JP3198420B2 - Microprocessor - Google Patents

Microprocessor

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JP3198420B2
JP3198420B2 JP21869191A JP21869191A JP3198420B2 JP 3198420 B2 JP3198420 B2 JP 3198420B2 JP 21869191 A JP21869191 A JP 21869191A JP 21869191 A JP21869191 A JP 21869191A JP 3198420 B2 JP3198420 B2 JP 3198420B2
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wiring
memory
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に関
し、特にメモリセルへの電源供給に好適な半導体メモリ
を備えたマイクロプロセッサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a microprocessor having a semiconductor memory suitable for supplying power to a memory cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体メモリの電源配線は、特開
昭64−35934号公報に記載のように、2層目のア
ルミニウム膜をメモリセルの電源配線として使用してい
る例がある。このようにアルミニウム膜を2層用いた半
導体メモリでは、データ線やワード補強線などにそれぞ
れ1層目と2層目のアルミニウム膜を使用している。半
導体メモリに3層以上のアルミニウム膜を形成すること
は製造プロセスが確立していない為に実現していない。
従って、アルミニウム膜を電源配線として使用する場合
は、メモリセル内のデータ線やワード補強線の空きエリ
アか、あるいはメモリセル以外の部分に特別に電源配線
エリアを設けるなど、特別の配慮をする必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a power supply wiring of a semiconductor memory, there is an example in which a second-layer aluminum film is used as a power supply wiring of a memory cell as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-35934. In a semiconductor memory using two aluminum films as described above, the first and second aluminum films are used for data lines, word reinforcing lines, and the like. Forming three or more aluminum films on a semiconductor memory has not been realized because a manufacturing process has not been established.
Therefore, when the aluminum film is used as the power supply wiring, it is necessary to take special consideration such as providing a power supply wiring area in a vacant area of the data line or the word reinforcing line in the memory cell or a special power supply wiring area in a portion other than the memory cell. There is.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】半導体集積回路は、配
線の微細化が進むにつれ1チップ内に集積出来る素子数
が増加している。しかしそれ以上に、メモリ容量を大き
くしたいという要求のために1チップ内に取り込む素子
数は増加し、チップサイズは増大化する傾向にある。こ
のような背景のもと、メモリ素子の配線は細く長くなる
一方である。電源配線も同様であり、上記従来技術によ
れば、配線が細く長くなるに従い配線抵抗が増え、電源
インピーダンスが増大するという問題がある。すなわ
ち、電源インピーダンスの増大が電源電圧の低下を招
き、回路の動作マージンや動作速度を低下させるという
問題がある。
In a semiconductor integrated circuit, the number of elements that can be integrated in one chip is increasing as the wiring becomes finer. However, more than that, the number of elements to be incorporated in one chip increases due to the demand for increasing the memory capacity, and the chip size tends to increase. Against this background, the wiring of the memory element is becoming thinner and longer. The same applies to the power supply wiring. According to the above-described conventional technology, there is a problem that as the wiring becomes thinner and longer, the wiring resistance increases and the power supply impedance increases. That is, there is a problem in that an increase in the power supply impedance causes a reduction in the power supply voltage, which lowers the operation margin and operation speed of the circuit.

【0004】要するに、本発明が解決しようとする課題
は、半導体メモリの電源配線のためにチップ面積を増大
させないようにすることにある。
[0004] In short, the problem to be solved by the present invention
Increases chip area for power supply wiring of semiconductor memory
The idea is not to let them .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、次の手
段により解決できる。
The object of the present invention can be solved by the following means.

【0006】本発明は、メモリセルアレーとメモリ周辺
回路とを備えてなる半導体メモリユニットが、他の回路
とともに半導体チップ上に形成されてなるマイクロプロ
セッサにおいて、前記半導体チップの周縁部に形成され
たI/O部に面する領域に前記メモリセルアレーを配置
し、該メモリセルアレーを挟んで前記I/O部の反対側
の領域に前記メモリ周辺回路を配置し、前記I/O部の
上層に前記半導体チップの周辺に沿って電源配線を配設
し、該電源配線から前記メモリセルアレーの上層に電源
配線を引き出し、該電源配線から各部に電源を供給する
ことを特徴とする
The present invention relates to a memory cell array and a memory peripheral.
Semiconductor memory unit comprising a circuit and another circuit
Micro-processor formed on a semiconductor chip with
In the sessa, formed on the periphery of the semiconductor chip
The memory cell array in a region facing the I / O unit
And the opposite side of the I / O section across the memory cell array.
The memory peripheral circuit is arranged in the area of
Power supply wiring is arranged in the upper layer along the periphery of the semiconductor chip
And a power supply from the power supply wiring to the upper layer of the memory cell array.
Pull out the wiring and supply power to each part from the power supply wiring
It is characterized by the following .

【0007】このように構成することにより、外部から
供給される電源の配線の幹線はI/O部の上層に配置さ
れ、メモリセルアレー領域は配線が混雑していないか
ら、I/O部に面する領域にメモリセルアレーを配置
し、メモリセル等に供給する電源の配線を、配線が混雑
していないメモリセルアレーの上層に配置することによ
り、スペースを有効に利用できる。その結果、チップサ
イズを増大させることなく電源配線を形成することがで
きる。
[0007] With this configuration, externally
The main line of the wiring of the power supply to be supplied is arranged in the upper layer of the I / O section.
The memory cell array area is not congested
A memory cell array in the area facing the I / O section
And the wiring of the power supply to the memory cells, etc. is congested.
By placing them in the upper layer of the memory cell array
Space can be used effectively. As a result,
Power supply wiring without increasing noise
Wear.

【0008】[0008]

【0009】また、メモリセルアレーの上層に形成され
た電源配線は、このメモリセルアレー内のデータ線及び
ワード線と異なるシート抵抗を持つ配線材で形成するこ
とができる。ここで、メモリセルアレーは、メモリセル
に対するデータ読み書き用のデータ線と、メモリセルの
アドレスを指定するメインワード線と、メモリセルに電
源を供給する電源配線とを備え、前記データ線と前記メ
インワード線は1層目と2層目に形成されたアルミニウム
膜に割付け、前記電源配線は3層目及び3層目より上層
に形成されたアルミニウム膜に割付けることができる。
この場合、電源配線がデータ線と同じ方向に配線される
ことが好ましい。
Further, the memory cell array is formed above the memory cell array.
Power lines are connected to the data lines in this memory cell array and
It must be formed of wiring material having a different sheet resistance from the word line.
Can be. Here, the memory cell array is a memory cell
A data line for reading / writing data from / to a memory cell.
The main word line to specify the address and the power to the memory cells
And a power supply line for supplying a power source.
The inward line is aluminum formed on the first and second layers
Allocated to the film, the power supply wiring is in the third layer and the layer above the third layer
Can be allocated to the aluminum film formed on the substrate.
In this case, the power supply wiring is wired in the same direction as the data line
Is preferred.

【0010】[0010]

【実施の形態】以下、本発明の実施例について図を用い
て説明する。図中、同一部分には同一番号を付してあ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.

【0011】第1実施例 図1は第1実施例の半導体メモリの構成を示す透視平面
図である。図中、100はメモリユニット、101はメ
モリセルをマトリクス状に配置したメモリセルアレー、
102はローアドレスを指定するXデコーダ、103は
カラムアドレスを指定するYデコーダやセンスアンプか
ら構成される周辺回路、104はXデコーダ102から
出力されるメインワード線、105はメモリセルへのデ
ータの読み書きを行うためのデータ線、106及び10
7はメモリセルアレー101上層に設けられた電源配線
である。本図の例では、電源配線106及び107はメ
モリセルのデータ線105と平行に設けられているが、
これ以外にメインワード線104と平行な方向に設ける
ことができる。
FIG. 1 is a perspective plan view showing the configuration of a semiconductor memory according to a first embodiment. In the figure, 100 is a memory unit, 101 is a memory cell array in which memory cells are arranged in a matrix,
102 is an X decoder for designating a row address, 103 is a peripheral circuit composed of a Y decoder and a sense amplifier for designating a column address, 104 is a main word line output from the X decoder 102, and 105 is a data line for the memory cell. Data lines for reading and writing, 106 and 10
Reference numeral 7 denotes a power supply line provided in the upper layer of the memory cell array 101. In the example of this drawing, the power supply wirings 106 and 107 are provided in parallel with the data line 105 of the memory cell.
In addition, it can be provided in a direction parallel to the main word line 104.

【0012】図2は第1実施例のメモリユニットの構成
を示す透視平面図である。図中、200はメモリユニッ
ト、201はメモリセルをマトリクス状に配置したメモ
リセルアレー、202はローアドレスを指定するXデコ
ーダ、203はカラムアドレスを指定するYデコーダや
センスアンプから構成される周辺回路である。204は
接地電位の電源配線、205は電源電位の電源配線であ
り、共に3層目アルミニウム膜からなりメモリセルアレ
ー201の上層に設けられている。3層目アルミニウム
膜の形成は従来コストと時間がかかり実施されていなか
ったが、製造プロセスの進歩により可能となった。接地
電位の電源配線204及び電源電位の電源配線205
は、メモリセル内に設けられた2層目アルミニウム膜か
ら成る接地電位の電源配線及び電源電位の電源配線にそ
れぞれ接続されている。前記メモリセル内に設けられた
2層目アルミニウム膜から成る接地電位の電源配線及び
電源電位の電源配線は、電源配線204、205と直交
する方向にメモリセル間同士それぞれ接続されている。
また、電源電位の電源配線205は、メモリセルと周辺
回路の1部に設けられている2層目アルミニウム膜から
成る電源電位の電源配線に接続されている。本実施例に
よれば、メモリセル内や周辺回路に設けられた2層目ア
ルミニウム膜からなる電源配線を、メモリセルアレー2
01の上層全面に設けた3層目アルミニウム膜で補強す
ることができる。そのため、メモリユニット200以外
のエリアに電源幹線を特別に設けなくてもメモリセルや
周辺回路の電源インピーダンスを低くすることができ
る。すなわち、LSIチップの面積を増大させることな
くメモリユニット200内の各回路を、電源電圧の低下
に起因する回路の動作マージンの低下や動作速度の低下
を防止することができる。本実施例のように多層で半導
体装置を形成すると上の層程厚くなるからシート抵抗が
小さくなり、最も上層の3層目に電源幹線を設けると電
源インピーダンスをより低くすることが出来る。
FIG. 2 is a perspective plan view showing the configuration of the memory unit of the first embodiment. In the figure, reference numeral 200 denotes a memory unit, 201 denotes a memory cell array in which memory cells are arranged in a matrix, 202 denotes an X decoder that specifies a row address, and 203 denotes a peripheral circuit including a Y decoder and a sense amplifier that specifies a column address. It is. Reference numeral 204 denotes a power supply wiring of a ground potential, and 205 denotes a power supply wiring of a power supply potential, both of which are formed of a third-layer aluminum film and provided above the memory cell array 201. Although the formation of the third aluminum film has conventionally not been carried out because of the cost and time, it has become possible with the progress of the manufacturing process. Ground potential power supply wiring 204 and power supply potential power supply wiring 205
Are connected to a ground potential power supply wiring and a power supply potential power supply wiring made of a second-layer aluminum film provided in the memory cell. The power supply wiring of the ground potential and the power supply wiring of the power supply potential made of the second-layer aluminum film provided in the memory cell are connected to each other between the memory cells in a direction orthogonal to the power supply wirings 204 and 205.
Further, the power supply wiring 205 of the power supply potential is connected to a power supply wiring of the power supply potential formed of a second-layer aluminum film provided in a part of the memory cell and the peripheral circuit. According to the present embodiment, the power supply wiring made of the second-layer aluminum film provided in the memory cell or in the peripheral circuit is connected to the memory cell array 2.
01 can be reinforced by a third-layer aluminum film provided on the entire upper layer. Therefore, the power supply impedance of the memory cells and peripheral circuits can be reduced without providing a power supply main line in an area other than the memory unit 200. That is, it is possible to prevent each circuit in the memory unit 200 from reducing the operation margin and the operation speed of the circuit due to the decrease in the power supply voltage without increasing the area of the LSI chip. When a semiconductor device is formed in multiple layers as in this embodiment, the upper layer becomes thicker, so that the sheet resistance becomes smaller. If a power supply trunk line is provided in the uppermost third layer, the power supply impedance can be further reduced.

【0013】図3は図2に示したメモリユニットのメモ
リセル配線パターン透視平面図である。301はメモリ
セル、302ポリシリコン膜からなるワード線、303
及び304は1層目アルミニウム膜からなる差動のデー
タ線対である。305はメインワード線、306はワー
ド補強線、307、308はメモリセル内に設けられた
電源電位及び接地電位用の電源配線である。メインワー
ド線305、ワード補強線306、メモリセル内電源配
線307及び308は2層目アルミニウム膜から構成さ
れている。ワード線302とワード補強線306は、メ
モリセル301以外のエリアで接続されている。本図で
は、差動のデータ線対303、304を1層目アルミニ
ウム膜で構成し、メインワード線305、ワード補強線
306、電源配線307、308を2層目アルミニウム
膜で構成しているが、1層目アルミニウム膜と2層目ア
ルミニウム膜を逆にして、差動のデータ線対303及び
304を2層目アルミニウム膜から構成し、メインワー
ド線305、ワード補強線306、メモリセル内電源配
線307及び308を1層目アルミニウム膜で構成する
ことも可能である。
FIG. 3 is a perspective plan view of a memory cell wiring pattern of the memory unit shown in FIG. Reference numeral 301 denotes a memory cell, 302 a word line made of a polysilicon film, 303
And 304, a differential data line pair made of a first-layer aluminum film. Reference numeral 305 denotes a main word line, 306 denotes a word reinforcing line, and 307 and 308 denote power supply lines provided in the memory cell for a power supply potential and a ground potential. The main word line 305, the word reinforcement line 306, and the power supply lines 307 and 308 in the memory cell are made of a second-layer aluminum film. The word line 302 and the word reinforcement line 306 are connected in an area other than the memory cell 301. In the figure, the differential data line pairs 303 and 304 are formed of the first layer of aluminum film, and the main word line 305, the word reinforcing line 306, and the power supply lines 307 and 308 are formed of the second layer of aluminum film. The first data layer and the second data layer are reversed so that the differential data line pairs 303 and 304 are composed of the second data layer, and the main word line 305, the word reinforcement line 306, and the power supply in the memory cell are formed. The wirings 307 and 308 can be made of a first-layer aluminum film.

【0014】次にメモリセルへの電源供給を示す第1の
例を説明する。図4は図3に示したメモリセルへの電源
供給配線を示す透視平面図である。メモリセル301が
マトリクス状に配置されたメモリセルアレー201の上
層に接地電位の電源配線204と電源電位の電源配線2
05が交互に設けられている。メモリセル301はデー
タ線対303、304方向にメインワード線305を中
心としてミラー反転しながら配置されている。従って、
メインワード線305は両側2つのメモリセルで1本を
共用することになる。401はコンタクトホールで接地
電位の電源配線204とメモリセル内の接地電位の電源
配線308を接続している。402もコンタクトホール
で電源電位の電源配線205とメモリセル内の電源電位
の電源配線307を接続している。このように接地電位
の電源配線204はメモリセル内の接地電位の電源配線
308を介して隣の接地電位の電源配線204と接続し
ている。同様に電源電位の電源配線205もメモリセル
内の電源電位の電源配線307を介して隣の電源電位の
電源配線205と接続している。本図では、接地電位の
電源配線204と電源電位の電源配線205をメモリセ
ル内のデータ線303、304と平行に設けている。メ
インワード線305の両側2つのメモリセルにおいて、
選ばれたワードすなわちワード線302がHになった方
のメモリセルだけが動作する。従って、1つの接地電位
の電源配線204や電源電位の電源配線205について
みると、ワード線302がHになった方のメモリセルへ
コンタクトホールを介してメモリセル電流を供給し、同
時にメモリセル内の電源配線307や308を介してコ
ンタクトホールを有しない隣のメモリセルへメモリセル
電流を供給し2つ分のメモリセル電流を供給すればよい
から電源配線204、205は電圧降下が小さくなる効
果がある。また本図では、メモリセル毎に接地電位の電
源配線或いは電源電位の電源配線を設けているが、ワー
ド線302の方向で複数メモリセルをまとめて接地電位
の電源配線或いは電源電位の電源配線を設けてもよい。
Next, a first example of power supply to a memory cell will be described. FIG. 4 is a perspective plan view showing a power supply wiring to the memory cell shown in FIG. A power supply wiring 204 having a ground potential and a power supply wiring 2 having a power supply potential are formed above a memory cell array 201 in which memory cells 301 are arranged in a matrix.
05 are provided alternately. The memory cells 301 are arranged in the direction of the data line pairs 303 and 304 while being mirror-inverted around the main word line 305. Therefore,
One main word line 305 is shared by two memory cells on both sides. A contact hole 401 connects the power supply wiring 204 at the ground potential and the power supply wiring 308 at the ground potential in the memory cell. Reference numeral 402 also denotes a contact hole for connecting the power supply wiring 205 of the power supply potential to the power supply wiring 307 of the power supply potential in the memory cell. Thus, the ground potential power supply wiring 204 is connected to the adjacent ground potential power supply wiring 204 via the ground potential power supply wiring 308 in the memory cell. Similarly, the power supply wiring 205 of the power supply potential is connected to the power supply wiring 205 of the adjacent power supply potential via the power supply wiring 307 of the power supply potential in the memory cell. In this drawing, a power supply wiring 204 of a ground potential and a power supply wiring 205 of a power supply potential are provided in parallel with the data lines 303 and 304 in the memory cell. In two memory cells on both sides of the main word line 305,
Only the selected word, that is, the memory cell whose word line 302 has become H, operates. Accordingly, regarding one power supply wiring 204 of the ground potential and the power supply wiring 205 of the power supply potential, the memory cell current is supplied to the memory cell whose word line 302 has become H through the contact hole, and It is sufficient to supply the memory cell current to the adjacent memory cell having no contact hole via the power supply wirings 307 and 308 and supply the two memory cell currents, so that the power supply wirings 204 and 205 have the effect of reducing the voltage drop. There is. Although a power supply wiring of a ground potential or a power supply wiring of a power supply potential is provided for each memory cell in this drawing, a plurality of memory cells are collectively arranged in the direction of the word line 302 to form a power supply wiring of a ground potential or a power supply wiring of a power supply potential. It may be provided.

【0015】図5は図4に示したメモリセルの断面を示
す縦断面図である。基板310上の半導体に拡散層31
4が形成され、拡散層314にタングステン315のセ
ル内配線が接続されている。タングステン315のセル
内配線間にポリシリコンゲート316が形成されてい
る。タングステン315の上の層に1層目アルミニウム
膜311が形成されデータ線303、304として用い
られ、1層目アルミニウム膜311の上の層に2層目ア
ルミニウム膜312が形成されメインワード線305、
ワード補強線306、メモリセル内の電源配線307、
308として用いられ、更に2層目アルミニウム膜の上
の層に3層目アルミニウム膜313が形成され電源配線
204、205として用いられている。なお各層のアル
ミニウム膜の間には絶縁膜317が配置されている
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a section of the memory cell shown in FIG. The diffusion layer 31 is formed on the semiconductor on the substrate 310
4 is formed, and an in-cell wiring of tungsten 315 is connected to the diffusion layer 314. A polysilicon gate 316 is formed between the wirings of the tungsten 315 in the cell. A first aluminum film 311 is formed on a layer above tungsten 315 and used as data lines 303 and 304. A second aluminum film 312 is formed on a layer above the first aluminum film 311 and a main word line 305 is formed.
A word reinforcement line 306, a power supply line 307 in a memory cell,
308, and a third-layer aluminum film 313 is formed on a layer above the second-layer aluminum film to be used as power supply wirings 204 and 205. Incidentally between aluminum film layers are arranged insulating film 317.

【0016】次にメモリセルへの電源供給を示す第2の
例を説明する。図6は図3に示したメモリセルへの電源
供給配線を示す透視平面図である。501はメモリセ
ル、502はメモリセル内の接地電位の電源配線であ
り、2層目アルミニウム膜から構成されている。503
はメモリセル内の電源電位の電源配線であり、2層目ア
ルミニウム膜から構成されている。504はコンタクト
ホールであり、接地電位の電源配線204とメモリセル
内の接地電位の電源配線502を接続している。505
もコンタクトホールであり、電源電位の電源配線205
とメモリセル内の電源電位の電源配線503を接続して
いる。本図では、1つのメモリセル毎に接地電位の電源
配線204と電源電位の電源配線205の両配線を設け
ているため、メモリセル内に設けられた接地電位の電源
配線502と電源電位の電源配線503は、両隣のメモ
リセルと接続する必要がない。従って、メモリセル内の
接地電位の電源配線502と電源電位の電源配線503
はセル境界まで配線を伸ばしておく必要がなく、メモリ
セルサイズを小さくできるという効果がある。
Next, a second example showing the power supply to the memory cells will be described. FIG. 6 is a perspective plan view showing a power supply wiring to the memory cell shown in FIG. Reference numeral 501 denotes a memory cell, and 502 denotes a power supply wiring of a ground potential in the memory cell, which is constituted by a second-layer aluminum film. 503
Is a power supply wiring of a power supply potential in the memory cell, and is constituted by a second-layer aluminum film. A contact hole 504 connects the ground potential power supply wiring 204 and the ground potential power supply wiring 502 in the memory cell. 505
Are also contact holes, and the power supply wiring 205 of the power supply potential
And the power supply wiring 503 of the power supply potential in the memory cell. In this figure, since both the power supply wiring 204 of the ground potential and the power supply wiring 205 of the power supply potential are provided for each memory cell, the power supply wiring 502 of the ground potential and the power supply of the power supply potential provided in the memory cell are provided. The wiring 503 does not need to be connected to both adjacent memory cells. Therefore, the power supply wiring 502 of the ground potential and the power supply wiring 503 of the power supply potential in the memory cell are provided.
Does not need to extend the wiring to the cell boundary, and has the effect that the memory cell size can be reduced.

【0017】次にメモリセルの代表的な構成の2例を示
す。図7は一般的な4MOSメモリセルの回路図であ
る。601、602は差動のデータ線対であり、例えば
1層目アルミニウム膜から構成される。603はワード
線であり、例えばポリシリコン膜から構成される。60
4、605及び608、609はNMOSFET、60
6、607は高抵抗、610は電源端子、611は接地
端子である。
Next, two examples of typical configurations of the memory cell will be described. FIG. 7 is a circuit diagram of a general 4MOS memory cell. Reference numerals 601 and 602 denote differential data line pairs, which are made of, for example, a first layer aluminum film. A word line 603 is formed of, for example, a polysilicon film. 60
4, 605 and 608, 609 are NMOSFETs, 60
6, 607 are high resistance, 610 is a power supply terminal, and 611 is a ground terminal.

【0018】図8は一般的な6MOSメモリセルの回路
図である。701、702はPMOSFETである。
FIG. 8 is a circuit diagram of a general 6MOS memory cell. 701 and 702 are PMOSFETs.

【0019】図9はLSIチップにおけるメモリユニッ
トの配置を示す透視平面図である。801はLSIチッ
プ、802はボンディングパッド、803はI/Oセ
ル、804はチップ内部回路用の接地電位の電源配線、
805はチップ内部回路用の電源電位の電源配線であ
り、どちらもI/Oセル803の上層に2層目アルミニ
ウム膜で構成されている。806は3層目アルミニウム
膜で構成された接地電位の電源配線であり、チップ内部
回路用の接地電位の電源配線804からメモリユニット
200或いは810へコンタクトホール808を介して
接続されている。807は3層目アルミニウム膜で構成
された電源電位の電源配線であり、チップ内部回路用の
電源電位の電源配線805からメモリユニット200或
いは810へコンタクトホール809を介して接続され
ている。811、814はメモリセルアレー、812、
815はXデコーダ、813はメモリ周辺回路である。
本図では、I/Oセル上層の電源配線804、805か
ら直接メモリユニット200或いは810へ電源配線が
接続されている。これにより、メモリユニット200或
いは810以外のエリアに電源幹線を特別設ける必要が
なく、LSIチップの面積を小さくできるという効果が
ある。
FIG. 9 is a perspective plan view showing the arrangement of memory units in an LSI chip. 801 is an LSI chip, 802 is a bonding pad, 803 is an I / O cell, 804 is a ground potential power supply wiring for a chip internal circuit,
Reference numeral 805 denotes a power supply wiring of a power supply potential for a chip internal circuit, and both are formed of a second-layer aluminum film above the I / O cell 803. Reference numeral 806 denotes a ground potential power supply wiring made of a third-layer aluminum film. The power supply wiring 806 is connected to the memory unit 200 or 810 via the contact hole 808 from the ground potential power supply wiring 804 for the chip internal circuit. Reference numeral 807 denotes a power supply wiring of a power supply potential composed of a third-layer aluminum film, which is connected from the power supply wiring 805 of the power supply potential for the internal circuit of the chip to the memory unit 200 or 810 via the contact hole 809. 811 and 814 are memory cell arrays, 812,
815 is an X decoder, and 813 is a memory peripheral circuit.
In this figure, the power supply wiring is directly connected to the memory unit 200 or 810 from the power supply wirings 804 and 805 in the upper layer of the I / O cell. Thus, there is no need to provide a power supply main line in an area other than the memory unit 200 or 810, and the area of the LSI chip can be reduced.

【0020】第2実施例 図10は第2実施例の半導体メモリの構成を示す透視平
面図である。206、207、208はそれぞれ電位の
異なる接地電位用の電源配線及び電源電位用の電源配線
である。例えば、206は周辺回路へ接続される接地電
位の電源配線、207はメモリセル及び周辺回路へ接続
される電源電位の電源配線、208は第3の電位でメモ
リセルへ接続されるための接地電位の電源配線である。
本図では電位の異なる3種類の電源配線について説明し
たが、電位の異なる3種類以上の電源配線が存在するこ
とも可能である。
Second Embodiment FIG. 10 is a perspective plan view showing the structure of a semiconductor memory according to a second embodiment. Reference numerals 206, 207, and 208 denote a power supply line for a ground potential and a power supply line for a power supply potential having different potentials. For example, reference numeral 206 denotes a power supply wiring of a ground potential connected to a peripheral circuit, 207 denotes a power supply wiring of a power supply potential connected to a memory cell and a peripheral circuit, and 208 denotes a third potential of a ground potential for connection to a memory cell. Power wiring.
Although three types of power supply wirings having different potentials are described in this drawing, three or more types of power supply wirings having different potentials may exist.

【0021】第3実施例 図11は第3実施例の半導体メモリの構成を示す透視平
面図である。209、210は接地電位或いは電源電位
供給用の電源配線であり、メモリセルアレー201の上
層全面に形成されている。電源配線209、210は、
同電位の電源電位であっても良いし異電位の電源電位で
あっても良い。
Third Embodiment FIG. 11 is a perspective plan view showing a configuration of a semiconductor memory according to a third embodiment. Reference numerals 209 and 210 denote power supply lines for supplying a ground potential or a power supply potential, which are formed on the entire upper surface of the memory cell array 201. The power supply wirings 209 and 210 are
The same power supply potential or different power supply potentials may be used.

【0022】第4実施例 図12は第4実施例の半導体メモリの構成を示す透視平
面図である。211、212は接地電位或いは電源電位
用の電源配線であり、それぞれ異なる配線層から構成さ
れている。例えば、電源配線211を接地電位用の3層
目アルミニウム膜で構成し、電源配線212を電源電位
用の4層目アルミニウム膜から構成している。本図で
は、3層目と4層目のアルミニウム膜に異なる電位を与
えたが、3種類以上の配線層を設け同電位や異電位の電
源電位を多様な例で割り当てることも可能である。
Fourth Embodiment FIG. 12 is a perspective plan view showing a configuration of a semiconductor memory according to a fourth embodiment. Reference numerals 211 and 212 denote power supply lines for ground potential or power supply potential, each of which is composed of a different wiring layer. For example, the power supply wiring 211 is made of a third aluminum film for ground potential, and the power supply wiring 212 is made of a fourth aluminum film for power supply potential. In this drawing, different potentials are applied to the third and fourth aluminum films. However, it is also possible to provide three or more types of wiring layers and allocate the same potential or different potential power supply potentials in various examples.

【0023】以上述べたように、メモリユニット内のメ
モリセルアレー上層を全面電源配線エリアとして利用で
きるため、電源配線を強化する目的でメモリユニット以
外の場所に余分に電源配線エリアを確保する必要がな
い。従って、このような半導体メモリを用いたスタティ
ックRAM、マイクロプロセッサ、ゲートアレイ等はチ
ップの面積を増大させることなくチップ内部の電源電圧
降下を防止すると共に、電源電圧の低下に起因する回路
の動作マージンの低下や動作速度の低下を防止すること
ができる。
As described above, since the upper layer of the memory cell array in the memory unit can be used as the entire power supply wiring area, it is necessary to secure an extra power supply wiring area other than the memory unit in order to strengthen the power supply wiring. Absent. Therefore, a static RAM, a microprocessor, a gate array, and the like using such a semiconductor memory can prevent a power supply voltage drop inside the chip without increasing the chip area, and can operate the circuit in a margin due to the power supply voltage drop. And the operating speed can be prevented from lowering.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チップ面積を増大させることなく半導体メモリの電源配
線を配置することができる。
As described above, according to the present invention,
Power supply for semiconductor memory without increasing chip area
Lines can be placed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例の半導体メモリの構成を示
す透視平面図である。
FIG. 1 is a perspective plan view showing a configuration of a semiconductor memory according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例のメモリユニットの構成を
示す透視平面図である。
FIG. 2 is a perspective plan view showing the configuration of the memory unit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図2に示したメモリユニットのメモリセル配線
パターン透視平面図である。
FIG. 3 is a perspective plan view of a memory cell wiring pattern of the memory unit shown in FIG. 2;

【図4】図3に示したメモリセルへの電源供給配線を示
す透視平面図である。
FIG. 4 is a perspective plan view showing power supply wiring to the memory cell shown in FIG. 3;

【図5】図4に示したメモリセルの断面を示す縦断面図
である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a section of the memory cell shown in FIG. 4;

【図6】図3に示したメモリセルへの電源供給配線を示
す透視平面図である。
6 is a perspective plan view showing power supply wiring to the memory cell shown in FIG. 3;

【図7】一般的な4MOSメモリセルの回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a general 4MOS memory cell.

【図8】一般的な6MOSメモリセルの回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a general 6MOS memory cell.

【図9】LSIチップにおけるメモリユニットの配置を
示す透視平面図である。
FIG. 9 is a perspective plan view showing the arrangement of memory units in an LSI chip.

【図10】本発明の第2実施例の半導体メモリの構成を
示す透視平面図である。
FIG. 10 is a perspective plan view showing a configuration of a semiconductor memory according to a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3実施例の半導体メモリの構成を
示す透視平面図である。
FIG. 11 is a perspective plan view showing a configuration of a semiconductor memory according to a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第4実施例の半導体メモリの構成を
示す透視平面図である。
FIG. 12 is a perspective plan view showing the configuration of a semiconductor memory according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 メモリユニット 101 メモリセルアレイ 102 Xデコーダ 103 メモリ周辺回路 104 メインワード線 105 データ線 106 電源配線 107 電源配線 204 電源配線 205 電源配線 206 電源配線 207 電源配線 208 電源配線 209 電源配線 210 電源配線 211 電源配線 212 電源配線 307 メモリセル内の電源配線 308 メモリセル内の電源配線 311 1層目アルミニウム膜 312 2層目アルミニウム膜 313 3層目アルミニウム膜 806 電源配線 807 電源配線 REFERENCE SIGNS LIST 100 memory unit 101 memory cell array 102 X decoder 103 memory peripheral circuit 104 main word line 105 data line 106 power wiring 107 power wiring 204 power wiring 205 power wiring 206 power wiring 207 power wiring 208 power wiring 209 power wiring 210 power wiring 211 power wiring 212 power supply wiring 307 power supply wiring in memory cell 308 power supply wiring in memory cell 311 first layer aluminum film 312 second layer aluminum film 313 third layer aluminum film 806 power supply wiring 807 power supply wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−217631(JP,A) 特開 昭62−67835(JP,A) 特開 平1−272149(JP,A) 特開 昭62−188363(JP,A) 特開 昭64−61051(JP,A) 特開 昭64−35934(JP,A) 特開 平2−36563(JP,A) 特開 平1−166553(JP,A) 特開 昭60−170966(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/108 H01L 21/3205 H01L 21/82 H01L 21/8242 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-217631 (JP, A) JP-A-62-267835 (JP, A) JP-A-1-272149 (JP, A) JP-A-62-26731 188363 (JP, A) JP-A-64-61051 (JP, A) JP-A-64-35934 (JP, A) JP-A-2-36563 (JP, A) JP-A-1-166553 (JP, A) JP-A-60-170966 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 27/108 H01L 21/3205 H01L 21/82 H01L 21/8242

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 メモリセルアレーとメモリ周辺回路とを
備えてなる半導体メモリユニットが、他の回路とともに
半導体チップ上に形成されてなるマイクロプロセッサに
おいて、前記半導体チップの周縁部に形成されたI/O
部に面する領域に前記メモリセルアレーを配置し、該メ
モリセルアレーを挟んで前記I/O部の反対側の領域に
前記メモリ周辺回路を配置し、前記I/O部の上層に前
記半導体チップの周辺に沿って電源配線を配設し、該電
源配線から前記メモリセルアレーの上層に電源配線を引
き出し、該電源配線から各部に電源を供給することを特
徴とするマイクロプロセッサ
A memory cell array and a memory peripheral circuit;
The built-in semiconductor memory unit, together with other circuits
For microprocessors formed on semiconductor chips
An I / O formed at a peripheral portion of the semiconductor chip.
Placing the memory cell array in a region facing the
In the area on the opposite side of the I / O section across the Morisel array
The memory peripheral circuit is arranged, and the memory peripheral circuit is disposed above the I / O section.
Power supply wiring is provided along the periphery of the semiconductor chip.
Power supply wiring from the power supply wiring to the upper layer of the memory cell array.
Power supply to each part from the power supply wiring.
Microprocessor .
【請求項2】 前記メモリセルアレーの上層に形成され
た電源配線は、該メモリセルアレー内のデータ線及びワ
ード線と異なるシート抵抗を持つ配線材で形成されたこ
とを特徴とする請求項に記載のマイクロプロセッサ
2. A power supply wiring formed on an upper layer of the memory cell array, according to claim 1, characterized in that it is formed by a wiring material having a different sheet resistance data lines and word lines of said memory cell array A microprocessor according to claim 1 .
【請求項3】 前記メモリセルアレーは、メモリセルに
対するデータ読み書き用のデータ線と、メモリセルのア
ドレスを指定するメインワード線と、メモリセルに電源
を供給する電源配線とを備え、前記データ線と前記メイ
ンワード線は1層目と2層目に形成されたアルミニウム膜
に割付け、前記電源配線は3層目及び3層目より上層に
形成されたアルミニウム膜に割付けてなることを特徴と
する請求項に記載のマイクロプロセッサ
3. The memory cell array includes a data line for reading and writing data from and to a memory cell, a main word line for specifying an address of the memory cell, and a power supply line for supplying power to the memory cell. And the main word line is allocated to an aluminum film formed on a first layer and a second layer, and the power supply wiring is allocated to an aluminum film formed on a third layer and an upper layer above the third layer. The microprocessor according to claim 1 .
【請求項4】 前記メモリセルに電源を供給する電源配
線が、前記データ線と同じ方向に配線されたことを特徴
とする請求項に記載のマイクロプロセッサ
4. The microprocessor according to claim 3 , wherein a power supply line for supplying power to the memory cell is arranged in the same direction as the data line.
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