[发明专利]组相联的修复高速缓存系统和方法

说明书

技术领域

【0001】本发明一般涉及存储器器件；并且，更具体地，涉及用于修复/替换存储器器件中的故障存储器位置的系统和方法。

背景技术

【0002】半导体存储器器件的存储容量持续增长，而存储器器件制造于其上的集成电路管芯却在持续减小。结果，存在于存储器器件中的存储器单元的数量和存储器器件的复杂度也持续上升。额外的存储器单元和复杂度需要额外的传感放大器、供电电路、寻址机构、解码器等。此外，存在于存储器器件中的元件和结构的尺寸也必须根据额外的存储容量而缩减。结果，与现有技术、更小存储容量的存储器器件的存储器单元相比，存储器器件的存储器单元可能对缺陷、残留物(residue)，以及污染物更加敏感。这些缺陷和污染物可能引起存储器单元不起作用及不可用。

【0003】减轻缺陷和污染物和减少所造成的有缺陷的单元的一种方法是通过使用更紧密的半导体制造工艺控制和电路图布局设计或体系结构。然而，不断缩减的尺寸及在存储容量上的增加可能会抵消掉紧密工艺控制和电路图设计或体系结构改进所带来的好处。结果，极大数量的存储器器件被制造成包含了一个或更多个有缺陷的存储器单元。没有某个类型的校正机制，这些存储器器件可能不可用或在使用它们时引起错误。

【0004】一种校正机制是为存储器器件制造一些冗余行。除了存储器单元的原始行之外，形成这些数量的冗余行。然后，在测试期间，识别出故障存储器单元和相联系的行。随后，使用诸如熔丝的选择装置来使冗余行能够替换被识别的缺陷行。结果，到原始行中的存储器单元的寻址就被重新路由到替换的、存储器单元的冗余行。因此，缺陷存储器单元/行对于外部装置是不明显的。

【0005】另一种校正机制是，除了存储器单元的原始列之外，为存储器器件制造一些冗余列。然后，在测试期间，识别出缺陷或故障存储器单元/列。随后，通过使用诸如熔丝的选择装置来使用一个或更多个冗余列替换相联系的列。结果，到位于缺陷/故障列中的存储器单元的寻址就被重新路由到被指派的存储器单元的冗余列。外部装置不知道这些缺陷存储器单元/列。

【0006】上述校正机制(冗余行替换和冗余列替换)的一个问题是，大量非故障单元不必要地被替换。例如，在冗余行机制下，单个故障存储器单元要求包含该单个故障存储器单元的整行被替换。在存储器单元中的单个行可具有大量的存储器单元，例如512或1024个存储器单元。因此，一个故障存储器单元可造成该行中的其它单元(例如，511个或1023个)被替换。通过消耗管芯上可贵的空间来提供冗余行和/或列，这种低效性会减少存储器器件的存储容量。

发明内容

【0007】本发明有助于存储器器件的按比例缩小(scaling)及其操作。使用相对高效的修复高速缓存系统而不是完全的行或列替换，来校正或修复被识别的故障存储器单元。可能增加的效率会允许使用比传统机制更少的修复存储器单元，从而节省了管芯面积。

【0008】修复高速缓存系统存储了一列修复高速缓存区域和多列与修复高速缓存区域相联系的局部修复位置地址。此外，修复高速缓存系统保存了修复数据位置，其可被用于修复或替换存在于主存储器中的故障存储器单元。在操作期间，匹配的修复高速缓存区域和匹配的局部修复位置地址可访问修复数据位置。公开了其它系统和方法。

【0009】通过下文对示例实施例的详细描述，本发明的优点和特征将变得明显。

附图说明

【0010】本发明的示例实施例将参考附图加以描述，其中：

【0011】图1A是示意图，其图解说明了可能由化学机械平坦化引起的随机的孤立缺陷。

【0012】图1B是示意性截面图，其图解说明了可能由存储器器件制造期间的孔和接触空隙(contact void)引起的随机的孤立缺陷。

【0013】图1C示意性地描述了在实例半导体器件中的鼓泡(blister)的形成。

【0014】图2A图解说明了其中具有随机缺陷的非易失性存储器的存储器阵列。

【0015】图2B显示了非易失性存储器单元。

【0016】图3A图解说明了修复行校正机制。

【0017】图3B图解说明了修复列校正机制。

【0018】图3C图解说明了块修复校正机制。

【0019】图4图解说明了根据本发明原理的修复高速缓存的操作。

【0020】图5图解说明了存储器阵列的一部分，其被配置用于根据本发明原理的组相联的修复高速缓存(set associative repair cache)。

【0021】图6是方框图，其图解说明了根据本发明原理的修复高速缓存系统。