专利名称：具有冗余度的集成存储器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有冗余度的集成存储器。
众所周知，存储器的损坏单元用冗余存储单元来代替，从而用这种方法来修理存储器。在此冗余存储单元或者沿着冗余字线排列或者沿着冗余位线排列。例如在US5568432A中叙述了一种具有冗余位线的集成存储器，设置该冗余位线用于代替沿其排列着标准存储单元的标准位线的一个位线。标准位线分配给一个读出放大器，该读出放大器在读出存储单元时向存储器外提供放大了的存储在其中的信息。在冗余的情况下，也就是说用冗余位线实施代替标准位线之后，一个冗余移位电路使得冗余位线代替标准位线与其读出放大器连接。
此外，在US5568432A中还叙述了另外一种冗余方案，其中冗余位线已经配有一个冗余读出放大器，它是在标准的位线的标准读出放大器之外附加地存在的。在冗余情况下，一个有缺陷的标准位线及其标准读出放大器用冗余位线及其冗余读出放大器代替。
作为本发明基础的任务是提供具有连接在读出放大器上的位线的集成存储器，在其上以另一种方式进行缺陷的修理。
此项任务是用按照权利要求1的集成存储器解决的。按权利要求7的修理方法可以有利地用于这种类型的存储器。本发明有利的提高和扩展结构是从属权利要求的对象。
按本发明的集成存储器具有用于从或向连接在它上面的标准存储单元传输数据的标准位线，以及用于放大从标准存储单元读出的数据的标准放大器，该放大器一方面经一导线与标准位线相连和另一方面与一数据线相连。此外，它还具有一个冗余读出放大器，用于在冗余情况下代替标准读出放大器，该冗余放大器同样一方面与一导线和另一方面与一数据线相连，和在冗余情况下用于放大从标准存储单元读出的数据。
本发明基于这样的认识，即在经标准位线读出时所识别的缺陷，虽然大部分可以归因于位线本身或在它上面连接的标准存储单元的缺陷，虽然如此，也可能出现这样的情况，与位线连接的标准读出放大器有缺陷，而位线及连接在它上面的存储单元却是完好的。在这种情况下用冗余位线代替完好位线不会对存储器的有效的修理作出贡献。相反，假如用冗余元件既代替有缺陷的读出放大器也代替与它连接的位线，尽管只是标准读出放大器有缺陷，那么相对于这里所建议的解决方案可能得出不相称的高额费用。本发明有可能用冗余读出放大器代替有缺陷的标准读出放大器，而在此不必同时用冗余位线代替与有缺陷的读出放大器连接的标准位线。如果只是标准读出放大器，而不是标准位线有缺陷，在冗余情况下可以经冗余读出放大器象以前一样访问标准位线。
根据本发明的一种扩展结构集成存储器具有一种安排用于代替标准位线和同样与导线连接的冗余位线。在通过冗余位线代替标准位线的情况下，或者经标准的读出放大器或者经冗余读出放大器进行从或向连接在冗余位线上的冗余存储器单元的数据传输。这取决于是否标准读出放大器也由冗余读出放大器所代替。
这种结构的优点是，不仅标准读出放大器的缺陷可以通过采用冗余读出放大器，而且标准位线的缺陷也可以通过采用冗余位线相互独立地来修理。因此保证了很大的灵活性。此外，所存在的冗余资源(冗余读出放大器和冗余位线)可以得到最有效的利用。
按照一种扩展，对刚刚叙述的实施形式附加地或另可选择地集成存储器具有另一种冗余位线，此位线被安排用于代替标准位线和经另一个冗余读出放大器与数据导线连接。在此，标准读出放大器的缺陷可以通过冗余读出放大器来修改和标准位线的缺陷可以通过由冗余的另一位线和另一冗余读出放大器代替标准位线和其标准读出放大器来修理。
按照一种扩展，集成存储器具有一种可编程连接元件，经该元件导线与标准读出放大器连接，和具有一种可编程连接元件，经该元件导线与冗余读出放大器连接，在此，连接元件依赖于它们的编程状态是可以导电的或是不可以导电的。附加于或替代于这些连接元件地，按照一种扩展集成存储器具有一种可编程连接元件，经该连接元件标准读出放大器是与数据导线连接的，和具有一种可编程连接元件，经该连接元件冗余读出放大器是与数据导线连接的，在此，这些连接元件也依赖于它们的编程状态同样是可以导电的或是不可以导电的。连接元件通过相应的编程，依赖于冗余情况是否存在，使标准的或冗余的读出放大器与导线或与数据导线脱离电连接成为可能。由此避免错误功能和使各激活的读出放大器的电容性负载最小化。
特别有利的是，如果可编程连接元件是可逆编程的，使得其编程可以重新收回或去除。在本发明修理方法范围内，这种情况使得有可能在第一步骤中实施尝试性替换或标准读出放大器或标准位线，和也在随后还确定有缺陷的情况下将此修理实现退回。随即可以将现在定位的缺陷在使用每次另一种到目前为止尚未应用过的冗余类型的情况下进行修理。
下面借助展示本发明实施例的附图进一步说明本发明。这些附图是
图1本发明集成存储器的第一实施例，图2本发明修理方法的第一实施例，图3本发明修理方法的第二实施例，图4集成存储器的第二实施例，图5可编程连接元件的实施例。
图1示出本发明集成存储器的一种实施例。该集成存储器是一种DRAM，尽管本发明也可以应用于具有与位线连接的读出放大器的其他存储器，例如FRAM，或FeRAM(铁电存储器)。存储器具有四个标准读出放大器SAi和一个冗余读出放大器RSA1。标准读出放大器Sai经各两个第一可编程连接元件以激光熔断器F11至F14的形式与各一个导线对Li连接。DRAM具有带有选择晶体管TM和存储电容器CM的1晶体管-1存储电容器-类型的存储单元MC。选择晶体管TM的栅极与字线WL连接。存储电容器以其一个电极与地线，以其另一电极经选择晶体管TM的可控线路与位线BL连接。存储器实际上具有大量字线WL和存储单元MC，然而在图1中只示范性地示出其中的各一个。在字线和位线的交叉点上布置了存储单元。图1示出四组每组各四个位线对BL。这些组中的每一个组的各一个位线对BL经n沟道型的第一晶体管T1与导线对Li之一连接。每组的第一晶体管T1的栅极经各一个共同的列选择信号CSLi控制。在同一时刻只有列选择信号CSLi之一工作，使得只有位线组之一的位线对BL与四个导线对Li连接。
此外，四个标准读出放大器SAi经n沟道型第二晶体管T2和熔断器F1至F4形式的第二可编程连接元件与各一个数据导线对DQi相连。
读出放大器SAi，RSA1涉及的是差分读出放大器。本发明也可以应用于其读出放大器不是差分工作，而是各只与一个位线相连代替与一个位线对相连的存储器上。
此外，图1的存储器具有一个冗余读出放大器RSA1，该放大器经激光熔断器/F11至/F14形式的第三可编程连接元件对与导线对Li的各一个连接，和经激光熔断器/F1至/F4形式的第四可编程连接元件对以及经这些前置的第四晶体管T4对与数据导线对DQi的各一个连接。
图1的集成存储器，此外具有冗余位线对RBL，在本发明的其他实施例中也可能没有此种位线对。四个冗余位线对RBL是与大量冗余存储单元RMC连接的，在图1中示范性示出了其中的一个存储单元。它与冗余位线对之一的冗余位线之一连接。冗余存储单元RMC是与标准存储单元MC相同构成的，并且具有一个选择晶体管TRM和一个存储电容器CRM。冗余存储单元RMC的选择晶体管TRM用其栅极与字线WL之一连接。每个冗余位线对RBL是通过相应的第三晶体管T3与导线对Li之一连接。第三晶体管T3的栅极是与冗余列选择信号RCSL相连接的。
如果图1示出的存储器没有缺陷，则不分开第一连接元件F11至F14和第二连接元件F1至F4，而分开第三连接元件/F11至/F14和第四连接元件/F1至/F4。借此，冗余读出放大器RSA1完全与导线对Li和数据导线对DQi脱耦，并且不再影响存储器的运行。然而，如果确认标准读出放大器SAi之一是有缺陷的，例如图1最左侧的标准读出放大器SA1，则与它连接的第一连接元件F11和与它连接的第二连接元件F1被分开，而在冗余读出放大器SA1上分开连接元件/F2至/F4以及/F12至/F14，然而却不分开连接元件/F1和/F11。因为第二晶体管T2的和第四晶体管T4的栅极是通过一个共同的选择信号SW控制，所以冗余读出放大器RSA1以这种方式完全可以代替标准读出放大器SA1。如果其他的标准读出放大器SA2至SA4之一是有缺陷的，而第一标准读出放大器SA却是完好的，则电连接元件以适当的方式被分开，以便实施修理。
图1中的存储器上，借助存在冗余位线对RBL此外有可能，也对四个组之一中的一个或多个位线对BL上的缺陷进行修理。为此目的，禁止通过其列选择信号CSLi激活具有缺陷的组，并且替代于此地，冗余位线组将通过其冗余列选择信号RCSL激活。图1中示出的存储器也就是提供这样的可能性，其读出放大器SAi之一的缺陷，和其位线组之一内的缺陷相互独立地，借助冗余读出放大器RSA1或冗余位线RBL修理。
如果图1中标出的可编程连接元件F1至/F14涉及的是可逆编程元件，则是有利的。于是例如在集成存储器制成之后的基本状态中，首先连接元件F1至F14可以是导电的，而连接元件/F1至/F14是不导电的，并且依据在存储器测试范围内确定的缺陷可进行相应的再编程。图5示出一个这种类型的可逆编程的连接元件Fi；/Fi。它具有一个n沟道晶体管T，其可控沟道线路，在图1的实施例中是应安置在替代那里标出的激光熔断器的位置。其栅极与可编程寄存器L的输出端连接，在该寄存器中可以选择性地存储一个高的或一个低的电位。如果在寄存器L中存储了一个高的电位，则可编程连接元件Fi是导电的。在相反的情况下可编程连接元件是不导电的。
图4示出集成存储器的另一个实施例，在此存储器中，标准位线对BL通过第一晶体管T1又与导线对L1连接。又给第一晶体管T1的栅极输送列选择信号CSL1。导线对L1通过可编程连接元件F11，/F11一方面与标准读出放大器SA1和另一方面与冗余读出放大器RSA1连接。标准读出放大器SA1通过一对可编程连接元件F1与一个数据线对DQ1连接。冗余读出放大器RSA1通过一对可编程连接元件/F1与数据线对DQ1连接。此外图4的存储器还有一冗余位线对RBL2，该位线对通过两个第五晶体管T5与一个另外的冗余读出放大器RSA2连接。第五晶体管T5的栅极与冗余列选择信号RCSL2连接。另一冗余读出放大器RSA2通过一对可编程连接元件F21与数据线对DQ1连接。图4中标出的可编程连接元件F1，/F1，F11，/F11，F21涉及的可以例如还是激光熔断器。但是，以有利的方式涉及的是借助图5已经说明类型的可逆编程的连接元件。
在图4中示出的存储器有可能，在标准读出放大器SA1有缺陷时，用与它并联的冗余读出放大器RSA1替换此读出放大器。如果不应该进行这类的替换，则连接元件/F1和/F11不连接成导电的或分开的是适宜的。如果相反在标准读出放大器SA1处应该采用冗余读出放大器RSA1，则连接元件F1和F11不连接成导电的。如果冗余位线对RBL2不用于替换标准位线对BL，则连接元件F21也是连接成不导电的。如果相反涉及的是标准位线对BL或与此位线对连接的标准存储单元的缺陷，则该标准读出放大器SA1将不被冗余读出放大器RSA1替换，而是标准读出放大器SA1和标准位线对BL一起用另外的冗余读出放大器RSA2和冗余位线对RBL2替换。然后列选择信号CSL1的激活被抑制，并且替代于此地在同一时刻激活冗余列选择信号RCSL2。在这种情况下连接元件F21被连接成持久地导电的，而连接元件F1，/F1，F11，和/F11被连接成不导电的。
所述的实施例具有这样的优点，标准读出放大器SAi之一的缺陷可以用冗余读出放大器RSA1修理，不必使用冗余位线RBL2。标准位线BL的采用通过采用冗余读出放大器RSA1继续是可能的。因此冗余位线RBL2可以用于修理有缺陷的标准位线BL，该位线是与一个另外的标准读出放大器SAi连接的(在图4中未示出)。需要注意，尤其图4只示出实际存储器的一小部分，实际上存储器有大许多数目的标准读出放大器SAi。对图4也不应该这样来理解，给每个标准位线对BL和与此相连接的标准读出放大器SA1不仅分配一个没有冗余位线的分离的冗余读出放大器RSA1，还分配一个另外的具有冗余位线RBL2的分离的冗余读出放大器RSA2。确切地说，冗余读出放大器RSA1实际上分配给多个标准读出放大器SAi，例如从图1可以获悉。同样，另一个冗余读出放大器RSA2尤其是分配给大量具有所属标准位线对BL的标准读出放大器SAi，其中它每次可以替换一个。
在前面说明的存储器上有可能进行存储器的测试，在测试时，通过数据线对DQ1和标准读出放大器SAi，导线对Li及标准位线对BL将数据写入存储单元MC，和随后又从这些存储单元中以相反的方向读出数据。如果此时断定有缺陷并且可以查明，这样的缺陷涉及的是标准读出放大器SAi之一或是标准位线对BL之一，则可以依据这个测试结果目标明确地将有关的标准读出放大器SAi用冗余读出放大器RSA1替换，或者将有关的有缺陷的标准位线对BL或各四个位线对BL组成的整个位线组用相应的冗余位线RBL替换。
在图2中示出了用于图1、具有按图5可逆编程连接元件F1至/F14的、集成存储器的修理方法的实施例。首先通过经标准读出放大器SAi的写入数据和读出数据测试存储单元MC。如果此时查明没有缺陷，则测试结束并标明该存储器完好。如果相反查出缺陷，并且不清楚，该缺陷究竟是基于有关标准读出放大器SAi的缺陷，还是基于位线BL之一或与此位线相连接的存储单元MC的缺陷，则有关标准读出放大器SAi用冗余读出放大器RSA1替换。随后重复测试在其上在此之前查出了缺陷的那些存储单元。如果该缺陷能够因此被排除，则该缺陷确实在被替换的标准读出放大器SAi处，于是可以结束该修理方法。如果该缺陷却仍然存在，则有关标准读出放大器SAi用冗余读出放大器RSA1的修理被去除或复原，并且将与这个标准读出放大器SAi连接的标准位线BL用冗余位线RBL替换。随后结束该修理方法，因为显然该缺陷不是位于标准读出放大器SAi处，而是位于它的位线BL之一处。
图3示出图1存储器的另一种修理方法。存储单元又是以上述方式通过写入和读出数据被测量。如果此时查明一个缺陷，并且不清楚，究竟标准读出放大器SAi之一还是与此读出放大器连接的标准位线BL是有缺陷的，则在此方法中首先用冗余位线RBL替换相应的标准位线BL。
随后重新测量在此之前在其检查时曾查明缺陷的那些存储单元。如果此时没有查出缺陷，显然完成的修理是成功的，而且缺陷确实曾位于被替换的标准位线之一上。如果却仍然查明有缺陷，则去除对位线的修理，并且替代于此地用冗余读出放大器RSA1替换相应的标准读出放大器SAi。显然所查出的缺陷只还可能是通过被替换的标准读出放大器SAi引起的。从而结束了此种修理方法。
在按图2和3的修理方法中，依据每次所实施的修理，进行可编程连接元件F1，…，/F14的编程。这种编程为了使去除修理成为可能优先是可逆编程的，例如是图5所示类型的。在实施所选修理方法期间有时多次改变其编程。
权利要求
1.集成存储器-具有标准位线(BL)用于从或向连接在它上面的标准存储单元(MC)传输数据，-具有标准读出放大器(SA1)，此读出放大器一方面经导线(L1)与标准位线(BL)连接，另一方面与数据线(DQ1)连接，并且此读出放大器用于放大从标准存储单元(MC)读出的数据，-和具有冗余读出放大器(RSA1)，用于在冗余情况下替换标准读出放大器(SA1)，此冗余读出放大器同样一方面与导线(L1)连接和另一方面与数据线(DQ1)连接，和在冗余情况下用于放大从标准存储单元(MC)读出的数据。
2.按权利要求1的集成存储器，-具有冗余位线(RBL)，安排用于替换标准位线(BL)，和同样与导线(L1)连接，-在此集成存储器上，在用冗余位线(RBL)替换标准位线(BL)的情况下，从或向连接在冗余位线(RBL)上的冗余存储单元(RMC)的数据传输或经标准读出放大器(SA1)或经冗余读出放大器(RSA1)进行。
3.按权利要求1的集成存储器，具有另一个冗余位线(RBL2)，安排用于替换标准位线(BL)，并且经另一个冗余读出放大器(RSA2)与数据线(DQ1)连接。
4.按权利要求1的集成存储器，-具有可编程连接元件(F11)，导线(L1)经此连接元件与标准读出放大器(SA1)连接，-和具有可编程连接元件(/F11)，导线(L1)经此连接元件与冗余读出放大器(RSA1)连接，-其中连接元件依据其编程状态是导电的或是不导电的。
5.按权利要求1的集成存储器，-具有一个可编程连接元件(F1)，标准读出放大器(SA1)经此可编程连接元件与数据线(DQ1)连接，-和具有一个可编程连接元件(/F1)冗余读出放大器(RSA1)经此可编程连接元件与数据线(DQ1)连接，-其中连接元件依据其编程状态是导电的或是不导电的。
6.按权利要求4或5的集成存储器，其可编程连接元件(F11，/F11，F1，/F1)是可逆编程的。
7.修理集成存储器的方法，该存储器具有-标准位线(BL)用于从或向连接在它上面的标准存储单元(MC)传输数据，-标准读出放大器(SA1)，此读出放大器一方面经导线(L1)与标准位线(BL)连接，另一方面与数据线(DQ1)连接，和用于放大从标准存储单元(MC)读出的数据，-冗余读出放大器(RSA1)，用于在冗余情况下替换标准读出放大器(SA1)，此冗余读出放大器同样一方面与导线(L1)连接和另一方面与数据线(DQ1)连接，并且在冗余情况下用于放大从标准存储单元(MC)读出的数据，-和冗余位线(RBL)，用于替换标准位线(BL)，具有下列步骤-检查具有连接在其上标准存储单元(MC)的标准读出放大器(SA1)和标准位线(BL)-和在标准读出放大器(SA1)有缺陷情况下此读出放大器用冗余读出放大器(RSA1)替换，和在标准位线(BL)或标准存储单元(MC)之一有缺陷情况下，此位线或存储单元将用冗余位线(RBL)替换。
8.按权利要求7修理集成存储器的方法，该集成存储器的冗余位线(RBL)同样与导线(L1)连接，具有下列步骤-通过经标准读出放大器(SA1)的写入和读出检查标准位线(BL)的标准存储单元(MC)，-在有缺陷的情况下用冗余位线(RBL)替换标准位线(BL)，-通过经标准读出放大器(SA1)的写入和读出检查冗余位线(RBL)的冗余存储单元(RMC)，-假若此时还是查明一个缺陷，则取消用冗余位线(RBL)替换标准位线(BL)，并且用冗余读出放大器(RSA1)替换标准读出放大器(SA1)。
9.按权利要求7的方法具有下列步骤-通过经标准读出放大器(SA1)的写入和读出检查标准位线(BL)的标准存储单元(MC)，-在有缺陷的情况下用冗余读出放大器(RSA1)替换标准读出放大器(SA1)，-通过经冗余读出放大器(RSA1)的写入和读出检查标准位线(BL)的标准存储单元(MC)，-假若此时还是查明一个缺陷，则取消用冗余读出放大器(RSA1)替换标准读出放大器(SA)，并且用冗余位线(RBL)替换标准位线(BL)。
全文摘要
集成存储器具有用于从或向连接在它上面的标准存储单元(MC)传输数据的标准位线(BL),以及标准读出放大器(SA1),此读出放大器一方面经导线(L1)与标准位线(BL)连接,另一方面与数据线(DQ1)连接和用于放大从标准存储单元(MC)读出的数据。此外,存储器具有冗余读出放大器(RSA1)用于在冗余情况下替换标准读出放大器(SA1),此冗余读出放大器同样一方面与导线(L1)连接和另一方面与数据线(DQ1)连接,并且在冗余情况下用于放大从标准存储单元(MC)读出的数据。
文档编号G11C29/00GK1331819SQ99814929
公开日2002年1月16日 申请日期1999年12月1日 优先权日1998年12月22日
发明者H·赫尼格施米德, G·布劳恩, A·马蒂克 申请人:因芬尼昂技术股份公司