发明名称 具有高冗余救助率的非挥发性半导体记忆体装置
摘要 在MRAM之记忆体单元阵列,藉着将正式记忆体单元和保存参照值之参照记忆体单元比较,令每一单元记忆1位元。备用记忆体单元行令以2个单元记忆1位元。向备用记忆体单元之2单元写入互补之值后,藉着将这些单元和感测放大器连接,读出所记忆之1位元。常配置于阵列周边部分之备用记忆体单元部分对于元件之加工尺寸之变动变强,在置换为备用记忆体单元而补救之情况之成功率提高。
申请公布号 TWI277093 申请公布日期 2007.03.21
申请号 TW092101564 申请日期 2003.01.24
申请人 三菱电机股份有限公司 发明人 大石司
分类号 G11C11/34(2006.01);G11C11/15(2006.01);G11C16/02(2006.01) 主分类号 G11C11/34(2006.01)
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种非挥发性半导体记忆装置,包括: 复数正式记忆体单元,其各自以非挥发性的方式记 忆1位元之资料; 复数备用记忆体单元,在该复数正式记忆体单元之 中存在缺陷记忆体单元之情况,用以替代该缺陷记 忆体单元,每2单元系以非挥发性的方式记忆1位元 的资料; 控制电路,按照来自外部之存取自该复数正式记忆 体单元之中选择和位址信号对应之第一记忆体单 元群,而且和该第一记忆体单元群之选择平行的自 该复数备用记忆体单元选择第二记忆体单元群;以 及 选择放大部,按照该位址信号自该第一、第二记忆 体单元群之中选择读出记忆体单元群,将该读出记 忆体单元群保存之资料放大后输出。 2.如申请专利范围第1项之非挥发性半导体记忆装 置,其中,还包括资料线群,用以读出第二记忆体单 元群之资料; 该选择放大部包括: 复数感测放大器电路,个数和该读出记忆体单元群 所含之记忆体单元个数相同;及 选择部,按照该位址信号将传送应读出之资料之该 资料线群之中之一部分选择性的和该复数感测放 大器电路连接。 3.如申请专利范围第1项之非挥发性半导体记忆装 置,其中,该复数正式记忆体单元排成行列状; 还包括: 复数字元线,沿着该复数正式记忆体单元之列设置 ; 复数位元线,沿着该复数正式记忆体单元之行设置 ; 复数参照记忆体单元,和配置该复数正式记忆体单 元之区域相邻的设置,沿着该复数正式记忆体单元 之行方向排列成行,在读出该正式记忆体单元时保 存用以判别读出値之参照値; 第一、第二资料线,其中一方和该复数正式记忆体 单元之其中之一连接,另一方和该复数参照记忆体 单元之其中之一连接;以及 第三、第四资料线,各自和该复数备用记忆体单元 之中成对的记忆既定之1位元之第一、第二备用记 忆体单元连接。 4.如申请专利范围第1项之非挥发性半导体记忆装 置,其中,该复数正式记忆体单元排成行列状; 包括: 复数数位线,和该复数正式记忆体单元之各列对应 的各设置1条,在写入时选择列;及 复数字元线,和该复数正式记忆体单元之各列对应 的各设置2条,在读出时选择列; 在各列之该复数正式记忆体单元和对应之2条该字 元线交互的连接; 该非挥发性半导体记忆装置还包括复数参照记忆 体单元,和配置该复数正式记忆体单元之区域相邻 的设置,沿着该复数正式记忆体单元之列方向排列 成列,在读出该正式记忆体单元时保存用以判别读 出値之参照値。 5.一种非挥发性半导体记忆装置,包括: 复数正式记忆体单元; 复数备用记忆体单元,在该复数正式记忆体单元之 中存在缺陷记忆体单元之情况,用以替代该缺陷记 忆体单元; 第一资料线群,按照来自外部之存取自该复数正式 记忆体单元之中读出第一资料群; 第二资料线群,自该复数备用记忆体单元之中和该 第一资料之读出平行的读出第二资料群;以及 选择放大部,按照位址信号自该第一、第二资料群 之中将读出资料群选择性的放大后输出。 6.如申请专利范围第5项之非挥发性半导体记忆装 置,其中,该选择放大部包括: 复数感测放大器电路,个数和该读出资料群所含之 资料之个数相同;及 选择部,按照该位址信号将传送应读出之资料之该 第一、第二资料线群之中之一部分选择性的和该 复数感测放大器电路连接。 7.如申请专利范围第6项之非挥发性半导体记忆装 置,其中,还包括冗余控制部,接受该位址信号后,检 测是否是和缺陷记忆体单元对应之位址; 该第一、第二资料线群所含之复数资料线按照既 定之顺序排列; 该选择部按照该冗余控制部之输出,将自该第一、 第二资料线群之中所选择之资料线挪移成该既定 之顺序不变后,和该复数感测放大器连接。 8.一种非挥发性半导体记忆装置,包括: 复数正式记忆体单元; 复数备用记忆体单元,在该复数正式记忆体单元之 中存在缺陷记忆体单元之情况,用以替代该缺陷记 忆体单元;以及 程式阵列,非挥发性的记忆该缺陷记忆体单元之位 址; 该程式阵列包括复数程式组; 该复数程式组各自具有: 第一程式单元,由具有和该正式记忆体单元相同之 构造之非挥发性记忆体单元构成,对于缺陷记忆体 单元之位址对应之程式组记忆表示是否已记忆之 旗标位元;及 第二程式单元,记忆缺陷记忆体单元之位址; 该非挥发性半导体记忆装置还包括: 选择电路,按照程式组位址选择各自和该复数程式 组对应之复数旗标位元之中之一部分;及 端子,向外部读出该选择电路之输出。 9.如申请专利范围第8项之非挥发性半导体记忆装 置,其中,该程式阵列还包括电压切换电路,为了不 可逆的破坏该第一程式单元所含之非挥发性记忆 体单元,使得该旗标位元表示对应之程式组之已记 忆,选择性的供给该第一程式单元自外部输入之高 电压。 10.如申请专利范围第8项之非挥发性半导体记忆装 置,其中,按照复数位换单位分割配置该复数备用 记忆体单元; 该复数程式组之个数比该复数位换单位之个数小 。 11.如申请专利范围第8项之非挥发性半导体记忆装 置,其中,按照复数位换单位分割配置该复数备用 记忆体单元; 该复数程式组各自还具有第三程式单元,记忆指定 该复数位换单位之中之一个之资料。 12.如申请专利范围第8项之非挥发性半导体记忆装 置,其中: 该复数程式组各自还具有一致性检测部,检测与所 记忆之缺陷记忆体单元对应之位址和输入位址之 一致性; 还包括写入用驱动器,按照该一致性检测部之输出 ,使对于该正式记忆体单元之写入信号变成不活化 。 图式简单说明: 图1系表示本发明之非挥发性半导体记忆装置1之 构造之概略方块图。 图2系用以说明图1所示之非挥发性半导体记忆装 置1之读出系之方块图。 图3系用以说明图1所示之非挥发性半导体记忆装 置1之写入系之方块图。 图4系更具体的表示图2、3所示之构造之电路图。 图5系用以说明在写用驱动器131在备用元件选择时 控制非活化之电路例之电路图。 图6系表示在图1之程式阵列36之构造之电路图。 图7系表示一般之MTJ元件之电阻値之变化图。 图8系表示固定后之MTJ元件之电阻値之变化图。 图9系表示在图1之CAM阵列38之构造之电路图。 图10系表示在图9之一致性检测部431之构造之电路 图。 图11系表示在图1之选择放大部40之构造之电路图 。 图12系表示关于实施例2之非挥发性半导体记忆装 置之资料读出之构造图。 图13系说明在图12所说明之记忆体阵列10a及备用记 忆体阵列12a之更详细之构造之电路图。 图14系表示相变化记忆体之记忆体单元之形状之 平面图。 图15系在图14之A-A剖面之剖面图。 图16系图14所示之记忆体单元阵列之等价电路图。 图17系将本发明应用于相变化记忆体之情况之电 路图。 图18系表示具有隧道接面部之记忆体单元之构造 之概略图。 图19系说明对于MTJ记忆体单元之资料写入动作之 概念图。 图20系说明在资料写入时之资料写入电流和隧道 磁阻元件之磁化方向之关系之概念图。 图21系说明来自MTJ记忆体单元之资料读出之概念 图。
地址 日本