JP3048963B2 - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JP3048963B2
JP3048963B2 JP9165799A JP16579997A JP3048963B2 JP 3048963 B2 JP3048963 B2 JP 3048963B2 JP 9165799 A JP9165799 A JP 9165799A JP 16579997 A JP16579997 A JP 16579997A JP 3048963 B2 JP3048963 B2 JP 3048963B2
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慶志 荒岡
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日本電気アイシーマイコンシステム株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体チップ上に多
数のメモリセルを集積して成る半導体メモリ装置の構成
に関し、特に複数のメモリセルにより構成されるメモリ
セルブロック領域とこのメモリセルブロック領域のデコ
ーダ回路を含む周辺制御回路とからなるメモリセルプレ
ートを2つ以上含む半導体メモリ装置の半導体チップ上
の前記メモリセルプレート及びメモリセルのレイアウト
構成に関する。
【0002】
【従来の技術】上述の半導体メモリ装置は、通常情報を
記憶する素子(メモリセル)が均等に配列されたメモリ
セルブロック領域とこのメモリセルブロック領域内の任
意のメモリセルを選択するデコーダー等のこのメモリセ
ルブロック領域の周りに配置された周辺制御回路とから
なるメモリセルプレートとボンディングパッドを含むア
ドレス部及び入出力部等の周辺領域が、配置されて構成
されている。
【0003】複数のメモリセルプレートとボンディング
パッドを含むアドレス部及び入出力部等の周辺領域とか
らなる半導体メモリ装置における複数の前記メモリセル
プレートと前記周辺領域の配置に関する従来例を、図
5、図6及び図7に示す。
【0004】図5は、日経マイクロデバイス(2月号、
1992年)に記載されているLOC(リード・オン・
チップ:Lead On Chip)技術に対応する半
導体メモリチップのメモリセルプレートとボンディング
パッドを含むアドレス部、入出力部等の周辺領域との配
置の例を示す図である。半導体チップを形成する4個の
メモリセルプレート501の配置に対応して、アドレス
部パッド領域502、入出力部パッド領域503が半導
体チップ中央部に1列に配置されている。この従来の半
導体メモリ装置においては、アドレス部パッド領域50
2及び入出力部パッド領域503が常に同一の列内に配
置されている。
【0005】図6は、当社より出願の特願平7−311
256号に開示されている半導体メモリ装置の配置例を
示す図である。この例では、図5に示されたアドレス部
パッド領域と入出力部パッド領域との高さ方向のサイズ
の差により半導体チップ中央部に生じる無駄領域504
(図5)を改善するために、メモリセルプレートの配置
を変更し、アドレス部パッド領域を分割して配置してい
る。
【0006】図7は、特開昭58−95855号公報に
開示されている半導体集積回路装置の設計例を示す図で
ある。ブロック列715を構成している複数のブロック
714のブロック配列方向と直角方向の高さYBがブロ
ック列715内の位置により変更され、ブロック列方向
の位置によるブロック列間の配線密度の差を前記各ブロ
ック714の高さの差で吸収し、面積が削減されてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した図5に示され
る半導体装置の配置例では、中央部に1列にアドレス部
パッド領域と入出力部パッド領域が配置されているた
め、入出力部パッド領域とアドレス部パッド領域の高さ
方向のサイズの差(通常入出力部パッド領域の方がアド
レス部パッド領域よりも大きい)により、アドレス部パ
ッド領域に無駄な領域が生じてしまい、半導体チップサ
イズを増大せしめるという欠点がある。
【0008】また図6に示される半導体メモリ装置の配
置例では、前記無駄領域をメモリセルプレートの配置変
更とアドレス部パッド領域の分散で解決しようとしてい
るが、メモリセルプレートの横方向のサイズは変更され
ず、かつアドレス部パッド領域が1カ所から3カ所に分
散されており、むしろ無駄領域が増加してしまう。又、
センターボンデイングのみの製品には適用できないとい
う問題もある。
【0009】さらに図7に示される半導体集積回路装置
の設計例では、ブロック列内の位置によりブロックの高
さYBとともにその大きさと形状が大幅に変更されてい
る。ブロックの高さYBを大幅に低くすると、横方向の
幅XBを大幅に増加させなければならなくなる。従っ
て、該設計法を上述の半導体メモリ装置に適用するとメ
モリセルプレートの形状を大幅に変更することになり、
メモリセルプレート以外の素子領域とメモリセルプレー
トとのサイズのバランスがとれなくなり、無駄領域を増
加せしめてしまう可能性が大きい。更に、メモりセルプ
レートの形状が大幅に変わると、メモりセルの形状も変
えざるを得なくなり、その場合にはメモリセルを構成す
るトランジスタのゲート長とゲート幅の比(L/W)及
びメモリセルの記憶容量値が変化してしまい特性上・製
造上の問題も発生してくる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体メモリ装
置は、同一サイズの、情報を記憶する素子(メモリセ
ル)を所定数だけ複数列、複数行にわたり配置して構成
されるメモリセルブロック領域とこのメモリセルブロッ
ク領域内のメモリセルを書き込み/読み出しのために選
択するデコーダ回路を含む周辺制御回路とからなるメモ
リセルプレートを複数含む半導体メモリ装置において、
少なくとも1つの前記メモリセルプレートのメモリセル
ブロック領域を構成するメモリセルのサイズが、他の前
記メモリセルプレートのメモリセルブロック領域を構成
するメモリセルのサイズと異なっていることを特徴とし
ている。
【0011】微少に異なるサイズのメモリセルで構成さ
れたメモリセルブロック領域を含む複数のメモリセルプ
レートを組み合わせて配置することで、半導体チップ中
央部に配置されたアドレス部パッド領域と入出力部パッ
ド領域の高さ方向のサイズの差によりアドレス部パッド
領域側に生じやすい無駄領域が削減される。
【0012】すなわち、前記アドレス部パッド領域と入
出力部パッド領域が配列されている方向と直角の方向の
サイズがより小さいメモりセルプレートを入出力部パッ
ド領域側に配置することで、アドレス部パッド領域と入
出力部パッド領域の高さ方向のサイズの差が吸収されて
無駄領域が減少し、チップ面積が削減される。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0014】図1は、本発明の第1の実施の形態のメモ
リセルプレートとアドレス部パッド領域及び入出力部パ
ッド領域との配置構成を概念的に示す図である。図1に
示されるように、本配置構成においては、微少にサイズ
を変更したメモリセルを2種類用意し、各々のメモリセ
ルで構成されたメモリブロックを含むメモリセルプレー
トの中でアドレス部パッド領域102及び入出力部パッ
ド領域103が配列されている方向に直角の方向の寸法
がより小さいメモリセルプレート101を入出力部パッ
ド領域103側に配置し、アドレス部パッド領域102
及び入出力部パッド領域103が配列されている方向に
直角の方向の寸法がより大きいメモリセルプレート10
4をアドレス部パッド領域102側に配置することで、
従来発生していた無駄領域504(図5に示す)が削減
されている。
【0015】ここでメモリセルサイズの微少な変更に関
し、具体的な方法を図面を用いて詳細に説明する。
【0016】図2は、本発明のメモリセルサイズの微少
な変更の第1の方法を説明するための2ビット分のメモ
リセルの概略レイアウト図である。メモリセルは、N型
拡散層領域202,ワード線203,ディジット線20
4と図示されていない記憶容量構成部からなっている。
このメモリセルにより構成されたメモリセルブロック領
域におけるメモリセルの配置方法は、図2の2ビット分
のメモリセルの概略レイアウト図のワード線の配設方向
をX軸方向、ディジット線の配設方向をY軸方向とする
と、この2ビット分のメモりセルを単位として、隣接す
るメモりセルが、X軸方向には並進操作で配置され、Y
軸方向にはセル境界に関して互いに線対称と成るように
配置されている。
【0017】ここでコンタクトホール201の幅Aを
0.01μm削減し、且つワード線203の幅C部を
0.01μm削減した後で、a−a’部を0.02μm
太らせることで異なるメモリセルサイズを2種類持つこ
とが出来る。この時ワード線203に関して幅C部を
0.01μm削減するが、ワード線の幅(通常0.5μ
m以上ある)に対して十分小さく、かつ間隔Dは変更し
ていないため、製造時の拡散技術上問題となることはな
く、歩留まり、信頼性品質にも悪影響はない。メモリセ
ルのサイズを1bitあたり0.01μm変更すると、
例えば、メモリセルが 2048×2048=4194304(4Mビット) 配列されているメモリセルプレートでは 0.01μm×2048=20.48μm 変更できるため、メモりセルサイズの微少な変更でわず
かな無駄領域でも有効に利用できる。
【0018】図3は、本発明のメモリセルサイズの微少
な変更の第2の方法を説明するための2ビット分のメモ
リセルの概略レイアウト図である。この方法ではメモリ
セルのトランジスタ部のコンタクトホール301の幅A
を0.01μm削減し、幅Bをa−a’間で0.01μ
m太らせている。尚この時、コンタクトホールの面積
は、メモリセルの電気的特性に影響を及ぼさないため変
化させないようにしてある。この第2の方法でのメモり
セルプレートサイズの変化量を、第1の方法の例と同じ
メモリセル配列のメモりセルプレートで計算すると、
0.01×2048=20.48μmとなる。
【0019】尚、図3の例においても、メモリセルブロ
ック領域を構成する際のメモリセルの配置方法は、図2
の例の場合と同様である。
【0020】図4は本発明の第2の実施の形態のメモリ
セルプレートとアドレス部パッド領域及び入出力部パッ
ド領域との配置構成を概念的に示す図である。サイズの
異なるメモリセルを3種類作成することで、サイズの異
なるメモリセルプレートを3種類作成し、無駄領域を削
減している。
【0021】尚、本発明を半導体メモリ装置に適用する
に当たっては、半導体メモリ装置に含まれるメモリセル
プレートの数、各メモリセルプレートに含まれるメモリ
セルの数とその配列方法、アドレス部パッド領域の大き
さ、入出力部パッド領域の大きさ、その他付加回路の大
きさ、使用するパッケージによる制約等々を考慮して所
望の電気的特性に影響を及ぼさない範囲で適切なメモリ
セルサイズを選択すればよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、メモリセ
ルの記憶容量及びメモリセルに含まれるトランジスタの
L/Wを含めて電気的特性上の変化が生じないように微
少にサイズを変更したメモリセルを2種類以上用意する
ことにより、含まれるメモリセル数及びビット/ワード
構成が同一のメモリセルプレートでも同じ電気的特性を
有しながら、サイズの異なるメモリセルプレートを2種
類以上構成できる。したがって、適切なサイズのメモリ
セルプレートを選択することで、従来アドレスパッド領
域と入出力パッド領域の高さ方向のサイズの違いにより
発生していた無駄領域を削減することができ、チップ面
積を削減することができるという大きな効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のメモリセルプレー
トとアドレス部パッド領域及び入出力部パッド領域との
配置構成を概念的に示す図である。
【図2】本発明のメモリセルサイズの微少な変更の第1
の方法を説明するための2ビット分のメモリセルの概略
レイアウト図である。
【図3】本発明のメモリセルサイズの微少な変更の第2
の方法を説明するための2ビット分のメモリセルの概略
レイアウト図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態のメモリセルプレー
トとアドレス部パッド領域及び入出力部パッド領域との
配置構成を概念的に示す図である。
【図5】日経マイクロデバイス(2月号、1992年)
記載の、LOC(リード・オン・チップ:Lead O
n Chip)技術に対応する半導体メモリチップのメ
モリセルプレートとボンディングパッドを含むアドレス
部、入出力部等の周辺領域との配置の例を示す図であ
る。
【図6】当社より出願の特願平7−311256号に開
示されている、半導体メモリ装置のパッド配置例を示す
図である。
【図7】特開昭58−95855号公報に開示されてい
る、ブロック列内のブロックの高さを変えた半導体集積
回路装置の設計例を示す図である。
【符号の説明】
101,104,105,501,605 メモリセ
ルプレート 102,502 アドレス部パッド領域 103,503 入出力部パッド領域 201,301 コンタクトホール 202 N型拡散層領域 203 ワード線 204 ディジット線 504 無駄領域 601 アドレスパッド 602 入出力パッド/入出力回路 714 ブロック 715 ブロック列
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/10 471 H01L 21/8242 H01L 27/108

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一サイズの、情報を記憶する素子(メ
    モリセル)を所定数だけ複数列、複数行にわたり配置し
    て構成されるメモリセルブロック領域とこのメモリセル
    ブロック領域内のメモリセルを書き込み/読み出しのた
    めに選択するデコーダ回路を含む周辺制御回路とからな
    るメモリセルプレートを複数含む半導体メモリ装置にお
    いて、少なくとも1つの前記メモリセルプレートの前記
    メモリセルブロック領域を構成する前記メモリセルのサ
    イズが、他の前記メモリセルプレートの前記メモリセル
    ブロック領域を構成する前記メモリセルのサイズと異な
    っていることを特徴とする半導体メモリ装置。
  2. 【請求項2】 複数の前記メモリセルプレートのうち、
    少なくとも一つの前記メモリセルプレートの形状が、正
    方形であることを特徴とする請求項1記載の半導体メモ
    リ装置。
  3. 【請求項3】 前記メモリセルプレートの前記メモリセ
    ルブロック領域を構成する前記メモリセルの記憶容量
    が、複数の前記メモリセルプレート全てにおいて同一で
    あることを特徴とする請求項1乃至2記載の半導体メモ
    リ装置。
  4. 【請求項4】 前記メモリセルプレートの前記メモリセ
    ルブロック領域を構成するメモリセルに含まれるトラン
    ジスタのゲート長(L)とゲート幅(W)の比(L/
    W)が、複数の前記メモリセルプレート全てにおいて同
    等である請求項1乃至請求項2乃至請求項3記載の半導
    体メモリ装置。
  5. 【請求項5】 前記メモリセルプレートの前記メモリセ
    ルブロック領域を構成するメモリセルの数が同じである
    前記メモリセルプレートが、少なくとも2個以上含まれ
    る請求項1乃至請求項2乃至請求項3乃至請求項4記載
    の半導体メモリ装置。
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