JP3398570B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JP3398570B2
JP3398570B2 JP16267897A JP16267897A JP3398570B2 JP 3398570 B2 JP3398570 B2 JP 3398570B2 JP 16267897 A JP16267897 A JP 16267897A JP 16267897 A JP16267897 A JP 16267897A JP 3398570 B2 JP3398570 B2 JP 3398570B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高集積半導体記憶
装置のトリプルウェル構造の技術に関し、特にメモリセ
ルアレー、ワードドライバ、センスアンプの下部のトリ
プルウェルを含めたウェル構造に好適な半導体記憶装置
に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology of a triple well structure of a highly integrated semiconductor memory device, and particularly to a semiconductor memory device suitable for a well structure including a triple well below a memory cell array, a word driver and a sense amplifier. Related to effective technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、本発明者が検討した技術とし
て、高集積半導体記憶装置のトリプルウェル構造は、周
辺回路からメモリセルへの雑音防止、MOSトランジス
タの高性能化(ウェルバイアス0Vにより短チャネルM
OSが利用可能)、静電保護強化の手段として64Mビ
ット以降のDRAMで広く用いられている。
2. Description of the Related Art For example, as a technique studied by the present inventor, a triple well structure of a highly integrated semiconductor memory device is used to prevent noise from a peripheral circuit to a memory cell and to improve the performance of a MOS transistor (a well channel of 0 V shortens a short channel. M
OS can be used), and is widely used in DRAM of 64 Mbits or later as a means for strengthening electrostatic protection.

【0003】このようなトリプルウェル構造を用いた半
導体記憶装置に関しては、たとえばトリプルウェルの原
理構造は特開昭62−119958号公報に記載されて
おり、さらに実際の64MビットDRAMの構造につい
ては特開平8−181292号公報に開示されている。
後者の技術の特徴は、メモリセルアレーとサブワードド
ライバまたはワードドライバの下部を深いウェル領域で
覆い、その電位には選択ワード線電位の昇圧電圧VPP
を印加するものである。
Regarding a semiconductor memory device using such a triple well structure, for example, the principle structure of the triple well is described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-119958, and the actual structure of a 64-Mbit DRAM is special. It is disclosed in Kaihei 8-181292.
The feature of the latter technique is that the memory cell array and the lower portion of the sub-word driver or the word driver are covered with a deep well region, and the potential thereof is the boosted voltage VPP of the selected word line potential.
Is applied.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記のよ
うなトリプルウェル構造を用いた半導体記憶装置におい
て、この半導体記憶装置の高集積化に着目して、特にメ
モリセルアレー、ワードドライバ、センスアンプの下部
のトリプルウェルを含めたウェル構造について検討し、
以下において本発明者によって検討された内容を図8お
よび図9を用いて説明する。
In the semiconductor memory device using the triple well structure as described above, the present inventor pays attention to high integration of this semiconductor memory device, and particularly, memory cell array, word driver, Consider the well structure including the triple well under the sense amplifier,
The content examined by the inventor will be described below with reference to FIGS. 8 and 9.

【0005】図8および図9は、前記特開平8−181
292号公報に開示された構造の平面図、断面図であ
る。図8は、メモリセルアレーMCA、サブワードドラ
イバSWD、センスアンプSAでの深いディープウェル
領域DWの位置をハッチングで示す。サブワードドライ
バSWDは階層形ワード線方式においてメモリセルアレ
ーMCAを直接駆動するドライバである。また図9はセ
ンスアンプSA(A−A’断面)、サブワードドライバ
SWD(B−B’断面)および周辺回路、入出力回路の
断面図である。
8 and 9 show the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 8-181.
It is a top view and a sectional view of the structure indicated by 292 gazette. FIG. 8 shows the positions of the deep deep well region DW in the memory cell array MCA, the sub word driver SWD, and the sense amplifier SA by hatching. The sub word driver SWD is a driver that directly drives the memory cell array MCA in the hierarchical word line system. Further, FIG. 9 is a cross-sectional view of the sense amplifier SA (AA 'cross section), the sub word driver SWD (BB' cross section), the peripheral circuit, and the input / output circuit.

【0006】この構造の特徴は、メモリセルアレーMC
AとサブワードドライバSWDまたはワードドライバの
下部をディープウェル領域DWで覆い、その電位には最
高電位であるところの選択ワード線電位の昇圧電圧VP
Pを印加する。センスアンプSAはディープウェル領域
DWから外し、その下部はP形半導体基板P−Subと
し、このP形半導体基板P−Subには0Vを印加す
る。センスアンプSAのPMOSのNウェル領域NWに
はセンスアンプSA動作用の電圧VDDを印加する。サ
ブワードドライバSWDとセンスアンプSAは、互いに
最も好適なウェル電圧で動作する。メモリセルアレーM
CAでは負のPウェル電圧でビット線容量のうちの接合
容量を減らし、センスアンプSAのNMOSのPウェル
電圧は0Vとし、基板効果によるしきい値電圧Vthの
変動がない状態でNMOSを動作させる。また、サブワ
ードドライバSWDのPMOSのNウェル領域NWとセ
ンスアンプSAのPMOSのNウェル領域NWにもそれ
ぞれの動作電圧である電圧VPPまたは電圧VDDを印
加するので、PMOSも基板効果によるしきい値電圧V
thの変動がない。
The feature of this structure is that the memory cell array MC
A and the sub word driver SWD or the lower part of the word driver is covered with the deep well region DW, and the boosted voltage VP of the selected word line potential which is the highest potential
Apply P. The sense amplifier SA is removed from the deep well region DW, the lower part thereof is a P-type semiconductor substrate P-Sub, and 0V is applied to this P-type semiconductor substrate P-Sub. The voltage VDD for operating the sense amplifier SA is applied to the N well region NW of the PMOS of the sense amplifier SA. The sub-word driver SWD and the sense amplifier SA operate at the most suitable well voltage. Memory cell array M
In CA, the junction capacitance of the bit line capacitance is reduced with a negative P-well voltage, the P-well voltage of the NMOS of the sense amplifier SA is set to 0 V, and the NMOS is operated in the state where the threshold voltage Vth does not change due to the substrate effect. . Further, since the operating voltage VPP or voltage VDD is applied to the PMOS N well region NW of the sub word driver SWD and the PMOS N well region NW of the sense amplifier SA, the PMOS also has a threshold voltage due to the substrate effect. V
There is no change in th.

【0007】しかし、センスアンプSAとメモリセルア
レーMCAとの両側の境界でPウェル領域PWを0バイ
アス部と負バイアス部に分けるための分離用Nウェル領
域NWが必要となる。この分離領域幅のため、センスア
ンプSAの長さが大きくなりチップ面積が増加すること
が考えられる。
However, a separating N well region NW is required to divide the P well region PW into a 0 bias portion and a negative bias portion at the boundaries on both sides of the sense amplifier SA and the memory cell array MCA. It is conceivable that the width of the isolation region increases the length of the sense amplifier SA and increases the chip area.

【0008】一方、ここでは図示しないものの、同じく
前記特開平8−181292号公報に開示されているよ
うに、メモリセルアレー、センスアンプ、サブワードド
ライバまたはワードドライバの全ての下部をディープウ
ェル領域で敷き詰め、その電位をVPPとする方式があ
り得る(全面ディープウェル領域)。この場合、上記の
センスアンプ境界での分離領域は不要となりチップ面積
を小さくできるが、センスアンプや交差領域のPMOS
のNウェル電位はVPPレベルとなり、PMOSの動作
電圧より高いため、基板効果によりしきい値電圧の上
昇、速度低下が起こる。
On the other hand, although not shown here, as disclosed in the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-181292, the entire lower portion of the memory cell array, sense amplifier, subword driver or word driver is covered with a deep well region. There may be a system in which the potential is VPP (entire deep well region). In this case, the isolation area at the boundary of the sense amplifier is unnecessary and the chip area can be reduced.
Since the N-well potential becomes high at the VPP level, which is higher than the operating voltage of the PMOS, the threshold voltage increases and the speed decreases due to the substrate effect.

【0009】また、電源投入時に昇圧電圧VPPの立ち
上がりが遅れると、センスアンプのPMOSのVDD電
圧印加部とNウェル領域のVPP電圧印加部との間でP
N接合順バイアスとなり、ラッチアップが起こる恐れが
ある。
Further, when the rise of the boosted voltage VPP is delayed when the power is turned on, a P voltage is applied between the VDD voltage applying section of the PMOS of the sense amplifier and the VPP voltage applying section of the N well region.
N-junction forward bias occurs, and latch-up may occur.

【0010】そこで、本発明の目的は、トリプルウェル
方式の利点を生かしながら、チップ面積の増加を抑える
ことができ、特に最近の64Mビット以降のDRAMで
はメタルワード線の配線ピッチ緩和のために階層形ワー
ド線方式が採られ、ワードドライバはメインワードドラ
イバと分割されたメモリセルアレーに隣接する多数のサ
ブワードドライバからなり、この方式に適するトリプル
ウェル構造を実現することができる半導体記憶装置を提
供するものである。
Therefore, an object of the present invention is to suppress the increase of the chip area while taking advantage of the triple well method, and especially in the recent DRAM of 64 Mbits or later, in order to relax the wiring pitch of metal word lines, a hierarchy is provided. Form word line system is adopted, the word driver is composed of a main word driver and a large number of sub-word drivers adjacent to a divided memory cell array, and a semiconductor memory device capable of realizing a triple well structure suitable for this system is provided. It is a thing.

【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
Among the inventions disclosed in the present application, a brief description will be given to the outline of typical ones.
It is as follows.

【0013】すなわち、本発明による半導体記憶装置
は、深いディープウェル分離をサブワードドライバ領域
とメモリセルアレー領域の境界で行い、メモリセルアレ
ーとセンスアンプの下部にはディープウェル領域を連続
して敷き詰める。そして、センスアンプ領域のPMOS
のNウェル領域にはその動作電圧であるVDDを、サブ
ワードドライバ領域のPMOSのNウェル領域には電圧
VPPを印加するものである。
That is, in the semiconductor memory device according to the present invention, deep deep well isolation is performed at the boundary between the sub word driver region and the memory cell array region, and the deep well region is continuously spread below the memory cell array and the sense amplifier. And the PMOS in the sense amplifier area
The operating voltage VDD is applied to the N well region of the above, and the voltage VPP is applied to the PMOS N well region of the sub word driver region.

【0014】この方法をとれば、チップ面積は、前記図
9のメモリセルアレーとサブワードドライバまたはワー
ドドライバの下部をディープウェル領域で覆う技術と、
全面ディープウェル領域にする技術との中間のチップ面
積を実現できる上、本来のトリプルウェルの利点を維持
することができる。さらに、ラッチアップの起きる可能
性を小さくすることができる。
According to this method, the chip area is the technique of covering the memory cell array of FIG. 9 and the sub word driver or the lower part of the word driver with the deep well region.
It is possible to realize a chip area that is intermediate to that of the technology for making the entire deep well region, and it is possible to maintain the original advantage of the triple well. Furthermore, the possibility of latch-up can be reduced.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一の部材には同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0016】図1(a),(b) は本発明の一実施の形態であ
る半導体記憶装置を示すレイアウト図と部分拡大図、図
2は本実施の形態の半導体記憶装置におけるメモリセル
アレーとその周辺回路とを示す回路図、図3はメモリセ
ルアレーと直接周辺回路とを示すレイアウト図、図4
(a),(b) は直接周辺回路を示す断面図、図5〜図7はサ
ブワードドライバを示す回路図、平面図および断面図で
ある。
1A and 1B are a layout diagram and a partially enlarged view showing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a memory cell array in the semiconductor memory device according to the present embodiment. FIG. 4 is a circuit diagram showing its peripheral circuits, FIG. 3 is a layout diagram showing a memory cell array and direct peripheral circuits, and FIG.
(a) and (b) are sectional views showing a direct peripheral circuit, and FIGS. 5 to 7 are a circuit diagram, a plan view and a sectional view showing a sub-word driver.

【0017】まず、図1により本実施の形態の半導体記
憶装置の構成を説明する。
First, the configuration of the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0018】本実施の形態の半導体記憶装置は、たとえ
ば階層形ワード線構成、多分割ビット線構成を用いた6
4Mビットあるいは256MビットDRAMとされ、こ
のメモリチップ10には、メインローデコーダ領域1
1、メインワードドライバ領域12、カラムデコーダ領
域13、周辺回路/ボンディングパッド領域14、メモ
リセルアレー15、センスアンプ領域16、サブワード
ドライバ領域17、交差領域18などが周知の半導体製
造技術によって1個の半導体チップ上に形成されてい
る。この図1においては、水平方向が行方向(ワード線
方向)、垂直方向が列方向(ビット線方向)である。
The semiconductor memory device of the present embodiment uses, for example, a hierarchical word line structure and a multi-divided bit line structure.
This is a 4 Mbit or 256 Mbit DRAM, and this memory chip 10 has a main row decoder area 1
1, the main word driver area 12, the column decoder area 13, the peripheral circuit / bonding pad area 14, the memory cell array 15, the sense amplifier area 16, the sub word driver area 17, the intersection area 18, etc., are formed by a known semiconductor manufacturing technique. It is formed on a semiconductor chip. In FIG. 1, the horizontal direction is the row direction (word line direction), and the vertical direction is the column direction (bit line direction).

【0019】このDRAMにおいては、たとえば図1に
示すように、メモリチップ10の行方向における左側と
右側、列方向における上側と下側にメモリセルアレー1
5などからなるメモリ領域が分割して配置される。この
左側と右側とに配置されたメモリ領域は、それぞれのメ
モリ領域に対応するメインワードドライバ領域12を介
して中央に配置されたメインローデコーダ領域11を挟
んで対で配置されている。
In this DRAM, for example, as shown in FIG. 1, the memory cell array 1 is arranged on the left and right sides in the row direction of the memory chip 10 and on the upper and lower sides in the column direction.
A memory area including 5 and the like is divided and arranged. The memory regions arranged on the left side and the right side are arranged in pairs with the main row decoder region 11 arranged at the center interposed between the main word driver regions 12 corresponding to the respective memory regions.

【0020】また、上側と下側に配置されたメモリ領域
の中央側には、それぞれのメモリ領域に対応するカラム
デコーダ領域13が配置されている。さらに、その中央
部には、周辺回路/ボンディングパッド領域14とし
て、ローアドレスバッファ、カラムアドレスバッファ、
プリデコーダ、タイミング発生回路、データ入出力回路
などが配置され、さらに外部接続用のボンディングパッ
ドが設けられている。
Further, a column decoder area 13 corresponding to each memory area is arranged on the center side of the memory areas arranged on the upper side and the lower side. Further, a row address buffer, a column address buffer, and
A predecoder, a timing generation circuit, a data input / output circuit, and the like are arranged, and a bonding pad for external connection is provided.

【0021】メモリ領域は、メモリセルアレー15の列
方向にセンスアンプ領域16が配置され、また行方向に
サブワードドライバ領域17が配置され、このセンスア
ンプ領域16とサブワードドライバ領域17との交差領
域18にはFXドライバ、さらにセンスアンプ群の制御
回路(スイッチMOSトランジスタなど)も配置されて
いる。このメモリセルアレー15に対して、ワード線は
行方向、ビット線は列方向としている。これとは逆の配
置でも本発明を用いることができることは自明である。
In the memory area, a sense amplifier area 16 is arranged in the column direction of the memory cell array 15, and a sub word driver area 17 is arranged in the row direction. An intersection area 18 between the sense amplifier area 16 and the sub word driver area 17 is provided. An FX driver and a control circuit for the sense amplifier group (switch MOS transistor, etc.) are also arranged in the. With respect to this memory cell array 15, the word lines are in the row direction and the bit lines are in the column direction. It is self-evident that the invention can be used in the opposite arrangement.

【0022】特に、本発明による実施の形態の半導体記
憶装置においては、チップ長手方向がワード線方向であ
り、階層ワード形線構成ではメインワード線の負荷容量
は相対的に小さいので、長辺方向にワード線方向を取る
のがよい。カラムデコーダからの列選択信号線YSはチ
ップの短辺方向に配置し、列選択信号線YS−入出力回
路IOのアクセス時間の高速化に有利な構成となってい
る。
Particularly, in the semiconductor memory device of the embodiment according to the present invention, the longitudinal direction of the chip is the word line direction, and in the hierarchical word type line configuration, the load capacitance of the main word line is relatively small. It is better to take the word line direction. The column selection signal line YS from the column decoder is arranged in the short side direction of the chip, which is advantageous for speeding up the access time of the column selection signal line YS-the input / output circuit IO.

【0023】図2は、メモリセルアレー15と、その周
辺回路とを単純化した回路図であり、メインローデコー
ダ領域11、メインワードドライバ領域12、カラムデ
コーダ領域13、メモリセルアレー15、センスアンプ
領域16、サブワードドライバ領域17、交差領域18
などの各領域内に含まれる回路と、入力回路51、プリ
デコーダ52、メインアンプ61、出力回路62などが
図示されている。
FIG. 2 is a circuit diagram in which the memory cell array 15 and its peripheral circuits are simplified. The main row decoder area 11, the main word driver area 12, the column decoder area 13, the memory cell array 15 and the sense amplifier are shown. Area 16, sub-word driver area 17, intersection area 18
The circuits included in each area such as, the input circuit 51, the predecoder 52, the main amplifier 61, the output circuit 62, and the like are illustrated.

【0024】メモリセルアレー15は、2次元的に配列
された複数、たとえば256サブワード線×256ビッ
ト線対の64Kビットのメモリセルからなり、メインワ
ード線MWB(BはMWの反転表記、他の信号線も同
様)、サブワード線SWが水平方向、ビット線BL,B
LB、列選択信号線YSが垂直方向に配置されている。
ワード線構成は階層形ワード線方式、センスアンプは2
サブアレー共用方式で、かつオーバードライブ方式、す
なわち高速化のためにセンスアンプ駆動線CSPを最初
はVDDの電圧レベルで、後にVDLの電圧レベルで2
段階で駆動する方式とする。これらは公知(IEEE Journ
al of Solid-State Circuit,Vol.31,No.9,Sep.1996,"A
29-ns 64-Mb DRAM with Hierarchical Array Architect
ure")の技術である。
The memory cell array 15 is composed of a plurality of two-dimensionally arranged, for example, 64K-bit memory cells of 256 subword lines × 256 bit line pairs, and a main word line MWB (B is an inverted notation of MW, other The same applies to signal lines), the sub word line SW is in the horizontal direction, and the bit lines BL and B
The LB and the column selection signal line YS are arranged in the vertical direction.
The word line configuration is a hierarchical word line system, and the sense amplifier is 2
In the sub-array shared system and the overdrive system, that is, the sense amplifier drive line CSP is initially set at the voltage level of VDD and then at the voltage level of VDL for the purpose of increasing the speed.
It will be driven in stages. These are publicly known (IEEE Journ
al of Solid-State Circuit, Vol.31, No.9, Sep.1996, "A
29-ns 64-Mb DRAM with Hierarchical Array Architect
ure ") technology.

【0025】メモリセルアレー15の左右に隣接してサ
ブワードドライバ領域17が置かれ、そのサブワードド
ライバの入力がメインワード線MWBとプリデコーダ線
FXであり、その出力がサブワード線SWである。セン
スアンプ領域16とサブワードドライバ領域17との交
差領域18には、図示のようにセンスアンプドライバ
(図では3個のNMOSトランジスタであるが、充電側
はPMOSトランジスタを用いてもよい)やローカルI
O線LIO,LIOBとメインIO線MIO,MIOB
とのスイッチトランジスタIOSWが設けられている。
Subword driver regions 17 are placed adjacently on the left and right of the memory cell array 15, and the input of the subword driver is the main word line MWB and the predecoder line FX, and the output thereof is the subword line SW. In the intersection region 18 between the sense amplifier region 16 and the sub-word driver region 17, as shown in the figure, a sense amplifier driver (three NMOS transistors in the figure, but a PMOS transistor may be used on the charging side) or a local I.
O lines LIO, LIOB and main IO lines MIO, MIOB
And a switch transistor IOSW.

【0026】また、本図では省略したが、一層の高性能
化のためにセンスアンプ駆動線CSP,CSN、ローカ
ルIO線LIO,LIOB、メインIO線MIO,MI
OBなどのプリチャージ回路やFXドライバが置かれる
こともある。これらの他に入力回路51、プリデコーダ
52、メインワードドライバ、カラムデコーダ、メイン
アンプ61、出力回路62などがある。また図2におい
て、SHR1,2はシェアドセンスアンプ分離信号線、
SAP1,2はセンスアンプ充電信号線、SANはセン
スアンプ放電信号線である。
Although not shown in the figure, sense amplifier drive lines CSP and CSN, local IO lines LIO and LIOB, and main IO lines MIO and MI are further provided for higher performance.
A precharge circuit such as an OB or an FX driver may be placed. Besides these, there are an input circuit 51, a predecoder 52, a main word driver, a column decoder, a main amplifier 61, an output circuit 62, and the like. In FIG. 2, SHR1 and SHR2 are shared sense amplifier separation signal lines,
SAP1 and SAP2 are sense amplifier charge signal lines, and SAN is a sense amplifier discharge signal line.

【0027】さらに、低電力化と微細デバイスの高信頼
化のために内部降圧方式を用い、周辺回路は電圧VPE
RI(2.5V)、メモリセル蓄積電圧は電圧VDL(2.
0V)と電源電圧VDD(3.3V)より低い電圧を用い
る。なお、入出力回路は外部とのインタフェースのため
に電圧VDDを用いる。公知であるが、メモリセルに電
圧VDLを書き込むためにはチャージポンピング動作で
昇圧した電圧VPPがサブワード線SWの選択電圧とし
て必要である。そこで、メインワードドライバやサブワ
ードドライバの動作電圧には電圧VPPを供給する。プ
レート電圧VPLTやビット線プリチャージ電圧VBL
Rは電圧VDLの1/2の1.0Vを供給する。また、基
板電圧VBBは−1.0Vである。
Further, in order to reduce the power consumption and increase the reliability of fine devices, the internal step-down method is used, and the peripheral circuit is the voltage VPE.
RI (2.5 V), the memory cell storage voltage is the voltage VDL (2.
0V) and a voltage lower than the power supply voltage VDD (3.3V) are used. The input / output circuit uses the voltage VDD for the interface with the outside. As is well known, in order to write the voltage VDL to the memory cell, the voltage VPP boosted by the charge pumping operation is necessary as the selection voltage of the sub word line SW. Therefore, the voltage VPP is supplied to the operating voltage of the main word driver and the sub word driver. Plate voltage VPLT and bit line precharge voltage VBL
R supplies 1.0 V which is 1/2 of the voltage VDL. The substrate voltage VBB is -1.0V.

【0028】この階層形ワード線構成は、ワード線を多
分割にしてサブワード線SWとし、1組のメインローデ
コーダとメインワードドライバ、サブワードドライバを
複数のサブワード線SWで共有することにより、メイン
ワード線MW,MWB、プリデコーダ線FX,FXBの
金属配線ピッチをメモリセルのピッチより緩和し、金属
配線の製造歩留まりを高めることができる。
In this hierarchical word line structure, the word line is divided into multiple sub-word lines SW to share a set of main row decoder, main word driver, and sub-word driver by a plurality of sub-word lines SW, thereby forming a main word. The metal wiring pitch of the lines MW and MWB and the predecoder lines FX and FXB can be relaxed more than the pitch of the memory cells, and the manufacturing yield of the metal wiring can be increased.

【0029】この階層形ワード線構成においては、行方
向に並ぶサブワード線SWはサブワードドライバの出力
であり、このサブワードドライバにはメインローデコー
ダ、メインワードドライバから出力されたメインワード
線MW,MWBと、FXドライバから出力されたプリデ
コーダ線FX,FXBが入力され、論理動作を行う。あ
る特定のサブワードドライバは、その入力であるメイン
ワード線MW,MWBが選択され、さらに列方向のプリ
デコーダ線FX,FXBが選択されると、サブワード線
SWにHighレベルの電圧が出力され、そのサブワー
ド線SWに接続される全てのメモリセルの読み出し動
作、書き込み動作が開始される。
In this hierarchical word line structure, the sub word lines SW arranged in the row direction are the outputs of the sub word driver, and the sub word driver includes the main row decoder and the main word lines MW and MWB output from the main word driver. , And the predecoder lines FX and FXB output from the FX driver are input to perform a logical operation. When the main word lines MW and MWB which are the inputs thereof are selected and the predecoder lines FX and FXB in the column direction are further selected, a certain sub-word driver outputs a high level voltage to the sub-word line SW, and The read operation and the write operation of all the memory cells connected to the sub word line SW are started.

【0030】読み出し動作の際には、サブワードドライ
バによるサブワード線SWの選択、およびカラムデコー
ダによるビット線BL,BLBの選択により、メモリセ
ルアレー15内の任意のメモリセルを指定して、このメ
モリセルのデータはセンスアンプで増幅した後にローカ
ルIO線LIO,LIOB、メインIO線MIO,MI
OBに読み出され、メインアンプ61を介して出力回路
62から出力される。書き込み動作の際にも同様に、サ
ブワード線SWおよびビット線BL,BLBにより任意
のメモリセルを指定して、書き込み回路(図2では省
略、メインアンプ61と並列に配置)からデータを書き
込むことができる。
In the read operation, by selecting the sub-word line SW by the sub-word driver and selecting the bit lines BL and BLB by the column decoder, an arbitrary memory cell in the memory cell array 15 is designated and this memory cell is selected. Data is amplified by the sense amplifier and then the local IO lines LIO and LIOB, and the main IO lines MIO and MI.
It is read by the OB and output from the output circuit 62 via the main amplifier 61. Similarly in the write operation, data can be written from the write circuit (not shown in FIG. 2 and arranged in parallel with the main amplifier 61) by designating an arbitrary memory cell by the sub word line SW and the bit lines BL and BLB. it can.

【0031】図3および図4は本発明による実施の形態
のトリプルウェル基本構造を示す平面図、断面図であ
る。図3は前記図8に対応する平面図で、メモリセルア
レー、センスアンプ領域、サブワードドライバ領域のう
ちディープウェル領域DWのある位置をハッチングで示
している。メモリセルアレーMCAとセンスアンプSA
の下部は、共通のディープウェル領域DWが敷き詰めら
れている。サブワードドライバSWDの下部はディープ
ウェル領域DWから外れている。
3 and 4 are a plan view and a sectional view showing a triple well basic structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view corresponding to FIG. 8 and shows the positions of the deep well region DW in the memory cell array, the sense amplifier region, and the sub word driver region by hatching. Memory cell array MCA and sense amplifier SA
A common deep well region DW is spread over the lower part of the. The lower part of the sub word driver SWD is out of the deep well region DW.

【0032】図4は、センスアンプSAとサブワードド
ライバSWDの断面図である。それぞれはメモリセルア
レーMCAとの境界を含めて示している。センスアンプ
SAは、図4(a) のようにディープウェル領域DW上に
配置されるため、メモリセルアレーMCAとの境界で分
離領域は不要である。一方、サブワードドライバSWD
は、図4(b) のようにP形半導体基板P−Sub上に浮
かべるので、メモリセルアレーMCAとの境界で分離領
域が必要である。
FIG. 4 is a sectional view of the sense amplifier SA and the sub word driver SWD. Each is shown including the boundary with the memory cell array MCA. Since the sense amplifier SA is arranged on the deep well region DW as shown in FIG. 4A, no isolation region is required at the boundary with the memory cell array MCA. On the other hand, sub word driver SWD
Is floated on the P-type semiconductor substrate P-Sub as shown in FIG. 4 (b), so that an isolation region is required at the boundary with the memory cell array MCA.

【0033】ディープウェル領域DWには、たとえば3.
3Vの電圧VDDを、センスアンプSAのNウェル領域
NWには電圧VDDを印加し、サブワードドライバSW
DのNウェル領域NWには、たとえば4Vの電圧VPP
を印加する。センスアンプSAのNMOSはメモリセル
アレーMCAのNMOSと同じくPウェル領域PWに浮
かべ、そのPウェル電位は、たとえば−1Vの負電圧V
BBを印加する。一方、サブワードドライバSWDのN
MOSのPウェル領域PWにはP−Subと同じVSS
(0V)を印加する。
In the deep well region DW, for example, 3.
The voltage VDD of 3 V and the voltage VDD are applied to the N well region NW of the sense amplifier SA, and the sub word driver SW
In the N well region NW of D, for example, a voltage VPP of 4V
Is applied. The NMOS of the sense amplifier SA floats in the P well region PW like the NMOS of the memory cell array MCA, and the P well potential thereof is, for example, a negative voltage V of -1V.
Apply BB. On the other hand, N of the sub word driver SWD
The P well region PW of the MOS has the same VSS as the P-Sub.
(0V) is applied.

【0034】これにより、前記図8および図9に比べ
て、センスアンプSAとメモリセルアレーMCAとの両
側の境界でPウェル領域PWを分けるための分離領域が
不要となり、センスアンプSAの長さを大きくすること
がない。一方サブワードドライバSWDとメモリセルア
レーMCAとの境界では、分離用NWが必要で、サブワ
ードドライバSWDの実効的な長さの増加をきたす。
As a result, as compared with FIGS. 8 and 9, an isolation region for dividing the P well region PW at the boundary between the sense amplifier SA and the memory cell array MCA on both sides is not required, and the length of the sense amplifier SA is increased. Does not increase. On the other hand, at the boundary between the sub-word driver SWD and the memory cell array MCA, a separating NW is necessary, which causes an increase in the effective length of the sub-word driver SWD.

【0035】ここで、図3および図4によるトリプルウ
ェルの分離方法と図2に示す回路図との関係を説明す
る。
The relationship between the method for separating triple wells shown in FIGS. 3 and 4 and the circuit diagram shown in FIG. 2 will now be described.

【0036】サブワードドライバSWDに、たとえばC
MOS回路を用いると、NMOSだけで構成するサブワ
ードドライバSWDと比べて高速動作の利点があるが、
そのPMOSのNウェル領域NWには昇圧電圧VPPを
印加する必要がある。一方、センスアンプSA内のPM
OSのNウェル領域NWには、センスアンプ動作の高速
化と電源投入時のラッチアップ防止のためにVDDレベ
ルを印加することが望ましい。
The sub word driver SWD has, for example, C
The use of the MOS circuit has the advantage of high-speed operation as compared with the sub word driver SWD composed of only the NMOS.
It is necessary to apply the boosted voltage VPP to the N well region NW of the PMOS. On the other hand, PM in the sense amplifier SA
It is desirable to apply the VDD level to the N well region NW of the OS in order to speed up the sense amplifier operation and prevent latch-up at power-on.

【0037】また、メモリセルのNMOSのPウェル電
圧は、負電圧VBBの印加がビット線容量低減のためと
ビット線アンダーシュート時のメモリセル情報破壊防止
のために必要であり、一方、周辺回路のNMOSのPウ
ェル領域PWは短チャネルトランジスタ化と静電保護の
観点から0Vの印加が望ましい。
The P-well voltage of the NMOS of the memory cell is required to apply the negative voltage VBB to reduce the bit line capacitance and to prevent the memory cell information from being destroyed when the bit line undershoots. It is desirable to apply 0V to the P well region PW of the NMOS from the viewpoint of making a short channel transistor and electrostatic protection.

【0038】そこで、メモリセルアレーMCAの下部に
おける負電圧のPウェル領域PWと0VのP形半導体基
板P−Subを分離するため、メモリセルアレーMCA
のさらに下部をディープウェル領域DWで囲むとき、そ
の電位をVPPとするか、VDDとするかの選択があ
る。
Therefore, in order to separate the negative voltage P-well region PW below the memory cell array MCA and the 0V P-type semiconductor substrate P-Sub, the memory cell array MCA is separated.
When the lower part of the above is surrounded by the deep well region DW, there is a choice of the potential thereof to be VPP or VDD.

【0039】もし、VPPレベルとするなら、前記図9
に示す比較例のようにメモリセルアレーMCAとセンス
アンプSAの境界でNウェル領域NWによる分離領域が
必要で、センスアンプSAが実質的に大きくなる。これ
は、チップの短辺方向の長さの増加をきたし、チップ面
積の大幅な増加を招く。
If the VPP level is set, the above-mentioned FIG.
As in the comparative example shown in (1), an isolation region by the N well region NW is required at the boundary between the memory cell array MCA and the sense amplifier SA, and the sense amplifier SA becomes substantially large. This leads to an increase in the length of the chip in the short side direction and a large increase in the chip area.

【0040】一方、もしディープウェル電位をVDDレ
ベルとするなら、図4のようにメモリセルアレーMCA
とサブワードドライバSWDの境界でNウェル領域NW
による分離領域が必要で、サブワードドライバSWDが
実質的に大きくなる。チップの長辺方向の長さの増加を
きたすが、チップ面積の増加は小幅で済ませることがで
きる。
On the other hand, if the deep well potential is set to the VDD level, the memory cell array MCA as shown in FIG.
And the sub-word driver SWD at the boundary between the N well region NW
Therefore, the sub-word driver SWD becomes substantially large. Although the length of the chip in the long side direction increases, the chip area can be increased with a small width.

【0041】図5〜図7は、サブワードドライバの回路
図とレイアウトの平面図および断面図である。図5の回
路図は4本のサブワード線分を示し、図6のレイアウト
平面図は8本のサブワード線を出力する一体化されたサ
ブワードドライバレイアウト図である。また図7の断面
図は図6の平面図に対するゲート下部の断面構造図であ
る。
5 to 7 are a plan view and a sectional view of the circuit diagram and layout of the sub-word driver. The circuit diagram of FIG. 5 shows four sub-word lines, and the layout plan of FIG. 6 is an integrated sub-word driver layout diagram for outputting eight sub-word lines. The cross-sectional view of FIG. 7 is a cross-sectional structural view of the lower part of the gate with respect to the plan view of FIG.

【0042】図5のサブワードドライバは、4個のサブ
ワードドライバが1本のメインワード線MWBと4本の
プリデコーダ線FXB,FXにより制御される。レイア
ウトでは、図6のように8個の回路を1単位に配置し、
2本のメインワード線MWBn,MWBn+1とプリデ
コーダ線FXBmが、水平方向にピッチ緩和された状態
で配置される。特に、本発明においては、中央にPMO
S、両側にNMOSを配置して、ウェル分離による面積
増加を抑えている。
In the subword driver of FIG. 5, four subword drivers are controlled by one main word line MWB and four predecoder lines FXB, FX. In the layout, 8 circuits are arranged in 1 unit as shown in FIG.
Two main word lines MWBn and MWBn + 1 and a predecoder line FXBm are arranged in a state where the pitch is relaxed in the horizontal direction. In particular, in the present invention, the PMO
S and NMOS are arranged on both sides to suppress an increase in area due to well separation.

【0043】1個のサブワードドライバは、たとえば図
5のように、1個のPMOSトランジスタと2個のNM
OSトランジスタとからなり、メインワード線MWBが
Low、プリデコーダ線FXBがLow、プリデコーダ
線FXがHighのとき、サブワード線SWはHigh
レベル(VPP)の選択状態となる。
One sub-word driver is, for example, as shown in FIG. 5, one PMOS transistor and two NM.
When the main word line MWB is Low, the predecoder line FXB is Low, and the predecoder line FX is High, the sub word line SW is High.
The level (VPP) is selected.

【0044】このサブワードドライバのレイアウトで
は、図6のように8本のサブワード線SW0〜SW14
(偶数番号)が出力されていることを示すが、図示しな
い左右隣接のサブワードドライバからも交互に8本のサ
ブワード線SW1〜SW15(奇数番号)が配線される
ので、合わせて16本のサブワード線SW0〜SW15
がこの図において縦寸法の中に配置される。
In the layout of this sub-word driver, as shown in FIG. 6, eight sub-word lines SW0 to SW14 are provided.
(Even number) is output, but since eight sub word lines SW1 to SW15 (odd number) are alternately wired from the left and right adjacent sub word drivers (not shown), a total of 16 sub word lines are output. SW0 to SW15
Are arranged in the vertical dimension in this figure.

【0045】サブワードドライバ領域では、横方向にメ
タル2層M2のメインワード線MWBとメタル1層M1
のサブワード線SWが走り、縦方向にはメタル3層M3
のプリデコーダ線FXと電源線(VPP,VSS)が置
かれる。サブワードドライバ内のソース/ドレイン取り
出しはメタル1層M1で行う。ビット線層を素子間接続
に使えばメタルは3層でなく、2層でも可能である。サ
ブワードドライバの左右両端でサブワード線出力はメタ
ル1層M1からゲート層FGに変換し、メモリセルアレ
ー15に送られる。
In the sub word driver area, the main word line MWB of the metal 2 layer M2 and the metal 1 layer M1 are laterally arranged.
Sub word line SW runs, and metal 3 layer M3 is vertically provided.
The predecoder line FX and the power supply lines (VPP, VSS) are placed. Source / drain extraction in the sub-word driver is performed by the metal 1 layer M1. If the bit line layer is used for element-to-element connection, the metal can be two layers instead of three layers. The sub-word line output is converted from the metal 1 layer M1 to the gate layer FG at the left and right ends of the sub-word driver and sent to the memory cell array 15.

【0046】また、サブワードドライバの断面は、メモ
リセルアレー15との境界を含めて示す図7のように、
サブワードドライバはP形半導体基板P−Sub上に浮
かべるので、トリプルウェル構造のメモリセルアレー1
5との境界で分離領域が必要である。サブワードドライ
バのNウェル領域NWには電圧VPPを印加し、NMO
SのPウェル領域PWにはP−Subと同じVSS(0
V)を印加する。詳細は、前記図4(b) の通りである。
The cross section of the sub-word driver includes the boundary with the memory cell array 15 as shown in FIG.
Since the sub-word driver is floated on the P-type semiconductor substrate P-Sub, the memory cell array 1 having a triple well structure is provided.
A separation area is required at the boundary with 5. The voltage VPP is applied to the N well region NW of the sub word driver to
In the P well region PW of S, the same VSS (0
V) is applied. The details are as shown in FIG. 4 (b).

【0047】このメモリセルアレー15のトリプルウェ
ル構造は、サブワードドライバやセンスアンプなどの周
辺回路からメモリセルへの雑音防止、MOSトランジス
タの高性能化(ウェルバイアス0Vにより短チャネルM
OSが利用可能)、静電保護強化の手段として64Mビ
ット以降のDRAMで広く用いられている。
The triple well structure of the memory cell array 15 is designed to prevent noise from the peripheral circuits such as the sub-word driver and the sense amplifier to the memory cell, and to improve the performance of the MOS transistor (short channel M by well bias 0V).
OS can be used), and is widely used in DRAM of 64 Mbits or later as a means for strengthening electrostatic protection.

【0048】従って、本実施の形態の半導体記憶装置に
よれば、メモリセルアレーとセンスアンプの下部をディ
ープウェル領域で敷き詰めることにより、トリプルウェ
ル構造の利点を維持しながら、前記図9のメモリセルア
レーとサブワードドライバまたはワードドライバの下部
をディープウェル領域で覆う技術と全面をディープウェ
ル領域にする技術との中間のチップ面積を実現できる。
さらに、センスアンプのPウェル領域に負電圧VBBを
印加するので、ラッチアップの起きる可能性を小さくす
ることができる。
Therefore, according to the semiconductor memory device of the present embodiment, the memory cell array and the lower portion of the sense amplifier are spread in the deep well region to maintain the advantage of the triple well structure while maintaining the memory cell of FIG. A chip area intermediate between the technique of covering the array and the lower portion of the sub-word driver or the word driver with the deep well region and the technique of forming the entire surface in the deep well region can be realized.
Further, since the negative voltage VBB is applied to the P well region of the sense amplifier, the possibility of latch-up can be reduced.

【0049】ここで、本実施の形態(図4)と比較例
(図9)とを比較すると、前記図9はセンスアンプの両
端の分離領域により短辺方向が大きくなり、一方、図4
はサブワードドライバ両端の分離領域により長辺方向が
長くなる。たとえば図1の構成では、長辺方向のサブワ
ードドライバの数は34個、短辺方向のセンスアンプの
数は34個と等しい。
Now, comparing this embodiment (FIG. 4) with the comparative example (FIG. 9), in FIG. 9, the direction of the short side becomes larger due to the isolation regions at both ends of the sense amplifier, while FIG.
Is long in the long side direction due to the isolation regions at both ends of the sub word driver. For example, in the configuration of FIG. 1, the number of subword drivers in the long side direction is equal to 34, and the number of sense amplifiers in the short side direction is equal to 34.

【0050】よって、ウェル分離による長さ増加は原理
的に等しい(1個のセンスアンプあるいはサブワードド
ライバ当たり5μm)ので、34個によるチップ寸法増
加は170μmと考えられる。長さの増加が同じならば
チップ面積は短辺方向が大きくなる方がより大きくな
る。すなわち、全面ディープウェル構造でチップ面積が
11.5×6.5≒74.8mm2 ならば、図9のケースで1
1.5×6.67≒76.7mm2 、図4のケースでは11.6
7×6.5≒75.9mm3 であり、やや本実施の形態によ
る構造の方が小さいことが分かる。
Therefore, since the length increase due to the well separation is equal in principle (5 μm per one sense amplifier or sub-word driver), it is considered that the chip size increase by 34 is 170 μm. If the increase in length is the same, the chip area becomes larger as the short side direction becomes larger. That is, if the chip area is 11.5 × 6.5≈74.8 mm 2 in the whole deep well structure, then 1 in the case of FIG.
1.5 × 6.67≈76.7 mm 2 , 11.6 in the case of FIG.
Since 7 × 6.5≈75.9 mm 3 , it can be seen that the structure according to the present embodiment is slightly smaller.

【0051】以上、本発明者によってなされた発明をそ
の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.

【0052】たとえば、前記実施の形態においては、6
4Mビットあるいは256MビットDRAMまたはシン
クロナスDRAMの例で説明したが、これに限定される
ものではなく、他のビット数のより高集積化のDRAM
や、SRAM、RAM、ROM、PROM、EPRO
M、EEPROMなどの他の半導体記憶装置についても
広く適用可能である。
For example, in the above embodiment, 6
Although an example of a 4 Mbit or 256 Mbit DRAM or a synchronous DRAM has been described, the present invention is not limited to this, and a highly integrated DRAM having another number of bits.
, SRAM, RAM, ROM, PROM, EPRO
It is also widely applicable to other semiconductor memory devices such as M and EEPROM.

【0053】[0053]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0054】(1).ディープウェル分離をサブワードドラ
イバとメモリセルアレーの境界で行い、メモリセルアレ
ーとセンスアンプの下部にはディープウェル領域を連続
して敷き詰めることで、センスアンプとサブワードドラ
イバのNウェル領域に最適な電圧を印加することができ
る。
(1). Deep well isolation is performed at the boundary between the sub word driver and the memory cell array, and a deep well region is continuously laid under the memory cell array and the sense amplifier. An optimum voltage can be applied to the well region.

【0055】(2).ディープウェル構造をメモリセルアレ
ーとセンスアンプの下部に適用することで、分離領域の
幅はチップ長辺方向に延びるので、チップ面積の増加は
少なくすることができる。
(2) By applying the deep well structure to the lower portion of the memory cell array and the sense amplifier, the width of the isolation region extends in the long side direction of the chip, so that the increase of the chip area can be suppressed.

【0056】(3).センスアンプもディープウェル領域で
囲まれるので、周辺回路からビット線またはメモリセル
への雑音侵入を完全に防護することができる。
(3) Since the sense amplifier is also surrounded by the deep well region, noise intrusion from the peripheral circuit to the bit line or the memory cell can be completely protected.

【0057】(4).センスアンプやメモリセルのPウェル
領域に負電圧を印加すると、寄生MOSの導通が起き難
く、特にシェアドセンスアンプ方式でアレーとセンスア
ンプの間のMOSトランジスタの相互の電気的分離に有
利である。これに伴いラッチトランジスタのしきい値電
圧は増加するが、これは低しきい値電圧タイプのNMO
Sはもともと必要であり問題とはならない。
(4). When a negative voltage is applied to the P-well region of the sense amplifier or the memory cell, the conduction of the parasitic MOS hardly occurs, and in particular, in the shared sense amplifier system, the mutual electrical conductivity of the MOS transistors between the array and the sense amplifier is increased. It is advantageous for dynamic separation. Along with this, the threshold voltage of the latch transistor increases, but this is due to the low threshold voltage type NMO.
S is originally necessary and does not pose a problem.

【0058】(5).電圧VDD−VSS間にはディープウ
ェル領域−P形半導体基板間の容量、約15nFが電源
間のデカップリングコンデンサとなり、回路動作の安定
化に寄与させることができる。反面、電圧VPPのコン
デンサが少なくなるが、VPPに必要な容量値は小さい
ので問題となることはない。
(5). Between the voltage VDD and VSS, the capacitance between the deep well region and the P-type semiconductor substrate, about 15 nF serves as a decoupling capacitor between the power supplies, which can contribute to stabilization of the circuit operation. On the other hand, the number of capacitors for the voltage VPP decreases, but this is not a problem because the capacitance value required for VPP is small.

【0059】(6).電源VDD−VSS間の容量により入
力ピンからの静電気が電圧VDDあるいはVSSに逃げ
やすいので、静電保護耐圧の向上にも寄与させることが
できる。
(6). Since the static electricity from the input pin easily escapes to the voltage VDD or VSS due to the capacitance between the power supply VDD and VSS, it is possible to contribute to the improvement of the electrostatic protection withstand voltage.

【0060】(7).前記(1) 〜(6) により、高集積半導体
記憶装置において、トリプルウェル方式の利点を生かし
ながらチップ面積の増加を抑えることができ、特に最近
の64Mビット以降のDRAMに使用される階層形ワー
ド線方式に適するトリプルウェル構造を実現することが
できる。
(7) Due to the above (1) to (6), in the highly integrated semiconductor memory device, it is possible to suppress the increase of the chip area while taking advantage of the triple well system, and particularly to the DRAM of 64 Mbits or later in recent years. It is possible to realize a triple well structure suitable for the hierarchical word line system used in.

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

【図1】(a),(b) は本発明の一実施の形態である半導体
記憶装置を示すレイアウト図と部分拡大図である。
1A and 1B are a layout diagram and a partially enlarged view showing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態の半導体記憶装置におけ
るメモリセルアレーとその周辺回路とを示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a memory cell array and its peripheral circuits in a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態において、メモリセルア
レーと直接周辺回路とを示すレイアウト図である。
FIG. 3 is a layout diagram showing a memory cell array and a direct peripheral circuit in one embodiment of the present invention.

【図4】(a),(b) は本発明の一実施の形態において、直
接周辺回路を示す断面図である。
4 (a) and 4 (b) are cross-sectional views showing a direct peripheral circuit in one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施の形態において、サブワードド
ライバを示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a sub-word driver in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施の形態において、サブワードド
ライバを示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a sub-word driver according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施の形態において、サブワードド
ライバを示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a sub-word driver in the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の前提となる半導体記憶装置におけるメ
モリセルアレーと直接周辺回路とを示すレイアウト図で
ある。
FIG. 8 is a layout diagram showing a memory cell array and a direct peripheral circuit in a semiconductor memory device which is a premise of the present invention.

【図9】(a),(b),(c) は本発明の前提となる半導体記憶
装置における直接周辺回路を示す断面図である。
9A, 9B and 9C are sectional views showing a direct peripheral circuit in a semiconductor memory device which is a premise of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 メモリチップ 11 メインローデコーダ領域 12 メインワードドライバ領域 13 カラムデコーダ領域 14 周辺回路/ボンディングパッド領域 15 メモリセルアレー 16 センスアンプ領域 17 サブワードドライバ領域 18 交差領域 51 入力回路 52 プリデコーダ 61 メインアンプ 62 出力回路 MCA メモリセルアレー SWD サブワードドライバ SA センスアンプ MW,MWB メインワード線 FX,FXB プリデコーダ線 SW サブワード線 BL,BLB ビット線 YS 列選択信号線 LIO,LIOB ローカルIO線 MIO,MIOB メインIO線 SHR1,2 シェアドセンスアンプ分離信号線 PCB ビット線プリチャージ信号線 CSP,CSN センスアンプ駆動線 SAP1,2 センスアンプ充電信号線 SAN センスアンプ放電信号線 10 memory chips 11 Main row decoder area 12 Main word driver area 13 column decoder area 14 Peripheral circuit / bonding pad area 15 memory cell array 16 Sense amplifier area 17 Sub word driver area 18 intersection area 51 Input circuit 52 predecoder 61 Main amplifier 62 Output circuit MCA memory cell array SWD sub word driver SA sense amplifier MW, MWB main word line FX, FXB predecoder line SW sub word line BL, BLB Bit line YS column selection signal line LIO, LIOB Local IO line MIO, MIOB Main IO line SHR1, Shared-sense-amplifier separation signal line PCB Bit line Precharge signal line CSP, CSN sense amplifier drive line SAP1, 2 sense amplifier charge signal line SAN sense amplifier discharge signal line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石松 学 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日立超エル・エス・アイ・エンジニアリ ング株式会社内 (72)発明者 上田 利次 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日立超エル・エス・アイ・エンジニアリ ング株式会社内 (72)発明者 加藤 茂信 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日立超エル・エス・アイ・エンジニアリ ング株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−181292(JP,A) 特開 平9−139477(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8242 G11C 11/34 G11C 11/407 H01L 27/108 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Manabu Ishimatsu 5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitachi Ultra LSI Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Ritsuji Ueda Tokyo 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Within Hitachi Super L.S.I. Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Shigenobu Kato 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi ultra-L ・(56) Reference JP 8-181292 (JP, A) JP 9-139477 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/8242 G11C 11/34 G11C 11/407 H01L 27/108

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 トリプルウェル構造を用いた半導体記憶
装置であって、複数のメモリセルアレーと複数のセンス
アンプとの下部に連続的に深いウェル領域を埋め込み、
前記メモリセルアレーと前記センスアンプとのNMOS
のPウェル領域には負電圧を、ワードドライバを含む大
部分の周辺回路のNMOSのPウェル領域には0Vを供
し、 前記メモリセルアレーのワード線方向がチップの長辺方
向、ビット線方向がチップの短辺方向である ことを特徴
とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device using a triple well structure, wherein a deep well region is continuously buried under a plurality of memory cell arrays and a plurality of sense amplifiers.
NMOS of the memory cell array and the sense amplifier
, A negative voltage is supplied to the P-well region of the memory cell array and 0V is supplied to the NMOS P-well region of most of the peripheral circuits including the word driver, and the word line direction of the memory cell array is the long side of the chip.
And a bit line direction is a short side direction of the chip .
【請求項2】 請求項記載の半導体記憶装置であっ
て、前記ワードドライバは階層形ワード線構成のサブワ
ードドライバであり、このサブワードドライバの下部に
は前記深いウェル領域がなく、PMOSのNウェル領域
にはワード線選択電圧と同じ電圧を供給することを特徴
とする半導体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1 , wherein the word driver is a sub-word driver having a hierarchical word line structure, and there is no deep well region below the sub-word driver, and a PMOS N-well is provided. A semiconductor memory device characterized in that the same voltage as a word line selection voltage is supplied to a region.
【請求項3】 トリプルウェル構造を用いた半導体記憶
装置であって、複数のメモリセルアレーと複数のセンス
アンプとの下部に連続的に深いウェル領域を埋め込み、
前記メモリセルアレーと前記センスアンプとのNMOS
のPウェル領域には負電圧を、ワードドライバを含む大
部分の周辺回路のNMOSのPウェル領域には0Vを供
給し、 前記ワードドライバは階層形ワード線構成のサブワード
ドライバであり、このサブワードドライバの下部には前
記深いウェル領域がなく、PMOSのNウェル領域には
ワード線選択電圧と同じ電圧を供給し、 前記サブワードドライバはPMOSとNMOSとからな
り、このサブワードドライバのレイアウトは前記PMO
Sを中央、前記NMOSをその両側の前記メモリセルア
レー側に配置することを特徴とする半導体記憶装置。
3. A semiconductor memory using a triple well structure.
A device comprising a plurality of memory cell arrays and a plurality of senses.
Embed a deep well region continuously under the amplifier,
NMOS of the memory cell array and the sense amplifier
Negative voltage in the P-well region of the
Supply 0V to the NMOS P-well region of the peripheral circuit.
The word driver is a subword of a hierarchical word line structure.
Is a driver, and at the bottom of this subword driver
There is no deep well region, and the N well region of the PMOS has
The same voltage as the word line selection voltage is supplied, the sub-word driver is composed of PMOS and NMOS, and the layout of the sub-word driver is the PMO.
A semiconductor memory device in which S is arranged in the center and the NMOSs are arranged on both sides thereof on the side of the memory cell array.
【請求項4】 請求項1、2または3記載の半導体記憶
装置であって、前記半導体記憶装置は、DRAMである
ことを特徴とする半導体記憶装置。
4. A semiconductor memory device according to claim 1, 2 or 3, wherein the semiconductor memory device, a semiconductor memory device which is a D RAM.
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