JP2876665B2 - Semiconductor memory - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スタック型CMOS-SRAMと称されており、メ
モリセルを構成しているフリップフロップの負荷用トラ
ンジスタが半導体基板上の半導体層によって形成されて
いる半導体メモリに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is called a stack type CMOS-SRAM, in which a load transistor of a flip-flop constituting a memory cell is formed by a semiconductor layer on a semiconductor substrate. The present invention relates to a formed semiconductor memory.
本発明は、上記の様な半導体メモリにおいて、負荷用
トランジスタに接続されている電源線をメモリセル同士
の境界線の上方に延在させることによって、集積度を高
めることができる様にしたものである。According to the present invention, in a semiconductor memory as described above, a power supply line connected to a load transistor is extended above a boundary between memory cells, so that the degree of integration can be increased. is there.
MOS-SRAMとして従来から一般的に用いられてきた抵抗
負荷型MOS-SRAMでは、待機時電流を低く保ちながら記憶
保持能力を十分に高く保つことが困難になってきた。In the resistance load type MOS-SRAM which has been generally used as the MOS-SRAM, it has become difficult to keep the memory retention ability sufficiently high while keeping the standby current low.
この対策として、第2図に示す様なメモリセルを有す
る完全CMOS-SRAMにおいて、メモリセルを構成している
フリップフロップ11の負荷用のPMOSトランジスタ12、13
を駆動用のNMOSトランジスタ14、15上に積み重ねた、い
わゆるスタック型CMOS-SRAMが考えられている(例え
ば、「日経マイクロデバイス」(1988.9) p.123-13
0)。As a countermeasure, in a complete CMOS-SRAM having a memory cell as shown in FIG. 2, PMOS transistors 12, 13 for loading the flip-flop 11 constituting the memory cell are used.
A stack-type CMOS-SRAM in which is stacked on NMOS transistors 14 and 15 for driving is considered (for example, “Nikkei Micro Devices” (1988.9) p.123-13
0).
第3図は、この様なスタック型CMOS-SRAMの一従来例
を示している。この一従来例では、駆動用のNMOSトラン
ジスタ14、15及び転送用のNMOSトランジスタ16、17のソ
ース・ドレイン領域になっている不純物拡散領域21a〜2
1gが、半導体基板中に形成されている。FIG. 3 shows a conventional example of such a stacked CMOS-SRAM. In this conventional example, the impurity diffusion regions 21 a to 2 serving as source / drain regions of the driving NMOS transistors 14 and 15 and the transfer NMOS transistors 16 and 17 are used.
1 g is formed in the semiconductor substrate.
半導体基板上の絶縁膜(図示せず)上には、トランジ
スタ14〜17のゲート電極14a〜17aが、第1層目の多結晶
Si層によって形成されている。但しゲート電極16a、17a
は、ワード線22の一部である。On an insulating film (not shown) on a semiconductor substrate, gate electrodes 14a to 17a of transistors 14 to 17 are formed of a first layer of polycrystalline silicon.
It is formed by a Si layer. However, gate electrodes 16a, 17a
Is a part of the word line 22.
ゲート電極14aは不純物拡散領域21dに接続されてお
り、ゲート電極15aは不純物拡散領域21b、21fに接続さ
れている。The gate electrode 14a is connected to the impurity diffusion region 21d, and the gate electrode 15a is connected to the impurity diffusion regions 21b and 21f.
ゲート電極14a、15a、ワード線22及び半導体基板の表
面は層間絶縁膜(図示せず)に覆われており、この層間
絶縁膜上には、PMOSトランジスタ12、13のゲート電極12
a、13aが、第2層目の多結晶Si層によって形成されてい
る。The surfaces of the gate electrodes 14a, 15a, the word lines 22, and the semiconductor substrate are covered with an interlayer insulating film (not shown), and the gate electrodes 12 of the PMOS transistors 12, 13 are formed on the interlayer insulating film.
a and 13a are formed by the second polycrystalline Si layer.
なお、この様にゲート電極12a、13aをゲート電極14
a、15aとは異なる層の多結晶Si層で形成することによっ
て、第3図からも明らかな様に、互いのゲート長を異な
らせることができる。In this manner, the gate electrodes 12a and 13a are
The gate lengths can be made different from each other by using a polycrystalline Si layer different from layers a and 15a, as is clear from FIG.
ゲート電極12a、13aは、その下層の層間絶縁膜に形成
されているコンタクト孔23、24を介して、ゲート電極14
a、15aに夫々接続されている。The gate electrodes 12a and 13a are connected to the gate electrodes 14 through contact holes 23 and 24 formed in the underlying interlayer insulating film.
a and 15a, respectively.
ゲート電極12a、13a等はゲート絶縁膜(図示せず)に
覆われており、このゲート絶縁膜上には、電源線25とこ
の電源線25に連なっているPMOSトランジスタ12、13の能
動層26、27とが、第3層目の多結晶Si層によって形成さ
れている。The gate electrodes 12a and 13a are covered with a gate insulating film (not shown). On the gate insulating film, a power supply line 25 and an active layer 26 of the PMOS transistors 12 and 13 connected to the power supply line 25 are provided. , 27 are formed by the third polycrystalline Si layer.
能動層26、27のうちのドレイン領域は、その下層の絶
縁膜に形成されているコンタクト孔31、32を介して、ゲ
ート電極15a、12aに夫々接続されている。The drain regions of the active layers 26 and 27 are connected to the gate electrodes 15a and 12a via contact holes 31 and 32 formed in the underlying insulating film.
電源線25及び能動層26、27等は層間絶縁膜(図示せ
ず)に覆われており、この層間絶縁膜上には、接地線33
が第1層目のAl層によって形成されている。The power supply line 25 and the active layers 26 and 27 are covered with an interlayer insulating film (not shown).
Is formed by the first Al layer.
接地線33は、その下層の絶縁膜に形成されているコン
タクト孔34等を介して、不純物拡散領域21c等に接続さ
れている。The ground line 33 is connected to the impurity diffusion region 21c and the like via a contact hole 34 and the like formed in an insulating film therebelow.
接地線33等は層間絶縁膜(図示せず)に覆われてお
り、この層間絶縁膜上には、ビット線35、36が、第2層
目のAl層によって形成されている。The ground line 33 and the like are covered with an interlayer insulating film (not shown), and the bit lines 35 and 36 are formed on the interlayer insulating film by a second-layer Al layer.
ビット線35、36は、その下層の絶縁膜に形成されてい
るコンタクト孔37、38を介して、不純物拡散領域21g、2
1eに夫々接続されている。The bit lines 35 and 36 are connected to the impurity diffusion regions 21g and 2g through contact holes 37 and 38 formed in the insulating film thereunder.
Connected to 1e respectively.
なお、不純物拡散領域21g、21e及びコンタクト孔37、
38は、ワード線22の延在方向とは直角な方向で互いに隣
接している2個のメモリセルによって共有されており、
これらのメモリセル同士の境界線上に配置されている。Incidentally, the impurity diffusion regions 21g and 21e and the contact holes 37,
38 is shared by two memory cells adjacent to each other in a direction perpendicular to the direction in which the word lines 22 extend,
It is arranged on the boundary between these memory cells.
以上の説明からも明らかな様に、スタック型CMOS-SRA
Mでは、PMOSトランジスタ12、13の能動層26、27と電源
線25とを同一の多結晶Si層によって形成するのが、製造
プロセス上は最も効率が良い。As is clear from the above description, the stacked CMOS-SRA
In the case of M, the active layers 26 and 27 of the PMOS transistors 12 and 13 and the power supply line 25 are formed of the same polycrystalline Si layer, but this is the most efficient in the manufacturing process.
ところが、能動層26、27と電源線25とを同一の多結晶
Si層によって形成するためには、これらの間に少なくと
もリソグラフィの限界以上の間隔Sを確保する必要があ
る。However, the active layers 26 and 27 and the power line 25 are
In order to form with a Si layer, it is necessary to secure an interval S between them that is at least the limit of lithography.
従って、能動層26、27と電源線25とのレイアウトを可
能にするために、それに対応してメモリセルの面積も確
保する必要があり、第3図に示した一従来例では集積度
を高めることが容易でなかった。Therefore, in order to enable the layout of the active layers 26 and 27 and the power supply line 25, it is necessary to secure a corresponding memory cell area, and in the conventional example shown in FIG. It was not easy.
本発明による半導体メモリでは、負荷用トランジスタ
12、13に接続されている電源線25がメモリセル同士の境
界線に沿う様にこの境界線の上方に延在しており、ビッ
ト線35、36に接続されるべき転送用トランジスタ16、17
のコンタクト部21g、21eに接続されている導電層41、42
が前記境界線から離間した位置で前記ビット線35、36に
接続されている。In the semiconductor memory according to the present invention, the load transistor
A power supply line 25 connected to 12 and 13 extends above this boundary along the boundary between the memory cells, and transfer transistors 16 and 17 to be connected to bit lines 35 and 36.
Conductive layers 41, 42 connected to the contact portions 21g, 21e of
Are connected to the bit lines 35 and 36 at positions separated from the boundary line.
本発明による半導体メモリでは、電源線25がメモリセ
ル同士の境界線に沿う様にこの境界線の上方に延在して
いるので、負荷用トランジスタ12、13と電源線25とが同
一の半導体層によって形成されていても、メモリセルの
上方の領域で電源線25に阻害されることなく負荷用トラ
ンジスタ12、13をレイアウトすることができる。従っ
て、負荷用トランジスタ12、13のレイアウトに余裕があ
る。In the semiconductor memory according to the present invention, since the power supply line 25 extends above this boundary line along the boundary line between the memory cells, the load transistors 12, 13 and the power supply line 25 are in the same semiconductor layer. , The load transistors 12 and 13 can be laid out in the region above the memory cell without being disturbed by the power supply line 25. Therefore, there is room in the layout of the load transistors 12 and 13.
しかも、ビット線35、36に接続されるべき転送用トラ
ンジスタ16、17のコンタクト部21g、21eがメモリセル同
士の境界線上に配置されていても、このコンタクト部21
g、21eとビット線35、36とは境界線から離間した位置で
導電層41、42を介して接続されているので、ビット線3
5、36が電源線25よりも上層に配置されていても、転送
用トランジスタ16、17とビット線35、36との接続に支障
を生じない。Moreover, even if the contact portions 21g and 21e of the transfer transistors 16 and 17 to be connected to the bit lines 35 and 36 are arranged on the boundary between the memory cells,
g, 21e and the bit lines 35, 36 are connected via the conductive layers 41, 42 at positions separated from the boundary lines, so that the bit lines 3
Even if the layers 5 and 36 are arranged above the power supply line 25, the connection between the transfer transistors 16 and 17 and the bit lines 35 and 36 will not be affected.
以下、本発明の一実施例を第1図を参照しながら説明
するが、第3図に示した一従来例と同一の構成部分には
同一の符号を付して適宜その説明を省略する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. However, the same components as those of the conventional example shown in FIG.
本実施例では、接地線33が第2層目の多結晶Si層によ
って形成されると共に、不純物拡散領域21g、21e上から
ワード線22上へかけて互い違いに延在している導電層4
1、42が第2層目の多結晶Si層によって形成されてい
る。In the present embodiment, the ground line 33 is formed by the second polycrystalline Si layer, and the conductive layers 4 alternately extend from the impurity diffusion regions 21g and 21e to the word line 22.
Reference numerals 1 and 42 are formed by the second polycrystalline Si layer.
コンタクト孔37、38は導電層41、42の下層の絶縁膜に
形成されており、導電層41、42はこれらのコンタクト孔
37、38を介して不純物拡散領域21g、21eに夫々接続され
ている。The contact holes 37 and 38 are formed in an insulating film below the conductive layers 41 and 42, and the conductive layers 41 and 42 are formed in these contact holes.
It is connected to the impurity diffusion regions 21g and 21e via 37 and 38, respectively.
また、PMOSトランジスタ12、13のゲート電極12a、13a
は、第3層目の多結晶Si層によって形成されており、電
源線25及びPMOSトランジスタ26、27の能動層26、27は、
第4層目の多結晶Si層によって形成されている。Also, the gate electrodes 12a, 13a of the PMOS transistors 12, 13
Is formed by a third polycrystalline Si layer, and the power supply line 25 and the active layers 26 and 27 of the PMOS transistors 26 and 27 are
It is formed by a fourth polycrystalline Si layer.
但し、本実施例では、電源線25が、第3図に示した一
従来例の様にワード線22の上方に延在しているのではな
く、ワード線22間の上方つまり不純物拡散領域21g、21e
を共有して隣接している2個のメモリセルの境界線の上
方に延在している。従って、この電源線25も、隣接して
いる2個のメモリセルによって共有されている。However, in the present embodiment, the power supply line 25 does not extend above the word line 22 as in the conventional example shown in FIG. , 21e
And extends above the boundary between two adjacent memory cells. Therefore, this power supply line 25 is also shared by two adjacent memory cells.
なお、コンタクト孔31は能動層26のドレイン領域とゲ
ート電極13aとの間の絶縁膜に形成されており、能動層2
6のドレイン領域はこのコンタクト孔31を介してゲート
電極13aに接続されている。Note that the contact hole 31 is formed in the insulating film between the drain region of the active layer 26 and the gate electrode 13a.
The drain region 6 is connected to the gate electrode 13a via the contact hole 31.
ビット線35、36はAl層によって形成されており、その
下層の層間絶縁膜に形成されているコンタクト孔43、44
を介して、ワード線22の上方で、ビット線35、36と導電
層41、42とが夫々接続されている。従って、ビット線3
5、36は、導電層41、42を介して不純物拡散領域21g、21
eに夫々接続されている。Bit lines 35 and 36 are formed of an Al layer, and contact holes 43 and 44 formed in an interlayer insulating film thereunder.
, The bit lines 35 and 36 and the conductive layers 41 and 42 are connected above the word line 22 respectively. Therefore, bit line 3
5, 36 are impurity diffusion regions 21g, 21 via conductive layers 41, 42.
e is connected to each.
以上の様な本実施例では、電源線25が2個のメモリセ
ルの境界線の上方に延在しているので、間隔Sが十分に
大きくて余裕がある。従って、間隔Sを小さくすること
に対応してメモリセルの面積も小さくすることができ、
集積度を高めることができる。In this embodiment as described above, since the power supply line 25 extends above the boundary between the two memory cells, the interval S is sufficiently large and there is room. Accordingly, the area of the memory cell can be reduced corresponding to the reduction of the interval S,
The degree of integration can be increased.
本発明による半導体メモリでは、転送用トランジスタ
とビット線との接続に支障を生じないにも拘らず、負荷
用トランジスタのレイアウトに余裕があるので、メモリ
セルの面積を小さくすることができて、集積度を高める
ことができる。In the semiconductor memory according to the present invention, although there is no problem in connection between the transfer transistor and the bit line, there is a margin in the layout of the load transistor, so that the area of the memory cell can be reduced, and The degree can be increased.
第1図は本発明の一実施例の平面図、第2図は本発明を
適用し得る完全CMOS-SRAMのメモリセルの等価回路図、
第3図は本発明の一従来例の平面図である。 なお図面に用いた符号において、 11……フリップフロップ 12,13……PMOSトランジスタ 16,17……NMOSトランジスタ 21e,21g……不純物拡散領域 25……電源線 35,36……ビット線 41,42……導電層 である。FIG. 1 is a plan view of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a complete CMOS-SRAM memory cell to which the present invention can be applied,
FIG. 3 is a plan view of a conventional example of the present invention. In the reference numerals used in the drawings, 11: flip-flop 12, 13, PMOS transistor 16, 17: NMOS transistor 21e, 21g: impurity diffusion region 25: power supply line 35, 36 ... bit line 41, 42 ... It is a conductive layer.
Claims (1)
スタとでメモリセルが構成されており、前記フリップフ
ロップのうちの負荷用トランジスタが半導体基板上の半
導体層によって形成されており、ビット線に接続される
べき前記転送用トランジスタのコンタクト部が前記メモ
リセル同士の境界線上に配置されている半導体メモリに
おいて、 前記負荷用トランジスタに接続されている電源線が前記
境界線に沿う様にこの境界線の上方に延在しており、 前記コンタクト部に接続されている導電層が前記境界線
から離間した位置で前記ビット線に接続されている半導
体メモリ。1. A memory cell comprises a flip-flop and a pair of transfer transistors, wherein a load transistor of the flip-flop is formed by a semiconductor layer on a semiconductor substrate and is connected to a bit line. In a semiconductor memory in which a contact portion of the transfer transistor to be arranged is disposed on a boundary between the memory cells, a power supply line connected to the load transistor is disposed above the boundary so as to be along the boundary. And a conductive layer connected to the contact portion is connected to the bit line at a position separated from the boundary line.
Priority Applications (6)
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EP90313544A EP0436323B1 (en) | 1989-12-15 | 1990-12-12 | Semiconductor memories |
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DE69025304T DE69025304T2 (en) | 1989-12-15 | 1990-12-12 | Semiconductor memory |
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- 1989-12-15 JP JP1324996A patent/JP2876665B2/en not_active Expired - Lifetime
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