專利名稱：半導體裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有所謂冗余存儲器(redundant memory)的半導體裝置。
背景技術：
到目前為止，針對在存儲器陣列內(nèi)存在故障時能夠進行補救的具有冗 余補救功能的存儲器(在下文中，僅記作"冗余存儲器，，)，提出了一種有效 傳送補救信息(relief information)的方法(例如，參照專利文獻1)。美國專利第6556490號說明書
(發(fā)明所要解決的課題)
伴隨系統(tǒng)LSI的大規(guī)?；?，芯片內(nèi)所搭載的存儲器總容量和存儲器數(shù) 量正在增加。還有，為了提高半導體裝置的加工成品率，冗余存儲器的使 用比率不斷升高。由此，用來進行冗余補救的電路和布線的面積也不斷增 加，從而對芯片面積的影響也不斷加大。
為了避免所述問題，在例如專利文獻l所示的以往技術中，在各個冗 余存儲器的內(nèi)部設有掃描觸發(fā)器等補救信息的存儲部，將它們以菊花鏈 (daisy chain)式連接起來后，使其與設置在冗余存儲器外的熔絲盒(fuse box) 連接。并且，將補救信息從熔絲盒依次傳送給規(guī)定的冗余存儲器。
然而，在所述方法中，由于所需要的補救信息存儲部的數(shù)量與冗余存 儲器的數(shù)量相等，所以由芯片整體上看，存在致使電路面積增大的問題。 還有，將補救信息從熔絲盒傳送給冗余存儲器時的傳送時間與鏈上所存在 的掃描觸發(fā)器的個數(shù)成比例地增長。而且，因為用來存儲各個冗余存儲器 的補救信息的掃描觸發(fā)器的數(shù)量根據(jù)各個冗余存儲器的結構而各不相同， 所以還存在下述問題，即對于用來將補救信息從熔絲盒傳送給規(guī)定的冗 余存儲器的移位動作的控制變得復雜。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于所述問題，本發(fā)明的目的在于在具有冗余存儲器的半導體裝置 中，使裝置面積得以削減，同時使補救信息的傳送時間縮短。而且，其目 的還在于使補救信息的傳送控制更加簡單化。
(解決課題的方法)
本發(fā)明涉及一種半導體裝置，該半導體裝置包括具有多個存儲單元、 并且具有補救不良的所述存儲單元即不良單元的功能的能夠獨立進行工作
的多個冗余存儲器，存儲用來補救具有不良單元的所述冗余存儲器的補救 信息的第一補救信息存儲部，以及接收從所述第一補救信息存儲部傳送來 的所述補救信息、并對所接收的補救信息進行存儲的第二補救信息存儲部； 所述第二補救信息存儲部設置在所述冗余存儲器妁外部，并且為所述多個 冗余存儲器所共有，所述多個冗余存儲器能夠利用所述第二補救信息存儲 部所存儲的補救信息，進行不良單元的補救處理。
根據(jù)本發(fā)明，接收來自第一補救信息存儲部的補救信息的第二補救信 息存儲部設置在冗余存儲器的外部，并且為多個冗余存儲器所共有。由此， 能夠大幅度削減第二補救信息存儲部的數(shù)量，即使冗余存儲器的搭載數(shù)增 加時，也能抑制第二補救信息存儲部的數(shù)量增長，從而能夠使裝置電路筒 單化。還有，由于削減了第二補救信息存儲部的數(shù)量，所以能夠縮減用來 從第一補救信息存儲部傳送補救信息的傳送周期(transfer cycle),因此能夠 縮短通電后傳送補救信息的傳送時間。
并且，在所述本發(fā)明的半導體裝置的基礎上，理想的是所迷第一補 救信息存儲部及第二補救信息存儲部分別具有用來存儲補救信息的移位寄 存器，并且分別構成為能夠通過所述移位寄存器的移位動作依次傳送補救 信息。
更為理想的是在所述半導體裝置中設置有多個由所述多個冗余存儲 器及所述第二補救信息存儲部構成的組合，多個所述第二補救信息存儲部 串聯(lián)連接在所述第一補救信息存儲部上，能夠依次對補救信息進行傳送。
由此，因為多個第二補救信息存儲部串聯(lián)連接在第 一補救信息存儲部 上，所以能夠筒單地將補救信息從第 一補救信息存儲部傳送出來。
更為理想的是多個所述第二補救信息存儲部分別具有相同數(shù)量的所述移位寄存器。
由此，用來分別將補救信息傳送給多個第二補救信息存儲部的時鐘數(shù) 的設定變得容易，省去了用來傳送補救信息的復雜控制。
還有，在所述本發(fā)明的半導體裝置的基礎上，理想的是所述多個冗
余存儲器是位結構或字結構彼此不同的冗余存儲器，并且共有所述第二補 救信息存儲部所存儲的補救信息的 一部分或者全部。
還有，在所述本發(fā)明的半導體裝置的基礎上，理想的是所述第一補 救信息存儲部具有用來存儲補救信息的電熔絲元件。
還有，在所述本發(fā)明的半導體裝置的基礎上，理想的是所述第一補 救信息存儲部具有用來存儲補救信息的非易失性存儲元件。
還有，在所述本發(fā)明的半導體裝置的基礎上，理想的是所述補救信 息從所迷第一補救信息存儲部所具備的移位寄存器被直接傳送給所述第二 補救信息存儲部所具備的移位寄存器。
(發(fā)明的效果)
根據(jù)本發(fā)明，能夠大幅度削減與冗余存儲器的搭載數(shù)成比例增加的第 二補救信息存儲部的數(shù)量，從而能夠使合格品的數(shù)量增加。
還有，由于能夠縮短通電后傳送補救信息的傳送時間，因而能夠縮短 到芯片工作開始為止的偏移時間(offsettime)。而且，省去了用來傳送補救 信息的復雜控制，從而能夠削減控制電路的面積。


圖1是表示本發(fā)明第一實施方式所涉及的半導體裝置構成的方塊圖。 圖2是對與本發(fā)明第一實施方式所涉及的半導體裝置的冗余補救相關
的動作進行表示的時間圖(timing chart),圖2(a)表示的是測試階段(test
phase),圖2(b)表示的是芯片實際工作階段。
圖3是表示本發(fā)明第二實施方式所涉及的半導體裝置構成的方塊圖。 圖4是對在與本發(fā)明第二實施方式所涉及的半導體裝置的冗佘補救相
關的動作中的補救信息的傳送動作進行表示的時間圖。 (符號說明)
101、 102、 111、 112、 113 冗余存儲器200
400、 400—1、 400 — 5 S3、 S4
Lll、 L12、……、Llx、 Lal、 Lbx
Fll、 F12、……、Fix
第一補救信息存儲部 第二補救信息存儲部
補救信息
La2、 ......、 Lax、 Lbl、 Lb2、......
移位寄存器
電炫絲元^f牛(electrical fuse element)
具體實施例方式
下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行"^兌明。 (第一實施方式)
圖1是表示本發(fā)明第一實施方式所涉及的半導體裝置構成的方塊圖。 還有，圖2是對與本實施方式所涉及的半導體裝置的冗余補救相關的動作 進行表示的時間圖，圖2(a)表示測試階段，圖2(b)表示芯片實際工作階段。
首先，在圖1中，101、 102是具有多個存儲單元、并且具有補救不良 存儲單元(不良單元)的功能的冗余存儲器，200是對用來補救具有不良單元 的冗余存儲器IOI、 102的補救信息進行存儲的第一補救信息存儲部，400 是接收從第一補救信息存儲部200傳送來的補救信息、并對所接收的補救 信息進行存儲的第二補救信息存儲部。第二補救信息存儲部400為冗余存 儲器IOI、 102所共有，而且設置在冗余存儲器101、 102的外部。并且， 冗余存儲器101、102能夠利用第二補救信息存儲部400所存儲的補救信息 S4，進行不良單元的補救處理。此外，第二補救信息存儲部400即便為三 個以上的冗余存儲器所共有時，也能夠獲得相同的效杲，不過為了筒化而 省略了相關圖示。IOO是包含冗余存儲器101、 102的冗余存儲器組。此外， 冗余存儲器IOI、 102也可以為位結構或字結構彼此不同。此時，上述冗余 存儲器只要共有第二補救信息存儲部400所存儲的補救信息S4的一部分 或者全部即可。
第一補救信息存儲部200具有移位寄存器Lll、 L12、……、Llx、和 電熔絲元件Fll、 F12、……、Flx。在移位寄存器Lll、 L12、……、Llx 中所存儲的補救信息作為電熔絲元件Fll、 F12、……、Fix的編程信息 (program information)而被分別使用。即電熔絲元件Fll、 F12、……、Fix起存儲補救信息的作用。此外，可以用在斷電時也能保持補救信息的非易
失性存儲器元件來代替電熔絲元件。還有，第二補救信息存儲部400具有 用來存儲補救信息的移位寄存器Lal、 La2、……、Lax。第一補救信息存 儲部200所具有的移位寄存器Lll、 L12、……、Llx、以及第二補救信息 存儲部400所具有的移位寄存器Lal、 La2、……、Lax彼此串聯(lián)連接起來， 從而能夠通過其移位動作依次對數(shù)據(jù)即補救信息進行傳送。
根據(jù)所述構成，由于第二補救信息存儲部為多個冗余存儲器所共有， 所以能夠削減第二補救信息存儲部的個數(shù)，從而能夠實現(xiàn)削減裝置面積的 效果。近來，伴隨系統(tǒng)LSI的大規(guī)模化，冗余存儲器的搭載數(shù)呈增加趁勢。 與此相對，在芯片上所搭載的冗余存儲器中，進行實際冗余補救的冗余存 儲器的數(shù)量非常少。由此，如果在對過程完整性(processintegrity)進行預測 的基礎上采用由多個冗余存儲器共有第二補救信息存儲部的結構的話，就 不會造成成品率下降。更明確地說是由于芯片面積被削減，因而每一個晶 片所獲得的芯片數(shù)量增加，所以能夠使合格品的獲得數(shù)增加。因此，根據(jù) 本實施方式，能夠大幅度削減與冗余存儲器的搭載數(shù)成比例增加的第二補 救信息存儲部的數(shù)量，從而能夠使合格品的數(shù)量增加。
此外，在圖1中，3t下面所說明的測試電路30、時鐘控制部5以及從 它們輸出和輸向它們的信號線也進行了圖示，不過要補充說明一點，這些 組成部分是為了說明本實施方式而列舉出來的，并不是實現(xiàn)本發(fā)明效果所 必備的構成要素。
測試電路30具有檢測冗余存儲器101、 102的檢測部31、和輸出用來 補救不良單元的補救信息S3的輸出部32。檢測部31接收檢測外部信號群 TE，并在檢測器控制下，利用由地址信號、數(shù)據(jù)輸入/輸出信號及控制信號 等構成的檢測內(nèi)部信號群Sl，對冗余存儲器101、 102進行所希望的檢測。 并且，對于是通過還是未通過該檢測進行判斷，當未通過該檢測時判斷能 否進行冗余補救，將檢測結果信息S2向輸出部32輸出。當不能補救時， 輸出不能補救信號STATUS。輸出部32根據(jù)能否進行冗余補救的情況，將 補救信息S3向第一補救信息存儲部200輸出。在本實施方式中，當輸出 補救信息S3時則將補救信息標記(flag)S6設為"H"狀態(tài)，而在除此以外 的情況時則將補救信息標記S6設為"L"狀態(tài)。第一補救信息存儲部200能夠利用補救信息標記S6，對向該第一補救信息存儲部200內(nèi)部所具有的 移位寄存器Lll、 L12、……、Llx進行的數(shù)據(jù)輸入加以控制。
還有，在本實施方式中，測試電路30對每個冗余存儲器進行檢測，并 且根據(jù)該檢測結果，輸出部32向每個冗余存儲器輸出補救信息標記S6及 補救信息S3。此外，當輸出部32將補救信息S3向第一補救信息存儲部 200輸出時，在本實施方式中所采取的是并^"傳送的方法，而也可以采用 串行傳送的方法。還有，在本實施方式中，冗余存儲器101、 102的工作以 及用測試電路30對冗余存儲器101、 102進行的檢測是按照第一時鐘CK1 進行的，另一方面，來自輸出部32的補救信息S3的輸出是按照笫二時鐘 CK2進行的。
下面， 一邊參照圖1及圖2(a), —邊根據(jù)檢測流程對測試階段的動作 進行說明o
首先，在檢測步驟l中，測試電路30對冗余存儲器101進行檢測后， 判斷出未通過該檢測。檢測結果判斷信號移至"H"。當檢測結束后(當檢 測結束信號移至"H"狀態(tài)后)，檢測部31判斷能否對冗余存儲器101進 行冗余補救。當能夠補救時，輸出部32使補救信息標記S6成為"H"狀 態(tài)，并與時鐘CK2同步地將補救信息S3并行傳送到第一補救信息存儲部 200的移位寄存器Lll、 L12、……、Llx中。
然后，在檢測步驟2中，測試電路30對冗余存儲器102進行檢測后， 判斷出通過了該檢測(沒發(fā)現(xiàn)未通過的情況)。當檢測結束后(當檢測結束信 號移至"H"狀態(tài)后)，檢測結果判斷信號維持"L"。檢測部31不對能否 補救冗余存儲器102進行判斷，輸出部32的補救信息標記S6保持"L" 狀態(tài)，補救信息S3沒被傳送給第一補救信息存儲部200。
在測試電路30對作為檢測對象的所有冗佘存儲器進行檢測的檢測步 驟結束后(在本實施方式中是直到檢測步驟2結束以后)，則轉移到編程步 驟(prog薩step)。即如圖2(a)的編程步驟所示，在第一補救信息存儲部 200中，利用移位寄存器Lll、 L12、 、 Llx中存儲的補救信息S3,在
規(guī)定的時間內(nèi)編程電熔絲元件Fll、 F12、……、Flx。
此外，這時可以認為各種控制是在半導體裝置中完成的。例如，在共 有第二補救信息存儲部400的多個冗余存儲器中，當被判斷為未通過檢測且能夠進行補救的冗余存儲器在兩個以上，并且需要各不相同的補救信息 時，則無法對芯片進行補救。由此，在這種情況下，不進行編程動作。
順便提一下， 一般來說半導體裝置在通電后進行復位動作(resetting operation)使電路內(nèi)部的寄存器群實現(xiàn)初始化以后，便開始進行工作。不過， 在本實施方式的冗余補救結構中，在通過復位進行初始化以后，還有必要 將事先存儲在第一補救信息存儲部的電熔絲元件中的補救信息傳送給與補 救對象的冗余存儲器連接的第二補救信息存儲部。
下面， 一邊參照圖2(b), —邊對芯片實際工作階段的補救信息的傳送 動作進行說明。在本實施方式中，如上所述，用來補救冗余存儲器101的 補救信息存儲在第一補救信息存儲部200的電熔絲元件F11、 F12、……、 Fix中。在通電后進行了復位動作之后，存儲在電熔絲元件F11、F12、……、 Fix中的補救信息被同一存儲部內(nèi)的移位寄存器Lll、 L12、 、 Llx所
保持。在移位寄存器Lll、 L12、……、Llx中所保持的補救信息與時鐘 CK2同步地被依次傳送到第二補救信息存儲部400的移位寄存器Lal、 La2、……、Lax中。此外，還可以設定條件，以便在芯片工作中能安全地 進行補救信息的傳送動作。在本實施方式中，設定為當使用傳送控制信 號CN且滿足了條件時("H"狀態(tài))，便與時鐘CK2同步地形成傳送允許信 號(enablesignal)S5,進行補救信息的傳送動作。傳送動作需要進行一段時 間，即圖2(b)所示的傳送周期(A)。
如上所述，根據(jù)本實施方式的構成，由于多個冗余存儲器共有第二補 救信息存儲部，從而第二補救信息存儲部的數(shù)量得以削減，因此能夠縮減 用來從第一補救信息存儲部200傳送補救信息的傳送周期(在本實施方式 中，僅需要傳送周期(A)這一個周期)。由此，因為能夠縮短通電后傳送補 救信息的傳送時間，所以能夠縮短到芯片工作開始為止的偏移時間。
(第二實施方式)
圖3是表示本發(fā)明第二實施方式所涉及的半導體裝置構成的方塊圖。 還有，圖4是對在與本實施方式所涉及的半導體裝置的冗余補救相關的動 作中的補救信息的傳送動作進行表示的時間圖。
圖3的構成是在以圖1所示的基本構成為基礎的情況下，設置了多個 (在圖中為5個)由第二補救信息存儲部和共有該第二補救信息存儲部的多個冗余存儲器構成的組合。也就是，400 — 1 400 — 5是第二補救信息存儲 部，IOO是包含冗余存儲器101、 102的冗佘存儲器共有組，IIO是包含冗 余存儲器111、 112、 113的冗余存儲器共有組。第二補救信息存儲部400 一1為冗余存儲器101、 102所共有，第二補救信息存儲部400 — 5為冗余 存儲器111、 112、 113所共有。此外，在圖中省略了關于第二補救信息存 儲部400 — 2 400 — 4和共有它們的冗余存儲器的圖示。
第二補救信息存儲部400—1 400 — 5分別具有用來存儲補救信息的 移位寄存器。例如，第二補救信息存儲部400 — 1具有移位寄存器Lal、 La2、……、Lax，第二補救信息存儲部400 — 5具有移位寄存器Lbl、 Lb2、……、Lbx。并且，第二補救信息存儲部400—1 楊一5與第一補 救信息存儲部200串聯(lián)連接，能夠依次傳送補救信息。并且，按照連接順 序，標注了排列序號。由此，能夠按照一個時鐘CK2，筒單地將補救信息 從第一補救信息存儲部200傳送到第二補救信息存儲部400—1 400 — 5 的每個存儲部中。
而且，其特征在子第一補救信息存儲部200、及第二補救信息存儲 部400—1 400 —5各自所具有的移位寄存器的數(shù)量一律為m個(m-x)。 一 般來說，各個冗余存儲器所需要的補救信息的數(shù)量是由其構成要素即位數(shù)、 字數(shù)、列(column)數(shù)決定的。由此，為了存儲該補救信息所需要的移位寄 存器的個數(shù)自然也各不相同。不過，在本實施方式中，構成以第一補救信 息存儲部為起點的補救信息傳送鏈的多個第二補救信息存儲部分別具有相 同數(shù)量的移位寄存器。
下面， 一邊參照圖4， 一邊對于芯片實際工作階段的補救信息的傳送 動作進行說明。如第一實施方式中的說明所示，在通電后進行了復位動作 之后，存儲在第一補救信息存儲部200的電熔絲元件Fll、 F12、……、Fix 中的補救信息被同一存儲部內(nèi)的移位寄存器L11、L12、 、 Llx所保持。
然后，移位寄存器Lll、 L12、 、 Llx中所保持的補救信息在傳送控制
信號CN成為"H"狀態(tài)時與時鐘CK2同步地被依次傳送出來。
在此，為了便于以后的說明，僅將一個移位寄存器中所存儲的信息稱 作補救信息，而將為了補救任意的冗余存儲器所需要的多個補救信息群稱 作補救信息集合(information set)。為了實現(xiàn)本實施方式的特征所能達到的效果，也就是在將第二補救信 息存儲部各自所具有的移位寄存器的數(shù)量設定為相同數(shù)量時所能達到的效 果，理想的是采用例如下述所示的構成。
也就是，首先將在把存儲在第一補救信息存儲部200中的補救信息集 合分別傳送給第二補救信息存儲部400—1 400 —5時所需要的時鐘CK2 的時鐘數(shù)設定為第二補救信息存儲部400—1 400 — 5各自所具有的移位 寄存器的數(shù)量(m個)的整數(shù)倍。其次，例如圖4所示，對第二補救信息存 儲部400—1 400 — 5的排列序號N進行設定，將最近的第二補救信息存 儲部400—1設定為1號<0001>，將最遠的第二補救信息存儲部400 — 5設 定為5號<0101>，并將該排列序號N存儲到測試電路30、第一補救信息 存儲部200等中。由此，利用mXN，就能夠容易地計算出在向位于第N 號位置的第二補救信息存儲部400—N傳送補救信息集合時所需要的時鐘 CK2的時鐘數(shù)。
如上所述，根據(jù)本實施方式的構成，當向與第一補救信息存儲部串聯(lián) 連接的多個第二補救信息存儲部中的任意第二補救信息存儲部傳送補救信 息集合時，通過利用第二補救信息存儲部的排列順序信息，能夠簡單地設 定傳送時鐘的時鐘數(shù)。由此，省去了用來傳送補救信息的繁瑣控制，從而 能夠實現(xiàn)控制電路的小面積化。
(產(chǎn)業(yè)上的利用可能性)
在本發(fā)明中，因為在具有冗余存儲器的半導體裝置中，能夠削減補救 信息存儲部的數(shù)量，同時能夠實現(xiàn)高效的補救信息傳送，所以對于實現(xiàn)削 減例如具有多個存儲器的半導體裝置的電路面積是有用的。
權利要求
1. 一種半導體裝置，其特征在于所述半導體裝置，包括具有多個存儲單元、并且具有補救不良的所述存儲單元即不良單元的功能的能夠獨立進行工作的多個冗余存儲器，存儲用來補救具有不良單元的所述冗余存儲器的補救信息的第一補救信息存儲部，以及接收從所述第一補救信息存儲部傳送來的所述補救信息、并對所接收的補救信息進行存儲的第二補救信息存儲部；所述第二補救信息存儲部，設置在所述冗余存儲器的外部，并且為所述多個冗余存儲器所共有，所述多個冗余存儲器，能夠利用所述第二補救信息存儲部所存儲的補救信息，進行不良單元的補救處理。
2. 根據(jù)權利要求l所述的半導體裝置，其特征在于 所述第一補救信息存儲部及第二補救信息存儲部，分別具有用來存儲補救信息的移位寄存器，并且分別構成為能夠通過所述移位寄存器的移位 動作依次傳送補救信息。
3. 根據(jù)權利要求2所述的半導體裝置，其特征在于 在所述半導體裝置中，設置有多個由所述多個冗余存儲器及所述第二補救信息存儲部構成的組合，多個所述第二補救信息存儲部，串聯(lián)連接在所述第一補救信息存儲部 上，能夠依次對補救信息進行傳送。
4. 根據(jù)權利要求3所述的半導體裝置，其特征在于 多個所述第二補救信息存儲部，分別具有相同數(shù)量的所述移位寄存器。
5. 根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于 所述多個冗余存儲器是位結構或字結構彼此不同的冗余存儲器，并且共有所述第二補救信息存儲部所存儲的補救信息的一部分或者全部。
6. 根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于 所述第一補救信息存儲部，具有用來存儲補救信息的電熔絲元件。
7. 根據(jù)權利要求l所述的半導體裝置，其特征在于 所述第一補救信息存儲部，具有用來存儲補救信息的非易失性存儲元件。
8. 根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于 所述補救信息，從所述第一補救信息存儲部所具備的移位寄存器被直接傳送給所述第二補救信息存儲部所具備的移位寄存器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導體裝置。在具有冗余存儲器的半導體裝置中，在削減裝置面積的同時，還縮短了補救信息的傳送時間。而且，使補救信息的傳送控制更加簡單化。第一補救信息存儲部(200)存儲用來補救具有不良單元的冗余存儲器的補救信息。冗余存儲器(101、102)共有第二補救信息存儲部(400-1)，冗余存儲器(111、112、113)共有第二補救信息存儲部(400-5)。第二補救信息存儲部(400-1、……、400一5)具有相同數(shù)量的移位寄存器，并串聯(lián)連接在第一補救信息存儲部(200)上，對補救信息進行傳送。
文檔編號G11C29/00GK101414488SQ20081017005
公開日2009年4月22日 申請日期2008年10月15日 優(yōu)先權日2007年10月16日
發(fā)明者黑住知弘 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社