(57)【要約】【課題】冗長セルの多重選択を防止出来る半導体装置及びその救済方法を提供すること。【解決手段】メモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイＰＲＩ＿ＭＡＲＲＡＹと、冗長セルがマトリクス状に配置された冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹと、前記メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹに含まれる不良セルのアドレスを保持する保持回路１０と、前記冗長セルのそれぞれに接続されたアクセス線群ＲＭＬ０〜ＲＭＬｎと、前記保持回路１０に保持される前記アドレスの前記不良セルと、前記冗長セルとの置き換え命令を、前記アクセス線群を介して対応する前記冗長セルに与える第１制御回路２０と、前記保持回路１０に同一の前記不良セルアドレスが複数保持されている場合、そのうちのいずれか１つ以外の全ての前記不良セルアドレスを無効にする第２制御回路６０とを具備することを特徴としている。【選択図】　　図１０
2004103165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、
冗長セルがマトリクス状に配置された冗長セルアレイと、
前記メモリセルアレイに含まれる不良セルのアドレスを保持する保持回路と、
前記冗長セルのそれぞれに接続されたアクセス線群と、
前記保持回路に保持される前記アドレスの前記不良セルと、前記冗長セルとの置き換え命令を、前記アクセス線群を介して対応する前記冗長セルに与える第１制御回路と、
前記保持回路に同一の前記不良セルアドレスが複数保持されている場合、そのうちのいずれか１つ以外の全ての前記不良セルアドレスを無効にする第２制御回路と
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記保持回路は、それぞれが前記不良セルアドレスを保持する第１保持部及び複数の第２保持部を備え、
前記アクセス線群は、前記第１、第２保持部にそれぞれ関連付けられた第１、第２アクセス線を備え、
前記第１制御回路は、前記第１、第２保持部に保持されるアドレスの前記不良セルと冗長セルとの置き換え命令を、前記第１、第２保持部のそれぞれに関連付けられた第１、第２アクセス線を介して前記冗長セルに与えるように構成され、
前記第２制御回路は、それぞれが、前記第１保持部に保持される前記不良セルアドレスと、前記第２保持部のそれぞれに保持される前記不良セルアドレスとを比較する比較回路と、
前記比較回路における比較結果の一致した前記不良セルアドレスを保持する前記第２保持部に関連づけられた前記第２アクセス線によって与えられる前記置き換え命令を無効にするディセーブル回路と
を備えることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記保持回路は、それぞれが前記不良セルアドレスを保持する第１保持部及び複数の第２保持部を備え、
前記アクセス線群は、前記第１、第２保持部にそれぞれ関連付けられた第１、第２アクセス線を備え、
前記第１制御回路は、前記第１、第２保持部に保持されるアドレスの前記不良セルと冗長セルとの置き換え命令を、前記第１、第２保持部のそれぞれに関連付けられた第１、第２アクセス線を介して前記冗長セルに与えるように構成され、
前記第２制御回路は、前記第１、第２アクセス線を監視し、複数の前記置き換え命令が、前記第１、第２アクセス線を介して与えられているか否かを検知する第１検知回路と、
前記第１検知回路において前記第１、第２アクセス線に共に前記置き換え命令が検知された場合、前記第２アクセス線によって与えられる前記置き換え命令の全てを無効にするディセーブル回路と
を備えることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１、第２アクセス線を監視し、いずれかの前記第１、第２アクセス線によって前記置き換え命令が与えられているか否かを検知する第２検知回路と、
前記第２検知回路によって前記置き換え命令が検知された場合にはディセーブル状態とされ、検知されない場合にはイネーブル状態とされて入力アドレスに対応する前記メモリセルを前記メモリセルアレイから選択する第１選択回路と、
前記第２検知回路によって前記置き換え命令が検知された場合にはイネーブル状態とされて、前記置き換え命令に従って前記冗長セルを前記冗長セルアレイから選択し、検知されない場合にはディセーブル状態とされる第２選択回路と
を更に備えることを特徴とする請求項２または３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１、第２保持部のそれぞれは、再書き込み及び消去不能な素子を含む
ことを特徴とする請求項２乃至４いずれか１項記載の半導体装置。
【請求項６】
メモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、
それぞれに優先順位の割り当てられた冗長セルがマトリクス状に配置された冗長セルアレイと、
いずれかの前記メモリセル及び冗長セルを選択する選択回路と、
前記メモリセルアレイに含まれる不良セルのアドレスを、前記冗長セルに対応付けて保持すると共に、アクセスがなされた前記不良セルに対応する前記冗長セルを選択するよう前記選択回路に命令する第１制御回路と、
前記アクセスの為された前記不良セルのアドレスを前記第１制御回路が複数保持する場合、前記優先順位に基づいて、そのうちのいずれか１つ以外の全ての前記不良セルアドレスに対応付けられた前記冗長セルを無効とする第２制御回路と
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
前記第１制御回路は、それぞれが前記不良セルアドレスを保持する保持回路と、
前記入力アドレスと、前記保持回路のそれぞれに保持される前記不良セルアドレスとを比較する第１比較回路と、
前記第１比較回路における比較の結果、前記不良セルアドレスと入力アドレスとが一致した場合には、前記不良セルに対応する前記冗長セルを前記冗長セルアレイから選択するよう前記選択回路に命令し、不一致の場合には、前記入力アドレスに対応する前記メモリセルを前記メモリセルアレイから選択するよう前記選択回路に命令する置換回路とを備え、
前記第２制御回路は、前記保持回路間で、それぞれに保持される前記不良アドレスを比較する第２比較回路と、
前記第２比較回路における比較の結果、同一の不良セルアドレスが前記保持回路に複数保持されている場合には、そのうちの前記不良アドレスに関連付けられた複数の前記冗長セルにおいて、前記優先順位の最も高い冗長セル以外の全てを無効とするディセーブル回路と
を備えることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１制御回路は、それぞれが前記不良セルアドレスを保持する保持回路と、
前記入力アドレスと、前記保持回路のそれぞれに保持される前記不良セルアドレスとを比較する比較回路と、
前記第１比較回路における比較の結果、前記不良セルアドレスと入力アドレスとが一致した場合には、前記不良セルに対応する前記冗長セルを前記冗長セルアレイから選択するよう前記選択回路に命令し、不一致の場合には、前記入力アドレスに対応する前記メモリセルを前記メモリセルアレイから選択するよう前記選択回路に命令する置換回路とを備え、
前記第２制御回路は、前記置換回路が前記選択回路に前記冗長セルを複数選択するよう命令した場合に、そのうちの前記優先順位の最も高いいずれか１つのみを選択するよう、前記選択回路に命令する
ことを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項９】
メモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、
冗長セルがマトリクス状に配置された冗長セルアレイと、
前記冗長セルにそれぞれ接続され、それぞれに優先順位の付与されたアクセス線と、
前記アクセス線毎に設けられ、それぞれが前記メモリセルアレイに含まれる不良セルのアドレスを保持する保持回路と、
前記アクセス線毎に設けられ、入力アドレスと一致する前記不良セルアドレスを保持する前記保持回路に対応する前記アクセス線に制御信号を出力する第１制御回路と、
前記入力アドレスに等しい前記不良セルアドレスを保持する複数の前記保持回路に対応する前記アクセス線のうち、前記優先順位に応じて、いずれか１本以外の全てを無効にする第２制御手段と、
前記入力アドレスに基づいて、前記メモリセルを前記メモリセルアレイから選択する第１選択回路と、
前記アクセス線に出力された前記制御信号に基づいて、前記冗長セルを前記冗長セルアレイから選択する第２選択回路と
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
前記第２制御回路は、優先順位の高い前記アクセス線に対応する前記保持回路に保持されている前記不良セルアドレスと、優先順位の低い複数の前記アクセス線のそれぞれに対応する前記保持回路に保持されている前記不良アドレスとを比較し、一致した場合には、前記優先順位の高い１本の前記アクセス線に対応する前記第１制御回路のみを有効とし、その他の第１制御回路の全てを無効とする
ことを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記第２制御回路は、前記第１制御回路のそれぞれが出力する前記制御信号を監視し、複数の前記第１制御回路より前記制御信号が前記アクセス線に出力された場合には、対応する前記アクセス線のうち、前記優先順位の高い１本のみを有効とし、その他のアクセス線の全てを無効にする
ことを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記アクセス線のいずれかに前記制御信号が出力されているか否かを判定し、出力されている場合には前記第１選択回路をディセーブル状態にする判定回路を更に備える
ことを特徴とする請求項９乃至１１いずれか１項記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記保持回路は、再書き込み及び消去不能な素子を含む
ことを特徴とする請求項７乃至１２いずれか１項記載の半導体装置。
【請求項１４】
メモリセルアレイに含まれるメモリセルについて第１テストを行い、第１不良セルを検索するステップと、
前記第１テストで発見された前記第１不良セルを、冗長セルアレイにおける第１冗長セル群に含まれる第１冗長セルに置き換えるステップと、
前記第１不良セルを除く前記メモリセルアレイに含まれるメモリセル及び、前記第１不良セルを置き換えた前記第１冗長セルについて第２テストを行い、第２不良セルを検索するステップと、
前記第２テストで発見された前記第２不良セルを、冗長セルアレイにおける第２冗長セル群に含まれる第２冗長セルに置き換えるステップと、
前記第２不良セルが前記第１不良セルを置き換えた前記第１冗長セルである場合、前記第１不良セル及び前記第１冗長セルへのアクセスを禁止するステップと
を具備することを特徴とする半導体装置の救済方法。
【請求項１５】
前記第１不良セルを前記第１冗長セルに置き換えるステップは、前記第１不良セルのアドレスを前記第１冗長セルに対応づけつつ、第１保持回路内に保持させるステップを含み、
前記第２不良セルを前記第２冗長セルに置き換えるステップは、前記第２不良セルのアドレスを前記第２冗長セルに対応づけつつ、第２保持回路内に保持させるステップを含み、
前記第１不良セル及び第１冗長セルへのアクセスを禁止するステップは、前記第１、第２保持回路内に保持された前記第１、第２不良セルのアドレスを比較するステップと、
前記第１、第２不良セルのアドレスを比較した結果、両者が一致した場合、前記第１冗長セルを無効にするステップとを含む
ことを特徴とする請求項１４記載の半導体装置の救済方法。
【請求項１６】
前記第２不良セルのアドレスを前記第２保持回路に保持させるステップの後、入力アドレスと、前記第１、第２不良セルのアドレスとを比較するステップと、
前記入力アドレスと前記第１、第２不良セルのアドレスとを比較した結果、前記入力アドレスと第１、第２不良セルのアドレスとが共に一致し、且つ、前記第１、第２不良セルのアドレスを比較した結果、両者が一致した場合、前記第２冗長セルの選択命令を出力するステップと
を更に備えることを特徴とする請求項１５記載の半導体装置の救済方法。
【請求項１７】
前記第１不良セルを前記第１冗長セルに置き換えるステップは、前記第１不良セルのアドレスを前記第１冗長セルに対応づけつつ、第１保持回路内に保持させるステップを含み、
前記第２不良セルを前記第２冗長セルに置き換えるステップは、前記第２不良セルのアドレスを前記第２冗長セルに対応づけつつ、第２保持回路内に保持させるステップを含み、
前記第１不良セル及び第１冗長セルへのアクセスを禁止するステップは、入力アドレスと、前記第１、第２不良セルのアドレスとを比較するステップと、
前記入力アドレスと前記第１、第２不良セルのアドレスとを比較した結果、前記第１不良セルのアドレスが前記入力アドレスと等しい場合には前記第１冗長セルを選択する第１選択命令を出力し、前記第２不良セルのアドレスが前記入力アドレスと等しい場合には前記第２冗長セルを選択する第２選択命令を出力するステップと、
前記２選択命令と共に、前記第１選択命令が出力されているか否かを検出するステップと、
前記第１、第２選択命令が共に出力されている場合、前記第１選択命令を無効にして、前記第２選択命令のみを有効にするステップとを含む
ことを特徴とする請求項１４記載の半導体装置の救済方法。
【請求項１８】
前記冗長セルアレイに対してアクセスが為された際、前記第２冗長セル群は、前記第１冗長セル群に対して優先的に選択される
ことを特徴とする請求項１４乃至１７記載の半導体装置の救済方法。
【請求項１９】
メモリセルアレイに含まれるメモリセルと、
冗長セルアレイ中の第１冗長セル群に含まれ、前記メモリセルアレイに含まれる不良メモリセルを置き換える第１冗長セルと、
前記冗長セルアレイ中の第２冗長セル群に含まれ、前記メモリセルアレイに含まれる不良メモリセル及び前記第１冗長セル群に含まれる不良第１冗長セルを置き換える第２冗長セルと、
前記第２冗長セルにアクセスされた際に、該第２冗長セルによって置き換えられた前記第１冗長セル及び該第１冗長セルによって置き換えられた前記メモリセルに対するアクセスを無効にする制御回路と
を具備することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置及びその救済方法に関するもので、特に、リダンダンシ（ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体装置、特に半導体記憶装置では、製造歩留まり向上のために、リダンダンシ技術が広く用いられている。リダンダンシ技術とは、通常エレメント（例えばメモリセル、ワード線、カラム選択線、またはＩ／Ｏ線）に加えてこれらの冗長エレメントを設ける技術である。そして、不良が存在した場合、通常エレメントをいずれかの冗長エレメントに置き換えることで、不良の救済を行うものである。なお、「リダンダンシ」とは、本来「冗長」との意味を有するのみである。しかし、冗長エレメントで不良箇所を置き換える技術が一般化するに従って、本技術そのものが「リダンダンシ技術」と呼ばれるようになってきた。そこで、本明細書において使用する「リダンダンシ」との文言も、この「冗長線や冗長セル等による不良箇所の救済措置」のことを意味するものとする。
【０００３】
従来のリダンダンシ技術について、図３６、図３７を用いて説明する。図３６、図３７は、共に従来のＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）におけるワード線のリダンダンシシステムの概念図である。図３６はワード線に不良が無い場合、図３７はワード線に不良が存在する場合について示している。
【０００４】
外部からロウアドレスと、ワード線選択コマンドがロウ制御部１００に入力されると、リダンダンシ制御部２００は、入力されたロウアドレスとリダンダンシ情報とを比較する。リダンダンシ情報とは、不良ワード線のアドレスのことである。リダンダンシ情報はメモリのテスト時に、リダンダンシ制御部２０等に記憶される。これにより、不良個所を避けるようにして、メモリへのアクセスが為される。
【０００５】
リダンダンシ情報とロウアドレスとが一致しない場合は、リダンダンシ制御部２００は、ワード線の置き換えは必要ないと判断する。従って、ロウデコーダ３００は、通常アクセス用のワード線（通常ワード線）を選択する（図３６参照）。リダンダンシ情報とロウアドレスとが一致した場合は、リダンダンシ制御部２００は、ワード線の置き換えを行う必要があると判断する。従って、ロウデコーダ３００は、通常ワード線の代わりに冗長ワード線を選択する（図３７参照）。
【０００６】
図３８はリダンダンシ制御回路２００及びロウデコーダ３００のブロック図である。
【０００７】
ロウデコーダ３００は、通常ワード線毎に通常ワード線ドライバ３１０、３１０、…を有しており、更に冗長ワード線毎に冗長ワード線ドライバ３２０、３２０、…を有している。各通常ワード線ドライバ３１０は、対応する各通常ワード線を活性化させ、各冗長ワード線ドライバ３２０は、対応する各冗長ワード線を活性化させる。
【０００８】
リダンダンシ制御回路２００は、リダンダンシ情報格納回路２１０、２１０、…及びＮＯＲゲート２２０を有している。各格納回路２１０は、冗長ワード線毎に設けられており、それぞれリダンダンシ情報を格納している。図３８に示す例では、各格納回路２１０は、通常ワード線５を冗長ワード線０に、通常ワード線２６を冗長ワード線１に、通常ワード線１１６を冗長ワード線２に、通常ワード線４７３を冗長ワード線３に、それぞれ置き換える。たとえば、ロウアドレスとして“５”が入力された場合を仮定する。このロウアドレスは全てのリダンダンシ情報と比較される。図３８の例では、ロウアドレス“５”は冗長ワード線０に対応するリダンダンシ情報“５”と一致している。すると、格納回路２１０は、冗長ワード線０に対応するリダンダンシマッチラインに“Ｈ”レベルを出力する。その結果、冗長ワード線ドライバ３２０は冗長ワード線０を活性化する。また、ＮＯＲゲート２２０は、全てのリダンダンシマッチラインの出力の論理和演算を行う。そして、その演算結果は、通常ワード線非選択線ＮＳＬを介して通常ワード線ドライバ３１０に入力される。図３８の例では、いずれかのリダンダンシマッチラインの出力が“Ｈ”になっていると、通常ワード線非選択線ＮＳＬが“Ｌ”レベルとされる。この場合、通常ワード線ドライバ３１０は、通常ワード線を活性化させない。従って、冗長ワード線に接続されているセルにのみ、アクセスが為される。
【０００９】
図３９は、リダンダンシ情報格納回路２１０の構成を示す回路図である。図３９においては、特に冗長ワード線０に対応する回路のみを詳細に記載してあるが、その他の冗長ワード線に対応する回路も同様の構成を有している。
【００１０】
リダンダンシ情報は、ビット毎に各ラッチ２１１のノードａ１に保持されている。そして、例えば９ビットのロウアドレス（入力アドレス）の各ビットＲＡ０〜ＲＡ８は、それぞれラッチ２１１に保持されているリダンダンシ情報の各ビットと、比較部２１２において比較される。ロウアドレスとリダンダンシ情報とが一致すると、比較部２１２は“Ｈ”レベルを出力する。また、ラッチ２１３に保持されている情報は、当該リダンダンシ情報格納回路２１０に保持されているリダンダンシ情報を使用するか否かを決定する。例えば、ラッチのノードｂ１が“Ｈ”レベルの場合には、リダンダンシ情報が使用される。そしてラッチからは“Ｈ”レベルが出力される。ＡＮＤゲート２１４は、各比較部２１２の出力及びラッチ２１３の出力の論理積演算を行う。その結果が、リダンダンシマッチラインに出力される。従って、ロウアドレスの全ビットとリダンダンシ情報の全ビットとが一致し、且つラッチ２１３に“Ｈ”レベルが保持されている場合に、リダンダンシマッチラインには“Ｈ”レベルが現れる。そして当該リダンダンシマッチラインに対応する冗長ワード線が選択される。この場合、ＮＯＲゲート２２０の出力は“Ｌ”レベルとなる。従って、前述の通り通常ワード線は非選択状態とされる。
【００１１】
しかしながら、上記従来の構成であると、通常ワード線を冗長ワード線に置き換えても、冗長ワード線にさらに不良が存在した場合、この冗長ワード線を救済することが非常に困難であるということである。この様子を示しているのが図４０である。
【００１２】
図示した例では、不良の存在する通常ワード線ｐ５を冗長ワード線ｒ０に置き換えている。しかし、この冗長ワード線ｒ０にも新たに不良が発生している。この冗長ワード線ｒ０の救済は大変困難である。従って、このチップは不良となる。
【００１３】
上記のような場合には、不良の存在する冗長ワード線を別の冗長ワード線による再置き換えを行う技術が知られている（例えば特許文献１参照）。図４１、図４２は特許文献１における第１実施形態に係るリダンダンシシステムの概略図である。しかし、本方式によれば、冗長ワード線の再置き換えを行うために、各再置換回路４０５ａ、４０５ｂはヒューズを２本ずつ備えている必要がある（図４２参照）。その結果、チップ面積が増大するという問題点があった。
【００１４】
更に特許文献１における第２実施形態には、再置き換え用のヒューズを追加しない例が記載されている。図４３は、特許文献１の第２実施形態に係るリダンダンシシステムの概略図である。
【００１５】
本方式によれば、スペア選択線デコーダは、隣接するスペア選択線デコーダから入力信号／ＳＤＥを受け、この入力信号／ＳＤＥが“Ｈ”の場合は動作をしない。このため、スペア選択線Ｌ５及びＬ６の多重選択を防止することができる。この方式では、入力信号／ＳＤＥが、隣接するスペア選択線デコーダに常に入力されている。従って、置き換えは図４４に示すようにして行われる。まず、テスト時に不良が「１つ」みつかった時点でテストを中止する。そして、スペア選択線Ｌ５によって不良セルが置換される。引き続き、スペア選択線Ｌ５のテストを行い、不良がなければ中断したところからテストを再開する。スペア選択線Ｌ５に不良があった場合、スペア選択線Ｌ５をスペア選択線Ｌ６で更に置換する。この後、スペア選択線Ｌ６のテストを行い、不良があった場合は不良チップとして扱う。他方、スペア選択線Ｌ６に不良がなければ、最初に中断したところからテストを再開し、チップ全体に不良がなくなれば良品チップとして扱う。
【００１６】
しかしながら、この方法を用いても、次のような問題がある。図４５はスペア選択線が３本の場合を示している。入力信号／ＳＤＥ５は、スペア選択線Ｌ５に関するスペア選択線デコーダ４０８ａの制御信号である。入力信号／ＳＤＥ５＝１の場合、スペア選択線デコーダ４０８ａは、スペア選択線Ｌ５を非選択にする。入力信号／ＳＤＥ６は、スペア選択線Ｌ６に関するスペア選択線デコーダ４０８ｂの制御信号である。入力信号／ＳＤＥ６＝１の場合、スペア選択線デコーダ４０８ｂは、スペア選択線Ｌ６を非選択にする。
【００１７】
図４５に示す構成におけるテスト工程の様子を図４６に示す。仮に、テスト工程を二回行い、各テストで不良セルの置き換えを行うものとする。図４６の例では、最初のテストで２箇所の不良がある。そして、この不良セルは、スペア選択線Ｌ５、Ｌ６によって置換されている。ここで最初のテストが終了する。
【００１８】
次に、再度、全セルのテストを行う。このテストで更に不良が発見されたとする。図中には２種類の場所で不良が発生した場合を示した。一方は、通常セルで不良が発生した場合である。この場合は、スペア選択線Ｌ７によって、通常セルを置き換えることで、不良の救済が可能である。他方は、スペア選択線Ｌ５で不良が発生した場合である。このとき、スペア選択線Ｌ５はスペア選択線Ｌ７によって置き換えられることが可能である。
【００１９】
【特許文献１】
特開平５−５４６９２号公報（［００１３］〜［００１７］段落、［００１８］〜［００２２］段落）
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の半導体装置であると、冗長ワード線の再置き換えが可能であっても、その際、冗長ワード線の多重選択を回避することが困難であるという問題があった。すなわち、例えば上記図４５の構成では、スペア選択線Ｌ５の選択を停止する手段が無い。従って、スペア選択線Ｌ７でスペア選択線Ｌ５を置き換えた場合には、セルの二重選択を回避することが困難であった。本来、スペア選択線Ｌ５に対応するセルにアクセスがなされた場合には、スペア選択線Ｌ７にのみアクセスが為されるべきである。しかし、従来構成であると、スペア選択線Ｌ７にアクセスが為されると同時に、不良の存在するスペア選択線Ｌ５へもアクセスが為されてしまう。
【００２１】
この発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、その目的は、冗長セルの多重選択を防止出来る半導体装置及びその救済方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体装置は、メモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、冗長セルがマトリクス状に配置された冗長セルアレイと、前記メモリセルアレイに含まれる不良セルのアドレスを保持する保持回路と、前記冗長セルのそれぞれに接続されたアクセス線群と、前記保持回路に保持される前記アドレスの前記不良セルと、前記冗長セルとの置き換え命令を、前記アクセス線群を介して対応する前記冗長セルに与える第１制御回路と、前記保持回路に同一の前記不良セルアドレスが複数保持されている場合、そのうちのいずれか１つ以外の全ての前記不良セルアドレスを無効にする第２制御回路とを具備することを特徴としている。
【００２３】
更にこの発明に係る半導体装置は、メモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、それぞれに優先順位の割り当てられた冗長セルがマトリクス状に配置された冗長セルアレイと、いずれかの前記メモリセル及び冗長セルを選択する選択回路と、前記メモリセルアレイに含まれる不良セルのアドレスを、前記冗長セルに対応付けて保持すると共に、アクセスがなされた前記不良セルに対応する前記冗長セルを選択するよう前記選択回路に命令する第１制御回路と、前記アクセスの為された前記不良セルのアドレスを前記第１制御回路が複数保持する場合、前記優先順位に基づいて、そのうちのいずれか１つ以外の全ての前記不良セルアドレスに対応付けられた前記冗長セルを無効とする第２制御回路とを具備することを特徴としている。
【００２４】
更にこの発明に係る半導体装置は、メモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、冗長セルがマトリクス状に配置された冗長セルアレイと、前記冗長セルにそれぞれ接続され、それぞれに優先順位の付与されたアクセス線と、前記アクセス線毎に設けられ、それぞれが前記メモリセルアレイに含まれる不良セルのアドレスを保持する保持回路と、前記アクセス線毎に設けられ、入力アドレスと一致する前記不良セルアドレスを保持する前記保持回路に対応する前記アクセス線に制御信号を出力する第１制御回路と、前記入力アドレスに等しい前記不良セルアドレスを保持する複数の前記保持回路に対応する前記アクセス線のうち、前記優先順位に応じて、いずれか１本以外の全てを無効にする第２制御手段と、前記入力アドレスに基づいて、前記メモリセルを前記メモリセルアレイから選択する第１選択回路と、前記アクセス線に出力された前記制御信号に基づいて、前記冗長セルを前記冗長セルアレイから選択する第２選択回路とを具備することを特徴としている。
【００２５】
更にこの発明に係る半導体装置は、メモリセルアレイに含まれるメモリセルと、冗長セルアレイ中の第１冗長セル群に含まれ、前記メモリセルアレイに含まれる不良メモリセルを置き換える第１冗長セルと、前記冗長セルアレイ中の第２冗長セル群に含まれ、前記メモリセルアレイに含まれる不良メモリセル及び前記第１冗長セル群に含まれる不良第１冗長セルを置き換える第２冗長セルと、前記第２冗長セルにアクセスされた際に、該第２冗長セルによって置き換えられた前記第１冗長セル及び該第１冗長セルによって置き換えられた前記メモリセルに対するアクセスを無効にする制御回路とを具備することを特徴としている。
【００２６】
また、この発明に係る半導体装置の救済方法は、メモリセルアレイに含まれるメモリセルについて第１テストを行い、第１不良セルを検索するステップと、前記第１テストで発見された前記第１不良セルを、冗長セルアレイにおける第１冗長セル群に含まれる第１冗長セルに置き換えるステップと、前記第１不良セルを除く前記メモリセルアレイに含まれるメモリセル及び、前記第１不良セルを置き換えた前記第１冗長セルについて第２テストを行い、第２不良セルを検索するステップと、前記第２テストで発見された前記第２不良セルを、冗長セルアレイにおける第２冗長セル群に含まれる第２冗長セルに置き換えるステップと、前記第２不良セルが前記第１不良セルを置き換えた前記第１冗長セルである場合、前記第１不良セル及び前記第１冗長セルへのアクセスを禁止するステップとを具備することを特徴としている。
【００２７】
上記のような半導体装置及びその救済方法によれば、メモリセルを複数回にわたって冗長セルに置き換えた場合、複数の冗長セルのうちのいずれかのみに対してのみアクセスを許容している。従って、セルの多重選択発生を抑制できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００２９】
この発明の第１の実施形態に係る半導体装置について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る半導体記憶装置のブロック図である。
【００３０】
図示するように、半導体記憶装置１は、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ、冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹ、ロウ制御回路ＲＯＷ＿ＣＮＴ、リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴ、ロウデコーダＲ／Ｄ、カラムデコーダＣ／Ｄ、カラムセレクタＣ／Ｓ、及びセンスアンプＳ／Ａを備えている。
【００３１】
メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹは、マトリクス状に配置された複数のメモリセル（ｐｒｉｍｅ　ｍｅｍｏｒｙ　ｃｅｌｌ）を有している。そして、同一行のメモリセルは、共通の通常ワード線ＰＷＬ（ｐｒｉｍｅ　ｗｏｒｄ　ｌｉｎｅ）に接続されている。また、同一列のメモリセルは、共通のビット線に接続されている。
【００３２】
冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹは、マトリクス状に配置された複数の冗長セル（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ　ｍｅｍｏｒｙ　ｃｅｌｌ）を有している。冗長セルは、不良となったメモリセルを置き換えるためのものである。そして、同一行の冗長セルは、共通の冗長ワード線ＲＷＬ（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ　ｗｏｒｄ　ｌｉｎｅ）のいずれかに接続されている。また同一列の冗長セルは、共通のビット線に接続されている。
【００３３】
ロウ制御回路ＲＯＷ＿ＣＮＴは、外部よりロウアドレス及びワード線選択コマンドを受けて、リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴにロウアドレスを与える。
【００３４】
リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴは、ロウ制御回路ＲＯＷ＿ＣＮＴより与えられたロウアドレスに基づいて、メモリセルを冗長セルに置き換えるか否かを判断する。
【００３５】
ロウデコーダＲ／Ｄは、第１ロウデコーダＲ／Ｄ１及び第２ロウデコーダＲ／Ｄ２を有している。第１ロウデコーダＲ／Ｄ１は、リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴがメモリセルの冗長セルへの置き換えを行わないと判断した際に動作する。そして、入力されたロウアドレスに基づいて、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ内の通常ワード線ＰＷＬのいずれかを選択する。第２ロウデコーダＲ／Ｄ２は、リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴがメモリセルの冗長セルへの置き換えを行うと判断した際に動作する。そして、リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴからの命令に基づいて、冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹ内の冗長ワード線ＲＷＬのいずれかを選択する。
【００３６】
カラムデコーダＣ／Ｄは、外部より与えられたカラムアドレス及びビット線選択コマンドに応答して動作する。そして、カラムアドレスをデコードして、カラムデコード信号をカラムセレクタＣ／Ｓに与える。
【００３７】
カラムセレクタＣ／Ｓは、カラムデコーダＣ／Ｄより与えられるカラムデコード信号に基づいて、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ及び冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹ内のビット線を選択する。
【００３８】
センスアンプＳ／Ａは、ロウデコーダＲ／Ｄ及びカラムセレクタＣ／Ｓによって選択されたメモリセルまたは冗長セルより読み出したデータを増幅する。
【００３９】
図２は、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図であり、特にリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの構成を詳細に示すものである。
【００４０】
図示するように、ロウデコーダＲ／Ｄ１、Ｒ／Ｄ２には、通常ワード線ＰＷＬ及び冗長ワード線ＲＷＬが接続されている。
【００４１】
リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴは、保持回路１０、第１制御回路２０、及び第１検知回路３０を備えている。保持回路１０はリダンダンシ情報を保持する。すなわち、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ内に含まれる不良セルのロウアドレス（以下、不良アドレスと呼ぶ）を保持する。
【００４２】
第１制御回路２０は、外部より入力されたロウアドレスと、保持回路に保持される不良アドレスとに基づいて、不良セルを冗長セルに置き換えるための置き換え命令をロウデコーダＲ／Ｄ２に与える。
【００４３】
第１検知回路３０は、第１制御回路２０が不良セルと冗長セルとの置き換え命令を出力した際に、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ内の通常ワード線ＰＷＬを選択するＲ／Ｄ１をディセーブルにする。
【００４４】
図３は、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの回路図であり、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの構成を更に詳細に示すものである。
【００４５】
図示するように、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ内には、（ｍ＋１）本の通常ワード線ＰＷＬ０〜ＰＷＬｍが含まれており、冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹ内には、（ｎ＋１）本の冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬｎが含まれている。
【００４６】
まずロウデコーダＲ／Ｄの構成について説明する。ロウデコーダＲ／Ｄ１は、（ｍ＋１）個の通常ワード線ドライバ４０−０〜４０−ｍを備えている。そして、通常ワード線ドライバ４０−０〜４０−ｍの各々は、通常ワード線ＰＷＬ０〜ＰＷＬｍを活性化する。ロウデコーダＲ／Ｄ２は、（ｎ＋１）個の冗長ワード線ドライバ４１−０〜４１−ｎを備えている。そして、冗長ワード線ドライバ４１−０〜４１−ｎの各々は、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬｎを活性化する。
【００４７】
次にリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの構成について説明する。保持回路１０は、（ｎ＋１）個のラッチ回路Ｌ０〜Ｌｎを備えている。ラッチ回路Ｌ０〜Ｌｎの各々は、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ内に存在する不良セルのロウアドレス（不良アドレス）を保持する。またラッチ回路Ｌ０〜Ｌｎは、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬｎにそれぞれ対応づけられるようにして設けられている。従って、ラッチ回路Ｌ０〜Ｌｎにそれぞれ保持されている不良アドレスに対応する通常ワード線ＰＷＬは、それぞれ冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬｎによって置き換えられる。
【００４８】
第１制御回路２０は、（ｎ＋１）個の第１比較回路Ｃ０〜Ｃｎ及び（ｎ＋１）個の置換回路Ｓ０〜Ｓｎを備えている。第１比較回路Ｃ０〜Ｃｎ及び置換回路Ｓ０〜Ｓｎは、ラッチ回路Ｌ０〜Ｌｎと同様に、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬｎにそれぞれ対応づけられるようにして設けられている。第１比較回路Ｃ０〜Ｃｎは、外部から入力されるロウアドレスと、ラッチ回路Ｌ０〜Ｌｎのそれぞれに保持されている不良アドレスとを比較する。置換回路Ｓ０〜Ｓｎは、それぞれ第１比較回路Ｃ０〜Ｃｎにおける比較結果に基づき、通常ワード線ＰＷＬの冗長ワード線ＲＷＬへの置き換え命令を、それぞれリダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬｎに出力する。置換回路Ｓ０〜Ｓｎの出力する置き換え命令は、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬｎを介して、冗長ワード線ドライバ４１−０〜４１−ｎに伝えられる。
【００４９】
第１検知回路３０は、ＮＯＲゲート３１を含んでいる。ＮＯＲゲート３１は、各リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬｎにおける信号のＮＯＲ演算を行う。ＮＯＲゲート３１における演算結果は、通常ワード線非選択ラインＮＳＬを介して通常ワード線ドライバ４０−０〜４０−ｍのそれぞれに与えられる。
【００５０】
図４は、リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのより詳細な構成を示す回路図である。図４においては、特にリダンダンシマッチラインＲＭＬ０に対応する構成についてのみ詳細に示してあるが、その他のリダンダンシマッチラインＲＭＬ１〜ＲＭＬｎに対応する構成も同様である。また、図４の例では、ロウアドレスが９ビットの場合について示している。
【００５１】
ラッチ回路Ｌ０は、９ビットの不良アドレスの各ビットを保持する９個のラッチＬ０−０〜Ｌ０−８を備えている。ラッチＬ０−０〜Ｌ０−８のそれぞれは、インバータ１１及びインバータ１２を有している。インバータ１１の入力ノードはインバータ１２の出力ノードに接続され、インバータ１１の出力ノードはインバータ１２の入力ノードに接続されている。そして、インバータ１１の入力ノードとインバータ１２の出力ノードとの接続ノードであるノードａ１に、不良アドレスが書き込まれる。ラッチ回路Ｌ１〜Ｌ８も、ラッチ回路Ｌ０と同様の構成を有しており、それぞれ、ラッチＬ１−０〜Ｌ１−８、Ｌ２−０〜Ｌ２−８、…Ｌｎ−０〜Ｌｎ−８を有している。
【００５２】
第１比較回路Ｃ０は、９ビットのロウアドレスの各ビットＲＡ０〜ＲＡ８のそれぞれと、ラッチＬ０−０〜Ｌ０−８のそれぞれに保持される不良アドレスの各ビットとを比較する比較器Ｃ０−０〜Ｃ０−８を備えている。比較器Ｃ０−０〜Ｃ０−８のそれぞれは、インバータ２１、２２、ＯＲゲート２３、２４、及びＮＡＮＤゲート２５を有している。ＯＲゲート２３は、インバータ２１で反転されたロウアドレスの各ビットＲＡ０〜ＲＡ８のそれぞれと、不良アドレスの各ビットのそれぞれとのＯＲ演算を行う。ＯＲゲート２４は、ロウアドレスの各ビットＲＡ０〜ＲＡ８のそれぞれと、インバータ１１で反転された不良アドレスの各ビットのそれぞれとのＯＲ演算を行う。ＮＡＮＤゲート２５は、ＯＲゲート２３、２４の出力のＮＡＮＤ演算を行う。第１比較回路Ｃ１〜Ｃｎも、第１比較回路Ｃ０と同様の構成を有しており、それぞれが、比較器Ｃ１−０〜Ｃ１−８、Ｃ２−０〜Ｃ２−８、…Ｃｎ−０〜Ｃｎ−８を有している。
【００５３】
置換回路Ｓ０は、ＡＮＤゲート２６、イネーブル回路ＥＮＢ０、及びディセーブル回路ＤＳＢ０を備えている。イネーブル回路ＥＮＢ０及びディセーブル回路ＤＳＢ０は、共に同様の構成を有している。すなわち、イネーブル回路ＥＮＢ０及びディセーブル回路ＤＳＢ０は、インバータ２７〜２９を有している。インバータ２７の入力ノードはインバータ２８の出力ノードに接続され、インバータ２７の出力ノードはインバータ２８の入力ノードに接続されている。また、インバータ２９は、インバータ２７の出力ノードとインバータ２８の入力ノードとの接続ノードにおける信号を反転させる。そして、イネーブル回路ＥＮＢ０においては、インバータ２７の入力ノードとインバータ２８の出力ノードとの接続ノードであるノードｂ１に、イネーブル信号ＥＮＢ＿Ｓが書き込まれる。ディセーブル回路ＤＳＢ０においては、インバータ２７の入力ノードとインバータ２８の出力ノードとの接続ノードであるノードｃ１に、ディセーブル信号ＤＳＢ＿Ｓが書き込まれる。ＡＮＤゲート２６は、各比較器Ｃ０−０〜Ｃ０−８におけるＮＡＮＤゲート２５の出力、並びにイネーブル回路ＥＮＢ０及びディセーブル回路ＤＳＢ０の出力のＡＮＤ演算を行う。そしてＡＮＤ演算結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ０に出力する。なお、イネーブル信号ＥＮＢ＿Ｓは、ラッチ回路Ｌ０に保持されているリダンダンシ情報（不良アドレス）を使用するか否かの情報である。換言すれば、置換回路Ｓ０に対応する冗長ワード線ＲＷＬ０を使用するか否かの情報であるとも言うことが出来る。不良アドレスを使用する場合には、イネーブル信号ＥＮＢ＿Ｓは“Ｈ”レベルとされ、使用しない場合には、“Ｌ”レベルとされる。ディセーブル信号ＤＳＢ＿Ｓについては後述するが、通常は“Ｈ”レベルとされている。
【００５４】
従って、各ラッチＬ０−０〜Ｌ０−８に保持される不良アドレスの各ビットと、ロウアドレスの各ビットＲＡ０〜ＲＡ８とが全て一致し、且つ、イネーブル信号ＥＮＢ＿Ｓ及びディセーブル信号ＤＳＢ＿Ｓが共に“Ｈ”レベルとされている際に、置換回路Ｓ０のＡＮＤゲート２６の出力は“Ｈ”レベルとなる。すなわち、置き換え命令が出力され、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０に“Ｈ”レベルが出力される。なお、置換回路Ｓ１〜Ｓｎも、置換回路Ｓ０と同様の構成を有しており、それぞれ、ＡＮＤゲート２６、イネーブル回路ＥＮＢ１〜ＥＮＢｎ、及びディセーブル回路ＤＳＢ１〜ＤＳＢｎを有している。
【００５５】
次に、本実施形態に係る半導体記憶装置における不良セルの救済方法について、図５乃至図８を用いて説明する。図５乃至図８は、それぞれ本実施形態に係る半導体記憶装置のリダンダンシシステムの概念を示すためのもので、特にロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図である。なお説明を簡単化するために、冗長ワード線ＲＷＬは４本の場合を仮定する。また、図面を簡単化するために、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ３のそれぞれに対応する置換回路Ｓ０〜Ｓ３、第１比較回路Ｃ０〜Ｃ３、及びラッチ回路Ｌ０〜Ｌ３の組み合わせを、制御部５０−０〜５０−３と呼ぶことにする。
【００５６】
まず、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ（及び冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹ）に含まれる全セルのテストを行い、不良セルを検索する。ここで、通常ワード線ＰＷＬ５、ＰＷＬ２６（通常ワード線ＰＷＬ５、ＰＷＬ２６に接続されるメモリセルのいずれか）に不良が発見されたとする。すると、この不良アドレス５、２６が、制御部５０−０、５０−１にそれぞれ書き込まれる（図５参照）。この意味するところは、通常ワード線ＰＷＬ５は冗長ワード線ＲＷＬ０で置き換えられ、通常ワード線ＰＷＬ２６は冗長ワード線ＲＷＬ１で置き換えられる、ということである。なお、ディセーブル信号ＤＳＢ＿Ｓは全て“Ｈ”レベルレベルとされている。
【００５７】
この状態で、例えばロウアドレス６にアクセスが為されたとする。この様子を示すのが図６である。制御部５０−０、５０−１は、ロウアドレス６と、不良アドレス５、２６とを比較する。すると、全ての制御部においてロウアドレスと不良アドレスとが一致しないから、通常ワード線の冗長ワード線への置き換え命令は出力されない。すなわち、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ３の全てに“Ｌ”レベルが出力される。従って、ロウデコーダＲ／Ｄ２は冗長セルの選択を行わない。また、ＮＯＲゲート３１の出力も“Ｈ”レベルである。従って、ロウデコーダＲ／Ｄ１はイネーブル状態である。従って、ロウデコーダＲ／Ｄ１内の通常ワード線ドライバ４０−６が、ロウアドレス６に対応する通常ワード線ＰＷＬ６を活性化する。
【００５８】
また、図５の状態で、ロウアドレス５にアクセスが為されたとする。この様子を示すのが図７である。すると、制御部５０−０において、不良アドレスとロウアドレスとが一致するから、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０には置き換え命令が出力され、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０は“Ｈ”レベルとされる。この置き換え命令に従って、ロウデコーダＲ／Ｄ２内の冗長ワード線ドライバ４１−０は、冗長ワード線ＲＷＬ０を活性化する。また、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０が“Ｈ”レベルとなるので、ＮＯＲゲート３１により、通常ワード線非選択線ＮＳＬは“Ｌ”レベルとされる。その結果、ロウデコーダＲ／Ｄ１はディセーブル状態とされる。従って、通常ワード線ＰＷＬ５は選択されず、冗長ワード線ＲＷＬ０のみが選択される。
【００５９】
次に、図５の状態で再度テスト行い、ロウアドレス５、４７３に不良が発見されたとする。通常ワード線ＰＷＬ５は冗長ワード線ＲＷＬ０に置き換えられているから、今ロウアドレス５が指し示すのは冗長ワード線ＲＷＬ０である。従って、ロウアドレス５に不良が発見されたと言うことは、冗長ワード線ＲＷＬ０に不良が有ると言うことである。そして、このロウアドレス５、４７３が、制御部５０−２、５０−３に保持される。そして、ロウアドレス５にアクセスが為されたとする。この様子を示すのが図８である。
【００６０】
前述の通り、ロウアドレス５に対応する通常ワード線ＰＷＬ５は、まず冗長ワード線ＲＷＬ０に置き換えられている。更に、冗長ワード線ＲＷＬ０は冗長ワード線ＲＷＬ２に置き換えられている。このように、冗長ワード線による再置き換えを行った場合、不良のある冗長ワード線が選択されぬように、不良のある冗長ワード線に対応する制御部におけるディセーブル信号ＤＳＢ＿Ｓを“Ｌ”レベルにする。すなわち、制御部５０−０内のディセーブル信号ＤＳＢ＿Ｓを“Ｌ”レベルにする。すると、図４を用いて説明したように、ロウアドレスと不良アドレスの比較結果及びイネーブル信号ＥＮＢ＿Ｓの状態に関わらず、ＡＮＤゲート２６の出力は“Ｌ”レベルにされる。従って図８の例では、制御部５０−０は置き換え命令を出力せず、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０は“Ｌ”レベルである。よって、冗長ワード線ＲＷＬ０が選択されることは無い。他方、制御部５０−２ではディセーブル信号ＤＳＢ＿Ｓが“Ｈ”レベルとされているので、制御部５０−２は置き換え命令を出力し、リダンダンシマッチラインＲＭＬ２は“Ｈ”レベルとされる。従って、ロウデコーダＲ／Ｄ２内の冗長ワード線ドライバ４１−２は冗長ワード線ＲＷＬ２を活性化する。勿論、リダンダンシマッチラインＲＭＬ２が“Ｈ”レベルとされているので、通常ワード線非選択線ＮＳＬは“Ｌ”レベルとされる。従って、ロウデコーダＲ／Ｄ１はディセーブル状態とされ、通常ワード線ドライバ４０−５は、通常ワード線ＰＷＬ５を活性化しない。その結果、冗長ワード線ＲＷＬ２のみが選択される。
【００６１】
上記のように、本実施形態に係る半導体記憶装置によれば、リダンダンシマッチラインＲＭＬ毎にディセーブル回路ＤＳＢを設け、ディセーブル回路ＤＳＢにディセーブル信号ＤＳＢ＿Ｓを保持させている。そして、ディセーブル信号ＤＳＢ＿Ｓを“Ｈ”レベルにすることで、対応するリダンダンシマッチラインＲＭＬを強制的に“Ｌ”レベルとし、冗長ワード線ＲＷＬを非選択状態としている。従って、冗長ワード線を更に別の冗長ワード線で置き換えた場合であっても、ディセーブル信号ＤＳＢ＿Ｓによって、不良の存在する冗長ワード線を非選択に出来る。その結果、ワード線の二重選択の発生を抑制できる。
【００６２】
更に、ディセーブル回路ＤＳＢは複数のインバータによって構成されたラッチ回路である。従って、従来のようにヒューズを用いる場合に比べて、半導体記憶装置におけるリダンダンシ制御回路の占有面積を削減できる。
【００６３】
次にこの発明の第２の実施形態に係る半導体装置について、図９を用いて説明する。図９は図１に示す半導体記憶装置におけるロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図であり、特にリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの構成を詳細に示すものである。
【００６４】
図示するように、本実施形態に係るリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴは、上記第１の実施形態に係る構成において、更に第２制御回路６０を備えている。
【００６５】
第２制御回路６０は、保持回路１０内に同一の不良アドレスが複数保持されているか否かを判定する。そして、同一の不良アドレスが複数保持されている場合には、そのうちのいずれかの不良アドレスに対応する冗長ワード線を非選択にするよう、第１制御回路２０に命令する。
【００６６】
図１０は、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの回路図であり、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの構成をより詳細に示すものである。なお、本実施形態に係る半導体記憶装置では、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬｎのそれぞれに優先順位が割り当てられている。そして、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）は同じ優先順位を有しており、冗長ワード線ＲＷＬｎは、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）よりも高い優先順位を有している。
【００６７】
リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの構成について説明する。保持回路１０及び第１検知回路３０は、第１の実施形態と同様の構成である。
【００６８】
第２制御回路６０は、ｎ個の第２比較回路Ｃ０’〜Ｃ（ｎ−１）’及びｎ個のディセーブル回路Ｄ０〜Ｄ（ｎ−１）を備えている。第２比較回路Ｃ０’〜Ｃ（ｎ−１）’及びディセーブル回路Ｄ０〜Ｄ（ｎ−１）’は、ラッチ回路Ｌ０〜Ｌ（ｎ−１）と同様に、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）にそれぞれ対応づけられるようにして設けられている。すなわち、ｎ番目の冗長ワード線ＲＷＬｎに対応する第２比較回路及びディセーブル回路は設けられていない。
【００６９】
第２比較回路Ｃ０’〜Ｃ（ｎ−１）’の各々は、ラッチＬｎに保持される不良アドレスと、ラッチ回路Ｌ０〜Ｌ（ｎ−１）のそれぞれに保持される不良アドレスとを比較する。
【００７０】
ディセーブル回路Ｄ０〜Ｄ（ｎ−１）の各々は、第２比較回路Ｃ０’〜Ｃ（ｎ−１）’の各々における比較結果に基づいて、置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）に対して置き換えを行うか否かを命令する。この命令は、ディセーブル制御線ＤＣＬ０〜ＤＣＬ（ｎ−１）を介してディセーブル回路Ｄ０〜Ｄ（ｎ−１）から置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）に与えられる。
【００７１】
第１制御回路２０は、上記第１の実施形態と同様に、（ｎ＋１）個の第１比較回路Ｃ０〜Ｃｎ及び（ｎ＋１）個の置換回路Ｓ１〜Ｓｎを備えている。置換回路Ｓ０〜Ｓｎは、それぞれ第１比較回路Ｃ０〜Ｃｎにおける比較結果に基づき、通常ワード線ＰＷＬの冗長ワード線ＲＷＬへの置き換え命令を、それぞれリダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬｎに出力する。但し、ディセーブル回路Ｄ０〜Ｄ（ｎ−１）から置き換えを行わぬよう命じられた場合は、置き換え命令を出力しないように構成されている。
【００７２】
図１１は、リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのより詳細な構成を示す回路図である。図１１においては、特にリダンダンシマッチラインＲＭＬ０、ＲＭＬｎに対応する構成についてのみ詳細に示している。但し、リダンダンシマッチラインＲＭＬ１〜ＲＭＬ（ｎ−１）に対応する構成は、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０に対応する構成と同様である。また、図１１の例では、ロウアドレスが９ビットの場合について示している。
【００７３】
ラッチ回路Ｌ０〜Ｌ８及び第１比較回路Ｃ０〜Ｃｎは、上記第１の実施形態と同様の構成を有しているので説明は省略する。
【００７４】
置換回路Ｓ０は、上記第１の実施形態で説明した構造において、ディセーブル回路ＤＳＢ０を廃し、インバータ１３を追加した構造を有している。インバータ１３の入力ノードは、ディセーブル制御線ＤＣＬ０〜ＤＣＬ（ｎ−１）に接続されている。そして、ＡＮＤゲート２６は、比較器Ｃ０−０〜Ｃ０−８の出力、イネーブル回路ＥＮＢ０の出力、及びインバータ１３の出力のＡＮＤ演算を行う。そして、ＡＮＤ演算結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ０に出力する。なお、置換回路Ｓ１〜Ｓ（ｎ−１）も、置換回路Ｓ０と同様の構成を有している。すなわち、それぞれがＡＮＤゲート２６、イネーブル回路ＥＮＢ１〜ＥＮＢ（ｎ−１）、及びディセーブル回路ＤＳＢ１〜ＤＳＢ（ｎ−１）を有している。
【００７５】
置換回路Ｓｎの構成は、置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）の構成において、インバータ１３を廃した構成を有している。すなわち、置換回路Ｓｎ内のＡＮＤゲート２６は、比較器Ｃｎ−０〜Ｃｎ−８の出力及びイネーブル回路ＥＮＢｎの出力のＡＮＤ演算を行う。そしてＡＮＤ演算結果はリダンダンシマッチラインＲＭＬｎに出力される。
【００７６】
次に第２制御回路６０の構成について説明する。第２制御回路６０内の第２比較回路Ｃ０’〜Ｃ（ｎ−１）’は、それぞれが９個のＸＮＯＲゲート６６−０〜６６−８を有している。また、ディセーブル回路Ｄ０〜Ｄ（ｎ−１）は、それぞれＡＮＤゲート６７−０〜６７−（ｎ−１）である。
【００７７】
ＸＮＯＲゲート６６−０〜６６−８のそれぞれは、対応するラッチ回路Ｌ０〜Ｌ（ｎ−１）に保持される不良アドレスの各ビット（９ビット）と、ラッチＬｎに保持される不良アドレスの各ビット（９ビット）とのＸＮＯＲ演算を行う。すなわち、第２比較回路Ｃ０’に含まれるＸＮＯＲゲート６６−０〜６６−８のそれぞれは、ラッチＬ０―０〜Ｌ０−８に保持される不良アドレスの各ビットＦＡ０−０〜ＦＡ０−８と、ラッチＬｎ−０〜Ｌｎ−８に保持される不良アドレスの各ビットＦＡｎ−０〜ＦＡｎ−８とのＸＮＯＲ演算を行う。また第２比較回路Ｃ１’に含まれるＸＮＯＲゲート６６−０〜６６−８のそれぞれは、ラッチＬ１−０〜Ｌ１−８に保持される不良アドレスの各ビットＦＡ１−０〜ＦＡ１−８と、ラッチＬｎ−０〜Ｌｎ−８に保持される不良アドレスの各ビットＦＡｎ−０〜ＦＡｎ−８とのＸＯＲ演算を行う。第２比較回路Ｃ２’以降も同様である。
【００７８】
ＡＮＤゲート６７−０〜６７−（ｎ−１）は、それぞれ第２比較回路Ｃ０’〜Ｃ（ｎ−１）’に含まれるＸＮＯＲゲート６６−０〜６６−８の出力のＡＮＤ演算を行う。そして、ＡＮＤゲート６７−０〜６７−（ｎ−１）の出力は、それぞれディセーブル制御線ＤＣＬ０〜ＤＣＬ（ｎ−１）に接続されている。
【００７９】
従って、ラッチＬ０〜Ｌ（ｎ−１）に保持される不良アドレスのいずれかが、ラッチＬｎに保持される不良アドレスと一致した場合、そのディセーブル制御線ＤＣＬ０〜ＤＣＬ（ｎ−１）に“Ｈ”レベルが出力される。そして、ディセーブル制御線ＤＣＬ０〜ＤＣＬ（ｎ−１）に出力された信号は、インバータ１３で反転されて、各置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）に入力される。すなわち、ディセーブル制御線ＤＣＬ０〜ＤＣＬ（ｎ−１）に“Ｈ”レベルが出力されることで、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ（ｎ−１）は、強制的に“Ｌ”レベルとされる。
【００８０】
次に、本実施形態に係る半導体記憶装置における不良セルの救済方法について、図１２、図１３（ａ）及び図１４乃至図２０を用いて説明する。図１２、図１５、図１７、図１９、図２０は、それぞれ本実施形態に係る半導体記憶装置のリダンダンシシステムの概念を示すためのもので、特にロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図である。なお説明を簡単化するために、冗長ワード線ＲＷＬは４本の場合を仮定する。そして、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ２には同じ優先順位が与えられ、リダンダンシマッチラインＲＭＬ３には、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ２よりも高い優先順位が与えられていると仮定する。また、図面を簡単化するために、図１２に示すように、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ３のそれぞれに対応する置換回路Ｓ０〜Ｓ３、第１比較回路Ｃ０〜Ｃ３、及びラッチ回路Ｌ０〜Ｌ３の組み合わせを、第１制御部５１−０〜５１−３と呼ぶことにする。また、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ２のそれぞれに対応する第２制御回路Ｃ０’〜Ｃ２’、及びディセーブル回路Ｄ０〜Ｄ２の組み合わせを第２制御部５２−０〜５２−２と呼ぶことにする。図１３（ａ）は、本実施形態に係る半導体記憶装置のテスト方法を示すフローチャートであり、図１８はワード線の選択方法を示すフローチャートである。図１４（ａ）、（ｂ）及び図１６（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る半導体記憶装置のテスト時におけるメモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ及び冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹの様子を示す模式図である。
【００８１】
まず、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ（及び冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹ）に含まれる全セルの最初のテストを行い、不良セルを検索する（図１３（ａ）、ステップＳ１）。不良が発見されなければ最初のテストは終了する（ステップＳ４）。ここで、通常ワード線ＰＷＬ５、ＰＷＬ６、ＰＷＬ４７３に不良が発見されたとする（ステップＳ２）。この様子を模式的に示すのが図１４（ａ）である。なお、「ワード線に不良が発見される」という意味は、ワード線そのものに不良が発見された場合、及び当該ワード線に接続されたメモリセルに不良が発見された場合のいずれでもある。
【００８２】
最初のテストで発見された不良アドレスは、低優先順位の第１制御部に書き込まれる。すなわち、不良アドレス５、６、４７３が、図１５に示すように、第１制御部５１−０〜５１−２に書き込まれる（ステップＳ３）。この意味するところは、図１４（ｂ）に示すように、通常ワード線ＰＷＬ５は冗長ワード線ＲＷＬ０で置き換えられ、通常ワード線ＰＷＬ６は冗長ワード線ＲＷＬ１で置き換えられ、通常ワード線４７３は冗長ワード線ＲＷＬ２で置き換えられる、ということである。
【００８３】
上記のようにして、不良が発見されたワード線の置き換えが終了したところで、最初のテストが終了する（ステップＳ４）。
【００８４】
次に２回目のテストを行い、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ及び冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹ内の不良を検索する（ステップＳ５）。不良が発見されなければ２回目のテストは終了する（ステップＳ８）。この時点で、ロウアドレス５、６、４７３に対応するワード線は、通常ワード線ＰＷＬ５、ＰＷＬ６、ＰＷＬ４７３ではなく、冗長ワード線ＲＷＬ０、ＲＷＬ１、ＲＷＬ２である。ここで、冗長ワード線ＲＷＬ０に不良が発見されたとする（ステップＳ６）。この様子を模式的に示すのが図１６（ａ）である。
【００８５】
２回目のテストで発見された不良アドレスは、高優先順位の第１制御部に書き込まれる。すなわち、不良アドレス５が、図１７に示すように、第１制御部５１−３に書き込まれる（ステップＳ７）。この意味するところは、図１６（ｂ）に示すように、通常ワード線ＰＷＬ５を置き換えた冗長ワード線ＲＷＬ０を、更に冗長ワード線ＲＷＬ３で置き換える、ということである。
【００８６】
上記のようにして、不良が発見されたワード線の置き換えが終了したところで、２回目のテストが終了する（ステップＳ８）。
【００８７】
次に、上記のようにして通常ワード線ＰＷＬ５、ＰＷＬ６、ＰＷＬ４７３、及び冗長ワード線ＲＷＬ０に不良の発見された半導体記憶装置へのアクセス方法について、図１８乃至図２０を用いて説明する。図１８は、本実施形態に係る半導体記憶装置へのアクセス方法を示すフローチャートである。また、図１９及び図２０は、図１２等と同様に、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図である。
【００８８】
まず、ロウアドレスがロウ制御回路ＲＯＷ＿ＣＮＴを介してリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴに入力される（図１８、ステップＳ２０）。入力されたロウアドレスが不良アドレスと異なる場合（ステップＳ２１）には、第１の実施形態で説明したように、当該ロウアドレスに対応する通常ワード線ＰＷＬ０〜ＰＷＬｍのいずれかを、通常ワード線ドライバ４０−１〜４０−ｍのいずれかが活性化する（ステップＳ２５）。
【００８９】
入力されたロウアドレスが不良アドレスと一致した場合（ステップＳ２１）、次に当該不良アドレスが第１制御部５１−０〜５１−３内に複数保持されているか否かが判定される（ステップＳ２２）。この処理について、図１９を用いて具体的に説明する。図１９は、ロウアドレス６が入力されると共に、第１制御部５１−０〜５１−３のそれぞれには、図１７を用いて前述したように、不良アドレス５、６、４７３、５が格納されている場合を示す。
【００９０】
第２制御部５２−０〜５２−２は、高優先順位のリダンダンシマッチラインＲＭＬ３に対応する第１制御部５１−３に保持される不良アドレス５と、低優先順位のリダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ２に対応する第１制御部５１−０〜５１−２に保持される不良アドレス５、６、４７３とをそれぞれ比較する。
【００９１】
すると、第２制御部５２−０において、比較結果が一致する。従って、第２制御部５２−０は、ディセーブル制御線ＤＣＬ０を“Ｌ”レベルとする。すなわち、第１制御部５１−０を強制的に無効とする（ステップＳ２３）。
【００９２】
そのような状態で、ロウアドレス６と一致する不良アドレスを保持する第１制御部５１−１は、リダンダンシマッチラインＲＭＬ１から置き換え命令を出力する。すなわち、リダンダンシマッチラインＲＭＬ１を“Ｈ”レベルにする（ステップＳ２４）。その結果、冗長ワード線ドライバ４１−１は、冗長ワード線ＲＷＬ１を活性化する（ステップＳ２５）。また、リダンダンシマッチラインＲＭＬ１が“Ｈ”レベルとされているので、ＮＯＲゲート３１は、通常ワード線非選択線ＮＳＬを“Ｌ”レベルにする。従って、通常ワード線ドライバ４０−０〜４０−ｍはディセーブル状態とされる。よって、通常ワード線ＰＷＬ６は選択されない。
【００９３】
ステップＳ２２以降の処理を、別のケースについて図２０を用いて説明する。図２０は、ロウアドレス５が入力された場合を示している。
【００９４】
この場合でも、第２制御部５１−０は、ディセーブル制御線ＤＣＬ０を“Ｌ”レベルとする。すなわち、第１制御部５１−０を強制的に無効とする（ステップＳ２３）。
【００９５】
そのような状態で、ロウアドレス５と一致する不良アドレスを保持する第１制御部５１−３は、リダンダンシマッチラインＲＭＬ３から置き換え命令を出力する。すなわち、リダンダンシマッチラインＲＭＬ３を“Ｈ”レベルにする（ステップＳ２４）。その結果、冗長ワード線ドライバ４１−３は、冗長ワード線ＲＷＬ３を活性化する（ステップＳ２５）。また、リダンダンシマッチラインＲＭＬ３が“Ｈ”レベルとされているので、ＮＯＲゲート３１は、通常ワード線非選択線ＮＳＬを“Ｌ”レベルにする。従って、通常ワード線ドライバ４０−０〜４０−ｍはディセーブル状態とされる。よって、通常ワード線ＰＷＬ５は選択されない。
【００９６】
すなわち、ロウアドレス５にアクセスがなされた場合には、当該ロウアドレス５に対応するワード線は、不良のある通常ワード線ＰＷＬ５及び冗長ワード線ＲＷＬ０、並びに正常である冗長ワード線ＲＷＬ３の３本である。しかし、通常ワード線非選択線ＮＳＬを“Ｌ”レベルにすることで、通常ワード線ＰＷＬ５へのアクセスを禁止し、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０を“Ｌ”レベルとすることで冗長ワード線ＲＷＬ０へのアクセスを禁止している。その結果、正常な冗長ワード線ＲＷＬ３のみへアクセスがなされる。
【００９７】
上記のように、本実施形態に係る半導体記憶装置によれば、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬｎに優先順位を与えている。更に、低優先順位の冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）に対応づけられるようにして、第２比較回路Ｃ０’〜Ｃ（ｎ−１）’及びディセーブル回路Ｄ０〜Ｄ（ｎ−１）が設けられている。第２比較回路Ｃ０’〜Ｃ（ｎ−１）’は、高優先順位の冗長ワード線ＲＷＬｎに対応するラッチ回路Ｌｎに保持される不良アドレスと、低優先順位の冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）に対応するラッチ回路Ｌ０〜Ｌ（ｎ−１）に保持される不良アドレスとを比較している。そして、比較結果の一致した第２比較回路Ｃ０’〜Ｃ（ｎ−１）’に対応するディセーブル回路Ｄ０〜Ｄ（ｎ−１）は、対応する置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）の置き換え命令を無効にする。換言すれば、置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）自体を無効にする、またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ（ｎ−１）を無効にするということも出来る。従って、優先順位の高い冗長ワード線ＲＷＬｎにアクセスが為された際に、通常ワード線やその他の冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）へのアクセスが禁止される。すなわち、通常ワード線を第１の冗長ワード線で置き換え、その後さらに第１の冗長ワード線を第２の冗長ワード線で置き換えるような場合であっても、第１の冗長ワード線へのアクセスを禁止できるので、冗長ワード線の多重選択を防止できる。換言すれば、従来の技術において図４６で説明したテストにおいて、冗長ワード線の多重選択が防止できる。また、上記第１の実施形態のように、置換回路を使用するか否かの情報を保持する手段（ディセーブル回路ＤＳＢ）を備えることなく、冗長ワード線の多重選択を防止できる。ひいては、半導体記憶装置の面積増加を防止しつつ、メモリセルの救済効率を向上出来る。
【００９８】
図２１は、本実施形態の第１変形例に係る半導体記憶装置における、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図である。
【００９９】
本変形例では、第２制御部５２−０〜５２−２が、第１制御部５１−０〜５１−２に対応づけて設けられている。第２制御部５２−０〜５２−２は、第１制御部５１−３に保持されている不良アドレスと、第１制御部５２−０〜５２−２に保持されている不良アドレスとをそれぞれ比較する。
【０１００】
また第２制御部５２−４〜５２−７が、第１制御部５１−４〜５１−７に対応づけて設けられている。第２制御部５２−４〜５２−７は、第１制御部５１−８に保持されている不良アドレスと、第１制御部５２−４〜５２−７に保持されている不良アドレスとをそれぞれ比較する。
【０１０１】
すなわち、冗長ワード線ＲＷＬ３は冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ２に優先し、冗長ワード線ＲＷＬ８は、冗長ワード線ＲＷＬ４〜７に優先するような構成にすることも出来る。更に、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ８とは、優先順位においてなんら関係を有しない冗長ワード線ＲＷＬ９〜ＲＷＬ１１を設けても良い。
【０１０２】
図２２は、本実施形態に第２変形例に係る半導体記憶装置における、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図である。
【０１０３】
本変形例では、第２制御部５２−０〜５２−３が、第１制御部５１−０〜５１−３に対応づけて設けられている。第２制御部５２−３は、第１制御部５１−４に保持されている不良アドレスと、第１制御部５１−３に保持されている不良アドレスとを比較する。第２制御部５２−０〜５２−２は、第１制御部５１−４に保持されている不良アドレス及び第１制御部５１−３に保持されている不良アドレスと、第１制御部５１−０〜５１−３に保持されている不良アドレスとを比較する。
【０１０４】
すなわち、冗長ワード線ＲＷＬ４は、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ３の全てに優先する。冗長ワード線ＲＷＬ３は、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ２に優先する。
【０１０５】
このような構成とすれば、最初のテストで発見された不良アドレスを第１制御部５１−０〜５１−２に保持させ、２回目のテストで発見された不良アドレスを第１制御部５１−３に保持させ、３回目のテストで発見された不良アドレスを第１制御部５１−４に保持させることが出来る。これにより、第１制御部５２−０〜５２−２のいずれかと、第１制御部５１−３と、第１制御部５１−４とに全て同一の不良アドレスが保持されている場合でも、冗長ワード線ＲＷＬ４のみを選択出来る。
【０１０６】
図１３（ｂ）は、本実施形態の第３変形例に係る半導体記憶装置のテスト方法を示すフローチャートである。
本変形例によれば、２回目のテストで不良が発見された場合、それが最初のテストで発見された不良アドレスと同一か否かを判定している（ステップＳ９）。そして、同一で在れば、高優先順位の冗長ワード線で置き換えを行う。そうでなければ、余っているいずれかの冗長ワード線で置き換えを行う。すなわち、第２の実施形態のように、２回目のテストで発見された不良ワード線を無条件で高優先順位の冗長ワード線で置き換えるのではなく、再置き換えが必要になった場合に高優先順位の冗長ワード線を使用する。
本変形例によれば、半導体記憶装置の救済をより効率化出来る。
【０１０７】
次に、この発明の第３の実施形態に係る半導体装置について、図２３を用いて説明する。図２３は図１に示す半導体記憶装置におけるロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図であり、特にリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの構成を詳細に示すものである。
【０１０８】
図示するように、本実施形態に係るリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴは、上記第１の実施形態と同様に、保持回路１０、第１、第２制御回路２０、６０及び第１検知回路３０を備えている。
【０１０９】
本実施形態に係る第２制御回路６０は、第１制御回路２０より与えられる置き換え命令を監視する。そして、複数の置き換え命令が与えられた際に、そのうちのいずれかのみをロウデコーダＲ／Ｄ２に伝達する。
【０１１０】
図２４は、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの回路図であり、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの構成をより詳細に示すものである。なお、本実施形態に係る半導体記憶装置では、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬｎのそれぞれに優先順位が割り当てられている。そして、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）は同じ優先順位を有しており、冗長ワード線ＲＷＬｎは、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）よりも高い優先順位を有している。
【０１１１】
リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴの構成について説明する。保持回路１０、第１制御回路２０及び第１検知回路３０は、第１の実施形態と同様の構成であるので説明は省略する。
【０１１２】
第２制御回路６０は、ｎ個の第２検知回路ＤＴ０〜ＤＴ（ｎ−１）及びｎ個のディセーブル回路Ｄ０’〜Ｄ（ｎ−１）’を備えている。第２検知回路ＤＴ０〜ＤＴ（ｎ−１）は、ラッチ回路Ｌ０〜Ｌ（ｎ−１）と同様に、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）にそれぞれ対応づけられるようにして設けられている。そして第２検知回路ＤＴ０〜ＤＴ（ｎ−１）は、置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）の与える置き換え命令と、置換回路Ｓｎの与える置き換え命令とを監視する。そして、置換回路Ｓｎと、置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）のいずれかとが、共に置き換え命令を出力しているか否かを検知する。
【０１１３】
ディセーブル回路Ｄ０’〜Ｄ（ｎ−１）’は、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）にそれぞれ対応づけられるようにして設けられている。そして、ディセーブル回路Ｄ０’〜Ｄ（ｎ−１）’の各々は、第２検知回路ＤＴ０〜ＤＴ２の各々における検知結果に基づいて、置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）の置き換え命令を無効にする。すなわち、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ（ｎ−１）を“Ｌ”レベルにする。
【０１１４】
図２５は、リダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのより詳細な構成を示す回路図である。図２５においては、特にリダンダンシマッチラインＲＭＬ０に対応する構成についてのみ詳細に示している。但し、リダンダンシマッチラインＲＭＬ１〜ＲＭＬｎに対応する構成は、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０に対応する構成と同様である。また、図２５の例では、ロウアドレスが９ビットの場合について示している。
【０１１５】
図示するように、ラッチＬ０〜Ｌｎ及び第１比較回路Ｃ０〜Ｃｎは、上記第１の実施形態と同様であり、置換回路Ｓ０〜Ｓｎも上記第１の実施形態において、ディセーブル回路ＤＳＢ０〜ＤＳＢｎを廃した以外は同様であるので説明は省略する。
【０１１６】
第２制御回路６０における第２検知回路ＤＴ０〜ＤＴ（ｎ−１）及びディセーブル回路Ｄ０’〜Ｄ（ｎ−１）’は、ＡＮＤゲート６１−０〜６１−（ｎ−１）及びインバータ６２の組み合わせで実現される。高優先順位の冗長ワード線ＲＷＬｎに対応する置換回路Ｓｎの出力ノードは、直接リダンダンシマッチラインＲＭＬｎに接続されている。そして、置換回路Ｓｎの置き換え命令は、直接冗長ワード線ドライバ４１−ｎに入力される。
【０１１７】
インバータ６２は、置換回路Ｓｎの置き換え命令信号を反転させる。ＡＮＤゲート６１−０〜６１−（ｎ−１）の入力ノードには、インバータ６２の出力ノードと、置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）のいずれかの出力ノードとがそれぞれ接続されている。そして、ＡＮＤゲート６１−０〜６１−（ｎ−１）の出力ノードが、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ（ｎ−１）に接続されている。すなわち、ＡＮＤゲート６１−０〜６１−（ｎ−１）の各々は、置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）の各々の置き換え命令信号と、置換回路Ｓｎの置き換え命令信号の反転信号とのＡＮＤ演算を行い、その結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ（ｎ−１）に与える。
【０１１８】
従って、置換回路Ｓｎが置き換え命令を出力してリダンダンシマッチラインＲＭＬｎが“Ｈ”レベルにされると、ＡＮＤゲート６１−０〜６１−（ｎ−１）の出力は、置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）の出力に関わらず“Ｌ”レベルになる。すなわち、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ（ｎ−１）は全て“Ｌ”レベルとされる。
【０１１９】
次に、本実施形態に係る半導体記憶装置における不良セルの救済方法について、図２６乃至図２９を用いて説明する。図２６、図２８及び図２９は、それぞれ本実施形態に係る半導体記憶装置のリダンダンシシステムの概念を示すためのもので、特にロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図である。なお説明を簡単化するために、冗長ワード線ＲＷＬは４本の場合を仮定する。そして、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ２には同じ優先順位が与えられ、リダンダンシマッチラインＲＭＬ３には、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ２よりも高い優先順位が与えられていると仮定する。また、図面を簡単化するために、図２６に示すように、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ３のそれぞれに対応する置換回路Ｓ０〜Ｓ３、第１比較回路Ｃ０〜Ｃ３、及びラッチ回路Ｌ０〜Ｌ３の組み合わせを、第１制御部５１−０〜５１−３と呼ぶことにする。図２７は、本実施形態に係る半導体記憶装置へのアクセス方法を示すフローチャートである。
【０１２０】
テスト方法は、図１３（ａ）、（ｂ）を用いて第２の実施形態で説明したとおりであるので、説明は省略する。
アクセス時にあっては、まず、ロウアドレスがロウ制御回路ＲＯＷ＿ＣＮＴを介してリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴに入力される（図２７、ステップＳ２０）。入力されたロウアドレスが不良アドレスと異なる場合（ステップＳ２１）には、第１、第２の実施形態で説明したように、当該ロウアドレスに対応する通常ワード線ＰＷＬ０〜ＰＷＬｍのいずれかを、通常ワード線ドライバ４０−１〜４０−ｍのいずれかが活性化する（ステップＳ２５）。
【０１２１】
入力されたロウアドレスが不良アドレスと一致した場合（ステップＳ２１）、第１制御部５１−０〜５１−３の少なくともいずれかが置き換え命令を出力する。図２８に示すように、入力アドレスが６の場合、第１制御部５１−１が置き換え命令を出力する。第１制御部５１−０及び第１制御部５１−２、５１−３は、ロウアドレスと不良アドレスが一致しないので、置き換え命令を出力しない。
【０１２２】
次に、複数の置き換え命令が出力されているか否かが判断される（ステップＳ３１）。置き換え命令が１つの場合には、該当するリダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ３のいずれかに“Ｈ”レベルが出力される。そして、冗長ワード線ドライバ４１−０〜４１−３のいずれかが、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ３のいずれかをそれぞれ活性化する（ステップＳ２５）。
【０１２３】
他方、複数の置き換え命令が出力されている場合、すなわち、複数の第１制御部５１−０〜５１−３において、不良アドレスと入力アドレスとの比較結果が一致し、複数の第１制御部５１−０〜５１−３が置き換え命令を出力している場合について説明する。この場合には、ＡＮＤゲート６１−０〜６１−２によって、低優先順位である冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ２に対応する第１制御部５１−０〜５１−２の出力する置き換え命令が無効とされる（ステップＳ３２）。その結果、高優先順位である冗長ワード線ＲＷＬ３に対応する第１制御部５１−３の出力する置き換え命令のみが有効とされる。従って、冗長ワード線ドライバ４１−３によって、冗長ワード線ＲＷＬ３のみが活性化される。
【０１２４】
次に、上記ステップＳ３１において、１つの第１制御部のみから置き換え命令が出力されている場合に処理について、図２８を用いて具体的に説明する。図２８の例では、入力されるロウアドレスは６である。すると、第１制御部５１−０、５１−２、５１−３は置き換え命令を出力しない。すなわち“Ｌ”レベルを出力する。よって、第１制御部５１−３に直接接続されているリダンダンシマッチラインＲＭＬ３は“Ｌ”レベルとなる。従って、冗長ワード線ドライバ４１−３は冗長ワード線ＲＷＬ３を活性化しない。また、ＡＮＤゲート６１−０、６１−２の出力も“Ｌ”レベルである。従って、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０、ＲＭＬ２も“Ｌ”レベルとなり、冗長ワード線ドライバ４１−０、４１−２は冗長ワード線ＲＷＬ０、ＲＷＬ２を活性化しない。他方で、第１制御部５１−１のみが置き換え命令を出力する。すなわち“Ｈ”レベルを出力する。また、リダンダンシマッチラインＲＭＬ３が“Ｌ”レベルであるので、インバータ６２は“Ｈ”レベルを出力する。その結果、ＡＮＤゲート６１−１は“Ｈ”レベルをリダンダンシマッチラインＲＭＬ１に出力する。従って、冗長ワード線ドライバ４１−１は、冗長ワード線ＲＷＬ１を活性化する。勿論、リダンダンシマッチラインＲＭＬ１が“Ｈ”レベルとされているので、通常ワード線非選択線ＮＳＬは“Ｌ”レベルとされる。よって、通常ワード線ドライバ４０−６は、通常ワード線ＰＷＬ６を活性化しない。
上記の結果、冗長ワード線ＲＷＬ１のみが活性化される。
【０１２５】
次に、上記ステップＳ３１において、複数の第１制御部から置き換え命令が出力されている場合に処理について、図２９を用いて具体的に説明する。図２９の例では、入力されるロウアドレスは５である。すると、第１制御部５１−０、５１−３の２つが置き換え命令を出力する。すなわち、リダンダンシマッチラインＲＭＬ３は“Ｈ”レベルとされる。従って、冗長ワード線ドライバ４１−３は冗長ワード線ＲＷＬ３を活性化する。また、リダンダンシマッチラインＲＭＬ３が“Ｈ”レベルとされているため、インバータ６２の出力は“Ｌ”レベルである。すると、第１制御部５１−０が置き換え命令、すなわち“Ｈ”レベルを出力していても、ＡＮＤゲート６１−０の出力は“Ｌ”レベルであり、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０は“Ｌ”レベルである。従って、冗長ワード線ＲＷＬ０が冗長ワード線ドライバ４１−０によって活性化されることは無い。勿論、インバータ６２の出力が“Ｌ”レベルである上に、第１制御部５１−１、５１−２が置き換え命令を出力しないことから、冗長ワード線ＲＷＬ１、ＲＷＬ２も活性化されない。更に、リダンダンシマッチラインＲＭＬ３が“Ｈ”レベルであるので、通常ワード線ドライバ４０−５は、通常ワード線ＰＷＬ５を活性化しない。
【０１２６】
すなわち、ロウアドレス５にアクセスがなされた場合には、当該ロウアドレス５に対応するワード線は、不良のある通常ワード線ＰＷＬ５及び冗長ワード線ＲＷＬ０、並びに正常である冗長ワード線ＲＷＬ３の３本である。しかし、通常ワード線非選択線ＮＳＬを“Ｌ”レベルにすることで、通常ワード線ＰＷＬ５へのアクセスを禁止し、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０を“Ｌ”レベルとすることで冗長ワード線ＲＷＬ０へのアクセスを禁止している。その結果、正常な冗長ワード線ＲＷＬ３のみへアクセスがなされる。
【０１２７】
上記のように、本実施形態に係る半導体記憶装置によれば、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬｎに優先順位を与えている。更に、低優先順位の冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）に対応づけられるようにして、第２検知回路ＤＴ０〜ＤＴ（ｎ−１）及びディセーブル回路Ｄ０’〜Ｄ（ｎ−１）’が設けられている。第２検知回路ＤＴ０〜ＤＴ（ｎ−１）及びディセーブル回路Ｄ０’〜Ｄ（ｎ−１）’のそれぞれは、高優先順位の冗長ワード線ＲＷＬｎに対応する置換回路Ｓｎが置き換え命令を出力している場合には、低優先順位の冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）に対応する置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）の出力する置き換え命令を無条件で無効にする。換言すれば、置換回路Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）自体を無効にする、またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ（ｎ−１）を無効にするということも出来る。従って、優先順位の高い冗長ワード線ＲＷＬｎにアクセスが為された際に、通常ワード線やその他の冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ（ｎ−１）へのアクセスが禁止される。すなわち、第１の実施形態と同様に、第１の冗長ワード線を第２の冗長ワード線で更に置き換えるような場合であっても、第１の冗長ワード線へのアクセスを禁止できるので、冗長ワード線の多重選択を防止できる。また、上記第１の実施形態のように、置換回路を使用するか否かの情報を保持する手段（ディセーブル回路ＤＳＢ）を備えることなく、冗長ワード線の多重選択を防止できる。ひいては、半導体記憶装置の面積増加を防止しつつ、メモリセルの救済効率を向上出来る。
【０１２８】
図３０は、本実施形態の第１変形例に係る半導体記憶装置における、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図である。
【０１２９】
本変形例では、ＡＮＤゲート６１−０〜６１−２が、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ２に対応づけて設けられている。また、第１制御部５１−３の出力する置き換え命令を反転するインバータ６２、および第１制御部５１−２の出力する置き換え命令を反転するインバータ６３が設けられている。ＡＮＤゲート６１−０は、第１制御部５１−０の出力する置き換え信号と、インバータ６２、６３の出力とのＡＮＤ演算を行い、その結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ０に出力する。ＡＮＤゲート６１−１は、第１制御部５１−１の出力と、インバータ６２、６３の出力とのＡＮＤ演算を行い、その結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ１に出力する。ＡＮＤゲート６１−２は、第１制御部５１−２の出力する置き換え命令と、インバータ６２の出力とのＡＮＤ演算を行い、その結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ２に出力する。第１制御部５１−３の出力する置き換え命令は、直接リダンダンシマッチラインＲＭＬ３に出力される。
【０１３０】
従って、第１制御部５１−３が置き換え命令を出力した場合には、リダンダンシマッチラインＲＭＬ３のみが“Ｈ”レベルとなり、その他の全てのリダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ２は“Ｌ”レベルとなる。従って、冗長ワード線ＲＷＬ３のみが活性化され、その他の全ての冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ２は活性化されない。また、第１制御部５１−３が置き換え命令を出力しない場合に第１制御部５１−２が置き換え命令を出力した場合には、リダンダンシマッチラインＲＭＬ２のみが“Ｈ”レベルとなり、その他の全てのリダンダンシマッチラインＲＭＬ０、ＲＭＬ１、ＲＭＬ３は“Ｌ”レベルとなる。従って、冗長ワード線ＲＷＬ２のみが活性化され、その他の全ての冗長ワード線ＲＷＬ０、ＲＷＬ１、ＲＷＬ３は活性化されない。
【０１３１】
すなわち、図３０に示す構成とすることで、第１制御部５１−３の置き換え命令（またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ３及び冗長ワード線ＲＷＬ３）が、第１制御部５１−０〜５１−２の出力する置き換え命令（またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ２及び冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ２）に優先される。そして、第１制御部５１−２の置き換え命令（またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ２及び冗長ワード線ＲＷＬ２）が、第１制御部５１−０、５１−１の出力する置き換え命令（またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ０、ＲＭＬ１及び冗長ワード線ＲＷＬ０、ＲＷＬ１）に優先される。
【０１３２】
本変形例によれば、冗長ワード線に３段階の優先順位を付与している。従って、１回目のテストで発見された不良ワード線置き換えには最も優先度の低い冗長ワード線ＲＷＬ０、ＲＷＬ１を用い、２回目のテストで発見された不良ワード線の置き換えには第２位の優先度である冗長ワード線ＲＷＬ２を用い、更に３回目のテストで発見された不良ワード線の置き換えには、最も優先度の高い冗長ワード線ＲＷＬ３を用いる。このような置き換え方法を用いることで、冗長ワード線の多重選択を防止できる。また、１回目のテストで冗長ワード線が３本必要な場合には、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ２を使用し、２回目以降のテストで冗長ワード線ＲＷＬ３を使用しても良い。これにより、冗長ワード線の多重選択を防止できる。
【０１３３】
図３１は、本実施形態の第２変形例に係る半導体記憶装置における、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図である。
【０１３４】
本変形例では、ＡＮＤゲート６１−０、６１−１が、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０、ＲＭＬ１に対応づけて設けられている。また、第１制御部５１−２及び５１−３の出力する置き換え命令のＮＯＲ演算を行うＮＯＲゲート６４が設けられている。ＡＮＤゲート６１−０は、第１制御部５１−０の出力する置き換え信号と、ＮＯＲゲート６４の出力とのＡＮＤ演算を行い、その結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ０に出力する。ＡＮＤゲート６１−１は、第１制御部５１−１の出力と、ＮＯＲゲート６４の出力とのＡＮＤ演算を行い、その結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ１に出力する。第１制御部５１−２、５１−３の出力する置き換え命令は、それぞれ直接リダンダンシマッチラインＲＭＬ２、ＲＭＬ３に出力される。
【０１３５】
第１制御部５１−２及び５１−３のいずれか一方が置き換え命令を出力した場合には、ＮＯＲゲート６４の出力が“Ｌ”レベルにされる。従って、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０、ＲＭＬ１の双方は、強制的に“Ｌ”レベルとされるから、冗長ワード線ＲＷＬ０、ＲＷＬ１は活性化されない。
【０１３６】
すなわち、図３１に示す構成とすることで、第１制御部５１−２及び５１−３の置き換え命令（またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ２、ＲＭＬ３及び冗長ワード線ＲＷＬ２、ＲＷＬ３）が、第１制御部５１−０、５１−１の出力する置き換え命令（またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ０、ＲＭＬ１及び冗長ワード線ＲＷＬ０、ＲＷＬ１）に優先される。
【０１３７】
本変形例によれば、高優先順位の冗長ワード線を複数用意している。従って、２回目のテストにおいて、複数の不良ワード線を冗長ワード線に置き換えることができる。すなわち、１回目のテストで発見された不良ワード線を冗長ワード線ＲＷＬ０、ＲＷＬ１で置き換え、２回目のテストで発見された不良ワード線を冗長ワード線ＲＷＬ２、ＲＷＬ３で置き換える。このような置き換え方法を用いることで、冗長ワード線の多重選択を防止できる。
【０１３８】
図３２は、本実施形態の第３変形例に係る半導体記憶装置における、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図である。本変形例は、上記第１、第２変形例を組み合わせたものである。
【０１３９】
本変形例では、ＡＮＤゲート６１−０〜６１−３が、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ３に対応づけて設けられている。また、第１制御部５１−２及び５１−３の出力する置き換え命令のＮＯＲ演算を行うＮＯＲゲート６４、並びに第１制御部５１−４及び５１−５の出力する置き換え命令のＮＯＲ演算を行うＮＯＲゲート６５が設けられている。ＡＮＤゲート６１−０は、第１制御部５１−０の出力する置き換え信号と、ＮＯＲゲート６４、６５の出力とのＡＮＤ演算を行い、その結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ０に出力する。ＡＮＤゲート６１−１は、第１制御部５１−１の出力と、ＮＯＲゲート６４、６５の出力とのＡＮＤ演算を行い、その結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ１に出力する。ＡＮＤゲート６１−２は、第１制御部５１−２の出力する置き換え信号と、ＮＯＲゲート６５の出力とのＡＮＤ演算を行い、その結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ２に出力する。ＡＮＤゲート６１−３は、第１制御部５１−３の出力と、ＮＯＲゲート６５の出力とのＡＮＤ演算を行い、その結果をリダンダンシマッチラインＲＭＬ３に出力する。第１制御部５１−４、５１−５の出力する置き換え命令は、それぞれ直接リダンダンシマッチラインＲＭＬ４、ＲＭＬ５に出力される。
【０１４０】
第１制御部５１−４及び５１−５のいずれか一方が置き換え命令を出力した場合には、ＮＯＲゲート６５の出力が“Ｌ”レベルにされる。従って、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ３の全ては、強制的に“Ｌ”レベルとされるから、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ３は活性化されない。また、第１制御部５１−４及び５１−５の双方が置き換え命令を出力せずに、第１制御部５１−２及び５１−３のいずれか一方が置き換え命令を出力した場合には、ＮＯＲゲート６４の出力が“Ｌ”レベルにされる。従って、リダンダンシマッチラインＲＭＬ０、ＲＭＬ１の双方は、強制的に“Ｌ”レベルとされるから、冗長ワード線ＲＷＬ０、ＲＷＬ１は活性化されない。
【０１４１】
すなわち、図３２に示す構成とすることで、第１制御部５１−４及び５１−５の置き換え命令（またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ４、ＲＭＬ５及び冗長ワード線ＲＷＬ４、ＲＷＬ５）が、第１制御部５１−０〜５１−３の出力する置き換え命令（またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ０〜ＲＭＬ３及び冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ３）に優先される。また、第１制御部５１−２及び５１−３の置き換え命令（またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ２、ＲＭＬ３及び冗長ワード線ＲＷＬ２、ＲＷＬ３）が、第１制御部５１−０、５１−１の出力する置き換え命令（またはリダンダンシマッチラインＲＭＬ０、ＲＭＬ１及び冗長ワード線ＲＷＬ０、ＲＷＬ１）に優先される。
【０１４２】
本変形例によれば、冗長ワード線に３段階の優先順位を付与している。また、高優先順位の冗長ワード線を複数用意している。従って、１回目のテストで発見された不良ワード線置き換えには最も優先度の低い冗長ワード線ＲＷＬ０、ＲＷＬ１を用い、２回目のテストで発見された不良ワード線の置き換えには第２位の優先度である冗長ワード線ＲＷＬ２、ＲＷＬ３を用い、更に３回目のテストで発見された不良ワード線の置き換えには、最も優先度の高い冗長ワード線ＲＷＬ４、ＲＷＬ５を用いる。このような置き換え方法を用いることで、冗長ワード線の多重選択を防止できる。また、１回目のテストで冗長ワード線が３本または４本必要な場合には、冗長ワード線ＲＷＬ０〜ＲＷＬ３を使用し、２回目以降のテストで冗長ワード線ＲＷＬ４、ＲＷＬ５を使用しても良い。これにより、冗長ワード線の多重選択を防止できる。
【０１４３】
図３３は、本実施形態の第４変形例に係る半導体記憶装置における、ロウデコーダＲ／Ｄ及びリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴのブロック図である。
【０１４４】
図示するように、図３０に示した構成の組み合わせが複数設けられていても構わない。勿論、図３０の構成だけでなく、図３１、図３２に示す構成が複数設けられていても良いし、図３０〜図３２に示す構成が組み合わされていても構わない。
【０１４５】
上記のように本発明の第１乃至第３の実施形態によれば、冗長ワード線による際置き換えを行った場合における冗長ワード線の多重選択の発生を抑制できる。
【０１４６】
本発明の第１の実施形態によれば、冗長ワード線毎（リダンダンシマッチライン毎）に、当該冗長ワード線を使用するか否かの情報を保持するディセーブル回路ＤＳＢを設けている。そして、不良の存在する冗長ワード線に対応するディセーブル回路には、当該冗長ワード線を使用しない旨の情報を書き込んでいる。従って、不良の存在する冗長ワード線へのアクセスが禁止され、冗長ワード線の多重選択が抑制される。また、ディセーブル回路ＤＳＢをラッチ回路で構成することにより、従来に比べてヒューズの数を削減でき、半導体記憶装置の面積を削減できる。
【０１４７】
本発明の第２、第３の実施形態によれば、冗長ワード線毎（リダンダンシマッチライン毎）に優先順位を付与している。第２、第３の実施形態に係る半導体装置の構成及びリダンダンシシステムについて、図３４を用いて換言する。図３４は、本発明の第２、第３の実施形態に係る半導体装置の一部領域のブロック図である。
【０１４８】
図示するように、半導体装置１は、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ、冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹ、及び制御回路ＣＮＴを備えている。制御回路ＣＮＴは、上記第２、第３の実施形態で説明したリダンダンシ制御回路ＲＤＮＴ＿ＣＮＴ及びロウデコーダＲ／Ｄ等を含むものである。
【０１４９】
冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹは、ｎ個の冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ１〜ＲＤＮＴ＿ＧＰｎを備えている。冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ１〜ＲＤＮＴ＿ＧＰｎは、順に優先順位が高く設定されており、それぞれが冗長セルを含んでいる。
【０１５０】
次に、第２、第３の実施形態に係るリダンダンシシステムについて図３５を用いて説明する。図３５は、不良セルの救済時の処理を示すフローチャートである。図中のｉはテスト回数である。
【０１５１】
まず、ｉ＝１として、１回目のテストを行う（ステップＳ３０、Ｓ３１）。ここでは、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ中の不良を検索する。メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ中に不良セルが発見された場合、その不良セルは、冗長セルアレイ群ＲＤＮＴ＿ＧＰｉ中の冗長セルで置換される。すなわち、１回目のテストで発見された不良セルは、冗長セルアレイ群ＲＤＮＴ＿ＧＰ１内の冗長セルで置換される。
【０１５２】
次にテストを行う場合（ステップＳ３３）には、ｉ＝ｉ＋１として２回目のテストを行う（ステップＳ３４、Ｓ３１）。ここでは、不良セルを除くメモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ中のメモリセル、及び１回目のテストでメモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ中の不良セルを置換した冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ１中の冗長セルについてテストを行う。そして、２回目のテストで発見された不良セルは、冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ２中の冗長セルで置換される（ステップＳ３２）。
【０１５３】
次にテストを行う場合（ステップＳ３３）には、ｉ＝ｉ＋１として３回目のテストを行う（ステップＳ３４。Ｓ３１）。ここでは、１回目及び２回目のテストで発見された不良セルを除くメモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ中のメモリセル、１回目のテストでメモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ中の不良セルを置換した冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ１中の冗長セルのうちで、２回目のテストで発見された不良セルを除くもの、及び２回目のテストでメモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹ及び冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ１中の不良セルを置換した冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ２中の冗長セルについてテストを行う。そして、３回目のテストで発見された不良セルは、冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ３中の冗長セルで置換される（ステップＳ３２）。
【０１５４】
以上のようにして、ｉ回目のテストで発見された不良セルを、冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰｉで置き換えていく。この工程は、冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰの数だけ可能であり、ｎ回行うことが出来る。
【０１５５】
テストが終了した後（ステップＳ３３）、外部よりメモリセルアドレスが入力される（ステップＳ３５）。当該アドレスが冗長セルに相当しない場合には、すなわち冗長セルにより置き換えのなされていないメモリセルであれば、当該アドレスに対応するメモリセルにアクセスが為される（ステップＳ４０）。
【０１５６】
当該アドレスが冗長セルにより置き換えられたメモリセルであれば、制御回路ＣＮＴはメモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹを無効にする。換言すれば、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹへのアクセスを禁止する。その上で、当該アドレスが再置換された冗長セルであるか否かを判定する。再置換とは、メモリセルが複数の冗長セルによって複数回、置き換えられることである。再置換されていなければ、当該アドレスに相当する唯一の冗長セルに対してアクセスがなされる（ステップＳ４０）。再置換がなされていた場合には、当該アドレスに相当する複数の冗長セルのうち、最もｉの大きい冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ中の冗長セルのみを有効として（ステップＳ３９）、この冗長セルにアクセスがなされる（ステップＳ４０）。すなわち、例えばあるメモリセルを冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ１で置き換え、その後冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ２で置き換え、その後冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ３で置き換え、更に冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ５で置き換えたような場合、冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ１〜ＲＤＮＴ＿ＧＰ３内において当該アドレスに相当する冗長セルは無効とされる。そして、冗長セル群ＲＤＮＴ＿ＧＰ５内において当該アドレスに相当する冗長セルだけが有効とされる。
【０１５７】
上記ステップＳ３５以降の具体的な処理は、本発明の第２の実施形態によれば、高優先順位の冗長ワード線に対応する不良アドレスを、低優先順位の冗長ワード線に対応する不良アドレスと比較している。そして、高優先順位の冗長ワード線に対応する不良アドレスと一致するアドレスを有する冗長ワード線へのアクセスを禁止することによって行われる。従って、冗長ワード線の多重選択が抑制される。
【０１５８】
また本発明の第３の実施形態によれば、高優先順位の冗長ワード線に対して置き換え命令が出力された際には、低優先順位の冗長ワード線に対して出力された置き換え命令を無効とし、低優先順位の冗長ワード線へのアクセスを禁止することによって行われる。従って、冗長ワード線の多重選択が抑制される。
【０１５９】
なお、上記第２、第３の実施形態においては、優先度の高い冗長ワード線を２回目以降のテスト専用に使用するものとしている。しかし、最初のテストで全ての冗長ワード線を使い切っても勿論構わない。全ての冗長ワード線を使い切ってしまった場合には、２回目以降のテストで再置き換えすることはできない。しかしながら、全てを使い切っていない場合は、残りの高優先順位の冗長ワード線を２回目以降のテストで使用することで、救済効率を上げることが可能である。
【０１６０】
更に、上記実施形態で説明した置き換え方法であると、冗長ワード線の置き換えには、高優先順位の冗長ワード線を使用する、従って、使用する冗長ワード線の順序に飛びが発生する。この点につき図３２を例に挙げて説明する。
【０１６１】
最初のテストで不良が１つだけ発見され、その不良を冗長ワード線ＲＷＬ０で置き換えたとする。次に、２回目のテストで不良が１つ発見され、その不良を冗長ワード線ＲＷＬ２で置き換えたとする。更に、３回目のテストで不良が１つ発見され、その不良を冗長ワード線ＲＷＬ４で置き換えたとする。すなわち、冗長ワード線ＲＷＬ０の次には冗長ワード線ＲＷＬ１を飛ばして冗長ワード線ＲＷＬ２が使用され、冗長ワード線ＲＷＬ２の次には冗長ワード線ＲＷＬ３を飛ばして冗長ワード線ＲＷＬ４が使用される。
【０１６２】
なお、本発明の実施形態は、半導体記憶装置を例に挙げて説明したが、具体的には、ＤＲＡＭやＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ　ＲＡＭ）、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　ＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等、全てのメモリに使用できる。勿論、半導体記憶装置に限らず、リダンダンシ技術を用いる全ての半導体装置に適用できるものである。
【０１６３】
また、上記実施形態では、メモリセルアレイＰＲＩＭ＿ＡＲＲＡＹと冗長セルアレイＲＤＮＴ＿ＡＲＲＡＹを全く別のものとして扱ってきた。しかし、両者は同じセルアレイ内にあってもよい。すなわち、冗長セルとは、全てのメモリセルが正常に機能する場合には活性化されないセルのことを意味するにすぎないからである。また、冗長セルとの文言は、メモリセル、ワード線、ビット線、メモリブロック等を含むものでもある。従って、上記実施形態ではワード線の置き換えを例に挙げて説明したが、個々のメモリセル、ビット線、及びメモリブロックを置き換える場合であっても良い。
【０１６４】
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。
【０１６５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、冗長セルの多重選択を防止出来る半導体装置及びその救済方法を提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る半導体装置のブロック図。
【図２】この発明の第１の実施形態に係る半導体装置が備えるロウデコーダ及びリダンダンシ制御回路のブロック図。
【図３】この発明の第１の実施形態に係る半導体装置が備えるロウデコーダ及びリダンダンシ制御回路のブロック図。
【図４】この発明の第１の実施形態に係る半導体装置が備えるリダンダンシ制御回路の一部の回路図。
【図５】この発明の第１の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図。
【図６】この発明の第１の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図であり、正常なセルにアクセスが為された様子を示す図。
【図７】この発明の第１の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図であり、不良セルにアクセスが為された様子を示す図。
【図８】この発明の第１の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図であり、不良セルにアクセスが為された様子を示す図。
【図９】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置が備えるロウデコーダ及びリダンダンシ制御回路のブロック図。
【図１０】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置が備えるロウデコーダ及びリダンダンシ制御回路のブロック図。
【図１１】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置が備えるリダンダンシ制御回路の一部の回路図。
【図１２】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図。
【図１３】この発明の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムにおいて、不良セルの有無をテストする際の処理の流れを示すフローチャートであり、（ａ）図は第２の実施形態、（ｂ）図は第２の実施形態の変形例に係る図。
【図１４】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図であり、（ａ）図はメモリセルアレイに不良が発見された様子、（ｂ）図はメモリセルアレイに発見された不良を冗長セルに置き換える様子を示す図。
【図１５】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図であり、不良セルのアドレスを記憶する様子を示す図。
【図１６】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図であり、（ａ）図は冗長セルアレイに不良が発見された様子、（ｂ）図は冗長セルアレイに発見された不良を更に冗長セルに置き換える様子を示す図。
【図１７】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図であり、不良セルのアドレスを記憶する様子を示す図。
【図１８】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムにおいて、不良セルにアクセスが為された際の処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図であり、不良セルにアクセスが為された様子を示す図。
【図２０】この発明の第２の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図であり、不良セルにアクセスが為された様子を示す図。
【図２１】この発明の第２の実施形態の第１変形例に従った半導体装置のリダンダンシシステムの概念図。
【図２２】この発明の第２の実施形態の第２変形例に従った半導体装置のリダンダンシシステムの概念図。
【図２３】この発明の第３の実施形態に係る半導体装置が備えるロウデコーダ及びリダンダンシ制御回路のブロック図。
【図２４】この発明の第３の実施形態に係る半導体装置が備えるロウデコーダ及びリダンダンシ制御回路のブロック図。
【図２５】この発明の第３の実施形態に係る半導体装置が備えるリダンダンシ制御回路の一部の回路図。
【図２６】この発明の第３の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図。
【図２７】この発明の第３の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムにおいて、不良セルにアクセスが為された際の処理の流れを示すフローチャート。
【図２８】この発明の第３の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図であり、不良セルにアクセスが為された様子を示す図。
【図２９】この発明の第３の実施形態に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図であり、不良セルにアクセスが為された様子を示す図。
【図３０】この発明の第３の実施形態の第１変形例に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図。
【図３１】この発明の第３の実施形態の第２変形例に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図。
【図３２】この発明の第３の実施形態の第３変形例に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図。
【図３３】この発明の第３の実施形態の第４変形例に係る半導体装置のリダンダンシシステムの概念図。
【図３４】この発明の第２、第３の実施形態に係る半導体装置の一部領域のブロック図。
【図３５】この発明の第２、第３の実施形態に係る半導体装置のテスト方法及びアクセス方法を示すフローチャート。
【図３６】従来の半導体装置におけるリダンダンシシステムの概念図であり、通常ワード線にアクセスが為された様子を示す図。
【図３７】従来の半導体装置におけるリダンダンシシステムの概念図であり、不良ワード線にアクセスが為された様子を示す図。
【図３８】従来の半導体装置におけるリダンダンシシステムの概念図。
【図３９】従来の半導体装置におけるリダンダンシ制御回路の一部領域の回路図。
【図４０】従来の半導体装置におけるリダンダンシシステムの概念図であり、冗長ワード線に不良が発生した様子を示す図。
【図４１】従来の半導体装置におけるリダンダンシシステムのブロック図。
【図４２】従来の半導体装置におけるリダンダンシシステムの回路図。
【図４３】従来の半導体装置におけるリダンダンシシステムのブロック図。
【図４４】従来の半導体装置におけるリダンダンシシステムにおいて、不良セルの有無をテストする際の処理の流れを示す概念図。
【図４５】従来の半導体におけるリダンダンシシステムのブロック図。
【図４６】従来の半導体装置におけるリダンダンシシステムにおいて、不良セルの有無をテストする際の処理の流れを示す概念図。
【符号の説明】
１…半導体記憶装置
１０…保持回路
１１〜１３、２２、２７〜２９、６２、６３…インバータ
２３、２４…ＯＲゲート
２５…ＮＡＮＤゲート
２６、６１−０〜６１−（ｎ−１）、６７−０〜６７−（ｎ−１）、２１４、４２４ａ…ＡＮＤゲート
２０…第１制御回路
３０…第１検知回路
３１、６４，６５…ＮＯＲゲート
４０−０〜４０−ｍ、４１−０〜４１−ｎ、３１０、３２０…ワード線ドライバ
５０−０〜５０−３…制御部
５１−０〜５１−１１…第１制御部
５２−０〜５２−４〜５２−７…第２制御部
６０…第２制御回路
６６−０〜６６−８…ＸＮＯＲゲート
１００…ロウ制御部
２００…リダンダンシ制御部
３００…ロウデコーダ
２１０…リダンダンシ情報格納回路
２１１、２１３…ラッチ
２１２…比較部
４０１…プリデコーダ
４０２ａ〜４０２ｄ…デコーダ
４０４、４２３ａ…ＯＲゲート
４０５ａ、４０５ｂ…再置換回路
４０６ａ〜４０６ｄ、４０７ａ〜４０７ｄ、４０９ａ〜４０９ｄ、４２１ａ、４２２ａ…ヒューズ
４０８ａ〜４０８ｃ…スペア選択線デコーダ
４２０…バス線
４２５ａ…遅延素子
４２６ａ…抵抗素子
【図１】
2004103165.tif 000003
【図２】
2004103165.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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