[发明专利]一种存储器

说明书

技术领域

本发明属于存储器技术领域，具体涉及用冗余阵列修复存储的存储阵列中的缺陷/失效存储单元的存储器，尤其涉及一种带阻变存储器(Resistive Memory)阵列和冗余阵列以实现缺陷/失效存储单元的修复的存储器。

背景技术

图1所示为现有技术的存储器基本结构示意图。如图1所示，现有的存储器都是通过其中规则的存储阵列101(图中一个小方块代表存储阵列中的一个存储单元)来存储数据的。从图1中可以看到，存储阵列是由m行、n列、共m×n个存储单元构成。每个存储单元(例如存储单元106)是最基本的结构单元，其可以存储一位或者多位数据。

另外，如图1所示，存储器还包括存储阵列外围的译码器，其可以用来选中存储阵列中的特定存储单元。译码器一般可以分为行译码器102和列译码器103。例如，如果要选中存储单元106，则行译码器102根据输入的相应的行地址选中行104、列译码器根据输入的相应的列地址选中列105，这样就可以通过外围的读写电路(图中未示出)对选中的存储单元106进行读、写或刷新等操作，而其他未选中的存储单元则不会受到影响，保持原来的值。

随着存储器要求越来越高的存储容量，出于成本的考虑，存储器中每个存储阵列的容量也随之不断增大。而在制造工序中，高整合、高密度的存储阵列更容易出现较多的缺陷存储单元。因此，随着存储器容量的增加、工艺特征尺寸的减小，在存储阵列中容易出现更多的缺陷/失效的存储单元，这从一定程度上影响了存储器的良率。如果存储阵列中存在一个缺陷或者失效的存储单元，那就意味着不能正确地对其进行读写等操作，即不能对其写入所需要的数据，或者不能读出所存储的正确的值。这种错误会引起一系列问题，例如，导致整个计算机体系的运行出现问题等，因此需要完全避免。为解决这一问题，现有技术中提出了使用冗余阵列的方案。

图2所示为现有技术的带冗余阵列(Redundant Array)的存储器基本结构示意图。如图2所示，为避免存储阵列中的缺陷/失效单元带来的影响，一般采用增加冗余行(Redundant Rows)、冗余列(Redundant Columns)的方法从逻辑上解决存储器缺陷或者失效的问题。冗余行、冗余列中的存储单元一般在结构上与存储阵列中的存储单元一样，也和存储阵列一起同时制造。其中，300就是带冗余行和冗余列的冗余阵列(图中方格填充示意部分)，图2中示意性地给出了两行两列的冗余阵列，其中301A、301B是2条冗余行；302A、302B是2条冗余列。增加冗余行阵列后可以对原来基本阵列中的一个或多个缺陷进行修复，以下结合图2进行说明。

一般在芯片制造完成后，会首先采用晶圆级测试(wafer-level test)或者芯片的内建自测试(BIST)进行可靠性测试，以发现存储阵列中的缺陷/失效单元。若在测试后发现，例如，在基本的m×n的存储阵列中存在3个缺陷或失效的存储单元(如图2中的3个被斜方格填满的单元)无法正常工作，分别位于R2-C2、R2-C(n-1)和R(m-1)-C3。由于R2-C2和R2-C(n-1)位于同一行、因此可以用冗余行301B来修复原来存在缺陷的R2行，即当输入行地址通过行译码器102选中R2进行操作时，会自动跳转到RR2，即此时RR2会被选中，原来的R2则不会被选中。同样的，对于R(m-1)-C3处的缺陷，可以用冗余列302A来修复原来的C3列，即每次要选中C3列时都会自动跳转到选择RC1列。

因此，在使用新的冗余行或冗余列来代替原来阵列中的缺陷/失效单元后，每当要访问原来阵列中的缺陷/失效的存储单元时，都会自动跳转到相应的冗余行或冗余列中的存储单元。这样就避免了对存在缺陷/实效的单元进行读写而得到错误的数据，提高了存储器的可靠性。

增加的冗余行或者冗余列除了可以修复原来基本存储阵列中存在的缺陷/失效单元外，还可以修复冗余行或者冗余列中的缺陷/失效的存储单元。例如，冗余存储单元RR2-C1存在缺陷/失效单元，则同样可以采用冗余行RR1修复冗余行RR2，或者采用冗余列RC1、RC2修复列C1的方法，来实现用正常工作的存储单元来代替存在缺陷/失效现象的存储单元RR2-C1。

以上对原基本存储阵列所增加的2条冗余行、2条冗余列只是示例性说明的实施方式而已。一般来说，冗余阵列中的冗余行或冗余列的数量根据存储阵列的容量大小以及存储阵列的良率来决定。存储阵列越大、良率越低，所需要的冗余行、冗余列就越多。