist, zwischenspeichert, um das zweite Schaltelement (1) elektrisch nichtleitend zu ma chen, wenn das zwischengespeicherte Potential das erste Po tential (VSS) ist.
4. Statische Halbleiterspeichervorrichtung nach einem
vorangehenden Anspruch, gekennzeichnet durch
ein Halbleitersubstrat (23) vom ersten Leitungstyp;
eine vergrabene Halbleiterschicht (24) vom zweiten Lei tungstyp, die an einer Oberfläche des Halbleitersubstrats (23) ausgebildet ist;
mehrere erste Wannen (NW) vom ersten Leitungstyp, die an einer Oberfläche der vergrabenen Halbleiterschicht (24) aus gebildet sind; und
mehrere zweite Wannen (PW) vom zweiten Leitungstyp, die an einer Oberfläche der vergrabenen Halbleiterschicht (24) jeweils zwischen den mehreren ersten Wannen (NW) ausgebildet sind,
wobei die mehreren Speicherzellen (MC) an einer Oberflä che der mehreren ersten Wannen (NW) und der mehreren zweiten Wannen (PW) ausgebildet sind.
ein Halbleitersubstrat (23) vom ersten Leitungstyp;
eine vergrabene Halbleiterschicht (24) vom zweiten Lei tungstyp, die an einer Oberfläche des Halbleitersubstrats (23) ausgebildet ist;
mehrere erste Wannen (NW) vom ersten Leitungstyp, die an einer Oberfläche der vergrabenen Halbleiterschicht (24) aus gebildet sind; und
mehrere zweite Wannen (PW) vom zweiten Leitungstyp, die an einer Oberfläche der vergrabenen Halbleiterschicht (24) jeweils zwischen den mehreren ersten Wannen (NW) ausgebildet sind,
wobei die mehreren Speicherzellen (MC) an einer Oberflä che der mehreren ersten Wannen (NW) und der mehreren zweiten Wannen (PW) ausgebildet sind.
5. Statische Halbleiterspeichervorrichtung nach einem
vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das
zweite Schaltelement (1) einen Transistor (1) mit dem vorge
gebenen Leitungswiderstandswert enthält.
6. Statische Halbleiterspeichervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite
Schaltelement (13, 14) enthält:
ein Widerstandselement (14) mit dem vorgegebenen Leitungswiderstandswert; und
einen Transistor (13), der mit dem Widerstandselement (14) zwischen dem anderen Ende der Stromversorgungsleitung (MVL) und der Leitung des Stromversorgungspotentials (VDD') in Serie geschaltet ist.
ein Widerstandselement (14) mit dem vorgegebenen Leitungswiderstandswert; und
einen Transistor (13), der mit dem Widerstandselement (14) zwischen dem anderen Ende der Stromversorgungsleitung (MVL) und der Leitung des Stromversorgungspotentials (VDD') in Serie geschaltet ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000374261A JP4530527B2 (ja) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | スタティック型半導体記憶装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10135559A1 true DE10135559A1 (de) | 2002-06-27 |
Family
ID=18843484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10135559A Withdrawn DE10135559A1 (de) | 2000-12-08 | 2001-07-20 | Statische Halbleiterspeichervorrichtung mit einem Redundanzsystem |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6373760B1 (de) |
| JP (1) | JP4530527B2 (de) |
| DE (1) | DE10135559A1 (de) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6724649B1 (en) * | 2002-12-19 | 2004-04-20 | Intel Corporation | Memory cell leakage reduction |
| JP4388274B2 (ja) | 2002-12-24 | 2009-12-24 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体記憶装置 |
| JP4537668B2 (ja) * | 2003-05-23 | 2010-09-01 | パナソニック株式会社 | 多ポートメモリセル |
| US7773442B2 (en) | 2004-06-25 | 2010-08-10 | Cypress Semiconductor Corporation | Memory cell array latchup prevention |
| US9842629B2 (en) * | 2004-06-25 | 2017-12-12 | Cypress Semiconductor Corporation | Memory cell array latchup prevention |
| US7365432B2 (en) * | 2004-08-23 | 2008-04-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Memory cell structure |
| KR100660899B1 (ko) * | 2005-12-15 | 2006-12-26 | 삼성전자주식회사 | 누설 전류 패스를 제거할 수 있는 퓨즈 회로 |
| US7961499B2 (en) | 2009-01-22 | 2011-06-14 | Qualcomm Incorporated | Low leakage high performance static random access memory cell using dual-technology transistors |
| JP6353668B2 (ja) | 2014-03-03 | 2018-07-04 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体記憶装置 |
| JP6506925B2 (ja) * | 2014-07-30 | 2019-04-24 | ローム株式会社 | 記憶回路 |
| CN108242251B (zh) * | 2016-12-23 | 2019-08-16 | 联华电子股份有限公司 | 动态随机存取存储器 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59155954A (ja) | 1983-02-24 | 1984-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体メモリ装置 |
| JPS6432670A (en) | 1988-06-15 | 1989-02-02 | Hitachi Ltd | Semiconductor memory circuit device |
| JPH0682807B2 (ja) * | 1988-09-12 | 1994-10-19 | 株式会社東芝 | 半導体メモリ |
| JPH0652542B2 (ja) | 1989-07-27 | 1994-07-06 | 株式会社田村電機製作所 | カードリーダのシヤツタ機構 |
| JP3354267B2 (ja) | 1994-02-18 | 2002-12-09 | 株式会社東芝 | 半導体メモリ |
| JPH08274266A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-10-18 | Hitachi Ltd | ヒューズトリミング回路及びそれを備えた半導体集積回路 |
| KR0157339B1 (ko) | 1995-06-28 | 1998-12-01 | 김광호 | 반도체 메모리의 불량셀 구제회로 |
| JP3758251B2 (ja) * | 1995-11-06 | 2006-03-22 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体記憶装置 |
| JP3824343B2 (ja) | 1996-03-29 | 2006-09-20 | 富士通株式会社 | 半導体装置 |
| JPH1011993A (ja) | 1996-06-27 | 1998-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体記憶装置 |
| JP2978467B2 (ja) * | 1998-03-16 | 1999-11-15 | 株式会社日立製作所 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JP3401522B2 (ja) * | 1998-07-06 | 2003-04-28 | 日本電気株式会社 | ヒューズ回路及び冗長デコーダ回路 |
-
2000
- 2000-12-08 JP JP2000374261A patent/JP4530527B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-05-02 US US09/846,197 patent/US6373760B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-20 DE DE10135559A patent/DE10135559A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4530527B2 (ja) | 2010-08-25 |
| US6373760B1 (en) | 2002-04-16 |
| JP2002176111A (ja) | 2002-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69606771T2 (de) | Platzsparende isolierung eines leseverstärker in einer dynamischen ram-architektur | |
| DE68911044T2 (de) | Halbleiterspeicher. | |
| DE69129138T2 (de) | DRAM mit einem Wortleitungsbetriebsschaltungssystem | |
| DE69835499T2 (de) | Auswahlschaltkreis für eine DRAM-Matrix und Verfahren zum Testen der Datenspeicherfähigkeit einer DRAM-Matrix | |
| DE4007356C2 (de) | Nichtflüchtige Halbleiterspeicheranordnung | |
| DE3247538C2 (de) | ||
| DE10220970A1 (de) | Halbleiterspeichervorrichtung | |
| DE4022153C2 (de) | ||
| DE3427423C2 (de) | Integrierter Halbleiterspeicher | |
| DE102012104648B4 (de) | Techniken zur Verifikation einer Verlässlichkeit eines Speichers | |
| DE3685871T2 (de) | Komplementaere halbleitereinrichtung mit einem substratspannungsgenerator. | |
| DE4007187A1 (de) | Integrierte halbleiterschaltungseinrichtung und betriebsverfahren dafuer | |
| DE4226070C2 (de) | Halbleiterspeichereinrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Benutzung eines Ersatzspeicherzellenfeldes | |
| DE19520630A1 (de) | Scheibeneinbrenn-Testschaltkreis für eine Halbleiterspeichervorrichtung | |
| DE68917187T2 (de) | Zellenmusteranordnung einer Halbleiterspeichereinrichtung. | |
| DE3750002T2 (de) | Statischer Direktzugriffspeicher einer Bi-CMOS-Konstruktion. | |
| DE69119957T2 (de) | CMOS-Speichereinrichtung mit verbesserter Leseverstärker-Steuerung | |
| DE10132133A1 (de) | Statische Halbleiterspeichervorrichtung mit T-Typ-Bitleitungsstruktur | |
| DE4217571A1 (de) | Integrierte halbleiterschaltungsanordnung | |
| DE10135559A1 (de) | Statische Halbleiterspeichervorrichtung mit einem Redundanzsystem | |
| DE68915018T2 (de) | Halbleiterspeicherschaltung. | |
| DE69126912T2 (de) | Halbleiteranordnung und ihre Prüfungsverfahren | |
| DE19727262B4 (de) | Halbleiterspeichervorrichtung mit über Leckdetektionsmittel gesteuerter Substratspannungserzeugungsschaltung | |
| DE3826745A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum verringern des strombedarfs einer halbleiterspeichereinrichtung | |
| DE69119446T2 (de) | Dekodierschaltung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |