DE4110155A1 - Halbleiterspeicherbauelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterspeicherbauelement, das in Speichern hoher Speicherdichte mit 16 Megabit oder mehr Verwendung finden kann.

Im Stand der Technik haben Halbleiterspeicherbauelemente eine gefaltete oder eine offene Bitleitungsstruktur.

Fig. 5 zeigt die Leitungsführung eines konventionellen Halb­ leiterbauelementes mit einer gefalteten Bitleitungsstruktur, die ein Paar von Bitleitungen BL und aufweist, die zuein­ ander benachbart parallel angeordnet sind. Die Bitleitung BL hat die Form einer geraden Linie mit Bitleitungskontakten 1, die auf beiden Seiten jeweils vergrabene Kontakte 2a und 2b aufweisen. Die Bitleitung weist Bitleitungskontakte 3 auf, die auf beiden Seiten jeweils vergrabene Kontakte 4a und 4b aufweisen, und zwischen den vergrabenen Kontakten 2a und 2b benachbart zur Bitleitung BL angeordnet sind.

Fig. 6 zeigt einen Schaltkreis, der das Halbleiterspeicher­ bauelement von Fig. 5 darstellt. Dargestellt sind Wortlei­ tungen WL. Wird eine der Wortleitungen WL ausgewählt, so wird eine ausgewählte Zelle in der Zellenanordnung 5, die mit der Wortleitung WL verbunden ist, eingeschaltet, und eine Zelle, die mit einer benachbarten entsprechenden Wort­ leitung WL verbunden ist, wird abgeschaltet. In der Bitlei­ tung BL wird eine Referenzspannung zur Verfügung gestellt, so daß im Vergleich zur Referenzspannung ein elektrisches Potential durch eine elektrische Ladung, die aus der ausge­ wählten Zelle fließt, verändert wird. Das Bitleitungspaar BL und ist mit dem Abfrageverstärker SA verbunden, so daß eine Potentialdifferenz festgestellt wird.

Fig. 7 zeigt die Leitungsführung eines konventionellen Halb­ leiterspeicherbauelements mit einer offenen Bitleitungs­ struktur und zueinander benachbarten parallelen Bitleitungen BL. Die beiden Bitleitungen BL weisen die gleiche Form einer geraden Linie mit Bitleitungskontakten 6 und jeweils vergra­ benen Kontakten 7a und 7b auf beiden Seiten auf.

Fig. 8 zeigt einen Schaltkreis, der das Halbleiterspeicher­ bauelement gemäß Fig. 7 darstellt. Zwischen den Zellenanord­ nungen 8a und 8b sind Abfrageverstärker SA vorgesehen, so daß die Zellenanordnungen 8a und 8b über die Bitleitungen BL gelesen werden können.

Halbleiterspeicherbauelemente mit gefalteter Bitleitungs­ struktur sind relativ unempfindlich gegen äußeres Rauschen und erleichtern die Anordnung von Abfrageverstärkern. Jedoch verengt sich mit zunehmender Speicherdichte der Abstand zwi­ schen den Bitleitungen, und es kommt zum Anwachsen einer pa­ rasitären Kapazität zwischen den Bitleitungen. Halbleiter­ speicherbauelemente mit offener Bitleitungsstruktur können für Speicher der 4 Megabit-Klasse verwendet werden, jedoch bei ihrer Anwendung in Speichern hoher Speicherdichte der 16 Megabit-Klasse und höher wird die Anordnung der Abfragever­ stärker mit abnehmenden Abmessungen der Speicherzellen schwierig. Außerdem steigt die angeschlossene Last, und die Potentialdifferenz für das Lesen fällt entsprechend der Ver­ engung des Abstandes zwischen den Bitleitungen, so daß die Lesezeit verzögert wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterspeicherbauelement mit einer gefalteten Bitlei­ tungsstruktur zur Verfügung zu stellen, wobei die Bitlei­ tungslänge pro Einheitszelle verringert ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche ge­ löst.

Bei der Lösung geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, die Bitleitungskontakte durch nur eine Bitleitung pro Bau­ element zickzackförmig zu verbinden.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die freien Abstände auf dem Bauelement ungefähr zweimal größer als bei bekannten Halbleiterspeicherbauelementen mit offener Bitlei­ tungsstruktur sind. Auf diese Weise wird die Anordnung von Abfrageverstärkern SA erleichtert und die parasitäre Kapazi­ tät zwischen den Bitleitungen verringert. Die Reduzierung der Bitleitungslänge um die Hälfte pro Einleitzelle senkt außerdem die Lesezeit erheblich.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Bitleitungsanordnung eines Halbleiterspeicher­ bauelements in einer ersten erfindungsgemäßen Aus­ führungsform;

Fig. 2 einen Schaltkreis des Bauelements gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Bitleitungsanordnung eines Halbleiterspeicher­ bauelements in einer zweiten erfindungsgemäßen Aus­ führungsform;

Fig. 4 einen Schaltkreis des Bauelements gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Bitleitungsanordnung eines konventionellen Halbleiterspeicherbauelements mit einer gefalteten Bitleitungsstruktur;

Fig. 6 einen Schaltkreis des Bauelements gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine Bitleitungsanordnung eines konventionellen Halbleiterspeicherbauelements mit einer offenen Bit­ leitungsstruktur; und

Fig. 8 einen Schaltkreis des Bauelements gemäß Fig. 7.

Fig. 1 zeigt die Bitleitungsanordnung in einer ersten erfin­ dungsgemäßen Ausführungsform. Anstelle des Paares von Bit­ leitungen BL, bzw. BL, BL gemäß Fig. 5 enthält das erfin­ dungsgemäße Halbleiterspeicherbauelement nur noch eine Bit­ leitung BL. Diese kontaktiert in Form einer Zickzacklinie rechtwinklig zur geradlinigen Leitungsführung die Kontakte 11 auf der oberen und unteren Seite des Bauelements.

Theoretisch ist die RC-Verzögerung des Bauelements gemäß Fig. 7 gleich R×(CJ+CB), wobei R der Widerstand der Bitlei­ tung, CJ die Übergangskapazität und CB die Bitleitungskapa­ zität ist. Dagegen beträgt die RC-Verzögerung bei der Erfin­ dung, die nur eine Bitleitung bei der gleichen Zellenzahl aufweist, R/2×(CJ+CB/2). Daher wird erfindungsgemäß die RC- Verzögerung verringert und die Operationsgeschwindigkeit er­ höht.

Fig. 2 zeigt einen Schaltkreis für das Bauelement gemäß Fig. 1. Wird in der Zellenanordnung 13a eine Wortleitung WL aus­ gewählt, so werden die Zellen, die mit der ausgewählten Wortleitung WL verbunden sind, eingeschaltet. In der Zellen­ anordnung 13a sind die Bitleitungen BL mit den Abfragever­ stärkern SA verbunden. Andererseits sind die Zellen, die mit einer entgegengesetzten Wortleitung WL in der Zellenanord­ nung 13b verbunden sind, abgeschaltet, und die Bitleitungen BL sind mit den Abfrageverstärkern SA verbunden. Daher kön­ nen die Daten entsprechend einer Potentialdifferenz zwischen der ausgewählten Bitleitung BL und der Bitleitung , die eine Referenzspannung aufweist, gelesen werden.

Fig. 3 zeigt die Bitleitungsanordnung in einer zweiten er­ findungsgemäßen Ausführungsform. Die Bitleitungskontakte 11 sind unter einem schrägen, vorzugsweise stumpfen Winkel mit­ einander verbunden.

Fig. 4 zeigt einen Schaltkreis des Bauelements gemäß Fig. 3.

Wie aus der obigen Darstellung zu ersehen ist, weist die Er­ findung ungefähr die doppelte Zellenzahl pro Einheitsbitlei­ tungslänge im Vergleich mit den Halbleiterspeicherbauelemen­ ten im Stand der Technik auf. Die Verwendung von nur einer Bitleitung für dieselbe Zahl von Zellen wie im Stand der Technik verringert den Widerstand und die parasitäre Kapazi­ tät der Bitleitungen. Die Lesespannung zum Lesen der Daten wird erhöht und die Art sowie die Geschwindigkeit der Opera­ tion werden verbessert.

Infolge der Vergrößerung des Abstandes zwischen den Bitlei­ tungen um etwa die Hälfte und der Verringerung der parasitä­ ren Kapazität zwischen benachbarten Bitleitungen wird das Rauschen verringert. Daher lassen sich mit der Erfindung Speicher hoher Speicherdichte der 16 Megabit-Klasse und hö­ her realisieren.

Claims (4)

1. Halbleiterspeicherbauelement mit Bitleitungskontakten, die in einer gefalteten Bitleitungsstruktur vorgesehen sind, gekennzeichnet durch eine Bitleitung, die die Bit­ leitungskontakte zickzackförmig verbindet.

2. Halbleiterspeicherbauelement nach Anspruch 1, wobei die Bitleitungskontakte über rechte Winkel miteinander ver­ bunden sind.

3. Halbleiterspeicherbauelement nach Anspruch 1, wobei die Bitleitungskontakte unter einem schrägen Winkel mitein­ ander verbunden sind.

4. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterspeicherbau­ elements nach einem der Ansprüche 1 bis 3.