JP3190624B2 - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JP3190624B2 JP27007998A JP27007998A JP3190624B2 JP 3190624 B2 JP3190624 B2 JP 3190624B2 JP 27007998 A JP27007998 A JP 27007998A JP 27007998 A JP27007998 A JP 27007998A JP 3190624 B2 JP3190624 B2 JP 3190624B2
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は大容量ダイナミック
ランダムアクセスメモリ(DRAM)のような半導体メ
モリに関する。特に、本発明はスペース有効利用レイア
ウトを有する半導体メモリに関する。このスペース有効
利用レイアウトを有する半導体メモリはメモリ内に配置
される増幅器ドライバを有し、接点の数が低減されてい
る。
【0002】
【従来の技術】大容量メモリは大抵の場合メモリセルア
レイの間にセンス増幅器バンクを有する。このセンス増
幅器バンクはチップの表面のスペースを占有する。より
大容量のメモリチップに対する要求が高まるにつれて、
利用可能な表面面積をできるだけ有効に維持して利用す
ることがますます重要になった。メモリチップは複数の
行及び列状に配置される。例えば、列のサイズの低減は
チップサイズに大きな影響を及ぼしうる。
【0003】図1を参照すると、典型的なメモリアレイ
10が図示されている。センス増幅器バンク12はメモ
リセル18の列16毎に複数のセンス増幅器14を含ん
でいる。メモリセル18の各列16は一対のコンプリメ
ンタリビットライン20を有する。動作中にはセンス増
幅器14はコンプリメンタリビットライン対の間の差電
圧を「センシング」する。この差電圧をセンシングする
間に、センス増幅器14はこの差電圧を増幅してこの対
のうちの一方のラインにビットラインハイ電圧にし、他
方のビットラインを接地する。ラインは必要に応じてハ
イ(high)(ビットラインハイ)に駆動されるか又はロ
ウ(low)(接地)に駆動される。これによって、その列
の中のメモリセルは必要に応じてハイビット又はロウビ
ットを格納する。領域22は3つのセンス増幅器14及
びメモリセルのないスティッチ領域(stitch region)
23の部分を含んでいる。さらにセグメント化されたワ
ードライン構造において、ローカルワードラインドライ
バが相応の空き領域に配置される。
【0004】図2を参照すると、センス増幅器14は通
常はセンス増幅器14の2つの分割された半分を駆動す
るために使用される大きなトランジスタを有する。セン
ス増幅器14の2つの半分はP増幅器24及びN増幅器
26である。スティッチ領域23は一般的に列16に隣
接して配置され、さらにスティッチ領域23は列16と
同一の基本的配向を有する。スティッチ領域23は断続
的なスペースであり、ビットライン20を持たず、それ
ゆえ必要なコンポーネントを配置するのに利用されるス
ペースを作り出す。絶縁トランジスタを含む多重回路の
ための領域はMUX領域28及び30に配置される。等
化トランジスタを含むビットラインイコライザ回路はE
Q領域32及び34に配置される。1つのEQがMUX
領域28と30との間に配置されるならば、EQ領域3
2及び34は共有される。これらMUX及びEQ領域は
センス増幅器バンク12の端部に割り当てられる(図
1)。
【0005】P増幅器24はP増幅器領域36に配置さ
れ、N増幅器26はN増幅器領域38に配置される。ス
ティッチ領域23に配置されるトランジスタはPSET
トランジスタドライバ40及びNSETトランジスタド
ライバ42を有する。これらは前述したように、センス
増幅器14はN増幅器38及びP増幅器36を有する。
N増幅器38はNSETドライバ42により駆動される
信号NSETによって制御され、P型増幅器36はPS
ETドライバ40により駆動される信号PSETによっ
て制御される(すなわち、NSETドライバ及びPSE
Tドライバはそれぞれ単に「N型増幅器を設定(“se
t”)するドライバ(トランジスタ)」及び「P型増幅
器を設定(“set”)するドライバ(トランジスタ)」
を表している。)。PSETドライバ40及びNSET
ドライバ42は通常は場合により複数のP増幅器又はN
増幅器を駆動するのに使用される。PSETドライバ4
0及びNSETドライバ42の共通設置位置はスティッ
チ23の内部である。というのも、このような設置のた
めに利用可能なスペースがあるからである。しかし、要
求が多くなるにつれて、このスペースはこれらのデバイ
スの設置に対して不十分になってくる。さらにPSET
ドライバ40はNウェルの上に設置することが必要なの
だが、NSETドライバ42はPウェルの上に設置する
ことが必要である。これによってさらにPSETドライ
バ40をスティッチ領域23内部のP増幅器領域24に
隣接する領域に設置することが制限され、NSETドラ
イバ42をN増幅器領域26に隣接して設置することが
制限され、EQ領域32、34又はMUX28、30を
スティッチ領域23の内部に設置することが制限され
る。
【0006】PSETドライバ40及びNSETドライ
バ42をより良好に構成配置するために、それぞれ領域
24及び26内部にPSETドライバ40及びNSET
ドライバ42の部分を設置することができれば有利であ
る。ドライバ40及び42をそれぞれの増幅器領域内に
有することは、RC時間遅延を小さくする。しかし、こ
のような配置によってPSETドライバ40及びNSE
Tドライバ42のソース、ゲート、ドレインに必要な接
点のためにビットラインをリルート(reroute)しなく
てはならなくなる。
【0007】図3を参照すると、ビットライン20の経
路は接点46、48、50を迂回して配置されている。
接点46及び50は、ビットライン20が配置される層
である層M0を貫いて活性領域AAに向かって下方に延
在している。メタルライン54及び56はNSETドラ
イバ42のソース58及びドレイン60を接続するのに
使用されている。N増幅器26は概略的に図示されてい
る。NSETドライバ42の接点48もビットライン2
0は回避しなくてはならない。ビットライン20のリル
ーティングによって利用可能なチップ面積は減少し、チ
ップレイアウトのスペース有効利用ができない。これは
チップサイズ低減要求と衝突する。
【0008】図4を参照すると、ビットライン20の経
路は接点46´、48´、50´を迂回して配置されて
いる。接点46´及び50´はビットライン20が配置
される層である層M0を貫いて活性領域AAに向かって
下方に延在している。メタルライン54´及び56´は
PSETドライバ40´のソース58´及びドレイン6
0´を接続するのに使用されている。P増幅器24は概
略的に図示されている。PSETドライバ40´の接点
48´もビットライン20は回避しなくてはならない。
ビットライン20のリルーティングによって利用可能な
チップ面積は減少し、チップレイアウトのスペース有効
利用ができない。これはチップサイズ低減要求と衝突す
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】それゆえ、本発明の課
題は、チップの全サイズに影響を与えうるビットライン
のリルーティングをする必要なしに、RC時間遅延を低
減するためにセンス増幅器ドライバをそれぞれのセンス
増幅器領域内部に設置することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題は、センス増幅
器のバンクが行に対して平行に長さを有する第1の一般
的に矩形の領域に配置され、バンクの前記各センス増幅
器は割り当てられた列のセンス増幅器領域に配置され、
各センス増幅器領域は増幅器領域を含み、複数の増幅器
は複数のドライバによって駆動され、複数の増幅器の各
々はコンプリメンタリビットライン対の間に配置され、
さらに複数の増幅器の各々は増幅器領域内に位置決めさ
れ、複数のドライバは列方向に対して横断方向に延在す
る第1の拡散領域を共有し、第1の拡散領域及び第2の
拡散領域は増幅器領域内に配置され、ドライバの各々は
ゲート導体に接続されたゲートを有し、第1の接点は第
1のグローバルメタルラインを共有された第1の拡散領
域に接続するためのものであり、第2の接点は第2のグ
ローバルメタルラインを第2の拡散領域に接続するため
のものであり、第3の接点は第3のグローバルメタルラ
インをゲート導体に接続するためのものであり、これに
より、センス増幅器バンクの接点の数が低減されること
によって解決される。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の開示はスペース有効利用
レイアウトを有する半導体メモリを含む。半導体メモリ
チップは行列状に配置される複数のメモリセルを有す
る。半導体メモリ、例えばダイナミックランダムアクセ
スメモリ(DRAM)はセンス増幅器のバンクを有し、
このセンス増幅器のバンクが行に対して平行に長さを有
する第1の一般的に矩形の領域に配置され、バンクの各
センス増幅器は割り当てられた列の相応するセンス増幅
器領域に配置される。複数の増幅器は少なくとも1つの
ドライバによって駆動され、複数の増幅器の各々はコン
プリメンタリビットライン対の間に配置され、さらに割
り当てられた列のセンス増幅器領域内に位置決めされ
る。少なくとも1つのドライバは、列方向に対して横断
方向に延在する少なくとも1つの拡散領域を少なくとも
1つの他のドライバと共有し、この結果センス増幅器バ
ンクの接点の数は最小化される。
【0012】1つの実施形態によれば、少なくとも1つ
のドライバは列に対して垂直方向に延在する拡散領域及
びゲート領域を有する。この少なくとも1つのドライバ
は第1の部分と第2の部分に分割され、この第1の部分
はスティッチ領域か又はローカルワードラインドライバ
により作られる空き領域に配置され、この第2の部分は
センス増幅器領域に配置される。さらに、この第2の部
分はビットラインのコンプリメンタリ対の間でセグメン
ト化され、MDQスイッチはセグメント化された部分の
間のセンス増幅器領域に配置される。
【0013】各センス増幅器領域は複数のドライバによ
り駆動される複数の増幅器を有する増幅器領域を含む。
複数の増幅器の各々はコンプリメンタリビットラインの
対の間に配置され、さらに増幅器領域内に位置決めされ
る。複数のドライバは第1の拡散領域及び第2の拡散領
域を共有できる。この第1の拡散領域及び第2の拡散領
域は増幅器領域内に位置決めされ、各ドライバはローカ
ルゲートコネクションラインに接続されたゲートを有す
る。第1の接点は第1のグローバルメタルラインを第1
の共有された拡散領域に接続する。第2の接点は第2の
グローバルメタルラインを第2の共有された拡散領域に
接続する。第3の接点は第3のグローバルメタルライン
をローカルゲートコネクションラインに接続し、この結
果センス増幅器バンクの接点の数は最小化される。もし
例えばゲート導体が十分低い抵抗を有しているならば、
グローバルメタルラインのうちの幾つかは必要なく、グ
ローバルメタルライン及び相応の接点は除去してもよ
い。
【0014】接点の数を少なくすることによって、ビッ
トラインのリルーティングの量は低減され、これにより
半導体メモリのサイズが低減される。さらに第1の接
点、第2の接点及び第3の接点はビットラインの間に適
合するように設計され、リルーティングする必要が除去
される。
【0015】増幅器領域はN増幅器及びP増幅器を各コ
ンプリメンタリビットライン対の間に有する。複数のド
ライバは、それゆえ増幅器領域内のP増幅器領域に配置
されるPSETドライバか、又は増幅器領域内のN増幅
器領域に配置されるNSETドライバである。
【0016】半導体メモリは、それぞれ第1の共有され
た拡散領域、第2の共有された拡散領域及びローカルゲ
ートコネクションラインの真上に配置される第1のグロ
ーバルメタルライン、第2のグローバルメタルライン及
びグローバルゲートコネクションを有する。複数の増幅
器トランジスタは増幅器領域に配置され、トランジスタ
は第1の拡散領域をドライバと共有し、これにより半導
体メモリレイアウトに必要なスペースが低減され、増幅
器領域にドライバを配置することが容易になる。
【0017】
【実施例】本発明の有利な実施例を次に図面を参照しつ
つ詳しく説明する。
【0018】ダイナミックRAM(DRAM)、シンク
ロナスDRAM(SDRAM)又は組み合わされたDR
AM論理チップ(埋め込み型(embedded)DRAM)の
ようなランダムアクセスメモリは多くのセンス増幅器バ
ンクを有する。チップのサイズを低減しつつチップ上の
フィーチャ(feature)の密度を高めたいという絶え間
ない欲求がテクノロジをチップレイアウト面積の有効利
用の方向に押し進める。矩形のスティッチ領域は大抵の
場合大きなPSET及びNSETドライバを構成するた
めに使用される。時間遅延を小さくしてより大きなサイ
ズのドライバを構成するために、PSETドライバ及び
NSETドライバの全て又は部分をレイアウト領域の他
の部分の中に分散することができれば有利である。しか
し、これらドライバをセンス増幅器領域内に配置するこ
とはドライバのソース、ドレイン及びゲートへの接点を
迂回してビットラインをルーティングすることを要求す
る。ビットラインメタル層M0を通過する接点の数を低
減することによって、PSET及びNSETドライバは
センス増幅器領域内に配置され、接点を迂回するビット
ラインルーティングを可能にするか又は接点を迂回する
リルーティングの量を低減する。この結果より有効なレ
イアウトができる。
【0019】図5を参照すると、従来技術のセンス増幅
器14の概略的な回路図が示されている。ビットライン
20は列16の輪郭を描いており、この列16の中にセ
ンス増幅器14が配置されている。PSETドライバ4
0及びNSETドライバ42は列16の外側に図示され
ており、例えば行デコーダ(図示せず)の中に配置され
ている。イコライザ回路32及び34も同様に図示され
ている。MUX領域28及び30のMUX絶縁スイッチ
も図示されている。N増幅器領域26は2つのN型トラ
ンジスタ26a及び26bを含む。N型トランジスタ2
6a及び26bは接続されており、一方のトランジスタ
のソースは他方のトランジスタのドレインにノードN1
で接続されている。NSETドライバ42のドレインは
同様にN1に接続されている。P増幅器領域24は2つ
のP型トランジスタ24a及び24bを含む。P型トラ
ンジスタ24a及び24bは接続されており、一方のト
ランジスタのソースは他方のトランジスタのドレインに
ノードN2で接続されている。PSETドライバ40の
ドレインは同様にN2に接続されている。NSETドラ
イバ42及びPSETドライバ40はセンス増幅器14
の境界線の外側に配置されている。議論のためにただ1
つの列を示したが、NSETドライバ及びPSETドラ
イバはしばしば複数のセンス増幅器を駆動する。例え
ば、これらドライバは512個のセンス増幅器を駆動で
きる。
【0020】図6を参照すると、センス増幅器領域に移
動されたPSETドライバ140及びNSETドライバ
142を有するセンス増幅器114の概略図が図示され
ている。ビットライン120は列116の輪郭を描いて
おり、この列116の中にセンス増幅器114が配置さ
れている。PSETドライバ140及びNSETドライ
バ142はそれらの相応する増幅器領域の内側に図示さ
れている。例えば、NSETドライバ142はN増幅器
領域126内に配置され、PSETドライバ140はP
増幅器領域124内に配置されている。イコライザ回路
132及び134がMUX領域128及び130のMU
X絶縁スイッチと同様に図示されている。N増幅器領域
126は2つのN型トランジスタ126a及び126b
ならびにNSETドライバ142を含んでいる。N型ト
ランジスタ126a及び126bは接続され、一方のト
ランジスタのソースが他方のトランジスタのドレインに
ノードN3で接続されている。NSETドライバのドレ
インもN3に接続されている。P増幅器領域124は2
つのP型トランジスタ124a及び124bならびにP
SETドライバ140を含んでいる。P型トランジスタ
124a及び124bは接続され、一方のトランジスタ
のソースが他方のトランジスタのドレインにノードN4
で接続されている。PSETドライバ140のドレイン
もN4に接続されている。両方のNSETドライバ14
2及びPSETドライバ140はセンス増幅器114の
境界線の内側に配置されている。このようにして、RC
遅延はドライバと増幅器との間の距離を小さくすること
によって低減される。
【0021】センス増幅器領域の中にドライバ140及
び142を配置する利点を実現するためには、前述の図
4に図示されているようなソース、ゲート及びドレイン
接点迂回してビットラインをリルーティングする問題を
述べる必要がある。この問題はビットライン120がバ
イパスしなくてはならない接点の数の低減において述べ
られる。
【0022】図7を参照すると、概略的な回路図が本開
示の発明を示している。接点146、148及び150
が図3の接点46、48及び50に代わって使用され
る。複数の従来技術のセンス増幅器接点46、48及び
50が接点146、148及び150によって置き換え
られるため、接点の総数が大幅に低減される。N増幅器
126はビットライン120の間に配置されたN増幅器
トランジスタ126a及び126bを有する。第1の拡
散領域154はNSETドライバ142によって共有さ
れている。複数のNSETドライバ142は領域154
に接続される。この領域154は例えばこの領域154
に接続している全てのNSETドライバ142にとって
はドレインである。第1の拡散領域154は活性領域
(AA)内に配置されている。AAはチップレイアウト
における最も下位のレベルを表している。その上のレベ
ルはゲート導体(GC)、その上のレベルはM0、その
上のレベルはM1等々である。ビットライン120はレ
ベルM0にあり、このレベルM0はAAの上にあり、そ
れゆえ領域154の上にある。第2の拡散領域156も
レベルAAの上にある。複数のNSETドライバ142
は領域156に接続され、この領域156は例えばこの
領域156に接続された全てのNSETドライバ142
にとってはソースである。
【0023】領域154は接点146によってより高い
レベル、例えばM1に配置されたグローバルメタルライ
ン152に接続されている。接点146はこの単一の接
点146を介してNSETドライバ142の複数のソー
スを接続する。もしNSETドライバ142が拡散領域
154をN増幅器126とN3で共有するならばグロー
バルメタルライン152は必要ない。これは各センス増
幅器列毎に1つの接点、例えば図3の接点46を有する
以前必要とされた複数の接点の代わりとなる。接点14
6は多くの従来技術の接点、例えば512個の接点の代
わりになる。接点146はコネクション168がグロー
バルメタルライン152へのコネクションになる際に使
用されるレイアウト領域を表す。1つの実施形態では、
グローバルメタルライン152は領域154の真上にあ
る。図9を参照。
【0024】接点150はこの接点150を介してNS
ETドライバ142の複数のソースを接続する。これは
各トランジスタソース毎に1つの接点、例えば図3の接
点50を有する以前必要とされた複数の接点の代わりと
なる。接点150は多くの従来技術の接点、例えば51
2個の接点の代わりになる。接点150はグローバルメ
タルライン160を領域156に接続する。接点150
はコネクション164によって表され、このコネクショ
ン164はグローバルグラウンドメタルライン(global
ground metal line)160へのコネクションを作る。
1つの実施形態では、グローバルグラウンドメタルライ
ン160は領域156の真上にある。
【0025】接点148はこの接点148を介してNS
ETドライバ142の複数のゲートを接続する。これは
各トランジスタゲート毎に1つの接点、例えば図3の接
点48を有する以前必要とされた複数の接点の代わりと
なる。接点148は多くの従来技術の接点、例えば51
2個の接点の代わりとなる。接点148はゲート導体1
58をグローバルゲートコネクションメタルライン16
2に接続する。1つの実施形態では、ゲート導体158
だけで複数のNSETドライバ142のゲートを接続す
るのに十分であり、よってグローバルゲートコネクショ
ンメタルライン162の必要性は無くなり、これにより
さらに接点の数を低減することができる。図9を参照。
ゲート導体158の抵抗が十分に小さければグローバル
ゲートコネクションメタルライン162を省いてもよ
い。接点148はコネクション166がグローバルゲー
トコネクションメタルライン160へのコネクションと
なる際に使用されるレイアウト領域を表す。1つの実施
形態では、グローバルゲートコネクションメタルライン
160はゲート導体158の真上にある。図9を参照。
他の実施形態では、ゲート導体158は列に対して垂直
方向に配向され、多くのデバイス、例えば延在するドラ
イバデバイスによって共有される。
【0026】図8を参照すると、P増幅器124はビッ
トライン120の間に配置されたP増幅器トランジスタ
124a及び124bを有する。第1の拡散領域172
はPSETドライバ140によって共有されている。複
数のPSETドライバ140は領域172に接続され、
この領域172は例えばこの領域172に接続された全
てのPSETドライバ140にとってのドレインであ
る。第1の拡散領域172は活性領域(AA)内に配置
されている。AAはチップレイアウトの最も下位のレベ
ルを表す。その上のレベルはゲート導体レベル(GC)
であり、その上のレベルはM0、その上のレベルはM1
等々である。ビットライン120はレベルM0にあり、
このレベルM0はレベルAAの上にあり、それゆえ領域
172の上にある。第2の拡散領域174もレベルAA
内に配置される。複数のPSETドライバ140は領域
174に接続され、この領域174は例えばこの領域1
74に接続された全てのPSETドライバ140にとっ
てのソースである。
【0027】領域172は接点182によってより高い
レベル例えばM1に配置されたグローバルメタルライン
170に接続されている。PSETドライバ140が拡
散領域172をP増幅器124とN4で共有するならば
グローバルメタルライン170は必要ない。接点182
はこの単一の接点182を介してPSETドライバ14
0の複数のドレインを接続する。これはセンス増幅器列
毎に1つの接点、例えば図4の接点46´を有する以前
必要とされた複数の接点の代わりとなる。接点182は
多くの従来技術の接点、例えば512個の接点の代わり
となる。接点182はコネクション188がグローバル
メタルライン170へのコネクションとなる際に使用さ
れるレイアウト領域を表す。1つの実施形態では、グロ
ーバルメタルライン170は領域172の真上にある。
図10を参照。
【0028】接点184はこの接点184を介してPS
ETドライバ140の複数のソースを接続する。これは
トランジスタソース毎に1つの接点、例えば図4の接点
50´を有する以前必要とされた複数の接点の代わりと
なる。接点184は多くの従来技術の接点、例えば51
2個の接点の代わりとなる。接点184はグローバルグ
ラウンドメタルライン178を領域174に接続する。
接点184は、コネクション190がグローバルビット
ラインハイメタルライン(global bit line high metal
line)178へのコネクションとなる際に使用されるレ
イアウト領域を表す。1つの実施形態では、グローバル
ビットラインハイメタルライン178は領域174の真
上にある。図10を参照。
【0029】接点186はこの接点186を介してPS
ETドライバ140の複数のゲートを接続する。これ
は、トランジスタゲート毎に1つの接点、例えば図4の
接点48´を有する以前必要とされた複数の接点の代わ
りとなる。接点186はローカルゲートコネクションラ
イン176をグローバルゲートコネクションメタルライ
ン180に接続する。1つの実施形態では、ゲート導体
176だけで複数のPSETドライバ140のゲートを
接続するのに十分であり、よってグローバルゲートコネ
クションメタルライン180の必要性は無くなり、これ
によりさらに接点の数を低減することができる。図10
を参照。ゲート導体176の抵抗が十分にちいさけれ
ば、グローバルゲートコネクションメタルライン180
を省いてもよい。接点186は、コネクション192が
グローバルゲートコネクションメタルライン178への
コネクションとなる際に使用されるレイアウト領域を表
す。1つの実施形態では、グローバルゲートコネクショ
ンメタルライン178はゲート導体176の真上にあ
る。図10を参照。他の実施形態では、ゲート導体17
6は列に対して垂直方向に配向され、多くのデバイス、
例えば延在するドライバデバイスによって共有される。
【0030】図7及び図8に図示されているように、接
点146、148、150、182、184及び186
はPSETドライバ140及びNSETドライバ142
を配置するために必要な接点の数を大いに低減する。接
点の数が低減されるので、接点領域を迂回するビットラ
インリルーティングは低減されるか又はビットラインリ
ルーティングを可能する。最終的には、チップのより有
効なスペース有効利用レイアウトが提供される。1つの
実施形態では、接点が形成され、接点146、148、
150、182、184、186はビットライン120
の間に適合し、これによりビットライン120の主要な
リルーティングは必要ない。
【0031】図9を参照すると、NSETドライバ14
2の拡散領域156の真上に配置されたグローバルメタ
ルライン160を有する実施例の断面図が図示されてい
る。接点150はグローバルメタルライン160を拡散
領域156に接続する。NSETドライバ142は拡散
領域154及び拡散領域156との間に配置されたゲー
ト導体158を有する。1つの実施形態では、拡散領域
154はより有効に利用可能領域を使用するために拡散
領域156に対して横断方向に、有利には垂直方向に延
在する。複数のNSETドライバ142が拡散領域15
6を共有してもよい。他の実施形態では、拡散領域15
6はN増幅器126と共有される。図9はセンス増幅器
バンク12のN増幅器領域38(図2参照)の断面図で
あり、メタルライン152及び162と接点146及び
148とが省略されている。Pウェル200はN増幅器
領域38(図2)に配置される。拡散領域154及び拡
散領域156はNドープされる。1つの実施形態では、
拡散領域154はN増幅器トランジスタ126a又は1
26bによって使用され、これにより拡散領域154は
例えばN増幅器トランジスタ126a及び126b及び
NSETドライバ142によって共有されうる。これに
よりさらに接点の数が低減され、センス増幅器領域の上
のグローバルメタルラインの数が低減される。
【0032】拡散領域154及び156を有するPウェ
ル200はレベルAAに配置される。ゲート導体158
はGCに配置される。ビットライン120はGCとM1
との間のレベルM0(図示せず)に配置される。グロー
バルメタルライン160はレベルM1、M2等々に存在
する。
【0033】図10を参照すると、PSETドライバ1
40の拡散領域174の真上に配置されたグローバルメ
タルライン178を有する実施例の断面図が図示されて
いる。接点184はグローバルメタルライン178を拡
散領域174に接続する。PSETドライバ140は拡
散領域172と拡散領域174との間に配置されたゲー
ト導体176を有する。1つの実施形態では、拡散領域
174はより有効に利用可能スペースを使用するために
拡散領域172に対して横断方向に、有利には垂直方向
に延在する。複数のPSETドライバ140が拡散領域
174を共有してもよい。他の実施形態では、拡散領域
174はP増幅器126と共有される。
【0034】図10はセンス増幅器バンク12のP増幅
器領域36(図2参照)の断面図であり、グローバルメ
タルライン170及び180と接点182及び186と
が省略されている。Nウェル210はP増幅器領域36
(図2)に配置される。拡散領域172及び拡散領域1
74はPドープされている。1つの実施形態では、拡散
領域172はP増幅器トランジスタ124a又は124
bによって使用され、これにより拡散領域172は、例
えばP増幅器トランジスタ124a及び124b及びP
SETドライバ140によって共有されうる。これによ
りさらに接点の数が低減され、センス増幅器領域の上の
グローバルメタルラインの数が低減される。
【0035】拡散領域172及び174を有するNウェ
ル210はレベルAAに配置される。ゲート導体176
はGCに配置される。ビットライン120はGCとM1
との間のレベルM0(図示せず)に配置される。グロー
バルメタルライン178はレベルM1、M2等々に存在
する。
【0036】図11を参照すると、ドライバ222がセ
ンス増幅器バンクに分散配置されている。ドライバ22
2は例えばNSETドライバ又はPSETドライバであ
る。ドライバの第1の部分222aはスティッチ領域2
28又はローカルワードラインドライバのために作られ
た空きスペースに配置される。第2の部分222bは増
幅器領域224、使用されるドライバに依って例えばN
増幅器領域又はP増幅器領域に配置される。第2の部分
222bはセグメント化された部分を有してもよい。N
SETドライバか又はPSETドライバのセグメント化
された部分の間の領域226はマスタデータライン(M
DQ)スイッチ230又はMDQスイッチの部分によっ
て占有されている。MDQスイッチ230は適当な論理
回路を含んでおり、この論理回路はどのアレイを選択す
べきかを決定するアドレスバッファからの行アドレスを
受信する。MDQスイッチは論文“A 286mm2 256Mb DRA
Mwith X32 Both-Ends DQ”by Watanabe et al. printed
in IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.31 N
o.4, April 1996 に説明されている。Watanabe etalを
ここで参考文献に挙げておく。MDQスイッチをセグメ
ント化された部分の間に配置するのは便利で有利であ
る。
【0037】この開示において記述された実施形態は上
述のスティッチワードラインアーキテクチャ以外のレイ
アウトアーキテクチャに適用可能である。例えば、本発
明はセグメント化されたワードラインレイアウトアーキ
テクチャに適用できる。さらに、ここで示された矩形状
領域の他にも様々な形状の拡散領域も考えられる。
【0038】スペース有効利用レイアウトを有する半導
体メモリチップの実施形態を記述したが、これは例であ
り、この例には限定されない。当業者にとっては上記の
示唆に基づいて修正や変更を行うことができることを注
記しておく。それゆえ、請求項に記載された本発明の範
囲及び精神においてここに開示された本発明の特定の実
施形態に変更を加えることが許されると理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の半導体メモリのセンス増幅器バンク
レイアウトの概略図である。
【図2】スティッチ領域及びセンス増幅器バンクの2、
3列を示す図1の従来技術の領域22の概略図である。
【図3】従来技術の各NSETドライバの各ソース、ド
レイン及びゲートの接点を有するN増幅器領域に配置さ
れたN増幅器及びNSETドライバそしてリルーティン
グされたビットラインを示す概略図である。
【図4】従来技術の各PSETドライバの各ソース、ド
レイン及びゲートの接点を有するP増幅器領域に配置さ
れたP増幅器及びPSETドライバそしてリルーティン
グされたビットラインを示す概略図である。
【図5】従来技術のセンス増幅器の増幅器領域の外側に
PSETドライバ及びNSETドライバを有するセンス
増幅器回路を示す列の概略図である。
【図6】センス増幅器の増幅器領域の内側にPSETド
ライバ及びNSETドライバを有するセンス増幅器回路
を示す列の概略図である。
【図7】複数のNSETドライバをグローバルメタルラ
インに接続するための接点が減少したN増幅器領域及び
リルーティングが最小化されたビットラインを示す概略
図。
【図8】複数のPSETドライバをグローバルメタルラ
インに接続するための接点が減少したP増幅器領域及び
リルーティングが最小化されたビットラインを示す概略
図。
【図9】NSETドライバとN増幅器との間で共有され
る拡散領域を示すビットラインのコンプリメンタリ対に
平行する、このビットラインのコンプリメンタリ対の間
のN増幅器領域の断面図である。
【図10】PSETドライバとP増幅器との間で共有さ
れる拡散領域を示すビットラインのコンプリメンタリ対
に平行する、このビットラインのコンプリメンタリ対の
間のP増幅器領域の断面図である。
【図11】増幅器領域に分散されたドライバ及びドライ
バのセグメントの間に分散されたMDQスイッチを示す
センス増幅器バンクの平面図である。
【符号の説明】
10 メモリアレイ 12 センス増幅器バンク 14 センス増幅器 16 列 18 スティッチ領域 20 コンプリメンタリビットライン 23 メモリセル 24 P増幅器領域 26 N増幅器領域 28 MUX領域 30 MUX領域 32 EQ領域 34 EQ領域 36 P増幅器領域 38 N増幅器領域 40,40´ PSETトランジスタドライバ 42 NSETトランジスタドライバ 46,46´ 接点 48,48´ 接点 50,50´ 接点 54,54´ メタルライン 56,56´ メタルライン 58,58´ ソース 60,60´ ドレイン 114 センス増幅器 124 P増幅器領域 126 N増幅器領域 128 MUX領域 130 MUX領域 132 EQ領域 134 EQ領域 136 P増幅器領域 138 N増幅器領域 140 PSETトランジスタドライバ 142 NSETトランジスタドライバ 146 接点 148 接点 150 接点 154 拡散領域 156 拡散領域 158 ゲート導体 160 グローバルメタルライン 162 グローバルゲートコネクションメタルライン 164 コネクション 166 コネクション 168 コネクション 170 グローバルメタルライン 172 第1の拡散領域 174 第2の拡散領域 176 ゲート導体 178 グローバルメタルライン 180 グローバルメタルライン 182 接点 184 接点 186 接点 190 コネクション 192 コネクション 200 Pウェル 210 Nウェル 222 ドライバ 224 増幅器領域 226 領域 228 スティッチ領域 230 MDQスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルハルト ミュラー アメリカ合衆国 ニューヨーク ワッピ ンガース フォールズ タウン ヴュー ドライヴ 168 (72)発明者 桐畑 外志昭 アメリカ合衆国 ニューヨーク ワッピ ンガース フォールズ タウン ヴュー ドライヴ 341 (56)参考文献 特開 平6−162779(JP,A) 特開 平8−138378(JP,A) 特開 平9−82089(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/108 G11C 11/401 H01L 21/8242

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行列状に配置される複数のメモリセルを
    有する半導体メモリにおいて、 センス増幅器のバンクが前記行に対して平行に長さを有
    する第1の一般的に矩形の領域に配置され、前記バンク
    の前記各センス増幅器は割り当てられた列のセンス増幅
    器領域に配置され、 各センス増幅器領域は増幅器領域を含み、 複数の増幅器は複数のドライバによって駆動され、前記
    複数の増幅器の各々はコンプリメンタリビットライン対
    の間に配置され、さらに前記複数の増幅器の各々は前記
    増幅器領域内に位置決めされ、 前記複数のドライバは列方向に対して横断方向に延在す
    る第1の拡散領域を共有し、該第1の拡散領域及び第2
    の拡散領域は前記増幅器領域内に配置され、前記ドライ
    バの各々はゲート導体に接続されたゲートを有し、 第1の接点は第1のグローバルメタルラインを共有され
    た前記第1の拡散領域に接続するためのものであり、第
    2の接点は第2のグローバルメタルラインを前記第2の
    拡散領域に接続するためのものであり、第3の接点は第
    3のグローバルメタルラインを前記ゲート導体に接続す
    るためのものであり、これによりセンス増幅器バンクの
    接点の数が低減される、行列状に配置される複数のメモ
    リセルを有する半導体メモリ。
  2. 【請求項2】 増幅器領域はN増幅器及びP増幅器を各
    コンプリメンタリビットライン対の間に有する、請求項
    記載の半導体メモリ。
  3. 【請求項3】 複数のドライバは、増幅器領域内のP増
    幅器領域に配置されるPSETドライバである、請求項
    記載の半導体メモリ。
  4. 【請求項4】 複数のドライバは、増幅器領域内のN増
    幅器領域に配置されるNSETドライバである、請求項
    記載の半導体メモリ。
  5. 【請求項5】 第1のグローバルメタルライン、第2の
    グローバルメタルライン及びグローバルゲートコネクシ
    ョンはそれぞれ第1の共有された拡散領域、第2の共有
    された拡散領域及びゲート導体の真上に配置される、請
    求項記載の半導体メモリ。
  6. 【請求項6】 増幅器領域に配置される複数の増幅器ト
    ランジスタを有し、該増幅器トランジスタは第1の拡散
    領域をドライバと共有する、請求項記載の半導体メモ
    リ。
  7. 【請求項7】 共有される第2の拡散領域は、増幅器ト
    ランジスタとの共通のノードに接続され、これにより
    2の接点及び第2のグローバルメタルラインが除去され
    る、請求項記載の半導体メモリ。
  8. 【請求項8】 ゲート導体の抵抗は十分に低いので第3
    の接点及び第3のグローバルメタルラインが除去され
    る、請求項記載の半導体メモリ。
  9. 【請求項9】 行列状に配置される複数のメモリセルを
    有する半導体メモリにおいて、 センス増幅器のバンクが前記行に対して平行に長さを有
    する第1の一般的に矩形の領域に配置され、前記バンク
    の前記各センス増幅器は割り当てられた列のセンス増幅
    器領域に配置され、 各センス増幅器領域はコンプリメンタリビットライン対
    の間に配置されたN増幅器領域及びP増幅器領域を含
    み、 N増幅器は前記N増幅器領域に配置され、P増幅器は前
    記P増幅器領域に配置され、前記N増幅器は前記N増幅
    器領域に配置されたNSETドライバによって駆動さ
    れ、前記P増幅器は前記P増幅器領域に配置されたPS
    ETドライバによって駆動され、 該PSETドライバは列方向に対して横断方向に延在す
    る第1の拡散領域を複数のPSETドライバと共有し、
    前記第1の拡散領域及び第2の拡散領域は前記P増幅器
    領域内に配置されており、前記PSETドライバの各々
    はゲート導体に接続されたゲートを有し、 第1の接点は第1のグローバルメタルラインを共有され
    た前記第1の拡散領域に接続するためのものであり、第
    2の接点は第2のグローバルメタルラインを共有された
    前記第2の拡散領域に接続するためのものであり、第3
    の接点は第3のグローバルメタルラインを前記ゲート導
    体に接続するためのものであり、これによりセンス増幅
    器バンクの接点の数が低減される、行列状に配置される
    複数のメモリセルを有する半導体メモリ。
  10. 【請求項10】 第1のグローバルメタルライン、第2
    のグローバルメタルライン及びグローバルゲートコネク
    ションはそれぞれ第1の共有された拡散領域、第2の共
    有された拡散領域及びゲート導体の真上に配置される、
    請求項記載の半導体メモリ。
  11. 【請求項11】 P増幅器領域に配置された複数のP増
    幅器トランジスタを有し、該トランジスタは第1の拡散
    領域をPSETドライバと共有する、請求項記載の半
    導体メモリ。
  12. 【請求項12】 NSETドライバは第1の拡散領域及
    び第2の拡散領域を複数のNSETドライバと共有し、
    前記第1の拡散領域及び第2の拡散領域はN増幅器領域
    内に配置されており、前記NSETドライバの各々はロ
    ーカルゲートコネクションラインに接続されたゲートを
    有する、請求項記載の半導体メモリ。
  13. 【請求項13】 N増幅器領域に配置された複数のN増
    幅器トランジスタを有し、該トランジスタは第1の拡散
    領域をNSETドライバと共有する、請求項12記載の
    半導体メモリ。
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