感测放大器列冗余的制作方法
【专利说明】感测放大器列冗余
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年3月15日提交的美国非临时申请号13/837，874的优先权，其全部内容通过援引纳入于此。
技术领域
[0003]本申请涉及具有列冗余的存储器，尤其涉及具有密度增加的I/O移位列冗余的存储器。
[0004]背景
[0005]列冗余允许存储器阵列用冗余列代替坏列。可使用感测放大器(SA)移位或I/O移位来执行这种冗余。具有感测放大器移位的存储器100示于图1中。两个独立的存储器阵列或存储器组被包括在存储器100中:组I阵列和组O阵列。每个存储器组具有其自己的一组感测放大器101用于感测存储器组的位线。每个感测放大器101从来自其相应存储器组的四条相应位线102进行感测。换言之，就给定存储器组的每个感测放大器101而言，存在4:1位线复用。一读线阵列104由用于存储器组O和存储器组I的感测放大器101所共享。位线102、组O和组I中的存储器单元、以及相应的感测放大器101和读线104在这里被表示为“列”。换言之，列指的是任一给定存储器组中驱动感测放大器的读线104的结构。该结构将当然包括感测放大器101和相关联的位线102以及耦合于那些相关联的位线102的存储器单元。
[0006]为了例示清楚起见，在存储器100中仅单个初始列135和后续列135由虚线标定。每个列135包括存储器组O和存储器组I中的四条相应位线102。如存储器领域中所已知的，每个感测放大器101被配置成响应于一感测使能信号(未例示出)。如果到某一给定感测放大器101的感测使能信号有效，则该感测放大器101将位判决驱动输出到其读线104上。
[0007]存储器100通过从输出级120输出检出字Dout来响应于读操作。Dout是从第一字位Dout[l]至最后字位Dout[32]的32位宽检出字。每个字Dout根据它是从奇列还是偶列被感测出而可以是奇字或偶字。换言之，列135被分成奇(E)列和偶(O)列。偶列包括用于每个存储器组的偶感测放大器。类似地，奇列包括用于每个存储器的奇列。第一偶列和第一奇列对应于Dout [I]，这取决于该字是偶还是奇。类似地，第二偶列和第二奇列对应于Dout [2]，且以此类推使得第32偶列和第32奇列对应于Dout [32]。给定用于每个字位的这种奇或偶值，输出级120中的第一级2:1复用器125允许关于每个字位的8:1位线复用。
[0008]正像奇和偶列对那样，每个复用器125对应于字Dout中的某一位位置。例如，第一复用器125对应于Dout [I]，第二复用器125对应于Dout [2]，以此类推。每个复用器125可关于其SI和S2输入在偶列和奇列之间选择以用于其相应的字位。例如，初始复用器125在其S2输入接收第一偶列135的读线104，以及在其SI输入接收第一奇列的读线104。每个复用器125从而可被认为接收一奇输入和一偶输入。
[0009]到感测放大器101的感测使能信号区分偶列和奇列，还区分各组。用于某一给定存储器组的感测使能信号可从而具有触发从偶感测放大器感测偶位的偶状态和触发从奇感测放大器感测奇位的奇状态。在默认状态(无列差错)，复用器125于是被控制来根据Dout是奇字还是偶字来选择它们的奇或偶输入。
[0010]由于跨两个存储器组共享单条读线104，因此某一给定列135的仅存储器组I部分或仅存储器组O部分中的缺陷破坏了该偶列或奇列的有效性。在感测放大器冗余方案中，这一有缺陷的列被相同奇类或偶类的后续列代替。为了执行，这种代替需要第二级复用器130。
[0011 ] 针对每个字位有一个复用器130。从而，第一复用器130选用于Dout [I]，第二复用器130选用于Dout [2]，以此类推。由于两级2:1复用，除了用于Dout[32]的最后复用器130之外，每个复用器130可最终从来自两个偶和奇列对的位判决进行选择。来自用于某一给定字位的偶和奇列对的位判决可被称为用于该输出位的复用器130的未移位的位判决。例如，来自第一位偶列和奇列的位判决将是用于Dout[l]的复用器130的未移位的位判决。此外，从第一复用器130至倒数第二复用器130中的每个复用器130具有用于接收来自后续位的偶和奇列对的位判决的SI输入。该位判决可被表示为经移位的位判决。例如，第一复用器130可在其SI输入选用来自第二位偶和奇列对的位判决。但是，对于第三十二位的偶和奇列来说不存在后续列。该最终位的复用器130的SI输入接收来自冗余列140的冗余读线145。冗余列140包括用于从每个存储器组中的冗余位线110进行感测的冗余感测放大器105。
[0012]注意，冗余列140可以是偶列或奇列，这取决于存储器100具有有缺陷的偶列还是有缺陷的奇列。换言之，冗余感测放大器105响应于感测使能信号，而不管感测使能信号处于偶状态还是奇状态。如果存储器100中从无任何有缺陷的列，则将不需要任何复用器130。但是在感测放大器移位方案中，有缺陷的偶或奇列被关于其偶或奇类的紧接着的后续列代替。例如，假设第一位偶列是有缺陷的。该初始偶列135的功能随后将被第二位偶列所承担，该第二位偶列是该有缺陷的第一位偶列的后续偶列。
[0013]为了允许对某一给定的有缺陷的偶或奇列进行这种代替，每个复用器130可要么选用其未移位的(S2)输入要么选用其经移位的(SI)输入。例如，假设某一偶列是有缺陷的，但是一奇字正从存储器100被读取。在这样的情况下，每个复用器130被控制来选用其未移位的输入。但是当一偶字被感测时，复用器130被控制来选用它们的经移位的输入或未移位的输入，这取决于它们的关于有缺陷的列的位位置。例如，如果缺陷位于第i偶列，其中i是指示出该列的位位置的整数。该位位置之前的复用器130不执行移位。但是对应于该第i位位置以及后续的复用器130被控制来选用它们的经移位的输入。冗余列140于是将充当最后的(在该实施例中是第三十二)偶列。如果第i奇列是有缺陷的，则当一奇字正从存储器100中被读取时将会对复用器130发生类似控制。但是冗余列140然后将充当最后奇列。这种通过复用器125和130的SA移位需要相当复杂的控制逻辑。而且，注意到每个偶和奇列具有其自己的读线104，这使得最终的布线和布图复杂化。
[0014]替代SA移位，可实现一种I/O移位冗余方案。图2示出用于8:1位线复用(多路复用)存储器200的I/O移位冗余方案。在I/O移位冗余方案中不需要第二级复用器。相反，单级2012:1复用器210可选用于字Dout。在存储器200中，字Dout也是32位宽，从位Dout[I]至位Dout[32]。列202如关于存储器100的偶和奇列对所讨论的那样被组织。从而，在默认(无有缺陷的列)状态，每个偶和奇列对对应于Dout中的一位位置。存在对应于Dout[l]的第一对偶和奇列、对应于Dout[2]的第二对、以此类推，使得最终列对(在该实施例中是第三十二列对)对应于Dout [32]。
[0015]每一列202包括存储器单元(未示出)和与相应的感测放大器205相关联的4条位线，根据列类型，该感测放大器可被分类为偶或奇感测放大器。但是不同于存储器100，每条读线206由一存储器组内每个类型的感测放大器所共享:一个奇感测放大器和一个偶感测放大器。为了区分用于一存储器组中的相应一组感测放大器的这一共享的读线，读线206将被表示为负载线。相反，术语“读线”将被保留用于诸如存储器100之类的应用，其中读线不被任何给定存储器组内的其他感测放大器共享。负载线206被每个列对中的偶感测放大器和奇感测放大器共享。负载线206被包括2:1复用器210的I/O块201接收。类似于复用器130，每个复用器210可从未移位的列对或经移位的列对进行选择。例如，用于Dout [I]的复用器201可在其SI输入选用未移位的列对(第一对)，而在其S2输入选用经移位的列对(第二对)。但是没有对应于Dout [32]的经移位的列。从而，用于Dout [32]的复用器210在其经移位的输入处选用冗余列对240的冗余负载线211。
[0016]由于每个列对共享公共的负载线206，即使其奇或偶列中仅一个列有缺陷，该列对也将是有缺陷的。I/O移位从而关于感测放大器对(或等效地，列对)发生，且不敏感于具体有缺陷的列是奇还是偶。与SA移位方案相比，用于复用器210的控制逻辑从而被简化。例如，假设一给定列对是有缺陷的。在默认情