JP2002100748A - Dynamic storage device for matrix image displaying device - Google Patents

Dynamic storage device for matrix image displaying device

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JP2002100748A
JP2002100748A JP2000289873A JP2000289873A JP2002100748A JP 2002100748 A JP2002100748 A JP 2002100748A JP 2000289873 A JP2000289873 A JP 2000289873A JP 2000289873 A JP2000289873 A JP 2000289873A JP 2002100748 A JP2002100748 A JP 2002100748A
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Japan
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mos
gate wiring
wiring layer
dynamic storage
transistor
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JP2000289873A
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Japanese (ja)
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Junichi Okamura
岡村淳一
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THine Electronics Inc
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THine Electronics Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a displaying and storing device using a dynamic storage cell which can be loaded mixedly in a logic semiconductor device for image processing and has a high affinity to a standard CMOS logic process and having a small size and a large capacity. SOLUTION: The dynamic storage cell which has a high affinity to CMOS logic circuits and can be suppressed in manufacturing cost can be designed, without using special manufacturing techniques, etc. A dynamic storage element of the storage cell is constituted of a MOS capacitance element 404 and a MOS transistor 403, and the plate wiring 407 of the capacitance element 404 and the gate wiring of the transistor 403 are connected to word lines 405. In addition, such an arranging method is used with MOS capacitance elements 404 and MOS transistors 403 being arranged alternately in the configuration of two elements 404 by two transistors 403 in each row of a storage cell array. The positions of the elements 404 and transistors 403 in each row are shifted from those in adjacent rows, and then the drains are connected to bit lines 406.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本願は,半導体ダイナミック
メモリに係り,特に MOS 型トランジスタと MOS 型容量
素子で構成されるダイナミック記憶セルをアレー状に配
置したダイナミック記憶装置を標準 CMOS ロジックプロ
セスで実現する際のダイナミック記憶セルの配置構成に
関するものである.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor dynamic memory, and more particularly to a dynamic memory device in which dynamic memory cells composed of MOS transistors and MOS capacitors are arranged in an array in a standard CMOS logic process. Dynamic memory cell arrangement.

【0002】[0002]

【従来の技術】パーソナルコンピュータ用のモニタの画
面を制御するグラフィック制御半導体装置や,携帯機器
用の液晶およびEL(Electro-Luminescence)素子を使った
フラットディスプレー装置の制御用半導体装置等に代表
されるような画像処理用の半導体装置には,各画素に対
する輝度レベルの情報を記憶する表示記憶回路が必要で
ある.近年の半導体プロセス技術の発展により,従来制御
半導体装置外部に設けていた表示記憶用の汎用半導体メ
モリ装置を,画像処理用の半導体装置内部に混載するこ
とが求められている.
2. Description of the Related Art Graphic control semiconductor devices for controlling the screen of a monitor for a personal computer, and semiconductor devices for controlling a flat display device using liquid crystal and EL (Electro-Luminescence) elements for portable equipment, etc. Such a semiconductor device for image processing requires a display storage circuit for storing information on the luminance level of each pixel.With the recent development of semiconductor process technology, a display storage circuit conventionally provided outside the control semiconductor device is required. It is required that the general-purpose semiconductor memory device be mixed inside the semiconductor device for image processing.

【0003】従来半導体メモリ装置を画像処理用のロジ
ック半導体装置内部に混載する場合,標準 CMOS ロジッ
ク回路と親和性の高いスタティック型記憶装置を表示記
憶装置として画像処理用の半導体装置内部に混載するこ
とが一般的である.
When a conventional semiconductor memory device is mixedly mounted inside a logic semiconductor device for image processing, a static storage device having a high affinity with a standard CMOS logic circuit is mixedly mounted as a display storage device inside the semiconductor device for image processing. Is common.

【0004】一方,ディスプレー装置の高精細化に伴い
表示記憶回路にも大容量のメモリが必要になっている.
特に携帯機器用のフラットディスプレー装置において
は,近年カラー化あるいはカラー表示色数の増加の要求
が顕著であることから,携帯機器用のマトリックス型画
像表示装置にも大容量の表示記憶装置が要求されてい
る.単純に白黒のフラットディスプレー装置をカラー化
した場合 RGB 三色分に相当する三倍の表示記憶素子が
必要となるが,マトリックス型画像表示装置の駆動回路
や制御装置に大規模スタティック型メモリを搭載する
と,必然的に大きなチップサイズとなることから製造コ
ストの増大を招き望ましくない.
On the other hand, as the definition of the display device becomes higher, a large-capacity memory is also required for the display storage circuit.
Particularly, in flat display devices for portable devices, the demand for colorization or an increase in the number of color display colors has been remarkable in recent years, so that large-capacity display storage devices are also required for matrix-type image display devices for portable devices. If a monochrome flat display device is simply converted to color, three times as many display storage elements as three RGB colors are required, but the large-scale static type is required for the drive circuit and control device of the matrix type image display device. If a memory is mounted, the size of the chip is inevitably increased, which increases the manufacturing cost, which is not desirable.

【0005】チップサイズの大幅な増加を避ける為には
高集積化が可能なメモリ装置が必要である.このような
要請を満足する為には 一対の MOS 型トランジスタと M
OS型容量素子で構成されるダイナミック記憶セルを使っ
た半導体ダイナミック記憶装置の利用が望ましいが,一
般にダイナミックメモリ素子は,標準 CMOS ロジックプ
ロセスには用いられない特殊なプロセス技術(例えばト
レンチキャパシターやスタックキャパシターに代表され
る特殊容量素子用のプロセス等)が必須である為に,画像
処理用の半導体装置内部に混載しようとした場合,この
ような特殊プロセスが必要となることから,チップの製
造コストの増大を招き望ましくない.
In order to avoid a large increase in the chip size, a memory device which can be highly integrated is necessary.
Although it is desirable to use a semiconductor dynamic storage device using a dynamic storage cell composed of OS-type capacitance elements, dynamic memory elements are generally designed using special process technologies that are not used in standard CMOS logic processes (for example, trench capacitors and stack capacitors). (E.g., a process for a special capacitance element represented by a semiconductor device) is essential, so if it is attempted to mix them inside a semiconductor device for image processing, such a special process becomes necessary. Undesirably causes increase.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】画像処理用のロジック
半導体装置に混載可能な標準 CMOS ロジックプロセスと
親和性の高いダイナミック型記憶セルを使った,小型且
つ大容量の表示記憶装置を実現することを目的とする.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to realize a small and large-capacity display storage device using a dynamic memory cell having a high affinity with a standard CMOS logic process which can be embedded in a logic semiconductor device for image processing. Aim.

【0007】特殊なキャパシタ・プロセス技術を使わず
に,ダイナミック型記憶装置の記憶セルを構成する MOS
型容量素子のゲート絶縁膜を同じく記憶セルを構成する
MOS 型トランジスタと同じゲート材で構成することで製
造コストの増大を避け,このようなセル構造のもとで最
小のセル面積を実現する為に特殊な配置レイアウトを用
いることで,小型且つ大容量なダイナミック型記憶装置
を実現する.
[0007] The MOS constituting the memory cell of the dynamic memory device without using a special capacitor process technology
A gate insulating film of a capacitive element also constitutes a memory cell
By using the same gate material as the MOS transistor, it is possible to avoid an increase in manufacturing cost, and to use a special layout to achieve a minimum cell area under such a cell structure, thereby achieving a small and large capacity. Realizing a dynamic storage device.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下,図面を参照して本発明の一
実施例の詳細を説明する.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0009】[0009]

【実施例】第1図は,画像処理用の半導体装置内部に混載
するダイナミック記憶装置(100)を構成する主な機能部
品を示している.ダイナミック型記憶セルを構成するMOS
型トランジスタのゲートに共通に接続された N 本のワ
ード線と MOS 型トランジスタのドレインに共通に接続
された M 本のビット線を行列状に配置した記憶セルア
レー(101)と,前記ビット線に読み出された記憶電荷を増
幅するセンスアンプ回路(102)とセンスアンプに読み出
された情報と外部のデータ入出力との間を外部から指定
された列アドレス情報に従い選択的に接続する列デコー
ダ回路(103),外部から指定された行アドレス情報に従い
前記ワード線を選択的に活性化する行デコード回路(10
4)とそれらを制御する制御回路(105)より構成される.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the main functional components constituting a dynamic storage device (100) embedded in a semiconductor device for image processing.
Cell array (101) in which N word lines commonly connected to the gates of type transistors and M bit lines commonly connected to the drains of MOS type transistors are arranged in rows and columns, and read to the bit lines. A sense amplifier circuit (102) for amplifying the output storage charge, and a column decoder circuit for selectively connecting information read to the sense amplifier and external data input / output in accordance with externally designated column address information (103), a row decode circuit (10) for selectively activating the word line according to row address information specified externally.
4) and a control circuit (105) for controlling them.

【0010】第2図には,ダイナミック型記憶セルの等価
回路図(201)と,汎用のダイナミック記憶装置に一般的に
利用される構造である平面キャパシタを使用したメモリ
セルの断面構造図(202)を示している.ダイナミック型記
憶セルは MOS 型トランジスタ(203)と MOS 型容量素子
(204)で構成され,前記 MOS 型トランジスタのゲートに
共通に接続されるワード線(205)と,前記 MOS 型トラン
ジスタのドレインに共通に接続されるビット線(206)と,
キャパシタの共通対向電極であるプレート線(207)で構
成される.汎用のダイナミック型記憶セルのキャパシタ
には,上記平面キャパシタ以外にもスタック型キャパシ
タやトレンチ型キャパシタ等が使用されるが,いずれの
場合も前記 MOS 型トランジスタのゲートに共通に接続
されるワード線(205)とキャパシタの共通対向電極であ
るプレート線(207)に異なる配線材料を使っていると言
う特徴は汎用のダイナミック型記憶セルに普遍的な特徴
である.
FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram (201) of a dynamic memory cell and a sectional structural diagram (202) of a memory cell using a planar capacitor which is a structure generally used for a general-purpose dynamic memory device. The dynamic memory cell is a MOS transistor (203) and a MOS capacitor.
(204), a word line (205) commonly connected to the gate of the MOS transistor, a bit line (206) commonly connected to the drain of the MOS transistor,
In addition to the above-mentioned planar capacitor, a stack type capacitor or trench type capacitor is used as a general-purpose dynamic memory cell capacitor. Also in this case, different wiring materials are used for the word line (205) commonly connected to the gate of the MOS transistor and the plate line (207) which is a common counter electrode of the capacitor. It is a universal feature.

【0011】第3図には,従来例に用いられるダイナミッ
ク型記憶セルを行列状に配置したメモリセルアレーの配
置レイアウト(301)と配置レイアウトに対応した等価回
路図である(302).図にあるように,ワード線(205a)がゲ
ートに接続しているメモリセルの MOS 型トランジスタ
のドレインはビット線(206a)に接続されており,ワード
線(205b)がゲートに接続している記憶セルのMOS 型トラ
ンジスタのドレインはビット線(206b)に接続されてい
る.この『折り返しビット線方式(foldedbit-line)』は
一般にダイナミック記憶セルを使った汎用のダイナミッ
ク記憶装置において最もノイズ耐性に優れた方式であり
一般的に利用されている.
FIG. 3 is an arrangement layout (301) of a memory cell array in which dynamic memory cells used in a conventional example are arranged in a matrix and an equivalent circuit diagram corresponding to the arrangement layout (302). As shown, the drain of the MOS transistor of the memory cell in which the word line (205a) is connected to the gate is connected to the bit line (206a), and the memory cell in which the word line (205b) is connected to the gate. The drain of the MOS transistor is connected to the bit line (206b), and this `` folded bit-line method '' is generally the most noise-resistant in general-purpose dynamic memory devices using dynamic memory cells. It is a method and is generally used.

【0012】第3図に示されたような,従来例のダイナミ
ック型記憶セルを行列状に配置したメモリセルアレーの
配置レイアウトでは,一般に注目したワード線に接続さ
れた記憶セルの MOS 型トランジスタのドレインが接続
されるビット線が一本おきに配置される特徴がある.つ
まり N 本のワード線と 2M 本のビット線とによって構
成されるダイナミック型記憶装置において, n は N 以
下の整数, m は 0以上 M までの整数として, n 番目の
ワード線に接続された記憶セルの MOS 型トランジスタ
のドレインがそれぞれ 2m番目 のビット線もしくは 2m+
1 番目のビット線に接続されることを特徴としており,
一般にダイナミック記憶セルを使った汎用のダイナミッ
ク記憶セルを最も効率良く配置する手段として用いられ
ている.
In the layout layout of a conventional memory cell array in which dynamic memory cells are arranged in a matrix as shown in FIG. 3, a MOS transistor of a memory cell connected to a word line of interest is generally used. The feature is that every other bit line to which the drain is connected is placed; that is, in a dynamic memory device composed of N word lines and 2M bit lines, n is an integer less than or equal to N and m Is an integer from 0 to M, and the drain of the MOS transistor of the memory cell connected to the nth word line is the 2mth bit line or 2m +
It is characterized by being connected to the first bit line,
Generally, it is used as the most efficient way to arrange general-purpose dynamic storage cells using dynamic storage cells.

【0013】以上の従来例では,画像処理用の半導体装
置内部に混載するダイナミック記憶装置(100)を構成す
る主な機能部品であるダイナミック型記憶セルの MOS
型トランジスタのゲートに共通に接続された N 本のワ
ード線と MOS 型トランジスタのドレインに共通に接続
された 2M 本のビット線を行列状に配置した記憶セルの
配置の特徴としてワード線に接続された記憶セルの MOS
型トランジスタのドレインが接続されるビット線が一
本おきに配置されており,且つダイナミック型記憶セル
の MOS 型トランジスタのゲート配線層と MOS 型容量素
子の共通対向電極であるプレート線は異なる配線層とし
て形成されていることが特徴であることを説明した.
In the conventional example described above, the MOS type of the dynamic memory cell, which is a main functional component of the dynamic memory device (100) embedded in the semiconductor device for image processing, is described.
A characteristic of the arrangement of a memory cell in which N word lines commonly connected to the gates of the type transistors and 2M bit lines commonly connected to the drains of the MOS type transistors are arranged in a matrix is connected to the word lines. MOS of damaged storage cell
The bit line to which the drain of the type transistor is connected is arranged every other line, and the gate line layer of the MOS type transistor of the dynamic memory cell and the plate line which is the common counter electrode of the MOS type capacitance element are in different line layers. It is explained that it is characterized by being formed as.

【0014】第4図には,本発明の一実施例を構成するダ
イナミック型記憶セルの等価回路図(401)と,本願のダイ
ナミック記憶装置に利用されるロジックプロセスで実現
可能なメモリセルの断面構造図(402),その平面図(400)
を示している.ダイナミック型記憶セルは MOS 型トラン
ジスタ(403)と MOS 型容量素子(404)で構成され,前記 M
OS 型トランジスタのゲートに共通に接続されるワード
線(405)と,前記MOS 型トランジスタのドレインに共通に
接続されるビット線(406)と,キャパシタの共通対向電極
であるプレート線(407)で構成されている.
FIG. 4 shows an equivalent circuit diagram (401) of a dynamic memory cell constituting one embodiment of the present invention, and a cross section of the memory cell which can be realized by a logic process used in the dynamic memory device of the present invention. Structural drawing (402), plan view (400)
The dynamic memory cell is composed of a MOS transistor (403) and a MOS capacitor (404).
A word line (405) commonly connected to the gate of the OS transistor, a bit line (406) commonly connected to the drain of the MOS transistor, and a plate line (407) that is a common counter electrode of the capacitor. It is configured.

【0015】第4図に示した記憶セルの断面構造図(410)
および平面図(420)にあるように,本願のダイナミック型
記憶セルでは,記憶セルの MOS 型トランジスタのゲート
に共通に接続されるワード線(405)とキャパシタの共通
対向電極であるプレート線(407)に同じ材料を用いるこ
とを特徴としている.本願の記憶セルを従来例に示され
た方法に従い配置しても最小のセル面積を実現すること
が出来ないことから本願のダイナミック型記憶セルを配
置する際には従来例とは全く異なる配置方法を考案し
た.
FIG. 4 is a sectional structural view of the memory cell shown in FIG.
As shown in the plan view (420), in the dynamic memory cell of the present invention, the word line (405) commonly connected to the gate of the MOS transistor of the memory cell and the plate line (407) which is a common counter electrode of the capacitor are used. Since the minimum cell area cannot be realized even if the memory cell of the present invention is arranged according to the method shown in the conventional example, the dynamic memory cell of the present invention is arranged. In doing so, we devised a completely different arrangement method from the conventional example.

【0016】第5図は,本願に用いられるダイナミック型
記憶セルを行列状に配置したメモリセルアレーの配置レ
イアウト(501)と配置レイアウトに対応した等価回路図
(502)である.図にあるようにワード線(405a)がゲートに
接続しているメモリセルの MOS 型トランジスタのドレ
インはビット線(406a)に接続されており,ワード線(405
b)がゲートに接続している記憶セルのMOS 型トランジス
タのドレインはビット線(406b)に接続されているので一
般にダイナミック記憶装置に利用される『折り返しビッ
ト線方式(folded bit-line)』構成になっており電気的
特性は従来の方式の利点を継承することが可能となって
いる.
FIG. 5 shows an arrangement layout (501) of a memory cell array in which dynamic memory cells used in the present invention are arranged in a matrix and an equivalent circuit diagram corresponding to the arrangement layout.
As shown in the figure, the drain of the MOS transistor of the memory cell in which the word line (405a) is connected to the gate is connected to the bit line (406a), and the word line (405a) is connected.
Since the drain of the MOS transistor of the memory cell whose b) is connected to the gate is connected to the bit line (406b), a `` folded bit-line '' structure generally used for dynamic storage devices It is possible to inherit the advantages of the conventional method in the electrical characteristics.

【0017】第5図に示された配置レイアウト(501)で
は,ワード線(405)が島状にドーナッツ状に形成されたプ
レート線(407)の間に配置されていることを特徴として
おり,この為,等価回路図(502)上では,注目したワード線
に接続された記憶セルのMOS 型トランジスタのドレイン
が接続されるビット線が二本おきに配置されることを特
徴としている.つまり N 本のワード線と 4M 本のビット
線とによって構成されるダイナミック型記憶装置におい
て, n は N 以下の整数, m は 0 以上 M までの整数と
して, n 番目のワード線に接続された記憶セルの MOS
型トランジスタのドレインがそれぞれ 4m, 4m+1 番目
のビット線もしくは 4m+2,4m+3 番目 のビット線に接続
されることを特徴としており,本願の配置を用いること
で本願のダイナミック記憶セルを最も効率良く配置する
ことが可能になり,画像処理用のロジック半導体装置に
混載可能な CMOS ロジック回路と親和性の高いダイナミ
ック型メモリ素子を使った小型且つ大容量の表示記憶装
置を実現出来る.
The arrangement layout (501) shown in FIG. 5 is characterized in that the word lines (405) are arranged between plate lines (407) formed in an island-like donut shape. For this reason, the equivalent circuit diagram (502) is characterized in that bit lines to which the drains of the MOS transistors of the memory cells connected to the word line of interest are connected are provided every two lines. In a dynamic memory device consisting of four word lines and 4M bit lines, n is an integer less than or equal to N and m is an integer greater than or equal to 0 and M. MOS
Type transistors have 4m and 4m + 1th drains respectively
And the 4m + 2, 4m + 3rd bit lines.By using the layout of the present application, the dynamic storage cells of the present application can be arranged most efficiently. A small and large-capacity display storage device using a dynamic memory element with high affinity with a CMOS logic circuit that can be embedded in a processing logic semiconductor device can be realized.

【0018】また,第5図に示された配置レイアウト(50
1)では,ワード線(405)が島状にドーナッツ状に形成され
たプレート線(407)の間に配置されている為に,それぞれ
の島状のワード線を配線層で接続する必要があるが,一
般にロジック半導体装置においては二層以上の配線層が
必要であることから,第一配線層をビット線として利用
し第二配線層を島状のワード線を接続する配線層として
利用することで本願の目的であるダイナミック型記憶セ
ルを行列状に配置したメモリセルアレーを構成する事が
可能である.
The arrangement layout (50) shown in FIG.
In (1), since the word lines (405) are arranged between the plate lines (407) formed in an island-like donut shape, it is necessary to connect each island-like word line with a wiring layer However, since logic semiconductor devices generally require two or more wiring layers, the first wiring layer should be used as a bit line and the second wiring layer should be used as a wiring layer to connect island-shaped word lines. Thus, it is possible to configure a memory cell array in which dynamic storage cells, which are the object of the present application, are arranged in a matrix.

【0019】第6図は,一般に同じ最小線幅の製造技術を
用いて設計した場合のスタティック型記憶セルのセル面
積(6a),ダイナミック型記憶セルを使い従来例の配置方
式を使った場合のセル面積(6b),本願のダイナミック型
記憶セルと本願の配置方式を使った場合のセル面積(6c)
を比較した表である.本願のダイナミック型記憶セルと
セル配置を用いることによりスタティック型記憶セルを
使用した場合に比べて約4倍の記憶容量を同面積に集積
することが可能となる.
FIG. 6 shows a cell area (6a) of a static memory cell generally designed by using the same minimum line width manufacturing technique, and a conventional memory cell using a dynamic memory cell. Cell area (6b), cell area when using the dynamic storage cell of the present application and the arrangement method of the present application (6c)
By using the dynamic storage cell and the cell arrangement of the present application, it is possible to integrate about four times the storage capacity in the same area as compared to the case where a static storage cell is used.

【0020】以上の実施例のように,本願を用いること
でダイナミック型記憶装置の記憶セルを構成する MOS
型容量素子の共通対向電極であるプレート配線層を記憶
セルを構成する MOS 型トランジスタのゲート配線層で
構成出来るレイアウトを用いたダイナミック型記憶素子
を用いることで,特別な製造技術等を使わずにCMOS ロジ
ック回路と親和性が高く且つ,製造コストを抑えたダイ
ナミック型記憶セルを設計することが可能である.また,
実施例に述べられているように本願のダイナミック記憶
セルに最適化した記憶セルの配置方法を用いることで,
同じ最小線幅のテクノロジーで設計したスタティック型
メモリの単位セルの面積に対してセル面積を 1/4 にま
で縮小することが可能になる.これにより,大容量の半導
体メモリ装置を画像処理用のロジック半導体装置内部に
混載することが可能となる.
As described in the above embodiments, the present invention is applied to a MOS memory device constituting a memory cell of a dynamic memory device.
By using a dynamic storage element with a layout that allows the plate wiring layer, which is the common opposing electrode of the capacitive element, to be composed of the gate wiring layer of the MOS transistor that constitutes the storage cell, no special manufacturing technology is required. It is possible to design a dynamic memory cell that has high affinity with CMOS logic circuits and reduces manufacturing costs.
By using the storage cell arrangement method optimized for the dynamic storage cell of the present application as described in the embodiment,
The cell area can be reduced to 1/4 of the unit cell area of a static memory designed with the same minimum line width technology, which enables large-capacity semiconductor memory devices to be used for image processing. It is possible to mix them inside a logic semiconductor device.

【0021】以上の実施例では,ダイナミック型記憶セ
ルを構成する MOS 型トランジスタとMOS 型容量素子の
特性に関して同一の電気的特性を有する構成を想定して
説明しているが,それぞれのゲート配線が同時に形成さ
れるプロセスを用いたものであれば,それぞれの素子の
導電体の種類や閾値電圧等が変わったとしても本願の効
果には何ら支障をきたすことはない.
In the above embodiment, the description has been made on the assumption that the MOS transistor and the MOS capacitor constituting the dynamic memory cell have the same electrical characteristics with respect to the characteristics thereof. If the process is formed simultaneously, even if the type of the conductor of each element, the threshold voltage, etc. are changed, there is no hindrance to the effect of the present application.

【0022】同様に,以上の実施例では,ダイナミック型
記憶セルを構成する MOS 型トランジスタと MOS 型容量
素子のゲート絶縁膜に同一の膜厚を用いた構成を想定し
て説明しているが,それぞれのゲート配線が同時に形成
されるプロセスを用いたものであれば,それぞれの素子
のゲート絶縁膜厚やゲート絶縁膜の材質が変わったとし
ても本願の効果には何ら支障をきたすことはない.
Similarly, in the above embodiment, description has been made on the assumption that the same thickness is used for the gate insulating films of the MOS transistor and the MOS capacitor constituting the dynamic memory cell. As long as each gate wiring is formed at the same time, even if the gate insulating film thickness or the material of the gate insulating film of each element is changed, the effect of the present invention is not affected at all.

【0023】以上本発明は実施例に基づいて説明された
が,本発明は上述の実施例に限定されることなく,特許請
求の範囲に記載される範囲内で自由に変形・変更可能で
ある.
Although the present invention has been described based on the embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be freely modified and changed within the scope described in the claims. .

【発明の効果】本発明によれば,標準 CMOS ロジック回
路と親和性の高いダイナミック型記憶セルを使った,小
型且つ大容量の表示記憶装置を実現することが可能にな
ることから,製造コストの増大を招く事なくパーソナル
コンピュータ用のモニタの画面を制御するグラフィック
制御半導体装置や,携帯機器用の液晶およびEL(Electro-
Luminescence)素子を使ったフラットディスプレー装置
の制御用半導体装置等に代表されるような画像処理用の
半導体装置に大規模なメモリ装置を混載することが可能
となる.
According to the present invention, it is possible to realize a small and large-capacity display storage device using a dynamic storage cell having a high affinity with a standard CMOS logic circuit. A graphic control semiconductor device that controls the screen of a monitor for a personal computer without causing an increase, and a liquid crystal and EL (Electro-
Luminescence) It is possible to mix a large-scale memory device with a semiconductor device for image processing such as a semiconductor device for controlling a flat display device using a device.

【課題を解決するための手段】本発明は,従来汎用のダ
イナミック記憶装置に用いられている特殊なキャパシタ
・プロセス技術を使わずに,ダイナミック型記憶装置の
記憶セルを構成するMOS 型容量素子の共通対向電極であ
るプレート配線層と記憶セルを構成するMOS 型トランジ
スタと同じゲート配線層で構成することで製造コストの
増大を避け,このようなセル構造のもとで最小のセル面
積を実現する為にワード線を島状に配線し且つドーナッ
ツ状に形成されたプレート線の間に2セル毎に配置する
ことで本願のダイナミック記憶セルを最も効率良く配置
することが可能になる.これにより,画像処理用のロジッ
ク半導体装置に混載可能な CMOS ロジック回路と親和性
の高いダイナミック型メモリ素子を使った小型且つ大容
量の表示記憶装置を実現する.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a MOS-type capacitive element constituting a memory cell of a dynamic memory device without using a special capacitor process technology conventionally used for a general-purpose dynamic memory device. By using the same counter wiring as the plate wiring layer and the same gate wiring layer as the MOS transistor that constitutes the storage cell, it is possible to avoid an increase in manufacturing cost and achieve a minimum cell area under such a cell structure. Therefore, by arranging word lines in an island shape and arranging them every two cells between plate lines formed in a donut shape, the dynamic memory cells of the present invention can be arranged most efficiently. A small and large-capacity display storage device using a dynamic memory element with high affinity with CMOS logic circuits that can be embedded in a logic semiconductor device for image processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる画像処理用の半導体装置内部に
混載するダイナミック記憶装置の構成と主な機能部品の
例.
FIG. 1 shows an example of a configuration of a dynamic storage device and a main functional component mixedly mounted inside a semiconductor device for image processing according to the present invention.

【図2】従来例のダイナミック型記憶セルの等価回路図
と平面キャパシタを使用したメモリセルの断面構造図の
FIG. 2 is an example of an equivalent circuit diagram of a conventional dynamic memory cell and a sectional structural view of a memory cell using a planar capacitor.

【図3】従来例のダイナミック型記憶セルの配置レイア
ウトと対応した等価回路例
FIG. 3 is an example of an equivalent circuit corresponding to a layout layout of a conventional dynamic memory cell.

【図4】本発明に基づくダイナミック型記憶セルの等価
回路と,メモリセルの断面構造および平面図の実施例.
FIG. 4 is an embodiment of an equivalent circuit of a dynamic memory cell according to the present invention, and a sectional structure and a plan view of the memory cell.

【図5】本発明に基づくダイナミック型記憶セルの配置
レイアウトと対応した等価回路の実施例
FIG. 5 is an embodiment of an equivalent circuit corresponding to a layout layout of a dynamic memory cell according to the present invention;

【図6】同じ製造技術を用いて設計した場合の従来例と
本発明を用いた場合のメモリセルの面積の比較表.
FIG. 6 is a comparison table of the area of the memory cell between the conventional example and the present invention when designed using the same manufacturing technology.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 … 画像処理用の半導体装置内部に混載するダイナ
ミック記憶装置 101 … ダイナミック型記憶セルを行列状に配置した記
憶セルアレー 102 … センスアンプ回路 103 … 列デコーダ回路 104 … 行デコード回路 105 … 制御回路 201 … ダイナミック型記憶セルの等価回路図 202 … ダイナミック型記憶セルの断面構造図 203 … MOS 型トランジスタ 204 … MOS 型容量素子 205 … ワード線 206 … ビット線 207 … プレート線 301 … メモリセルアレーの配置レイアウト 302 … メモリセルアレーの等価回路図 400 … ダイナミック型記憶セルの平面図 401 … ダイナミック型記憶セルの等価回路図 402 … ダイナミック型記憶セルの断面構造図 403 … MOS 型トランジスタ 404 … MOS 型容量素子 405 … ワード線 406 … ビット線 407 … プレート線 501 … メモリセルアレーの配置レイアウト 502 … メモリセルアレーの等価回路図 6a … スタティック型記憶セルのセル面積 6b … ダイナミック型記憶セルと従来例の配置方式の
セル面積 6c … ダイナミック型記憶セルと本願の配置方式のセ
ル面積
100 dynamic storage device embedded in a semiconductor device for image processing 101 storage cell array in which dynamic type memory cells are arranged in a matrix 102 sense amplifier circuit 103 column decoder circuit 104 row decode circuit 105 control circuit 201 control circuit 201 Equivalent circuit diagram of dynamic memory cell 202… Cross-sectional structure diagram of dynamic memory cell 203… MOS transistor 204… MOS capacitor 205… Word line 206… Bit line 207… Plate line 301… Layout layout of memory cell array 302 … Equivalent circuit diagram of a memory cell array 400… Plan view of a dynamic memory cell 401… Equivalent circuit diagram of a dynamic memory cell 402… Cross-sectional structure diagram of a dynamic memory cell 403… MOS transistor 404… MOS capacitor 405… Word line 406… Bit line 407… Plate line 501… Memory cell array layout Cell area of the cell area 6c ... dynamic memory cells and application of the arrangement scheme of the cell area 6b ... dynamic memory cell of the conventional example arrangement scheme of an equivalent circuit diagram 6a ... static storage cells out 502 ... memory cell array

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】MOS 型トランジスタと MOS 型容量素子で
構成される記憶セルを,行列状に配置し,行方向の前記 M
OS 型トランジスタのゲートに共通に接続された N 本の
ワード線と,列方向の前記 MOS 型トランジスタのドレイ
ンに共通に接続された 4M 本のビット線とによって構成
されるダイナミック型記憶装置を有するマトリックス型
画像表示装置において, n は N 以下の整数, m は 0 以
上 M までの整数として, n 番目のワード線と接続され
た MOS 型トランジスタのドレインがそれぞれ 4m, 4m+1
番目 のビット線もしくは 4m+2, 4m+3 番目のビット線
に接続されることを特徴とするマトリックス画像表示装
置用ダイナミック記憶装置.
A storage cell comprising a MOS transistor and a MOS capacitor is arranged in a matrix, and the memory cells are arranged in a row.
A matrix having a dynamic storage device composed of N word lines commonly connected to the gates of OS transistors and 4M bit lines commonly connected to the drains of the MOS transistors in the column direction. In the image display device, n is an integer of N or less and m is an integer of 0 to M, and the drains of the MOS transistors connected to the n-th word line are 4m and 4m + 1, respectively.
A dynamic storage device for a matrix image display device, wherein the dynamic storage device is connected to a 4th bit line or 4m + 2, 4m + 3th bit lines.
【請求項2】請求項1において,前記 MOS 型トランジス
タと前記 MOS 型容量素子は同一導電体で構成されてい
ることを特徴とするマトリックス画像表示装置用ダイナ
ミック記憶装置.
2. A dynamic storage device for a matrix image display device according to claim 1, wherein said MOS type transistor and said MOS type capacitance element are formed of the same conductor.
【請求項3】請求項1において,前記 MOS 型トランジス
タと前記 MOS 型容量素子のそれぞれの MOS ゲートの配
線層が製造工程上同時に形成されていることを特徴とす
るマトリックス画像表示装置用ダイナミック記憶装置.
3. A dynamic storage device for a matrix image display device according to claim 1, wherein the wiring layers of the MOS gates of the MOS transistor and the MOS capacitor are formed simultaneously in a manufacturing process. .
【請求項4】MOS 型トランジスタと MOS 型容量素子で
構成される記憶セルを,行列状に配置し,行方向の前記 M
OS 型トランジスタのゲートに共通に接続された N 本の
ワード線と,列方向の前記 MOS 型トランジスタのドレイ
ンに共通に接続された M 本のビット線とによって構成
されるダイナミック型記憶装置を有するマトリックス型
画像表示装置において,前記 MOS 型トランジスタと前記
MOS 型容量素子のそれぞれの MOS ゲートの配線層が製
造工程上同時に形成され,且つ前記 MOS 型トランジスタ
のゲート配線層を島状に配置し,前記島状のゲート配線
層を取り囲む様に前記 MOS 型容量素子のゲート配線層
を配置することを特徴とするマトリックス画像表示装置
用ダイナミック記憶装置.
4. A storage cell comprising a MOS transistor and a MOS capacitor is arranged in a matrix, and the memory cells are arranged in a row.
A matrix having a dynamic memory device composed of N word lines commonly connected to the gates of OS transistors and M bit lines commonly connected to the drains of the MOS transistors in the column direction. In the image display device, the MOS type transistor and the
The wiring layers of the respective MOS gates of the MOS capacitor are formed simultaneously in the manufacturing process, and the gate wiring layers of the MOS transistors are arranged in an island shape, and the MOS type is formed so as to surround the island-shaped gate wiring layer. A dynamic storage device for a matrix image display device, wherein a gate wiring layer of a capacitive element is arranged.
【請求項5】請求項4において,島状に配置した前記 MO
S 型トランジスタのゲート配線層は,行方向に隣り合う
前記 MOS 型トランジスタのゲート配線として連続して
配置されていることを特徴とするマトリックス画像表示
装置用ダイナミック記憶装置.
5. The MO according to claim 4, wherein the MOs are arranged in an island shape.
A dynamic memory device for a matrix image display device, wherein a gate wiring layer of an S-type transistor is continuously arranged as a gate wiring of the MOS transistor adjacent in a row direction.
【請求項6】請求項4において,島状に配置した前記 MO
S 型トランジスタのゲート配線層は,行方向に隣り合う
前記 MOS 型トランジスタのゲート配線として連続して
配置されており,ビット線との接続点を跨いで同様に配
置されている列方向に隣り合う,別の島状に配置した前
記 MOS 型トランジスタのゲート配線層で構成される一
対のゲート配線層を取り囲む様に前記 MOS 型容量素子
のゲート配線層を配置することを特徴とするマトリック
ス画像表示装置用ダイナミック記憶装置.
6. The MO according to claim 4, wherein the MOs are arranged in an island shape.
The gate wiring layer of the S-type transistor is continuously arranged as the gate wiring of the MOS transistor adjacent in the row direction, and is adjacent to the bit direction in the column direction similarly arranged across the connection point with the bit line. A gate wiring layer of the MOS type capacitive element arranged so as to surround a pair of gate wiring layers composed of gate wiring layers of the MOS type transistors arranged in another island shape. For dynamic storage.
【請求項7】請求項4において,島状に配置した前記 MO
S 型トランジスタのゲート配線層は,行方向に隣り合う
前記 MOS 型トランジスタのゲート配線として連続して
配置されており,ビット線との接続点を跨いで同様に配
置されている列方向に隣り合う,別の島状に配置した前
記 MOS 型トランジスタのゲート配線層で構成される一
対のゲート配線層を取り囲む様に前記 MOS 型容量素子
のゲート配線層を配置し,前記島状の MOS 型トランジス
タのゲート配線層を行方向に接続する配線層を設けるこ
とを特徴とするマトリックス画像表示装置用ダイナミッ
ク記憶装置.
7. The MO according to claim 4, wherein the MOs are arranged in an island shape.
The gate wiring layer of the S-type transistor is continuously arranged as the gate wiring of the MOS transistor adjacent in the row direction, and is adjacent to the bit direction in the column direction similarly arranged across the connection point with the bit line. A gate wiring layer of the MOS capacitance element is arranged so as to surround a pair of gate wiring layers formed by the gate wiring layers of the MOS transistors arranged in different island shapes, and A dynamic storage device for a matrix image display device, wherein a wiring layer for connecting a gate wiring layer in a row direction is provided.
【請求項8】請求項4において,島状に配置した前記 MO
S 型トランジスタのゲート配線層は,行方向に隣り合う
前記 MOS 型トランジスタのゲート配線として連続して
配置されており,ビット線との接続点を跨いで同様に配
置されている列方向に隣り合う,別の島状に配置した前
記 MOS 型トランジスタのゲート配線層で構成される一
対のゲート配線層を取り囲む様に前記 MOS 型容量素子
のゲート配線層を配置し,第一の配線層を前記ビット線
として用い,第二の配線層を前記島状の MOS 型トランジ
スタのゲート配線層を行方向に接続する配線層として用
いることを特徴とするマトリックス画像表示装置用ダイ
ナミック記憶装置.
8. The MO according to claim 4, wherein the MOs are arranged in an island shape.
The gate wiring layer of the S-type transistor is continuously arranged as the gate wiring of the MOS transistor adjacent in the row direction, and is adjacent to the bit direction in the column direction similarly arranged across the connection point with the bit line. A gate wiring layer of the MOS type capacitance element is arranged so as to surround a pair of gate wiring layers composed of a gate wiring layer of the MOS transistor arranged in another island shape, and the first wiring layer is A dynamic storage device for a matrix image display device, wherein the dynamic storage device is used as a line, and the second wiring layer is used as a wiring layer connecting a gate wiring layer of the island-shaped MOS transistor in a row direction.
【請求項9】請求項4において,島状に配置した前記 MO
S 型トランジスタのゲート配線層を選択することによ
り,行方向に隣り合う二本のビット線にそれぞれ前記 MO
S 型容量素子に充電されていた電荷が転送されるように
二組の記憶セルを,行列状に配置したことを特徴とする
マトリックス画像表示装置用ダイナミック記憶装置.
9. The MO according to claim 4, wherein the MOs are arranged in an island shape.
By selecting the gate wiring layer of the S-type transistor, the MO is connected to two bit lines adjacent in the row direction.
A dynamic storage device for a matrix image display device, wherein two sets of storage cells are arranged in rows and columns so that the charges charged in the S-type capacitance element are transferred.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100995235B1 (en) 2003-04-24 2010-11-17 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 Dynamic self-refresh display memory

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