[發明專利]組相聯的修復高速緩存系統和方法

無效

• 申請號: 200580040939.X
• 申請日: 2005-09-30
• 公開（公告）號: CN101069162A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: J·Y·方
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: G06F11/00
• 分類號: G06F11/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

【0001】本發明一般涉及存儲器器件；并且，更具體地，涉及用于修復/替換存儲器器件中的故障存儲器位置的系統和方法。

背景技術

【0002】半導體存儲器器件的存儲容量持續增長，而存儲器器件制造于其上的集成電路管芯卻在持續減小。結果，存在于存儲器器件中的存儲器單元的數量和存儲器器件的復雜度也持續上升。額外的存儲器單元和復雜度需要額外的傳感放大器、供電電路、尋址機構、解碼器等。此外，存在于存儲器器件中的元件和結構的尺寸也必須根據額外的存儲容量而縮減。結果，與現有技術、更小存儲容量的存儲器器件的存儲器單元相比，存儲器器件的存儲器單元可能對缺陷、殘留物(residue)，以及污染物更加敏感。這些缺陷和污染物可能引起存儲器單元不起作用及不可用。

【0003】減輕缺陷和污染物和減少所造成的有缺陷的單元的一種方法是通過使用更緊密的半導體制造工藝控制和電路圖布局設計或體系結構。然而，不斷縮減的尺寸及在存儲容量上的增加可能會抵消掉緊密工藝控制和電路圖設計或體系結構改進所帶來的好處。結果，極大數量的存儲器器件被制造成包含了一個或更多個有缺陷的存儲器單元。沒有某個類型的校正機制，這些存儲器器件可能不可用或在使用它們時引起錯誤。

【0004】一種校正機制是為存儲器器件制造一些冗余行。除了存儲器單元的原始行之外，形成這些數量的冗余行。然后，在測試期間，識別出故障存儲器單元和相聯系的行。隨后，使用諸如熔絲的選擇裝置來使冗余行能夠替換被識別的缺陷行。結果，到原始行中的存儲器單元的尋址就被重新路由到替換的、存儲器單元的冗余行。因此，缺陷存儲器單元/行對于外部裝置是不明顯的。

【0005】另一種校正機制是，除了存儲器單元的原始列之外，為存儲器器件制造一些冗余列。然后，在測試期間，識別出缺陷或故障存儲器單元/列。隨后，通過使用諸如熔絲的選擇裝置來使用一個或更多個冗余列替換相聯系的列。結果，到位于缺陷/故障列中的存儲器單元的尋址就被重新路由到被指派的存儲器單元的冗余列。外部裝置不知道這些缺陷存儲器單元/列。

【0006】上述校正機制(冗余行替換和冗余列替換)的一個問題是，大量非故障單元不必要地被替換。例如，在冗余行機制下，單個故障存儲器單元要求包含該單個故障存儲器單元的整行被替換。在存儲器單元中的單個行可具有大量的存儲器單元，例如512或1024個存儲器單元。因此，一個故障存儲器單元可造成該行中的其它單元(例如，511個或1023個)被替換。通過消耗管芯上可貴的空間來提供冗余行和/或列，這種低效性會減少存儲器器件的存儲容量。

發明內容

【0007】本發明有助于存儲器器件的按比例縮小(scaling)及其操作。使用相對高效的修復高速緩存系統而不是完全的行或列替換，來校正或修復被識別的故障存儲器單元。可能增加的效率會允許使用比傳統機制更少的修復存儲器單元，從而節省了管芯面積。

【0008】修復高速緩存系統存儲了一列修復高速緩存區域和多列與修復高速緩存區域相聯系的局部修復位置地址。此外，修復高速緩存系統保存了修復數據位置，其可被用于修復或替換存在于主存儲器中的故障存儲器單元。在操作期間，匹配的修復高速緩存區域和匹配的局部修復位置地址可訪問修復數據位置。公開了其它系統和方法。

【0009】通過下文對示例實施例的詳細描述，本發明的優點和特征將變得明顯。

附圖說明

【0010】本發明的示例實施例將參考附圖加以描述，其中：

【0011】圖1A是示意圖，其圖解說明了可能由化學機械平坦化引起的隨機的孤立缺陷。

【0012】圖1B是示意性截面圖，其圖解說明了可能由存儲器器件制造期間的孔和接觸空隙(contact?void)引起的隨機的孤立缺陷。

【0013】圖1C示意性地描述了在實例半導體器件中的鼓泡(blister)的形成。

【0014】圖2A圖解說明了其中具有隨機缺陷的非易失性存儲器的存儲器陣列。

【0015】圖2B顯示了非易失性存儲器單元。

【0016】圖3A圖解說明了修復行校正機制。

【0017】圖3B圖解說明了修復列校正機制。

【0018】圖3C圖解說明了塊修復校正機制。

【0019】圖4圖解說明了根據本發明原理的修復高速緩存的操作。

【0020】圖5圖解說明了存儲器陣列的一部分，其被配置用于根據本發明原理的組相聯的修復高速緩存(set?associative?repair?cache)。

【0021】圖6是方框圖，其圖解說明了根據本發明原理的修復高速緩存系統。