JP2005328052A - シールドされたアクセスラインを備えたメモリデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】 製造コストを低減できるメモリデバイスを提供する。
【解決手段】 基板に形成された複数のドープ領域のうちの1つの少なくとも一部と、第1の金属層に含まれるとともにそれぞれが前記複数のドープ領域のうち1つの上方を通って延伸する複数の第1の導体のうちの1つの少なくとも一部と、からそれぞれ構成される複数のトランジスタ510、515、520、525、530、535、540、545を含んでいる。第2の金属層は、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数の第2の導体を含み、第3の金属層は、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のビット線560、565を含み、第4の金属層は、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のワード線580、585を含んでいる。
【選択図】 図5
【解決手段】 基板に形成された複数のドープ領域のうちの1つの少なくとも一部と、第1の金属層に含まれるとともにそれぞれが前記複数のドープ領域のうち1つの上方を通って延伸する複数の第1の導体のうちの1つの少なくとも一部と、からそれぞれ構成される複数のトランジスタ510、515、520、525、530、535、540、545を含んでいる。第2の金属層は、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数の第2の導体を含み、第3の金属層は、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のビット線560、565を含み、第4の金属層は、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のワード線580、585を含んでいる。
【選択図】 図5
Description
本発明は、メモリデバイスに関し、特に、シールドされたアクセスラインを備えたメモリデバイスに関する。
チップにおける構造物の物理的な寸法は、「特性寸法(feature size)」と呼ばれている。チップにおけるこの特性寸法を縮小すれば、各チップにより多くのコンポーネントを組み込めることになると共に、各シリコンウェハにより多くのチップを組み込めることになり、その結果、1ウェハ、そして1チップ当たりの製造コストが低減される。各チップにおけるコンポーネント数を増加させれば、より多くのコンポーネントによって機能面の諸要求が満たされ得るため、チップのパフォーマンスを向上させることにもなる。
SRAMデバイスは、こういった製造コスト低減が実現可能なタイプのデバイスである。SRAMは、電源が供給されている限りそのメモリにデータビットを保持し続けるランダムアクセスメモリである。ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)とは異なり、SRAMは一定時間ごとのリフレッシュを必要としない。また、SRAMは、DRAMよりも高速にデータにアクセスできる。よってSRAMは、例えば、コンピュータのキャッシュメモリに、またはビデオカードのRAMDAC(ランダムアクセスメモリデジタルアナログコンバータ)の一部としてよく用いられている。
ところが、SRAMは他のタイプのメモリに比べて高価である。このため、SRAMの設計者および製造業者たちは、SRAMデバイスの製造コスト低減を図る試みを絶えず行っている(例えば、特許文献1を参照)。上述した特性寸法の縮小は、かかるコスト低減を実現する手段の1つではある。しかし、特性寸法の縮小が、SRAMの製造コスト低減に対して採られ得る唯一の手段というわけではなく、例えば、SRAMチップ内の構造物のレイアウトを変更して、各チップにおけるSRAMセルの記録密度をより高めることによっても、製造コストの低減を図ることが可能である。
特開平11−135647号公報
上記に鑑みて、本発明の目的は、従来技術に存在する問題を解決し、製造コスト低減を図ることのできるメモリデバイスを提供することにある。
すなわち、本発明は、基板に形成された複数のドープ領域のうちの1つの少なくとも一部と、1つの金属層に含まれるとともにそれぞれが前記複数のドープ領域のうちの1つの上方を通って延伸する複数第1の導体のうちの1つの少なくとも一部と、からそれぞれなる複数のトランジスタ、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数の第2の導体を含む第2の金属層、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のビット線を含む第3の金属層、および、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のワード線を含む第4の金属層を備えた装置に関する。
前記複数のビット線のうちの幾つかが、前記複数の第1の導体および前記複数の第2の導体のうちの対応する導体をそれぞれシールドするように構成されていることが好ましい。
前記複数のトランジスタのうちの幾つかが、実質的に長方形のユニットメモリセルを構成し、前記複数のビット線の各々が、このユニットメモリセルの長軸に実質的に垂直であることが好ましい。
前記複数のビット線が互いに実質的に平行であることが好ましい。
前記複数のワード線のうちの幾つかが、前記複数の第1の導体および前記複数の第2の導体のうちの対応する導体をそれぞれシールドするように構成されていることが好ましい。
前記複数のワード線のうちの幾つかが、前記複数のビット線のうちの対応するビット線をシールドするように構成されていることが好ましい。
前記複数のトランジスタのうちの幾つかが、実質的に長方形のユニットメモリセルを構成し、前記複数のワード線の各々が、このユニットメモリセルの長軸と実質的に平行であることが好ましい。
前記ビット線の各々が前記ユニットメモリセルの前記長軸と実質的に垂直であることが好ましい。
前記複数のワード線が互いに実質的に平行であることが好ましい。
前記複数のトランジスタのうちの幾つかがユニットメモリセルを構成し、前記複数の第1の導体および前記複数の第2の導体の各々が、鏡像対称の導体の組を成すことが好ましい。
前記複数のトランジスタのうちの幾つかがユニットメモリセルを構成し、前記ユニットメモリセル内における前記複数のドープ領域が実質的に対称を成し、前記ユニットメモリセル内における前記複数の第1の導体が実質的に対称を成し、かつ、前記ユニットメモリセル内における前記複数の第2の導体が実質的に対称を成すことが好ましい。
前記ユニットメモリセル内における前記複数のビット線が実質的に対称を成すことが好ましい。
前記ユニットメモリセル内における前記複数のワード線が実質的に対称を成す
前記複数のトランジスタには、接続されることによりSRAMセルを形成する8SRAMトランジスタが含まれることが好ましい。
前記複数のトランジスタには、接続されることによりSRAMセルを形成する8SRAMトランジスタが含まれることが好ましい。
前記複数のトランジスタが、第1および第2のプルアップトランジスタ、第1および第2のプルダウントランジスタ、ならびに、第1、第2、第3および第4のパスゲートトランジスタを含むことが好ましい。
前記第1および第2のプルアップトランジスタのソースが、少なくとも間接的に、電源と電気的に接続しており、前記第1のプルアップトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記第1および第2のパスゲートトランジスタのソース、前記第1のプルダウントランジスタのソース、前記第2のプルアップトランジスタのゲート、ならびに前記第2のプルダウントランジスタのゲートと電気的に接続しており、前記第2のプルアップトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記第3および第4のパスゲートトランジスタのソース、前記第2のプルダウントランジスタのソース、前記第1のプルアップトランジスタのゲート、ならびに前記第1のプルダウントランジスタのゲートと電気的に接続しており、前記第1および第2のプルダウントランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記電源よりも低電位に電気的に接続しており、前記第1のパスゲートトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記複数のビット線のうちの第1のビット線と電気的に接続しており、前記第2のパスゲートトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記複数のビット線のうちの第2のビット線と電気的に接続しており、前記第3のパスゲートトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記複数のビット線のうちの第3のビット線と電気的に接続しており、前記第4のパスゲートトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記複数のビット線のうちの第4のビット線と電気的に接続しており、前記第1および第3のパスゲートトランジスタのゲートが、少なくとも間接的に、前記複数のワード線のうちの第1のワード線と電気的に接続しており、かつ、前記第2および第4のパスゲートトランジスタのゲートが、少なくとも間接的に、前記複数のワード線のうちの第2のワード線と電気的に接続していることが好ましい。
前記第1および第2のプルアップトランジスタがPMOSトランジスタであり、前記第1および第2のプルダウントランジスタ、ならびに前記第1、第2、第3および第4のパスゲートトランジスタがNMOSトランジスタであることが好ましい。
前記複数のトランジスタのうちの幾つかが、SRAMアレイにおける複数のSRAMセルの1つを構成し、前記SRAMアレイは、前記複数のビット線および前記複数のワード線のうちの対応する線を介して、複数のカラムマルチプレクサおよび複数のロウアドレスデコーダに、少なくとも間接的に接続されることが好ましい。
また、本発明は、基板に複数のドープ領域を形成する工程、それぞれが前記複数のドープ領域のうちの1つの上方を通って延伸する複数の第1の導体を含む第1の金属層を形成して、前記複数のドープ領域のうちの1つの少なくとも一部と、前記複数の第1導体のうちの1つの少なくとも一部とからそれぞれなる複数のトランジスタを構成する工程、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数の第2の導体を含む第2の金属層を形成する工程、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のビット線を含む第3の金属層を形成する工程、および、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のワード線を含む第4の金属層を形成する工程を備えた方法に関する。
前記複数のトランジスタのうちの幾つかがユニットメモリセルを形成し、前記ユニットメモリセル内における前記複数のドープ領域が実質的に対称を成し、前記ユニットメモリセル内における前記複数の第1の導体が実質的に対称を成し、前記ユニットメモリセル内における前記複数の第2の導体が実質的に対称を成し、前記ユニットメモリセル内における前記複数のビット線が実質的に対称を成し、かつ、前記ユニットメモリセル内における前記複数のワード線が実質的に対称を成すことが好ましい。
本発明によれば、メモリデバイスの製造コスト低減を図ることができる。
添付の図面と共に以下の詳細な説明を読めば、本発明の態様をよく理解することができる。各構造物は、当業界の常識にしたがって実物のサイズで図示していないことに注意されたい。各構造物の寸法は、記載の内容を分かり易くするために、適宜拡大または縮小されることがある。
以下の開示では、各種実施形態のそれぞれ異なる特徴を紹介する目的で、多くの異なる形態を挙げているということが理解されなければならない。後述する特定の構成部品や配置の例は、本発明の説明を簡単化するために記載されたものである。もちろん、これらは単なる例示であって、何らの限定をするものではない。さらに、本明細書では、符号および/または用語を異なる実施形態間で繰り返し用いていることがある。ただし、このような繰り返しは、本発明の説明を簡単および明確にするために行うものであって、これによって上述した各実施形態および/または構成どうしの関係が決められることはない。また、以下の説明における第1の構造物が第2の構造物の上面または上方に位置するという構成には、第1および第2の構造物が直に接触して形成される実施形態が含まれていても、第1および第2の構造物が直に接触せずに第1および第2の構造物の間に更なる構造物が形成される形態が含まれていてもよい。
図1は、本発明の態様に基づく一実施形態による装置100の、少なくとも一部を示す配置図である。この装置100はSRAMセルまたはデバイスであるが、本発明の態様は、その他のメモリセルを含むデバイスやセルにも適用可能、かつ/または、容易に対応させて用いることのできるものである。さらに、本明細書においては本発明の諸態様を、デュアルポート、8トランジスタのメモリセルを例に記載しているが、本発明は、シングルポートのセル、6個またはこれ以外の数のトランジスタを有するセル、そしてとりわけRFアプリケーション用のメモリにも適用可能、かつ/または、容易に対応させて用いることのできるものである。
装置100は、基板105、nドープ領域110aおよび110b、ならびにpドープ領域115a〜dを含んでなる。また、装置100は、図1に符号120としてその1つが示されている、1つまたは複数のSRAMユニットセルを有していてもよい。そして、各SRAMユニットセル120は、ゲート電極140a〜dを含んでいる。
基板105は、シリコン、ガリウムヒ素、窒化ガリウム、歪みシリコン(ストレインド・シリコン)、シリコンゲルマニウム、シリコンカーバイド、カーバイド、ダイヤモンド、および/またはその他の材料から構成することができる。また、基板105は、例えば、シリコン・オン・サファイア基板、シリコンゲルマニウム・オン・インシュレーター基板、または絶縁層上にエピタキシャル半導体層を備えてなる別の基板といった、シリコン・オン・インシュレーター(SOI)基板であってもよく、またはその基板からなるものとしてもよい。一実施形態において、基板105を、その上に形成されるマイクロ電子素子を絶縁するエアギャップを有するものとすることができる。例えば、シリコン・オン・ナッシング(SON)構造を採用して、基板105に、空気および/もしくはその他の絶縁体によって構成される薄い絶縁層またはギャップを備えさせることも可能である。このような実施形態において、基板105は、シリコンゲルマニウム層上方または上面にシリコンキャップ層を備えてなる。このシリコンゲルマニウム層が全体的または部分的に除去されると、エアギャップまたは空隙ができ、その結果、後にマイクロ電子デバイスが形成されることとなる絶縁素子の活性領域として、シリコンキャップ層が残される。
nドープ領域110aおよび110bは、高エネルギーイオン注入を行うことによって基板105中に形成することができる。このイオン注入を、パターニングされたフォトレジスト層を介して行ってもよい。nドープ領域110aおよび110bの形成に用いられるn型ドーパント不純物には、リン、ヒ素、P31、アンチモン、および/またはその他の材料が含まれる。不純物の注入が終わった後は、拡散、アニーリング、および/または電気的活性化といった後続のプロセスを行うこともできる。pドープ領域115a〜dも、例えばn型ドーパントとp型ドーパントの原子量が異なることに応じてそのエネルギーレベルを低減する必要はあるかもしれないが、同じようにして形成することができる。p型ドーパント不純物には、ホウ素、フッ化ホウ素、インジウム、および/またはその他の材料が含まれる。nドープ領域110aおよび110bの形成と同様に、pドープ領域115a〜dの形成にも、1つまたは複数の拡散、アニール、および/または電気的活性化のプロセスが含まれ得る。
また、本発明の範囲内において、図1に示される代表的形態以外のドーピングの図式を採用することもできる。例として、nドープ領域110aおよび110bはそれぞれpドープのウェルであっても、またはこれを含んで構成されていてもよく、かつ、pドープ領域115a〜dはそれぞれnドープのウェルであっても、またはこれを含んで構成されていてもよい。さらに、これらドープ領域110a、110bおよび115a〜dは、不純物の濃度をそれぞれ変化させるとしても、同タイプのドーパントでドープすることもできる。また、図示はしていないが、ドープ領域110a、110bおよび/または115a〜d全てが、1つの深いnまたはpドープのウェルに囲まれるようにしてもよい。ドープ領域110a、110bおよび115a〜dのうち1つまたは複数のドープ領域を、複数のドープ領域から構成することもできる。
一実施形態では、ドープ領域110a、110bおよび115a〜dに、p型ドーパントとしてホウ素を用い、n型ドーパントとして重水素−ホウ素の複合体を用いる。重水素−ホウ素の複合体は、ホウ素ドープダイヤモンド層を重水素プラズマでプラズマ処理することにより形成することができる。また、重水素は、三重水素、水素、および/またはその他の含水素ガスへの置換が可能である。ドープ領域の不純物濃度は、直流電源または基板105のRF(高周波)バイアスによって制御することができる。上述したプロセスは、基板105に低濃度ドープのソース/ドレイン領域を形成するために利用してもよい。
ゲート電極140a〜dは、パターニングおよび/または選択堆積された、ポリシリコン、W、Ti、Ta、TiN、TaN、Hf、Mo、金属シリサイド、SiO2、窒化SiO2、SiOxNy、WSix、V、Nb、MoSix、Cu、Al、カーボンナノチューブ、高誘電率(高k)誘電体、これらの合金、および/またはその他の材料からなる1層または複数の層で構成されたものであってもよい。ゲート電極140a〜dを形成するのに用いられる製造プロセスには、インプリントリソグラフィ、液浸フォトリソグラフィ、マスクレスフォトグラフィ、化学気相成長法(CVD)、プラズマCVD(PECVD)、常圧CVD(APCVD)、物理気相成長法(PVD)、原子層成長法(ALD)、および/またはその他のプロセスが含まれる。このようなプロセス実行時のプロセス環境には、プラズマによって励起される水素(H2)や炭素といった反応ガスを用いることができる。こうしたものに加え、または、その代わりとして、かかるプロセスガス/環境にCH4、C2H6、C3H8および/またはその他の含炭素ガスを用いてもよい。
ゲート電極140a〜dは、PVD、ALD、PECVD、APCVD、LPCVDおよび/またはその他のプロセス技術により形成された、Ni、Cr、Nb、V、Wおよび/またはその他の材料からなるシード層を含んでいてもよい。また、ゲート電極140a〜dは、1層またはそれ以上のゲート誘電体層を含んでいても、または、該ゲート誘電体層の上面もしくは上方に形成されていてもよい。かかるゲート誘電体層は、SiO2、SiON、HfO、Ta2O5、Al2O3、窒化酸化物、CVD酸化物、熱酸化物、含窒素誘導体材料、高誘電体材料、および/またはその他の材料からなり、かつ、CVD、LPCVD、PECVD、PVD、ALDおよび/またはその他のプロセスによって形成することができる。
図1に示されるように、ゲート電極140aはドープ領域110aおよび115bの上方を通って延伸し、ゲート電極140bはドープ領域115aおよび115bの上方を通って延伸し、ゲート電極140cはドープ領域115cおよび115dの上方を通って延伸し、ゲート電極140dはドープ領域110bおよび115cの上方を通って延伸している。このような構成であるので、1つまたは複数のゲート電極140a〜dは、例えば複数のトランジスタ素子に共用させるように複数のドープ領域110a、110bおよび/または115a〜d上方を通って延伸する、共用されるゲート電極となり得る。ゲート電極140a〜dは、共用されるゲート電極として構成されているか否かにかかわらず、特定のユニットセル120の境界を超えて伸びていてもよい。また、図示されている形態のように、ゲート電極140a〜dは、例えば、後に形成されるコンタクトまたはビアの出来る位置となる幅広部分を有していてもよい。さらに、ゲート電極140a〜dのうちの2つ以上を、実質的に同一のフットプリント形状、面積とすることもできる。例えば、図示する形態では、ゲート電極140aと140dは、実質的に同一のフットプリント形状、面積となっている。
SRAMユニットセル120の(例えば破線で示される)セル境界は、それぞれ約2.0を超えるアスペクト比を有しており、実施形態によっては約3.2を超えるアスペクト比を有するものであってもよい。このアスペクト比とは、セル120の小さい方の基本寸法(図示された実施形態における「W」)に対する大きい方の基本寸法(図示された実施形態における「L」)の比率のことである。例として、SRAMユニットセル120は、長さL約0.32μmから12μm、幅W約0.08μmから2μmであり、アスペクト比が約4から6である。別の実施形態では、SRAMユニットセル120を、長さL約12nmから120nm、幅W約4nmから20nmとしてもよい。また、セル120のアスペクト比を約3から6とし、かつ、各セルについて異ならしめることもできる。また別の実施形態においては、セル120のうちの1つ、幾つかまたは全てのアスペクト比を、約3.5よりも大きいものとしてもよい。
各ユニットセル120のセル境界の幅(W)は、所定の設計定数のほぼ5倍とすることができる。この設計定数は、1つまたは複数のゲート電極140a〜dの最小幅であり得る。かかる最小幅は、ゲート電極140a〜d中、最も狭い幅を有するゲート電極の幅、またはゲート電極140a〜dのうち、特定のゲート電極の最も狭い部分の幅とすることができる。さらに、かかるゲート電極140a〜dの最小幅は、作製可能な最小ゲート幅であり得る。一実施形態において、最小幅は約0.20μmである。また、構造物間の最小間隔は、約0.20μmとしてもよいし、1つまたは複数のゲート電極140a〜dの最小幅と実質的に同じように、または等しくしてもよい。後に形成される構造物の最小幅および/または間隔も、これらと同じようにすることができる。
2つ以上のゲート電極140a〜d、ドープ領域110a、110bおよび115a〜dならびに/またはその他の構造物は、1つのセル120内において、実質的に対称を成すよう配置される。例えば、図1に示されるセル120内において、ゲート電極140aと140dは実質的に対称に配置され、ゲート電極140bと140cは実質的に対称に配置され、ドープ領域110aと110bは実質的に対称に配置され、ドープ領域115aと115dは実質的に対称に配置され、ドープ領域115bおよび115cは実質的に対称に配置されている。さらに、1組または複数組の隣り合うセル120が、互いに鏡像対称となっていてもよい。
図2は、本発明の態様による、図1の次段階における装置100の配置図であり、ここでは、すでに形成された各構造物の上方に第1の金属層が形成されている。この第1の金属層は、アルミニウム、金、銅、銀、タングステン、チタニウム、窒化チタニウム、タンタル、窒化タンタル、これらの合金および/またはその他の材料からなる1または複数の層から構成されたものであってもよい。第1の金属層は、インプリントリソグラフィ、液浸フォトリソグラフィ、マスクレスフォトグラフィ、CVD、PECVD、PVD、ECP、ALDおよび/またはその他のプロセスによって形成することができるが、これらだけに限定されることはない。金属層はまた、選択堆積またはブランケット堆積(全面的な堆積)を行った後にパターニングプロセスを行うことによっても形成することができる。一実施形態において、第1の金属層は、ゲート電極140a〜dの形成に関して上に述べた1つまたは複数のプロセスによって形成され、かつ、ゲート電極140a〜dに採られ得る組成に関して上に述べた1つまたは複数の材料からなるものである。
第1の金属層は導体210a〜lを含んでいる。これら導体のうちの1つまたは複数、例えば導体210aおよび210bは、導体210a〜lのうちの実質的に直線ないし長方形の導体、例えば導体210bおよび210cとは対照的に、数箇所で曲折している。例として、図示する形態では、導体210aは曲折ないし屈折して4つの部分からなっている。このような構成により、導体210a〜lのうち、少なくとも1箇所が曲折しているものは、位置のずれた2つ以上の下方の配線構造物を相互に接続させることができる。また、2つ以上の導体210a〜l、または第1の金属層で形成されたその他の構造物が、実質的に同じフットプリント、形状および/または面積を有していてもよい。例えば、図示する実施形態では、導体210a〜l中に、フットプリント、形状および/または面積が実質的に同じとなっているものがある。さらに、第1の金属層で形成される構造物の最小幅も、装置100のデザインルールにほぼ一致したものでよい。
第1の金属層で形成された2つ以上の導体210a〜lおよび/またはその他の構造物も、1つのセル120内において、実質的に対称を成すように配置されてもよい。例えば、図2に示すセル120内にて、導体210aと210bは実質的に対称に配置され、導体210cと210hは実質的に対称に配置され、導体210dと210iは実質的に対称に配置され、導体210eと210jは実質的に対称に配置され、導体210fと210kは実質的に対称に配置され、導体210gと210lは実質的に対称に配置されている。
さらに、装置100は、図2に示される第1の金属層の各コンポーネントと下方の構造物との間を延伸するコンタクトまたはビア(以下、総称してコンタクトという。)270を有している。コンタクト270は、図2では導体210a〜lの上に位置するものとして示されているが、導体210a〜lの下(つまり、導体210a〜lと基板105との間)に位置するものであることは言うまでもない。この原則は以下の記述においても適用される。つまり、(コンタクト270およびその他のコンタクトを含む)コンタクトは、図において、コンタクトが接続する導体構造物の上に位置するように示されているが、実際には、1つまたは複数のかかるコンタクトは(基板105には接触しないものもあるが)、それが接触する導体構造物から基板105へ向かって伸びるものである。
コンタクト270は、金属層を形成するために用いるのと同じようなプロセスによって形成することができ、金属層形成に先立って形成させてもよい。しかし、一実施形態において、1つまたは複数のコンタクト270は、金属層を形成するプロセスの一貫としての、ダマシンまたはデュアルダマシンプロセスによって形成することも可能である。多数のコンタクト270が下方の構造物まで穿たれることにより、これらコンタクトの配列状態によって、装置100に含まれる複数のトランジスタの配置構成が現れてくることとなる。図示された実施形態における装置100は、4つのパスゲートトランジスタ(PG−A、PG−A−bar、PG−B、PG−B−bar)と、2つのプルダウントランジスタ(PD−1、PD−2)と、2つのプルアップトランジスタ(PU−1、PU−2)とを有している。下の表1には、図2の実施形態に基づいたコンタクト270によって実現される、対応するトランジスタのノードとの配線接続例が記載してある。表1の各列が表わすものは、コンタクト270またはその他の配線構造物の存在である。
なお、金属層と下方構造物との間に、1つまたは複数のコンタクト270に加え、またはその代わりとして、その他の構造物ないしコンポーネントを介挿して接続を行うようにしてもよいことは、言うまでもない。表1で示したもの以外の配線構成もまた、本発明の範囲に含まれる。さらに、装置100は、図示する実施形態よりも多くのまたは少ないトランジスタおよび/またはコンタクト270を有していてもよい。
図3は、本発明の態様に基づく図2の次段階における装置100の配置図であり、ここでは、第1の金属層上方に第2の金属層が形成されている。一実施形態において、この第2の金属層は、上述のすでに形成された第1の金属層と実質的に同じ組成および製造工程によりなるものである。
第2の金属層は、ビット線(BL−A)310a、ビット線(BL−B)310b、反転ビット線(BL−A−bar)320aおよび反転ビット線(BL−B−bar)320bを含んでいる。また、第2の金属層は、ここではVss−A 330a、Vss−B 330b、およびVdd 340と示す、電圧線を備えていてもよい。Vss 330aおよび330bはコモンまたはグランド線であってもよい。第2の金属層はさらに、第2の金属層上の1つまたは複数のコンポーネントと、第2の金属層下の1つまたは複数のコンポーネントとを接続させるために用いられる帯状体(ストラップ)350a、350bを備えていてもよい。
第2の金属層で形成された2つ以上の構造物は、実質的に同一のフットプリントの形状および面積を有していてもよい。図示する実施形態においては、例えば、ビット線310aおよび310b、反転ビット線320aおよび320b、ならびに電圧線330a、330bおよび340は、いずれも実質的に長方形となっている。このような構成であるので、これら線の記録密度は、従来の設計に比べて高いものとなる。また、第2の金属層で形成された構造物は、装置100のデザインルールにほぼ一致した最小幅を有していてもよいし、あるいは、上述したゲート電極140a〜dと同じくらいの小さい幅を有していてもよい。図3にも示されているように、1本または複数本のビット線310aおよび310bならびに/または反転ビット線320aおよび320bを、ユニットセル120の短い方の側部または寸法と実質的に平行にしてもよい。
2つ以上のビット線310aおよび310b、反転ビット線320aおよび320b、電圧線330a、330bおよび340、ならびに/または第2の金属層で形成されたその他の構造物は、ユニットセル120内でほぼ対称を成すように配置される。例えば、図3に示されるセル120内において、ビット線310aと310bは実質的に対称に配置され、反転ビット線320aと320bは実質的に対称に配置され、電圧線330aと330bは実質的に対称に配置されている。
また、装置100は、第1および第2の金属層の各コンポーネントの間を伸びるコンタクト360有している。1つまたは複数のコンタクト360(そして本明細書に記載されているその他多くのコンタクト)は、後に形成されるコンタクトまたはビアを受けるためのランドパッドであってもよく、またはこれを含むものであってもよい。一実施形態において、コンタクト360は、図2で示したコンタクト270と実質的に同じ組成および製造工程によりなるものである。下の表2には、図3に示す実施形態のコンタクト360により実現される第1および第2の金属層間の配線接続例が記載してある。表2の各列が表わすものは、コンタクト360またはその他の配線構造物の存在である。
なお、第1の金属層と第2の金属層との間に、1つまたは複数のコンタクト360に加え、またはその代わりとして、その他の構造物ないしコンポーネントを介挿してこれらの接続を行うようにしてもよいことは、言うまでもない。表2で示したもの以外の配線の構成もまた、本発明の範囲に含まれる。
図4は、本発明の態様に基づく図3の次段階における装置100を示す配置図であり、ここで、第2の金属層上方に第3の金属層が形成されている。一実施形態において、この第3の金属層は、上述した第1の金属層と実質的に同じ組成および製造工程よりなっている。第3の金属層で形成された構造物は、装置100のデザインルールにほぼ一致する最小幅を有していてもよいし、あるいは上述したゲート電極140a〜dの幅と同じくらいの小さい幅を有していてもよい。
第3の金属層は、ワード線(WL−A)410、ワード線(WL−B)415、グランドワード線(GWL−A)420、およびグランドワード線(GWL−B)425を含んでいる。第3の金属層で形成される2つ以上の構造物は、実質的に同一のフットプリント、形状および/または面積にすることができる。例えば、図示する実施形態においては、各ワード線410および415、ならびに各グランドワード線420および425は、いずれも実質的に長方形となっている。このような構成であるため、これら線の記録密度は、従来の設計に比べて高いものとなる。また、第3の金属層で形成された構造物は、装置100のデザインルールにほぼ一致した最小幅を有していてもよいし、あるいは上述したゲート電極140a〜dと同じくらいの小さい幅を有していてもよい。
2つ以上のワード線410および415、グランドワード線420および425、ならびに/または第3の金属層で形成されたその他の構造物は、ユニットセル120内で実質的に対称を成すように配置される。例えば、図4に示されるセル120内において、ワード線410と415は実質的に対称に配置され、グランドワード線420と425は実質的に対称に配置されている。
また、装置100は、第2および第3の金属層の各コンポーネント間を伸びるコンタクト430を含んでいる。一実施形態において、コンタクト430は、図2で示したコンタクト270と実質的に同じ組成および製造工程によりなるものである。下の表3には、図4の実施形態のコンタクト430により実現される第2および第3の金属層間の配線接続例が記載してある。表3の各列が表わすものは、コンタクト430またはその他の配線構造物の存在である。
なお、第2の金属層と第3の金属層との間に、1つまたは複数のコンタクト430に加え、またはその代わりとして、その他の構造物ないしコンポーネントを介挿してこれらの接続を行うようにしてもよいことは、言うまでもない。表3で示したもの以外の配線の構成もまた、本発明の範囲に含まれる。
一実施形態において、第1および/または第2の金属層は、これらを被覆する少なくとも1つの層、例えば第3の金属層または第2の金属層によってシールドされるように構成されている。例として、第3の金属層は、第1および/または第2の金属層を電磁干渉、信号ノイズ、信号干渉、および/または電離放射線から保護すべくこれらをシールドする。一実施形態では、第3の金属層の導体でシールドを行うことにより、装置100のソフトエラーを少なくとも約25%低減することができる。また、別の実施形態において、第2の金属層の導体でシールドを行うことによっても、メモリデバイスのソフトエラー率を少なくとも約25%低減することができる。さらに、第3または第2の金属層によってシールド層が形成されるため、引き続き形成されるべきメモリデバイスの回路を、第4層目の金属層から配置し始めることができる。これにより、例えば第6層目の金属層から回路を配置し始めていたような形態の回路設計にあっては、金属層を1層または2層ほど省くことができることとなる。
本発明の少なくとも1つの実施形態では、所定のセル120のビット線および/またはその他のコンポーネントの幾つかまたは全てを第2の金属層で形成することによって、得られる素子およびかかる素子を用いた製品の動作速度の向上、コスト、複雑度および/またはサイズの低減を実現することができる。さらに、少なくとも部分的に、第3の金属層によってはビット線および/またはその他のコンポーネントを形成しないようにするため、第3の金属層のワード線またはその他のコンポーネントがビット線をシールドできることとなる。
本発明の一部態様によれば、例えば、そのうちの下方層中、1層または複数層または全層が対称を成した、対称状のデュアルポートデバイスなどといったように、より大規模な対称構成を実現させることもできる。その結果、ビットおよび反転ビット線のカップリング抵抗および/または容量が対称に、またはより対称になる。
また、本発明の一部態様によれば、ビット線および反転ビット線を、例えばワードおよびグランド線から遮蔽することもできる。よって、ビットおよび反転ビット線、ならびに/またはその他信号線のノイズおよびカップリングの低減または回避も図られる。
図4に示す構造物を形成した後は、従来および/または今後開発され得るプロセスにより装置100を完成させることができる。例えば、装置100を、同一のチップおよび/またはウェハ上にて、隣接するおよび/または離れた別の装置をも含むその他の素子またはコンポーネントとさらに接続させるため、図4に示す第3の金属層上方に追加の金属層を形成することもできる。また、一実施形態において、装置デバイス100を形成した例を繰り返し用いて、SRAMメモリアレイおよび/またはその他のタイプのメモリセルアレイを形成させてもよい。
上述した装置100には、各導体コンポーネントに介挿される1つまたは複数の層間誘電体またはその他の絶縁層が含まれていてもよい。かかる絶縁層は複数の絶縁層から構成されており、後続のプロセスに便利なように、平坦化処理がされて実質的に平坦な表面が与えられたものであってもよい。この絶縁層は、SiO2、フッ化ガラス(FSG)、SiLK(登録商標、ダウケミカル社製)、Black Diamond(登録商標、アプライドマテリアルズ社製)、低誘電体(低kの誘電体)および/またはその他の絶縁材料からなり、かつ、CVD、ALD、PVD、スピンオンコート、および/またはその他のプロセスによって形成することが可能である。
図5は、本発明の態様に基づく装置500の一実施形態の少なくとも一部を示す回路図である。この装置500は、図4に示す装置100、および/またはより完成されたそれとほぼ同じものである。例えば、装置500は、SRAMセル、デバイスおよび/もしくはアレイの少なくとも一部であるか、SRAMセル、デバイスおよび/もしくはアレイの少なくとも一部を含むか、またはSRAMセル、デバイスおよび/もしくはアレイの少なくとも一部を構成するものであってもよい。この装置500は、プルアップトランジスタ(PU−1)510、プルアップトランジスタ(PU−2)515、プルダウントランジスタ(PD−1)520、プルダウントランジスタ(PD−2)525、パスゲートトランジスタ(PG−A)530、パスゲートトランジスタ(PG−B)535、パスゲートトランジスタ(PG−A−bar)540、およびパスゲートトランジスタ(PG−B−bar)545を備えている。一実施形態において、プルアップトランジスタ510、515はPMOSトランジスタであり、一方、プルダウントランジスタ520、525、およびパスゲートトランジスタ530、535、540、545はNMOSトランジスタである。ただし、その他のNMOSおよびPMOSトランジスタの構成も本発明の範囲に入る。
プルアップトランジスタ510、515のソースは、電源(以下、Vddという。)550に電気的に接続している。プルアップトランジスタ510のドレインは、パスゲートトランジスタ530、535のソース、プルダウントランジスタ520のソース、ならびにプルアップトランジスタ515およびプルダウントランジスタ525のゲートに電気的に接続している。同じように、プルアップトランジスタ515のドレインは、パスゲートトランジスタ540、545のソース、プルダウントランジスタ525のソース、ならびにプルアップトランジスタ510およびプルダウントランジスタ520のゲートに電気的に接続している。プルダウントランジスタ520、525のドレインは、グランド、コモン、またはVssコンタクト555に電気的に接続している。
パスゲートトランジスタ530のドレインはビット線(BL−A)560に電気的に接続し、パスゲートトランジスタ535のドレインはビット線(BL−B)565に電気的に接続している。パスゲートトランジスタ545のドレインは反転ビット線(BL−B−bar)575に電気的に接続し、パスゲートトランジスタ540のドレインは反転ビット線(BL−A−bar)570に電気的に接続している。パスゲートトランジスタ530および540のゲートはワード線580に電気的に接続し、パスゲートトランジスタ535および545のゲートはワード(または反転ワード)線585に電気的に接続している。ビットおよび反転ビット線560、565、570、575およびワード線580、585は、ロウとカラムのラッチ、デコーダ、選択ドライバ、制御および論理回路、センスアンプ、マルチプレクサ、バッファなどを含むその他のSRAMセルおよび/またはその他のコンポーネントまで伸びていてもよい。
図6は、本発明の態様により構成された装置600の実施形態の少なくとも一部を示す概略図である。装置600は、上述した装置100、120および/または500が実装され得る1つの環境である。例えば、装置600は、例えば連続するロウとカラムを配列させてなる複数のSRAMセル615を含むSRAMセルアレイ610を備えている。ここで、1つまたは複数のSRAMセル615は、装置100、120および/または500と実質的に同じものである。各SRAMセル615内のコンポーネントおよび/または構造物は、実質的に対称に配置されてもよい。この構成例に加え、あるいはこの構成例の代わりとして、隣り合うSRAMセル615が、鏡像対称となっていてもよい。
図示する実施形態においては、装置600はさらに、プリチャージセルアレイ620、カラムマルチプレクサ630、センスアンプ640、入力/出力バッファ650、ロウアドレスデコーダ660、1つまたは複数のコントローラ670、および、1つまたは複数のアドレス入力部680を含んでいる。プリチャージセルアレイ620、カラムマルチプレクサ630および/またはその他のコンポーネントは、複数のビット、反転ビット、および/またはワード線といったアクセスライン(このようなアクセスラインの多数のポートも含む)を介して、SRAMセルアレイ610に電気的に接続する。また、本発明の範囲内において、その他の装置600の形態にも、より多くのまたは少ない上述のようなコンポーネント、および/または別のコンポーネントが含まれていてもよい。
本発明の態様によれば、ビット線が短くおよび/または薄くデザインされたメモリデバイスを構成することも可能となる。一部実施形態においては、ビット線長を縮小することにより、当該ビット線が設けられた素子の検知および/または動作速度を高めることができる。
また、本発明の態様によれば、ビット線を、ユニットメモリセルの短い方の側部または寸法と実質的に平行に配置することもできる。こうすることにより、一部実施形態では、このようなビット線が設けられたセルの記録密度が向上する。
また、本発明の態様によれば、製造プロセスにおいて、第2の金属層の形成と同時に1本、数本または全てのビット線を形成することも可能である。これにより、一部実施形態では、記録密度が高まると共に、ビット線は、その上を被覆する線(ワード線を含む)によってシールドされることとなる。このように第2の金属層で形成されるビット線をシールドすることは、定電位の金属層をシールドすることにもなる。したがって、特定のユニットメモリセルの諸電気特性を実質的に対称とすることができる。また、ビット線は、同一の金属層(例えば、第2の金属層)上の導体構造物によってシールドされてもよい。例えば、ビット線は、同一の金属層に形成された構造物によって、その(ビット線の主軸に実質的に平行な)2つの側面が覆われる。
また、本発明の態様によれば、1つのメモリセルにおける各構造物を実質的に対称にすることもできる。例えば、1つまたは複数のポリシリコンまたは金属層より形成される構造物は、その層(または複数の層)、およびユニットメモリセル内において、実質的に対称となっていてもよい。一実施形態では、複数の層それぞれに存在する構造物を、実質的に対称とすることもできる。例として、上述した実施形態におけるように、1つまたは複数のドープ領域層、ゲート電極層、コンタクト層および/または第1、第2、第3の金属層の構造物は、各層内、および各ユニットメモリセル内において、それぞれ実質的に対称となっている。
上述のように、本発明は、一実施形態において、(1)基板に形成された複数のドープ領域のうち1つの少なくとも一部と、(2)第1の金属層に含まれ、それぞれが前記複数のドープ領域のうち1つの上方を通って延伸する複数の第1の導体のうち1つの少なくとも一部と、からそれぞれ構成される複数のトランジスタを含む装置を開示するものである。第2の金属層は、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数の第2の導体を含んでいる。第3の金属層は、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のビット線を含んでいる。第4の金属層は、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のワード線を含んでいる。一実施形態において、全てのビット線は第3の金属層に形成され、かつ/あるいは、全てのワード線は第4の金属層に形成されてもよい。このような装置は、例えば、SRAMアレイにおける複数のSRAMセルのうちの1つであるような、8トランジスタSRAMセルであってもよい。このSRAMアレイは、例えば複数のビットおよびワード線のうちの対応する線を介して、少なくとも間接的に、複数のロウデコーダのうちの幾つかおよび/または複数のカラムマルチプレクサのうちの幾つかに、少なくとも間接的に接続される。
本発明は、上述のような装置を製造する方法の例も開示する。一実施形態において、かかる方法は、基板に複数のドープ領域を形成する工程、および、それぞれが前記複数のドープ領域のうち1つの上方を通って延伸する複数の第1の導体を含む第1の金属層を形成して、前記複数のドープ領域のうち1つの少なくとも一部と、前記複数の第1の導体のうち1つの少なくとも一部とをそれぞれ含んでなる複数のトランジスタを形成する工程からなるものである。続いて、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数の第2の導体を含む第2の金属層を形成する。次に、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のビット線を含む第3の金属層を形成する。さらに、前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のワード線を含む第4の金属層を形成する。そして引き続き、その他の層、構造物、および/またはコンポーネントを形成することもできる。
以上、本発明の特徴および技術的長所を詳細に説明した。本発明の開示が、ここで紹介した実施形態と同一の目的および/または同一のおよび長所を得るために行われる別のプロセスや構造への変更または設計の基礎として容易に利用され得るものである、ということは、当業者に理解されるはずである。そして、当業者であれば、このような均等な構成が、本発明の精神および範囲から逸脱しないものであることも理解できるはずであり、かつ、本発明の精神および範囲を逸脱しない限りにおいて各種の変化、置換および変更を行うことができる。
100 装置
105 基板
110a、110b nドープ領域
115a〜d pドープ領域
120 メモリセル
140a〜d ゲート電極
210a〜l 導体
270 コンタクト
310a、310b ビット線
320a、320b 反転ビット線
330a、330b グランド線(Vss)
340 電圧線(Vdd)
350a、350b 帯状体
360 コンタクト
410、415 ワード線
420、425 グランドワード線
430 コンタクト
500 装置
510、515 プルアップトランジスタ
520、525 プルダウントランジスタ
530、535、540、545 パスゲートトランジスタ
550 電源(Vdd)
555 Vssコンタクト
560、565 ビット線
570、575 反転ビット線
580、585 ワード線
600 装置
610 SRAMセルアレイ
615 SRAMセル
620 プリチャージセルアレイ
630 カラムマルチプレクサ
640 センサアンプ
650 入力/出力バッファ
660 ロウアドレスデコーダ
670 コントローラ
680 アドレス入力部
105 基板
110a、110b nドープ領域
115a〜d pドープ領域
120 メモリセル
140a〜d ゲート電極
210a〜l 導体
270 コンタクト
310a、310b ビット線
320a、320b 反転ビット線
330a、330b グランド線(Vss)
340 電圧線(Vdd)
350a、350b 帯状体
360 コンタクト
410、415 ワード線
420、425 グランドワード線
430 コンタクト
500 装置
510、515 プルアップトランジスタ
520、525 プルダウントランジスタ
530、535、540、545 パスゲートトランジスタ
550 電源(Vdd)
555 Vssコンタクト
560、565 ビット線
570、575 反転ビット線
580、585 ワード線
600 装置
610 SRAMセルアレイ
615 SRAMセル
620 プリチャージセルアレイ
630 カラムマルチプレクサ
640 センサアンプ
650 入力/出力バッファ
660 ロウアドレスデコーダ
670 コントローラ
680 アドレス入力部
Claims (12)
- 基板に形成された複数のドープ領域のうちの1つの少なくとも一部と、第1の金属層に含まれるともにそれぞれが前記複数のドープ領域のうちの1つの上方を通って延伸する複数の第1の導体のうちの1つの少なくとも一部と、からそれぞれ形成された複数のトランジスタ、
前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数の第2の導体を含む第2の金属層、
前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のビット線を含む第3の金属層、および、
前記複数のトランジスタのうちの幾つかとそれぞれ接続する複数のワード線を含む第4の金属層を備えたことを特徴とする装置。 - 前記複数のビット線のうちの幾つかが、前記複数の第1の導体および前記複数の第2の導体のうちの対応する導体をそれぞれシールドするように構成されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記複数のトランジスタのうちの幾つかが、実質的に長方形のユニットメモリセルを構成し、前記複数のビット線の各々が、このユニットメモリセルの長軸に実質的に垂直であることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記複数のビット線が互いに実質的に平行であることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記複数のワード線のうちの幾つかが、前記複数の第1の導体および前記複数の第2の導体のうちの対応する導体をそれぞれシールドするように構成されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記複数のワード線のうちの幾つかが、前記複数のビット線のうちの対応するビット線をシールドするように構成されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記複数のトランジスタのうちの幾つかが、実質的に長方形のユニットメモリセルを構成し、前記複数のワード線の各々が、このユニットメモリセルの長軸と実質的に平行であることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記ビット線の各々が前記ユニットメモリセルの前記長軸と実質的に垂直であることを特徴とする請求項7記載の装置。
- 前記複数のワード線が互いに実質的に平行であることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記複数のトランジスタのうちの幾つかがユニットメモリセルを構成し、前記複数の第1の導体および前記複数の第2の導体の各々が、鏡像対称の導体の組を成すことを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記複数のトランジスタのうちの幾つかがユニットメモリセルを構成し、
前記ユニットメモリセル内における前記複数のドープ領域が実質的に対称を成し、
前記ユニットメモリセル内における前記複数の第1の導体が実質的に対称を成し、かつ、
前記ユニットメモリセル内における前記複数の第2の導体が実質的に対称を成すことを特徴とする請求項1記載の装置。 - 前記複数のトランジスタが、
第1および第2のプルアップトランジスタ、
第1および第2のプルダウントランジスタ、ならびに、
第1、第2、第3および第4のパスゲートトランジスタを含み、
前記第1および第2のプルアップトランジスタのソースが、少なくとも間接的に、電源と電気的に接続しており、
前記第1のプルアップトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記第1および第2のパスゲートトランジスタのソース、前記第1のプルダウントランジスタのソース、前記第2のプルアップトランジスタのゲート、ならびに前記第2のプルダウントランジスタのゲートと電気的に接続しており、
前記第2のプルアップトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記第3および第4のパスゲートトランジスタのソース、前記第2のプルダウントランジスタのソース、前記第1のプルアップトランジスタのゲート、ならびに前記第1のプルダウントランジスタのゲートと電気的に接続しており、
前記第1および第2のプルダウントランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記電源よりも低電位に電気的に接続しており、
前記第1のパスゲートトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記複数のビット線のうちの第1のビット線と電気的に接続しており、
前記第2のパスゲートトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記複数のビット線のうちの第2のビット線と電気的に接続しており、
前記第3のパスゲートトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記複数のビット線のうちの第3のビット線と電気的に接続しており、
前記第4のパスゲートトランジスタのドレインが、少なくとも間接的に、前記複数のビット線のうちの第4のビット線と電気的に接続しており、
前記第1および第3のパスゲートトランジスタのゲートが、少なくとも間接的に、前記複数のワード線のうちの第1のワード線と電気的に接続しており、かつ、
前記第2および第4のパスゲートトランジスタのゲートが、少なくとも間接的に、前記複数のワード線のうちの第2のワード線と電気的に接続していることを特徴とする請求項1記載の装置。
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---|---|---|---|---|
WO2007091541A1 (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Renesas Technology Corp. | 半導体記憶装置 |
JP2007281152A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Sony Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
KR101435711B1 (ko) | 2012-03-30 | 2014-09-01 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 고속 rom 셀에 대한 장치 |
KR101789880B1 (ko) | 2015-04-27 | 2017-10-25 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 2가지 타입의 메모리 셀을 가지는 집적 회로 칩 |
US10497402B2 (en) | 2012-03-30 | 2019-12-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Apparatus for high speed ROM cells |
-
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- 2005-05-10 TW TW094115018A patent/TWI305045B/zh active
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007091541A1 (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Renesas Technology Corp. | 半導体記憶装置 |
JPWO2007091541A1 (ja) * | 2006-02-08 | 2009-07-02 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体記憶装置 |
US8238192B2 (en) | 2006-02-08 | 2012-08-07 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor memory device having multiple ports |
JP2007281152A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Sony Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
KR101435711B1 (ko) | 2012-03-30 | 2014-09-01 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 고속 rom 셀에 대한 장치 |
US9312265B2 (en) | 2012-03-30 | 2016-04-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Apparatus for high speed ROM cells |
US10497402B2 (en) | 2012-03-30 | 2019-12-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Apparatus for high speed ROM cells |
US10658010B2 (en) | 2012-03-30 | 2020-05-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Apparatus for high speed ROM cells |
KR101789880B1 (ko) | 2015-04-27 | 2017-10-25 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 2가지 타입의 메모리 셀을 가지는 집적 회로 칩 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
TW200601553A (en) | 2006-01-01 |
TWI305045B (en) | 2009-01-01 |
SG117524A1 (en) | 2005-12-29 |
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A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070809 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070817 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080130 |