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JP3050901B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

Info

Publication number
JP3050901B2
JP3050901B2 JP2225355A JP22535590A JP3050901B2 JP 3050901 B2 JP3050901 B2 JP 3050901B2 JP 2225355 A JP2225355 A JP 2225355A JP 22535590 A JP22535590 A JP 22535590A JP 3050901 B2 JP3050901 B2 JP 3050901B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
column
address
column address
defective
decoder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2225355A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04109491A (en
Inventor
賢二 土田
陽二 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2225355A priority Critical patent/JP3050901B2/en
Priority to US07/712,106 priority patent/US5289413A/en
Priority to DE4118804A priority patent/DE4118804C2/en
Priority to KR1019910009456A priority patent/KR950009231B1/en
Publication of JPH04109491A publication Critical patent/JPH04109491A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3050901B2 publication Critical patent/JP3050901B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体記憶装置に係わり、特に1トランジ
スタ/1キャパシタからなるメモリセルを用いたダイナミ
ック型RAM(DRAM)に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a dynamic RAM (DRAM) using a memory cell composed of one transistor and one capacitor.

(従来の技術) MOS型半導体メモリのうち、1トランジスタ/1キャパ
シタからなるダイナミックRAM(DRAM)は最も高集積化
が進んでいる。最近のDRAMには通常のアクセスモードの
ほかに、ページ・モード,ニブル・モード,スタティッ
ク・カラム・モードといった高速アクセスモードが搭載
されている。一方で、1行分のデータを高速かつシリア
ルにアクセスできるシリアル・アクセスも、画像処理の
分野或いはキャッシュメモリを用いたコンピュータ・シ
ステム分野からの要求が強い。
(Prior Art) Among MOS semiconductor memories, a dynamic RAM (DRAM) having one transistor and one capacitor has been most highly integrated. Recent DRAMs are equipped with high-speed access modes such as a page mode, a nibble mode, and a static column mode, in addition to a normal access mode. On the other hand, there is also a strong demand from the field of image processing or the field of computer systems using a cache memory for serial access that can access one row of data at high speed and serially.

従来のページモードは、選択された1行分のデータに
関してランダムにかつ高速にアクセスできるモードであ
る。このページ・モードを用いて、外部からシリアルに
アドレスを与えることによって、1行分のデータを高速
にかつシリアルにアクセスする,シリアル・アクセスが
できる。しかしこのページ・モードを利用したシリアル
・アクセスでは、カラム・アドレスを▲▼のトグ
ルに対応して毎回外部から取り込む必要があるため、速
度的には限界がある。
The conventional page mode is a mode in which a selected row of data can be accessed randomly and at high speed. By serially giving an address from the outside using this page mode, serial access can be performed in which one row of data is accessed serially at high speed. However, in serial access using this page mode, the column address must be fetched from the outside each time in response to the toggle of ▲ ▼, so there is a limit in speed.

一方、通常のDRAMに搭載されているモードにニブル・
モードがある。第13図および第14図にそれぞれ、ニブル
・モードでのリード・サイクルおよびライト・サイクル
のタイミング・チャートを示す。このニブル・モード
は、▲▼のトグルのみによってカラム方向の連続
したビットの高速アクセスを行う点で前述のページ・モ
ードと類似する。ただし、ニブル・モードでは、▲
▼の第2サイクル以降についてはカラム・アドレスの
取り込みを必要としない。この点でニブル・モードは一
般にページ・モードよりも高速であり、これが大きい利
点になっている。
On the other hand, nibble and
There is a mode. FIGS. 13 and 14 show timing charts of a read cycle and a write cycle in the nibble mode, respectively. The nibble mode is similar to the page mode described above in that high-speed access of consecutive bits in the column direction is performed only by the toggle of ▼. However, in nibble mode, ▲
From the second cycle onward, the fetch of the column address is not required. In this regard, nibble mode is generally faster than page mode, which is a major advantage.

しかしニブル・モードは、アクセスできるビット数に
限界があるのが最大の難点であり、シリアル・アクセス
には応用できない。アクセスできるビット数に限界があ
る理由は、次のような事情による。ニブル・モードで
は、複数個のデータを一括して▲▼の第1サイク
ルにおいてデータラッチ・レジスタに送り、ここから▲
▼のトグルにより順次出力ポートにデータを転送
する事によって高速アクセスを実現している。したがっ
て、データラッチ用のレジスタの数がアクセスできるビ
ット数の限界になっているのである。レジスタの数と1
行分のデータ数が同じであれば、1行分のデータを高速
かつシリアルにアクセスできることになるが、主として
チップ面積の制約から、現在では4ビット・ニブルが一
般的になっている。
However, the nibble mode has the greatest difficulty in that the number of bits that can be accessed is limited, and cannot be applied to serial access. The number of bits that can be accessed is limited for the following reasons. In the nibble mode, a plurality of data are collectively sent to the data latch register in the first cycle of ▲, and from there, ▲
High-speed access is realized by sequentially transferring data to the output port by the toggle of ▼. Therefore, the number of data latch registers is limited to the number of bits that can be accessed. Number of registers and 1
If the number of rows of data is the same, one row of data can be accessed serially at high speed, but 4-bit nibbles are now common, mainly due to chip area constraints.

次に、ニブル・モードをシリアル・アクセス・モード
に応用した場合の問題を具体的に第15図を用いて説明す
る。第15図は、ニブル・モードを利用してシリアル・ア
クセスを行った場合のリード時のタイミング図である。
図中CSLi(i=0,1,…)は、カラム・アドレスにより決
定されて立ち上げられるカラム選択線を表し、QSEは入
出力データ線に接続される中間バッファであるデータラ
ッチ・レジスタのセンス信号を表している。ニブル・モ
ードでは1本のカラム選択線の選択によって複数のデー
タがデータ・ラッチ・レジスタに転送され、ここでセン
ス動作が行われる。そのビット長はニブル・モードでの
アクセス可能なビットと同じである。図の場合、1本の
カラム選択線CSLにより4ビットのデータが転送される
ことを示している。このため、オンチップにカラム・ア
ドレス・カウンタを内蔵し、内部アドレスを順に増加さ
せてシリアル・アクセスを実現したとすると、第15図に
示すように、4n+1(n=1,2,…)の▲▼のサイ
クルにおいてカラム選択線を切替え、かつデータラッチ
・レジスタにてセンス信号QSEを活性化する必要があ
る。したがって、4n+1回目のサイクルでのアクセス・
タイムは、図に示すように他のサイクルに比べて間延び
したものとなる。一般にこの間延びしたアクセス・タイ
ムは他のサイクルのそれの2倍程度ある。これは、間断
のない高速シリアル・アクセスを実現しようとする際の
大きい障害となる。
Next, the problem when the nibble mode is applied to the serial access mode will be specifically described with reference to FIG. FIG. 15 is a timing chart at the time of reading when serial access is performed using the nibble mode.
In the figure, CSLi (i = 0, 1,...) Represents a column selection line which is determined and activated by a column address, and QSE is a sense of a data latch register which is an intermediate buffer connected to an input / output data line. Represents a signal. In the nibble mode, a plurality of data are transferred to a data latch register by selecting one column selection line, and a sensing operation is performed here. Its bit length is the same as the accessible bits in nibble mode. The figure shows that 4-bit data is transferred by one column selection line CSL. Therefore, assuming that a column address counter is built in on-chip and serial access is realized by sequentially increasing the internal address, as shown in FIG. 15, 4n + 1 (n = 1, 2,...) In the cycle of ▼, it is necessary to switch the column selection line and activate the sense signal QSE in the data latch register. Therefore, the access in the 4n + 1th cycle
The time becomes longer as compared with other cycles as shown in the figure. Generally, the extended access time is about twice that of other cycles. This is a major obstacle in achieving uninterrupted high-speed serial access.

ところで、汎用DRAMでは、単ビット不良等の不良ビッ
ト救済による歩留まり向上を目的として冗長ビットを搭
載するのが一般的である。カラム方向に対しても、冗長
カラムの選択・不選択を制御するスペア・カラム・デコ
ーダが搭載される。この場合チップ内部には、不良カラ
ムのアドレスをフューズ・データとしてもっていて、不
良カラム・アドレスが選択された時にこれをスペア・カ
ラム選択線に置換するが、この冗長カラムの選択の際に
もアクセスが間のびしてしまう。
By the way, in general-purpose DRAMs, it is common to mount redundant bits for the purpose of improving the yield by relieving a defective bit such as a single bit defect. A spare column decoder for controlling selection / non-selection of a redundant column is also mounted in the column direction. In this case, the address of the defective column is stored in the chip as fuse data, and when a defective column address is selected, it is replaced with a spare column selection line. Will be long.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように従来のDRAMにおいて、1行分のデータを
高速にシリアル・アクセスするシリアル・アクセス・モ
ードをニブル・モードの応用により実現しようとする
と、カラム・アドレスの切替え時に無駄が生じ、間断な
い高速のシリアル・アクセスができないという問題があ
った。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional DRAM, if the serial access mode for serially accessing one row of data at a high speed is to be realized by the application of the nibble mode, the column address is increased. There is a problem that a waste occurs at the time of switching between the devices and that continuous high-speed serial access cannot be performed.

本発明は、この様な問題点を解決して、高速な間断の
ないシリアル・アクセスを実現した半導体記憶装置を提
供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device which solves such a problem and realizes high-speed and continuous serial access.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明に係る半導体記憶装置は、 複数のメモリセルが配列されたメモリセルアレイと、 外部からのアドレスを取り込むアドレスバッファと、 このアドレスバッファにより取込まれたロウ・アドレ
スにより前記メモリセルアレイの行選択を行うロウ・デ
コーダと、 前記アドレスバッファにより取込まれたカラム・アド
レスにより前記メモリセルの列選択を行い、選択された
カラム選択線を立ち上げると共に、次のカラム・アドレ
スにより選択されるべきカラム選択線をそのカラム・ア
ドレスの到来前に先行して立ち上げる機能を持つカラム
・デコーダと、 前記アドレスバッファにより取り込まれたカラム・ア
ドレスと不良カラム・アドレスを示す冗長カラム用フュ
ーズ・データからの不良カラム・アドレス及びこの不良
カラム・アドレスの一つ前のアドレスによって、不良カ
ラム・アドレスに対応するスペア・カラム選択線をその
不良カラム・アドレスの到来前に先行して立ち上げる機
能を持つスペア・カラム・デコーダと、 これらのロウ・デコーダおよびカラム・デコーダまた
はスペア・カラム・デコーダにより選択されたメモリセ
ルとデータのやり取りを行うセンスアンプと、 を備えたことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A semiconductor memory device according to the present invention comprises: a memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged; an address buffer for receiving an external address; A row decoder for selecting a row of the memory cell array based on the input row address; and a column selection for the memory cell based on a column address captured by the address buffer, and raising a selected column selection line. A column decoder having a function of starting up a column selection line to be selected by the next column address before the arrival of the column address; and a column address and a defective column taken in by the address buffer.・ Defective column from fuse data for redundant column indicating address A spare column having a function of starting a spare column selection line corresponding to a defective column address before the arrival of the defective column address by using the system address and the address immediately before the defective column address. A decoder, and a sense amplifier for exchanging data with a memory cell selected by the row decoder and the column decoder or the spare column decoder.

(作用) 本発明によれば、カラム・アドレスにより決定されて
あるカラム選択線が立ち上がる際に、次のカラム・アド
レスにより選択されるべきカラム選択線がそのカラム・
アドレスの到来前に先行して立ち上げられる。換言すれ
ば、本発明においては、カラム・デコーダがルック・ア
ヘッド(Look Ahead)機能を有する。そして先行して選
択されたカラム選択線によって、次のアドレスにより選
択されるべきデータが、そのアドレスの到来前に既にデ
ータ・レジスタに転送される。これにより従来のような
カラム・アドレス切替え時の時間的ロスがなくなり、間
断のない高速のシリアル・アクセスが実現できる。
(Operation) According to the present invention, when a column selection line determined by a column address rises, the column selection line to be selected by the next column address is changed to the column selection line.
It is started up before the arrival of the address. In other words, in the present invention, the column decoder has a look ahead function. Then, the data to be selected by the next address is already transferred to the data register by the previously selected column selection line before the arrival of the address. This eliminates the conventional time loss at the time of column address switching, and realizes uninterrupted high-speed serial access.

また本発明によれば、例えば不良カラムのアドレスを
入力とする減算器を用いて、不良カラムの1つ前のアド
レスをもチップ内部にて生成することにより、この減算
器出力のアドレスデータによりスペアカラムデコーダの
スペアカラム選択線をルック・アヘッド動作してやるこ
とにより、冗長カラムを搭載したシステムにおいても、
間断のないシリアルアクセスモードが実現できる。
Further, according to the present invention, the address immediately before the defective column is also generated in the chip using, for example, a subtractor that receives the address of the defective column, so that the spare data is output by the address data of the subtracter. By performing a look-ahead operation on the spare column selection line of the column decoder, even in a system with redundant columns,
An uninterrupted serial access mode can be realized.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する 第1図は、本発明の一実施例の冗長回路システムを持
つDRAMにおけるカラム・デコーダおよびスペア・カラム
・デコーダ部の構成を示す。第2図はそのDRAMの全体構
成を示す図であり、第3図はそのメモリセルアレイから
データ出力部までの具体的構成を示す図である。
(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a column decoder and a spare column decoder section in a DRAM having a redundant circuit system according to an embodiment of the present invention. The configuration is shown. FIG. 2 is a diagram showing the entire configuration of the DRAM, and FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration from the memory cell array to the data output unit.

第2図に示すようにこの実施例のDRAMは、外部アドレ
スを取り込むロウ・アドレス・バッファ1,カラム・アド
レス・バッファ2、これらのアドレス・バッファ1,2を
駆動するクロック・ジェネレータ3,4、取り込まれたア
ドレスをデコードするカラム・デコーダ5,ロウ・デコー
ダ6、これらのデコーダ出力により駆動される1トラン
ジスタ/1キャパシタのダイナミック型メモリセルが配列
されたメモリセルアレイ7、メモリセルアレイ7とデー
タのやり取りを行うセンスアンプおよび入出力(I/O)
ゲート8、入出力データをラッチする入出力バッファ
9、基板バイアス発生回路10、メモリセルアレイのセル
フ・リフレッシュのためのリフレッシュ・カウンタ11を
有する。この実施例ではこれらのほか、カラム方向のシ
リアル・アドレスを発生させるシリアル・アドレス・カ
ウンタ12を内蔵している。このシリアル・アドレス・カ
ウンタ12は、▲▼のトグルに対応してカウント・
アップされるように構成されており、その出力がカラム
・アドレス・バッファ2に入力されるようになってい
る。シリアル・アドレス・カウンタ12の出力はカラム・
アドレス・バッファ2の入力部ではなく出力部に直接入
力されてもよい。
As shown in FIG. 2, the DRAM of this embodiment comprises a row address buffer 1, a column address buffer 2 for taking in an external address, clock generators 3 and 4 for driving these address buffers 1 and 2, A column decoder 5 and a row decoder 6 for decoding a fetched address, a memory cell array 7 in which a 1-transistor / 1-capacitor dynamic memory cell driven by these decoder outputs is arranged, and data is exchanged with the memory cell array 7. Amplifier and input / output (I / O)
It has a gate 8, an input / output buffer 9 for latching input / output data, a substrate bias generation circuit 10, and a refresh counter 11 for self-refreshing the memory cell array. In this embodiment, in addition to these, a serial address counter 12 for generating a serial address in the column direction is incorporated. This serial address counter 12 counts in response to the
The output is input to the column address buffer 2. The output of serial address counter 12 is column
The data may be directly input to the output unit instead of the input unit of the address buffer 2.

メモリセルアレイ7は、図には示さないがカラム選択
線の他に冗長カラムのスペア・カラム選択線があり、こ
のスペア・カラム選択線を選択するためカラム・デコー
ダ5に隣接してスペア・カラム・デコーダ18がある。ま
た不良カラムのアドレスにより制御される冗長カラム用
フューズ13、このフューズデータをチップ内に保持する
フューズ・データ・レジスタ14、フューズ・データ・レ
ジスタ14とカラム・アドレス・バッファ2の出力により
制御される、カラム選択回路・スペアカラム選択回路17
があり、これにより制御されるカラムデコーダ5,ならび
にスペア・カラム・デコーダ18によりメモリセルアレイ
7のカラム方向の選択が行われるようになっている。本
実施例では更に、スペア・カラム・デコーダ18にルック
アヘッド機能を持たせるために、フューズ・データ・レ
ジスタ14の出力線が入力となる減算器15と減算器15の出
力データをチップ内に保持するフューズ・データ・レジ
スタ16を内蔵しており、フューズ・データ・レジスタ16
の出力もまたカラム選択回路・スペアカラム選択回路17
に入力されている。
Although not shown, the memory cell array 7 has a spare column selection line of a redundant column in addition to the column selection line, and a spare column selection line adjacent to the column decoder 5 for selecting the spare column selection line. There is a decoder 18. A fuse 13 for a redundant column controlled by an address of a defective column, a fuse data register 14 for holding the fuse data in a chip, a fuse data register 14 and an output of a column address buffer 2 are used. , Column selection circuit / spare column selection circuit 17
The column decoder 5 and the spare column decoder 18 controlled thereby select the memory cell array 7 in the column direction. Further, in this embodiment, in order to provide the spare column decoder 18 with a look-ahead function, the output line of the fuse data register 14 is used as an input, and the subtractor 15 and the output data of the subtracter 15 are held in the chip. The fuse data register 16 is built-in, and the fuse data register 16
The output of the column selection circuit and spare column selection circuit 17
Has been entered.

このように不良カラムのアドレスデータ(フューズ・
データ・レジスタ14の出力)を入力とする減算器15を用
いて、不良カラムの1つ前のアドレスをもチップ内部に
て生成し、かつ保持する(フューズ・データ・レジスタ
16の出力)ことにより、スペアカラム選択線もルックア
ヘッド動作させることが可能となる。詳細は後述する
が、フューズ・データ・レジスタ16にて保持されている
アドレスとシリアルカウンタ出力のチップ内部アドレス
が一致した時点でスペアカラム選択線を活性化すれば、
ルックアヘッドとなる。
In this way, the address data of the defective column (fuse
Using a subtracter 15 to which the input of the data register 14 is input, an address immediately before the defective column is also generated and held in the chip (the fuse data register).
16 outputs), the spare column selection line can also perform a look-ahead operation. As will be described in detail later, if the spare column select line is activated when the address held in the fuse data register 16 matches the chip internal address of the serial counter output,
Look ahead.

メモリセルアレイ7は良く知られているように、複数
本のワード線とビット線対が交差して配設され、それら
の交差位置にメモリセルが配置される。第3図では、そ
の様なメモリセルアレイ7の1本のワード線WLとこれに
沿って配置されたメモリセルMC、およびこれらのメモリ
セルMCとデータのやり取りを行う複数のビット線対BL,
▲▼を示している。とくにここでは、カラム・デコ
ーダ5により選択されるカラム選択線CSLと、スペア・
カラム・デコーダ18により選択されるスペア・カラム選
択線SCLの部分を示している。またこの実施例では、第
3図に示すように、DQ0,▲▼〜DQ3,▲▼の
4対のI/Oデータ線21が配設されている。I/Oデータ線21
には、第2図での入出力バッファ9に対応するものとし
て、各I/Oデータ線21に対応して設けられたデータラッ
チ・レジスタ22(221〜224)、これらデータラッチ・レ
ジスタ22の出力を順次選択するマルチプレクサ23、およ
び外部出力端子に繋がるデータ出力バッファ24を有す
る。カラム・デコーダ5により選択されるカラム選択線
CSLおよびスペア・カラム・デコーダ18により選択され
るスペア・カラム選択線SCSLは、それぞれ2本に分岐さ
れ、これらにより隣接する2対のビット線に対応するI/
Oゲート8が同時に駆動されるようになっている。つま
り、1本のカラム選択線CSLnによって選択された二つの
ビット線対がそれぞれ、第1および第2のI/Oデータ線
対DQ0,▲▼およびDQ1,▲▼に接続され、次
のカラム選択線CSLn+1によって選択された次の二つの
ビット線対がそれぞれ、第3および第4のI/Oデータ線
対DQ2,▲▼およびDQ3,▲▼に接続されるよ
うになっている。不良カラムに対応してスペア・カラム
選択線SCSL1が選択されると、これにより選ばれる二つ
のビット線対がそれぞれ、第1および第2のI/Oデータ
線対DQ0,▲▼およびDQ1,▲▼に接続され、
同様にスペア・カラム選択線SCSL0が選択されると、こ
れにより選択される次の二つのビット線対がそれぞれ、
第3および第4のI/Oデータ線対DQ2,▲▼およびD
Q3,▲▼に接続されるようになっている。
As is well known, the memory cell array 7 includes a plurality of word lines and bit line pairs intersecting each other, and a memory cell is arranged at the intersection. In FIG. 3, one word line WL of such a memory cell array 7 and a memory cell MC arranged along the word line WL, and a plurality of bit line pairs BL and BL for exchanging data with these memory cells MC are shown.
▲ ▼ is shown. In particular, here, the column selection line CSL selected by the column decoder 5 and the spare
The portion of the spare column select line SCL selected by the column decoder 18 is shown. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 3, four pairs of I / O data lines 21 of DQ0, 〜 to DQ3, 配 are provided. I / O data line 21
The data latch registers 22 (221 to 224) provided corresponding to the respective I / O data lines 21 as corresponding to the input / output buffer 9 in FIG. It has a multiplexer 23 for sequentially selecting an output, and a data output buffer 24 connected to an external output terminal. Column selection line selected by column decoder 5
The spare column select line SCSL selected by the CSL and the spare column decoder 18 is branched into two lines, respectively, and I / Os corresponding to two pairs of adjacent bit lines
The O gate 8 is driven at the same time. That is, two bit line pairs selected by one column selection line CSLn are connected to the first and second I / O data line pairs DQ0, ▲ and DQ1, ▲, respectively, and the next column selection is performed. The next two bit line pairs selected by the line CSLn + 1 are connected to the third and fourth I / O data line pairs DQ2, ▲ and DQ3, ▼, respectively. When the spare column select line SCSL1 is selected corresponding to the defective column, the two bit line pairs selected by this select the first and second I / O data line pairs DQ0, ▲ ▼ and DQ1, ▲, respectively. Connected to ▼,
Similarly, when the spare column selection line SCSL0 is selected, the next two bit line pairs selected by the selection are respectively
Third and fourth I / O data line pairs DQ2, ▲ ▼ and D
Q3, connected to ▲ ▼.

カラム・デコーダ5は、自サイクルのアドレスにより
決定されるカラム選択線のみならず、1つ先のアドレス
により選択されるカラム選択線をも同時に選択するルッ
ク・アヘッド機能を有する。スペア・カラム・デコーダ
18も同様に、減算器15とフューズ・データ・レジスタ16
の助けによって、フューズデータとして保持されている
不良カラムが選択される前に先行して立ち上げられるル
ック・アヘッド機能を有する。第1図はその様なカラム
・デコーダ5およびスペア・カラム・デコーダ18の構成
例である。カラム・デコーダ5は、通常のデコーダにお
けると同様のカラム・アドレスをデコードする複数のNA
NDゲートG1(G11,G12,G13,…)からなるアドレス・デコ
ード部の他に、このアドレス・デコード部の出力部に設
けられた複数の2入力NANDゲートG2(G21,G22,G23,…)
からなるカラム選択線駆動部を有する。カラム選択線駆
動部の各NANDゲートG2は、二つの入力端子の一方にアド
レス・デコード部のそれぞれ対応するNANDゲートG1の出
力端子が接続され、他方の入力端子には一つ前のカラム
・アドレスに対応するアドレス・デコード部の出力端子
が分岐接続される。第1図の太線で示す信号線▲
▼が所謂ルック・アヘッド信号線である。スペア・カラ
ム・デコーダ18は、インバータIと、その出力部に設け
られた2入力のNANDゲートG3からなるスペア・カラム選
択線駆動部を有する。このスペア・カラム選択線駆動部
も二つの入力端子の一方に対応するインバータIの出力
端子が接続され、他方の入力端子には一つ前のカラム・
アドレスに対応するアドレス・デコード部の出力端子が
分岐接続される。すなわち▲▼がルック・アヘ
ッド信号線である。
The column decoder 5 has a look-ahead function of simultaneously selecting not only the column selection line determined by the address of the own cycle but also the column selection line selected by the next address. Spare column decoder
Similarly, the subtracter 15 and the fuse data register 16
Has a look-ahead function that is activated before a defective column held as fuse data is selected. FIG. 1 shows a configuration example of such a column decoder 5 and a spare column decoder 18. The column decoder 5 includes a plurality of NAs for decoding column addresses similar to those in a normal decoder.
In addition to the address decoding section composed of the ND gates G1 (G11, G12, G13,...), A plurality of 2-input NAND gates G2 (G21, G22, G23,...) Provided at the output section of the address decoding section.
And a column selection line driving unit composed of Each of the NAND gates G2 of the column selection line driving unit has one of two input terminals connected to the output terminal of the corresponding NAND gate G1 of the address decoding unit, and the other input terminal connected to the previous column address. The output terminal of the address decode unit corresponding to the branch is connected in a branched manner. Signal lines indicated by bold lines in FIG.
▼ is a so-called look ahead signal line. The spare column decoder 18 has an inverter I and a spare column selection line driving unit including a two-input NAND gate G3 provided at an output unit thereof. The spare column selection line driving unit is also connected to the output terminal of the inverter I corresponding to one of the two input terminals, and to the other input terminal.
The output terminal of the address decoding unit corresponding to the address is branched and connected. That is, ▲ is a look ahead signal line.

カラム・デコーダ5およびスペア・カラム・デコーダ
18は、カラムアドレスY0〜Ymにより選択・非選択が決定
されるだけでなく、カラム選択回路・スペアカラム選択
回路17の二つの出力信号線EVEND,ODDDでもその動作状態
が制御される。いまの場合は、不良カラムを含む2本の
カラムをスペア・カラムで置換する場合を想定してお
り、信号EVENDは、通常は“L"レベルであるが、偶数番
目のカラム選択線CSLをスペア・カラム選択線SCSL0で置
換する場合に“H"レベルとなり、また信号ODDDは奇数番
目のカラム選択線CSLをスペア・カラム選択線SCSL1で置
換する場合に“H"レベルとなる。この様にカラム選択回
路・スペア・カラム選択回路17の出力EVEND,ODDDによっ
て、カラム・デコーダ5のデコード部の出力をカラム選
択線CSLに出力するか、スペア・カラム選択線SCSLに出
力するかの選択が、第1図の駆動部出力段にあるゲート
回路により行われる。
Column decoder 5 and spare column decoder
In 18, not only the selection / non-selection is determined by the column addresses Y 0 to Ym, but also the operation state is controlled by the two output signal lines EVEND and ODDD of the column selection circuit / spare column selection circuit 17. In this case, it is assumed that two columns including a defective column are replaced with a spare column. The signal EVEND is normally at “L” level, but the even-numbered column selection line CSL is spared. When the column selection line SCSL0 is replaced, the signal ODDD becomes “H” level. When the odd-numbered column selection line CSL is replaced with the spare column selection line SCSL1, the signal ODDD becomes “H” level. In this way, depending on the outputs EVEND and ODDD of the column selection circuit / spare column selection circuit 17, whether the output of the decoding unit of the column decoder 5 is output to the column selection line CSL or the spare column selection line SCSL is output. The selection is made by the gate circuit at the driver output stage of FIG.

本実施例におけるカラムデコーダ5,スペアカラムデコ
ーダ18の最大の特徴は、カラム選択回路・スペアカラム
選択回路17の出力信号であるEVEND,ODDDをアドレスデコ
ード部ではなく、カラム選択線の出力段に近いカラム選
択線駆動部に入力した点にある。これによりスペアカラ
ム選択時にもカラムデコーダ内のルック・アヘッド信号
を活性化したまま不良カラムの選択線を非選択とするこ
とができる。これによりスペアカラム選択サイクルにお
いても正常カラム選択時と同様上記不良カラムのアドレ
スデコード部で生成するルック・アヘッド信号▲
▼により次サイクルで選択されるべきカラム選択線を
選択状態にすることが可能となる。
The most significant feature of the column decoder 5 and the spare column decoder 18 in this embodiment is that the output signals EVEND and ODDD of the column selection circuit / spare column selection circuit 17 are close to the output stage of the column selection line, not the address decoding unit. This is at the point input to the column selection line driving unit. Thus, even when a spare column is selected, the selection line of the defective column can be deselected while the look-ahead signal in the column decoder is activated. Thus, in the spare column selection cycle, the look-ahead signal generated by the address decoding unit of the defective column as in the normal column selection cycle.
By ▼, a column selection line to be selected in the next cycle can be set to a selected state.

次に具体的なカラム・デコーダ、スペア・カラム・デ
コーダの動作を説明する。
Next, specific operations of the column decoder and the spare column decoder will be described.

まず冗長回路を考慮しないで、第1図のカラム・デコ
ーダ5の動作を説明すると、次の通りである。アドレス
・デコード部では、入力されるカラム・アドレスにした
がって、一本のカラム選択線を選択すべく、いずれか一
つのNANDゲートG1の出力端子が“L"レベルになる。いま
例えば、NANDゲートG11の出力端子が“L"レベルになっ
たとする。そうするとこの出力の“L"レベルは、カラム
選択線駆動部の対応するNANDゲートG21の一つの入力端
子に入ると同時に、ルック・アヘッド信号線▲▼
を通して次のKNANDゲートG22の一つの入力端子に入る。
これにより、二つのNANDゲートG21,G22の出力端子が
“H"レベルになり、入力されたカラム・アドレスに対応
するカラム選択線CSLn−2と同時に、次のカラム・アド
レスに対応するカラム選択線CSLn−1が選択されること
になる。次のカラム・アドレスが入力すると、アドレス
・デコード部ではNANDゲートG11の出力が“H"レベルに
戻り、次のNANDゲートG12の出力端子が“L"レベルにな
る。これにより、カラム選択線駆動部ではNANDゲートG2
1の出力すなわちカラム選択線CSLn−2が“L"レベルに
戻る。このとき、選択アドレスに対応するNANDゲートG2
2では、一方の入力が“H"レベルに戻って他方の入力が
“L"レベルになるから、結局その出力するすなわちカラ
ム選択線CSLn−1は“H"レベルのまま保たれる。またこ
のとき、ルック・アヘッド信号線▲▼を通して次
のNANDゲートG23の一つの入力端子が“L"レベルになる
から、これにより、次のカラム・アドレスで選択される
べきカラム選択線CSLnが“H"レベルになる。以下同様に
して、カラム選択線は自身のカラム・アドレスが到来す
る前に先行して立ち上げられて、常に2本のカラム選択
線が“H"レベルになるという選択が順次行われる。
First, the operation of the column decoder 5 shown in FIG. 1 will be described without considering a redundant circuit. In the address decoding section, the output terminal of one of the NAND gates G1 goes to "L" level in order to select one column selection line according to the input column address. Now, for example, it is assumed that the output terminal of the NAND gate G11 has become “L” level. Then, the "L" level of this output goes to one input terminal of the corresponding NAND gate G21 of the column selection line driving unit, and at the same time, the look ahead signal line
Through to one input terminal of the next KNAND gate G22.
As a result, the output terminals of the two NAND gates G21 and G22 become “H” level, and the column selection line CSLn-2 corresponding to the input column address and the column selection line corresponding to the next column address simultaneously CSLn-1 will be selected. When the next column address is input, the output of the NAND gate G11 returns to the “H” level in the address decoding unit, and the output terminal of the next NAND gate G12 goes to the “L” level. As a result, the NAND gate G2
The output of 1, that is, the column selection line CSLn-2 returns to "L" level. At this time, the NAND gate G2 corresponding to the selected address
In 2, since one input returns to "H" level and the other input goes to "L" level, its output, that is, the column select line CSLn-1 is kept at "H" level. Also, at this time, one input terminal of the next NAND gate G23 goes to the “L” level through the look-ahead signal line ▲ ▼, so that the column selection line CSLn to be selected by the next column address becomes “L”. H "level. In the same manner, the column selection lines are started in advance before their own column addresses arrive, and the selection that the two column selection lines always go to the “H” level is sequentially performed.

第4図は、この実施例のDRAMによるシリアル・アクセ
ス・モードのリード・サイクルの動作タイミング図であ
る。ロウ・アドレス・ストローブ信号▲▼が“L"
レベルになり、アクティブサイクルに入って、ロウ・ア
ドレスの取り込みが行われる。カラム・アドレス・スト
ローブ信号▲▼の第1サイクル(▲▼のト
グルの1番目)では、カラム・アドレスにより決定され
たカラム選択線CSL0とそのアドレスより一つ先のカラム
・アドレスにより決定されるカラム選択線CSL1の2本が
同時に立ち上がる。これにより、4ビットのデータが読
み出されてI/Oデータ線21を介して、データラッチ・レ
ジスタ22に転送される。そしてセンス活性化信号QSEの
立ち上がりA1により、転送された4ビットのデータはラ
ッチされる。この4ビットのデータは以後、▲▼
のトグルによって順次マルチプレクサ23を介して出力端
子に転送されて外部に出力される。▲▼の第2サ
イクルの終了に伴い、シリアル・アドレス・カウンタ13
によってカラム・アドレスがインクリメントされる。こ
のとき内部カラム・アドレスはカラム選択線CSL1を選択
する状態になっている筈であるが、チップ内部において
は先に説明したカラム・デコーダ5のルック・アヘッド
機能により、すでにカラム選択線CSL1は選択されて“L"
レベルになっている。そして次のカラム選択線CSL2が選
択されると同時に最初のカラム選択線CSL0は非選択にな
る。これにより、新たに2ビットのデータがI/O線21に
読み出されてデータラッチ・レジスタ22に転送される。
このデータは、第2回目のセンス活性化信号QSEの立ち
上がりA2でセンス・ラッチされる。
FIG. 4 is an operation timing chart of a read cycle in the serial access mode by the DRAM of this embodiment. Row address strobe signal ▲ ▼ is “L”
Level, and enters an active cycle to take in a row address. In the first cycle of the column address strobe signal ▼ (the first toggle in ▼), the column selection line CSL0 determined by the column address and the column determined by the column address one bit ahead of that address. Two selection lines CSL1 rise at the same time. As a result, 4-bit data is read out and transferred to the data latch register 22 via the I / O data line 21. Then, at the rising edge A1 of the sense activation signal QSE, the transferred 4-bit data is latched. This 4-bit data is referred to as ▲ ▼
Are sequentially transferred to the output terminal via the multiplexer 23 and output to the outside. At the end of the second cycle of ▲ ▼, the serial address counter 13
Increments the column address. At this time, the internal column address should be in a state of selecting the column selection line CSL1, but within the chip, the column selection line CSL1 is already selected by the look-ahead function of the column decoder 5 described above. Being “L”
Level. Then, at the same time that the next column selection line CSL2 is selected, the first column selection line CSL0 is not selected. As a result, new 2-bit data is read out to the I / O line 21 and transferred to the data latch register 22.
This data is sensed and latched at the second rising edge A2 of the sense activation signal QSE.

以下同様にして、内部カラム・アドレスのインクリメ
ントに従って、▲▼の2サイクルおきにカラム選
択線が新たに選択され、常に2本のカラム選択線が選択
されている状態で、ニブル・モードを応用したシリアル
・アクセス・モードのデータ読出しが行われる。そして
この実施例によれば、従来のようなカラム・アドレスの
切り替え時の間延びしたアクセスがなくなり、間断のな
いシリアル・アクセスが可能になる。なおカラム選択線
は先行して選択されているが、自身のサイクルが終了す
るまでは選択された状態を保つ。従って、詳細な説明は
省くが、リード・ライト・サイクル・モードでも同様に
この方式を用いることができる。
Similarly, the nibble mode is applied in a state where a column selection line is newly selected every two cycles of ▲ ▼ according to the increment of the internal column address and two column selection lines are always selected. Data reading in the serial access mode is performed. According to this embodiment, there is no longer an extended access during column address switching as in the prior art, and continuous serial access is possible. Note that the column selection line has been selected in advance, but remains selected until the end of its own cycle. Therefore, although detailed description is omitted, this method can be similarly used in the read / write cycle mode.

第5図は、冗長回路を考慮したカラムデコーダ,スペ
アカラムデコーダの動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。第5図では不良カラムCSLnとCSLn+1を
それぞれスペアカラムSCSL0とSCSL1で置換する場合を示
している。また、1本のカラム選択線CSLまたはスペア
・カラム選択線SCSLで2bitのセルデータを選択する場合
を示している。したがって▲▼の第5,第6サイク
ルでスペア・カラム選択線SCSL0に接続されたビットが
▲▼の第7,第8サイクルでスペア・カラム選択線
SCSL1に接続されたビットが選択されることになる。以
下このタイミングチャートを用いて動作を説明する。▲
▼の第1サイクルでは前述のように、カラムアド
レスにより決定されるカラム選択線CSLn−2と現在のサ
イクルをあらわすアドレスよりも1つ先のアドレスによ
り決定されるカラム選択線CSLn−1の2本が同時に立ち
上がる。これにより4ビットのデータがデータラッチレ
ジスタに転送されてセンス・ラッチされる。▲▼
の第2サイクルの終了に伴いチップ内部に搭載されたカ
ラムアドレス・カウンタにより、チップ内部アドレスが
インクリメントされる。図には最下位カラムアドレスY0
がインクリメントされ“L"レベルから“H"レベルに遷移
した状態を示している。このタイミングで減算器15の出
力すなわちフューズデータレジスタ16のアドレスと内部
アドレスが等しくなる。このことは、次回のカラム・ア
ドレス・カウンタのインクリメントにより、不良カラム
のアドレスであるフューズ・データ・レジスタ14と内部
アドレスが等しくなることを意味する。故にこのタイミ
ングでスペア・カラム選択線SCSL0のルック・アヘッド
動作が開始されなければならない。このため、カラム選
択回路・スペアカラム選択回路17の2本の出力線のう
ち、EVENDのみが“L"レベルから“H"レベルに遷移す
る。▲▼の第4サイクルの終了により再びカラム
・アドレス・カウンタがインクリメントされ不良カラム
のアドレスであるフューズ・データ・レジスタ14と内部
アドレスが等しくなる。このタイミングではODDDも“L"
レベルから“H"レベルに遷移し、スペア・カラム選択線
SCSL1もルック・アヘッドする。さらに▲▼の第
6サイクルの終了時に同期したカラム・アドレス・カウ
ンタのインクリメントではEVENDが“H"レベルから“L"
レベルに遷移することにより、スペア・カラム選択線SC
SL0が非選択となり、同時にカラム選択線CSLn+2がル
ック・アヘッドする。▲▼の第8サイクルの終了
時に同期したカラム・アドレス・カウンタのインクリメ
ントではODDDも“H"レベルから“L"レベルに遷移し、ス
ペア・カラム選択線SCSL1が非選択となりカラム選択線C
SLn+3がルック・アヘッドする。以上でスペア・カラ
ム選択サイクルが終了し、以後はカラムデコーダ部のみ
ルック・アヘッド動作が繰り返される。
FIG. 5 is a timing chart for explaining operations of a column decoder and a spare column decoder in consideration of a redundant circuit. FIG. 5 shows a case where defective columns CSLn and CSLn + 1 are replaced with spare columns SCSL0 and SCSL1, respectively. Further, a case is shown in which 2-bit cell data is selected by one column selection line CSL or spare column selection line SCSL. Therefore, the bits connected to the spare column select line SCSL0 in the fifth and sixth cycles of ▼ are changed to the spare column select line in the seventh and eighth cycles of ▼
The bit connected to SCSL1 will be selected. The operation will be described below using this timing chart. ▲
In the first cycle of ▼, as described above, two columns of the column selection line CSLn-2 determined by the column address and the column selection line CSLn-1 determined by the address one ahead of the address representing the current cycle. Stand up at the same time. Thereby, 4-bit data is transferred to the data latch register and sensed and latched. ▲ ▼
With the end of the second cycle, the chip internal address is incremented by the column address counter mounted inside the chip. The figure shows the lowest column address Y0
Is incremented and the state transits from the “L” level to the “H” level. At this timing, the output of the subtracter 15, that is, the address of the fuse data register 16 and the internal address become equal. This means that the next increment of the column address counter makes the fuse data register 14, which is the address of the defective column, equal to the internal address. Therefore, the look-ahead operation of the spare column selection line SCSL0 must be started at this timing. Therefore, out of the two output lines of the column selection circuit / spare column selection circuit 17, only EVEND transitions from "L" level to "H" level. At the end of the fourth cycle of ▼, the column address counter is incremented again, and the internal address becomes equal to the fuse data register 14 which is the address of the defective column. At this timing, ODDD is also “L”
Transition from level to “H” level, spare column select line
SCSL1 also looks ahead. Further, in the increment of the column address counter synchronized at the end of the sixth cycle of ▲ ▼, EVEND changes from “H” level to “L”.
Level, the spare column select line SC
SL0 becomes unselected, and at the same time, the column selection line CSLn + 2 looks ahead. In the increment of the column address counter synchronized at the end of the eighth cycle of ▲ ▼, ODDD also changes from “H” level to “L” level, the spare column selection line SCSL1 is not selected and the column selection line C
SLn + 3 looks ahead. Thus, the spare column selection cycle is completed, and thereafter, the look-ahead operation is repeated only in the column decoder section.

第6図は、以上のような制御信号EVEND,ODDDを得るカ
ラム選択回路スペアカラム選択回路17の具体的な回路の
例を示したものである。入力信号Yφは、カラムアドレ
スの最下位アドレスを意味する。さらに入力信号▲
▼は、フユーズ・データ・レジスタ14とチップ内部
アドレス(カラム・アドレス・カウンタ出力)との比較
器からの出力信号であり、最下位のYφを除いた2組の
アドレスがすべて一致した場合に“L"レベルとなりそれ
以外で、“H"レベルとなる信号である。また入力信号▲
▼はフューズ・データ・レジスタ16とチップ内
部アドレスとの比較器からの出力信号であり、最下位の
Yφを除いた2組のアドレスがすべて一致した場合に
“L"レベル、それ以外で“H"レベルとなる信号である。
FIG. 6 shows an example of a specific circuit of the column selection circuit spare column selection circuit 17 for obtaining the control signals EVEND and ODDD as described above. The input signal Yφ means the lowest address of the column address. In addition, the input signal ▲
▼ is an output signal from the comparator of the fuse data register 14 and the chip internal address (column address counter output). When all of the two addresses except for the lowest Yφ match, “一致” is output. This is a signal which becomes "L" level and becomes "H" level otherwise. Also, input signal ▲
▼ is an output signal from the comparator of the fuse data register 16 and the internal address of the chip, which is "L" level when all two addresses except the lowest Yφ match, and "H" otherwise. "This is a level signal.

第7図には第6図に示した回路の動作を説明するタイ
ミングチャートである。ODDDは▲▼の逆相信号
であり、一方EVENDは以下の条件を満足する論理をと
る。すなわち となる。このように第6図に示したカラム選択回路・ス
ペアカラム選択回路を用い、またその出力線EVEND,ODDD
を第1図に示したカラム・デコーダ・スペア・カラムデ
コーダに入力することによりスペアカラム選択線にもル
ック・アヘッド機能を具備させることが可能となる。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the circuit shown in FIG. ODDD is the reverse phase signal of ▲ ▼, while EVEND takes the logic that satisfies the following conditions. Ie Becomes Thus, the column selection circuit / spare column selection circuit shown in FIG. 6 is used, and its output lines EVEND, ODDD
Is input to the column decoder / spare column decoder shown in FIG. 1 so that the spare column selection line can also have a look-ahead function.

第8図には、上述したフューズ・データ・レジスタ14
のアドレスとチップ内部アドレスの比較器の回路の一例
を示したものである。フューズ・データと内部アドレス
の一致・不一致の検出は、それぞれの信号がゲート入力
されたNMOSトランジスタを2個直列に接続したのをwire
d−or型に結線することにより行える。
FIG. 8 shows the fuse data register 14 described above.
2 shows an example of a circuit of a comparator for the address of the chip and the internal address of the chip. The detection of the match / mismatch between the fuse data and the internal address is made by connecting two NMOS transistors, each of which has its gate input, in series.
This can be done by connecting to d-or type.

これにより、すべてのフューズデータと内部アドレス
が一致した場合のみ▲▼,▲▼は“L"
レベルとなりそれ以外では“H"レベルとなる。尚、ゲー
トに信号▲▼が入力されたPMOSトランジスタ,Q1,
Q2はノードA,ノードBを充電するためのトランジスタで
あり、更にQ3,Q4はノードA,ノードBがフローティング
状態にならないようにするためのトランジスタである。
As a result, ▲ ▼ and ▲ ▼ are “L” only when all fuse data and internal address match.
Level, otherwise the level is "H". In addition, the PMOS transistor, Q1,
Q2 is a transistor for charging nodes A and B, and Q3 and Q4 are transistors for preventing nodes A and B from floating.

第9図には本実施例のポイントである減算器15の1例
を示した回路図である。入力信号CFSi(i=0〜m)が
フューズ・データ・レジスタ14のアドレスでありこのア
ドレスから、減算したアドレス、すなわちフューズ・デ
ータ・レジスタ16のアドレスCFPiを生成する。CCiは減
算器15のキャリーであり、桁下りを制御する。
FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of the subtractor 15 which is a point of the present embodiment. The input signal CFSi (i = 0 to m) is the address of the fuse data register 14. The address subtracted from this address, that is, the address CFPi of the fuse data register 16, is generated. CCi is a carry of the subtractor 15 and controls carry down.

第9図に示した回路を所定の個数配置しキャリー信号
CCiを接続することにより任意のビット長をもった減算
器を作ることができる。
A predetermined number of circuits shown in FIG.
By connecting CCi, a subtractor having an arbitrary bit length can be made.

第10図は、本発明の他の実施例におけるDRAMのカラム
系の主要ブロック図である。第2図と同じ構成要素には
同じ番号を付し詳細な説明は省略する。第2図と異なる
のは、減算器15のかわりに、冗長カラム用フューズ19を
加えた点にある。
FIG. 10 is a main block diagram of a column system of a DRAM according to another embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. The difference from FIG. 2 lies in that a fuse 19 for a redundant column is added instead of the subtractor 15.

冗長カラム用フューズ19は、不良カラムのアドレスデ
ータから1つデクリメントしたアドレスデータをフュー
ズ・データ・レジスタ16に転送するように、フューズを
切ることにより、第1図の減算器15と同様の作用をさせ
ることができる。
The redundant column fuse 19 cuts the fuse so that the address data decremented by one from the address data of the defective column is transferred to the fuse data register 16, thereby performing the same operation as the subtractor 15 in FIG. Can be done.

尚、本発明の必要最小限の構成要素である、カラムデ
コーダ・スペア・カラムデコーダ、ならびにカラム選択
回路・スペアカラム選択回路には、各図面に示したよう
な最も簡素な例を示したが、ここに示した具体例より発
展して本来の回路の目的を逸脱しない限り自由に変更で
きる。
In addition, the simplest example as shown in each drawing is shown for the column decoder, spare column decoder, and column selection circuit / spare column selection circuit, which are the minimum necessary components of the present invention. Modifications can be freely made without departing from the purpose of the original circuit by evolving from the specific example shown here.

ところで、画像専用メモリでは、ポインタ機能を持つ
ものが開発されている。ポインタ機能とは、カラム・ア
ドレスに対した任意のアドレスからのシリアル・アクセ
スを可能とするいわば頭出し機能である。この様な機能
は、例えば画像メモリにおいて水平方向のドット・スク
ロール等を容易にする上で極めて有用なものである。従
ってこの機能をシリアル・アクセス・モードが可能な汎
用DRAMに搭載することにより、高付加価値を持ったDRAM
を得る事ができる。
By the way, an image-only memory having a pointer function has been developed. The pointer function is a so-called cueing function that enables serial access from an arbitrary address to a column address. Such a function is extremely useful, for example, in facilitating horizontal dot scrolling in an image memory. Therefore, by adding this function to a general-purpose DRAM capable of serial access mode, high value-added DRAM
Can be obtained.

第11図は、そのようなポインタ機能を付加した実施例
のDRAMのカラム・デコーダ部の構成を、第1図と対応さ
せて示す。第1図と異なる点は、カラム選択線CSL2nの
ためのアドレス・デコード部の出力線(▲
▼)を、カラム選択線CSL0のためのルック・アヘッド信
号線▲▼として用いていることである。
FIG. 11 shows the configuration of the column decoder section of the DRAM according to the embodiment to which such a pointer function is added, corresponding to FIG. The difference from FIG. 1 is that the output line of the address decode unit for the column selection line CSL2n (▲
▼) is used as a look-ahead signal line ▲ ▼ for the column selection line CSL0.

これにより、第11図に矢印で示したように、カラム選
択線CSL2nの次にはカラム選択線CSL0が選択されること
になり、結果的にポインタ機能が得られる。
As a result, as indicated by the arrow in FIG. 11, the column selection line CSL0 is selected after the column selection line CSL2n, and as a result, the pointer function is obtained.

第11図の構成においては、カラム選択線の選択が図面
上の上部から下部へ順番に移動する。このため、最上部
のカラム選択線CSL0のためのルック・アヘッド信号線が
他のレック・アヘッド信号線に比べて極端に長いものと
なる。これは、配線遅延によりカラム選択線CSL0のルッ
ク・アヘッド動作が極端に遅れる原因となる。そしてこ
のことは、動作マージンの低下をもたらす可能性があ
る。
In the configuration of FIG. 11, the selection of the column selection line moves sequentially from the top to the bottom on the drawing. Therefore, the look ahead signal line for the uppermost column selection line CSL0 is extremely longer than the other rec ahead signal lines. This causes the look-ahead operation of the column selection line CSL0 to be extremely delayed due to wiring delay. This may lead to a reduction in the operating margin.

第12図はこの様な問題を考慮して第11図の構成を変形
した実施例のカラム・デコーダである。この実施例で
は、図に矢印で示したようにカラム選択線のアクセスの
物理的順番を変更している。すなわち、ルック・アヘッ
ド信号線として、下向きのもの▲▼と上向きの
もの▲▼を用意し、これが互い違いに配置され
るようにする。つまりカラム選択線は、図の上から、CS
L0,CSL2n,CSL1,CSL2n−1,CSL2,…という配列になる。言
い換えれば、物理的最下位アドレスから1ビットインク
リメントされることに対応するカラム選択線と最上位ア
ドレスから1ビットデクリメントされることに対応する
カラム選択線が交互にかつ一列に配置された形態とす
る。
FIG. 12 shows a column decoder according to an embodiment in which the configuration of FIG. 11 is modified in consideration of such a problem. In this embodiment, the physical order of access of the column selection lines is changed as indicated by the arrow in the figure. That is, as the look ahead signal lines, a downward one and an upward one are prepared, and these are arranged alternately. In other words, the column selection line is CS
L0, CSL2n, CSL1, CSL2n-1, CSL2,... In other words, the column selection line corresponding to the one-bit increment from the physical lowest address and the column selection line corresponding to the one-bit decrement from the highest address are alternately and arranged in a line. .

このように構成すれば、すべてのルック・アヘッド信
号線の長さは等しくなり、上述した配線遅延に起因する
動作マージンの低下をなくすことができる。
With such a configuration, the lengths of all the look-ahead signal lines are equal, and it is possible to prevent a decrease in the operation margin due to the above-described wiring delay.

さらに、本発明の実施例では、汎用DRAMを中心に説明
してきたが、ダイナミック型メモリセルを有する画像専
用メモリは、もちろんのことシリアルアクセスモードを
有するスタティック型メモリ(SRAM)又は、不揮発性メ
モリ(EPROM)等にも適用可能である。
Further, in the embodiments of the present invention, the description has been made centering on the general-purpose DRAM. However, the image-only memory having the dynamic memory cell is, of course, a static memory (SRAM) having a serial access mode or a nonvolatile memory ( EPROM) can also be applied.

[発明の効果] 以上、述べたように本発明によれば、カラム選択線に
ルック・アヘッド機能を有するシリアルアクセスモード
に、冗長回路を搭載することが可能となる。特に本発明
によれば、冗長ビットを選択してもアクセスのスピード
が低下しないことから、シリアルアクセスモードという
高付加価値を持った汎用DRAMの歩留まりを大幅に向上さ
せることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a redundant circuit can be mounted in a serial access mode having a look-ahead function on a column selection line. In particular, according to the present invention, even if a redundant bit is selected, the access speed does not decrease, so that it is possible to greatly improve the yield of a general-purpose DRAM having a high added value called a serial access mode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例のDRAMにおけるカラム・デコー
ダおよびスペア・カラム・デコーダ部の構成を示す図、 第2図は実施例のDRAMの全体構成を示すブロック図、 第3図はそのDRAMのデータ入出力部の構成を示す図、 第4図は同じくそのDRAMの動作を説明するためのタイミ
ング図、 第5図はカラムデコーダおよびスペアカラムデコーダの
動作を説明するためのタイミング図、 第6図はカラム選択回路・スペアカラム選択回路の等価
回路図、 第7図はその動作を説明するためのタイミング図、 第8図はフューズデータと内部アドレスの比較を行う比
較器の等価回路図、 第9図は減算器の等価回路図、 第10図は他の実施例のDRAMのカラム系の構成を示す図、 第11図はさらに他の実施例のカラム・デコーダの構成を
示す図、 第12図はさらに他の実施例のカラム・デコーダの構成を
示す図、 第13図は従来のニブルモード・リードサイクルを説明す
るためのタイミング図、 第14図は同様にニブルモード・ライトサイクルを説明す
るためのタイミング図、 第15図はニブルモードの応用でシリアルアクセスモード
を実現した場合の問題点を説明するためのタイミング図
である。 1……ロウ・アドレス・バッファ、2……カラム・アド
レス・バッファ、3……▲▼系クロック・ジェネ
レータ、4……▲▼系クロック・ジェネレータ、
5……カラム・デコーダ、6……ロウ・デコーダ、ヤヤ
……メモリセルアレイ、8……センスアンプ・I/Oゲー
ト、9……入出力バッファ、10……基板バイアス回路、
11……リフレッシュ・カウンタ、12……シリアル・カウ
ンタ、13……冗長カラム用フューズ、14……フューズ・
データ・レジスタ、15……減算器、16……フューズ・デ
ータ・レジスタ、17……カラム選択回路・スペア・カラ
ム選択回路、18……スペア・カラム・デコーダ、19……
冗長カラム用フューズ。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a column decoder and a spare column decoder section in a DRAM according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an entire configuration of the DRAM of the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the DRAM, FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of a column decoder and a spare column decoder, and FIG. FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a column selection circuit / spare column selection circuit. FIG. 7 is a timing diagram for explaining the operation. FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a comparator for comparing fuse data with an internal address. 9 is an equivalent circuit diagram of a subtractor, FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a column system of a DRAM of another embodiment, FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a column decoder of still another embodiment, FIG. The diagram shows yet another implementation FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an example column decoder, FIG. 13 is a timing diagram for explaining a conventional nibble mode read cycle, FIG. 14 is a timing diagram for similarly explaining a nibble mode write cycle, FIG. 15 is a timing chart for explaining a problem when the serial access mode is realized by applying the nibble mode. 1... Row address buffer, 2... Column address buffer, 3... ▲ ▼ system clock generator, 4.
5 column decoder, 6 row decoder, yam memory cell array, 8 sense amplifier / I / O gate, 9 input / output buffer, 10 substrate bias circuit,
11 ... Refresh counter, 12 ... Serial counter, 13 ... Fuse for redundant column, 14 ... Fuse
Data register, 15 Subtractor, 16 Fuse data register, 17 Column selection circuit / spare column selection circuit, 18 Spare column decoder, 19
Fuse for redundant column.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/407 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G11C 11/407

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のメモリセルが配列されたメモリセル
アレイと、 外部からのアドレスを取り込むアドレスバッファと、 このアドレスバッファにより取込まれたロウ・アドレス
により前記メモリセルアレイの行選択を行うロウ・デコ
ーダと、 前記アドレスバッファにより取込まれたカラム・アドレ
スにより前記メモリセルの列選択を行い、選択されたカ
ラム選択線を立ち上げると共に、次のカラム・アドレス
により選択されるべきカラム選択線をそのカラム・アド
レスの到来前に先行して立ち上げる機能を持つカラム・
デコーダと、 前記アドレスバッファにより取り込まれたカラム・アド
レスと冗長カラム用フューズ・データからの不良カラム
・アドレス及びこの不良カラム・アドレスの一つ前のア
ドレスによって、不良カラム・アドレスに対応するスペ
ア・カラム選択線をその不良カラム・アドレスの到来前
に先行して立ち上げる機能を持つスペア・カラム・デコ
ーダと、 これらのロウ・デコーダおよびカラム・デコーダまたは
スペア・カラム・デコーダにより選択されたメモリセル
とデータのやり取りを行うセンスアンプと、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
A memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged; an address buffer for receiving an external address; and a row decoder for selecting a row of the memory cell array based on a row address fetched by the address buffer. And selecting a column of the memory cell according to the column address taken in by the address buffer, raising a selected column selection line, and setting a column selection line to be selected by the next column address to the column. A column with a function to start up before an address arrives
A decoder, a column address fetched by the address buffer, a defective column address from the redundant column fuse data, and a spare column corresponding to the defective column address by an address immediately before the defective column address. A spare column decoder having a function of starting up a selection line before the arrival of a defective column address, and a memory cell and data selected by these row decoder and column decoder or spare column decoder And a sense amplifier for exchanging data.
【請求項2】互いに交差して配設された複数本ずつのワ
ード線とビット線対、およびこれらの各交差位置に配置
されたダイナミック型メモリセルを有するメモリセルア
レイと、 前記各ビット線対にそれぞれ設けられた複数のセンスア
ンプおよび入出力ゲートと、 これらのセンスアンプおよび入出力ゲートを介して前記
ビット線対と選択的に接続される複数対の入出力データ
線と、 これらの入出力データ線にそれぞれ設けられた複数個の
データラッチ・レジスタと、 外部からのアドレスを取り込むアドレスバッファと、 このアドレスバッファにより取込まれたロウ・アドレス
により前記メモリセルアレイの行選択を行うロウ・デコ
ーダと、 前記アドレスバッファにより取込まれたカラム・アドレ
スにより前記メモリセルアレイの列選択を行い、前記入
出力ゲートを駆動する選択されたカラム選択線を立ち上
げると共に、次のカラム・アドレスにより選択されるべ
きカラム選択線をそのカラム・アドレスの到来前に先行
して立ち上げる機能を持つカラム・デコーダと、 前記アドレスバッファにより取り込まれたカラム・アド
レスと冗長カラム用フューズ・データからの不良カラム
・アドレス及びこの不良カラム・アドレスの一つ前のア
ドレスによって、不良カラム・アドレスに対応するスペ
ア・カラム選択線をその不良カラム・アドレスの到来前
に先行して立ち上げる機能を持つスペア・カラム・デコ
ーダと、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
2. A memory cell array having a plurality of pairs of word lines and bit lines arranged crossing each other, and a dynamic memory cell disposed at each crossing position thereof, and A plurality of sense amplifiers and input / output gates respectively provided; a plurality of pairs of input / output data lines selectively connected to the bit line pair via the sense amplifiers and the input / output gates; A plurality of data latch registers provided for each of the lines, an address buffer for taking in an external address, a row decoder for selecting a row of the memory cell array based on a row address taken in by the address buffer, The column selection of the memory cell array is performed by the column address taken by the address buffer. A column having a function of starting up a selected column selection line for driving the input / output gate and starting up a column selection line to be selected by the next column address before the arrival of the column address. A decoder, and a spare column corresponding to the defective column address by the column address fetched by the address buffer, the defective column address from the redundant column fuse data, and the address immediately before the defective column address. A spare column decoder having a function of starting up a column selection line before the arrival of a defective column address; and a spare column decoder.
【請求項3】互いに交差して配設された複数本ずつのワ
ード線とビット線対、およびこれらの各交差位置に配置
されたダイナミック型メモリセルを有するメモリセルア
レイと、 前記各ビット線対にそれぞれ設けられた複数のセンスア
ンプおよび入出力ゲートと、 これらのセンスアンプおよび入出力ゲートを介して前記
ビット線対と選択的に接続される複数対の入出力データ
線と、 これらの入出力データ線にそれぞれ設けられた複数個の
データラッチ・レジスタと、 外部からのアドレスを取り込むアドレスバッファと、 カラム・アドレス・ストローブ信号によりカウントアッ
プされてシリアルアクセスを行うための内部カラム・ア
ドレスを順次発生するアドレス・カウンタと、 前記アドレスバッファにより取込まれたロウ・アドレス
により前記メモリセルアレイの行選択を行うロウ・デコ
ーダと、 前記アドレスバッファにより取込まれまたは前記アドレ
ス・カウンタから出力されたカラム・アドレスにより前
記メモリセルアレイの列選択を行い、前記入出力ゲート
を駆動する選択されたカラム選択線を立ち上げると共
に、次のカラム・アドレスにより選択されるべきカラム
選択線をそのカラム・アドレスの到来前に先行した立ち
上げる機能を持つカラム・デコーダと、 前記アドレスバッファにより取り込まれたカラム・アド
レスと不良カラム・アドレスを示す冗長カラム用フュー
ズ・データからの不良カラム・アドレス及びこの不良カ
ラム・アドレスの一つ前のアドレスによって、不良カラ
ム・アドレスに対応するスペア・カラム選択線をその不
良カラム・アドレスの到来前に先行して立ち上げる機能
を持つスペア・カラム・デコーダと、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
3. A memory cell array having a plurality of pairs of word lines and bit lines arranged crossing each other, and a dynamic memory cell arranged at each crossing position between the word lines and bit lines. A plurality of sense amplifiers and input / output gates respectively provided; a plurality of pairs of input / output data lines selectively connected to the bit line pair via the sense amplifiers and the input / output gates; A plurality of data latch registers provided for each line, an address buffer for taking in an external address, and an internal column address which is counted up by a column address strobe signal and sequentially generates an internal column address for serial access The address counter and the row address captured by the address buffer A row decoder for selecting a row of the memory cell array; and a selection for selecting a column of the memory cell array based on a column address fetched by the address buffer or output from the address counter, and driving the input / output gate. A column decoder having a function of starting up the selected column selection line and starting up a column selection line to be selected by the next column address before the arrival of the column address; The spare column selection line corresponding to the defective column address is determined by the defective column address from the redundant column fuse data indicating the defective column address and the defective column address and the address immediately before the defective column address. Before the arrival of the bad column address And a spare column decoder having a function of starting and starting up.
【請求項4】スペア・カラム選択線の先行立ち上げの機
能は、不良カラム・アドレスとこの不良カラム・アドレ
スの一つ前のカラム・アドレスをチップ内に保持するこ
とにより実現した請求項1ないし3のいずれかに記載の
半導体記憶装置。
4. The function of previously activating a spare column selection line is realized by holding a defective column address and a column address immediately before the defective column address in a chip. 3. The semiconductor memory device according to any one of 3.
【請求項5】前記不良カラム・アドレスの一つ前のカラ
ム・アドレスは、フューズに保持された不良カラム・ア
ドレスから減算器を用いて生成されることを特徴とする
請求項4記載の半導体記憶装置。
5. The semiconductor memory according to claim 4, wherein a column address immediately before said defective column address is generated from a defective column address held in a fuse by using a subtractor. apparatus.
【請求項6】前記不良カラム・アドレス及び前記不良カ
ラム・アドレスの一つ前のカラム・アドレスは、それぞ
れフューズに保持されることを特徴とする請求項4記載
の半導体記憶装置。
6. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein said defective column address and a column address immediately before said defective column address are held in a fuse, respectively.
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