JP2001298166A - Dramメモリ用の書き込み/読み出し回路 - Google Patents
Dramメモリ用の書き込み/読み出し回路Info
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Abstract
込み/読出し回路を使用し、1つ以上のビット線を評価
する為に集積書込み/読出し回路を必要とし、一方、書
込み/読出し回路も高集積化が求められる。DRAMメ
モリ構成素子における4F幅の縮小されたラスタにも挿
入できる書込み/読出し回路を提供する。 【解決手段】 書き込み/読み出し回路で使用する少な
くとも1つのトランジスタを縦型トランジスタにする。
又、各トランジスタペアのソース/ドレイン領域57,
59を共通とする。
Description
の書き込み/読み出し増幅器に関し、この書き込み/読
み出し増幅器は縦型トランジスタにより構成されてい
る。
(DRAMメモリ)はデジタル情報を記憶するための重
要なメモリ形式である。各DRAMメモリは、セルを制
御するためのトランジスタと、電荷を蓄積するためのキ
ャパシタからなり、この電荷がメモリセルに記憶された
情報を表す。
ている。各メモリセルにはいわゆるワード線とビット線
が接続され、1つの列の全てのメモリセルは同じワード
線ないし2つのワード線と接続されている。2つのワー
ド線はそれぞれ各第2のセルと接続されており、メモリ
セルマトリクスの行は1つまたは2つのビット線と接続
されている。所定のワード線をアクティブにすることに
よってこれと接続された全てのメモリセルがそのビット
線を介して読み出され、書き込まれ、またはその情報内
容についてリフレッシュされる。リフレッシュはDRA
Mメモリセルの場合は必要である。なぜなら、漏れ電流
によってとりわけ集積構成素子の場合にキャパシタに蓄
積された電荷が時間の経過と共に失われてしまうからで
ある。
に、ないし情報をリフレッシュするために、いわゆる書
き込み/読み出し回路が使用される。この回路はそれぞ
れ通常は2つのビット線と接続されている。2つのビッ
ト線との接続によって電荷差の比較が可能になり、ひい
てはメモリセル内容の評価が可能となる。
DRAMメモリセルを読み出すための書き込み/読み出
し回路の例を示す。この回路は実質的に、マルチプレク
サ部A、評価部Bおよびプレチャージ/イコライザ部C
からなる。フリップフロップを有する評価部Bがこの回
路の主要部を形成し、フリップフロップは同極トランジ
スタを有する2つのトランジスタペアからなる。すなわ
ちnMOSトランジスタT1とT2,ないしpMOSト
ランジスタT4とT5である。この例では、書き込み/
読み出し増幅器が2つのビット線、すなわちビット線B
Lと基準ビット線BBLに接続されている。ここでBB
Lは端子10を介してトランジスタT1のゲートと接続
されており、一方BLは端子12を介してトランジスタ
T2のゲートと接続されている。さらにBBLは端子1
1を介してトランジスタT2のソース/ドレイン領域
と、BLは端子13を介してトランジスタT1のソース
/ドレイン領域と接続されている。2つのトランジスタ
の他方のソース/ドレイン領域はSAN端子14を介し
てトランジスタT3と接続されている。このトランジス
タは端子15を介して、信号線路ないし導体路17を介
する信号NSETによってスイッチオンすることがで
き、これによりグランド(GND)に引き込むことがで
きる。このことはグランド線路18と、トランジスタT
3の他方のソース/ドレイン領域に接続されている端子
16とを介して行われる。第2のトランジスタペアはト
ランジスタT4およびT5からなる。このトランジスタ
ペアも同じようにビット線BLおよびBBLと接続され
ている。しかしここではトランジスタT6にグランドで
はなくVDDを印加することができる。この回路構成
は、可能な信号状態を一義的な信号レベルに分離する。
この分離によってセル内容を論理1または論理0につい
て評価することができる。
するトランジスタT7とビット線BBLに対するトラン
ジスタT8の2つからなる。ここでビット線BLは端子
34を介してトランジスタT7のソース/ドレイン領域
に接続されており、ビット線BBLは端子31を介して
トランジスタT8に接続されている。MUX線路36を
介してマルチプレクサ信号がトランジスタT7とT8の
端子33および30に供給され、これによりこれらはス
イッチオンする。スイッチオン時にはBLないしBBL
に印加される電圧が端子35と32を介してさらに出力
される。
ランジスタT9,T10およびT11からなる。BBL
は端子40を介してトランジスタT10のソース/ドレ
イン領域に接続され、BLは端子42を介してトランジ
スタT9のソース/ドレイン領域に接続される。2つの
トランジスタT9とT10のそれぞれ他方のソース/ド
レイン領域は端子44を介してVBLEQ信号線路46
と接続されている。トランジスタT11は端子41を介
してBBLと、また端子43を介してBLと、そのソー
ス/ドレイン領域で2つのビット線と同時に接続され
る。トランジスタT9,T10およびT11の3つのゲ
ート領域は全て端子45を介してEQ線路47と接続さ
れている。ここに説明した書き込み/読み出し回路用の
回路は例として理解すべきであり、本発明を制限するも
のではなく、また多数の変形がある。
ウンを強いられている。現在、DRAMメモリは実質的
に専ら集積半導体として実現され、メモリセル、ワード
線制御部を含むワード線、ビット線制御部を含むビット
線等は集積回路に直接、シリコンウェハの構造体として
形成される。集積回路を製造する際の主要コスト要因は
それぞれ使用されるシリコン表面の大きさである。従っ
てコストダウンの際には、所定数のメモリセルに対する
チップ面積をそのサポート論理回路も含めてできるだけ
小さく構成することが努められる。絶え間ない縮小化が
コストダウンの理由から実際には恒久的に必要である。
そのためにDRAMメモリセルの内部アーキテクチャも
恒久的に最適化される。このようなDRAMメモリセル
のアーキテクチャにより、1Gビット世代からは8F2
以下の面需要が可能となる。ここでFはリソグラフィッ
クに形成可能な最小構造寸法、ないし平行ビット線の連
続におけるビット線のラスタ幅の半分である。この面積
縮小化の結果としてビット線アーキテクチャが、“折り
返し”コンセプトから“オープン”コンセプトに移行し
た。折り返しコンセプトでは、典型的には2つのワード
線が並んで案内され、これらのワード線はそれぞれ1つ
おきにセルに応答する。オープンコンセプトでは、ワー
ド線が1つだけ使用され、このワード線により列の各セ
ルに応答することができる。2つの隣接するビット線の
電荷量の比較はこのような場合には同時には不可能であ
る。従って平行の基準ビット線を基準として使用するこ
とができない。その代わりに基準ビット線が他方のセル
フィールドに案内され、これにより応答するビット線の
電圧と応答しない基準ビット線の電圧とを比較すること
ができる。第2の平行ビット線を省略することにより、
書き込み/読み出し増幅器に使用可能な幅が縮小する。
DRAMメモリセルの縮小化の結果として、従来のワー
ド線・ビット線構成で書き込み/読み出し増幅器に使用
されたスペースでの幅が8Fから4Fに減少する。別の
実施形態では2つのビット線が重ねて配置され、これら
は例えばストライプに並置された異なるセルフィールド
に至る。
のような縮小されたスペースに収容することができな
い。従ってこれまでは、新しいDRAMメモリセル間隔
にも対応できる書き込み/読み出し増幅器を並置して作
製することは不可能であった。その代わりに、チップ上
での書き込み/読み出し回路の構成を縮小されたセルの
大きさの状況に適合する必要があった。しかしこのよう
な構成は、収容すべき書き込み/読み出し回路の必要面
積を再び上昇させ、従って個々のDRAMメモリ構成素
子の全体コストに不利に作用する。
のDRAMメモリ構成素子における4F幅の縮小された
ラスタにも挿入することのできる書き込み/読み出し回
路を提供することである。
載のDRAMメモリにおける集積書き込み/読み出し回
路によって解決される。すなわち、書き込み/読み出し
回路で使用される少なくとも1つのトランジスタが縦型
トランジスタである。ここでは縦型トランジスタを集積
DRAMメモリの書き込み/読み出し回路のために従属
請求項記載のように使用する。
詳細は従属請求項および以下の説明と添付図面から明ら
かである。
式で通常は書き込み/読み出し回路に使用されるトラン
ジスタの一部をいわゆる縦型トランジスタにより置換
し、この縦型トランジスタではドーピング濃度の異なる
種々の領域を重ねて、または実質的に重ねて配置するこ
とである。縦型トランジスを使用することにより、従来
のトランジスタを使用する場合に対して、書き込み/読
み出し回路の構成をラスタ幅が減少してもラスタにおい
て保証することのできる十分な空間が節約される。
少なくとも1つのビット線を評価するための集積書き込
み/読み出し回路に関するものであり、書き込み/読み
出し回路で使用される少なくとも1つのトランジスタが
縦型トランジスタであることを特徴とする。
チャネル形式の異なる少なくとも2つのトランジスタペ
アを評価のために有することができ、書き込み/読み出
し回路のトランジスタペアに対して使用されるトランジ
スタを縦型トランジスタとすることができる。トランジ
スタペアは通常、書き込み/読み出し回路の主要部を形
成するから、このようにして十分に小さな空間を、本発
明の課題を解決するために得ることができる。
ア内で十分にスペースが節約されるようにするためさら
に有利には、縦型トランジスタが1つの共通のソース/
ドレイン領域を有し、この領域を介して縦型トランジス
タにそれぞれ所要の電圧(SAN入力側、SAP入力
側)が給電できるようにする。各トランジスタペアのト
ランジスタのソース/ドレイン領域のそれぞれは共通の
電位にあるから、この解決手段によりチップ上で必要な
シリコン領域をさらに縮小することができる。
DD,GND)をトランジスタペアに印加するためにト
ランジスタを使用することができる。本発明によればこ
のトランジスタも縦型トランジスタとすることができ
る。
タペアの縦型トランジスタと、このトランジスタペアに
電圧を印加するために使用されるトランジスタとが1つ
の共通のソース/ドレイン領域を有することにより達成
される。
ース/ドレイン領域は所属のスイッチングトランジスタ
にいずれにしろ接続されている。従って共通のソース/
ドレイン領域ウェルの構成が可能性として考えられる。
縦型トランジスタの共通のソース/ドレイン領域は電圧
源(VDDまたはGND)とSET線路を介して、すな
わちトランジスタの形式の応じてNSET線路またはP
SET線路を介して接続することができる。
は、トランジスタペアに対して使用される縦型トランジ
スタが次のような幅を少なくとも1つのビット線に対し
て横方向に有すると有利である。すなわち、ビット線の
ラスタ幅にほぼ相当する幅を有すると有利である。ここ
でビット線のラスタ幅は、次のビット線までに必要な間
隔を含むビット線の幅を包含した広がり幅である。この
ようにして、各トランジスタペアに対して必要な2つの
トランジスタを配置できることが保証される。このこと
は例えば共通のソース/ドレイン領域の使用を簡単にす
る。
有利にはマルチプレクサ回路を、少なくとも1つのビッ
ト線を切り替えるために有する。ここでマルチプレクサ
回路に使用されるトランジスタは縦型トランジスタであ
る。書き込み/読み出し回路の別の構成群を縦型トラン
ジスタによって実現することにより、レイアウトでのさ
らなる狭路を取り除くことができる。マルチプレクサ回
路も所定のラスタに適合するように構成すると有利であ
る。
ランジスタの一部が全てのビット線を切り替えるための
共通のポリシリコンゲート領域を有することができる。
ここで「全ての」ビット線とは、所定の1つの書き込み
/読み出し回路に所属する全てのビット線と理解すべき
ものであり、DRAMメモリに存在する全てのビット線
を意味するものではない。
ート領域はさらに有利にはマルチプレクサ信号源と接続
することができ、これによりゲート領域を介してトラン
ジスタを切り替えることができる。
プレチャージ/イコライザ部を有することができ、ここ
でプレチャージ/イコライザ部に対して使用されるトラ
ンジスタも縦型トランジスタとすることができる。
出し回路全体の3つ全ての部分回路において縦型トラン
ジスタを少なくとも一部で装備することができる。書き
込み/読み出し回路全体がその全ての部分で縦型トラン
ジスタを装備し、これにより現代のDRAMメモリの所
定の細いラスタを維持できると特に有利である。
の縦型トランジスタの少なくとも一部は共通のポリシリ
コン領域を有する。ここでも基本思想は、異なるトラン
ジスタの接続可能領域をシリコンの共通の構造体によっ
て形成することであり、これにより全体構造を簡単に維
持しながら、空間的必要性を低減することができる。
ンジスタの共通ポリシリコン領域は有利にはイコライザ
信号源(EQ)と接続されている。
なくとも1つの各ビット線毎に1つのトランジスタを有
することができ、このトランジスタはソース/ドレイン
領域で電圧源と接続されている。ここでこのトランジス
タのソース/ドレイン領域波共通ソース/ドレイン領域
を形成する。
には基板材料に1つの突起を有し、その突起の側壁はチ
ャネルとして機能する。さらに縦型トランジスタは、前
記突起に配置され、基板とは逆にドーピングされた材料
からなる層を第1ソース/ドレイン領域として有し、基
板上で突起の横に配置され、基板とは逆にドーピングさ
れた材料からなる層を第2ソース/ドレイン領域として
有し、突起側壁並びにこの突起側壁から第2ソース/ド
レイン領域への移行部に配置されたポリシリコンのゲー
ト領域を有する。ポリシリコンはさらにポリシリコン接
点領域を形成することができ、これによりゲート領域と
コンタクトすることができる。
従来の水平配置されたトランジスタを使用する場合に対
してスペースが非常に強力に節約される。突起は例え
ば、トランジスタペアのトランジスタにおいて、トラン
ジスタをビット線の幅ラスタに挿入することのできるよ
うな幅を有するように構成することができる。すなわち
ビット線のラスタ幅の半分に相当する幅を有する(なぜ
なら中間空間も実現しなければならないから)。従って
ここでは構造体の形成の際にリソグラフの最小に迫るこ
とができる。他のトランジスタは、その幅がビット線の
ラスタ幅のほぼ半分に相当する突起を有する。これによ
りトランジスタはラスタ幅全体を次のビット線まで取り
込み、第2のラスタ領域に適合することができる。この
ことは、並置された2つのトランジスタを各ビット線ま
たはビット線群毎に設ける必要がなく、ただ1つのトラ
ンジスタを設ければ良い場合に有利である。ただしこの
場合、この1つのトランジスタを2つのビット線により
操作しなければならない。
け有利には、これが2つのビット線と接続されているこ
とを特徴とする。2つのビット線を有する構成は、書き
込み/読み出し装置の構成における従来の手段に相当
し、トランジスタペアの使用を簡単にする。なぜならト
ランジスタペアを2つのビット線により給電できるから
である。ビット線はDRAMメモリの異なるメモリ側へ
案内することができる。とりわけ有利には、2つのビッ
ト線を1つのメモリ側に導く。この場合、2つのビット
線を書き込み/読み出し回路の上側で、DRAMメモリ
の主面を基準にして重ねて配置する。ビット線の縦型ト
ランジスタとの接続は有利には、実質的に縦型の導体路
を介して行うことができる。この導体路は、ビット線の
下からトランジスタまで達している。
き込み/読み出し回路に対する縦型トランジスタの使用
に関する。この本発明の使用の利点については、本発明
の書き込み/読み出し回路に関する実施例を参照された
い。これについては全ての内容を引用する。
細に説明する。
み/読み出し回路の主要部が示されている。図面はトラ
ンジスタペアの2つの異なる領域の平面図であり、トラ
ンジスタペアはそのトランジスタの内部構成の点、およ
び異なる層のドーピングの点で相違する。図2に示され
たシリコン領域の構成は、図1の評価回路Bに相当する
回路によって生じる。従って同じ構造体には同じ参照符
号が付してある。図の上方から垂直に重なって配置され
た2つのビット線BLとBBL伸びている。これらのビ
ット線はトランジスタT1とT4を介し、DRAMメモ
リの面に対して平行に案内される。ビット線から垂直に
下方に伸びる端子が分岐している。図2は、トランジス
タT1からT4およびT3並びにT6のポリシリコン層
をハッチング面により示す。ハッチングされていない領
域、すなわちT1での56,T2での57,T4での6
0,そしてT5での61は、トランジスタのnドープさ
れた領域(56,57)ないしpドープされた領域(6
0,61)である。これらの領域はソース/ドレイン領
域として使用される。ソース/ドレイン領域およびこれ
を取り囲むポリシリコン領域は全体で、T1,T2およ
びT3(59)の平坦なnドープされた層、ないしはT
4,T5およびT6(63)のpドープされた共通層に
埋め込まれている。この異なるシリコン領域の3次元構
造はさらに図3と図4に明りょうに示されている。ここ
で図3には、ビット線の方向での断面が、図4にはビッ
ト線に対して横方向での断面が示されている。図からわ
かるように基板64は、トランジスタT1とT2ではp
ドーピング部を有し、他に使用される構造素子の下方に
位置している。基板64からは基板突起64aが突出し
ており、この基板突起が本発明で使用されるトランジス
タの重要な垂直構成を保証する。突起の上には逆ドープ
された層56(図3ではpドープされている)が配置さ
れており、この層は図示のトランジスタのソース/ドレ
イン領域として用いられる。突起はポリシリコン50に
より全ての側が取り囲まれている。ポリシリコンゲート
領域50aと、基板突起64aないし層56との間には
別の酸化層があるが、この酸化層は図示されていない。
図3からわかるように、ポリシリコンゲート領域50a
はポリシリコンコンタクト領域50bへ移行し、このコ
ンタクト領域はビット線とのコンタクトに使用される。
別のトランジスタT2,T4およびT5の構造も、ドー
ピングと図3に示したトランジスタT1の構造を除けば
同じである。
ンジスタT3およびT6を示す。これらのトランジスタ
は電圧VDDな入りグランドGNDを縦型トランジスタ
に印加するために用いる。所要の電圧は、GNDに対す
る導体路18、ないしVDDに対する導体路28を介し
て供給される。これらの導体路はコンタクト16ないし
26を介して、トランジスタT3ないしT6のソース/
ドレイン領域58ないし62に接している。トランジス
タT3とT6はそのポリシリコンゲート領域54ないし
55(これらも同様に垂直に突起に接している)によっ
て、端子15および25並びに導体路17と27を介し
て信号NSETないしPSETによりスイッチオン・オ
フされる。このことにより簡単に、図1の回路のSAN
端子14ないしSAP端子24を実現することができ
る。図1にすでに示したように、端子10,12,20
および22は、ビット線とトランジスタT1,T2,T
4およびT5のゲート領域との接続に用いられる。さら
に端子11,13,21および23は、ビット線とトラ
ンジスタT1,T2,T4およびT5の第1ソース/ド
レイン領域との接続に用いられる。
体的構成が図5の斜視図に、トランジスタペアT1/T
2に対する例として示されている。ここでも同じ参照符
号は同じ特徴を示す。図が示すのは、ポリシリコン領域
50と51がどのように基板突起64aと層56,57
を取り囲み、図示の後方領域で固有のブロック50b,
51bを表面により形成しているかである。この表面に
は端子10,12を取り付けることができる。端子11
と13は層57ないし56上に配置することができる。
図5は、本発明により使用される縦型トランジスタの構
造を明りょうに示す。この縦型トランジスタは、所定の
ようにドーピングされた層56,57,逆にドーピング
された基板64からなる突起64a、突起の間のトレン
チと突起の側方に配置された層59からなる。突起の上
には層56と57が堆積されている。図5はさらに突起
および場合により層56,57を部分的に取り囲むポリ
シリコン領域50ないし51を示す。層59の配向は第
1の配向である。
ット線BLとBBL、並びに端子柱10,11,12,
および13を示す。端子柱は、一部はビット線から水平
に、そして垂直に折曲しており、一部は直接垂直に折曲
している。
化面に堆積する1つのマルチステップ方法で行われる。
まず3つの金属化面80,81,82が識別される。こ
れらの金属化面は、それぞれ使用される材料、例えばタ
ングステンを水平方向に拡張するのに使用され、これら
から本来のビット線が生じる。金属のない領域では、金
属化面は絶縁材料、例えば酸化物からなる。3つの主金
属化面に間に、例えば酸化層からなる絶縁層が配置され
ている。端子のトランジスタ面へのスルーコンタクトを
保証するために、この絶縁層にはいわゆるコンタクトホ
ールが設けられている。このコンタクトホールには同様
に金属が充填されている。このことは図面に、第1の絶
縁層については参照番号83により、第2の絶縁層につ
いては参照番号84により、そして第3の絶縁層につい
ては参照番号85により示されている。
のマルチプレクサ回路の可能なシリコンレイアウトの平
面図である。ここでは2つのトランジスタT7とT8が
共通のポリシリコンゲート領域65を有しており、一
方、そのソース/ドレイン領域66,67ないし68,
69は相互に分離されている。2つのビット線BLとB
BLはトランジスタ上をこれを超えて案内されており、
トランジスタT8の場合はコンタクト31と32によ
り、トランジスタT7の場合は34と35によりこれら
のトランジスタのソース/ドレイン領域と接続されてい
る。2つのビット線は中断されており、ビット線BLの
中断部はほぼトランジスタT7上に、ビット線BBLの
中断部はほぼトランジスタT8上にある。トランジスタ
がMUX信号により信号線路6およびコンタクト30/
33を介してアクティブ化されないとき、トランジスタ
T7では端子34と35の間に、トランジスタT8では
端子31と32の間に電流は流れず、ビット線は中断さ
れる。
IIに沿った断面を示す。ここでもトランジスタの縦型
構造が明りょうである。トランジスタは、突起70aを
形成する基板70の他に、逆にドープされた層67およ
び同様に逆にドープされた層69からなる。層67は突
起70aの上に配置されており、層69は突起70aの
横に配置されている。ポリシリコン層65は基板70か
らここでも図示しない酸化層によって分離されている。
の切断線VIIIa〜VIIIdに沿ったビット線およ
び接続領域の断面図である。接続部34はビット線BL
から突出しており、ここではトランジスタT7のnドー
プされた領域66上で直接下方に突出している。この端
子の後方でビット線BLが中断される。図8bにはビッ
ト線BLの別の端子35が示されており、この端子はト
ランジスタT7のnドープされた別のソース/ドレイン
領域から再び収容されたビット線BLに伸びている。図
8cと図8dは同じ関係をビット線BBLと端子31お
よび32について示す。ここには、使用可能な金属化面
とコンタクトホールが複数あることにより(右に示され
ている)、絶縁層による複雑な端子構成が可能であるこ
とが示されている。
の別の有利な実施例によるプレチャージ/イコライザ回
路を示す。図示のように、3つ全てのトランジスタT
9,T10,T11は共通のポリシリコン領域71によ
り相互に、そして導体路49と、信号EQを端子45に
供給するため接続されている。さらにトランジスタT9
とT10は共通のソース/ドレイン領域74を有してお
り、このソース/ドレイン領域は端子44を介して導体
路48と共に、信号VBLQの供給を保証する。回路を
超えて案内されるビット線BLとBBLは下方に分岐す
る。ビット線BLは端子42を介してトランジスタT9
の第2のソース/ドレイン領域72と接続されており、
またビット線BBLは端子40を介してトランジスタT
10の第2のソース/ドレイン領域73と接続されてい
る。ビット線BLはさらに端子43を介してトランジス
タT11のソース/ドレイン領域75と接続されてお
り、またビット線BBLは端子41を介してトランジス
タT11の他方のソース/ドレイン領域と接続されてい
る。
ージ/イコライザ回路の切断線Xに沿った断面を示す。
図示のようにトランジスタはここでは二重に他方の領域
でも構成されている。このことは、使用されるのが単に
3つのトランジスタであり、トランジスタを順次並置す
る構成が可能であり、かつ有利だからである。従ってト
ランジスタの各々に対して完全なラスタ(例えば4F)
を使用することができ、次のような比較的に広い構成も
同様に可能である。すなわち2つのビット線が、端子の
曲折なしにビット線の周囲で本発明の縦型トランジスタ
の上方ソース/ドレイン領域と接続されている構成も可
能である。トランジスタは基板77で突起77aの上に
形成される。
のビット線ペアが示されており、これにより多数のビッ
ト線がDRAMメモリに並置されていることを明らかに
した。それぞれ第2の構成は、その構造の点で正確に参
照符号の付した第1の構成に相当する。本発明による書
き込み/読み出し回路のそれぞれ2つを図示の構成で使
用することにより、所定の信号線路、ないしトランジス
タの所定の素子(例えば図2のポリシリコン領域54,
55またはソース/ドレイン領域59,63)が実際
に、DRAMメモリの関連領域に配置された全ての書き
込み/読み出し回路により共通に使用され得ることが示
されている。
的に狭いラスタを実現するために、以下の縦型トランジ
スタにより可能となった特性が本発明で利用される: ・縦型トランジスタは殆ど平面の面積を使用しない。
依存しないで選択することができる。
器に対して同じ信号、例えばSAN、SAPまたはVB
LEQを通しで、すなわち絶縁なしで、共通のソース/
ドレイン領域の形態にある平面で使用することができ
る。
Fが実際にはセルフィールドでだけ達成され、周縁部、
すなわち書き込み/読み出し増幅器の領域では約1.5
から2Fの構造寸法だけが使用可能である。縦型トラン
ジスタにより達成可能な高い周期性に基づき、今や最小
のリソグラフ寸法Fが書き込み/読み出し増幅器でも実
現可能となる。
AMマトリクスメモリ領域で作製するために縦型トラン
ジスタを使用すれば、本発明の書き込み/読み出し回路
に対する技術的付加コストを低く押させることができ
る。なぜなら、例えばトレンチ、ポリスペーサワード線
等を基準にした縦型構造をセルフィールドから引き継ぐ
ことができるからである。
スタの他に面積的に有利なレイアウトが本発明の書き込
み/読み出し増幅器の長手方向に可能となる。従って上
に説明した縦型トランジスタのリング形状ないし包囲形
状の構成によって、チャネル幅を少なくともソース/ド
レイン領域の幾何幅の2倍に拡大することができる。
回路の製造方法について説明する。
なしpドープされる。続いて、リソグラフが実行され、
所期の凹部ないしトレンチが個々の縦型トランジスタの
間でエッチングされる。続いて新たに形成された表面が
打ち込みによりドーピングされる。次のステップで、縦
型トランジスタのゲート領域が酸化され、酸化層が形成
される。これに続いてポリシリコンがデポジットされ、
このポリシリコンはこれまでに形成された構造体全体を
覆う。続いてリソグラフが実行され、これにより所期の
ゲート端子領域(これは例えば図5には後方に突出して
明りょうに図示されており、例えば図2ではハッチング
により示されている)を取り除くことができる。次に異
方性ドライエッチング実行し、最後に図示のポリシリコ
ン領域を形成する。このポリシリコン領域では、典型的
なスペーサが縦型トランジスタの突起の周囲に基板から
突き出て構成されている。このようにして得られた構造
体は図3に最も良く示されている。
タの種々の電気的素子を絶縁するために、まだ存在する
全ての凹部に酸化物を充填する。次に必要な、例えばC
MPを用いた平坦化ステップの後、このことにより形成
された平坦表面に別のフォトリソグラフを実行すること
ができ、これによりコンタクトホール83が形成され
る。コンタクトホールには金属、例えばタングステンフ
ッ化物から析出されるタングステンを充填することがで
きる。
後、第1の金属化面80をデポジットすることができ
る。この金属化面には続いてリソグラフ法とエッチング
ステップにより導体路構造が形成される。さらなるコン
タクトホール/酸化層と金属化面が同じようにこの第1
の構造体の上に積層される。
あり、逆手の手順で行われる。ここでは最初に金属面で
はなく、酸化層をデポジットする。この酸化層は、場合
により2ステップ法でフォトリソグラフとエッチングに
より処理される。この処理は導体路とコンタクトホール
構造体が酸化物に発生するように行われる。続いてこの
ようにして発生したコンタクトホールと導体路の凹部に
適切な金属を充填する。ここではダマシン技術を用いる
ことができる。
み/読み出し回路に対して、縦型トランジスタの製造の
際、およびトランジスタ上方で金属面を複雑に構成する
際に必要な付加的ステップにより確かにコストは上昇す
る。しかしこのことは小型化の際の副次物として考慮し
なければならない。
ビット線評価のための通常の書き込み/読み出し回路を
示す。
書き込み/読み出し回路の評価部を示す。
切断線IIIとIVに沿った断面図である。
切断線IIIとIVに沿った断面図である。
ビット線とトランジスタペアとの接続の斜視図である。
レクサ回路の平面図である。
レクサ回路の縦型トランジスタの断面図である。
延在する2つの縦型ビット線路構成の断面図であり、図
6の切断線VIIIaからVIIIdに沿ったものであ
る。
ージ/イコライザ回路を示す。
ージ/イコライザ回路のトランジスタの断面図である。
子 18 導体路 16,26 コンタクト 50、51 ポリシリコン層 50a、54,55 ポリシリコンゲート領域 58,62 ソース/ドレイン領域 64 基板
Claims (21)
- 【請求項1】 DRAMメモリで少なくとも1つのビッ
ト線(BL、BBL)を評価するために集積読み出し/
書き込み回路において、 書き込み/読み出し回路で使用される少なくとも1つの
トランジスタが縦型トランジスタである、ことを特徴と
する書き込み/読み出し回路。 - 【請求項2】 それぞれ同じチャネル形式のトランジス
タを有する少なくとも2つのトランジスタペア(T1/
T2,T4/T5)を評価のために有し、 書き込み/読み出し回路のトランジスタペア(T1/T
2,T4/T5)に対して使用されるトランジスタは縦
型トランジスタ(T1,T2,T4,T5)である、請
求項1記載の書き込み/読み出し回路。 - 【請求項3】 各トランジスタペア(T1/T2,T4
/T5)の縦型トランジスタは共通のソース/ドレイン
領域(63)を有する、請求項2記載の書き込み/読み
出し回路。 - 【請求項4】 電圧(VDD、GND)をトランジスタ
ペア(T1/T2,T4/T5)に印加するために使用
されるトランジスタは縦型トランジスタ(T3,T6)
である、請求項2または3記載の書き込み/読み出し回
路。 - 【請求項5】 各トランジスタペア(T1/T2,T4
/T5)の縦型トランジスタ(T1,T2,T4,T
5)および電圧(VDD;GND)を印加するために使
用される縦型トランジスタ(T3,T6)は共通のソー
ス/ドレイン領域(63)を有する、請求項4記載の書
き込み/読み出し回路。 - 【請求項6】 縦型トランジスタ(T1,T2,T4,
T5,T3,T6)の共通のソース/ドレイン領域(6
3)は電圧源(VDD、GND)とSET線路(17,
27)を介して接続されている、請求項5記載の書き込
み/読み出し回路。 - 【請求項7】 トランジスタペア(T1/T2,T4/
T5)に対して使用される縦型トランジスタ(T1,T
2,T4,T5)は少なくとも1つのビット線(BL、
BBL)に対して横方向の幅を有しており、該幅はラス
タ幅にほぼ相当する、請求項2から6までのいずれか1
項記載の書き込み/読み出し回路。 - 【請求項8】 少なくとも1つのビット線(BL、BL
L)を接続するためのマルチプレクサ回路(A)を有し
ており、 該マルチプレクサ回路(A)に対して使用されるトラン
ジスタは縦型トランジスタ(T7,T8)である、請求
項1から7までのいずれか1項記載の書き込み/読み出
し回路。 - 【請求項9】 マルチプレクサ回路(A)の少なくとも
一部は共通のポリシリコンゲート領域(65)を有す
る、請求項8記載の書き込み/読み出し回路。 - 【請求項10】 縦型トランジスタ(T7,T8)の共
通のポリシリコンゲート領域(65)はマルチプレクサ
信号源(MUX)と接続されている、請求項9記載の書
き込み/読み出し回路。 - 【請求項11】 プレチャージ/イコライザ回路(C)
を有し、 該プレチャージ/イコライザ回路(C)に対して使用さ
れるトランジスタは縦型トランジスタ(T9,T10,
T11)である、請求項1から10までのいずれか1項
記載の書き込み/読み出し回路。 - 【請求項12】 プレチャージ/イコライザ回路(C)
の縦型トランジスタ(T9,T10,T11)の少なく
とも一部は共通のポリシリコンゲート領域(71)を有
する、請求項11記載の書き込み/読み出し回路。 - 【請求項13】 縦型トランジスタの共通のポリシリコ
ンゲート領域(71)はイコライザ信号源(EQ)と接
続されている、請求項12記載の書き込み/読み出し回
路。 - 【請求項14】 プレチャージ/イコライザ回路は少な
くとも1つのビット線の各々に対してトランジスタ(T
9,t10)を有し、 該トランジスタはソース/ドレイン領域において電圧源
(VBLEQ)と接続されており、 当該ソース/ドレイン領域は共通のソース/ドレイン領
域を(74)を形成する、請求項11から13までのい
ずれか1項記載の書き込み/読み出し回路。 - 【請求項15】 縦型トランジスタは、チャネル領域と
して基板材料に配置された突起(64a,70,77)
と、該突起(64a)に配置された第1ソース/ドレイ
ン領域としての層(56,57,58,60,61,6
2,66,67,72,73)と、基板上で該突起(6
4a,70,77)の横に配置された第2ソース/ドレ
イン領域としての層(59,63,69,76)と、ポ
リシリコン領域(50,52,54,65,71)とを
有し、 前記第1ソース/ドレイン領域としての層と第2ソース
/ドレイン領域としての層とは、それぞれ基板に対して
逆にドープされた材料からなり、 前記ポリシリコン領域は、前記突起(64a,70,7
7)の側壁、および該突起(64a、70,77)の側
壁から第2ソース/ドレイン領域への移行部に配置され
ている、請求項1から14までのいずれか1項記載の書
き込み/読み出し回路。 - 【請求項16】 前記突起(64a、70,77)は、
トランジスタペア(T1/T2,T4/T5)のトラン
ジスタにおいて、該突起がビット線のラスタに適合する
幅を有する、請求項15記載の書き込み/読み出し回
路。 - 【請求項17】 突起(64a、70,77)は、これ
がビット線のラスタを満たす幅を有する、請求項15ま
たは16記載の書き込み/読み出し回路。 - 【請求項18】 書き込み/読み出し回路は2つのビッ
ト線路(BL,BBL)と接続されている、請求項1か
ら17までのいずれか1項記載の書き込み/読み出し回
路。 - 【請求項19】 2つのビット線(BL,BBL)は書
き込み/読み出し回路の上方で、DRAMメモリの主面
を基準にして上下に重なって配置されている、請求項1
8記載の書き込み/読み出し回路。 - 【請求項20】 ビット線の縦型トランジスタとの接続
は、実質的に垂直方向の線路(10,11,12,1
3,20,21,22,23,31,32,34,3
5,40,41,42,43)を介して行われる、請求
項1から19までのいずれか1項記載の書き込み/読み
出し回路。 - 【請求項21】 集積DRAMメモリの書き込み/読み
出し回路に使用する縦型トランジスタの使用方法。
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