JP3173456B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
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- G11C7/18—Bit line organisation; Bit line lay-out
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Semiconductor Memories (AREA)
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
関し、特に、主ビット線と副ビット線とを有する半導体
記憶装置に関する。
関し、特に、主ビット線と副ビット線とを有する半導体
記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体記憶装置の記憶容量は大容
量化し、1本のビット線に多数のメモリセルが接続され
るようになった。通常、フラッシュメモリやROM、E
PROMなどのメモリセルはMOSトランジスタで構成
され、トランジスタのドレインがビット線に接続されて
いる。半導体記憶装置を形成する半導体基板とドレイン
との間には寄生容量が存在するとともに、ドレインから
基板へ微量のリーク電流もながれる。記憶容量が少ない
場合は、寄生容量やリーク電流は問題なかったが、大容
量化すると、1つのビット線における寄生容量やリーク
電流の総量は無視できなくなる。
量化し、1本のビット線に多数のメモリセルが接続され
るようになった。通常、フラッシュメモリやROM、E
PROMなどのメモリセルはMOSトランジスタで構成
され、トランジスタのドレインがビット線に接続されて
いる。半導体記憶装置を形成する半導体基板とドレイン
との間には寄生容量が存在するとともに、ドレインから
基板へ微量のリーク電流もながれる。記憶容量が少ない
場合は、寄生容量やリーク電流は問題なかったが、大容
量化すると、1つのビット線における寄生容量やリーク
電流の総量は無視できなくなる。
【0003】一般に、ビット線はセンスアンプに接続さ
れ、センスアンプはメモリセルに記憶された記憶情報を
判定し、“0”または“1”の信号に復元している。し
かし、寄生容量やリーク電流が大きくなると、ビット線
をプリチャージする電流が増加するばかりでなく、メモ
リセルから読み出される微弱な信号がセンスアンプで判
定できなくなってしまう。
れ、センスアンプはメモリセルに記憶された記憶情報を
判定し、“0”または“1”の信号に復元している。し
かし、寄生容量やリーク電流が大きくなると、ビット線
をプリチャージする電流が増加するばかりでなく、メモ
リセルから読み出される微弱な信号がセンスアンプで判
定できなくなってしまう。
【0004】この問題を解決するための構成として、1
つのビット線につながるメモリセルをいくつかのブロッ
クに分けて、1ブロックのメモリセルを副ビット線に接
続し、副ビット線と主ビット線との間をブロック選択ト
ランジスタで接続する構成が知られている。
つのビット線につながるメモリセルをいくつかのブロッ
クに分けて、1ブロックのメモリセルを副ビット線に接
続し、副ビット線と主ビット線との間をブロック選択ト
ランジスタで接続する構成が知られている。
【0005】このように、従来の半導体記憶装置は、複
数の主ビット線に対し、それぞれブロック選択トランジ
スタを介して接続される複数の副ビット線を持ち、副ビ
ット線には、複数のメモリセルが接続されていた。主ビ
ット線と副ビット線は、ブロック選択トランジスタによ
り電気的に接続されあるいは切り離される。このため、
センスアンプからビット線を見たとき、複数のブロック
選択トランジスタと、選択されたブロックのメモリセル
だけがつながっていることになる。従って、寄生容量や
リーク電流の影響を大幅に低減できる。
数の主ビット線に対し、それぞれブロック選択トランジ
スタを介して接続される複数の副ビット線を持ち、副ビ
ット線には、複数のメモリセルが接続されていた。主ビ
ット線と副ビット線は、ブロック選択トランジスタによ
り電気的に接続されあるいは切り離される。このため、
センスアンプからビット線を見たとき、複数のブロック
選択トランジスタと、選択されたブロックのメモリセル
だけがつながっていることになる。従って、寄生容量や
リーク電流の影響を大幅に低減できる。
【0006】このような構成を持つものとして、例え
ば、特開平8−204158号公報に開示された半導体
メモリ装置が知られている。
ば、特開平8−204158号公報に開示された半導体
メモリ装置が知られている。
【0007】この半導体メモリ装置は、それぞれ複数の
メモリトランジスタと接続された複数の副ビット線と、
これらの副ビット線が選択的に接続される主ビット線と
を有する半導体メモリ装置であって、主ビット線を構成
する導電層と同一導電層で主ビット線と電気的に分離し
た補助配線層を形成し、この補助配線層を副ビット線と
接続している。これにより、DINOR型フラッシュメ
モリに代表されるようなビット線を主ビット線と副ビッ
ト線に分割した半導体メモリ装置における副ビット線を
低抵抗化し、集積度の向上とメモリの動作スピードの向
上を図ることができる。
メモリトランジスタと接続された複数の副ビット線と、
これらの副ビット線が選択的に接続される主ビット線と
を有する半導体メモリ装置であって、主ビット線を構成
する導電層と同一導電層で主ビット線と電気的に分離し
た補助配線層を形成し、この補助配線層を副ビット線と
接続している。これにより、DINOR型フラッシュメ
モリに代表されるようなビット線を主ビット線と副ビッ
ト線に分割した半導体メモリ装置における副ビット線を
低抵抗化し、集積度の向上とメモリの動作スピードの向
上を図ることができる。
【0008】即ち、主ビット線と副ビット線に分けた場
合、副ビット線自体が持っている抵抗により、副ビット
線の長さや1個のブロック選択トランジスタに接続され
た副ビット線当たりのメモリセルの数が制限されてしま
うが、この配線抵抗の減少により、従来一つの副ビット
線に接続されたメモリトランジスタの数が12個程度で
あるのに対し、32個以上とすることが可能になる。
合、副ビット線自体が持っている抵抗により、副ビット
線の長さや1個のブロック選択トランジスタに接続され
た副ビット線当たりのメモリセルの数が制限されてしま
うが、この配線抵抗の減少により、従来一つの副ビット
線に接続されたメモリトランジスタの数が12個程度で
あるのに対し、32個以上とすることが可能になる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、副ビット線の半分程にシート抵抗の高
いポリサイド配線を用いているため、メモリ動作の高速
化および高集積化に限界がある。従って、この半導体メ
モリ装置のように、メモリ単体としての使用を前提とし
たメモリ装置の場合には十分な高速化が可能となるが、
例えば、高性能化が著しい現在の超小型コンピュータシ
ステムであるマイクロコンピュータ等に内蔵されるメモ
リ装置の場合は、従来の半導体メモリ装置に比べて動作
速度の格段の高速化が求められる。
来例においては、副ビット線の半分程にシート抵抗の高
いポリサイド配線を用いているため、メモリ動作の高速
化および高集積化に限界がある。従って、この半導体メ
モリ装置のように、メモリ単体としての使用を前提とし
たメモリ装置の場合には十分な高速化が可能となるが、
例えば、高性能化が著しい現在の超小型コンピュータシ
ステムであるマイクロコンピュータ等に内蔵されるメモ
リ装置の場合は、従来の半導体メモリ装置に比べて動作
速度の格段の高速化が求められる。
【0010】つまり、メモリの規模が大きくなると当然
ビット線の長さも長くなり、寄生容量や配線抵抗が増大
して読み出し速度が遅くなってしまうため、ビット線の
抵抗をより減少させる必要があるが、従来の半導体メモ
リ装置では対応しきれなかった。
ビット線の長さも長くなり、寄生容量や配線抵抗が増大
して読み出し速度が遅くなってしまうため、ビット線の
抵抗をより減少させる必要があるが、従来の半導体メモ
リ装置では対応しきれなかった。
【0011】本発明の目的は、読み出し速度の向上と共
により集積度を高めたコンピュータシステム等に対応が
可能な半導体記憶装置を提供することにある。
により集積度を高めたコンピュータシステム等に対応が
可能な半導体記憶装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体記憶装置は、複数のメモリセル
トランジスタが接続された複数の副ビット線が、選択的
に主ビット線に接続される半導体記憶装置において、前
記副ビット線および前記主ビット線を、金属材料により
形成して、金属材料からなる多層配線構造の異なった層
にそれぞれ形成し、前記副ビット線は、前記主ビット線
との接続端と開放端を互いに逆にして前記主ビット線の
両側に配置された一対毎からなることを特徴としてい
る。
め、本発明に係る半導体記憶装置は、複数のメモリセル
トランジスタが接続された複数の副ビット線が、選択的
に主ビット線に接続される半導体記憶装置において、前
記副ビット線および前記主ビット線を、金属材料により
形成して、金属材料からなる多層配線構造の異なった層
にそれぞれ形成し、前記副ビット線は、前記主ビット線
との接続端と開放端を互いに逆にして前記主ビット線の
両側に配置された一対毎からなることを特徴としてい
る。
【0013】上記構成を有することにより、主ビット線
および副ビット線がポリシリコンに比べてずっとシート
抵抗が低い金属材料で形成され、副ビット線は、主ビッ
ト線との接続端と開放端を互いに逆にして主ビット線の
両側に配置された一対毎からなることから、副ビット線
を少々伸ばしてもその配線抵抗を殆ど無視することがで
き、1副ビット線当たりの接続メモリセルトランジスタ
数を増やすことが可能となり、また、種ビット線の長さ
が半分になり主ビット線の配線抵抗が低減する。このた
め、読み出し速度の向上と共により集積度を高めたコン
ピュータシステム等に対応が可能となる。
および副ビット線がポリシリコンに比べてずっとシート
抵抗が低い金属材料で形成され、副ビット線は、主ビッ
ト線との接続端と開放端を互いに逆にして主ビット線の
両側に配置された一対毎からなることから、副ビット線
を少々伸ばしてもその配線抵抗を殆ど無視することがで
き、1副ビット線当たりの接続メモリセルトランジスタ
数を増やすことが可能となり、また、種ビット線の長さ
が半分になり主ビット線の配線抵抗が低減する。このた
め、読み出し速度の向上と共により集積度を高めたコン
ピュータシステム等に対応が可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本発明の実施の形態では、
不揮発性メモリセルからなる半導体記憶装置を一例とし
て説明する。
て図面を参照して説明する。本発明の実施の形態では、
不揮発性メモリセルからなる半導体記憶装置を一例とし
て説明する。
【0015】[第1の実施の形態]図1は、本発明の第
1の実施の形態に係る半導体記憶装置の配列構成図であ
る。図2は、図1に示す半導体記憶装置のレイアウト図
である。図3は、図2のA−A線に沿う断面図である。
図4は、図2のB−B線に沿う断面図である。
1の実施の形態に係る半導体記憶装置の配列構成図であ
る。図2は、図1に示す半導体記憶装置のレイアウト図
である。図3は、図2のA−A線に沿う断面図である。
図4は、図2のB−B線に沿う断面図である。
【0016】図1に示すように、半導体記憶装置10
は、主ビット線(MBL)11に選択的に接続された複
数の副ビット線(SBL)12を有し、副ビット線12
には、複数のメモリセルトランジスタ(MC)13が接
続されている。この図1には、2本の主ビット線11
a,11b、各主ビット線11に2本ずつの副ビット線
12a,12b,12c,12d、及び各副ビット線1
2に8個ずつのメモリセルトランジスタ13a〜13h
が示されている。
は、主ビット線(MBL)11に選択的に接続された複
数の副ビット線(SBL)12を有し、副ビット線12
には、複数のメモリセルトランジスタ(MC)13が接
続されている。この図1には、2本の主ビット線11
a,11b、各主ビット線11に2本ずつの副ビット線
12a,12b,12c,12d、及び各副ビット線1
2に8個ずつのメモリセルトランジスタ13a〜13h
が示されている。
【0017】また、半導体記憶装置10は、行方向に複
数のワード線(WL)16とソース線(SL)を有し、
ワード線16とソース線(SL)には、複数のメモリセ
ルトランジスタ13のゲートとソースがそれぞれ接続さ
れている。
数のワード線(WL)16とソース線(SL)を有し、
ワード線16とソース線(SL)には、複数のメモリセ
ルトランジスタ13のゲートとソースがそれぞれ接続さ
れている。
【0018】なお、以下の説明において、共通する構成
要素については代表的な要素についてのみ説明し、重複
した説明を省略する。
要素については代表的な要素についてのみ説明し、重複
した説明を省略する。
【0019】1本の主ビット線MBL11aからそれぞ
れブロック選択トランジスタ(BS)14a,14bを
介して分岐した2本の副ビット線12a,12bは、主
ビット線11aとの接続端(BS14側)と開放端側を
互いに逆向きにして主ビット線11aの両側に並んで配
置され、主ビット線11aを挟む2個の副ビット線12
a,12bを一対として組み合わされる(図1参照)。
また、一対の副ビット線12a,12bに、ワード線1
6a〜16hがそれぞれほぼ直角に交差しており、1つ
の主ビット線11aに属する2つのメモリセル13a〜
13hが1つのワード線16a〜16hにつながる。主
ビット線11bについても同様である。このブロック選
択トランジスタ14は、主ビット線11と副ビット線1
2を電気的に接続或いは切断する。
れブロック選択トランジスタ(BS)14a,14bを
介して分岐した2本の副ビット線12a,12bは、主
ビット線11aとの接続端(BS14側)と開放端側を
互いに逆向きにして主ビット線11aの両側に並んで配
置され、主ビット線11aを挟む2個の副ビット線12
a,12bを一対として組み合わされる(図1参照)。
また、一対の副ビット線12a,12bに、ワード線1
6a〜16hがそれぞれほぼ直角に交差しており、1つ
の主ビット線11aに属する2つのメモリセル13a〜
13hが1つのワード線16a〜16hにつながる。主
ビット線11bについても同様である。このブロック選
択トランジスタ14は、主ビット線11と副ビット線1
2を電気的に接続或いは切断する。
【0020】従って、隣接する両主ビット線11a,1
1bの間には、副ビット線12b,12cが存在し、そ
れぞれ主ビット線11a,11bに接続されたている。
各副ビット線12b,12cには、それぞれ8個のメモ
リセルトランジスタ13a〜13hが接続され、メモリ
セルトランジスタ13a〜13hの列が両主ビット線1
1a,11bの間に並んで位置する。
1bの間には、副ビット線12b,12cが存在し、そ
れぞれ主ビット線11a,11bに接続されたている。
各副ビット線12b,12cには、それぞれ8個のメモ
リセルトランジスタ13a〜13hが接続され、メモリ
セルトランジスタ13a〜13hの列が両主ビット線1
1a,11bの間に並んで位置する。
【0021】図2〜図4に示すように、この半導体記憶
装置10は、アルミニウムなどからなる複数の金属配線
層を設けた多層配線構造を有し、半導体基板(SUB)
の上に第1層間絶縁膜(INS1)を介して設けた第1
金属配線層に副ビット線12dが形成され(図3参
照)、この第1金属配線層の上に第2層間絶縁膜(IN
S2)を介して設けた第2金属配線層に主ビット線11
a,11bが形成されている(図4参照)。
装置10は、アルミニウムなどからなる複数の金属配線
層を設けた多層配線構造を有し、半導体基板(SUB)
の上に第1層間絶縁膜(INS1)を介して設けた第1
金属配線層に副ビット線12dが形成され(図3参
照)、この第1金属配線層の上に第2層間絶縁膜(IN
S2)を介して設けた第2金属配線層に主ビット線11
a,11bが形成されている(図4参照)。
【0022】各ブロック選択線(BSL)15a,15
b、各ワード線(WL)16a〜16h、及びソース線
(SL)は、各主ビット線11a,11bと各副ビット
線12a,12b,12c,12dに交差して配線され
(図1参照)、隣接する両副ビット線12は、第2層間
絶縁膜(INS2)を挟んで配置される(図2、図4参
照)。各主ビット線11a,11bには、所定距離離間
してブロック選択トランジスタ14a,14bが配置さ
れる(図2参照)。
b、各ワード線(WL)16a〜16h、及びソース線
(SL)は、各主ビット線11a,11bと各副ビット
線12a,12b,12c,12dに交差して配線され
(図1参照)、隣接する両副ビット線12は、第2層間
絶縁膜(INS2)を挟んで配置される(図2、図4参
照)。各主ビット線11a,11bには、所定距離離間
してブロック選択トランジスタ14a,14bが配置さ
れる(図2参照)。
【0023】半導体基板(SUB)上に形成されたメモ
リセルトランジスタ13は、周囲から絶縁されたフロー
ティングゲート(FG)とその上に形成されワード線
(WL)につながるコントロールゲート(CG)、及び
半導体基板(SUB)に形成されたドレイン領域(D)
とソース領域(ソース線SL)から構成される。各メモ
リセルトランジスタ13は、第1層間絶縁膜(INS
1)により覆われ、それらのドレイン領域(D)は、第
1層間絶縁膜(INS1)内のコンタクトホール(C
H)を介して副ビット線12と接続されている(図2、
図3,図4参照)。
リセルトランジスタ13は、周囲から絶縁されたフロー
ティングゲート(FG)とその上に形成されワード線
(WL)につながるコントロールゲート(CG)、及び
半導体基板(SUB)に形成されたドレイン領域(D)
とソース領域(ソース線SL)から構成される。各メモ
リセルトランジスタ13は、第1層間絶縁膜(INS
1)により覆われ、それらのドレイン領域(D)は、第
1層間絶縁膜(INS1)内のコンタクトホール(C
H)を介して副ビット線12と接続されている(図2、
図3,図4参照)。
【0024】同様に、半導体基板(SUB)上に形成さ
れたブロック選択トランジスタ14は、周囲から絶縁さ
れたブロック選択線(BSL)15、及び半導体基板
(SUB)に形成されたドレイン領域(BSD)とソー
ス領域(BSS)から構成される。各ブロック選択トラ
ンジスタ14は、第1層間絶縁膜(INS1)により覆
われ、各ソース領域(BSS)は、第1層間絶縁膜(I
NS1)内のコンタクトホール(CH)を介して副ビッ
ト線12と接続される(図2、図3参照)。また、各ド
レイン領域(BSD)は、第1と第2の層間絶縁膜(I
NS1,INS2)内のコンタクトホール(CH)とヴ
ィアホール(VH)を介して主ビット線11と接続され
ている(図2、図3参照)。
れたブロック選択トランジスタ14は、周囲から絶縁さ
れたブロック選択線(BSL)15、及び半導体基板
(SUB)に形成されたドレイン領域(BSD)とソー
ス領域(BSS)から構成される。各ブロック選択トラ
ンジスタ14は、第1層間絶縁膜(INS1)により覆
われ、各ソース領域(BSS)は、第1層間絶縁膜(I
NS1)内のコンタクトホール(CH)を介して副ビッ
ト線12と接続される(図2、図3参照)。また、各ド
レイン領域(BSD)は、第1と第2の層間絶縁膜(I
NS1,INS2)内のコンタクトホール(CH)とヴ
ィアホール(VH)を介して主ビット線11と接続され
ている(図2、図3参照)。
【0025】ブロック選択トランジスタ14のソース領
域(BSS)とメモリセルトランジスタ13のソース領
域(ソース線SL)は、フィールド酸化膜(FOX)を
挟んで配置されている(図3参照)。
域(BSS)とメモリセルトランジスタ13のソース領
域(ソース線SL)は、フィールド酸化膜(FOX)を
挟んで配置されている(図3参照)。
【0026】主ビット線11及び副ビット線12を形成
する金属配線層は、アルミニウムを主とした材料から形
成されており、このような材料としては、例えば、Cu
の含有率が0.5%のAlCu、あるいはSiの含有率
が1%でCuの含有率が0.5%のAlSiCu、ある
いはSiの含有率が1%のAlSi等がある。
する金属配線層は、アルミニウムを主とした材料から形
成されており、このような材料としては、例えば、Cu
の含有率が0.5%のAlCu、あるいはSiの含有率
が1%でCuの含有率が0.5%のAlSiCu、ある
いはSiの含有率が1%のAlSi等がある。
【0027】このように本発明によれば、副ビット線1
2が全て、ポリシリコンに比べてずっとシート抵抗が低
いアルミニウムを主とした材料からなる金属配線で形成
することから、副ビット線12を少々伸ばしてもその配
線抵抗を殆ど無視することができ、1副ビット線12当
たりの接続メモリセルトランジスタ13の数を増やすこ
とが可能となる。因みに、従来一つの副ビット線に接続
されるメモリトランジスタ数が12〜32個程度であっ
たのに対し、本願発明に係る半導体記憶装置10の場合
100個以上とすることができる。
2が全て、ポリシリコンに比べてずっとシート抵抗が低
いアルミニウムを主とした材料からなる金属配線で形成
することから、副ビット線12を少々伸ばしてもその配
線抵抗を殆ど無視することができ、1副ビット線12当
たりの接続メモリセルトランジスタ13の数を増やすこ
とが可能となる。因みに、従来一つの副ビット線に接続
されるメモリトランジスタ数が12〜32個程度であっ
たのに対し、本願発明に係る半導体記憶装置10の場合
100個以上とすることができる。
【0028】よって、メモリの読み出し速度の向上と共
に、主ビット線11と副ビット線12を分岐させるブロ
ック選択トランジスタ14の数を減らして集積度を高め
ることが可能になり、マイクロコンピュータ等に内蔵さ
れるメモリ装置への対応が可能となる。
に、主ビット線11と副ビット線12を分岐させるブロ
ック選択トランジスタ14の数を減らして集積度を高め
ることが可能になり、マイクロコンピュータ等に内蔵さ
れるメモリ装置への対応が可能となる。
【0029】また、主ビット線11を挟む2個の副ビッ
ト線12a,12bを一対として、副ビット線の開放端
側を互いに逆向きにして主ビット線11の両側に並んで
配置することで、主ビット線11の長さが半分になり、
主ビット線の配線抵抗が低減するので、メモリの読み出
し速度を向上することができる。
ト線12a,12bを一対として、副ビット線の開放端
側を互いに逆向きにして主ビット線11の両側に並んで
配置することで、主ビット線11の長さが半分になり、
主ビット線の配線抵抗が低減するので、メモリの読み出
し速度を向上することができる。
【0030】さらに、多層の金属配線層で構成されるマ
イクロコンピュータ内に本実施の形態に係わる半導体記
憶装置を形成することで、多層の金属配線層形成工程が
共用できるので、製造工程数を追加することなく半導体
記憶装置を製造できる。
イクロコンピュータ内に本実施の形態に係わる半導体記
憶装置を形成することで、多層の金属配線層形成工程が
共用できるので、製造工程数を追加することなく半導体
記憶装置を製造できる。
【0031】[第2の実施の形態]図5は、本発明の第
2の実施の形態に係る半導体記憶装置のレイアウト図で
ある。図6は、図5のA−A線に沿う断面図である。図
7は、図5のB−B線に沿う断面図である。
2の実施の形態に係る半導体記憶装置のレイアウト図で
ある。図6は、図5のA−A線に沿う断面図である。図
7は、図5のB−B線に沿う断面図である。
【0032】図5に示すように、半導体記憶装置20
は、副ビット線12も主ビット線11と同様にアルミニ
ウムを主とした材料からなる第2金属配線層により形成
される他は、第1の実施の形態に示す半導体記憶装置1
0と同様の構成を有する。
は、副ビット線12も主ビット線11と同様にアルミニ
ウムを主とした材料からなる第2金属配線層により形成
される他は、第1の実施の形態に示す半導体記憶装置1
0と同様の構成を有する。
【0033】半導体記憶装置20において、ブロック選
択トランジスタ14のドレイン領域(BSD)は、コン
タクトホール(CH)を介して第1金属配線層に接続さ
れ、更に、ヴィアホール(VH)を介して主ビット線1
1を形成する第2金属配線層に接続される。また、ブロ
ック選択トランジスタ14のソース領域(BSS)は、
コンタクトホール(CH)を介して第1金属配線層に接
続され、更に、コンタクトホール(CH)とは離間した
位置にあるヴィアホール(VH)を介して副ビット線1
2を形成する第2金属配線層に接続される。また、メモ
リセルトランジスタ13のドレイン領域(D)もコンタ
クトホール(CH)を介して第1金属配線層に接続さ
れ、更に、ヴィアホール(VH)を介して副ビット線1
2に接続される(図5、図6、図7参照)。
択トランジスタ14のドレイン領域(BSD)は、コン
タクトホール(CH)を介して第1金属配線層に接続さ
れ、更に、ヴィアホール(VH)を介して主ビット線1
1を形成する第2金属配線層に接続される。また、ブロ
ック選択トランジスタ14のソース領域(BSS)は、
コンタクトホール(CH)を介して第1金属配線層に接
続され、更に、コンタクトホール(CH)とは離間した
位置にあるヴィアホール(VH)を介して副ビット線1
2を形成する第2金属配線層に接続される。また、メモ
リセルトランジスタ13のドレイン領域(D)もコンタ
クトホール(CH)を介して第1金属配線層に接続さ
れ、更に、ヴィアホール(VH)を介して副ビット線1
2に接続される(図5、図6、図7参照)。
【0034】上記構成を有する半導体記憶装置20は、
副ビット線12を第2金属配線層に形成するために、コ
ンタクトホール(CH)でブロック選択トランジスタ1
4のドレイン領域(BSD)に第1金属配線層を接続し
た後、ヴィアホール(VH)で第1金属配線層と第2金
属配線層とを接続する。このように、主ビット線11と
副ビット線12が第2金属配線層で形成され、副ビット
線12は主ビット線11の脇を通る(図5,図7参
照)。
副ビット線12を第2金属配線層に形成するために、コ
ンタクトホール(CH)でブロック選択トランジスタ1
4のドレイン領域(BSD)に第1金属配線層を接続し
た後、ヴィアホール(VH)で第1金属配線層と第2金
属配線層とを接続する。このように、主ビット線11と
副ビット線12が第2金属配線層で形成され、副ビット
線12は主ビット線11の脇を通る(図5,図7参
照)。
【0035】また、第2金属配線層とメモリセルトラン
ジスタ13とを接続するために、一旦ヴィアホール(V
H)で第1金属配線層に接続した後、第1金属配線層と
メモリセルトランジスタ13の拡散層とを接続する。こ
の結果、1本の主ビット線11に対し2本の副ビット線
12が対になるように形成され、この2本の副ビット線
12は同じワード線16a〜16hと接続され、異なる
ブロック選択トランジスタ14で異なる選択線15と接
続される(図5参照)。
ジスタ13とを接続するために、一旦ヴィアホール(V
H)で第1金属配線層に接続した後、第1金属配線層と
メモリセルトランジスタ13の拡散層とを接続する。こ
の結果、1本の主ビット線11に対し2本の副ビット線
12が対になるように形成され、この2本の副ビット線
12は同じワード線16a〜16hと接続され、異なる
ブロック選択トランジスタ14で異なる選択線15と接
続される(図5参照)。
【0036】また、コンタクトホール(CH)は、図7
の図面上でメモリセルトランジスタ13のドレイン領域
(D)の中央に位置するように形成される。さらに、第
1金属配線層は、コンタクトホール(CH)との位置合
わせズレを考慮して、コンタクトホール(CH)の径よ
りも大きめに形成される。従って、1つの主ビット線1
1aにつながる副ビット線12a,12bのコンタクト
ホール(CH)部における第1金属配線層の間隔dは狭
くなる。
の図面上でメモリセルトランジスタ13のドレイン領域
(D)の中央に位置するように形成される。さらに、第
1金属配線層は、コンタクトホール(CH)との位置合
わせズレを考慮して、コンタクトホール(CH)の径よ
りも大きめに形成される。従って、1つの主ビット線1
1aにつながる副ビット線12a,12bのコンタクト
ホール(CH)部における第1金属配線層の間隔dは狭
くなる。
【0037】仮に、この間隔dの間に主ビット線11a
を通すだけの余裕があれば、第1金属配線層だけで主ビ
ット線11aと副ビット線12a,12bを形成しても
よい。余裕がない場合には、本実施の形態のように、1
つの主ビット線11につながる副ビット線12a,12
bとのヴィアホール(VH)の間隔を図7の図面上でコ
ンタクトホール(CH)の間隔より離して配置し、第2
金属配線層で副ビット線12a,12bを形成すること
で、主ビット線11aと副ビット線12a,12bとの
間隔に余裕を持たせることができる。この結果、製造工
程の位置合わせ精度にも余裕ができて、半導体記憶装置
の製造がし易くなるとともに、配線間の容量やリークを
低減できるので、半導体記憶装置の信頼性を向上させる
ことができる。逆に、余裕を少なくすることで、微細化
にも対応できることになり、チップ面積を低減できる。
を通すだけの余裕があれば、第1金属配線層だけで主ビ
ット線11aと副ビット線12a,12bを形成しても
よい。余裕がない場合には、本実施の形態のように、1
つの主ビット線11につながる副ビット線12a,12
bとのヴィアホール(VH)の間隔を図7の図面上でコ
ンタクトホール(CH)の間隔より離して配置し、第2
金属配線層で副ビット線12a,12bを形成すること
で、主ビット線11aと副ビット線12a,12bとの
間隔に余裕を持たせることができる。この結果、製造工
程の位置合わせ精度にも余裕ができて、半導体記憶装置
の製造がし易くなるとともに、配線間の容量やリークを
低減できるので、半導体記憶装置の信頼性を向上させる
ことができる。逆に、余裕を少なくすることで、微細化
にも対応できることになり、チップ面積を低減できる。
【0038】従って、半導体記憶装置20の場合、半導
体記憶装置10と同様の作用及び効果を得ることができ
る上に、主ビット線11と副ビット線12を共に第2金
属配線層により形成することで、主ビット線11及び副
ビット線12と交差する方向に第1金属配線層を形成す
ることが可能になり、図8に示すように、この第1金属
配線層にメタルワード線(M16fやM16g等)やメ
タルソース線(MSL)を形成し、何ビットかおきにコ
ンタクトホール(CH)を介してワード線(16fや1
6g等)やソース線(SL)と接続することで、ワード
線(WL)やソース線(SL)の配線抵抗を低減でき、
ワード線信号の遅延も減らすことができる。
体記憶装置10と同様の作用及び効果を得ることができ
る上に、主ビット線11と副ビット線12を共に第2金
属配線層により形成することで、主ビット線11及び副
ビット線12と交差する方向に第1金属配線層を形成す
ることが可能になり、図8に示すように、この第1金属
配線層にメタルワード線(M16fやM16g等)やメ
タルソース線(MSL)を形成し、何ビットかおきにコ
ンタクトホール(CH)を介してワード線(16fや1
6g等)やソース線(SL)と接続することで、ワード
線(WL)やソース線(SL)の配線抵抗を低減でき、
ワード線信号の遅延も減らすことができる。
【0039】なお、上記各実施の形態において、主ビッ
ト線11及び副ビット線12を形成する第1、第2金属
配線層は、第1の実施の形態と同様、アルミニウムなど
を主とした材料から形成されて配線抵抗が十分低いもの
であればよく、上記例示したものに限らない。
ト線11及び副ビット線12を形成する第1、第2金属
配線層は、第1の実施の形態と同様、アルミニウムなど
を主とした材料から形成されて配線抵抗が十分低いもの
であればよく、上記例示したものに限らない。
【0040】また、主ビット線及び副ビット線が形成さ
れる金属配線層も2層に限るものではなく、3層以上で
も良い。
れる金属配線層も2層に限るものではなく、3層以上で
も良い。
【0041】また、本発明は、不揮発性メモリセルだけ
でなくROMやEPROMにも適用でき、さらに、メモ
リセルを直列に接続したNAND型の半導体記憶装置の
配置にも適用できる。
でなくROMやEPROMにも適用でき、さらに、メモ
リセルを直列に接続したNAND型の半導体記憶装置の
配置にも適用できる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主ビット線および副ビット線がポリシリコンに比べてず
っとシート抵抗が低い金属材料で形成され、副ビット線
は、主ビット線との接続端と開放端を互いに逆にして主
ビット線の両側に配置された一対毎からなることから、
副ビット線を少々伸ばしてもその配線抵抗を殆ど無視す
ることができ、1副ビット線当たりの接続メモリセルト
ランジスタ数を増やすことが可能となり、また、種ビッ
ト線の長さが半分になり主ビット線の配線抵抗が低減す
るため、読み出し速度の向上と共に、より集積度を高め
ることが可能になり、マイクロコンピュータ等に内蔵さ
れるメモリ装置への対応が可能となる。特に、主ビット
線と副ビット線を共に同一層で形成した場合、ワード線
における信号の遅延を減らすこともできる。
主ビット線および副ビット線がポリシリコンに比べてず
っとシート抵抗が低い金属材料で形成され、副ビット線
は、主ビット線との接続端と開放端を互いに逆にして主
ビット線の両側に配置された一対毎からなることから、
副ビット線を少々伸ばしてもその配線抵抗を殆ど無視す
ることができ、1副ビット線当たりの接続メモリセルト
ランジスタ数を増やすことが可能となり、また、種ビッ
ト線の長さが半分になり主ビット線の配線抵抗が低減す
るため、読み出し速度の向上と共に、より集積度を高め
ることが可能になり、マイクロコンピュータ等に内蔵さ
れるメモリ装置への対応が可能となる。特に、主ビット
線と副ビット線を共に同一層で形成した場合、ワード線
における信号の遅延を減らすこともできる。
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装
置の配列構成図である。
置の配列構成図である。
【図2】図1に示す半導体記憶装置のレイアウト図であ
る。
る。
【図3】図2のA−A線に沿う断面図である。
【図4】図2のB−B線に沿う断面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装
置のレイアウト図である。
置のレイアウト図である。
【図6】図5のA−A線に沿う断面図である。
【図7】図5のB−B線に沿う断面図である。
【図8】第1金属層にメタルワード線及びメタルソース
線を形成した状態を示す説明図である。
線を形成した状態を示す説明図である。
10,20 半導体記憶装置 11 主ビット線(MBL) 12 副ビット線(SBL) 13 メモリセルトランジスタ(MC) 14 ブロック選択トランジスタ(BS) 15 ブロック選択線(BSL) 16a〜16h ワード線(WL) BSD ドレイン領域 BSS ソース領域 CH コンタクトホール D ドレイン領域 FG フローティングゲート FOX フィールド酸化膜 INS1 第1層間絶縁膜 INS2 第2層間絶縁膜 SL ソース線 SUB 半導体基板 VH ヴィアホール WL ワードライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 一明 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 金子 真輝 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−204158(JP,A) 特開 平7−147095(JP,A) 特開 平11−87660(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8247 H01L 27/115 H01L 29/788 H01L 29/792
Claims (7)
- 【請求項1】複数のメモリセルトランジスタが接続され
た複数の副ビット線が、選択的に主ビット線に接続され
る半導体記憶装置において、 前記副ビット線および前記主ビット線を、金属材料によ
り形成して、金属材料からなる多層配線構造の異なった
層にそれぞれ形成し、前記副ビット線は、前記主ビット
線との接続端と開放端を互いに逆にして前記主ビット線
の両側に配置された一対毎からなることを特徴とする半
導体記憶装置。 - 【請求項2】複数のメモリセルトランジスタが接続され
た複数の副ビット線が、選択的に主ビット線に接続され
る半導体記憶装置において、 前記副ビット線および前記主ビット線を、金属材料によ
り形成して、金属材料からなる多層配線構造の同一層に
共に形成し、前記副ビット線は、前記主ビット線との接
続端と開放端を互いに逆にして前記主ビット線の両側に
配置された一対毎からなることを特徴とする半導体記憶
装置。 - 【請求項3】前記主ビット線および前記副ビット線を第
2層金属配線により形成し、前記主ビット線および副ビ
ット線と交差する方向に第1層金属配線を形成すること
を特徴とする請求項1または2に記載の半導体記憶装
置。 - 【請求項4】複数のメモリセルトランジスタが接続され
た複数の副ビット線が、選択的に主ビット線に接続され
る半導体記憶装置において、 前記副ビット線および前記主ビット線を、金属材料によ
り形成して、金属材料からなる多層配線構造の同一層に
共に形成し、且つ、 前記主ビット線および前記副ビット
線を第2層金属配線により形成し、前記主ビット線およ
び前記副ビット線と交差する方向に第1層金属配線を形
成することを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項5】ワード線またはソース線を前記第1層金属
配線で形成することを特徴とする請求項3または4に記
載の半導体記憶装置。 - 【請求項6】前記金属材料は、アルミニウムを主とした
材料であることを特徴とする請求項1から5のいずれか
に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項7】前記アルミニウムを主とした材料は、Cu
の含有率が0.5%のAlCu、あるいはSiの含有率
が1%でCuの含有率が0.5%のAlSiCu、ある
いはSiの含有率が1%のAlSiであることを特徴と
する請求項6に記載の半導体記憶装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP06995998A JP3173456B2 (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 半導体記憶装置 |
KR1019990009157A KR100331009B1 (ko) | 1998-03-19 | 1999-03-18 | 반도체 기억 장치 |
US09/272,311 US6115288A (en) | 1998-03-19 | 1999-03-19 | Semiconductor memory device |
CN99103066A CN1230027A (zh) | 1998-03-19 | 1999-03-19 | 半导体存储器件 |
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DE10139725B4 (de) * | 2001-08-13 | 2006-05-18 | Infineon Technologies Ag | Integrierter dynamischer Speicher sowie Verfahren zum Betrieb eines integrierten dynamischen Speichers |
JP4596729B2 (ja) * | 2001-12-26 | 2010-12-15 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体記憶装置及び書き込みと読み出しの制御方法 |
KR100463602B1 (ko) * | 2001-12-29 | 2004-12-29 | 주식회사 하이닉스반도체 | 불휘발성 강유전체 메모리의 배선 |
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KR100714475B1 (ko) * | 2006-01-11 | 2007-05-04 | 삼성전자주식회사 | 상변화 메모리 장치 |
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SG55246A1 (en) * | 1995-12-29 | 1998-12-21 | Ibm | Aluminum alloy for the damascene process for on-chip wiring applications |
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KR100240418B1 (ko) * | 1996-12-31 | 2000-03-02 | 윤종용 | 반도체 독출 전용 메모리 및 그의 독출 방법 |
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