DE19825011A1 - Integrated semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiter-Speicher vorrichtung mit einer auf einem Halbleitersubstrat der Halb leiter-Speichervorrichtung ausgebildeten Redundanz-Schal tungsanordnung für den Ersatz einer defekten Speicherzelle der integrierten Halbleiter-Speichervorrichtung durch Auswahl einer ebenfalls auf dem Halbleitersubstrat angeordneten Red undanzspeicherzelle, wobei die Speicherzellen und Redundanz speicherzellen in Normalspalten und -zeilen bzw. Redundanz- Spalten organisiert sind, und der Ersatz von normalen Spei cherzellen durch Redundanzspeicherzellen spaltenweise er folgt, und die Redundanz-Schaltungsanordnung eine Programmie rungseinrichtung zur festen Programmierung einer Adresse der Redundanzspeicherzellen besitzt.The invention relates to an integrated semiconductor memory device with a half on a semiconductor substrate headed storage device trained redundancy scarf arrangement for the replacement of a defective memory cell the integrated semiconductor memory device by selection a Red also arranged on the semiconductor substrate and memory cell, the memory cells and redundancy memory cells in normal columns and rows or redundancy Columns are organized, and the replacement of normal memory he cells by redundancy memory cells column by column follows, and the redundancy circuitry a program Rungseinrichtung for fixed programming an address of the Has redundancy memory cells.
Bei modernen integrierten Halbleiterspeichern wie beispiels weise Modular Embedded DRAM-Speichern mit typischen Ge samtspeicherkapazitäten zwischen 0,25 Mbit und etwa 128 Mbit sind die Speicherzellen in mehreren Speicherblöcken organi siert, wobei im Betrieb aus Gründen der Strom- und Zeiter sparnis in Abhängigkeit von Adreß-Signalen in der Regel je weils nur ein Speicherblock aktiviert wird. Üblicherweise sind die in der Regel einheitlich aufgebauten Speicherblöcke nebeneinander und/oder übereinander angeordnet und ergeben in der Summe die Gesamtkapazität der Halbleiter-Speichervor richtung. Jeder Speicherblock ist für sich gesehen ein eigen ständiger Speicher und enthält insbesondere für den Zeilen- bzw. "Row"-Bereich sämtliche zum Betrieb des Speichers erfor derlichen peripheren Schaltungselemente. Ein solcher Spei cherblock ist daher nicht ohne weiteres teilbar. Falls mehre re solcher Speicherblöcke übereinander gestapelt sind, so be sitzt jeder von ihnen somit seine eigene Zeilenansteuerung, während die Spaltenansteuerung (bzw. "Column"-Ansteuerung) mit Spaltendecodern und Leseverstärkern (insbesondere Secon dary Sense-Verstärkern) zweckmäßigerweise von allen überein ander gestapelten Speicherblöcken gemeinsam genutzt werden. Durch die Vorgabe, daß stets nur Daten aus einem dieser Speicherblöcke gelesen oder geschrieben werden, werden in dieser Hinsicht Konflikte vermieden.In modern integrated semiconductor memories such as Modular Embedded DRAM memory with typical Ge total storage capacities between 0.25 Mbit and about 128 Mbit the memory cells are organized in several memory blocks siert, being in operation for reasons of electricity and time savings depending on address signals as a rule because only one memory block is activated. Usually are the generally uniform memory blocks arranged side by side and / or one above the other and result in the total the total capacity of the semiconductor memory direction. Each block of memory is unique in itself permanent memory and contains especially for the line or "Row" area all required to operate the memory the peripheral circuit elements. Such a spit cherblock is therefore not easily divisible. If more re such memory blocks are stacked one above the other, so be each of them sits their own line control, while the column control (or "column" control) with column decoders and sense amplifiers (especially Secon dary sense amplifiers) suitably from all other stacked memory blocks can be shared. By stipulating that only data from one of these Memory blocks are read or written in avoided conflicts in this regard.
Zur Erhöhung der Ausbeute bei der Herstellung dieser Halblei ter-Speicher ist es bekannt, redundante Leitungen mit Redun danzspeicherzellen entlang der redundanten Leitungen vorzuse hen. Speicher mit mehreren Speicherblöcken weisen demzufolge über die normalen Bitleitungen mit normalen Speicherzellen hinaus noch ein bis beispielsweise acht oder sechzehn redun dante Leitungen mit Redundanzspeicherzellen auf. Die redun danten Leitungen werden beim Betrieb im Bedarfsfall, das heißt, wenn Redundanzspeicherzellen defekte normale Speicher zellen ersetzen sollen ("Redundanzfall"), anstelle der norma len Leitungen angesteuert. Dies erfolgt über sogenannte Red undanzdecoder, die auf die Adresse der jeweiligen normalen Leitung mit den zu ersetzenden defekten Speicherzellen pro grammierbar sind. Das Programmieren geschieht hierbei in an sich bekannter Weise über sogenannte Fuse-Elemente, die mit tels elektrischen Stromes oder mittels eines Laserstrahls un terbrechbar sind.To increase the yield in the production of this semi-lead ter memory it is known to redundant lines with Redun precedence memory cells along the redundant lines hen. Memory with several memory blocks accordingly have over the normal bit lines with normal memory cells in addition one to eight or sixteen, for example dante lines with redundancy memory cells. The talk danten lines are used during operation, if necessary means if redundant memory cells defective normal memory to replace cells ("redundancy") instead of the norm len lines controlled. This is done via so-called Red andanzdecoder, based on the address of each normal Line with the defective memory cells to be replaced per are grammable. The programming is done in on known way about so-called fuse elements with tels electrical current or by means of a laser beam un are breakable.
Fig. 2 zeigt schematisch eine bislang verwendete Halbleiter- Speichervorrichtung 1 mit einem Zellenfeld 2, deren Normal speicherzellen in der bekannten Weise matrixförmig in Spalten und Zeilen organisiert sind. Die Anordnung und Funktionsweise der in Fig. 2 lediglich schematisch dargestellten Bestand teile einer modernen integrierten Halbleiter-Speichervor richtung auf der Basis eines (nicht näher dargestellten) Halbleitersubstrates ist hinlänglich bekannt und braucht da her nicht in allen Einzelheiten erläutert zu werden. Die Red undanz-Schaltungsanoronung arbeitet spaltenweise, d. h. findet sich im Zellenfeld 2 eines Speicherzellenblockes ein Einzel bit-Fehler, etwa in Form einer einzelnen defekten Normalzelle NZ, welcher Fehler durch Spaltenredundanz repariert werden soll, so wird für die Normalspalte NS, in welcher sich die defekte Zelle NZ befindet, eine ganze, redundante Spalte RS eingesetzt. Die Anzahl der reparierbaren Einzelbit-Fehler ist daher auf die Anzahl der redundanten Spalten begrenzt. Fig. 2 shows schematically a previously used semiconductor memory device 1 with a cell array 2 , the normal memory cells are organized in the known manner in a matrix in columns and rows. The arrangement and mode of operation of the parts of a modern integrated semiconductor memory device, which are shown only schematically in FIG. 2, on the basis of a semiconductor substrate (not shown in any more detail) are well known and therefore do not need to be explained in detail. The redundancy circuitry works column by column, ie there is a single bit error in the cell field 2 of a memory cell block, for example in the form of a single defective normal cell NZ, which error is to be repaired by column redundancy, so for the normal column NS, in which the defective cell NZ is located, a whole, redundant column RS is used. The number of repairable single-bit errors is therefore limited to the number of redundant columns.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen integrierten Halbleiter-Speicher mit einer Redundanz-Schaltungsanordnung zur Verfügung zu stellen, welche im Bedarfsfall, das heißt bei Vorliegen von defekten Speicherzellen, eine bessere Aus nutzung der Redundanz-Schaltungsanordnung ermöglicht.The invention has for its object an integrated Semiconductor memory with redundancy circuitry to provide which, if necessary, that is if there are defective memory cells, a better off allows use of the redundancy circuit arrangement.
Diese Aufgabe wird durch eine integrierte Halbleiter-Spei chervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.This task is accomplished through an integrated semiconductor memory Resolved device according to claim 1.
Die integrierte Halbleiter-Speichervorrichtung gemäß der Er findung zeichnet sich dadurch aus, daß die Redundanzspei cherzellen einer bestimmten Redundanz-Spalte oder Redundanz- Zeile mehreren normalen Speicherzellen aus unterschiedlichen Normalspalten zuordenbar sind, und in der Programmierungsein richtung neben der Adresse der zu ersetzenden Normalspalte darüber hinaus eine Partialzeilenadresse der zu ersetzenden Normalspeicherzellen abgelegt ist.The semiconductor integrated memory device according to the Er is characterized in that the redundancy cells of a certain redundancy column or redundancy Row of several normal memory cells from different ones Normal columns are assignable, and in the programming direction next to the address of the normal column to be replaced also a partial line address of the one to be replaced Normal memory cells is stored.
Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, bei Auf treten eines Fehlers, der durch Spalten-Redundanz ("Column"- Redundanz) repariert werden soll, nicht ganze Spalten zu er setzen, sondern nur Teile dieser Spalten zu ersetzen. Die teilweise Ersetzung erreicht man nach der Erfindung, in dem neben der Spaltenadresse in der zur jeweiligen Reparatur ge hörenden Fuse-Einheit der Programmierungseinrichtung auch ei ne Partialzeilenadresse abgelegt wird. Die Größe der Partial zeilenadresse gibt hierbei an, wie hoch (d. h. wieviele Zeilen übereinander) der Spaltenteil ist, der ersetzt werden soll. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß aus einer Redundanz-Spalte, die im vorbekannten Fall lediglich eine einzige Spaltenreparatur ermöglicht, deutlich mehr Repa raturmöglichkeiten herausgeholt werden können. Erfindungsge mäß hängt dies davon ab, in wieviele Teile die Spalten aufge teilt werden.The invention is based initially on the knowledge, at Auf an error caused by column redundancy ("Column" - Redundancy) should be repaired, not entire columns set, but only to replace parts of these columns. The partial replacement is achieved according to the invention in which next to the column address in the ge for the respective repair hearing fuse unit of the programming device also egg ne partial line address is stored. The size of the partial line address specifies how high (i.e. how many lines one above the other) is the part of the column to be replaced. The main advantage of the invention is that a redundancy column, which in the known case only a single column repair enables significantly more repairs options can be brought out. Invention Ge This depends on how many parts the columns are broken up into be shared.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben.Appropriate developments of the invention are in the Un claims specified.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is described below the drawing explained in more detail. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines DRAM-Speichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und Figure 1 is a schematic representation of a DRAM memory according to an embodiment of the invention. and
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bislang verwende ten integrierten Halbleiter-Speichervorrichtung. Fig. 2 is a schematic representation of a previously used th integrated semiconductor memory device.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Halbleiter- Speichervorrichtung 1 mit einem Zellenfeld 2, dessen Normal speicherzellen in Normalspalten NS und (nicht näher darge stellte) Normalzeilen organisiert sind, wobei beispielsweise 512 Zeilen und 2048 Spalten vorhanden sind. Neben dem Zellen feld 2 ist auf dem gleichen Halbleitersubstrat der Halblei ter-Speichervorrichtung 1 eine Redundanz-Schaltungsanordnung mit einer Programmierungseinrichtung 3, einer Redundanz- Ansteuerungsschaltung 4 und mit wenigstens einer Redundanz- Spalte RS angeordnet. Die Redundanz-Schaltungsanordnung ar beitet spaltenweise, wobei in der Programmierungseinrichtung 3 fest programmierbare Fuse-Elemente angeordnet sind, die durch Licht- oder Stromeinwirkung zur Festlegung der Adresse der Redundanz-Spalte RS für den Ersatz einer defekten Spei cherzelle NZ1, NZ2, NZ3 festlegbar sind. Die Schaltung 4 um faßt die zur Ansteuerung der ausgewählten Redundanz-Spalten erforderlichen Redundanz-Decoder und Leitungen. Nach der Er findung wird in der Programmierungseinrichtung 3 nicht nur die zur Ansteuerung der jeweiligen Redundanz-Spalte RS erfor derliche Spaltenadresse abgelegt, sondern auch eine Partial zeilenadresse für die zu ersetzenden Normalspeicherzellen NZ1, NZ2, NZ3. Auf diese Weise gelingt es, daß zur Reparatur einer einzelnen defekten Normalzelle NZ1, NZ2, oder NZ3 nicht die vollständige Redundanz-Spalte RS herangezogen werden muß, sondern nur ein ganz bestimmter Teil der Redundanz- Spalte RS. Beispielsweise wird zur Reparatur von drei Normal speicherzellen NZ1, NZ2, NZ3 aus den drei unterschiedlichen Normalspalten NS1, NS2, NS3 jeweils ein Teil der Redundanz- Spalte verwendet, und zwar wird der Teil R1 zur Reparatur der Normalzelle NZ1, der Teil R2 zur Reparatur der Normalzelle NZ2, und der Teil R3 zur Reparatur der Normalzelle NZ3 heran gezogen. Die Teile R1, R2, R3 können Einzelzellen der Redun danz-Spalte, aber auch mehrere Einzelzellen der Redundanz- Spalte RS umfassen. Hierbei gibt die Größe der Partialzei lenadresse an, wie hoch der Anteil der betroffenen Nor malspalte ist, der ersetzt werden soll, d. h. wieviele Zeilen übereinander dieser Teil ausmacht. Fig. 1 shows schematically a semiconductor memory device 1 according to the invention with a cell array 2 , the normal memory cells are organized in normal columns NS and (not shown in more detail) normal rows, for example 512 rows and 2048 columns are present. In addition to the cell array 2 , a redundancy circuit arrangement with a programming device 3 , a redundancy control circuit 4 and with at least one redundancy column RS is arranged on the same semiconductor substrate of the semiconductor memory device 1 . The redundancy circuit arrangement works column by column, 3 programmable fuse elements being arranged in the programming device, which can be determined by light or current to determine the address of the redundancy column RS for the replacement of a defective memory cell NZ1, NZ2, NZ3 . The circuit 4 summarizes the redundancy decoder and lines required to control the selected redundancy columns. After It is not only stored in the programming device 3, the erfor to control the respective redundancy column RS derliche column address contraption, but also a partial row address to be replaced normal memory cells NZ1, NZ2, NZ3. In this way, it is possible to repair a single defective normal cell NZ1, NZ2, or NZ3, not the complete redundancy column RS, but only a very specific part of the redundancy column RS. For example, part of the redundancy column is used to repair three normal memory cells NZ1, NZ2, NZ3 from the three different normal columns NS1, NS2, NS3, namely part R1 for repairing normal cell NZ1, part R2 for repairing Normal cell NZ2, and the part R3 used to repair the normal cell NZ3. The parts R1, R2, R3 can comprise individual cells of the redundancy column, but also several individual cells of the redundancy column RS. The size of the partial row address specifies how high the proportion of the affected normal column is to be replaced, ie how many rows one above the other make up this part.
Beispielsweise werden im Falle von 512 übereinander angeord neten Wortleitungen zur Decodierung einer Zeile neun Zeilen adreßbits benötigt. Wenn man stets Pakete von acht übereinan der befindlichen Zeilen ausbilden möchte, so kann man die drei zuletzt signifikanten Bits (LSB = Last Significant Bits) der Zeilenadresse vernachlässigen und muß in der Spalten- Fuse-Einheit weitere sechs Fuse-Elemente für die Partialzei lenadresse vorsehen. Dadurch erreicht man, daß man anstelle lediglich einer Reparatur theoretisch maximal 64 Reparaturen durchführen kann (8 × 64 = 512). Dies bedeutet allerdings, daß man auch maximal 64 Fuse-Einheiten reservieren muß, da für jede Reparatur in der Regel eine vollständige Fuse-Ein heit reserviert werden muß. Die Anzahl der pro redundanter Spalte möglichen Reparaturen ist also bis zu einem Maximum von in diesem Rechenbeispiel 64 abhängig von der Anzahl der bereitgestellten Fuse-Einheiten begrenzt, auf jeden Fall je doch größer als im vorbekannten Lösungsansatz.For example, in the case of 512, they are arranged one above the other Neten word lines for decoding a line nine lines address bits required. If you always have packages of eight on top of each other want to train the existing lines, so you can three last significant bits (LSB = Last Significant Bits) neglect the row address and must be in the column Fuse unit another six fuse elements for the partial time Provide len address. This means that instead of only one repair theoretically a maximum of 64 repairs can perform (8 × 64 = 512). However, this means that you also have to reserve a maximum of 64 fuse units, because a complete fuse-in for every repair must be reserved. The number of per redundant The possible repairs column is up to a maximum of 64 in this calculation example depending on the number of provided fuse units limited, definitely ever but larger than in the previously known approach.
An dieser Stelle besteht folgende Einschränkung: Aufgrund des in DRAM-Speichern verwendeten Aktivierungsschemas können nur solche Speicherzellen gegeneinander ersetzt werden, die auf der gleichen Zeile liegen und die in der Zeilenaktivierung vor dem Spaltenzugriff aktiviert wurden. Da jeder Spaltenteil nur einmal vermittels der Fuse-Elemente ersetzbar ist, kann somit auch lediglich ein Fehler pro Zeile durch eine Redun danz-Spalte ersetzt werden. Um mehr als einen Fehler auf ei ner Zeile zu ersetzen, wird mehr als lediglich eine Redun danz-Spalte benötigt. Dieses Problem ist jedoch nicht so be deutsam, da man mehrere Fehler, die auf einer Zeile auftre ten, durch eine einzige Zeilenreparatur berichtigen kann.At this point there is the following restriction: Due to the Activation schemes used in DRAM memories can only such memory cells are replaced with each other on the the same line and that in the line activation were activated before column access. Because every column part can only be replaced once by means of the fuse elements thus only one error per line by a Redun danz column to be replaced. To more than one mistake on egg Replacing a line becomes more than just a speech danz column required. However, this is not a problem significant since there are several errors that occur on one line corrected by a single line repair.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998125011 DE19825011A1 (en) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | Integrated semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998125011 DE19825011A1 (en) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | Integrated semiconductor memory device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19825011A1 true DE19825011A1 (en) | 1999-08-12 |
Family
ID=7869917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998125011 Ceased DE19825011A1 (en) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | Integrated semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19825011A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4051354A (en) * | 1975-07-03 | 1977-09-27 | Texas Instruments Incorporated | Fault-tolerant cell addressable array |
US4380066A (en) * | 1980-12-04 | 1983-04-12 | Burroughs Corporation | Defect tolerant memory |
-
1998
- 1998-06-04 DE DE1998125011 patent/DE19825011A1/en not_active Ceased
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US4051354A (en) * | 1975-07-03 | 1977-09-27 | Texas Instruments Incorporated | Fault-tolerant cell addressable array |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |