JP2005115981A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
【課題】 リダンダンシメモリセルと欠陥を持つメモリセルとの置き換えを行うことのできる簡単なアドレス変換回路を有する半導体装置を提供すること。
【解決手段】アドレス変換回路12として、NAND回路12a、複数のEX−NOR回路12b及び複数の選択回路12cを備え、NAND回路12a及び複数のEX−NOR回路12bは外部からの前記欠陥情報の入力を受け、前記NAND回路12aは前記最初或いは最終のカラムアドレス或いはロウアドレスを識別し、前記複数のEX−NOR回路12bは前記欠陥を持つメモリセルのアドレスを含むカラムアドレス或いはロウアドレスを識別し、前記複数の選択回路12cは前記識別された情報に基づきアドレス変換情報をランダムアクセスメモリ11へ出力する。
【選択図】 図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having a simple address conversion circuit capable of replacing a redundancy memory cell and a defective memory cell.
An address conversion circuit 12 includes a NAND circuit 12a, a plurality of EX-NOR circuits 12b, and a plurality of selection circuits 12c. The NAND circuit 12a and the plurality of EX-NOR circuits 12b receive the defect information from the outside. The NAND circuit 12a identifies the first or last column address or row address, and the plurality of EX-NOR circuits 12b identify the column address or row address including the address of the defective memory cell, The plurality of selection circuits 12c output address conversion information to the random access memory 11 based on the identified information.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、欠陥を持つメモリセルを救済する手段を有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having means for relieving a defective memory cell.
半導体メモリにおいて、すべてのメモリセルを欠陥なしに形成することは困難である。このため、欠陥を持つメモリセルを、別に用意したリダンダンシメモリセルに置換する、リダンダンシ法と言われる欠陥メモリセル救済法が用いられる。 In a semiconductor memory, it is difficult to form all memory cells without defects. For this reason, a defective memory cell repair method called a redundancy method is used in which a defective memory cell is replaced with a separately prepared redundancy memory cell.
従来の代表的なリダンダンシ法として、ヒューズブロウ法がある。これは欠陥を持つメモリセルを含む一部のメモリセルのヒューズを切断し、更に、欠陥を持つメモリセルの救済用に用意されているリダンダンシメモリセルへ回路の接続を変更し、欠陥を持つメモリセルとスリダンダンシメモリセルを置換する方法である。しかし、問題として、ヒューズ切断法は工程の増加により製造コストが高くなること、その切断及び接続工程により歩留りが低下することがあった。 As a typical conventional redundancy method, there is a fuse blow method. This cuts the fuses of some memory cells including defective memory cells, and further changes the circuit connection to the redundant memory cells prepared for the repair of defective memory cells. This is a method for replacing a cell and a redundancy memory cell. However, as a problem, the fuse cutting method has a high manufacturing cost due to an increase in the number of processes, and the yield may decrease due to the cutting and connecting processes.
このため、ヒューズブロウ法以外の方法として、リダンダンシメモリセルと欠陥を持つメモリセルとのアドレス配置を物理的に変換する方法が用いられている。この方法によれば、ヒューズ切断等の出来上がった半導体装置に工程を追加することなく、欠陥を持つメモリセルを救済できる。 For this reason, as a method other than the fuse blow method, a method of physically converting the address arrangement between the redundancy memory cell and the defective memory cell is used. According to this method, a defective memory cell can be relieved without adding a process to a completed semiconductor device such as a fuse cut.
(例えば、特許文献1参照。)。
上述のアドレス配置を物理的に変換する方法によって、ヒューズブロウ法の欠点を克服できる。一方、アドレス配置を物理的に変換するためには、それを実現する手段としプログラム可能なアドレス変換回路を必要とする。しかし、アドレス変換回路を導入することにより、半導体装置として回路が複雑になること、装置全体の面積が増加すること等の問題点があった。 The method of physically converting the address arrangement described above can overcome the drawbacks of the fuse blow method. On the other hand, in order to physically convert the address arrangement, a programmable address conversion circuit is required as means for realizing it. However, the introduction of the address conversion circuit has problems such as a complicated circuit as a semiconductor device and an increase in the area of the entire device.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は欠陥を持つメモリセルのアドレスとリダンダンシメモリセルのアドレスとの変換ができる簡単な構成で、面積が小さいアドレス変換回路を有する半導体装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor having an address conversion circuit with a small area and a simple configuration capable of converting between an address of a defective memory cell and an address of a redundancy memory cell. To provide an apparatus.
上記の課題を解決するため、本発明の第1の様態は、カラム方向及びロウ方向にアレイ状に配置された主メモリセル群と、前記カラム方向或いは前記ロウ方向に配置されたリダンダンシメモリセル群とを備えたメモリと、前記主メモリセル群の最初或いは最終のカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号へ変換すると共に、前記最初或いは最終のカラムアドレス或いはロウアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するメモリセルを含むカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のアドレスカラム或いはロウアドレスを指定する信号へ変換するアドレス変換回路とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a first aspect of the present invention includes a main memory cell group arranged in an array in the column direction and the row direction, and a redundancy memory cell group arranged in the column direction or the row direction. And a signal designating the first or last column address or row address of the main memory cell group to a signal designating the column address or row address of the redundancy memory cell group, and the first Alternatively, if the final column address or row address does not include the address of the defective memory cell, a signal specifying the column address or row address including the defective memory cell is used as the first or last address column or row address. Having an address conversion circuit for converting the signal into a designated signal And butterflies.
また、本発明の第2の様態は、カラム方向及びロウ方向にアレイ状に配置された主メモリセル群を備えたメモリと、前記カラム方向或いは前記ロウ方向に配置されたリダンダンシメモリセル群を含み、前記主メモリセル群の最初或いは最終のカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号へ変換すると共に、前記最初或いは最終のカラムアドレス或いはロウアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するメモリセルを含むカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のアドレスカラム或いはロウアドレスを指定する信号へ変換するアドレス変換回路とを
有することを特徴とする。
The second aspect of the present invention includes a memory having a main memory cell group arranged in an array in the column direction and the row direction, and a redundancy memory cell group arranged in the column direction or the row direction. The signal designating the first or last column address or row address of the main memory cell group is converted into the signal designating the column address or row address of the redundancy memory cell group, and the first or last column address or When the row address does not include the address of the defective memory cell, the signal specifying the column address or row address including the defective memory cell is converted into the signal specifying the first or last address column or row address. And an address conversion circuit.
また、本発明の第3の様態は、カラム方向及びロウ方向にアレイ状に配置された主メモリセル群と、前記カラム方向及び前記ロウ方向に前記主メモリセルと並んでそれぞれ配置されたリダンダンシメモリセル群とを備えたメモリと、前記主メモリセル群のカラム方向に並んだ前記記主メモリセル群の最初或いは最終のカラムアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のカラムアドレスを指定する信号に変換すると共に、前記最初或いは最終のカラムアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するカラムアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のカラムアドレスを指定する信号に変換する第1のアドレス変換回路と、前記主メモリセル群のロウ方向に並んだ前記記主メモリセル群の最初或いは最終のロウアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のロウアドレスを指定する信号に変換すると共に、前記最初或いは最終のロウアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するロウアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のロウアドレスを指定する信号に変換する第2のアドレス変換回路とを有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a main memory cell group arranged in an array in the column direction and the row direction, and a redundancy memory arranged in parallel with the main memory cell in the column direction and the row direction. A signal for designating a memory having a cell group and a first or last column address of the main memory cell group arranged in the column direction of the main memory cell group, and a column address of the redundancy memory cell group are designated. When the first or final column address does not include the address of the defective memory cell, the signal specifying the defective column address is converted into the signal specifying the first or final column address. A first address conversion circuit that performs a first address conversion of the main memory cell group arranged in a row direction of the main memory cell group. Or a signal designating the last row address is converted into a signal designating the row address of the redundancy memory cell group, and if the first or last row address does not include the address of the defective memory cell, And a second address conversion circuit for converting a signal designating a row address having a first address into a signal designating the last or last row address.
また、本発明の第4の発明は、カラム方向及びロウ方向にアレイ状に配置された主メモリセル群を備えたメモリと、前記カラム方向に配置されたリダンダンシメモリセル群を含み、前記主メモリセル群のカラム方向に並んだ前記記主メモリセル群の最初或いは最終のカラムアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のカラムアドレスを指定する信号に変換すると共に、前記最初或いは最終のカラムアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するカラムアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のカラムアドレスを指定する信号に変換する第1のアドレス変換回路と、前記ロウ方向に配置されたリダンダンシメモリセル群を含み、前記主メモリセル群のロウ方向に並んだ前記記主メモリセル群の最初或いは最終のロウアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のロウアドレスを指定する信号に変換すると共に、前記最初或いは最終のロウアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するロウアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のロウアドレスを指定する信号に変換する第2のアドレス変換回路とを有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the main memory includes a memory including a main memory cell group arranged in an array in the column direction and the row direction, and a redundancy memory cell group arranged in the column direction. A signal designating the first or last column address of the main memory cell group arranged in the column direction of the cell group is converted into a signal designating the column address of the redundancy memory cell group, and the first or last column address is converted. A first address conversion circuit for converting a signal designating a defective column address into a signal designating the first or last column address when the address does not include an address of a defective memory cell; and the row direction Including the redundancy memory cell group arranged in the row direction of the main memory cell group. When a signal designating the first or last row address of the group is converted into a signal designating the row address of the redundancy memory cell group, and the first or last row address does not include the address of the defective memory cell And a second address conversion circuit for converting a signal designating a defective row address into a signal designating the first or last row address.
本発明によれば、欠陥を持つメモリセルのアドレスとリダンダンシメモリセルのアドレスとを変換できる簡単な構成で、小面積が可能なアドレス変換回路を有する半導体装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device having an address conversion circuit capable of a small area with a simple configuration capable of converting an address of a defective memory cell and an address of a redundancy memory cell.
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の実施例1は、アドレス変換回路及びランダムアクセスメモリに、欠陥を有するメモリセルを検出するBIST回路として、ランダムアクセスメモリビルトインセルフテスト回路(RAMBIST)を付加し、メモリのテストから欠陥を持つメモリセルの救済までを一貫して行う半導体装置である。 In the first embodiment of the present invention, a random access memory built-in self test circuit (RAMBIST) is added to the address conversion circuit and the random access memory as a BIST circuit for detecting a defective memory cell, and the memory test has a defect. This is a semiconductor device that consistently repairs memory cells.
図1に実施例1における半導体装置の回路ブロック図を示す。本半導体装置10は、パワーオンリセット回路14をオンすることによって、動作を開始する。
FIG. 1 is a circuit block diagram of a semiconductor device according to the first embodiment. The
RAMBIST15は制御回路15a、テスト回路15b、比較回路15c及び記憶回路15dによって構成されている。制御回路15aは内部のプログラムレジスタに基づいて、RAMBIST15によるランダムアクセスメモリ11のテスト及びアドレス変換回路12によるランダムアクセスメモリ11のアドレス変換を制御する。
The RAMBIST 15 includes a
テスト回路15bは、制御回路15aの指示によってランダムアクセスメモリ11のテストを実行する。比較回路15cは、ランダムアクセスメモリ11から得られるテストデータとテスト回路15bから送られる期待値データとを比較し、その結果をフェイルパスデータとして、記憶回路15dへ書込む。
The
次に、半導体装置10の動作手順を図2に示す。先ず、半導体装置10の電源投入により(ステップS1)、RAMBIST15をパワーオンリセット回路14によって自動的に初期化する(ステップS2)。或いは、電源投入後に外部スイッチによって初期化を行っても良い。続いて、RAMBIST15内の制御回路15aが、内部のプログラムレジスタに基づいて、一連の動作手順を指示するシーケンスを生成する(ステップS3)。
Next, an operation procedure of the
制御回路15aからのシーケンス指示によって、RAMBIST15内のテスト回路15bがランダムアクセスメモリ11のテストを実行する(ステップS4)。そのテストデータ及びはテスト回路15bからの期待値データが比較回路15cに送られる。比較回路15cにおいてテストデータと期待値データとの比較が行われ、両者のデータが一致する場合はパス、不一致の場合はフェイルになる(ステップS5)。そのパスフェイルデータが記憶回路15dに送られ、格納される(ステップS6)。
In response to a sequence instruction from the
制御回路15aは記憶回路15dに格納されているパスフェイルデータからフェイルが判明したアドレスを読み取る。次に、その結果をフェイルアドレス情報としてアドレス変換回路12へ送る(ステップS7)。アドレス変換回路12はその情報を受けて、アドレス変換の演算を実行する(ステップS8)。そのアドレス変換の演算に基づいて、ランダムアクセスメモリ11において、例えば、不良ビットを含むカラムとスペアメモリセルのカラムとのアドレスの置き換えが行われる(ステップS9)。以上のように、テストからアドレス変換までが自動的に実施され、フェイルビットが存在するアドレスが救済された状態でランダムアクセスメモリとして使用が可能となる(ステップS10)。
The
また、以上に示したステップは、パワーオンリセット回路14をオンすることによって、自動的に最後まで動作を行うようにできる。
In addition, the above-described steps can be automatically performed to the end by turning on the power-on
次に、アドレス変換回路12によるフェイルしたメモリセルとリダンダンシセルとのアドレス変換について説明する。図1に示した半導体装置10におけるランダムアクセスメモリ11及びアドレス変換回路12の回路ブロック図を図3に示す。
Next, address conversion between the failed memory cell and the redundancy cell by the
本実施例では、ランダムアクセスメモリ11に、メモリセルとして8カラム(番号0〜7)からなる主メモリセル群11a及び1カラム(番号8)からなるリダンダンシメモリセル群11b、また、アクセスされたアドレスを解読するためのカラムデコーダ11c及びロウデコーダ11dが含まれている。以下、一例としてカラム方向のアドレス変換について述べる。
In this embodiment, the
ランダムアクセスメモリ11の主メモリセル群11aとリダンダンシメモリセル群11bとのアドレスの変換を制御するアドレス変換回路12は、図1で説明したRAMBISTの記憶回路15d及び制御回路15aから入力信号を受ける。即ち、フラッグ端子13bには、主メモリセル群11aにおけるフェイルビットの有無を示すフラッグ信号(例えば、フェイルビット有の場合は“1”、無の場合は“0”)が制御回路15aから入力される。また、3本のアドレス入力端子13a(C0、C1、C2)には選択されるカラムアドレスの信号が制御回路15aから入力される。また、3本のフェイル入力端子13c(F0、F1、F2)にはフェイルビットを含む不良カラムアドレスを示す信号が入力される。
The
また、ランダムアクセスメモリ11におけるカラム方向のアドレスを指定するため、8カラムに対する3本、リダンダンシメモリセル群11bのカラムに対する1本、計4本のアドレス出力端子13d(C0’、C1’、C2’、C3’)が用意されている。
Further, in order to designate addresses in the column direction in the
また、アドレス変換回路12の内部は、フェイルビットが有る場合、フラッグ信号とアドレス信号を入力することによって、特定のアドレスを指定可能にするNAND回路12a、アクセスされたカラムアドレスと不良カラムアドレスを比較するEX−NOR回路12b(E1、E2、E3)、及びEX−NOR回路12bからの信号と、固定信号(“1”、又は“0”)とをNAND回路12aからの信号によって選択する選択回路12c(S1、S2、S3、S4)、によって構成される。
In addition, when there is a fail bit, the
上述のように、本実施例における8カラム型のランダムアクセスメモリ11では、アドレス変換回路12として、選択回路12cを4個、EX−NOR回路12bを3個、NAND回路12aを1個、また、端子として、入力7端子および出力4端子を組み合わせており、簡単な回路構成になっている。
As described above, in the 8-column
図4は本実施例おけるアドレス変換回路を構成するNAND回路12a、EX−NOR回路12b及び選択回路12cの入出力レベルを図4に示す。この表に従って、アドレス変換が行われる。NAND回路12aは入力が4本有り、入力端子A〜Dがすべて“1”の場合、即ち、不良がありフラッグ端子に“1”が入力され、かつ、3本のアドレス入力がすべて“1”の場合、出力は“0”になる。他の場合はすべて“1”である。
FIG. 4 shows the input / output levels of the
EX−NOR回路13bについては特に説明を要しないので省略する。
The
選択回路13cは選択端子であるSELに“0”が入力した場合、入力Bのレベルに従って出力し、SELに“1”が入力した場合、入力Aのレベルに従って出力する。C0’、C1’、C2’に繋がる選択回路13cの入力Bは“0”に固定し、C3’に繋がる選択回路の入力Aは“0”及び入力Bは“1”に固定する。
The
次に、本実施例におけるアドレス変換の一例を図5に示す。 Next, an example of address conversion in this embodiment is shown in FIG.
カラム不良がない場合(フェイルビットがない)、即ち、アドレス変換が実際には行われない場合を図5(a)に表として示す。アドレス変換前の3本のアドレス入力端子13aにおいては、C0’、C1’、C2’の順に上位アドレスピンを定める。アドレス変換回路の4本の出力端子13dにおいては、出力端子C3’が最上位アドレスピンとなり、C0’、C1’、C2’の順に続く。従って、アドレス入力端子C0、C1、C2と図3に示したカラム番号0〜8とは図5(a)のように対応づけられる。
FIG. 5A shows a table when there is no column defect (no fail bit), that is, when address translation is not actually performed. In the three
カラム不良がないため、NAND回路12aはA〜Dの入力レベルに関わらず、その出力Xはすべて“1”になる。従って、選択回路12cは入力Aを選択して出力する。一方、EX−NOR回路12bからはアドレス入力端子C0、C1、C2のレベルがそのまま出力されるようにフェイル入力端子F0、F1、F2への入力レベルを対応するアドレス入力と同じに設定する。これにより、アドレス出力端子C0’、C1’、C2’とカラム番号0〜7は、図5(a)に示すようにアドレス入力時の対応を維持できる。
Since there is no column defect, the output X of the
続いて、フェイルビットが存在する場合の例として、例えば、2番のカラムが不良カラムである場合を図5(b)に示す。この場合、フェイル入力端子13cに対して、F0へ“0”、F1へ“1”、F2へ“0”がそれぞれ入力される。
Subsequently, as an example in the case where a fail bit exists, for example, a case where the second column is a defective column is shown in FIG. In this case, “0” is input to F0, “1” is input to F1, and “0” is input to F2, respectively, to the
通常、2番のカラムをアクセスするアドレスを入力した場合(C0へ“0”、C1へ“1”、C2へ“0”)、以下のようになる。EX−NOR回路12bの出力を経て、選択回路12cのそれぞれの入力端子Aにはすべて“1”が入力される。NAND回路12aは“1”を出力するため、アドレス出力端子ではC0’、C1’、C2’は全て“1”を出力する。このようなアドレス変換が生じるため、不良カラムである2番はアクセスされず、主メモリセル群11aの最上位カラムアドレスである7番のカラムが選択される。
Normally, when an address for accessing the second column is input (“0” to C0, “1” to C1, and “0” to C2), the result is as follows. Through the output of the
次に、7番のカラムをアクセスするアドレスを入力した場合(C0へ“1”、C1へ“1”、C2へ“1”)、以下のようになる。この場合、NAND回路12aの入力端子(A〜D)は全て“1”が入力される。このため、各EX−NOR回路12bの出力端子からは“0”が出力され、選択回路12cは入力端子Bのレベルを出力する。図3に示すように、選択回路12cの入力端子Bへは固定信号が入力されるため、アドレス出力端子からもその固定された信号(C3’へ“1”、C0’へ“0”、C1へ“0”、C2へ“0”)が出力される。更に、このアドレスは8番のカラム、即ち、リダンダンシセル11bをアクセスする。
Next, when an address for accessing the seventh column is input (“1” to C0, “1” to C1, and “1” to C2), the result is as follows. In this case, “1” is input to all the input terminals (A to D) of the
このように不良カラム、最終カラム及びリダンダンシカラムが相互に入れ替わるアドレス変換により、ランダムアクセスメモリ全体として、不良カラムとリダンダンシカラムの変換が行われ、正常な動作が可能になる。なお、他のカラムに関しても図5(b)に示すようにアドレス変換が行われる。 Thus, by the address conversion in which the defective column, the last column, and the redundancy column are interchanged, conversion of the defective column and the redundancy column is performed as the entire random access memory, and normal operation is possible. Note that address conversion is performed for other columns as shown in FIG.
以上述べたように、本実施例によれば、簡単な構成のアドレス変換回路を使用することによって、ランダムアクセスメモリにおける、リダンダンシセルと不良メモリセルとのアドレス変換を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, address conversion between a redundancy cell and a defective memory cell in a random access memory can be performed by using an address conversion circuit having a simple configuration.
また、本実施例によれば、半導体装置にRAMBISTを含ませることにより、ランダムアクセスメモリからアドレス変換までを一貫して、自動的行うことが可能となり、テストに関する工程数を大幅に削減できる。 Also, according to the present embodiment, by including RAMBIST in the semiconductor device, it is possible to perform consistently and automatically from random access memory to address conversion, and the number of processes related to testing can be greatly reduced.
(変形例)
図6に本発明の実施例1の変形例を構成する、32カラムのランダムアクセスメモリに対応するアドレス変換回路の回路ブロック図を示す。この変形例は、基本的な内容が図3で示した実施例1の回路ブロックと同様であるため、ランダムアクセスメモリについては図示しない。
(Modification)
FIG. 6 shows a circuit block diagram of an address conversion circuit corresponding to a 32-column random access memory, which constitutes a modification of the first embodiment of the present invention. Since this modification has the same basic contents as the circuit block of the first embodiment shown in FIG. 3, the random access memory is not shown.
アドレス変換回路12は以下の機能を持つ端子を備えている。フラッグ端子13bには、メモリセルにおけるフェイルビットの有無を示すフラッグ信号が入力される。5本のアドレス入力端子13a(C0、C1、C2、C3、C4)には選択されるカラムアドレスの信号が入力される。また、5本のフェイル入力端子13c(F0、F1、F、F3、F4)にはフェイルビットを含む不良カラムアドレスを示す信号が入力される。
The
また、図示しないランダムアクセスメモリにおけるカラム方向のアドレスを指定するため、32カラムに対する5本、リダンダンシメモリセル11bのカラムに対する1本、計6本のアドレス出力端子13d(C0’、C1’、C2’、C3’、 C4’、C5’)が用意されている。
In addition, in order to designate addresses in the column direction in a random access memory (not shown), a total of six
また、アドレス変換回路12の内部は、フェイルビットが有る場合、フラッグ信号とアドレス信号を入力することによって、特定のアドレスを指定可能にするNAND回路12a、アクセスされたカラムアドレスと不良カラムアドレスを比較するEX−NOR回路12b、及びEX−NOR回路12bからの信号と、固定信号(“0”又は“1”)とをNAND回路12aからの信号によって選択する選択回路12a、によって構成される。
In addition, when there is a fail bit, the
上述のように、本実施例における32カラム型のランダムアクセスメモリでは、アドレス変換回路として、選択回路を6個、EX−NOR回路を5個、NAND回路を1個、また、端子として、入力11端子および出力6端子を組み合わせており、簡単な回路構成である。
As described above, in the 32-column random access memory according to the present embodiment, as the address conversion circuit, there are six selection circuits, five EX-NOR circuits, one NAND circuit, and a terminal as an
更に、カラムを増加する場合は、それに合せて同じ回路及び端子を増加させていけば良いことは勿論であり、メモリ容量の増加に対し、容易に対応可能な構成である。 Further, when the number of columns is increased, it is a matter of course that the same circuits and terminals should be increased correspondingly, and the configuration can easily cope with an increase in memory capacity.
第7図に本発明の実施例2におけるランダムアクセスメモリ及びアドレス変換回路の回路ブロック図を示す。本実施例は、1カラムからなるリダンダンシセル群22bをアドレス変換回路22内に配置していることを特徴とする。即ち、ランダムアクセスメモリ21のメモリセル群としては、8カラムからなる主メモリセル群11aだけを搭載している。
FIG. 7 shows a circuit block diagram of a random access memory and an address conversion circuit in
他の構成に関しては実施例1で示した図3のランダムアクセスメモリ及びアドレス変換回路と同様であるため、詳しい説明は省略する。 Since other configurations are the same as those of the random access memory and the address conversion circuit of FIG. 3 shown in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
本実施例によれば、リダンダンシセルをアドレス変換回路に含ませた構成にすることにより、主メモリセルだけを含むランダムアクセスメモリのメモリセル設計に対しても、アドレス変換回路の追加が容易であり、柔軟性に富む半導体装置が設計が可能になる。 According to the present embodiment, since the redundancy cell is included in the address conversion circuit, it is easy to add the address conversion circuit to the memory cell design of the random access memory including only the main memory cell. This makes it possible to design a semiconductor device with high flexibility.
これまでの実施例ではカラムデコーダによるカラム方向のメモリセルのアドレス変換を示してきた。更に、ロウデコーダにおいても同様のアドレス変換は可能であり、その実施例を示す。 In the embodiments so far, the address conversion of the memory cells in the column direction by the column decoder has been shown. Furthermore, the same address conversion is possible in the row decoder, and an example thereof will be shown.
半導体装置の全体構成は図1及び図3と基本的に同じため図示を省略する。そして、図3においてカラムデコーダに接続したアドレス変換回路と同様の回路を、更にロウデコーダにも接続するものである。 Since the entire configuration of the semiconductor device is basically the same as that shown in FIGS. A circuit similar to the address conversion circuit connected to the column decoder in FIG. 3 is further connected to the row decoder.
図8はランダムアクセスメモリにおける主メモリセル及びリダンダンシセルのアドレスマップである。 FIG. 8 is an address map of main memory cells and redundancy cells in a random access memory.
図8(a)において、8本のカラム及び8本のロウによって主メモリセル11aが構成されており、それぞれアドレス番号が与えられている。また、カラム方向のリダンダンシセル11c及びロウ方向のリダンダンシセル11dはそれぞれ1本である。また、主メモリセル11aの中で、2個の不良ビット(NG)が存在する。
In FIG. 8A, a main memory cell 11a is constituted by 8 columns and 8 rows, and each is given an address number. Further, there is one
不良ビット(NG)に関し、実施例1の図3において詳述したアドレス変換方法によって、アドレス変換を行う。図5に示したアドレス変換例と同様に、アドレスが変換され、カラムアドレスの2番に関してはアクセスされず、カラムアドレスの8番であるカラム方向のリダンダンシセル11cがアクセスされる。カラムアドレス変換後のアドレスマップを図8(b)に示す。各カラムはすべてアドレス変換され、不良ビット(NG)を含むカラムアドレスの2番がアクセスされずに残存する。
With respect to the defective bit (NG), the address conversion is performed by the address conversion method described in detail with reference to FIG. Similar to the address conversion example shown in FIG. 5, the address is converted, the
次に、不良ビット(NG)を含むロウアドレスの2番について同様の処理を行う。ロウアドレス変換後のアドレスマップを図8(c)に示す。各ロウはすべてアドレス変換され、不良ビット(NG)を含むロウアドレスの2番がアクセスされずに残存する。 Next, the same processing is performed for the second row address including the defective bit (NG). FIG. 8C shows an address map after row address conversion. All the rows are address-converted, and the second row address including the defective bit (NG) remains without being accessed.
以上述べたように、本実施例によれば、カラム及びロウの両方向にリダンダンシセル群を設けることにより、不良ビットを含む複数のメモリセルのアドレスをリダンダンシセル群のアドレスに変換することが可能になる。 As described above, according to this embodiment, by providing a redundancy cell group in both the column and row directions, it is possible to convert the addresses of a plurality of memory cells including defective bits into the addresses of the redundancy cell group. Become.
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、不良カラムのアドレスが指定された場合、選択主メモリセル群11aの最上位カラムアドレス、即ち、最終アドレスが選択される場合の他に、最初のアドレスが選択されるようにしても良い。 For example, when the address of the defective column is designated, the first address may be selected in addition to the case where the uppermost column address of the selected main memory cell group 11a, that is, the final address is selected.
更に、欠陥を有するメモリセルのカラムアドレス或いはロウアドレスが最終或いは最初のアドレスの場合は、リダンダンシセル群のアドレスが変換の対象となる。 Further, when the column address or row address of the defective memory cell is the last or first address, the address of the redundancy cell group is the conversion target.
例えば、アドレス変換回路、或いは、第1のアドレス変換回路及び第2のアドレス変換回路を複数個備えておいても良い。この時、リダンダンシメモリセル群がメモリに配置されている場合は、それに対応させてその本数を用意する。また、リダンダンシメモリセル群はメモリ内にまとめて配置し、アドレスを与えておくことが可能である。選択回路における固定信号はそのアドレスによって変えるようにすれば良い。 For example, a plurality of address conversion circuits or a plurality of first address conversion circuits and second address conversion circuits may be provided. At this time, if the redundancy memory cell group is arranged in the memory, the number of the corresponding memory cell groups is prepared in correspondence with it. Further, the redundancy memory cell group can be arranged in the memory and given an address. The fixed signal in the selection circuit may be changed according to the address.
また、1本のリダンダンシセル群に対応する主メモリセル群の規模は特に制限はなく、大規模のメモリに対しても用いることができる。 The size of the main memory cell group corresponding to one redundancy cell group is not particularly limited, and can be used for a large-scale memory.
メモリをテストするBIST回路を半導体装置に内蔵させずに、外部のテスト装置を用いることも可能である。この場合、テストデータを記憶する記憶回路を半導体装置に内蔵させても良い。 It is also possible to use an external test device without incorporating the BIST circuit for testing the memory in the semiconductor device. In this case, a memory circuit for storing test data may be incorporated in the semiconductor device.
また、半導体装置はランダムアクセスメモリだけでなく、他のメモリへも適用可能であり、また、論理回路が混載されたメモリを含むシステムLSI等への適用できることは勿論である。 In addition, the semiconductor device can be applied not only to the random access memory but also to other memories, and of course, can be applied to a system LSI including a memory in which a logic circuit is embedded.
10 半導体装置
11、21 ランダムアクセスメモリ
12、22 アドレス変換回路
14 パワーオンリセット回路
15 RAMBIST
15a 制御回路
15b テスト回路
15c 比較回路
15d 記憶回路
11a 主メモリセル群
11b、22b リダンダンシセル群
11c カラムデコーダ
11d ロウデコーダ
12a NAND回路
12b EX−NOR回路
12c 選択回路
13a アドレス入力端子
13b フラッグ端子
13c フェイル入力端子
13d アドレス出力端子
11c カラム方向のリダンダンシセル
11d ロウ方向のリダンダンシセル
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記主メモリセル群の最初或いは最終のカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号へ変換すると共に、前記最初或いは最終のカラムアドレス或いはロウアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するメモリセルを含むカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のアドレスカラム或いはロウアドレスを指定する信号へ変換するアドレス変換回路とを
有することを特徴とする半導体装置。 A memory including a main memory cell group arranged in an array in the column direction and the row direction, and a redundancy memory cell group arranged in the column direction or the row direction;
A signal designating the first or last column address or row address of the main memory cell group is converted into a signal designating the column address or row address of the redundancy memory cell group, and the first or last column address or row address is converted. If the address does not include the address of a defective memory cell, an address that converts a signal specifying a column address or row address including the defective memory cell into a signal specifying the first or last address column or row address A semiconductor device comprising: a conversion circuit.
前記カラム方向或いは前記ロウ方向に配置されたリダンダンシメモリセル群を含み、前記主メモリセル群の最初或いは最終のカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号へ変換すると共に、前記最初或いは最終のカラムアドレス或いはロウアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するメモリセルを含むカラムアドレス或いはロウアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のアドレスカラム或いはロウアドレスを指定する信号へ変換するアドレス変換回路とを
有することを特徴とする半導体装置。 A memory having a group of main memory cells arranged in an array in the column direction and the row direction;
A redundancy memory cell group arranged in the column direction or the row direction, and a signal designating a first or last column address or row address of the main memory cell group is sent as a column address or row address of the redundancy memory cell group And when the first or last column address or row address does not include the address of the defective memory cell, the signal specifying the column address or row address including the defective memory cell is A semiconductor device comprising: an address conversion circuit for converting the first or last address column or signal into a signal designating a row address.
前記欠陥を有するメモリセルの検出に基づく検出フラグ信号及び前記主メモリセルのアドレスを指定するための、外部からの複数のアドレス信号が入力されるNAND回路と、
前記複数のアドレス信号のそれぞれ及び前記欠陥を有するメモリセルを含むカラムアドレス或いはロウアドレスのアドレス信号のそれぞれが入力される複数の排他的NOR回路と、
前記複数の排他的NOR回路のそれぞれの出力信号が入力され、前記NAND回路の出力信号により、前記排他的NOR回路の出力信号と、これと異なる第1の固定信号のいずれかを選択的に前記主メモリセル群に出力する複数の第1の選択回路と、
前記第1の固定信号と、前記排他的NOR回路の出力信号に対応する第2の固定信号が入力され、前記NAND回路の出力信号により、第1及び第2の固定信号の一方を選択し、前期リダンダンシメモリセル群に出力する第2の選択回路とを
少なくとも有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の半導体装置。 The address conversion circuit includes:
A NAND circuit to which a detection flag signal based on detection of the memory cell having the defect and a plurality of external address signals for designating the address of the main memory cell are input;
A plurality of exclusive NOR circuits to which each of the plurality of address signals and each of address signals of column addresses or row addresses including the defective memory cells are input;
Each output signal of the plurality of exclusive NOR circuits is input, and the output signal of the NAND circuit selectively selects one of the output signal of the exclusive NOR circuit and a different first fixed signal from the exclusive NOR circuit. A plurality of first selection circuits for outputting to the main memory cell group;
The first fixed signal and a second fixed signal corresponding to the output signal of the exclusive NOR circuit are input, and one of the first and second fixed signals is selected by the output signal of the NAND circuit, 5. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a second selection circuit that outputs to the first redundancy memory cell group.
前記主メモリセル群のカラム方向に並んだ前記記主メモリセル群の最初或いは最終のカラムアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のカラムアドレスを指定する信号に変換すると共に、前記最初或いは最終のカラムアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するカラムアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のカラムアドレスを指定する信号に変換する第1のアドレス変換回路と、
前記主メモリセル群のロウ方向に並んだ前記記主メモリセル群の最初或いは最終のロウアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のロウアドレスを指定する信号に変換すると共に、前記最初或いは最終のロウアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するロウアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のロウアドレスを指定する信号に変換する第2のアドレス変換回路とを
有することを特徴とする半導体装置。 A memory comprising: a main memory cell group arranged in an array in the column direction and the row direction; and a redundancy memory cell group arranged in parallel with the main memory cell in the column direction and the row direction;
A signal designating the first or last column address of the main memory cell group arranged in the column direction of the main memory cell group is converted into a signal designating the column address of the redundancy memory cell group, and the first or A first address conversion circuit for converting a signal designating a defective column address into a signal designating the first or last column address when a final column address does not include an address of a defective memory cell;
A signal designating the first or last row address of the main memory cell group arranged in the row direction of the main memory cell group is converted into a signal designating the row address of the redundancy memory cell group, and the first or A second address conversion circuit for converting a signal designating a defective row address into a signal designating the first or last row address when the final row address does not include an address of a defective memory cell; A semiconductor device comprising:
前記カラム方向に配置されたリダンダンシメモリセル群を含み、前記主メモリセル群のカラム方向に並んだ前記記主メモリセル群の最初或いは最終のカラムアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のカラムアドレスを指定する信号に変換すると共に、前記最初或いは最終のカラムアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するカラムアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のカラムアドレスを指定する信号に変換する第1のアドレス変換回路と、
前記ロウ方向に配置されたリダンダンシメモリセル群を含み、前記主メモリセル群のロウ方向に並んだ前記記主メモリセル群の最初或いは最終のロウアドレスを指定する信号を、前記リダンダンシメモリセル群のロウアドレスを指定する信号に変換すると共に、前記最初或いは最終のロウアドレスが欠陥を有するメモリセルのアドレスを含まない場合、欠陥を有するロウアドレスを指定する信号を、前記最初或いは最終のロウアドレスを指定する信号に変換する第2のアドレス変換回路とを
有することを特徴とする半導体装置。 A memory having a group of main memory cells arranged in an array in the column direction and the row direction;
A redundancy memory cell group arranged in the column direction, and a signal designating a first or last column address of the main memory cell group arranged in the column direction of the main memory cell group. When the first or last column address does not include the address of the defective memory cell, the signal specifying the defective column address is changed to the first or last column address. A first address conversion circuit for converting to a designated signal;
The redundancy memory cell group includes a redundancy memory cell group arranged in the row direction, and a signal designating a first or last row address of the main memory cell group arranged in the row direction of the main memory cell group is transmitted to the redundancy memory cell group. When the first or final row address does not include the address of a defective memory cell, the signal specifying the defective row address is converted to the first or final row address. And a second address conversion circuit for converting the signal into a designated signal.
前記欠陥を有するメモリセルの検出に基づく検出フラグ信号及び前記主メモリセルのアドレスを指定するための、外部からの複数のアドレス信号が入力されるNAND回路と、
前記複数のアドレス信号のそれぞれ及び前記欠陥を有するメモリセルを含むカラムアドレス或いはロウアドレスのアドレス信号のそれぞれが入力される複数の排他的NOR回路と、
前記複数の排他的NOR回路のそれぞれの出力信号が入力され、前記NAND回路の出力信号により、前記排他的NOR回路の出力信号と、これと異なる第1の固定信号のいずれかを選択的に前記主メモリセル群に出力する複数の第1の選択回路と、
前記第1の固定信号と、前記排他的NOR回路の出力信号に対応する第2の固定信号が入力され、前記NAND回路の出力信号により、第1及び第2の固定信号の一方を選択し、前期リダンダンシメモリセル群に出力する第2の選択回路とを
少なくとも有することを特徴とする請求項8乃至請求項11のいずれか1項に記載の半導体装置。 The first address conversion circuit and the second address conversion circuit are respectively
A NAND circuit to which a detection flag signal based on detection of the memory cell having the defect and a plurality of external address signals for designating the address of the main memory cell are input;
A plurality of exclusive NOR circuits to which each of the plurality of address signals and each of address signals of column addresses or row addresses including the defective memory cells are input;
Each output signal of the plurality of exclusive NOR circuits is input, and the output signal of the NAND circuit selectively selects one of the output signal of the exclusive NOR circuit and a different first fixed signal from the exclusive NOR circuit. A plurality of first selection circuits for outputting to the main memory cell group;
The first fixed signal and a second fixed signal corresponding to the output signal of the exclusive NOR circuit are input, and one of the first and second fixed signals is selected by the output signal of the NAND circuit, 12. The semiconductor device according to claim 8, further comprising: a second selection circuit that outputs to the first redundancy memory cell group.
Priority Applications (1)
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