JP3167036B2 - Semiconductor storage device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ビットデータを記憶す
る多数のメモリセルと、該メモリセルのビットデータの
書き込みあるいは読み出し時に用いられる周辺回路とを
備えた半導体記憶装置に係り、特に、集積度の向上が可
能な半導体記憶装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device having a large number of memory cells for storing bit data, and a peripheral circuit used for writing or reading bit data of the memory cells. The present invention relates to a semiconductor memory device whose degree of improvement can be improved.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、微細加工技術の向上に従って、同
一基板上に作られる半導体記憶装置の集積度は向上され
ている。2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of semiconductor memory devices formed on the same substrate has been improved with the improvement of fine processing technology.
【0003】又、半導体記憶装置のアクセス時間の短縮
のためや、消費電力の低減のために、半導体記憶装置内
部のビットデータを記憶するための多数のメモリセル
を、幾つかのブロック(基本単位)に分割するというこ
とが行われている。In order to shorten the access time of the semiconductor memory device and reduce the power consumption, a large number of memory cells for storing bit data inside the semiconductor memory device are divided into several blocks (basic units). ).
【0004】これは、半導体記憶装置内部のビットデー
タの書き込み対象あるいは読み出し対象となるメモリセ
ルの属しているブロックのみで、このビットデータの書
き込みや読み出しの動作を行うことにより、駆動される
配線部分の長さや作動する論理ゲートの数を減少し、ア
クセス時間の短縮や消費電力の減少を図るというもので
ある。[0004] This is because only the block to which the memory cell to which the bit data is to be written or read in the semiconductor memory device belongs performs the operation of writing or reading the bit data, thereby driving the wiring portion to be driven. It is intended to reduce the length of the device and the number of operating logic gates to shorten the access time and the power consumption.
【0005】このような半導体記憶装置の内部のメモリ
セルのブロック分割としては、従来、種々の方法が試み
られている。Conventionally, various methods have been tried for dividing a memory cell into blocks in a semiconductor memory device.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように、従来の半導体記憶装置の集積度の向上は、微細
加工技術の向上にのみ従って行われていた。However, as described above, the improvement of the integration degree of the conventional semiconductor memory device has been performed only in accordance with the improvement of the fine processing technology.
【0007】又、前述のように、アクセス時間の短縮や
消費電力の低減のために、半導体記憶装置の内部のメモ
リセルのブロック分割数をより向上させると、分割され
たブロック毎に周辺回路等を備える必要があり、基板上
に作り込まなければならなくなる素子数が増加され、半
導体記憶装置全体の集積度を低下させてしまうという問
題があった。As described above, if the number of divided memory cells in a semiconductor memory device is further increased in order to reduce access time and power consumption, peripheral circuits and the like are provided for each divided block. Therefore, there is a problem that the number of elements that must be formed on the substrate is increased, and the degree of integration of the entire semiconductor memory device is reduced.
【0008】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、ビットデータを記憶する多数のメモ
リセルと、該メモリセルのビットデータの書き込みある
いは読み出し時に用いられる周辺回路とを備えた半導体
記憶装置において、限られた微細加工技術でより集積度
の向上を図ることが可能な半導体記憶装置を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has a large number of memory cells for storing bit data and a peripheral circuit used for writing or reading bit data of the memory cells. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device in which the degree of integration can be further improved with limited fine processing technology.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、ビットデータ
を記憶する多数のメモリセルと、該メモリセルのビット
データの書き込みあるいは読み出し時に用いられる周辺
回路とを備えた半導体記憶装置において、半導体の基板
上に前記周辺回路が作り込まれた下層部と、該下層部上
に形成された絶縁膜上の、前記メモリセルが作り込まれ
た上層部との積層構造を有し、前記周辺回路と、共通の
該周辺回路による選択により書き込みあるいは読み出し
を行う、該周辺回路とほぼ同じ面積を有する前記複数の
メモリセルとを1つのブロック単位とした、複数の該ブ
ロックにより構成されていることにより、前記課題を達
成したものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor memory device having a large number of memory cells for storing bit data and a peripheral circuit used for writing or reading bit data of the memory cells. has a lower portion to which the peripheral circuit is fabricated on a substrate, which is formed on the lower layer portion on the insulating film, a laminated structure of an upper portion of the memory cell is built, and the peripheral circuit ,Common
Write or read by selection by the peripheral circuit
The plurality of peripheral circuits having substantially the same area as the peripheral circuit.
A plurality of blocks, each including a memory cell as one block unit.
The object has been achieved by being constituted by a lock .
【0010】又、前記周辺回路はセンスアンプ、デコー
ダ、ライトアンプから構成され、前記メモリセルは薄膜
トランジスタで形成されたことにより、同じく前記課題
を達成したものである。The peripheral circuit includes a sense amplifier and a decoder.
And a write amplifier, wherein the memory cell is a thin film
By forming the transistor, the above-mentioned object is also achieved.
【0011】[0011]
【作用】本発明は、半導体記憶装置の集積度を向上させ
るために、半導体の基板上に作り込まれる半導体記憶装
置の構造を、積層構造とするようにしている。According to the present invention, in order to improve the degree of integration of a semiconductor memory device, the structure of the semiconductor memory device formed on a semiconductor substrate is made to be a laminated structure.
【0012】積層構造の半導体集積回路を製造する技術
としては、従来より下層部として、トランジスタ等でな
る所定の回路を作り込んだ後、この上に酸化膜を形成
し、更に非晶質あるいは多結晶シリコン堆積膜を加熱し
て単結晶化又はエネルギビームの照射により単結晶化し
て、これに上層部としてのトランジスタ等でなる別の回
路を作り込むという技術がある。これは一般的にSOI
(Silicon ON Insulator)技術と言われる。As a technique for manufacturing a semiconductor integrated circuit having a laminated structure, a predetermined circuit composed of a transistor or the like is formed as a lower layer portion, an oxide film is formed thereon, and the amorphous or multi-layered structure is formed. There is a technique in which a crystalline silicon deposited film is heated to be single-crystallized or single-crystallized by irradiation with an energy beam, and another circuit including a transistor or the like as an upper layer portion is formed on the single-crystallized film. This is generally SOI
(Silicon ON Insulator) technology.
【0013】しかしながら、この下層部の上方に付けら
れた非晶質あるいは多結晶シリコンを大面積に亘って均
一に単結晶とすることは極めて難しい技術である。However, it is an extremely difficult technique to make the amorphous or polycrystalline silicon provided above the lower layer portion into a single crystal uniformly over a large area.
【0014】本発明は、このような問題を解消するため
に、半導体記憶装置を積層構造とする際、上層部に、薄
膜トランジスタ(thin film transistor、以降、TFT
と呼ぶ)で構成されたメモリセルを作り込むようにして
いる。According to the present invention, in order to solve such a problem, when a semiconductor memory device has a laminated structure, a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) is provided in an upper layer portion.
) Is formed.
【0015】このようなTFTで構成されたメモリセル
では、前述したSOI技術と比べて積層構造とされた半
導体記憶装置の上層部に比較的容易に形成することがで
きる。A memory cell composed of such a TFT can be formed relatively easily in the upper layer of a semiconductor memory device having a laminated structure as compared with the above-mentioned SOI technology.
【0016】又、例えば、半導体記憶装置を積層構造と
して、半導体記憶装置の内部のメモリセルのブロック分
割を、より多くのブロックへの分割とした場合には、こ
のTFTで構成されたメモリセルが駆動する対象は限定
されたものとなり、トランジスタの特性への依存の度合
はより小さくなる。Further, for example, when the semiconductor memory device has a laminated structure and the memory cell inside the semiconductor memory device is divided into a larger number of blocks, the memory cell constituted by the TFTs is The target to be driven is limited, and the degree of dependence on the characteristics of the transistor is reduced.
【0017】なお、本発明は、上層部に形成されるメモ
リセル群の面積がこのメモリセル群の周辺回路の面積と
ほぼ同じ面積とされ、該メモリセル群と該周辺回路とを
1つの基本単位とし、半導体記憶装置を複数の該基本単
位で構成するようにしてもよい。According to the present invention, the area of the memory cell group formed in the upper layer portion is set to be substantially the same as the area of the peripheral circuit of the memory cell group, and the memory cell group and the peripheral circuit are formed as one basic circuit. As a unit, the semiconductor memory device may be constituted by a plurality of the basic units.
【0018】このようにすることにより、各基本単位の
周辺回路の面積は各基本単位のメモリセル群の面積の範
囲の下層部におさまり、半導体記憶装置の基本単位への
分割数を増加させると周辺回路の面積が増大して、半導
体記憶装置全体の集積度が低下してしまうという問題を
解消することができる。By doing so, the area of the peripheral circuit of each basic unit falls in the lower layer of the range of the area of the memory cell group of each basic unit, and the number of divisions of the semiconductor memory device into basic units is increased. The problem that the area of the peripheral circuit increases and the degree of integration of the entire semiconductor memory device decreases can be solved.
【0019】なお、この点については、図10及び図1
1を用いて後述する。In this regard, FIG. 10 and FIG.
1 will be described later.
【0020】[0020]
【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0021】図1は、本発明の実施例の1つのメモリセ
ルブロック分のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one memory cell block according to the embodiment of the present invention.
【0022】本実施例の半導体記憶装置は、複数の図1
に示されるメモリセルブロック40で構成されている。The semiconductor memory device of the present embodiment has a plurality of FIG.
The memory cell block 40 shown in FIG.
【0023】又、ビットデータの書き込みあるいは読み
出し時には、書き込みあるいは読み出し対象となるビッ
トデータが含まれているメモリセルブロック40のみが
選択される。When writing or reading bit data, only the memory cell block 40 containing the bit data to be written or read is selected.
【0024】この図1において、メモリセルブロック4
0は、メモリセル部20と、周辺回路10とで構成され
ている。In FIG. 1, memory cell block 4
0 is composed of the memory cell section 20 and the peripheral circuit 10.
【0025】前記メモリセル部20は、ビットデータを
記憶する多数のメモリセル22により構成されている。The memory cell section 20 is composed of a large number of memory cells 22 for storing bit data.
【0026】又、前記周辺回路10は、センスアンプ及
びコラムデコーダ12(以降、単にコラムデコーダ12
と呼ぶ)と、ロウデコーダ14とで構成されている。The peripheral circuit 10 includes a sense amplifier and a column decoder 12 (hereinafter simply referred to as a column decoder 12).
) And the row decoder 14.
【0027】メモリセル部20のビットデータを記憶す
るそれぞれのメモリセル22は、ビットデータの書き込
みあるいは読み出し時に、ロウデコーダ14によりワー
ド線WL1、WL2〜WLn のどれか1行分選択され
る。又、この書き込みあるいは読み出し時には、コラム
デコーダ12で、ビット線BL1a、BL2a 〜BLna
とビット線BL1b 、BL2b 〜BLnbとのそれぞれの
ビット線対のうち、対応するビット線対を選択して、所
望のメモリセル22のビットデータの書き込みあるいは
読み出しを行う。Each of the memory cells 22 storing the bit data of the memory cell section 20 is selected by the row decoder 14 for one of the word lines WL1, WL2 to WLn when writing or reading the bit data. At the time of writing or reading, the column decoder 12 sets the bit lines BL1a, BL2a to BLna
A corresponding bit line pair is selected from the respective bit line pairs of the bit line BL1b and BL2b to BLnb to write or read bit data of a desired memory cell 22.
【0028】図2は、前記実施例に用いられるメモリセ
ルの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a memory cell used in the above embodiment.
【0029】この図2では、前述の図1のメモリセル部
20の多数のメモリセル22のうち、 i行で j列のメモ
リセル22の回路が示されている。FIG. 2 shows the circuit of the memory cell 22 in the i-th row and the j-th column among the many memory cells 22 in the memory cell section 20 of FIG.
【0030】この図2において、メモリセル22は、P
チャネルMOSTFTT1とNチャネルMOSTFTT
3とで構成される1つのインバータと、PチャネルMO
STFTT2とNチャネルMOSTFTT4とで構成さ
れるインバータとで構成された、ビットデータを記憶す
る、フリップフロップとなっている。In FIG. 2, a memory cell 22 has P
Channel MOSTFT1 and N-channel MOSTFT
3 and one P-channel MO
This is a flip-flop configured to store bit data and configured by an inverter configured by STFT2 and N-channel MOSTFT4.
【0031】又、このメモリセルへのビットデータの書
き込みあるいは読み出し時には、対応するワード線WL
i をH状態とし、対応するNチャネルMOSTFTトラ
ンジスタT5とT6とを共にオン状態とする。その後、
コラムデコーダにより、ビット線BLjaとビット線BL
jbとでなるビット線対を選択することによりデータの読
み出し、書き込みが行われる。When writing or reading bit data to or from this memory cell, the corresponding word line WL
i is set to the H state, and the corresponding N-channel MOSTFT transistors T5 and T6 are both turned on. afterwards,
The bit lines BLja and BL
Data is read and written by selecting a bit line pair consisting of jb.
【0032】図3は、本実施例で用いられるコラムデコ
ーダの一例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of an example of a column decoder used in this embodiment.
【0033】この図3に示されるコラムデコーダは、多
入力NANDゲート32でプリデコード信号CA0〜C
An (コラムアドレス用)のデコードを行った後、イン
バータゲート34を介してコラム選択信号CLj を出力
する。The column decoder shown in FIG. 3 uses pre-decode signals CA0-C by multi-input NAND gate 32.
After decoding An (for the column address), the column selection signal CLj is output via the inverter gate 34.
【0034】なお、この図3のコラム選択信号CLj
は、該当するビット線対の選択に用いられる。The column selection signal CLj shown in FIG.
Are used to select a corresponding bit line pair.
【0035】図4は、本実施例で用いられるロウデコー
ダの一例の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of an example of a row decoder used in this embodiment.
【0036】この図4において、多入力NANDゲート
36は、プリデコード信号RA0〜RAn (ロウアドレ
ス用)をデコードして、インバータゲート34を介して
ワード線WLi を駆動する。In FIG. 4, a multi-input NAND gate 36 decodes predecode signals RA0 to RAn (for a row address) and drives a word line WLi via an inverter gate 34.
【0037】なお、この図4のワード線WLi は、前述
の図2のワード線WLi と同じものである。The word line WLi in FIG. 4 is the same as the word line WLi in FIG.
【0038】図5は、本実施例に用いられるセンスアン
プの回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a sense amplifier used in this embodiment.
【0039】この図5において、符号BLja、BLjb、
VCC、VSSは、前述の図2の同符号のものと同一の
ものである。又、この図5の符号CLj は、前述の図3
の同符号のものと同一なものである。In FIG. 5, symbols BLja, BLjb,
VCC and VSS are the same as those having the same reference numerals in FIG. 5 is the same as that of FIG.
Are the same as those having the same reference numerals.
【0040】この図5において、入出力線I/Oa 、I
/Ob は、一組として入出力線対とされ、ビットデータ
の書き込みや読み出し時に、書き込まれるあるいは読み
出されるビットデータの半導体記憶装置の外部との入出
力を行う配線である。In FIG. 5, input / output lines I / Oa and I / Oa
/ Ob is a pair of input / output line pairs, and is a wiring for inputting / outputting bit data to be written or read from the outside of the semiconductor memory device when writing or reading bit data.
【0041】又、読み出し信号φSEa 、φSEb は、
一組として読み出し信号線対となり、当該半導体記憶装
置へのアクセスが読み出しである場合には、読み出し信
号線φSEa がH状態となり、読み出し信号線φSEb
がL状態となり、NチャネルMOSトランジスタT17
及びPチャネルMOSトランジスタT18は共にオン状
態となる。The read signals φSEa and φSEb are
When one set is a read signal line pair and the access to the semiconductor memory device is a read operation, the read signal line φSEa goes high, and the read signal line φSEb
Attains an L state, and N-channel MOS transistor T17
And P-channel MOS transistor T18 are both turned on.
【0042】又、アクセスが書き込みである場合には、
読み出し信号線φSEa はL状態となり、読み出し信号
線φSEb はH状態となり、NチヤネルMOSトランジ
スタT17及びPチャネルMOSトランジスタT18は
共にオフ状態となる。その後、図示しないライトアンプ
により、外部入力に応じた情報がI/O線対を介して書
き込まれる。If the access is a write,
The read signal line φSEa goes low, the read signal line φSEb goes high, and both the N-channel MOS transistor T17 and the P-channel MOS transistor T18 are turned off. Thereafter, information according to an external input is written via a pair of I / O lines by a write amplifier (not shown).
【0043】なお、これら入出力線I/Oa 、I/Ob
及び読み出し信号線φSEa 、φSEb は、それぞれ、
他のコラムのセンスアンプと共用されている。The input / output lines I / Oa and I / Ob
And read signal lines φSEa and φSEb are respectively
Shared with sense amplifiers in other columns.
【0044】この図5のセンスアンプの主要部は、2つ
のPチャネルMOSトランジスタT11、T12と、2
つのNチャネルMOSトランジスタT13、T14とで
構成されているラッチ回路である。即ち、この図5に示
されるセンスアンプは、いわゆるラッチ形式センスアン
プである。The main part of the sense amplifier of FIG. 5 includes two P-channel MOS transistors T11 and T12,
This is a latch circuit composed of two N-channel MOS transistors T13 and T14. That is, the sense amplifier shown in FIG. 5 is a so-called latch type sense amplifier.
【0045】なお、このセンスアンプは本発明に使用す
るセンスアンプの一例であり、本発明は必ずしもこれに
限定しない。This sense amplifier is an example of the sense amplifier used in the present invention, and the present invention is not necessarily limited to this.
【0046】この図5に示されるラッチ形式センスアン
プは、読み出し信号線φSEa がH状態となり、読み出
し信号線φSEb がL状態となると、メモリセルからの
ビットデータの読み出し状態となる。In the latch type sense amplifier shown in FIG. 5, when the read signal line φSEa goes high and the read signal line φSEb goes low, the bit data is read from the memory cell.
【0047】このとき、コラム選択信号CLj がH状態
となって当該第j 段目のコラムが選択されると、Nチャ
ネルMOSトランジスタT15及びT16が共にオン状
態となり、このセンスアンプはメモリセルからのビット
データを増幅する。At this time, when the column selection signal CLj is set to the H state and the j-th column is selected, both the N-channel MOS transistors T15 and T16 are turned on, and this sense amplifier is supplied from the memory cell. Amplify the bit data.
【0048】又、センスアンプで増幅された読み出され
たビットデータは、入出力線I/Oa 、I/Ob を通し
て出力される。The read bit data amplified by the sense amplifier is output through input / output lines I / Oa and I / Ob.
【0049】図6は、本実施例の上層部の一部のレイア
ウト図である。FIG. 6 is a layout diagram of a part of the upper layer of this embodiment.
【0050】この図6において、符号BL1a 、BL1
b 、BL2a 、BL2b は、前述の図1の同符号のビッ
ト線と同一のものであり、この図6の符号のBL3a 、
BL3b も同様なビット線である。又、この図6の符号
VCC、VSS、T1〜T6は、前述の図2の同符号の
ものに該当するものである。In FIG. 6, reference characters BL1a, BL1
b, BL2a, BL2b are the same as the bit lines of the same reference numerals in FIG. 1 described above, and BL3a, BL3a,
BL3b is a similar bit line. The symbols VCC, VSS, T1 to T6 in FIG. 6 correspond to the same symbols in FIG.
【0051】図7は、本実施例の下層部の一部のレイア
ウト図である。FIG. 7 is a layout diagram of a part of the lower layer of this embodiment.
【0052】この図7において、符号VCC、VSS、
T11〜T16は、前述の図5の同符号のものに該当す
るものである。In FIG. 7, symbols VCC, VSS,
T11 to T16 correspond to the same reference numerals in FIG. 5 described above.
【0053】図8は、本実施例の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of this embodiment.
【0054】この図8においては、上層部及び下層部を
共に含んだ、前述の図6のa-b 断面で示される、あるい
は、前述の図7のa-b 断面で示される断面図となってい
る。FIG. 8 is a cross-sectional view including both the upper layer portion and the lower layer portion, which is indicated by the ab section in FIG. 6 described above or is indicated by the ab section in FIG. 7 described above.
【0055】これら図6〜図8において、符号AL1、
AL2は、アルミニウム配線層である。符号M1〜M3
は、金属配線層である。符号PL1〜PL3は、ポリシ
ンコン層である。In FIGS. 6 to 8, reference characters AL1,
AL2 is an aluminum wiring layer. Symbols M1 to M3
Is a metal wiring layer. Symbols PL1 to PL3 are polysincon layers.
【0056】なお、図6において、アルミニウム配線層
AL1及びAL2については、一部図示が省略されてい
るが、当該図6において図示されている上層部の最上位
層に配線されている。同様に、図7において、金属配線
層M2は一部図示されていないが、当該図7で図示され
ている下層部の最上位層に配線されている。又、図6の
金属配線層M3(破線)及び図7の金属配線層M1(破
線)は、一部のメモリセルの配線のみ図示されている
が、他のメモリセルも同様に配線されている。In FIG. 6, although aluminum wiring layers AL1 and AL2 are partially omitted from illustration, they are wired in the uppermost layer of the upper layer shown in FIG. Similarly, in FIG. 7, a part of the metal wiring layer M2 is not shown, but is wired in the uppermost layer of the lower layer part shown in FIG. Although only the wiring of some memory cells is shown in the metal wiring layer M3 (dashed line) in FIG. 6 and the metal wiring layer M1 (dashed line) in FIG. 7, other memory cells are similarly wired. .
【0057】なお、以上説明した図6〜図8は、それぞ
れ同一縮尺で作成され、a-b 断面部分は同一のものであ
る。又、図6の上層部と図7の下層部とは、このa-b 断
面や、メモリセル1ビット分のサイズ等を一致させて重
ね合せられるものであり、各部分の位置関係はこれに従
っている。6 to 8 described above are made on the same scale, and the ab cross section is the same. The upper layer of FIG. 6 and the lower layer of FIG. 7 are overlapped by matching the ab cross section, the size of one bit of the memory cell, and the like, and the positional relationship of each part follows this.
【0058】なお、図9は、前述の図6及び図7のレイ
アウト図で用いられているコンタクトシンボルを示す線
図であり、それぞれのコンタクトシンボルがどのような
接続を行うコンタクトを示すか表わされている。FIG. 9 is a diagram showing contact symbols used in the above-described layout diagrams of FIGS. 6 and 7, and shows what kind of connection each contact symbol represents. Have been.
【0059】以上図1〜図9を用いて説明した本実施例
の半導体記憶装置のメモリセルブロック40は、図10
及び図11に示す如く、メモリセルブロック40毎(基
本単位毎)に、周辺回路10が下層部として半導体の基
板上に作り込まれ、メモリセル部20が上層部として、
該周辺回路10が作り込まれた下層部上に形成された絶
縁膜上に作り込まれる。The memory cell block 40 of the semiconductor memory device of the present embodiment described above with reference to FIGS.
As shown in FIG. 11, for each memory cell block 40 (for each basic unit), the peripheral circuit 10 is formed as a lower layer on a semiconductor substrate, and the memory cell section 20 is formed as an upper layer.
The peripheral circuit 10 is formed on an insulating film formed on a lower layer portion where the peripheral circuit 10 is formed.
【0060】従って、本実施例のこのような積層構造に
より、メモリセルブロック40のチップ面積は、メモリ
セル部20の面積だけで、周辺回路のレイアウトをも含
むことができる。Therefore, with such a laminated structure of the present embodiment, the chip area of the memory cell block 40 can include the layout of the peripheral circuit, not only the area of the memory cell section 20.
【0061】アクセス時間の短縮のため、あるいは消費
電力の低減のため等に、半導体記憶装置のブロック分割
をしようとした場合、本発明によれば、半導体記憶装置
全体の集積度を低下することなく、ブロック分割の単位
を小さくできる。According to the present invention, when an attempt is made to divide a semiconductor memory device into blocks for the purpose of shortening access time or reducing power consumption, it is possible to reduce the degree of integration of the entire semiconductor memory device. , The unit of block division can be reduced.
【0062】例えば、図10の斜線で示されるメモリセ
ルブロック1個分のメモリセル部20(メモリセル群)
の面積を、図11の斜線で示されるメモリセルブロック
1個分の周辺回路10の面積と同じになるまで縮少が可
能となり、しかも半導体記憶装置全体の集積度に対する
悪影響は小さい。For example, the memory cell unit 20 (memory cell group) for one memory cell block shown by oblique lines in FIG.
Can be reduced until it becomes the same as the area of the peripheral circuit 10 for one memory cell block indicated by oblique lines in FIG. 11, and the adverse effect on the integration degree of the entire semiconductor memory device is small.
【0063】又、本実施例は、下層部に所定の回路を作
り込んだ後上層部にメモリセル部20を形成するもので
あるが、このメモリセル部20をPチャネルMOSTF
T及びNチャネルMOSTFTを用いて構成するので、
SOI技術を用いなくとも比較的容易に形成できる。In the present embodiment, a predetermined circuit is formed in the lower layer portion, and then the memory cell portion 20 is formed in the upper layer portion.
Since it is configured using T and N channel MOS TFTs,
It can be formed relatively easily without using SOI technology.
【0064】[0064]
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ビットデータを記憶する多数のメモリセルと、該メモリ
セルのビットデータの書き込みあるいは読み出し時に用
いられる周辺回路とを備えた半導体記憶装置において、
限られた微細加工技術でより集積度の向上を図ることが
できるという優れた効果を得ることができる。As described above, according to the present invention,
In a semiconductor memory device having a large number of memory cells for storing bit data and a peripheral circuit used when writing or reading the bit data of the memory cells,
It is possible to obtain an excellent effect that the degree of integration can be further improved by the limited fine processing technology.
【図1】図1は、本発明の実施例の1つのメモリセルブ
ロック分のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one memory cell block according to an embodiment of the present invention.
【図2】図2は、前記実施例に用いられるメモリセルの
回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a memory cell used in the embodiment.
【図3】図3は、前記実施例に用いられるコラムデコー
ダの論理回路図である。FIG. 3 is a logic circuit diagram of a column decoder used in the embodiment.
【図4】図4は、前記実施例に用いられるロウデコーダ
の論理回路図である。FIG. 4 is a logic circuit diagram of a row decoder used in the embodiment.
【図5】図5は、前記実施例に用いられるセンスアンプ
の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a sense amplifier used in the embodiment.
【図6】図6は、前記実施例の上層部の一部の集積回路
パターン図である。FIG. 6 is an integrated circuit pattern diagram of a part of an upper layer portion of the embodiment.
【図7】図7は、前記実施例の下層部の一部の集積回路
パターン図である。FIG. 7 is an integrated circuit pattern diagram of a part of a lower layer portion of the embodiment.
【図8】図8は、前記実施例の集積回路パターンの断面
図である。FIG. 8 is a sectional view of the integrated circuit pattern of the embodiment.
【図9】図9は、前記図6の集積回路パターン図及び前
記図7の集積回路パターン図で用いられるコンタクトシ
ンボルを示す線図である。FIG. 9 is a diagram showing contact symbols used in the integrated circuit pattern diagram of FIG. 6 and the integrated circuit pattern diagram of FIG. 7;
【図10】図10は、前記実施例のメモリセルブロック
(上層部のメモリセル部)の半導体記憶装置上のレイア
ウト図である。FIG. 10 is a layout diagram of a memory cell block (an upper layer memory cell section) of the embodiment on a semiconductor memory device.
【図11】図11は、前記実施例のメモリセルブロック
(下層部の周辺回路)の半導体記憶装置上のレイアウト
図である。FIG. 11 is a layout diagram of a memory cell block (lower peripheral circuit) of the embodiment on a semiconductor memory device.
10…周辺回路(下層部)、 12…センスアンプ及びコラムデコーダ、 14…ロウデコーダ、 20…メモリセル部(上層部)、 22…メモリセル、 32、36…多入力NANDゲート、 34…インバータゲート、 40…メモリセルブロック、 AL1、AL2…アルミニウム配線層、 BL1a 、BL2a 、BLja、BLna、BL1b 、BL
2b 、BLjb、BLnb…ビット線、 CAφ〜CAn 、RAφ〜RAn …プリデコード信号、 CLj …コラム選択信号、 I/Oa 、I/Ob …入出力線、 M1〜M3…金属配線層、 PL1〜PL3…ポリシリコン層、 T1、T2…PチャネルMOSTFT、 T3〜T6…NチャネルMOSTFT、 T11、T12、T18…PチャネルMOSトランジス
タ、 T13〜T17…NチャネルMOSトランジスタ、 WL1、WL2、WLi 、WLn …ワード線、 φSEa 、φSEb …読み出し信号線。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Peripheral circuit (lower part), 12 ... Sense amplifier and column decoder, 14 ... Row decoder, 20 ... Memory cell part (upper part), 22 ... Memory cell, 32, 36 ... Multi-input NAND gate, 34 ... Inverter gate , 40 ... memory cell block, AL1, AL2 ... aluminum wiring layer, BL1a, BL2a, BLja, BLna, BL1b, BL
2b, BLjb, BLnb... Bit lines, CAφ to CAn, RAφ to RAn... Predecode signals, CLj... Column select signals, I / Oa, I / Ob. ... Polysilicon layer, T1, T2 ... P-channel MOS TFT, T3 to T6 ... N-channel MOS TFT, T11, T12, T18 ... P-channel MOS transistor, T13 to T17 ... N-channel MOS transistor, WL1, WL2, WLi, WLn ... word Lines, φSEa, φSEb ... readout signal lines.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8224 H01L 27/11 H01L 27/10 471 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/8224 H01L 27/11 H01L 27/10 471
Claims (2)
と、該メモリセルのビットデータの書き込みあるいは読
み出し時に用いられる周辺回路とを備えた半導体記憶装
置において、 半導体の基板上に前記周辺回路が作り込まれた下層部
と、該下層部上に形成された絶縁膜上の、前記メモリセ
ルが作り込まれた上層部との積層構造を有し、 前記周辺回路と、共通の該周辺回路による選択により書
き込みあるいは読み出しを行う、該周辺回路とほぼ同じ
面積を有する前記複数のメモリセルとを1つのブロック
単位とした、複数の該ブロックにより構成されているこ
とを 特徴とする半導体記憶装置。1. A semiconductor memory device comprising: a plurality of memory cells for storing bit data; and a peripheral circuit used for writing or reading the bit data of the memory cell , wherein the peripheral circuit is formed on a semiconductor substrate. and filled-in lower part, which is formed on the lower layer portion on the insulating film has a laminated structure of an upper portion of the memory cell is built, selection by the peripheral circuit, the common of said peripheral circuit Written by
Write or read, almost the same as the peripheral circuit
A plurality of memory cells having an area and one block
It must be composed of a plurality of such blocks as a unit.
The semiconductor memory device according to claim and.
から構成され、 前記メモリセルは薄膜トランジスタで形成 されたことを
特徴とする半導体記憶装置。2. The device according to claim 1, wherein said peripheral circuit comprises a sense amplifier, a decoder, and a write amplifier.
It consists, semiconductor memory device, wherein the memory cell is formed by a thin film transistor.
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---|---|---|---|
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