專利名稱：半導體存儲器及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體存儲器及其制造方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種成品率得到提高的半導體存儲器及其制造方法。
背景技術：
已知非易失存儲器(閃存儲器)具有這樣的非易失性特征，即除非進行刪除或?qū)?，否則即使在關閉電源后，其已存儲的信息數(shù)據(jù)也不會被刪除。在讀操作中，非易失存儲器通過將預定電壓施加于存儲單元和參考單元的終端上并由讀出放大器比較存儲單元的輸出和參考單元的輸出來讀出數(shù)據(jù)。
圖1是示出常規(guī)非易失存儲器的結構的示意圖。非易失存儲器101包括多個主單元陣列107-1到107-m(m是大于等于2的整數(shù))、多個讀出放大器105-1到105-m、多個備用單元陣列117-1到117-2，多個備用讀出放大器115-1到115-2和參考單元113。在圖1中省略了與本發(fā)明沒有直接關聯(lián)的其他公知結構。在下文中，當沒有必要進行區(qū)分時，省略了結構的符號當中的數(shù)字后綴部分(-數(shù)字)，諸如″-1″和″-m″。
主單元陣列107-1到107-m中的每個主單元陣列都包括用于以非易失狀態(tài)存儲數(shù)據(jù)的多個存儲單元。例如，每個主單元陣列都包括多條位線和沿每條位線布置的多個閃存儲器。對應于主單元陣列107-1到107-m中的每個主單元陣列提供讀出放大器105-1到105-m中的每個讀出放大器。
提供每個備用單元陣列117-1到117-2作為主單元陣列107-1到107-m的備用，并且包括制作為存儲單元的備用的多個備用單元。對應于備用單元陣列117-1到117-2中的每個備用單元陣列提供備用放大器115-1到115-2中的每個備用放大器。
主單元陣列107和備用單元陣列117共用參考單元113，并且該參考單元113以非易失狀態(tài)存儲參考數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)被用作主單元或備用單元的數(shù)據(jù)讀操作的參考。
在制造步驟中進行檢測的情況下，當主單元陣列107中的存儲單元之一出現(xiàn)故障時，該主單元陣列107被認為是一個有缺陷的產(chǎn)品。然后，使用備用單元陣列117來代替主單元陣列107。在這種情況下，一組主單元陣列107和讀出放大器105將被一組備用單元陣列117和備用讀出放大器115代替。即使在主單元陣列107中出現(xiàn)故障，也沒必要舍棄整個半導體存儲器。
當輸出位的數(shù)量較少時，讀出放大器105的數(shù)量與用于讀操作的輸出位的數(shù)量相同。在這種情況下，將類似于存儲單元的閃存儲單元作為用于產(chǎn)生參考數(shù)據(jù)的參考單元113來使用。該參考數(shù)據(jù)用于讀出存儲單元中的數(shù)據(jù)。參考單元113連接每個讀出放大器105并被主單元陣列107共享。
但是，當需要高速讀操作時，諸如讀頁(page-read)操作和突發(fā)讀出(burst-read)操作，必需預讀數(shù)據(jù)傳輸時間所需的單元數(shù)據(jù)。因此，有必要增加讀出放大器105的數(shù)量。也就是說，減少主單元陣列107中的存儲單元的數(shù)量，以便使增加后的讀出放大器105與這些主單元陣列107關聯(lián)。在這種情況下，必需相應地將參考單元113的數(shù)量增加到讀出放大器105的數(shù)量，以便對應高速讀操作。
圖2是示出常規(guī)非易失存儲器的另一結構的示意圖。非易失存儲器101a包括多個主單元陣列107-1到107-n(n是大于等于2的整數(shù)；n＞m)、多個讀出放大器105-1到105-n、多個參考單元103-1到103-n、多個備用單元陣列117-1到117-2，多個備用讀出放大器115-1到115-2和多個參考單元113-1到113-2。在這里省略了與本發(fā)明的參考單元沒有直接關系的其他公知結構。
多個參考單元103-1到103-n中的每個參考單元相應地提供給讀出放大器105-1到105-n中的每個讀出放大器。多個參考單元113-1到113-2中的每個參考單元相應地提供給多個備用讀出放大器115-1到115-2中的每個讀出放大器。其他結構與圖1中的結構相同。
在圖2中，一個主單元陣列107的存儲單元的數(shù)量減少而主單元陣列107的數(shù)量增加。也就是說，相應于一個讀出放大器105的存儲單元的數(shù)量減少。此外，向單元陣列(107和117)相應地提供參考單元(103和113)。通過使用這種結構，能夠應付高速讀操作。
圖3是示出常規(guī)非易失存儲器的制造步驟中的檢測及替換法的要點的流程圖。
在步驟S101中，對參考單元103進行評估。該評估的執(zhí)行是根據(jù)非易失存儲器是否成功地進行了參考單元103的預定的寫、讀及擦除操作。作為評估結果，當參考單元103沒有問題時(步驟S101OK)，啟動步驟S102。在步驟S102中，將評估應用于所有的主單元陣列107。這里，在每個主單元陣列107中，對主單元陣列107中的所有存儲單元進行評估。該評估的執(zhí)行是根據(jù)存儲單元是否成功地進行了預定的寫、讀及擦除操作。作為評估結果，當所有主單元陣列107中的所有存儲單元都沒有問題時(步驟S102OK)，非易失存儲器通過檢測。當主單元陣列107中的存儲單元之一出現(xiàn)故障時(步驟S102NG)，則舍棄主單元陣列107。在這種情況下，在步驟S103中，使用備用單元陣列117替換有缺陷的主單元陣列107，并且非易失存儲器通過檢測。
但是，當在步驟S101中，參考單元103有問題時(步驟S101NG)，檢測結果為″失敗″并且由于非易失存儲器具有缺陷而不能使用。也就是說，制造非易失存儲器的成品率變低。在這種情況下，當參考單元有缺陷時，可以根據(jù)概率論估計數(shù)量大于參考單元的主單元陣列也具有缺陷。因此，當參考單元在圖3所示的處理中具有缺陷時，確定非易失存儲器本身也具有缺陷是不成問題的。
但是，在圖2中的非易失存儲器101a的情況下，由于使用了許多參考單元103，所以有缺陷的參考單元103不會始終與主單元陣列107中的有缺陷的主單元陣列對應。尤其是，近年來，由于應用了其中可寫入多個數(shù)據(jù)的多值單元，因此增加了非易失存儲器中的讀出放大器的數(shù)量。參考單元的數(shù)量也隨著讀出放大器的數(shù)量的增加而進一步增加。因此，參考單元上具有缺陷并不總是意味著在主單元陣列中的主單元上具有缺陷。在上述情形中，將有缺陷的參考單元看作有缺陷的非易失存儲器就極大地降低了非易失存儲器的成品率。因此，需要一種技術來抑制由于有缺陷的參考單元而導致的非易失存儲器的成品率的降低。
結合上述說明，日本未決專利申請JP2001-184858 A公開了下面的集成存儲器。該集成存儲器具有存儲單元、參考單元、冗余存儲單元和可以編程的激活單元。存儲單元提供在字線和位線之間的交叉點上。參考單元提供在至少一個參考字線和位線之間的交叉點上，用于在訪問存儲單元之一時在位線上形成參考電位。冗余存儲單元提供在冗余字線和位線之間的交叉點上。根據(jù)激活單元的編程狀態(tài)，用字線和連接到字線的存儲單元或者用參考字線和連接到字線的參考單元來替換冗余字線和連接到冗余字線的冗余存儲單元。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種可以抑制由于有缺陷的參考單元而導致的半導體存儲器的成品率下降的半導體存儲器和一種用于制造這種半導體存儲器的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種可以抑制由于有缺陷的參考單元而導致的半導體存儲器的成品率下降且最小化了附加結構的半導體存儲器和一種用于制造這種半導體存儲器的方法。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種半導體存儲器，包括多個存儲器部分；和多個備用存儲器部分，其中所述多個存儲器部分中的每個存儲器部分包括主單元陣列，包括多個存儲單元，每個所述存儲單元都以非易失狀態(tài)存儲數(shù)據(jù)；第一參考單元，其以非易失狀態(tài)存儲第一參考數(shù)據(jù)；以及第一讀出放大器，其根據(jù)所述第一參考單元的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)讀取所述每個存儲單元的所述第一狀態(tài)，每個所述多個備用存儲器部分包括作為所述主單元陣列的備用而提供的備用單元陣列，其包括多個作為所述多個存儲單元的備用的多個備用單元；第二參考單元，其以非易失狀態(tài)存儲第二參考數(shù)據(jù)；以及第二讀出放大器，其根據(jù)所述第二參考單元的第三狀態(tài)和第四狀態(tài)讀取所述每個多個備用單元的所述第三狀態(tài)，所述多個存儲器部分之一用所述多個備用存儲器部分之一替換，所述多個存儲器部分的所述之一是在所述第一參考單元上具有缺陷的有缺陷存儲器部分。
在本發(fā)明中，當參考單元有缺陷時，包括有缺陷的參考單元的存儲器部分可用備用存儲器部分替換。因此，可以抑制半導體存儲器的成品率降低。


通過與附圖結合的以下描述，將更清楚本發(fā)明的上述及其他的目的、優(yōu)點和特征，其中圖1是示出常規(guī)非易失存儲器的結構的示意圖。
圖2是示出常規(guī)非易失存儲器的另一結構的示意圖；
圖3是示出常規(guī)非易失存儲器的制造步驟中的檢測及替換法的要點的流程圖。
圖4是示出本發(fā)明半導體存儲器的實施例的結構的示意圖；圖5是示出本發(fā)明半導體存儲器的實施例的結構的框圖；圖6是示出制造本發(fā)明的半導體存儲器的方法實施例中的存儲器部分的檢測及替換法的流程圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖來描述本發(fā)明的半導體存儲器和用于制造這種半導體存儲器的方法的實施例。
首先，將描述本發(fā)明的半導體存儲器的實施例的結構。圖4是示出本發(fā)明半導體存儲器的實施例的結構的示意圖。作為半導體存儲器的非易失存儲器1包括多個主單元陣列7-1到7-n(n是大于等于2的整數(shù)；在下文中也相同)、多個讀出放大器5-1到5-n、多個參考單元3-1到3-n、多個備用單元陣列17-1到17-2、多個備用讀出放大器15-1到15-2和多個參考單元13-1到13-2。在該圖中省略了與本發(fā)明沒有直接關系的其他公知結構。
多個主單元陣列7-1到7-n中的每個主單元陣列都包括多個存儲單元，其每一個都以非易失狀態(tài)存儲數(shù)據(jù)。例如，多個主單元陣列7-1到7-n中的每個主單元陣列都包括多個位線、多個字線和作為存儲單元的多個閃存儲器。多個讀出放大器5-1到5-n中的每個讀出放大器都相應地提供給多個主單元陣列7-1到7-n中的每個主單元陣列。多個參考單元3-1到3-n中的每個都相應地提供給多個讀出放大器5-1到5-n中的每個讀出放大器。多個參考單元3-1到3-n中的每個參考單元都以易失狀態(tài)存儲參考數(shù)據(jù)。參考數(shù)據(jù)被用作從存儲單元讀取數(shù)據(jù)時的參考。例如，閃存儲器用作多個參考單元3-1到3-n中的每個參考單元。在下文中，當沒有必要區(qū)分時，省略了結構中的符號當中的數(shù)字后綴部分(-數(shù)字)，諸如″-1″和″-m″。
多個備用單元陣列(冗余單元陣列)17-1到17-2作為主單元陣列7-1到7-n的備用來提供。多個備用單元陣列17-1到17-2具有作為多個存儲單元的備用的多個備用單元。例如，包括多個位線、多個字線和多個備用閃存儲器(冗余單元)。多個備用讀出放大器15-1到15-2中的每個備用讀出放大器都相應地提供給多個備用單元陣列17-1到17-2中的每個備用單元陣列。多個參考單元13-1到13-2中的每個參考單元都相應地提供給多個備用讀出放大器15-1到15-2中的每個備用讀出放大器。多個參考單元13-1到13-2中的每個參考單元都以非易失狀態(tài)存儲參考數(shù)據(jù)。參考數(shù)據(jù)被用作備用單元讀取數(shù)據(jù)時的參考。例如，閃存儲器用作多個參考單元13-1到13-2中的每個參考單元。
在這種情況下，參考單元3、讀出放大器5和主單元陣列7構成一組存儲器部分9。類似地，參考單元13、備用讀出放大器15和備用單元陣列17構成一組備用存儲器部分19。也就是說，非易失存儲器1包括多個存儲器部分9-1到9-n和多個備用存儲器部分19-1到19-2。這里，備用存儲器部分19的數(shù)量并不限于2個。
在本發(fā)明中，在制造步驟的檢測中，當存在有缺陷的主單元陣列7時，使用備用存儲器部分19替換包括有缺陷的主單元陣列7的存儲器部分9。另外，當存在有缺陷的參考單元3時，使用備用存儲器部分19替換包括有缺陷的參考單元3的存儲器部分9。藉此，即使發(fā)現(xiàn)參考單元3有缺陷，也不必將整個非易失存儲器(半導體存儲器)視為有缺陷的產(chǎn)品。也就是說，能夠抑制由于有缺陷的參考單元導致的非易失存儲器(半導體存儲器)的成品率的下降。
下面參考圖5來描述圖4的結構的細節(jié)。圖5是示出本發(fā)明的半導體存儲器的實施例的結構的框圖。作為半導體存儲器的非易失存儲器1包括多個存儲器部分9-1到9-n(在圖5中，只示出到9-2)，Y譯碼器21、X譯碼器23、多個備用存儲器部分19-1到19-2、Y譯碼器31、X譯碼器33，控制部分10和開關部分20。在該圖中省略了與本發(fā)明沒有直接關系的其他公知結構。
如上所述，多個存儲器部分9包括主單元陣列7、(第一)讀出放大器5和(第一)參考單元3。主單元陣列7包括多個位線25、多個字線27和多個存儲單元29。
多個位線25中的每個位線都向Y軸方向延伸，并連接至Y譯碼器21。多個字線27中的每個字線都向X軸方向延伸，并連接至X譯碼器23。多個存儲單元29相應地提供在多個位線25和多個字線27之間的每個交叉點上。存儲單元29以非易失狀態(tài)存儲數(shù)據(jù)，并以閃存儲器來舉例說明。
X譯碼器23響應控制信號(X地址信號)的輸入從多個字線27中選擇選擇性的字線27。在X譯碼器23一側，省略了像控制部分10這樣的結構，并且向X譯碼器23和X譯碼器33輸入了相同的信號。但是，對于X譯碼器23和X譯碼器33而言，可以使用類似于控制部分10這樣的結構。Y譯碼器21響應控制信號(Y地址信號)的輸入從多個位線25中選擇選擇性的位線25。這里，在圖5中示出了一個X譯碼器和一個Y譯碼器。但是，X譯碼器23和Y譯碼器21可以分別具有分級結構(例如，全局譯碼器和局部譯碼器)。
如上所述，備用存儲器部分19包括備用單元陣列17、備用(第二)讀出放大器15和(第二或第三)參考單元13。備用單元陣列17包括多個位線35、多個字線37和多個備用單元39。
多個位線35中的每個位線都向Y軸方向延伸，并連接至Y譯碼器31。多個字線37中的每個字線都向X軸方向延伸，并連接至X譯碼器33。多個備用單元39中的每個備用單元相應地提供在多個位線25和多個字線37之間的每個交叉點上。備用單元39以非易失狀態(tài)存儲數(shù)據(jù)，并以閃存儲器來舉例說明。
X譯碼器33響應控制信號(X地址信號)的輸入從多個字線37中選擇選擇性的字線37。在X譯碼器33一側，省略了象控制部分10這樣的結構，并且向X譯碼器23和X譯碼器33輸入相同的信號。但是，可以使用象控制部分10的結構。Y譯碼器31響應控制信號(Y地址信號)的輸入，從多個位線35中選擇選擇性的位線35。這里，在圖5中示出了一個X譯碼器和一個Y譯碼器。但是，X譯碼器33和Y譯碼器31可以分別具有分級結構(例如，全局譯碼器和局部譯碼器)。
控制部分10響應預定輸入信號(包括Y地址信號)以及參考單元替換熔絲(替換部分或第二控制部分)10-1和存儲單元替換熔絲(替換部分或第一控制部分)10-2的狀態(tài)，輸出控制信號(Y地址信號)給Y譯碼器21和Y譯碼器31中的任何一個譯碼器。這里，控制部分10可以同時向Y譯碼器21和31輸出控制信號。此外，控制部分10輸出開關信號給開關部分20。該開關信號表明是多個存儲器部分9(讀出放大器5)還是多個備用存儲器部分19(備用讀出放大器15)來響應預定輸入信號(包括Y地址信號)以及參考替換熔絲10-1和存儲單元替換熔絲10-2的狀態(tài)將輸出信號輸出到開關部分20。
當檢測非易失存儲器1并且主單元陣列7的存儲單元中存在缺陷時，控制部分10對預定存儲單元替換熔絲10-2中的第一地址進行編程，以便使用備用存儲器部分19替換包括有缺陷的主單元陣列7的存儲器部分9。第一地址是包括有缺陷的存儲單元的存儲器部分9和包括有缺陷的存儲單元的主單元陣列7中的任一個的地址。
此外，當參考單元3中存在缺陷時，控制部分10對參考單元替換熔絲10-1中的第二地址進行編程，以便使用備用存儲器部分19替換包括有缺陷的參考單元3的存儲器部分9。第二地址是相應于有缺陷的參考單元3的主單元陣列7和包括有缺陷的參考單元3的存儲器部分9中的任一個的地址。
此外，當參考單元13中存在缺陷時，控制部分10對參考單元替換熔絲10-1中的第三地址進行編程，以便使用另一備用存儲器部分19替換包括有缺陷的備用參考單元13的備用存儲器部分19。第三地址是相應于有缺陷的參考單元13的備用單元陣列17和包括有缺陷的參考單元13的備用存儲器部分19中的任一個的地址。
參考單元替換熔絲10-1和存儲單元替換熔絲10-2舉例為反熔絲(antifuse)和金屬熔絲。通過對存儲器部分9等的地址進行編程，能夠用存儲器部分9等替換任何備用存儲器部分19等。參考單元替換熔絲10-1和存儲單元替換熔絲10-2分別包括多個替換熔絲。
當非易失存儲器1正常操作并且控制部分10接收表示正常主單元陣列7(的存儲單元29)的Y地址信號時，控制部分10輸出控制信號(包括Y地址信號)給Y譯碼器21。控制部分10可以同時輸出控制信號給Y譯碼器31。此外，控制部分10輸出表示多個存儲器部分9(讀出放大器5)中的哪個存儲器部分向開關部分20輸出輸出信號的開關信號。
當控制部分10接收表示包括有缺陷的參考單元3的存儲器部分9的主單元陣列7(的存儲單元29)的Y地址信號時，控制部分10輸出控制信號(包括Y地址信號)給Y譯碼器31。同時，控制部分10可輸出控制信號給Y譯碼器21。此外，控制部分10輸出表示多個備用存儲器部分19(備用讀出放大器15)中的哪個向開關部分20輸出輸出信號的開關信號。當以參考單元替換熔絲10-1編程的地址與所接收的地址信號一致時執(zhí)行這個操作。
當控制部分10接收到表示有缺陷的主單元陣列7(的存儲單元29)的地址信號時，控制部分10輸出控制信號(包括Y地址信號)給Y譯碼器31。同時，控制部分10可輸出控制信號給Y譯碼器21。此外，控制部分10輸出表示多個備用存儲器部分19(備用讀出放大器15)中的哪個向開關部分20輸出輸出信號的開關信號。當以存儲單元替換熔絲10-2編程的地址與所接收的地址信號一致時執(zhí)行這個操作。
相同的機構可建立在X譯碼器一側中。但是，在這個實施例中省略了這些細節(jié)。
響應來自控制部分10的開關信號，開關部分20將開關切換到連接到輸出輸出信號的多個讀出放大器5和多個備用讀出放大器15之一的布線。
然后，下面參考附圖描述制造本發(fā)明的半導體存儲器的方法的實施例。圖6是示出制造本發(fā)明的半導體存儲器的方法的實施例中的存儲器部分的檢測及替換法的流程圖。圖6中的流程應用于每個存儲器部分9。
(1)步驟S01在存儲器部分9中，評估參考單元3。該評估的執(zhí)行是根據(jù)半導體存儲器是否成功地執(zhí)行了參考單元3的預定的寫、讀及擦除操作。作為評估結果，當參考單元3沒有問題時(步驟S101OK)，啟動步驟S04。可以將公知方法作為該評估方法來使用。
(2)步驟S02當參考單元3上存在缺陷時(步驟S01NG)，使用多個備用存儲器部分19-1到19-2中的未用的備用存儲器部分19替換有缺陷的存儲器部分9。對于包括在有缺陷的存儲器部分9中的主存儲器單元7(，或存儲單元29，或存儲器部分9)的地址而言，對參考單元替換熔絲10-1進行編程，以便選擇包括在替換的備用存儲器部分19中的備用單元陣列17(，或備用單元39，或備用存儲器部分19)。藉此，使用一個備用存儲器部分19替換有缺陷的存儲器部分9(步驟S02OK)。此后，啟動步驟S03。但是，當已使用了要替換的所有備用存儲器部分19時(步驟S02NG)，檢測結果為″失敗″。
類似地，當參考單元13上存在缺陷時(步驟S03NG)，使用多個備用存儲器部分19-1到19-2中的未用的備用存儲器部分19替換有缺陷的存儲器部分9。也就是說，對于包括在有缺陷的存儲器部分9中的主單元陣列7(，或存儲單元29，或存儲器部分9)的地址而言，對參考單元替換熔絲10-1進行編程，以便選擇包括在替換的備用存儲器部分19中的備用單元陣列17(，或備用單元39，或備用存儲器部分19)。藉此，使用另一個備用存儲器部分19替換有缺陷的存儲器部分9(步驟S02OK)。此后，啟動步驟S03。但是，當已使用了要替換的所有備用存儲器部分19時(步驟S02NG)，檢測結果為″失敗″。
(3)步驟S03在備用存儲器部分19替換有缺陷的存儲器部分9的情況下，評估參考單元13。該評估的執(zhí)行是根據(jù)半導體存儲器是否成功地進行了參考單元13的預定的寫、讀及擦除操作。作為評估結果，當參考單元13沒有問題時(步驟S03OK)，啟動步驟S04。在另一方面，當參考單元13有問題時，如上所述地啟動步驟S02?？梢詫⒐椒ㄗ鳛樵撛u估方法來使用。
(4)步驟S04在主單元陣列7中，對所有存儲單元29進行評估。該評估的執(zhí)行是根據(jù)半導體存儲器是否成功地進行了每個存儲單元29的預定的寫、讀及擦除操作。作為評估結果，當主單元陣列7沒有問題時(步驟S04OK)，檢測的結果為″通過″?？梢詫⒐椒ㄗ鳛樵撛u估方法來使用。
(5)步驟S05當主單元陣列7的主單元29上存在缺陷時(步驟S04NG)，使用多個備用存儲器部分19-1到19-2中的未用的備用存儲器部分19替換有缺陷的存儲器部分9。也就是說，對于包括在有缺陷的存儲器部分9中的主單元陣列7(，或存儲單元29，或存儲器部分9)的地址而言，對參考單元替換熔絲10-2進行編程，以便選擇包括在替換的備用存儲器部分19中的備用單元陣列17(，或備用單元39，或備用存儲器部分19)。藉此，使用一個備用存儲器部分19替換有缺陷的存儲器部分9(步驟S05OK)，檢測結果為″通過″。但是，當已使用了要替換的所有備用存儲器部分19時(步驟S04NG)，檢測結果為″失敗″。
之后，在步驟S05之后，在步驟S04中可對替換的備用存儲器部分19的所有存儲單元29進行評估。
如上所述，在用于制造本發(fā)明的半導體存儲器的方法中執(zhí)行存儲器部分的檢測及替換方法。
在非易失存儲器1中的寫、讀和擦除操作中，如下所述地執(zhí)行用于選擇替換的備用單元39的詳細操作。這里，說明這樣的情況，即其中由于存儲器部分9-1有缺陷，存儲器部分9-1已用備用存儲器部分19-1替換。
也就是說，包括控制部分10的控制單元(未示出)接收表示包括有缺陷的參考單元3的存儲器部分9的存儲單元29的地址信號?；蛘?，包括控制部分10的控制單元(未示出)接收表示包括有缺陷的存儲單元29的主單元陣列7的主單元29的地址信號。然后，控制部分10相應于替換熔絲(10-1或10-2)的已編程狀態(tài)地輸出控制信號(包括Y地址信號)給Y譯碼器31。同時，控制部分10可輸出控制信號給Y譯碼器21。此外，控制單元輸出另一控制信號(包括X地址信號)給X譯碼器33。同時，控制單元可以將另一控制信號輸出給X譯碼器23。Y譯碼器31響應控制信號選擇選擇性的位線35，而X譯碼器33響應另一控制信號選擇選擇性的字線37。然后，選擇相應于控制信號和另一控制信號的地址所指示的替換的備用存儲器部分19-1的備用單元陣列17-1的備用單元39。
在讀操作中，包括控制部分10的控制單元(未示出)輸出開關信號給開關部分20。開關信號指示替換的備用存儲器部分19-1(讀出放大器15-1)輸出輸出信號。備用讀出放大器15-1比較所選擇的備用單元39的輸出和相應于所選備用單元39的參考單元13-1的輸出。然后，備用讀出放大器15-1將比較結果輸出給開關部分20。在這種情況下，開關部分20響應控制部分10提供的開關信號，選擇并輸出備用讀出放大器15-1的輸出信號。
除了選擇備用單元39的操作外，寫和擦除操作與常規(guī)技術相同。
在非易失存儲器1的寫、讀和擦除操作中，如下所述地執(zhí)行用于選擇正常存儲單元29的操作。在這種情況下，選擇存儲器部分9-1的存儲單元29的情況描述如下。
也就是說，包括控制部分10的控制單元(未示出)接收表示正常主單元陣列7的存儲單元29的地址信號。然后，控制部分10輸出控制信號(包括Y地址信號)給Y譯碼器21。同時，控制部分10可以將控制信號輸出給Y譯碼器31。此外，控制單元輸出另一控制信號(包括X地址信號)給X譯碼器23。同時，控制單元可以將控制信號輸出給X譯碼器33。Y譯碼器21響應控制信號選擇選擇性的位線25。X譯碼器23響應另一控制信號選擇選擇性的字線27。然后，選擇相應于控制信號和另一控制信號的地址中所指示的主單元陣列7-1的存儲單元29。
在讀操作中，控制部分10輸出表示存儲器部分9-1(讀出放大器5-1)與控制信號的輸出一起輸出一個輸出信號的開關信號。讀出放大器5-1比較所選存儲單元29的輸出和相應于所選存儲單元29的參考單元3-1的輸出。然后，讀出放大器5-1將比較結果輸出給開關部分20。在這種情況下，開關部分20響應控制部分10提供的開關信號，選擇并輸出讀出放大器5-1的輸出信號。
該寫和擦除操作也與該常規(guī)技術相同。
即使在參考單元3出現(xiàn)缺陷的情況下，本發(fā)明也能夠?qū)⒋鎯ζ鞑糠?替換為備用存儲器部分19。從而，能夠抑制非易失存儲器(半導體存儲器)的成品率的降低。在這種情況下，只有參考替換熔絲10-1是增加的電路。也就是說，通過最小化附加電路的數(shù)量，能夠抑制由于有缺陷的參考單元所導致的半導體存儲器的成品率的降低。
如上所述，本發(fā)明包括用于制造半導體存儲器的方法，該方法包括(a)制造半導體存儲器，該半導體存儲器包括多個存儲器部分；和多個備用存儲器部分，其中多個存儲器部分中的每個存儲器部分包括主單元陣列，其包括多個存儲單元，每個多個存儲單元都以非易失狀態(tài)存儲數(shù)據(jù)；第一參考單元，其以非易失狀態(tài)存儲第一參考數(shù)據(jù)；以及第一讀出放大器，其根據(jù)第一參考單元的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)讀取每個多個存儲單元的第一狀態(tài)，每個多個備用存儲器部分包括作為主單元陣列的備用而提供的備用單元陣列，其包括作為多個存儲單元的備用的多個備用單元；第二參考單元，其以非易失狀態(tài)存儲第二參考數(shù)據(jù)；以及第二讀出放大器，其根據(jù)第二參考單元的第三狀態(tài)和第四狀態(tài)讀取每個多個備用單元的第三狀態(tài)；(b)檢查多個存儲器部分中的每個的第一參考單元；(c)用多個備用存儲器部分之一作為第一備用存儲器部分替換多個存儲器部分之一，多個存儲器部分之一是在第一參考單元上具有缺陷的有缺陷存儲器部分。
在上述制造半導體存儲器的方法中，其中半導體存儲器可以進一步包括控制部分，其包括替換部分并根據(jù)替換部分的狀態(tài)和在操作中選擇多個存儲器部分之一的信號的輸入來輸出開關信號；以及開關部分，其根據(jù)選擇多個存儲器部分和多個備用存儲器部分之一的輸出，步驟(c)可以包括(c1)設置替換部分，使得控制部分根據(jù)選擇有缺陷的存儲器部分的第一信號的輸入來輸出第一開關信號，第一開關信號是由開關部分用來選擇第一備用存儲器部分的輸出的所使用的開關信號。
如上所述的制造半導體器件的方法，可以進一步包括(d)對除第一有缺陷的存儲器部分之外的多個存儲器部分中的每個存儲器部分中的多個存儲單元的每一個進行評估；以及(e)使用第二備用存儲器部分替換第二有缺陷的存儲器部分，其中第二有缺陷的存儲器部分是在多個存儲單元中的至少一個存儲單元上具有缺陷的多個存儲器部分中的另一個，第二備用存儲器部分是多個備用存儲器部分中的另一個。
很明顯，本發(fā)明并不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以對其進行改進和變化。
權利要求
1.一種半導體存儲器，包括多個存儲器部分；以及多個備用存儲器部分，其中所述多個存儲器部分中的每個存儲器部分都包括包括多個存儲單元的主單元陣列，所述多個存儲單元中的每個存儲單元都以非易失狀態(tài)存儲數(shù)據(jù)，第一參考單元，其以非易失狀態(tài)存儲第一參考數(shù)據(jù)，以及第一讀出放大器，其根據(jù)所述第一參考單元的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)讀出多個存儲單元中的所述每個存儲單元的所述第一狀態(tài)，所述多個備用存儲器部分中的每個備用存儲器部分包括作為所述主單元陣列的備用提供的備用單元陣列，其包括作為所述多個存儲單元的備用的多個備用單元，第二參考單元，其以非易失狀態(tài)存儲第二參考數(shù)據(jù)，以及第二讀出放大器，其根據(jù)所述第二參考單元的第三狀態(tài)和第四狀態(tài)讀出多個備用單元中的所述每個備用單元的所述第三狀態(tài)，用所述多個備用存儲器部分中的一個備用存儲器部分替換所述多個存儲器部分中的一個存儲器部分，所述多個存儲器部分中的所述一個存儲器部分是在所述第一參考單元上具有缺陷的缺陷存儲器部分。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體存儲器，還包括控制部分，其包括替換部分并根據(jù)所述替換部分的狀態(tài)和在操作中選擇所述有缺陷的存儲器部分的第一信號的輸入來輸出第一開關信號；以及開關部分，其根據(jù)所述第一開關信號選擇代替所述有缺陷的存儲器部分的多個備用存儲器部分中的所述一個備用存儲器部分的輸出。
3.根據(jù)權利要求2所述的半導體存儲器，其中設置所述替換部分，使得所述控制部分根據(jù)所述操作中的所述第一信號輸出所述第一開關信號。
4.一種制造半導體存儲器的方法，該方法包括(a)制造所述半導體存儲器，所述半導體存儲器包括多個存儲器部分；以及多個備用存儲器部分，其中所述多個存儲器部分中的每個存儲器部分包括包括多個存儲單元的主單元陣列，所述多個存儲單元中的每個存儲單元都以非易失狀態(tài)存儲數(shù)據(jù)，第一參考單元，其以非易失狀態(tài)存儲第一參考數(shù)據(jù)，以及第一讀出放大器，其根據(jù)所述第一參考單元的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)讀出多個存儲單元中的所述每個存儲單元的所述第一狀態(tài)，所述多個備用存儲器部分中的每個備用存儲器部分包括作為所述主單元陣列的備用提供的備用單元陣列，其包括作為所述多個存儲單元的備用的多個備用單元，第二參考單元，其以非易失狀態(tài)存儲第二參考數(shù)據(jù)，以及第二讀出放大器，其根據(jù)所述第二參考單元的第三狀態(tài)和第四狀態(tài)讀出多個備用單元中的所述每個備用單元的所述第三狀態(tài)，(b)對多個存儲器部分中的所述每個存儲器部分的所述第一參考單元進行檢測；以及(c)用所述多個備用存儲器部分中的一個作為第一備用存儲器部分來替換所述多個存儲器部分中的一個存儲器部分，所述多個存儲器部分中的所述一個存儲器部分是在所述第一參考單元上具有缺陷的第一有缺陷的存儲器部分。
5.根據(jù)權利要求4所述的制造半導體存儲器的方法，其中所述半導體存儲器還包括控制部分，其包括替換部分并根據(jù)所述替換部分的狀態(tài)和在操作中選擇多個存儲器部分中的一個存儲器部分的信號的輸入來輸出開關信號，以及開關部分，其選擇多個存儲器部分和多個備用存儲器部分中的所述一個的輸出，所述步驟(c)包括(c1)設置所述替換部分，使得所述控制部分根據(jù)選擇所述有缺陷的存儲器部分的第一信號的輸入來輸出第一開關信號，第一開關信號是由所述開關部分用來選擇所述第一備用存儲器部分的輸出的所述開關信號。
6.根據(jù)權利要求4所述的制造半導體存儲器的方法，還包括(d)對除所述第一有缺陷的存儲器部分之外的多個存儲器部分中的所述每個中的所述多個存儲單元中的每個進行評估；以及(e)用第二備用存儲器部分替換第二有缺陷的存儲器部分，其中所述第二有缺陷的存儲器部分是在所述多個存儲單元中的至少一個上具有缺陷的所述多個存儲器部分中另一存儲器部分，所述第二備用存儲器部分是所述多個備用存儲器部分中的另一備用存儲器部分。
7.一種半導體存儲器，包括多個存儲器部分；多個備用存儲器部分；以及控制部分，其中所述多個存儲器部分中的每個存儲器部分包括多個存儲單元，以及第一參考單元，所述多個備用存儲器部分中的每個備用存儲器部分包括多個備用存儲單元，以及第二參考單元，所述控制部分包括第一控制部分，以及第二控制部分，所述第一控制部分存儲有關所述多個存儲器部分和所述多個備用存儲器部分的替換數(shù)據(jù)；所述第二控制部分存儲有關所述第一參考單元和所述第二參考單元的替換數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的半導體存儲器，其中當所述多個存儲單元和所述第一參考單元中的至少一個中的一個有缺陷時，所述控制部分用所述多個備用存儲器部分中的一個替換所述多個存儲器部分中的一個。
9.根據(jù)權利要求7所述的半導體存儲器，其中多個備用存儲單元中的所述每個備用存儲單元還包括第三參考單元，當所述多個備用單元和所述第二參考單元中的至少一個中的一個有缺陷時，所述第二控制部分還用所述第三參考單元替換所述第二參考單元。
10.根據(jù)權利要求7所述的半導體存儲器，其中所述多個存儲單元和所述多個備用單元是非易失存儲器。
11.根據(jù)權利要求7所述的半導體存儲器，其中所述第一參考單元和所述第二參考單元是非易失存儲器。
12.一種替換有缺陷的參考單元的方法，包括檢測具有讀出放大器和存儲單元的單元陣列中的有缺陷的參考單元；以及用具有備用參考單元、備用讀出放大器和備用存儲單元的備用陣列替換篩選出的單元陣列。
全文摘要
一種半導體存儲器，包括多個存儲器部分(9)；以及多個備用存儲器部分(19)。存儲器部分(9)包括主單元陣列(7)，其包括存儲單元(29)；第一參考單元(3)，其以非易失狀態(tài)存儲第一參考數(shù)據(jù)；以及第一讀出放大器(5)，其根據(jù)第一參考單元(3)的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)讀出存儲單元(29)的第一狀態(tài)。存儲單元(29)以非易失狀態(tài)存儲數(shù)據(jù)。備用存儲器部分(19)包括備用單元陣列(17)，其包括作為存儲單元(29)的備用的備用單元(39)；第二參考單元(13)，其以非易失狀態(tài)存儲第二參考數(shù)據(jù)；以及第二讀出放大器(15)，其根據(jù)第二參考單元(13)的第三狀態(tài)和第四狀態(tài)讀出備用單元(29)的第三狀態(tài)。使用備用存儲器部分(19)替換第一參考單元(3)上具有缺陷的存儲器部分(9)。
文檔編號G11C29/00GK1677573SQ200510062530
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月29日 優(yōu)先權日2004年3月30日
發(fā)明者菅原寬 申請人:恩益禧電子股份有限公司