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JP2008198280A - 半導体記憶装置及びその動作方法 - Google Patents

半導体記憶装置及びその動作方法 Download PDF

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JP2008198280A JP2007031782A JP2007031782A JP2008198280A JP 2008198280 A JP2008198280 A JP 2008198280A JP 2007031782 A JP2007031782 A JP 2007031782A JP 2007031782 A JP2007031782 A JP 2007031782A JP 2008198280 A JP2008198280 A JP 2008198280A
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博康 吉田
Tsuratoki Ooishi
貫時 大石
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Abstract

【課題】組立工程の後でも不良チップをパーシャル良品チップとして再生可能にするための技術を提供する。
【解決手段】本発明による半導体記憶装置は、アンチヒューズ53と、メモリセルを含むメモリセルアレイ11と、メモリセルアレイ11にアクセスするための周辺回路とを具備する。周辺回路は、アンチヒューズ53の状態に応じて選択されるメモリセルアレイ11の領域のみにアクセスするように構成されている。
【選択図】図4

Description

本発明は、半導体記憶装置に関し、特に、不良チップをパーシャル良品チップとして利用可能にするための技術に関する。
歩留を向上させ、これにより、低コストで半導体記憶装置の製品を提供するための一つの方法として、不良チップをパーシャル良品チップとして再生する技術が知られている(例えば、特開平3−168998号公報、特開平8−297996号公報参照)。例えば、512Mbitの記憶容量があるチップに部分的に不良が発見された場合、当該チップのメモリセルアレイの不良が発見された部分へのアクセスを禁止することにより、当該チップを、例えば、256Mbitの記憶容量を有するチップとして再生することができる。
不良チップをパーシャル良品チップとして再生する方法としては、内部アドレスの値を固定する方法が知られている。図1A及び図1Bは、内部アドレスの値を固定することによって不良チップをパーシャル良品チップとして再生する方法の例を示す概念図である。図1A、図1Bの例では、2ビットのバンクアドレスBA0、BA1で4つのバンクをアドレッシングし、13ビットのアドレスA0〜A13で各バンクのメモリセルをアドレッシングする半導体記憶装置が、その対象となっている。
図1Aに示されているように、例えば、メモリアレイのうち、最上位アドレスA13が”0”である領域にのみ不良がある場合には、最上位アドレスA13が”1”に固定される。これにより、最上位アドレスA13が”0”である領域にのみアクセスが可能になり、当該半導体記憶装置が元の半分の記憶容量を有するチップとして再生される。図1Aにおいては、アクセス不可能な領域がハッチングで示されている。このようにして再生されたチップは、アドレスパーシャル良品と呼ばれる。
一方、図1Bに示されているように、バンクアドレスBA1が”1”であるバンク(バンク2、3)にのみ不良がある場合には、バンクアドレスBA1が”0”に固定される。これにより、バンク0、1にのみアクセスが可能になり、当該半導体記憶装置が元の半分の記憶容量を有するチップとして再生される。図1Bにおいては、アクセス不可能なバンクがハッチングで示されている。このようにして再生されたチップは、バンクパーシャル良品と呼ばれる。
図2は、不良チップをパーシャル良品チップとして再生するための後工程の例を示すフローチャートである。まず、第1ウェハテスト工程が行われる(ステップS01)。第1ウェハテスト工程では、前工程(拡散工程)が完了したウェハに対してプローブ検査が行われ、これにより不良ビットが検出される。
続いて、トリミング工程が行われる(ステップS02)。トリミング工程では、チップに集積化されたメタルヒューズのトリミングが行われる。メタルヒューズのトリミングには、2つの目的がある。第1の目的は、不良ビットを救済ビットに置換する冗長救済である。冗長救済用に用意されたメタルヒューズをトリミングすることによって、外部アドレスと内部アドレスの対応を切り替え、これにより、不良ビットが救済ビットに置換される。第2の目的は、不良チップのパーシャル良品チップとしての再生である。冗長救済によって救済可能な範囲を超えて不良ビットが存在する場合には、冗長救済用に用意されたメタルヒューズとは別に用意されたメタルヒューズをトリミングすることによって内部アドレスの値が固定される。これにより、不良チップが、パーシャル良品チップとして再生される
トリミング工程の後、第2ウェハテスト工程が行われる(ステップS03)。第2ウェハテスト工程では、冗長救済によって不良ビットが正しく救済されているかが確認される。チップは、第2ウェハテスト工程の後、組立工程によってパッケージに組み立てられ(ステップS04)、組み立てられたパッケージは、選別テスト工程によってテストされる(ステップS05)。選別テスト工程で良品であると判断されたパッケージが出荷される。
救済すべき不良ビットが冗長救済によって救済されていないことが第2ウェハテスト工程において判明した場合、可能であれば、当該不良チップはパーシャル良品チップとして再生される。具体的には、組立工程において、内部アドレスの値を固定する信号を活性化するボンディングパッドにボンディングすることにより、内部アドレスが固定される。これにより、不良ビットを含む領域へのアクセスが禁止され、当該不良チップは、パーシャル良品チップとして再生される。
一つの問題は、上記の手順による不良チップのパーシャル良品チップとしての再生を組立工程の後に行うことができない点である。即ち、選別テスト工程で不良ビットが発見されても、当該不良チップはパーシャル良品チップとして再生できない。組立工程の後に行われる選別テストにおいては、第2ウェハテスト工程で発見されなかった不良ビットが発見される可能性がある。その1つの理由は、試験条件(動作速度や試験温度等)が相違するためであり、もう1つの理由は、組立工程における熱的ストレスや機械的ストレスによる特性の変化により不良になるビットが存在するからである。従来は、選別テストにおいて新たに不良ビットが発見されたチップは、不良品として廃棄せざるを得なかった。これは、歩留の向上やコストの低減の観点から好ましくない。組立工程の後でも不良チップをパーシャル良品チップとして再生可能にするための技術の提供が望まれる。
特開平3−168998号公報 特開平8−297996号公報
したがって、本発明の目的は、組立工程の後でも不良チップをパーシャル良品チップとして再生可能にするための技術を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段の記述には、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]の記載との対応関係を明らかにするために、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号・符号が付記されている。但し、付記された番号・符号は、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。
本発明による半導体記憶装置は、アンチヒューズ(53)と、メモリセルを含む記憶部と、記憶部のうちの前記アンチヒューズの状態に応じて選択される領域のみにアクセスするように構成された周辺回路(12〜26)とを具備する。アンチヒューズ(33)は、電気的に破壊可能であり、組立工程の後にもその状態を電気的に変更することができる。従って、かかる構成の半導体記憶装置は、組立工程の後においてアクセス可能な領域を切り替えることにより、パーシャル良品として再生可能である。
一実施形態では、周辺回路(12〜26)は、外部から供給された外部アドレス信号(A13)から内部アドレス信号(IA13)を生成する入力バッファ(19)を備え、且つ、内部アドレス信号(IA13)に応答して前記記憶部のアクセスされるメモリセルを選択するように構成される。この場合、入力バッファ(19)は、前記アンチヒューズ(53)の状態に応じて前記内部アドレス信号(IA13)の値を固定することが好ましい。
一実施形態では、前記記憶部は、複数のバンク(バンク0〜3)を備え、周辺回路(12〜26)は、外部から供給された外部バンクアドレス信号(BA1)から内部バンクアドレス信号(IBA1)を生成する入力バッファ(19)を備え、且つ、前記内部アドレス信号に応答して前記複数のバンク(バンク0〜3)のうちアクセスされるバンクを選択するように構成され得る。この場合、入力バッファ(19)は、前記アンチヒューズの状態に応じて前記内部バンクアドレス信号(IBA1)の値を固定することが好ましい。
一実施形態では、周辺回路(12〜26)は、第1制御信号(CNT_LDQ、ILDQS)及び第2制御信号(CNT_UDQ、IUDQS)に応答して書き込みデータを複数のデータ入出力(DQ0〜DQ15)から前記記憶部に送り、読み出しデータを前記記憶部から複数のデータ入出力(DQ0〜DQ15)に送る書き込み/読み出し回路(15〜17)と切換回路(25)とを備える。前記書き込み/読み出し回路(15〜17)のうち、前記複数のデータ入出力(DQ0〜DQ15)のうちの第1データ入出力(DQ0〜DQ7)に対応する部分(15a〜17a)は、前記第1制御信号(CNT_LDQ、ILDQS)に応答して動作し、前記複数のデータ入出力(DQ0〜DQ15)のうちの第2データ入出力(DQ8〜DQ15)に対応する部分は、前記第2制御信号(CNT_UDQ、IUDQS)に応答して動作する。この場合、切換回路(25)は、アンチヒューズ(53)の状態に応じて前記第1制御信号(CNT_LDQ、ILDQS)又は前記第2制御信号(CNT_UDQ、IUDQS)の信号レベルを固定することが好ましい。
本発明によれば、組立工程の後でも不良チップをパーシャル良品チップとして再生可能にするための技術が提供される。
(全体構成)
図3は、本発明の一実施形態の半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の半導体記憶装置は、4つのバンク:バンク0〜バンク3を備えており、且つ、16個のデータ入出力DQ0−DQ15を有するように構成されている。各バンクは、メモリセルが行列に配置されたメモリセルアレイ11と、メモリセルのロー(row)を選択するローデコーダ12と、センスアンプ13と、メモリセルのカラムを選択するカラムデコーダ14とを備えている。ローデコーダ12とカラムデコーダ14とにより、アクセスされるメモリセルが選択される。
バンク0〜バンク3にアクセスするための周辺回路は、データコントロール回路15と、ラッチ回路16と、データ入出力バッファ17と、クロックジェネレータ18と、入力バッファ19と、ローアドレスバッファ/リフレッシュカウンタ20と、カラムアドレスバッファ/バーストカウンタ21と、モードレジスタ22と、コマンドデコーダ23と、制御ロジック回路24と、DQSバッファ25と、DQ切換回路26と、アンチヒューズ回路27とを備えている。
データコントロール回路15、ラッチ回路16、及びデータ入出力バッファ17は、データを、所望のバンクのメモリセルアレイ11とデータ入出力DQ0〜DQ15との間で入出力するための回路群である。書き込み動作時、データ入出力バッファ17は、データ入出力DQ0〜DQ15に入力された書き込みデータを受け取り、ラッチ回路16は、データ入出力バッファ17によって受け取られた書き込みデータをラッチする。データコントロール回路15は、ラッチ回路16にラッチされた書き込みデータを所望のバンクのメモリセルアレイ11に転送する。一方、読み出し動作時には、データコントロール回路15は、選択されたバンクのメモリセルアレイ11から読み出しデータを受け取り、ラッチ回路16は、データコントロール回路15によって受け取られた読み出しデータをラッチする。データ入出力バッファ17は、ラッチ回路16によってラッチされた読み出しデータを、データ入出力DQ0〜DQ15から外部に出力する。データ入出力バッファ17には、下位データマスク信号LDM、上位データマスク信号UDMが入力されている。ここで、下位データマスク信号LDMは、下位8ビットのデータをマスクするための信号であり、上位データマスク信号UDMは、上位8ビットのデータをマスクするための信号である。後述されるように、データコントロール回路15、ラッチ回路16、及びデータ入出力バッファ17は、下位のデータ入出力DQ0〜DQ7と上位のデータ入出力DQ8〜DQ15について別々に動作可能に構成されている。
データ入出力バッファ17には、更に、オンダイターミネーション制御信号ODTが供給されており、データ入出力バッファ17におけるオンダイターミネーション(on-die termination)のオンオフは、オンダイターミネーション制御信号ODTによって制御される。
入力バッファ19、ローアドレスバッファ/リフレッシュカウンタ20、及びカラムアドレスバッファ/バーストカウンタ21は、外部アドレス信号A0−A13、外部バンクアドレス信号BA0、BA1に応答して、ローデコーダ12にローアドレスを、カラムデコーダ14にカラムアドレス及び内部バンクアドレスを供給する回路群である。
入力バッファ19は、外部アドレス信号A0−A13、外部バンクアドレス信号BA0、BA1から内部アドレス信号IA0−IA13、内部バンクアドレス信号IBA0、IBA1を生成する。入力バッファ19に供給される外部アドレス信号A0−A13の値と、入力バッファ19によって生成される内部アドレス信号IA0−IA13の値とは、基本的には同一である。ただし、入力バッファ19は、アンチヒューズ回路27に集積化されているアンチヒューズの状態に応じて内部アドレス信号の一部を固定し、これにより、本実施形態の半導体記憶装置を「アドレスパーシャル良品」として機能させる役割を有する。同様に、外部バンクアドレス信号BA0、BA1の値と内部バンクアドレス信号IBA0、IBA1とは基本的には同一であるが、入力バッファ19は、アンチヒューズ回路27に集積化されているアンチヒューズの状態に応じて内部バンクアドレス信号の一部を固定し、これにより、本実施形態の半導体記憶装置を「バンクパーシャル良品」として機能させる役割を有する。入力バッファ19の構成及び動作については、後に詳細に説明する。
ローアドレスバッファ/リフレッシュカウンタ20は、内部アドレス信号IA0−IA13からローアドレスを取得して各バンクのローデコーダ12に供給する。ローデコーダ12は、ローアドレスに応じてメモリセルアレイ11のローを選択する。ローアドレスバッファ/リフレッシュカウンタ20は、更に、リフレッシュ動作時にリフレッシュアドレスをローデコーダ12に供給する役割も果たす。
カラムアドレスバッファ/バーストカウンタ21は、内部アドレス信号IA0−IA13からカラムアドレスを取得して各バンクのカラムデコーダ14に供給する。カラムアドレスバッファ/バーストカウンタ21は、更に、バーストアドレスを発生して各バンクのカラムデコーダ14に供給する役割も果たす。カラムデコーダ14は、カラムアドレス及びバーストアドレスに応答してメモリセルアレイ11のカラムを選択する。各バンクのカラムデコーダ14は、当該バンクが内部バンクアドレス信号IBA0、IBA1によって選択された場合に、選択されたカラムに対応するビット線をデータコントロール回路15に接続するように構成されている。
モードレジスタ22、コマンドデコーダ23、制御ロジック回路24は、当該半導体記憶装置の動作を制御するために使用される回路群である。モードレジスタ22は、内部アドレス信号IA0−IA13から当該半導体記憶装置の動作モードの設定を抽出して保持する。コマンドデコーダ23は、チップセレクト信号/CS、ローアドレスストローブ信号/RAS、カラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEとから動作コマンドを決定し、制御ロジック回路24に供給する。制御ロジック回路24は、モードレジスタ22の設定とコマンドデコーダ23によって指定された動作コマンドとに応じて、当該半導体記憶装置の各回路(例えば、ローアドレスバッファ/リフレッシュカウンタ20、ローデコーダ12、センスアンプ13、カラムデコーダ14、データコントロール回路15、ラッチ回路16、及びデータ入出力バッファ17)を制御するための各種の制御信号を生成する。
DQSバッファ25は、下位データストローブ信号LDQS、上位データストローブ信号UDQSを入出力するためのバッファである。ここで、下位データストローブ信号LDQSとは、下位8ビットのデータ(データ入出力DQ0〜DQ7に対応するデータ)の入出力をデータ出力バッファ17と外部装置とで同期させる信号であり、上位データストローブ信号UDQSとは、上位8ビットのデータ(データ入出力DQ8〜DQ15に対応するデータ)の入出力を、データ出力バッファ17と外部装置とで同期させる信号である。読み出し動作時には、DQSバッファ25は、下位データストローブ信号LDQS及び上位データストローブ信号UDQSを外部装置に出力し、書き込み動作時には、DQSバッファ25は、下位データストローブ信号LDQS及び上位データストローブ信号UDQSを外部から受け取る。
DQ切換回路26は、アンチヒューズ回路27に集積化されたアンチヒューズの状態に応答して、下位のデータ入出力DQ0〜DQ7と上位のデータ入出力DQ8〜DQ15を無効化するための回路である。かかるDQ切換回路26の機能は、「DQパーシャル良品」を提供するためのものである。「DQパーシャル良品」とは、図4に示されているように、各バンクのメモリセルアレイ11のうち、一部のデータ入出力に対応する部分のみにアクセスが許可されるように設定されたチップである。本実施形態の半導体記憶装置は、アンチヒューズ回路27に集積化されたアンチヒューズの状態に応じて、データ入出力DQ0〜DQ7に対応する領域のみへのアクセスが可能な「DQパーシャル良品」、又は、データ入出力DQ8〜DQ15に対応する領域のみへのアクセスが可能な「DQパーシャル良品」として動作可能である。DQ切換回路26の構成及び動作については、後に詳細に説明する。
アンチヒューズ回路27は、アンチヒューズを集積化しており、そのアンチヒューズの状態に応じた信号レベルを有する制御信号を入力バッファ19及びDQ切換回路26に供給する。本実施形態の半導体記憶装置は、アンチヒューズ回路27のアンチヒューズの状態に応じて「アドレスパーシャル良品」「バンクパーシャル良品」、又は「DQパーシャル良品」として機能する。
(入力バッファの構成と動作)
上述のように、入力バッファ19は、アンチヒューズ回路27に集積化されているアンチヒューズの状態に応じて内部アドレス信号及び/又は内部バンクアドレス信号の一部を固定し、これにより、本実施形態の半導体記憶装置を「アドレスパーシャル良品」及び/又は「バンクパーシャル良品」として機能させる。本実施形態では、アンチヒューズの状態に応じて内部アドレス信号IA13、及び/又は内部バンクアドレス信号IBA1が固定される。ここで、内部アドレス信号IA13は、ローアドレスの最上位ビットを供給するために使用される信号であり、内部バンクアドレス信号IBA1は、バンクアドレスの最上位ビットを供給するために使用される信号である。内部アドレス信号IA13及び内部バンクアドレス信号IBA1が固定される値は、アンチヒューズ回路27に集積化されているアンチヒューズの状態に応じて決定される。
図5は、入力バッファ19のうちの外部アドレス信号A13から内部アドレス信号IA13を生成する部分の構成の例を示す回路図である。入力バッファ19は、ESD保護回路31と、バッファ32と、遅延回路33と、Dフリップフロップ34と、ORゲート35と、NANDゲート36と、インバータ37、38と、NORゲート39とを備えている。入力バッファ19は、制御信号TAFA13H、TAFA13Lに応じて内部アドレス信号IA13を”High”又は”Low”に固定する。ここで、制御信号TAFA13H、TAFA13Lは、いずれも、アンチヒューズ回路27に集積化されたアンチヒューズの状態を表す信号である。制御信号TAFA13H、TAFA13Lは、デフォルトでは”Low”である。制御信号TAFA13Hに対応するアンチヒューズがプログラムされると、制御信号TAFA13Hは、”High”にプルアップされ、同様に、制御信号TAFA13Lに対応するアンチヒューズがプログラムされると、制御信号TAFA13Lは、”High”にプルアップされる。ただし、制御信号TAFA13H、TAFA13Lの両方が”High”にされることは禁止される。図5の回路では、制御信号TAFA13Hが”High”である場合には、内部アドレス信号IA13が”High”に固定され、制御信号TAFA13Lが”High”である場合には、内部アドレス信号IA13が”Low”に固定される。
詳細には、制御信号TAFA13H又TAFA13Lが”High”にされると(即ち、対応するアンチヒューズがプログラムされると)、バッファ32がカットオフ状態になるとともに、Dフリップフロップ34がリセットされる。これにより、Dフリップフロップ34の出力A13Pは、”Low”に固定される。Dフリップフロップ34の出力A13Pが”Low”に固定される結果、制御信号TAFA13Hが”High”である場合には、内部アドレス信号IA13が”High”に固定され、制御信号TAFA13Lが”High”である場合には、内部アドレス信号IA13が”Low”に固定される。
入力バッファ19の、外部バンクアドレス信号BA1から内部アドレス信号IBA1を生成する部分も、同様にして構成される。入力バッファ19には、アンチヒューズ回路27に集積化されたアンチヒューズの状態を表す信号である制御信号TAFBA1H、TAFBA1Lが供給され、入力バッファ19は、制御信号TAFBA1H、TAFBA1Lに応じて内部アドレス信号IBA1を”High”又は”Low”に固定する。入力バッファ19は、制御信号TAFBA1Hが”High”であると内部アドレス信号IBA1を”High”に固定し、制御信号TAFBA1Lが”High”であると、入力バッファ19は内部アドレス信号IBA1を”Low”に固定する。制御信号TAFBA1H、TAFBA1Lの両方が”High”にされることは禁止されることに留意されたい。
当該半導体記憶装置を「アドレスパーシャル良品」として機能させたい場合、不良ビットの位置に応じて、制御信号TAFA13Hに対応するアンチヒューズ、又は制御信号TAFA13Lに対応するアンチヒューズのいずれかがプログラムされる。これにより、内部アドレス信号IA13が”High”又は”Low”に固定され、従って、ローアドレスの最上位ビットが、”0”又は”1”に固定される。ローアドレスの最上位ビットが”0”に固定されると、メモリセルアレイ11のローアドレスの最上位ビットが”1”である領域へのアクセスが禁止される、同様に、ローアドレスの最上位ビットが”1”に固定されると、メモリセルアレイ11のローアドレスの最上位ビットが”0”である領域へのアクセスが禁止される。従って、当該半導体記憶装置は、「アドレスパーシャル良品」として機能する。
同様に、当該半導体記憶装置を「バンクパーシャル良品」として機能させたい場合、テストによって得られた不良ビットの位置に応じて、制御信号TAFBA1Hに対応するアンチヒューズ、又は制御信号TAFBA1Lに対応するアンチヒューズのいずれかがプログラムされる。これにより、内部バンクアドレス信号IBA1が”High”又は”Low”に固定され、従って、バンクアドレスの最上位ビットが、”0”又は”1”に固定される。バンクアドレスの最上位ビットが”0”に固定されると、バンク2、3へのアクセスが禁止され、同様に、バンクアドレスの最上位ビットが”1”に固定されると、バンク0、1へのアクセスが禁止される。従って、当該半導体記憶装置は、「バンクパーシャル良品」として機能する。
なお、制御信号TAFA13H、TAFB13Lに対応するアンチヒューズのうちの一方をプログラムすると共に、制御信号TAFBA1H、TAFBA1Lに対応するアンチヒューズのうちの一方をプログラムすることにより、当該半導体記憶装置を「アドレスパーシャル良品」であり、且つ、「バンクパーシャル良品」として機能させることも許容されることに留意されたい。
(DQ切換回路の構成と動作)
本実施形態では、DQ切換回路26は、アンチヒューズ回路27に集積化されたアンチヒューズの状態に応じて、データコントロール回路15、ラッチ回路16、及びデータ入出力バッファ17に供給される制御信号を固定することにより、本実施形態の半導体記憶装置を「DQパーシャル良品」として機能させる。本実施形態では、「DQパーシャル良品」は、内部アドレス信号を固定することによって実現されるのではないことに留意されたい。
より具体的には、DQ切換回路26は、アンチヒューズ回路27から制御信号/LDQ_EN、/UDQ_ENを受け取り、制御信号/LDQ_EN、/UDQ_ENに応じてデータコントロール回路15、ラッチ回路16、及びデータ入出力バッファ17に供給される制御信号を固定する。ここで制御信号/LDQ_EN、/UDQ_ENは、それに集積化されたアンチヒューズの状態に応じて生成される信号である。より具体的には、制御信号/LDQ_EN、/UDQ_ENは、デフォルトでは”Low”に設定される。制御信号/LDQ_ENは、対応するアンチヒューズがプログラムされると、制御信号/LDQ_ENが”High”にプルアップされる。制御信号/LDQ_ENが”High”にプルアップされると、DQ切換回路26は、データコントロール回路15及びラッチ回路16に供給される制御信号のうち、下位のデータ入出力DQ0〜DQ7の入出力の制御に使用される制御信号を”Low”に固定し、更に、ラッチ回路16及びデータ入出力バッファ17に供給される下位データストローブ信号UDQSを”Low”に固定する。これにより、データコントロール回路15、ラッチ回路16、及びデータ入出力バッファ17のうち、下位のデータ入出力DQ0〜DQ7に対応する部分の機能が停止され、下位のデータ入出力DQ0〜DQ7が無効化される。同様に、制御信号/UDQ_ENが”High”にプルアップされると、DQ切換回路26は、データコントロール回路15、及びラッチ回路16に供給される制御信号のうち、上位のデータ入出力DQ8〜DQ15の入出力の制御に使用される制御信号を”Low”に固定し、更に、ラッチ回路16及びデータ入出力バッファ17に供給される上位データストローブ信号UDQSを”Low”に固定する。これにより、データコントロール回路15、ラッチ回路16、及びデータ入出力バッファ17のうち、上位のデータ入出力DQ8〜DQ15に対応する部分の機能が停止され、上位のデータ入出力DQ8〜DQ15が無効化される。
図6は、データコントロール回路15、ラッチ回路16、データ入出力バッファ17、DQSバッファ25、及びDQ切換回路26の構成の例を示す回路図である。データコントロール回路15は、(データ入出力DQ0〜DQ7に対応する)下位データを取り扱うLDQデータコントロール回路15aと、(データ入出力DQ8〜DQ15に対応する)上位データを取り扱うUDQデータコントロール回路15bとから構成されている。同様に、ラッチ回路16は、下位データを取り扱うLDQラッチ回路16aと、上位データを取り扱うUDQラッチ回路16bとから構成され、データ入出力バッファ17は、下位データを取り扱うLDQ入出力バッファ17aと、上位データを取り扱うUDQ入出力バッファ17bとから構成されている。DQSバッファ25は、下位データストローブ信号LDQSを入出力するためのLDQSバッファ25aと、上位データストローブ信号UDQSを入出力するためのUDQSバッファ25bとを備えている。
このような構成によれば、データコントロール回路15、ラッチ回路16、及びデータ入出力バッファ17は、上位データと下位データを別々に取り扱うことができる。書き込み動作時、LDQ入出力バッファ17aは、書き込みデータのうち、データ入出力DQ0〜DQ7に入力された下位データを受け取り、UDQ入出力バッファ17bは、データ入出力DQ8〜DQ15に入力された上位データを受け取る。LDQラッチ回路16aは、LDQ入出力バッファ17aによって受け取られた下位データをラッチし、UDQラッチ回路16bは、UDQ入出力バッファ17bによって受け取られた下位データをラッチする。LDQデータコントロール回路15aは、LDQラッチ回路16aにラッチされた下位データを所望のバンクのメモリセルアレイ11に転送し、UDQデータコントロール回路15bは、UDQラッチ回路16bにラッチされた上位データを所望のバンクのメモリセルアレイ11に転送する。一方、読み出し動作時には、LDQデータコントロール回路15aは、選択されたバンクのメモリセルアレイ11から下位データを受け取り、UDQデータコントロール回路15bは、選択されたバンクのメモリセルアレイ11から上位データを受け取る。LDQラッチ回路16aは、LDQデータコントロール回路15aによって受け取られた下位データをラッチし、UDQラッチ回路16bは、UDQデータコントロール回路15bによって受け取られた下位データをラッチする。LDQ入出力バッファ17aは、LDQラッチ回路16aによってラッチされた下位データを、データ入出力DQ0〜DQ15から外部に出力する。
下位データを取り扱うLDQデータコントロール回路15a及びLDQラッチ回路16aは、制御信号LDQ_CNTに応じて動作する。図6には、制御信号LDQ_CNTは一本しか図示されていないが、制御信号LDQ_CNTは、現実には、多数が存在することに留意されたい。制御信号LDQ_CNTとして含まれる信号としては、例えば、クロック信号が挙げられる。同様に、上位データを取り扱うUDQデータコントロール回路15b及びUDQラッチ回路16bは、制御信号UDQ_CNTに応じて動作する。
加えて、LDQラッチ回路16a及びLDQ入出力バッファ17aは、内部下位データストローブ信号ILDQSに応答して動作し、UDQラッチ回路16b及びUDQ入出力バッファ17bは、内部上位データストローブ信号IUDQSに応答して動作する。ここで、内部下位データストローブ信号ILDQSは、LDQラッチ回路16a及びLDQ入出力バッファ17aの動作タイミングの制御のために、当該半導体記憶装置の内部で発生される信号であり、内部上位データストローブ信号IUDQSは、UDQラッチ回路16b及びUDQ入出力バッファ17bの動作タイミングの制御のために、当該半導体記憶装置の内部で発生される信号である。
DQ切換回路26は、インバータ41、42、ANDゲート43〜46と、セレクタ47、48とを備えている。インバータ41、42は、アンチヒューズ回路27から受け取った制御信号/LDQ_EN及び制御信号/UDQ_ENを反転する。
ANDゲート43は、制御ロジック回路24から受け取った制御信号LDQ_CNTとインバータ41の出力信号の論理積を出力する。図6には、ANDゲート43は一つしか図示されていないが、ANDゲート43が制御信号LDQ_CNTのそれぞれに対応して設けられ、各ANDゲート43は、対応する制御信号LDQ_CNTとインバータ41の出力信号の論理積を出力すると理解されなくてはならない。
同様に、ANDゲート44は、制御ロジック回路24から受け取った制御信号UDQ_CNTとインバータ42の出力信号の論理積を出力する。ANDゲート44は一つしか図示されていないが、ANDゲート44が制御信号UDQ_CNTのそれぞれに対応して設けられ、各ANDゲート44は、対応する制御信号UDQ_CNTとインバータ42の出力信号の論理積を出力すると理解されなくてはならない。
セレクタ47の第1入力にはLDQSバッファ25aの出力信号が供給され、第2入力には出力クロックDoutCLKが供給されている。同様に、セレクタ48の第1入力にはUDQSバッファ25bの出力信号が供給され、第2入力には出力クロックDoutCLKが供給されている。
セレクタ47、48は、内部下位データストローブ信号ILDQS及び内部上位データストローブ信号IUDQSの生成元となる信号を切り換える機能を有している。読み出し動作時には、セレクタ47、48により、出力クロックDoutCLKが選択され、内部下位データストローブ信号ILDQS及び内部上位データストローブ信号IUDQSは、出力クロックDoutCLKから生成される。生成された内部下位データストローブ信号ILDQS及び内部上位データストローブ信号IUDQSは、ラッチ回路16及びデータ入出力バッファ17のタイミング制御に使用されると共に、下位データストローブ信号LDQS及び上位データストローブ信号UDQSとして、DQSバッファ25から出力される。一方、書き込み動作時には、セレクタ47、48により、LDQSバッファ25a、UDQSバッファ25bの出力信号、言い換えれば、外部装置から供給された下位データストローブ信号LDQS及び上位データストローブ信号UDQSが選択される。この場合、内部下位データストローブ信号ILDQS及び内部上位データストローブ信号IUDQSは、下位データストローブ信号LDQS及び上位データストローブ信号UDQSから生成される。
更に、ANDゲート45は、セレクタ47の出力信号とインバータ41の出力信号との論理積を出力し、ANDゲート46は、セレクタ48の出力信号とインバータ42の出力信号との論理積を出力する。後述されるように、ANDゲート45、46は、制御信号/LDQ_EN、UDQ_ENに応答して、内部下位データストローブ信号ILDQS及び内部上位データストローブ信号IUDQSを固定する役割を果たしている。
当該半導体記憶装置を「DQパーシャル良品」として機能させたい場合、不良ビットの位置に応じて、制御信号/LDQ_ENに対応するアンチヒューズ、又は制御信号/UDQ_ENに対応するアンチヒューズのいずれかがプログラムされる。制御信号/LDQ_ENに対応するアンチヒューズがプログラムされると、制御信号/LDQ_ENは”High”になり、インバータ41の出力が”Low”になる。従って、ANDゲート43、45の出力が”Low”に固定される。言い換えれば、制御信号LDQ_CNT及び内部下位データストローブ信号ILDQSの信号レベルが、”Low”に固定される。これにより、当該半導体記憶装置は、下位のデータ入出力DQ0〜DQ7が無効化された「DQパーシャル良品」として機能する。即ち、当該半導体記憶装置は、LDQ入出力バッファ17aがデータの入出力を行わず、LDQSバッファ25aが下位データストローブ信号LDQSを出力しないように設定される。
一方、制御信号/UDQ_ENに対応するアンチヒューズがプログラムされると、制御信号/UDQ_ENは”High”になり、インバータ42の出力が”Low”になる。従って、ANDゲート44、46の出力が”Low”に固定される。言い換えれば、制御信号UDQ_CNT及び内部上位データストローブ信号IUDQSの信号レベルが、”Low”レベルに固定される。これにより、当該半導体記憶装置は、上位のデータ入出力DQ8〜DQ15が無効化された「DQパーシャル良品」として機能する。即ち、当該半導体記憶装置は、UDQ入出力バッファ17bがデータの入出力を行わず、UDQSバッファ25bが上位データストローブ信号UDQSを出力しないように設定される。
(アンチヒューズ回路の構成と動作)
図7は、上述の制御信号TAFA13H、TAFA13L、TAFBA1H、TAFBA1L、/LDQ_EN、及び/UDQ_ENを生成するためのアンチヒューズ回路27の構成の例を示すブロック図である。制御信号TAFA13H、TAFA13L、TAFBA1H、TAFBA1L、/LDQ_EN、及び/UDQ_ENのそれぞれを生成するために、図7に示されている回路が一つずつ使用されることに留意されたい。
一実施形態では、アンチヒューズ回路27は、ラッチ回路51と、破壊電圧印加回路52と、アンチヒューズ53と、選択トランジスタ54と、判定回路55とを備えている。アンチヒューズ53は、容量接続のMOSトランジスタで構成される。デフォルトの状態では、アンチヒューズ53に接続された接点Xは、”High”のまま保持される。アンチヒューズ53がプログラムされると(即ち、破壊されると)、接点Xは、”Low”になる。各アンチヒューズ53は、その状態により、1ビットのデータを記録することができる。
ラッチ回路51は、アンチヒューズ53をプログラムするときには、アンチヒューズ53を破壊し、又は、非破壊のままにしておくことを指示するデータをラッチする。通常の使用時には、ラッチ回路51は、判定回路55によって識別された、アンチヒューズ53に記録されたデータをラッチする回路として機能する。上述の制御信号TAFA13H、TAFA13L、TAFBA1H、TAFBA1L、/LDQ_EN、及び/UDQ_ENは、ラッチ回路51から出力される。
破壊電圧印加回路52は、アンチヒューズ53をプログラムする際に、アンチヒューズ53を破壊する破壊電圧をアンチヒューズ53に印加する。
選択トランジスタ54は、選択信号SELに応答して、接点Xと判定回路55の入力とを接続する。
判定回路55は、アンチヒューズ53が破壊されているかを判定する回路である。判定回路55は、アンチヒューズ53に接続された接点Xの電位と基準電位とを比較してアンチヒューズ53が破壊されているかを判定する。判定回路55の出力は、アンチヒューズ53が破壊されている場合”High”になり、破壊されている場合”Low”になる。
制御信号TAFA13H、TAFA13L、TAFBA1H、TAFBA1L、/LDQ_EN、及び/UDQ_ENは、このような構成のアンチヒューズ回路27によって生成され、本実施形態の半導体記憶装置を「アドレスパーシャル良品」、「バンクパーシャル良品」、及び/又は「DQパーシャル良品」として機能させるために使用される。
以上に説明されているように、本実施形態の半導体記憶装置は、アンチヒューズをプログラムすることにより、「アドレスパーシャル良品」、「バンクパーシャル良品」、及び/又は「DQパーシャル良品」として機能する。アンチヒューズは組立工程の後にでもプログラム可能であるから、組立工程の後の選別テストで不良が発見された場合に適切なアンチヒューズをプログラムすることにより、本実施形態の半導体記憶装置を「アドレスパーシャル良品」、「バンクパーシャル良品」及び/又は「DQパーシャル良品」として再生することができる。
なお、本実施形態の半導体記憶装置は、内部アドレス信号IA13が固定可能であるように構成されているが、その代わりに、又はそれに加えて、他の内部アドレス信号がアンチヒューズの状態に応じて固定されることも可能である。また、本実施形態の半導体記憶装置は、内部バンクアドレス信号IBA1が固定可能であるように構成されているが、その代わりに、又はそれに加えて、内部バンクアドレス信号IBA0がアンチヒューズの状態に応じて固定されることも可能である。
また、本実施形態の半導体記憶装置は、アンチヒューズの状態に応じて下位のデータ入出力DQ0〜DQ7又は上位のデータ入出力DQ8〜DQ15が無効化可能であるように構成されているが、一のアンチヒューズの状態に応じて無効化されるデータ入出力は、適宜に変更可能である。例えば、データ入出力DQ0〜DQ3、DQ4〜DQ7、DQ8〜DQ11、DQ12〜15が、アンチヒューズの状態に応じて別々に無効化可能であるように構成されることも可能である。
図1Aは、不良チップをアドレスパーシャル良品として再生する方法を示す概念図である。 図1Bは、不良チップをバンクパーシャル良品として再生する方法を示す概念図である。 図2は、不良チップをパーシャル良品チップとして再生するための後工程の例を示すフローチャートである。 図3は、本発明の一実施形態の半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。 図4は、不良チップをDQパーシャル良品として再生する方法を示す概念図である。 図5は、一実施形態における入力バッファの構成を示す回路図である。 図6は、一実施形態におけるDQ切換回路、データコントロール回路、ラッチ回路、及びデータ入出力バッファの構成を示すブロック図である。 図7は、アンチヒューズ回路の構成の例を示すブロック図である。
符号の説明
0、1、2、3:バンク
11:メモリセルアレイ
12:ローデコーダ
13:センスアンプ
14:カラムデコーダ
15:データコントロール回路
15a:LDQデータコントロール回路
15b:UDQデータコントロール回路
16:ラッチ回路
16a:LDQラッチ回路
16b:UDQラッチ回路
17:データ入出力バッファ
17a:LDQ入出力バッファ
17b:UDQ入出力バッファ
18:クロックジェネレータ
19:入力バッファ
20:ローアドレスバッファ/リフレッシュカウンタ
21:カラムアドレスバッファ/バーストカウンタ
22:モードレジスタ
23:コマンドデコーダ
24:制御ロジック回路
25:DQSバッファ
25a:LDQSバッファ
25b:UDQSバッファ
26:DQ切換回路
27:アンチヒューズ回路
31:ESD保護回路
32:バッファ
33:遅延回路
34:Dフリップフロップ
35:ORゲート
36:NANDゲート
37:インバータ
38:インバータ
39:NORゲート
41、42:インバータ
43、44、45、46:ANDゲート
51:ラッチ回路
52:破壊電圧印加回路
53:アンチヒューズ
54:選択トランジスタ
55:判定回路

Claims (8)

  1. アンチヒューズと、
    メモリセルを含む記憶部と、
    前記記憶部のうちの前記アンチヒューズの状態に応じて選択される領域のみにアクセスするように構成された周辺回路
    とを具備する
    半導体記憶装置。
  2. 請求項1に記載の半導体記憶装置であって、
    前記周辺回路は、外部から供給された外部アドレス信号から内部アドレス信号を生成する入力バッファを備え、且つ、前記内部アドレス信号に応答して前記記憶部のアクセスされるメモリセルを選択し、
    前記入力バッファは、前記アンチヒューズの状態に応じて前記内部アドレス信号の値を固定する
    半導体記憶装置。
  3. 請求項1に記載の半導体記憶装置であって、
    前記記憶部は、複数のバンクを備え、
    前記周辺回路は、外部から供給された外部バンクアドレス信号から内部バンクアドレス信号を生成する入力バッファを備え、且つ、前記内部アドレス信号に応答して前記複数のバンクのうちアクセスされるバンクを選択し、
    前記入力バッファは、前記アンチヒューズの状態に応じて前記内部バンクアドレス信号の値を固定する
    半導体記憶装置。
  4. 請求項1に記載の半導体記憶装置であって、
    更に、
    複数のデータ入出力を具備し、
    前記周辺回路は、
    第1制御信号及び第2制御信号に応答して書き込みデータを前記複数のデータ入出力から前記記憶部に送り、読み出しデータを前記記憶部から複数のデータ入出力に送る書き込み/読み出し回路と、
    切換回路
    とを備え、
    前記書き込み/読み出し回路のうち、前記複数のデータ入出力のうちの第1データ入出力に対応する部分は、前記第1制御信号に応答して動作し、前記複数のデータ入出力のうちの第2データ入出力に対応する部分は、前記第2制御信号に応答して動作し、
    前記切換回路は、前記アンチヒューズの状態に応じて前記第1制御信号又は前記第2制御信号の信号レベルを固定する
    半導体記憶装置。
  5. アンチヒューズと、メモリセルアレイを含む記憶部と、周辺回路とを具備する半導体記憶装置の動作方法であって、
    (a)テストの結果に応じて、前記アンチヒューズの状態を設定するステップと、
    (b)前記周辺回路を、前記記憶部のうちの、前記アンチヒューズの状態に応じて選択される領域のみにアクセスするように設定するステップ
    とを具備する
    半導体記憶装置の動作方法。
  6. 請求項5に記載の半導体記憶装置の動作方法であって、
    前記(b)ステップは、前記メモリセルアレイのローアドレスを前記アンチヒューズの状態に応じて固定するステップを含む
    半導体記憶装置の動作方法。
  7. 請求項5に記載の半導体記憶装置の動作方法であって、
    前記記憶部は、複数のバンクを含み、
    前記(b)ステップは、前記メモリセルアレイのバンクアドレスを前記アンチヒューズの状態に応じて固定するステップを含む
    半導体記憶装置の動作方法。
  8. 請求項5に記載の半導体記憶装置の動作方法であって、
    前記周辺回路は、第1制御信号及び第2制御信号に応答して書き込みデータを前記複数のデータ入出力から前記記憶部に送り、読み出しデータを前記記憶部から複数のデータ入出力に送る書き込み/読み出し回路を備え、
    前記書き込み/読み出し回路は、前記複数のデータ入出力のうちの第1データ入出力に対応する部分が前記第1制御信号に応答して動作し、前記複数のデータ入出力のうちの第2データ入出力に対応する部分が前記第2制御信号に応答して動作するように構成され、
    前記(b)ステップは、前記アンチヒューズの状態に応じて前記第1制御信号又は前記第2制御信号の信号レベルを固定するステップを含む
    半導体記憶装置の動作方法。
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