JP5724206B2 - Master slice memory cell - Google Patents

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本願に開示の技術は、マスタスライス方式のメモリセルに関するものである。   The technology disclosed in the present application relates to a master slice type memory cell.

マスタスライス方式とは、半導体集積回路の形成に係る技術の1つである。予め、メタル配線以外の拡散層やポリシリコン層などの下位の層により所定のトランジスタの組合せで構成した基本セルを規則的に配置した下地(以下の説明では、バルクと称する)を準備する。回路構成に応じたメタル配線層を形成することにより、必要な回路構成を実現するものである。半導体プロセスの最終段階であるメタル配線層を形成するパターンマスクを差し替えることで種々の回路構成に対応した半導体集積回路を実現する。開発および製造期間の短縮に資する技術である。   The master slice method is one of the technologies related to the formation of a semiconductor integrated circuit. A base (in the following description, referred to as a bulk) is prepared in advance, in which basic cells composed of a predetermined combination of transistors are arranged in a lower layer such as a diffusion layer other than metal wiring or a polysilicon layer. By forming a metal wiring layer according to the circuit configuration, a necessary circuit configuration is realized. A semiconductor integrated circuit corresponding to various circuit configurations is realized by replacing a pattern mask for forming a metal wiring layer which is the final stage of the semiconductor process. This technology contributes to shortening the development and manufacturing period.

マスタスライス方式の半導体集積回路については、種々の課題に対する提案がなされてきている。例えば、基本セルの1つのゲートを所望の電位にクリップする方法に関して提案がなされている(特許文献1など)。また、メモリ搭載ゲートアレイLSI装置において、複数の基本セルを有するロジックブロックに加えてメモリブロックを備えてメモリ回路実現のための専用領域として利用する提案がなされている(特許文献2など)。また、ゲートアレイLSIに関して、内部ゲートにおける信号状態を読出し可能としたマトリックステスト方式の試験回路を備える提案がなされている(特許文献3など)。また、マスタスライス型LSI用のゲート速度とメモリ密度との両立を図るために基本セルのトランジスタの構成に関する提案がなされている(特許文献4、6、7など)。また、基本セルでメモリセルを構成することで基本セルの利用率の向上を図る提案がなされている(特許文献5など)。   As for the master slice type semiconductor integrated circuit, proposals for various problems have been made. For example, a proposal has been made regarding a method of clipping one gate of a basic cell to a desired potential (for example, Patent Document 1). In addition, in a memory-mounted gate array LSI device, a proposal has been made that a memory block is provided in addition to a logic block having a plurality of basic cells and is used as a dedicated area for realizing a memory circuit (Patent Document 2, etc.). In addition, regarding gate array LSIs, proposals have been made that include a matrix test type test circuit that can read out the signal state at an internal gate (Patent Document 3, etc.). In addition, in order to achieve both the gate speed and the memory density for the master slice type LSI, proposals have been made regarding the configuration of the basic cell transistor (Patent Documents 4, 6, 7, etc.). In addition, a proposal has been made to improve the utilization rate of the basic cells by configuring the memory cells with the basic cells (Patent Document 5, etc.).

特公平8−28482号公報Japanese Patent Publication No. 8-28482 特公平6−95569号公報Japanese Patent Publication No. 6-95569 特開平5−63046号公報JP-A-5-63046 特開平6−69475号公報JP-A-6-69475 特開平6−84390号公報JP-A-6-84390 特開平6−310688号公報JP-A-6-310688 特許第3277339号Japanese Patent No. 3277339

背景技術は、種々、マスタスライス方式に関する課題を開示するものではある。しかしながら、マスタスライス方式により、メモリセルに関して、複数種類の回路構成に対応可能な基本セルについては開示されていない。ましてや、こうした対応が可能なメモリセル専用の基本セルについては実現することはできない。   The background art discloses various problems related to the master slice method. However, a basic cell that can handle a plurality of types of circuit configurations with respect to the memory cell by the master slice method is not disclosed. Moreover, it is impossible to realize a basic cell dedicated to a memory cell that can handle this.

この点、特許文献2などには、メモリブロックを備えることが開示されてはいる。しかしながら、この開示にあるメモリブロックとは、複数のメモリセルを備えるいわゆるメモリセルアレイである。マスタスライス方式により、複数種類のメモリセルに対応可能なメモリセル専用の基本セルに関する開示ではない。   In this regard, Patent Document 2 and the like disclose that a memory block is provided. However, the memory block in this disclosure is a so-called memory cell array including a plurality of memory cells. The disclosure is not related to a basic cell dedicated to a memory cell that can handle a plurality of types of memory cells by the master slice method.

また、特許文献4、6、7などでは、基本セルによりメモリセルを構成可能であるとの開示がなされてはいる。しかしながら、この開示では、基本セルは、メモリセルを高密度に配置すると共に高速な論理ゲートを構成するトランジスタを配置するための構成である。また、配置されるメモリセルは基本構成のメモリセルのみであり、複数種類のメモリセルをマスタスライス方式で対応可能とするといった技術に関するものではない。   Further, Patent Documents 4, 6, and 7 disclose that a memory cell can be configured by a basic cell. However, in this disclosure, the basic cell is a configuration for disposing memory cells in high density and disposing transistors constituting a high-speed logic gate. Further, the memory cells to be arranged are only the memory cells having the basic configuration, and are not related to a technique that enables a plurality of types of memory cells to be handled by the master slice method.

本願に開示される技術は上記の課題に鑑み提案されたものであって、複数種類の回路構成をマスタスライス方式で対応可能なメモリセル専用のマスタスライス方式メモリセルを提供することを目的とする。   The technology disclosed in the present application has been proposed in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a master slice type memory cell dedicated to a memory cell capable of handling a plurality of types of circuit configurations by the master slice type. .

本願に開示される技術に係るマスタスライス方式メモリセルは、列方向に伸長され、第1または第2のN型トランジスタのソースまたはドレインを形成するN型導電型の第1拡散層と、第1拡散層に隣接して並置され、第1または第2のP型トランジスタのソースまたはドレインを形成するP型導電型の第2拡散層と、第2拡散層に隣接して並置され、第3または第4のN型トランジスタのソースまたはドレインを形成するN型導電型の第3拡散層と、行方向に伸長され、第1拡散層および第2拡散層の上層に配置され、第1のN型トランジスタおよび第1のP型トランジスタのゲート電極を形成する第1ゲート層と、行方向に伸長され、第1拡散層の上層に配置され、第2のN型トランジスタのゲート電極を形成する第2ゲート層と、第1ゲート層の延長線上で行方向に伸長され、第3拡散層の上層に配置され、第3のN型トランジスタのゲート電極を形成する第3ゲート層と、第2ゲート層の延長線上で行方向に伸長され、第2拡散層および第3拡散層の上層に配置され、第4のN型トランジスタおよび第2のP型トランジスタのゲート電極を形成する第4ゲート層と、第1ゲート層と第2ゲート層との間の第1拡散層の第1領域と、第1ゲート層を基準にして第1ゲート層と第4ゲート層との間の第2拡散層の第2領域と対向する位置にある領域とが第3メタル層で接続される第1記憶ノードと、第3ゲート層と第4ゲート層との間の第3拡散層の第3領域と、第4ゲート層を基準にして第2領域と対向する位置にある領域とが第3メタル層で接続される第2記憶ノードと、第1領域と、第1ゲート層を基準にして第1領域と対向する領域と、第2ゲート層を基準にして第1領域と対向する領域と、第2領域と、第1ゲート層を基準にして第2領域と対向する領域と、第4ゲート層を基準にして第2領域と対向する領域と、第3領域と、第3ゲート層を基準にして第3領域と対向する領域と、第4ゲート層を基準にして第3領域と対向する領域と、にそれぞれ配置され、第3メタル層より上層の第1メタル層と第2メタル層および第3メタル層の何れかと接続される複数の第1コンタクト層と、第1〜第4ゲート層に配置され、第1〜第3メタル層のいずれかと接続される複数の第2コンタクト層と、複数の第1コンタクト層のうちの互いに隣接する第1コンタクト層の間、あるいは、複数の第2コンタクト層のうちの互いに隣接する第2コンタクト層の間の少なくとも何れか一つに、行方向に沿って第2または第3メタル層の何れかが配線可能な第1のメタル配線領域と、第1拡散層と第2拡散層との間、および第2拡散層と第3拡散層との間に、列方向に沿って第3メタル層が配線可能な第2のメタル配線領域と、を有するメモリユニットが、列方向に沿って鏡面対称に隣接して配置され、かつ、行方向に沿って隣接して並置されて、2行2列に配置され、第1メタル層で列方向に電源線、接地線、一対のビット線が配線される。メモリユニットが並置される各行には、行方向に第1メタル層より下層の第2メタル層で、メモリユニットの各々に接続される第1および第2ワード線が配線される。メモリユニットの第1〜第3拡散層は、第1および第2ワード線の間に配置され、メモリユニットの複数の第1コンタクト層および複数の第2コンタクト層のうちのいずれかが選択されて、電源線、接地線、一対のビット線、第1ワード線、および第2ワード線のいずれかと接続される。 A master slice type memory cell according to a technique disclosed in the present application includes an N-type first diffusion layer that extends in a column direction and forms a source or drain of the first or second N-type transistor, juxtaposed adjacent to the diffusion layer, and a second diffusion layer of the P-type conductivity type to form a source or drain of the first or second P-type transistor, is juxtaposed adjacent to second diffusion layer, the third or A third diffusion layer of N-type conductivity that forms the source or drain of the fourth N-type transistor, and extends in the row direction, and is disposed above the first diffusion layer and the second diffusion layer, and the first N-type A first gate layer forming a gate electrode of the transistor and the first P-type transistor, and a second gate extending in the row direction and disposed on the first diffusion layer and forming a gate electrode of the second N-type transistor A gate layer and a first Is extended in the row direction on the extension of the over coat layer is disposed on the upper layer of the third diffusion layer, a third gate layer to form a gate electrode of the third N-type transistor, the row on the extended line of the second gate layer A fourth gate layer extending in the direction and disposed on the second diffusion layer and the third diffusion layer and forming gate electrodes of the fourth N-type transistor and the second P-type transistor; The first region of the first diffusion layer between the second gate layer and the second region of the second diffusion layer between the first gate layer and the fourth gate layer with reference to the first gate layer. The first storage node connected to the region at the position by the third metal layer, the third region of the third diffusion layer between the third gate layer and the fourth gate layer, and the fourth gate layer as a reference A second storage node connected to the region opposite to the second region by a third metal layer; 1 region, a region facing the first region with respect to the first gate layer, a region facing the first region with respect to the second gate layer, a second region, and the first gate layer as a reference A region facing the second region, a region facing the second region with reference to the fourth gate layer, a third region, a region facing the third region with reference to the third gate layer, And a plurality of regions connected to any one of the first metal layer, the second metal layer, and the third metal layer above the third metal layer. A plurality of second contact layers disposed in the first contact layer, the first to fourth gate layers, and connected to any of the first to third metal layers, and adjacent to each other among the plurality of first contact layers. Between first contact layers or among a plurality of second contact layers A first metal wiring region in which either the second or third metal layer can be wired along the row direction, at least one of the second contact layers adjacent to each other, a first diffusion layer, A memory unit having a second metal wiring region between which the third metal layer can be wired along the column direction between the second diffusion layer and between the second diffusion layer and the third diffusion layer , Arranged adjacent to each other in mirror symmetry along the column direction, and arranged adjacent to each other along the row direction, arranged in two rows and two columns, and in the first metal layer in the column direction, a power line, a ground line, A pair of bit lines are wired. In each row in which the memory units are juxtaposed, the first and second word lines connected to each of the memory units are wired in the second metal layer below the first metal layer in the row direction . The first to third diffusion layers of the memory unit are disposed between the first and second word lines, and one of the plurality of first contact layers and the plurality of second contact layers of the memory unit is selected. , A power line, a ground line, a pair of bit lines, a first word line, and a second word line.

本願に開示される技術に係るマスタスライス方式メモリセルによれば、1つに記憶ノードを有するメモリユニットが行および列方向に2行2列に配置される。個々のメモリユニットには、行方向に沿って第1のメタル配線領域が確保され、列方向に沿って第2のメタル配線領域が確保される。第1のメタル配線領域には第2または第3メタル層の何れかが配線可能であり、第2のメタル配線領域には第3メタル層が配線可能である。2行2列に配置される4つのメモリユニットのうちメモリセルとして使用されるユニットの選択、および個々のメモリユニットの第1及び第2のメタル配線領域への第2または第3メタル層の配線を有無に応じて、回路構成や駆動能力が異なる複数種類のメモリセルを実現することができる。   According to the master slice type memory cell according to the technique disclosed in the present application, memory units each having one storage node are arranged in two rows and two columns in the row and column directions. In each memory unit, a first metal wiring region is secured along the row direction, and a second metal wiring region is secured along the column direction. Either the second metal layer or the third metal layer can be wired in the first metal wiring region, and the third metal layer can be wired in the second metal wiring region. Selection of a unit used as a memory cell among four memory units arranged in 2 rows and 2 columns, and wiring of the second or third metal layer to the first and second metal wiring regions of each memory unit Depending on the presence or absence, a plurality of types of memory cells having different circuit configurations and driving capabilities can be realized.

実施形態の基本メモリセルのレイアウト図である。It is a layout diagram of a basic memory cell of an embodiment. 基本メモリセル(1ポートメモリセル)の回路図である。It is a circuit diagram of a basic memory cell (1 port memory cell). 基本メモリセルを2ポートメモリセルにレイアウトした図である。It is the figure which laid out the basic memory cell in the 2-port memory cell. 2ポートメモリセルの回路図である。It is a circuit diagram of a 2-port memory cell. 基本メモリセルを1ポートの高駆動能力メモリセルにレイアウトした図である。FIG. 3 is a diagram in which basic memory cells are laid out in a 1-port high-drive capability memory cell. 1ポートの高駆動能力メモリセルの回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a 1-port high drive capability memory cell. 基本メモリセルを2ポートの高駆動能力メモリセルにレイアウトした図である。FIG. 3 is a diagram in which basic memory cells are laid out in a two-port high drive capability memory cell. 2ポートの高駆動能力メモリセルの回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a two-port high drive capability memory cell. 他の実施形態の基本メモリセルを1ポートの高駆動能力メモリセルにレイアウトした図である。It is the figure which laid out the basic memory cell of other embodiments in the high drive capability memory cell of 1 port. 他の実施形態の基本メモリセルを使用した1ポートの高駆動能力メモリセルの回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a 1-port high drive capability memory cell using basic memory cells of another embodiment. 基本メモリセル当たりの各種メモリセルの個数を示す図である。It is a figure which shows the number of the various memory cells per basic memory cell. 実施形態の基本メモリセルと専用メモリセルとの面積比を示す図である。It is a figure which shows the area ratio of the basic memory cell of an embodiment, and a dedicated memory cell.

図1は実施形態のマスタスライス方式メモリセルを構成する基本メモリセル1である。マスタスライス方式のベースとなるレイアウトである。4つのメモリユニット11A、11B、12A、12Bが2行2列に配置されて構成されている。行方向(X1−X2)には、メモリユニット11Aとメモリユニット11B、およびメモリユニット12Aとメモリユニット12Bとが、各々、並置されて隣接配置されている。列方向(Y1−Y2)には、メモリユニット11Aとメモリユニット12A、およびメモリユニット11Bとメモリユニット12Bとが、鏡面対称に隣接配置されている。   FIG. 1 shows a basic memory cell 1 constituting the master slice type memory cell of the embodiment. This is the base layout for the master slice method. Four memory units 11A, 11B, 12A, and 12B are arranged in two rows and two columns. In the row direction (X1-X2), the memory unit 11A and the memory unit 11B, and the memory unit 12A and the memory unit 12B are juxtaposed and arranged adjacent to each other. In the column direction (Y1-Y2), the memory unit 11A and the memory unit 12A, and the memory unit 11B and the memory unit 12B are adjacently arranged in mirror symmetry.

メモリユニットの構成について説明する。メモリユニット11A、11B、12A、12Bは何れも同一の構成である。以下では、メモリユニット11Aを代表して説明する。第1〜第3拡散層21〜23は、列方向(Y1−Y2)に長尺の矩形形状を有し行方向(X1−X2)に並置されている。各々の拡散層21〜23には、行方向(X1−X2)に2本のゲート層が交差している。トランジスタが並列接続された構成である。このうち、第1拡散層21と第2拡散層22では、列方向(Y2)側のゲート層が直結されている。また、第2拡散層22と第3拡散層23では、列方向(Y1)側のゲート層が直結されている。   The configuration of the memory unit will be described. The memory units 11A, 11B, 12A, and 12B all have the same configuration. Hereinafter, the memory unit 11A will be described as a representative. The first to third diffusion layers 21 to 23 have a long rectangular shape in the column direction (Y1-Y2) and are juxtaposed in the row direction (X1-X2). In each diffusion layer 21 to 23, two gate layers intersect in the row direction (X1-X2). In this configuration, transistors are connected in parallel. Among these, in the first diffusion layer 21 and the second diffusion layer 22, the gate layer on the column direction (Y2) side is directly connected. The second diffusion layer 22 and the third diffusion layer 23 are directly connected to the gate layer on the column direction (Y1) side.

列方向(Y2)側および(Y1)側の第1〜第3拡散層21〜23の外方には、行方向(X1-X2)に基本メモリセル1を貫いて、中層メタル層により第1ワード線WLA1および第2ワード線WLB1が配線されている。第1ワード線WLA1は第1拡散層21の列方向(Y1)側に交差しているゲート層、および第3拡散層213の列方向(Y2)側に交差しているゲート層に、第2コンタクト層を介して接続されている。第1ワード線WLA1から第2コンタクト層までは上層メタル層で配線されている。尚、第2ワード線WLB1は行方向(X2)側に隣接して並置されているメモリユニット11Bの対応ゲート層に上層メタル層および第2コンタクト層を介して接続されている。   Outside the first to third diffusion layers 21 to 23 on the column direction (Y2) side and the (Y1) side, the basic memory cell 1 is penetrated in the row direction (X1-X2), and the first metal layer is formed by the middle metal layer. A word line WLA1 and a second word line WLB1 are wired. The first word line WLA1 is connected to the gate layer that intersects the column direction (Y1) side of the first diffusion layer 21 and the gate layer that intersects the column direction (Y2) side of the third diffusion layer 213. They are connected via a contact layer. The first word line WLA1 to the second contact layer are wired with an upper metal layer. The second word line WLB1 is connected to the corresponding gate layer of the memory unit 11B juxtaposed in the row direction (X2) side via the upper metal layer and the second contact layer.

第1〜第3拡散層21〜23は、各ゲート層から列方向(Y1)側および(Y2)側の外方領域、およびゲート層に挟まれた領域の各々に、上層メタル層、中層メタル層、下層メタル層の何れかと接続される第1コンタクト層を備えている。   The first to third diffusion layers 21 to 23 are formed in an upper metal layer and a middle metal layer in each of the outer region on the column direction (Y1) side and the (Y2) side from each gate layer and the region sandwiched between the gate layers. A first contact layer connected to either the first layer or the lower metal layer.

第1拡散層21に交差するゲート層に挟まれた領域にある第1コンタクト層、第2拡散層22に交差するゲート層から列方向(Y2)側の外方領域にある第1コンタクト層、および第2拡散層22と第3拡散層23とを貫くゲート層にある第2コンタクト層は、下層メタル層で接続されて記憶ノードN1を構成する。また、第3拡散層23に交差するゲート層に挟まれた領域にある第1コンタクト層、第2拡散層22に交差するゲート層から列方向(Y1)側の外方領域にある第1コンタクト層、および第1拡散層21と第2拡散層22とを貫くゲート層にある第2コンタクト層は、下層メタル層で接続されて相補記憶ノード/N1を構成する。これらの下層メタル層により1対の記憶ノードを構成している。   A first contact layer in a region sandwiched between gate layers intersecting the first diffusion layer 21, a first contact layer in an outer region on the column direction (Y2) side from the gate layer intersecting the second diffusion layer 22, The second contact layer in the gate layer passing through the second diffusion layer 22 and the third diffusion layer 23 is connected by the lower metal layer to form the storage node N1. Also, a first contact layer in a region sandwiched between gate layers intersecting the third diffusion layer 23, and a first contact in an outer region on the column direction (Y1) side from the gate layer intersecting the second diffusion layer 22 The second contact layer in the gate layer passing through the first diffusion layer 21 and the second diffusion layer 22 is connected by the lower metal layer to form the complementary storage node / N1. These lower metal layers constitute a pair of storage nodes.

第1拡散層21に交差するゲート層から列方向(Y1)側の外方領域にある第1コンタクト層(B)には列方向(Y1−Y2)に上層メタル層で配線されるビット線BLAが接続される。第1拡散層21に交差するゲート層から列方向(Y2)側の外方領域にある第1コンタクト層(G)には列方向(Y1−Y2)に上層メタル層で配線される接地線GNDが接続される。   Bit line BLA wired in the upper metal layer in the column direction (Y1-Y2) to the first contact layer (B) in the outer region on the column direction (Y1) side from the gate layer intersecting the first diffusion layer 21 Is connected. The first contact layer (G) in the outer region on the column direction (Y2) side from the gate layer intersecting the first diffusion layer 21 is grounded by the upper metal layer in the column direction (Y1-Y2). Is connected.

第2拡散層22に交差するゲート層に挟まれた領域にある第1コンタクト層(V)には列方向(Y1−Y2)に上層メタル層で配線される電源線VDDが接続される。   A power line VDD wired by an upper metal layer in the column direction (Y1-Y2) is connected to the first contact layer (V) in the region sandwiched between the gate layers intersecting the second diffusion layer 22.

第3拡散層23に交差するゲート層から列方向(Y1)側の外方領域にある第1コンタクト層(G)には列方向(Y1−Y2)に上層メタル層で配線される接地線GNDが接続される。第3拡散層23に交差するゲート層から列方向(Y2)側の外方領域にある第1コンタクト層(B)には列方向(Y1−Y2)に上層メタル層で配線される相補ビット線/BLAが接続される。   A ground line GND wired in the upper metal layer in the column direction (Y1-Y2) to the first contact layer (G) in the outer region on the column direction (Y1) side from the gate layer intersecting the third diffusion layer 23 Is connected. Complementary bit lines wired in the upper metal layer in the column direction (Y1-Y2) to the first contact layer (B) in the outer region on the column direction (Y2) side from the gate layer intersecting the third diffusion layer 23 / BLA is connected.

以上の接続から、メモリユニット11Aは図2に示す構成となる。すなわち、第1拡散層21と第2拡散層22とを貫くゲート層で構成されるトランジスタ(T2)、(T3)によりインバータゲートI1が構成される。第3拡散層23と第2拡散層22とを貫くゲート層で構成されるトランジスタ(T4)、(T5)によりインバータゲートI2が構成される。インバータゲートI1、I2により1ビットを記憶するメモリコアが構成される。また、第1拡散層21に交差するゲート層のうち列方向(Y1)側のゲート層により構成されるトランジスタ(T1)は、メモリコアの記憶ノードN1とビット線BLAとの間に介在するトランスファゲートを構成し、第3拡散層23に交差するゲート層のうち列方向(Y2)側のゲート層により構成されるトランジスタ(T6)は、メモリコアの相補記憶ノード/N1と相補ビット線/BLAとの間に介在するトランスファゲートを構成する。   From the above connection, the memory unit 11A has the configuration shown in FIG. That is, the inverter gate I1 is configured by the transistors (T2) and (T3) configured by the gate layer penetrating the first diffusion layer 21 and the second diffusion layer 22. The inverter gate I2 is configured by the transistors (T4) and (T5) configured by the gate layer penetrating the third diffusion layer 23 and the second diffusion layer 22. A memory core storing one bit is configured by the inverter gates I1 and I2. The transistor (T1) constituted by the gate layer on the column direction (Y1) side among the gate layers intersecting the first diffusion layer 21 is a transfer interposed between the storage node N1 of the memory core and the bit line BLA. The transistor (T6) that is configured by the gate layer on the column direction (Y2) side of the gate layer that forms the gate and intersects the third diffusion layer 23 includes the complementary storage node / N1 of the memory core and the complementary bit line / BLA. A transfer gate interposed between the two is configured.

ここで、ビット線BLA、相補ビット線/BLA、接地線GND、および電源線VDDは、上位メタル層により列方向(Y1−Y2)に、メモリユニット11A、12Aを貫いて配線される。   Here, the bit line BLA, the complementary bit line / BLA, the ground line GND, and the power supply line VDD are wired through the memory units 11A and 12A in the column direction (Y1-Y2) by the upper metal layer.

基本メモリセル1には、行方向(X1−X2)に並置されるメモリユニットを貫いて、第1〜第3拡散層21〜23に配置される第1コンタクト層の間であって第1コンタクト層と第2コンタクト層との間に、第1のメタル配線領域が確保される。第1のメタル配線領域11−1、11−2は、メモリユニット11A、11Bを貫いて確保されており、第1のメタル配線領域12−1、12−2は、メモリユニット12A、12Bを貫いて確保されている。第1のメタル配線領域11−1、11−2、12−1、12−2には、メモリセルの種別に応じて中層メタル層、下層メタル層が配線される。   The basic memory cell 1 has a first contact between the first contact layers disposed in the first to third diffusion layers 21 to 23 through the memory units juxtaposed in the row direction (X1-X2). A first metal wiring region is secured between the layer and the second contact layer. The first metal wiring areas 11-1 and 11-2 are secured through the memory units 11A and 11B, and the first metal wiring areas 12-1 and 12-2 penetrate through the memory units 12A and 12B. Secured. In the first metal wiring regions 11-1, 11-2, 12-1, and 12-2, an intermediate metal layer and a lower metal layer are wired according to the type of the memory cell.

また、基本メモリセル1には、列方向(Y1−Y2)に鏡面対称に配置されるメモリユニットを貫いて、列方向(Y1−Y2)に、第1〜第3拡散層21〜23の間に、第2のメタル配線領域が確保される。第2のメタル配線領域2A−1、2A−2は、メモリユニット11A、12Aを貫いて確保されており、第2のメタル配線領域2B−1、2B−2は、メモリユニット11B、12Bを貫いて確保されている。第2のメタル配線領域2A−1、2A−2、2B−1、2B−2には、メモリセルの種別に応じて下層メタル層が配線される。ここで、第2のメタル配線領域2A−1、2A−2、2B−1、2B−2は、必要に応じて第2コンタクト層との干渉が回避されて配線される。   In addition, the basic memory cell 1 passes through memory units arranged in mirror symmetry in the column direction (Y1-Y2), and extends between the first to third diffusion layers 21 to 23 in the column direction (Y1-Y2). In addition, a second metal wiring region is secured. The second metal wiring regions 2A-1, 2A-2 are secured through the memory units 11A, 12A, and the second metal wiring regions 2B-1, 2B-2 are penetrated through the memory units 11B, 12B. Secured. In the second metal wiring regions 2A-1, 2A-2, 2B-1, and 2B-2, lower metal layers are wired according to the type of the memory cell. Here, the second metal wiring regions 2A-1, 2A-2, 2B-1, and 2B-2 are wired while avoiding interference with the second contact layer as necessary.

また、行方向(X1−X2)に並置されているメモリユニット12A,12Bには、第1〜第3拡散層21〜23の外方に、行方向(X1-X2)に基本メモリセル1を貫いて、中層メタル層により第1ワード線WLA2および第2ワード線WLB2が配線されている。第1ワード線WLA2は行方向(X1)側に配置されているメモリユニット12Aに、第2コンタクト層を介して接続されている。第1ワード線WLA2から第2コンタクト層までは上層メタル層で配線されている。第2ワード線WLB2は行方向(X2)側に配置されているメモリユニット12Bに、第2コンタクト層を介して接続されている。第2ワード線WLB2から第2コンタクト層までは上層メタル層で配線されている。   Further, in the memory units 12A and 12B juxtaposed in the row direction (X1-X2), the basic memory cell 1 is placed in the row direction (X1-X2) outside the first to third diffusion layers 21-23. The first word line WLA2 and the second word line WLB2 are wired through the middle metal layer. The first word line WLA2 is connected to the memory unit 12A disposed on the row direction (X1) side via the second contact layer. The first word line WLA2 to the second contact layer are wired with an upper metal layer. The second word line WLB2 is connected to the memory unit 12B disposed on the row direction (X2) side via the second contact layer. The second word line WLB2 to the second contact layer are wired with an upper metal layer.

図2は、基本メモリセル1の回路図である。マスタスライス方式のベースとなるレイアウト(図1)で実現される回路図である。メモリユニット11A、11B、12A、12Bは、各々、1ビットメモリコアを備えている。各メモリユニット11A、11B、12A、12Bは、各々、ワード線WLA1、WLB1、WLA2、WLB2で選択制御される。この構成により、1ポートのメモリセルを構成する。   FIG. 2 is a circuit diagram of the basic memory cell 1. It is a circuit diagram implement | achieved by the layout (FIG. 1) used as the base of a master slice system. Each of the memory units 11A, 11B, 12A, and 12B includes a 1-bit memory core. Each of the memory units 11A, 11B, 12A, and 12B is selectively controlled by the word lines WLA1, WLB1, WLA2, and WLB2. With this configuration, a 1-port memory cell is configured.

図3は、マスタスライス方式のベースとなる基本メモリセル1に対して中層メタル層および下層メタル層を形成するガラスマスクを変更して得られるレイアウトである。基本メモリセル1から2ポートのメモリセルを得るためのメタル結線である。第1のメタル配線領域11−1、11−2、12−1、12−2に、中層メタル層24、25、28、29を配線する。中層メタル層24は、行方向(X1-X2)に並置されているメモリユニット11A、11Bの、対応する記憶ノードを接続する。メモリユニット11Aの記憶ノードN1をメモリユニット11Bの対応する記憶ノードに接続する。中層メタル層25は、行方向(X1-X2)に並置されているメモリユニット11A、11Bの、対応する相補記憶ノードを接続する。メモリユニット11Aの相補記憶ノード/N1をメモリユニット11Bの対応する相補記憶ノードに接続する。中層メタル層28、29も同様である。行方向(X1-X2)に並置されているメモリユニット12A、12Bの、対応する記憶ノードおよび相補記憶ノードを、各を接続する。   FIG. 3 is a layout obtained by changing the glass mask for forming the middle metal layer and the lower metal layer for the basic memory cell 1 serving as the base of the master slice method. This is a metal connection for obtaining a 2-port memory cell from the basic memory cell 1. Intermediate metal layers 24, 25, 28, and 29 are wired in the first metal wiring regions 11-1, 11-2, 12-1, and 12-2. The middle metal layer 24 connects the corresponding storage nodes of the memory units 11A and 11B juxtaposed in the row direction (X1-X2). The storage node N1 of the memory unit 11A is connected to the corresponding storage node of the memory unit 11B. The middle metal layer 25 connects corresponding complementary storage nodes of the memory units 11A and 11B juxtaposed in the row direction (X1-X2). The complementary storage node / N1 of the memory unit 11A is connected to the corresponding complementary storage node of the memory unit 11B. The same applies to the middle metal layers 28 and 29. Corresponding storage nodes and complementary storage nodes of the memory units 12A and 12B juxtaposed in the row direction (X1-X2) are connected to each other.

更に、列方向に鏡面対称に配置されているメモリユニット11B、12Bについて、分岐メタル層26、27、30、31を削除する。ここで、分岐メタル層とは、記憶ノードおよび相補記憶ノードを構成する下層メタル層の一部である。分岐メタル層26、30は、第1拡散層の第1コンタクト層と第2拡散層の第1コンタクト層とを接続する配線である。分岐メタル層27、31は、第3拡散層の第1コンタクト層と第2拡散層の第1コンタクト層とを接続する配線である。メモリコアを構成する1対のインバータゲートにおいて、出力ノードである記憶ノードあるいは相補記憶ノードと電源線VDDとの間に介在する信号経路を開路するものである。これにより、メモリコアは動作しない状態とすることができる。   Further, the branch metal layers 26, 27, 30, 31 are deleted from the memory units 11B, 12B arranged in mirror symmetry in the column direction. Here, the branch metal layer is a part of the lower metal layer constituting the storage node and the complementary storage node. The branched metal layers 26 and 30 are wirings that connect the first contact layer of the first diffusion layer and the first contact layer of the second diffusion layer. The branched metal layers 27 and 31 are wirings that connect the first contact layer of the third diffusion layer and the first contact layer of the second diffusion layer. In a pair of inverter gates constituting the memory core, a signal path interposed between a storage node or complementary storage node as an output node and the power supply line VDD is opened. Thereby, a memory core can be made into the state which does not operate | move.

図4は、2ポートメモリセルとする場合の回路図である。基本メモリセル1(図1)に対して中層メタル層および下層メタル層を形成するガラスマスクを変更したレイアウト(図3)により得られるメモリセルの回路図である。   FIG. 4 is a circuit diagram for a 2-port memory cell. FIG. 4 is a circuit diagram of a memory cell obtained by a layout (FIG. 3) in which a glass mask for forming an intermediate metal layer and a lower metal layer is changed with respect to the basic memory cell 1 (FIG. 1).

メモリユニット11Aとメモリユニット11B、およびメモリユニット12Aとメモリユニット12Bは、各々、1対の記憶ノードのうち互いに対応するノードが中層メタル層24、26、および28、29で接続されている。また、メモリユニット11B、12Bは、メモリコアを構成するインバータゲートの電源線VDDからの信号経路が、分岐メタル層26、27、および30、31を削除することにより分断されている。   In memory unit 11A and memory unit 11B, and in memory unit 12A and memory unit 12B, nodes corresponding to each other in a pair of storage nodes are connected by intermediate metal layers 24, 26, and 28, 29, respectively. Further, in the memory units 11B and 12B, the signal path from the power line VDD of the inverter gate constituting the memory core is divided by deleting the branch metal layers 26, 27 and 30, 31.

これにより、メモリユニット11Aのメモリコアは、第1ワード線WLA1により選択されるポートと、第2ワード線WLB1により選択されるポートとの2ポートでアクセスされる。また、メモリユニット12Aのメモリコアは、第1ワード線WLA2により選択されるポートと、第2ワード線WLB2により選択されるポートとの2ポートでアクセスされる。   As a result, the memory core of the memory unit 11A is accessed through two ports, the port selected by the first word line WLA1 and the port selected by the second word line WLB1. The memory core of the memory unit 12A is accessed through two ports, a port selected by the first word line WLA2 and a port selected by the second word line WLB2.

図5は、マスタスライス方式のベースとなる基本メモリセル1に対して下層メタル層を形成するガラスマスクを変更して得られるレイアウトである。基本メモリセル1から1ポートの高駆動能力メモリセルを得るためのメタル結線である。第2のメタル配線領域2A−1、2A−2、2B−1、2B−2に、下層メタル層32、33、34、35を配線する。下層メタル層32は、列方向(Y1-Y2)に配置されているメモリユニット11A、12Aの、対応する記憶ノードを接続する。メモリユニット11Aの記憶ノードN1をメモリユニット12Aの対応する記憶ノードに接続する。下層メタル層33は、列方向(Y1-Y2)に配置されているメモリユニット11A、12Aの、対応する相補記憶ノードを接続する。メモリユニット11Aの相補記憶ノード/N1をメモリユニット12Aの対応する相補記憶ノードに接続する。下層メタル層34、35も同様である。列方向(Y1-Y2)に配置されているメモリユニット11B、12Bの、対応する記憶ノードおよび相補記憶ノードを、各を接続する。   FIG. 5 shows a layout obtained by changing the glass mask for forming the lower metal layer for the basic memory cell 1 serving as the base of the master slice method. This is a metal connection for obtaining a one-port high drive capability memory cell from the basic memory cell 1. Lower metal layers 32, 33, 34, and 35 are wired in the second metal wiring regions 2A-1, 2A-2, 2B-1, and 2B-2. The lower metal layer 32 connects the corresponding storage nodes of the memory units 11A and 12A arranged in the column direction (Y1-Y2). The storage node N1 of the memory unit 11A is connected to the corresponding storage node of the memory unit 12A. The lower metal layer 33 connects the corresponding complementary storage nodes of the memory units 11A and 12A arranged in the column direction (Y1-Y2). The complementary storage node / N1 of the memory unit 11A is connected to the corresponding complementary storage node of the memory unit 12A. The same applies to the lower metal layers 34 and 35. Corresponding storage nodes and complementary storage nodes of the memory units 11B and 12B arranged in the column direction (Y1-Y2) are connected to each other.

図6は、1ポートの高駆動能力メモリセルとする場合の回路図である。基本メモリセル1(図1)に対して下層メタル層を形成するガラスマスクを変更したレイアウト(図5)により得られるメモリセルの回路図である。   FIG. 6 is a circuit diagram for a 1-port high drive capability memory cell. FIG. 6 is a circuit diagram of a memory cell obtained by a layout (FIG. 5) in which a glass mask for forming a lower metal layer is changed with respect to the basic memory cell 1 (FIG. 1).

メモリユニット11Aとメモリユニット12A、およびメモリユニット11Bとメモリユニット12Bは、各々、1対の記憶ノードのうち互いに対応するノードが下層メタル層32、33、および34、35で接続されている。メモリコアへのアクセスに際しては、第1ワード線WLA1、WLA2、および第2ワード線WLB1、WLB2は、各々、不図示のメタル配線で短絡、あるいは回路動作として同期動作させる。   In memory unit 11A and memory unit 12A, and in memory unit 11B and memory unit 12B, nodes corresponding to each other in a pair of storage nodes are connected by lower metal layers 32, 33, and 34, 35, respectively. When accessing the memory core, the first word lines WLA1 and WLA2 and the second word lines WLB1 and WLB2 are each short-circuited by a metal wiring (not shown) or operated synchronously as a circuit operation.

これにより、メモリユニット11A、12Aで1つのメモリコアを構成し、メモリユニット11B、12Bで1つのメモリコアを構成する。各々は、並列接続された上で同期してアクセスされる。メモリコアの駆動能力が倍増すると共に、トランスファゲートは、2つのトランジスタが並列接続されることにより導通時のオン抵抗が半減する。駆動能力の倍増、および信号経路の抵抗の半減により、高い駆動能力のメモリセルとすることができる。   Thus, the memory units 11A and 12A constitute one memory core, and the memory units 11B and 12B constitute one memory core. Each of them is accessed in parallel after being connected in parallel. While the driving capability of the memory core is doubled, the on-resistance during conduction is halved by connecting two transistors in parallel to the transfer gate. By doubling the driving capability and halving the resistance of the signal path, a memory cell with high driving capability can be obtained.

図7は、マスタスライス方式のベースとなる基本メモリセル1に対して中層メタル層および下層メタル層を形成するガラスマスクを変更して得られるレイアウトである。基本メモリセル1から2ポートの高駆動能力メモリセルを得るためのメタル結線である。第1のメタル配線領域11−1、11−2、12−1、12−2に、中層メタル層24、25、28、29を配線する。中層メタル層24は、行方向(X1-X2)に並置されているメモリユニット11A、11Bの、対応する記憶ノードを接続する。メモリユニット11Aの記憶ノードN1をメモリユニット11Bの対応する記憶ノードに接続する。中層メタル層25は、行方向(X1-X2)に並置されているメモリユニット11A、11Bの、対応する相補記憶ノードを接続する。メモリユニット11Aの相補記憶ノード/N1をメモリユニット11Bの対応する相補記憶ノードに接続する。中層メタル層28、29も同様である。行方向(X1-X2)に並置されているメモリユニット12A、12Bの、対応する記憶ノードおよび相補記憶ノードを、各を接続する。   FIG. 7 shows a layout obtained by changing the glass mask for forming the middle metal layer and the lower metal layer for the basic memory cell 1 serving as the base of the master slice method. This is a metal connection for obtaining a 2-port high drive capability memory cell from the basic memory cell 1. Intermediate metal layers 24, 25, 28, and 29 are wired in the first metal wiring regions 11-1, 11-2, 12-1, and 12-2. The middle metal layer 24 connects the corresponding storage nodes of the memory units 11A and 11B juxtaposed in the row direction (X1-X2). The storage node N1 of the memory unit 11A is connected to the corresponding storage node of the memory unit 11B. The middle metal layer 25 connects corresponding complementary storage nodes of the memory units 11A and 11B juxtaposed in the row direction (X1-X2). The complementary storage node / N1 of the memory unit 11A is connected to the corresponding complementary storage node of the memory unit 11B. The same applies to the middle metal layers 28 and 29. Corresponding storage nodes and complementary storage nodes of the memory units 12A and 12B juxtaposed in the row direction (X1-X2) are connected to each other.

また、列方向に鏡面対称に配置されているメモリユニット11B、12Bについて、分岐メタル層26、27、30、31を削除する。ここで、分岐メタル層とは、記憶ノードおよび相補記憶ノードを構成する下層メタル層の一部である。分岐メタル層26、30は、第1拡散層の第1コンタクト層と第2拡散層の第1コンタクト層とを接続する配線である。分岐メタル層27、31は、第3拡散層の第1コンタクト層と第2拡散層の第1コンタクト層とを接続する配線である。メモリコアを構成する1対のインバータゲートにおいて、出力ノードである記憶ノードあるいは相補記憶ノードと電源線VDDとの間に介在する信号経路を開路するものである。これにより、メモリコアは動作しない状態とすることができる。   Further, the branch metal layers 26, 27, 30, and 31 are deleted from the memory units 11B and 12B that are arranged mirror-symmetrically in the column direction. Here, the branch metal layer is a part of the lower metal layer constituting the storage node and the complementary storage node. The branched metal layers 26 and 30 are wirings that connect the first contact layer of the first diffusion layer and the first contact layer of the second diffusion layer. The branched metal layers 27 and 31 are wirings that connect the first contact layer of the third diffusion layer and the first contact layer of the second diffusion layer. In a pair of inverter gates constituting the memory core, a signal path interposed between a storage node or complementary storage node as an output node and the power supply line VDD is opened. Thereby, a memory core can be made into the state which does not operate | move.

以上のメタル配線は、2ポートのメモリセルを構成する際のレイアウト(図3)と同様である。   The metal wiring described above is the same as the layout (FIG. 3) when a 2-port memory cell is configured.

更に、第2のメタル配線領域2A−1、2A−2に、下層メタル層32、33を配線する。下層メタル層32は、列方向(Y1-Y2)に配置されているメモリユニット11A、12Aの、対応する記憶ノードを接続する。メモリユニット11Aの記憶ノードN1をメモリユニット12Aの対応する記憶ノードに接続する。下層メタル層33は、列方向(Y1-Y2)に配置されているメモリユニット11A、12Aの、対応する相補記憶ノードを接続する。メモリユニット11Aの相補記憶ノード/N1をメモリユニット12Aの対応する相補記憶ノードに接続する。   Further, lower metal layers 32 and 33 are wired in the second metal wiring regions 2A-1 and 2A-2. The lower metal layer 32 connects the corresponding storage nodes of the memory units 11A and 12A arranged in the column direction (Y1-Y2). The storage node N1 of the memory unit 11A is connected to the corresponding storage node of the memory unit 12A. The lower metal layer 33 connects the corresponding complementary storage nodes of the memory units 11A and 12A arranged in the column direction (Y1-Y2). The complementary storage node / N1 of the memory unit 11A is connected to the corresponding complementary storage node of the memory unit 12A.

以上のメタル配線は、1ポートの高駆動能力メモリセルを構成する際のレイアウト(図5)のうち、下層メタル層32、33と同様である。   The above metal wiring is the same as that of the lower metal layers 32 and 33 in the layout (FIG. 5) when a 1-port high drive capability memory cell is configured.

図8は、2ポートの高駆動能力メモリセルとする場合の回路図である。基本メモリセル1(図1)に対して中層および下層メタル層を形成するガラスマスクを変更したレイアウト(図7)により得られるメモリセルの回路図である。   FIG. 8 is a circuit diagram in the case of a 2-port high drive capability memory cell. FIG. 8 is a circuit diagram of a memory cell obtained by a layout (FIG. 7) in which a glass mask for forming an intermediate layer and a lower metal layer is changed with respect to the basic memory cell 1 (FIG. 1).

図4に例示した2ポートのメモリセルの回路図に、メモリユニット11Aとメモリユニット12Aの各々の1対の記憶ノードのうち互いに対応するノードが下層メタル層32、33で接続された構成である。メモリコアへのアクセスに際しては、第1ワード線WLA1、WLA2、および第2ワード線WLB1、WLB2は、各々、不図示のメタル配線で短絡、あるいは回路動作として同期動作させる。   In the circuit diagram of the 2-port memory cell illustrated in FIG. 4, the nodes corresponding to each other among the pair of storage nodes of the memory unit 11 </ b> A and the memory unit 12 </ b> A are connected by the lower metal layers 32 and 33. . When accessing the memory core, the first word lines WLA1 and WLA2 and the second word lines WLB1 and WLB2 are each short-circuited by a metal wiring (not shown) or operated synchronously as a circuit operation.

これにより、メモリユニット11A、12A、11B、12Bで1つのメモリコアを構成する。ここで、メモリユニット11B、12Bにあるメモリコアは不使用とされている。メモリユニット11A、12Aのメモリコアが並列接続された上で同期してアクセスされる。メモリコアの駆動能力が倍増すると共に、トランスファゲートは、2つのトランジスタが並列接続されることにより導通時のオン抵抗が半減する。また、アクセスは、第1ワード線WLA1、WLA2、あるいは第2ワード線WLB1、WLB2の各々から行われる2ポートの構成である。駆動能力の倍増、および信号経路の抵抗の半減により、高い駆動能力のメモリセルとすることができる2ポートのメモリセルが構成される。   As a result, the memory units 11A, 12A, 11B, and 12B constitute one memory core. Here, the memory cores in the memory units 11B and 12B are not used. The memory cores of the memory units 11A and 12A are accessed in synchronization after being connected in parallel. While the driving capability of the memory core is doubled, the on-resistance during conduction is halved by connecting two transistors in parallel to the transfer gate. The access has a two-port configuration that is performed from each of the first word lines WLA1 and WLA2 or the second word lines WLB1 and WLB2. By doubling the driving capability and halving the resistance of the signal path, a two-port memory cell that can be a memory cell with high driving capability is configured.

図9は、マスタスライス方式のベースとなる基本メモリセル1に対して、第1のメタル配線領域11−3、11−4、12−3、12−4が確保された他の実施形態の基本メモリセルをベースにしたものである。下層メタル層を形成するガラスマスクを変更して得られるレイアウトである。基本メモリセルから1ポートの高駆動能力メモリセルを得るための他のメタル結線である。第1のメタル配線領域11−3、11−4に、下層メタル層34、35を配線する。メモリユニット11Aにおいて、相補ビット線/BLAが接続されていた第3拡散層の第1コンタクト層を除去する。これに代えて、メモリユニット11Aの第3拡散層には下層メタル層34を接続する第1コンタクト層を配置する。下層メタル層34は相補ビット線/BLBに接続される。同様に、メモリユニット11Bにおいて、ビット線BLBが接続されていた第1拡散層の第1コンタクト層を除去する。これに代えて、メモリユニット11Bの第1拡散層には下層メタル層35を接続する第1コンタクト層を配置する。下層メタル層35はビット線BLAに接続される。   FIG. 9 shows the basic configuration of another embodiment in which the first metal wiring regions 11-3, 11-4, 12-3, and 12-4 are secured for the basic memory cell 1 serving as the base of the master slice system. It is based on a memory cell. It is a layout obtained by changing the glass mask which forms a lower metal layer. This is another metal connection for obtaining a 1-port high drive capability memory cell from the basic memory cell. Lower metal layers 34 and 35 are wired in the first metal wiring regions 11-3 and 11-4. In the memory unit 11A, the first contact layer of the third diffusion layer to which the complementary bit line / BLA is connected is removed. Instead, a first contact layer for connecting the lower metal layer 34 is disposed in the third diffusion layer of the memory unit 11A. Lower metal layer 34 is connected to complementary bit line / BLB. Similarly, in the memory unit 11B, the first contact layer of the first diffusion layer to which the bit line BLB is connected is removed. Instead, a first contact layer for connecting the lower metal layer 35 is disposed in the first diffusion layer of the memory unit 11B. The lower metal layer 35 is connected to the bit line BLA.

下層メタル層36、37も同様である。メモリユニット12Aにおいて、相補ビット線/BLAが接続されていた第3拡散層の第1コンタクト層を除去する。これに代えて、メモリユニット12Aの第3拡散層には下層メタル層36を接続する第1コンタクト層を配置する。下層メタル層36は相補ビット線/BLBに接続される。同様に、メモリユニット12Bにおいて、ビット線BLBが接続されていた第1拡散層の第1コンタクト層を除去する。これに代えて、メモリユニット12Bの第1拡散層には下層メタル層37を接続する第1コンタクト層を配置する。下層メタル層37はビット線BLAに接続される。   The same applies to the lower metal layers 36 and 37. In the memory unit 12A, the first contact layer of the third diffusion layer to which the complementary bit line / BLA is connected is removed. Instead, a first contact layer for connecting the lower metal layer 36 is disposed in the third diffusion layer of the memory unit 12A. Lower metal layer 36 is connected to complementary bit line / BLB. Similarly, in the memory unit 12B, the first contact layer of the first diffusion layer to which the bit line BLB is connected is removed. Instead, a first contact layer for connecting the lower metal layer 37 is disposed in the first diffusion layer of the memory unit 12B. The lower metal layer 37 is connected to the bit line BLA.

図10は、他の実施形態により実現される1ポートの高駆動能力メモリセルとする場合の回路図である。図9のレイアウトで実現される回路図である。   FIG. 10 is a circuit diagram in the case of a 1-port high drive capability memory cell realized by another embodiment. FIG. 10 is a circuit diagram realized by the layout of FIG. 9.

メモリユニット11A、11B、12A、12Bの各々のメモリコアが、ビット線BLAおよび相補ビット線/BLBの間に並列に接続される。メモリコアへのアクセスに際しては、第1ワード線WLA1と第2ワード線WLB1、および第1ワード線WLA2と第2ワード線WLB2が、各々、不図示のメタル配線で短絡、あるいは回路動作として同期動作される。   The memory cores of the memory units 11A, 11B, 12A, and 12B are connected in parallel between the bit line BLA and the complementary bit line / BLB. When accessing the memory core, the first word line WLA1 and the second word line WLB1, and the first word line WLA2 and the second word line WLB2 are each short-circuited by a metal wiring (not shown) or synchronously operated as a circuit operation. Is done.

これにより、メモリユニット11A、11Bで1つのメモリコア、メモリユニット12A、12Bで1つのメモリコアを構成する。メモリコアは、メモリユニット11Aと11Bのメモリコア、およびメモリユニット12Aと12Bのメモリコアが各々並列接続された構成である。アクセスは2本のワード線が同期して行われる。メモリコアの駆動能力が倍増すると共に、トランスファゲートは、2つのトランジスタが並列接続されることにより導通時のオン抵抗が半減する。駆動能力の倍増、および信号経路の抵抗の半減により、高い駆動能力のメモリセルとすることができる。また、アクセスは、2つポート有している。   Thus, the memory units 11A and 11B constitute one memory core, and the memory units 12A and 12B constitute one memory core. The memory core has a configuration in which the memory cores of the memory units 11A and 11B and the memory cores of the memory units 12A and 12B are connected in parallel. Access is performed in synchronization with two word lines. While the driving capability of the memory core is doubled, the on-resistance during conduction is halved by connecting two transistors in parallel to the transfer gate. By doubling the driving capability and halving the resistance of the signal path, a memory cell with high driving capability can be obtained. The access has two ports.

図1〜図8において説明した基本メモリセル1、あるいは図9、10において説明した基本メモリセルから、マスタスライス方式によりメタル層の変更により構成されるメモリセルの種別と基本メモリセル当たりの個数を図11に示す。   From the basic memory cell 1 described with reference to FIGS. 1 to 8 or the basic memory cell described with reference to FIGS. 9 and 10, the types of memory cells configured by changing the metal layer by the master slice method and the number per basic memory cell As shown in FIG.

基本メモリセルから構成されるメモリセルは、1ポートのメモリセル(図1、2)、2ポートのメモリセル(図3、4)、1ポートの高駆動能力メモリセル(図5、6、9、10)、および2ポートの高駆動能力メモリセル(図7、8)の4種類である。   Memory cells composed of basic memory cells are 1-port memory cells (FIGS. 1 and 2), 2-port memory cells (FIGS. 3 and 4), and 1-port high drive capability memory cells (FIGS. 5, 6, and 9). 10) and two-port high-capacity memory cells (FIGS. 7 and 8).

各メモリセルの基本メモリセル当たりのメモリセル数は、1ポートのメモリセル(図1、2)の場合は4個、2ポートのメモリセル(図3、4)の場合は2個、1ポートの高駆動能力メモリセル(図5、6、9、10)の場合は2個、および2ポートの高駆動能力メモリセル(図7、8)は1個である。   The number of memory cells per basic memory cell of each memory cell is 4 for a 1-port memory cell (FIGS. 1 and 2), 2 for a 2-port memory cell (FIGS. 3 and 4), and 1 port In the case of the high drive capability memory cell (FIGS. 5, 6, 9, and 10), there are two, and there is one 2-port high drive capability memory cell (FIGS. 7 and 8).

基本メモリセル1(図1)あるいは基本メモリセル(図9の他の実施形態の場合)に対して、メタル層を変更することで、4種類のメモリセルを、基本メモリセルのバルク構成に基づいて面積効率よく構成することができる。   By changing the metal layer for the basic memory cell 1 (FIG. 1) or the basic memory cell (in the case of another embodiment of FIG. 9), four types of memory cells can be obtained based on the bulk configuration of the basic memory cell. Thus, the area can be configured efficiently.

図12は、実施形態のマスタスライス方式のメモリセルの専有面積を専用のメモリセルを使用した場合と比較した図である。図11では、1ポートのメモリセル(1RWと表記)と2ポートのメモリセル(2RWと表記)とで面積比較を行う場合を例示する。   FIG. 12 is a diagram comparing the exclusive area of the master slice type memory cell of the embodiment with the case where the dedicated memory cell is used. FIG. 11 illustrates a case where area comparison is performed between a 1-port memory cell (denoted as 1RW) and a 2-port memory cell (denoted as 2RW).

実施形態の基本メモリセルを2行6列のマトリクス状に配置したレイアウトにおいて、1ポートのメモリセルのみを構成する場合(A)、1ポート/2ポートを混在させる場合(B)、2ポートのメモリセルのみを構成する場合の3つの場合(C)の3つの場合について検討する。   In the layout in which the basic memory cells of the embodiment are arranged in a matrix of 2 rows and 6 columns, when only 1 port memory cells are configured (A), when 1 port / 2 ports are mixed (B), 2 ports Consider the three cases (C) in which only memory cells are configured.

2行6列の基本メモリセルでは、タイプ(A)は24セルの1ポートメモリセル、タイプ(B)は12セルの1ポートメモリセルと6セルの2ポートメモリセル、タイプ(C)は12セルの2ポートメモリセルを、マスタスライス方式によりメタル層の変更で対応可能である。   In the basic memory cell of 2 rows and 6 columns, the type (A) is a 24-port 1-port memory cell, the type (B) is a 12-cell 1-port memory cell and a 6-cell 2-port memory cell, and the type (C) is 12 The 2-port memory cell of the cell can be handled by changing the metal layer by the master slice method.

同じメモリセル構成を1ポート/2ポートの各々の専用メモリセルで実現する場合は、4行6列の1ポートのメモリセルアレイ、および2行6列の2ポートメモリセルアレイを備える必要がある。面積比にして2倍の名遺跡が必要となる。   When the same memory cell configuration is realized by dedicated memory cells of 1 port / 2 ports, it is necessary to provide a 1-port memory cell array of 4 rows and 6 columns and a 2-port memory cell array of 2 rows and 6 columns. Two times as many famous sites as the area ratio are required.

実施形態によれば、マスタスライス方式のメモリセルを備え、メタル層の変更に応じて複数種類のメモリセルを構成でき、レイアウト上の面積効率の向上を図ることが可能となる。   According to the embodiment, a master slice type memory cell is provided, and a plurality of types of memory cells can be configured in accordance with the change of the metal layer, and the area efficiency in the layout can be improved.

ここで、実施形態において、上層メタル層は第1メタル層の一例であり、中層メタル層は第2メタル層の一例であり、下層メタル層は第3メタル層の一例である。   Here, in the embodiment, the upper metal layer is an example of the first metal layer, the middle metal layer is an example of the second metal layer, and the lower metal layer is an example of the third metal layer.

以上、詳細に説明したように、メモリユニット11A、11B、12A、12Bを2行2列に配置した基本メモリセル1あるいは他の実施形態における基本メモリセルを、メタル層を変更するマスタスライス方式により構成することにより、メタル層を変更するだけで、1ポートのメモリセル、2ポートのメモリセル、1ポートの高駆動能力メモリセル、2ポートの高駆動能力メモリセルの4種類のメモリセルを構成することができる。種類ごとに専用のメモリセルを用意しておく場合に比較して、レイアウト上の面積効率の向上を図ることができる。限られたレイアウト領域において複数種類のメモリセルを構成することができ、また、複数種類のメモリセルを混在させて構成することができる。   As described above in detail, the basic memory cell 1 in which the memory units 11A, 11B, 12A, and 12B are arranged in 2 rows and 2 columns, or the basic memory cell in another embodiment, is changed by the master slice method that changes the metal layer. By configuring, it is possible to configure four types of memory cells: 1-port memory cell, 2-port memory cell, 1-port high drive capability memory cell, and 2-port high drive capability memory cell simply by changing the metal layer. can do. Compared with the case where a dedicated memory cell is prepared for each type, the area efficiency in the layout can be improved. A plurality of types of memory cells can be configured in a limited layout region, and a plurality of types of memory cells can be mixed.

尚、本構成は例示された実施形態に限定されるものではなく、本目的の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、基本メモリセルとしてメモリユニットを2行2列に配置した場合を例示したが、これに限定されるものではない。3行以上または/および3列以上にメモリユニットを配置した構成を基本メモリセルとすることもできる。これにより、さらなる種類のメモリセルをマスタスライス方式により構成することが可能となる。例えば、ポート数を3ポート以上の多ポートとする構成、駆動能力を2倍の他、3倍、4倍など多段に設定する構成などが可能となる。
Needless to say, the present configuration is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present object.
For example, the case where memory units are arranged in two rows and two columns as basic memory cells is illustrated, but the present invention is not limited to this. A configuration in which memory units are arranged in three or more rows or / and three or more columns can be used as a basic memory cell. This makes it possible to configure further types of memory cells by the master slice method. For example, a configuration in which the number of ports is a multi-port with three or more ports, a configuration in which the driving capability is set in multiple stages such as double, triple, and quadruple are possible.

1 基本メモリセル
11A,11B、12A、12B メモリユニット
21〜23 第1〜第3拡散層
24、25、28、29 中層メタル層
26、27、30、31 分岐メタル層
32、33、34、35、36、37 下層メタル層
11−1、11−2、11−3、11−4、12−1、12−2、12−3、12−4 第1のメタル配線領域
2A−1、2A−2、2B−1、2B−2 第2のメタル配線領域
BLA、BLB ビット線
/BLA、/BLB 相補ビット線
GND 接地線
I1、I2 インバータゲート
N1 記憶ノード
/N1 相補記憶ノード
T1〜T6 トランジスタ
VDD 電源線
WLA1、WLA2 第1ワード線
WLB1、WLB2 第2ワード線
Y1−Y2 列方向
1 Basic memory cells 11A, 11B, 12A, 12B Memory units 21-23 First to third diffusion layers 24, 25, 28, 29 Middle metal layers 26, 27, 30, 31 Branch metal layers 32, 33, 34, 35 , 36, 37 Lower metal layers 11-1, 11-2, 11-3, 11-4, 12-1, 12-2, 12-3, 12-4 First metal wiring regions 2A-1, 2A- 2, 2B-1, 2B-2 Second metal wiring area BLA, BLB Bit line / BLA, / BLB Complementary bit line GND Ground line I1, I2 Inverter gate N1 Storage node / N1 Complementary storage node T1 to T6 Transistor VDD Power supply Lines WLA1, WLA2 First word lines WLB1, WLB2 Second word lines Y1-Y2 Column direction

Claims (4)

列方向に伸長され、第1または第2のN型トランジスタのソースまたはドレインを形成するN型導電型の第1拡散層と、
前記第1拡散層に隣接して並置され、第1または第2のP型トランジスタのソースまたはドレインを形成するP型導電型の第2拡散層と、
前記第2拡散層に隣接して並置され、第3または第4のN型トランジスタのソースまたはドレインを形成する前記N型導電型の第3拡散層と、
行方向に伸長され、前記第1拡散層および前記第2拡散層の上層に配置され、前記第1のN型トランジスタおよび前記第1のP型トランジスタのゲート電極を形成する第1ゲート層と、
前記行方向に伸長され、前記第1拡散層の上層に配置され、前記第2のN型トランジスタのゲート電極を形成する第2ゲート層と、
前記第1ゲート層の延長線上で前記行方向に伸長され、前記第3拡散層の上層に配置され、前記第3のN型トランジスタのゲート電極を形成する第3ゲート層と、
前記第2ゲート層の延長線上で前記行方向に伸長され、前記第2拡散層および前記第3拡散層の上層に配置され、前記第4のN型トランジスタおよび前記第2のP型トランジスタのゲート電極を形成する第4ゲート層と、
前記第1ゲート層と前記第2ゲート層との間の前記第1拡散層の第1領域と、前記第1ゲート層を基準にして前記第1ゲート層と前記第4ゲート層との間の前記第2拡散層の第2領域と対向する位置にある領域とが第3メタル層で接続される第1記憶ノードと、
前記第3ゲート層と前記第4ゲート層との間の前記第3拡散層の第3領域と、 前記第4ゲート層を基準にして前記第2領域と対向する位置にある領域とが第3メタル層で接続される第2記憶ノードと、
前記第1領域と、前記第1ゲート層を基準にして前記第1領域と対向する領域と、前記第2ゲート層を基準にして前記第1領域と対向する領域と、前記第2領域と、前記第1ゲート層を基準にして前記第2領域と対向する領域と、前記第4ゲート層を基準にして前記第2領域と対向する領域と、前記第3領域と、前記第3ゲート層を基準にして前記第3領域と対向する領域と、前記第4ゲート層を基準にして前記第3領域と対向する領域と、にそれぞれ配置され、第3メタル層より上層の第1メタル層と第2メタル層および第3メタル層の何れかと接続される複数の第1コンタクト層と、
前記第1〜第4ゲート層に配置され、第1〜第3メタル層のいずれかと接続される複数の第2コンタクト層と、
前記複数の第1コンタクト層のうちの互いに隣接する第1コンタクト層の間、あるいは、前記複数の第2コンタクト層のうちの互いに隣接する第2コンタクト層の間の少なくとも何れか一つに、前記行方向に沿って第2または第3メタル層の何れかが配線可能な第1のメタル配線領域と、
第1拡散層と第2拡散層との間、および第2拡散層と第3拡散層との間に、前記列方向に沿って第3メタル層が配線可能な第2のメタル配線領域と、
を有するメモリユニットが、前記列方向に沿って鏡面対称に隣接して配置され、かつ、前記行方向に沿って隣接して並置されて、2行2列に配置され、
電源線、接地線、一対のビット線を前記列方向に配線する第1メタル層と、
前記メモリユニットが並置される行ごとに、前記行方向に第1メタル層より下層の第2メタル層により配線され、前記メモリユニットの各々に接続される第1および第2ワード線とを備え
前記メモリユニットの前記第1〜第3拡散層は、前記第1および第2ワード線の間に配置され、
前記メモリユニットの前記複数の第1コンタクト層および前記複数の第2コンタクト層のうちのいずれかが選択されて、前記電源線、前記接地線、前記一対のビット線、前記第1ワード線、および前記第2ワード線のいずれかと接続されることを特徴とするマスタスライス方式メモリセル。
An N-type conductivity type first diffusion layer extending in the column direction and forming the source or drain of the first or second N-type transistor;
A P-type conductivity type second diffusion layer juxtaposed adjacent to the first diffusion layer and forming a source or drain of the first or second P-type transistor;
A third diffusion layer of N type conductivity type juxtaposed adjacent to the second diffusion layer and forming a source or drain of a third or fourth N type transistor;
Is extended in the row direction, and the first is located in the upper layer of the diffusion layer and said second diffusion layer, a first gate layer to form the first N-type transistor and the gate electrode of the first P-type transistor,
A second gate layer extending in the row direction and disposed on an upper layer of the first diffusion layer and forming a gate electrode of the second N-type transistor;
A third gate layer extending in the row direction on an extension line of the first gate layer and disposed on an upper layer of the third diffusion layer, and forming a gate electrode of the third N-type transistor;
The gates of the fourth N-type transistor and the second P-type transistor are extended in the row direction on the extension line of the second gate layer, and are disposed on the second diffusion layer and the third diffusion layer. A fourth gate layer forming an electrode;
A first region of the first diffusion layer between the first gate layer and the second gate layer, and between the first gate layer and the fourth gate layer with reference to the first gate layer; A first storage node connected by a third metal layer to a region facing the second region of the second diffusion layer;
A third region of the third diffusion layer between the third gate layer and the fourth gate layer and a region at a position facing the second region with respect to the fourth gate layer are a third region . A second storage node connected by a metal layer;
The first region, the region facing the first region with respect to the first gate layer, the region facing the first region with respect to the second gate layer, the second region, A region facing the second region with respect to the first gate layer; a region facing the second region with respect to the fourth gate layer; the third region; and the third gate layer. The first metal layer and the first metal layer above the third metal layer are disposed in a region facing the third region with respect to the reference and a region facing the third region with respect to the fourth gate layer, respectively. a plurality of first contact layer connected to either of the second metal layer and third metal layer,
A plurality of second contact layers disposed on the first to fourth gate layers and connected to any of the first to third metal layers;
At least one of the first contact layers adjacent to each other among the plurality of first contact layers or between the second contact layers adjacent to each other among the plurality of second contact layers, A first metal wiring region in which either the second or third metal layer can be wired along the row direction;
A second metal wiring region in which the third metal layer can be wired along the column direction between the first diffusion layer and the second diffusion layer and between the second diffusion layer and the third diffusion layer;
Are arranged adjacent to each other in mirror symmetry along the column direction, and arranged side by side along the row direction, and arranged in 2 rows and 2 columns,
Power line, ground line, and a first metal layer you wire a pair of bit lines to said column direction,
Wherein for each row of the memory units are juxtaposed, the row direction are wired by the second metal layer of the lower layer than the first metal layer, and first and second word line connected to each of said memory units,
The first to third diffusion layers of the memory unit are disposed between the first and second word lines;
One of the plurality of first contact layers and the plurality of second contact layers of the memory unit is selected, and the power line, the ground line, the pair of bit lines, the first word line, and A master slice type memory cell connected to any one of the second word lines.
前記列方向に沿って鏡面対称に隣接して配置される2行の前記メモリユニットについて、
前記第2のメタル配線領域に、一方の前記メモリユニットの前記第1記憶ノードを、他方の前記メモリユニットの前記第1記憶ノードに接続する第3メタル層と、前記一方のメモリユニットの前記第2記憶ノードを、前記他方のメモリユニットの前記第2記憶ノードに接続する第3メタル層とを備え、
前記第1または第2ワード線の同期動作により、前記2行のメモリユニットが1ポートの高駆動能力メモリセルとして構成されることを特徴とする請求項1に記載のマスタスライス方式メモリセル。
About two rows of the memory units arranged adjacent to each other in mirror symmetry along the column direction,
The second metal interconnection region, the first storage node of one of said memory unit, and a third metal layer that connects to the first storage node of the other of said memory unit, said of said one memory unit a second storage node, and a third metal layer that connects to the second storage node of the other memory unit,
2. The master slice type memory cell according to claim 1, wherein the two rows of memory units are configured as one-port high drive capability memory cells by the synchronous operation of the first or second word lines.
前記行方向に沿って隣接して並置される2列の前記メモリユニットについて、
前記第1のメタル配線領域に、一方の前記メモリユニットに接続される前記一対のビット線のうちの一方のビット線を、他方の前記メモリユニットの前記第2ゲート層を基準にして前記他方のメモリユニットの前記第1領域と対向する領域に接続する第3メタル層と、前記一方のメモリユニットに接続される前記一対のビット線のうちの他方のビット線を、前記他方のメモリユニットの前記第3ゲート層を基準にして前記他方のメモリユニットの前記第3領域に接続する第3メタル層とを備え、
前記2列のメモリユニットが1ポートの高駆動能力メモリセルとして構成されることを特徴とする請求項1に記載のマスタスライス方式メモリセル。
Regarding the two memory units juxtaposed adjacently along the row direction,
One bit line of the pair of bit lines connected to one of the memory units is connected to the first metal wiring region with respect to the second gate layer of the other memory unit . a third metal layer that connects to the region opposed to the first region of the memory unit, the other bit line of the pair of bit lines, wherein connected to one of the memory units, of the other memory unit and a third metal layer on the basis of the third gate layer to connect to the third region of the other memory unit,
2. The master slice type memory cell according to claim 1, wherein the two rows of memory units are configured as one-port high drive capability memory cells.
半導体基板上に配置されるセル領域と、
前記セル領域に行列状に配置され、各々が前記セル領域の4分の1の面積を有する第1ないし第4のメモリセル領域と、
前記第1のメモリセル領域および行方向において前記第1のメモリセル領域に隣接する前記第2のメモリセル領域上に配置され、前記行方向に延在する第1のワード線と、
前記第1のメモリセル領域および前記第2のメモリセル領域上に配置され、前記行方向に延在し、前記第1のワード線に対して列方向に離間して配置される第2のワード線と、
前記列方向において前記第1のメモリセル領域に隣接する前記第3のメモリセル領域および前記行方向において前記第3のメモリセル領域に隣接する前記第4のメモリセル領域上に配置され、前記行方向に延在する第3のワード線と、
前記第3のメモリセル領域および前記第4のメモリセル領域上に配置され、前記行方向に延在し、前記第3のワード線に対して前記列方向に離間して配置される第4のワード線と、
前記第1のワード線に接続され、前記第1のメモリセル領域内に配置される第1のメモリユニットと、
前記第2のワード線に接続され、前記第2のメモリセル領域内に配置され、前記第1のメモリユニットと同一構造を有する第2のメモリユニットと、
前記第3のワード線に接続され、前記第3のメモリセル領域内に配置され、前記第1のメモリユニットに対して前記第1のメモリセル領域と前記第3のメモリセル領域との境界で鏡面対称の構造を有する第3のメモリユニットと、
前記第4のワード線に接続され、前記第4のメモリセル領域内に配置され、前記3のメモリユニットと同一構造を有する第4のメモリユニットと、
を有し、
前記第1のメモリユニットは、
前記列方向に延在する矩形形状を有し、前記第1のメモリセル領域内に前記行方向に離間して配置される第1ないし第3の拡散領域と、
前記第1のメモリセル領域内の前記第1および第2の拡散領域上に配置され、前記行方向に延在する第1のゲート配線と、
前記第1の拡散領域上に配置され、前記行方向に延在し、前記第1のゲート配線に対して、前記列方向に離間して配置される第2のゲート配線と、
前記第1のゲート配線の延長線上に延在し、前記第1のメモリセル領域内の前記第3の拡散領域上に配置される第3のゲート配線と、
前記第2のゲート配線の延長線上に延在し、前記第1のメモリセル領域内の前記第2および第3の拡散領域上に配置される第4のゲート配線と、
前記第1のゲート配線と前記第4のゲート配線の間に設けられ、前記第1ないし第3の拡散領域上に前記行方向に設けられる第1のメタル配線用領域と、
前記第1の拡散領域と前記第2の拡散領域との間、および前記第2の拡散領域と前記第3の拡散領域との間に、前記列方向に設けられる第2のメタル配線領域と、
前記第1のゲート配線と前記第2のゲート配線との間の前記第1の拡散領域の第1領域と、前記第1のゲート配線を基準にして前記第1のゲート配線と前記第4のゲート配線との間の前記第2の拡散領域の第2領域と対向する位置にある領域とが第3メタル層で接続される第1記憶ノードと、
前記第3のゲート配線と前記第4のゲート配線との間の前記第3の拡散領域の第3領域と、前記第4のゲート配線を基準にして前記第2領域と対向する位置にある領域とが第3メタル層で接続される第2記憶ノードと、
を有し、
前記第3のメモリユニットは、
前記列方向に延在する矩形形状を有し、前記第3のメモリセル領域内に前記行方向に離間して配置される第1ないし第3の拡散領域と、
前記第3のメモリセル領域内の前記第1および第2の拡散領域上に配置され、前記行方向に延在する第1のゲート配線と、
前記第1の拡散領域上に配置され、前記行方向に延在し、前記第1のゲート配線に対して、前記列方向に離間して配置される第2のゲート配線と、
前記第1のゲート配線の延長線上に延在し、前記第3のメモリセル領域内の前記第3の拡散領域上に配置される第3のゲート配線と、
前記第2のゲート配線の延長線上に延在し、前記第3のメモリセル領域内の前記第2および第3の拡散領域上に配置される第4のゲート配線と、
前記第1のゲート配線と前記第4のゲート配線の間に設けられ、前記第1ないし第3の拡散領域上に前記行方向に設けられる第1のメタル配線用領域と、
前記第1の拡散領域と前記第2の拡散領域との間、および前記第2の拡散領域と前記第3の拡散領域との間に、前記列方向に設けられる第2のメタル配線領域と、
前記第1のゲート配線と前記第2のゲート配線との間の前記第1の拡散領域の第1領域と、前記第1のゲート配線を基準にして前記第1のゲート配線と前記第4のゲート配線との間の前記第2の拡散領域の第2領域と対向する位置にある領域とが第3メタル層で接続される第1記憶ノードと、
前記第3のゲート配線と前記第4のゲート配線との間の前記第3の拡散領域の第3領域と、前記第4のゲート配線を基準にして前記第2領域と対向する位置にある領域とが第3メタル層で接続される第2記憶ノードと、
を有し、
前記第1および第3のメモリユニットのそれぞれの前記第2のメタル配線領域に、前記第1のメモリユニットの前記第1記憶ノードを、前記第3のメモリユニットの前記第1記憶ノードに接続する第3メタル層と、前記第1のメモリユニットの前記第2記憶ノードを、前記第3のメモリユニットの前記第2記憶ノードに接続する第3メタル層とを備え、
前記第1および第3のワード線の同期動作により、前記第1および第3のメモリユニットが1ポートの高駆動能力メモリセルとして構成されることを特徴とするマスタスライス方式メモリセル。
A cell region disposed on a semiconductor substrate;
First to fourth memory cell regions arranged in a matrix in the cell region, each having a quarter area of the cell region;
A first word line disposed on the first memory cell region and the second memory cell region adjacent to the first memory cell region in the row direction and extending in the row direction;
A second word disposed on the first memory cell region and the second memory cell region, extending in the row direction, and spaced apart in the column direction with respect to the first word line Lines and,
Arranged on the third memory cell region adjacent to the first memory cell region in the column direction and on the fourth memory cell region adjacent to the third memory cell region in the row direction; A third word line extending in the direction;
The fourth memory cell region is disposed on the third memory cell region and the fourth memory cell region, extends in the row direction, and is spaced apart from the third word line in the column direction. A word line,
A first memory unit connected to the first word line and disposed in the first memory cell region;
A second memory unit connected to the second word line, disposed in the second memory cell region, and having the same structure as the first memory unit;
Connected to the third word line, disposed in the third memory cell region, and at the boundary between the first memory cell region and the third memory cell region with respect to the first memory unit A third memory unit having a mirror-symmetric structure;
A fourth memory unit connected to the fourth word line, disposed in the fourth memory cell region, and having the same structure as the third memory unit;
Have
The first memory unit is
First to third diffusion regions having a rectangular shape extending in the column direction and spaced apart in the row direction in the first memory cell region;
A first gate line disposed on the first and second diffusion regions in the first memory cell region and extending in the row direction;
A second gate wiring disposed on the first diffusion region, extending in the row direction, and spaced apart in the column direction with respect to the first gate wiring;
A third gate line extending on an extension of the first gate line and disposed on the third diffusion region in the first memory cell region;
A fourth gate line extending on an extension of the second gate line and disposed on the second and third diffusion regions in the first memory cell region;
A first metal wiring region provided between the first gate wiring and the fourth gate wiring and provided in the row direction on the first to third diffusion regions;
A second metal wiring region provided in the column direction between the first diffusion region and the second diffusion region and between the second diffusion region and the third diffusion region;
A first region of the first diffusion region between the first gate wiring and the second gate wiring; and the first gate wiring and the fourth gate on the basis of the first gate wiring. A first storage node connected by a third metal layer to a region facing the second region of the second diffusion region between the gate wiring and the second wiring region;
A third region of the third diffusion region between the third gate wiring and the fourth gate wiring and a region facing the second region with respect to the fourth gate wiring A second storage node connected by a third metal layer;
Have
The third memory unit is
First to third diffusion regions having a rectangular shape extending in the column direction and spaced apart in the row direction in the third memory cell region;
A first gate line disposed on the first and second diffusion regions in the third memory cell region and extending in the row direction;
A second gate wiring disposed on the first diffusion region, extending in the row direction, and spaced apart in the column direction with respect to the first gate wiring;
A third gate line extending on an extension of the first gate line and disposed on the third diffusion region in the third memory cell region;
A fourth gate line extending on an extension of the second gate line and disposed on the second and third diffusion regions in the third memory cell region;
A first metal wiring region provided between the first gate wiring and the fourth gate wiring and provided in the row direction on the first to third diffusion regions;
A second metal wiring region provided in the column direction between the first diffusion region and the second diffusion region and between the second diffusion region and the third diffusion region;
A first region of the first diffusion region between the first gate wiring and the second gate wiring; and the first gate wiring and the fourth gate on the basis of the first gate wiring. A first storage node connected by a third metal layer to a region facing the second region of the second diffusion region between the gate wiring and the second wiring region;
A third region of the third diffusion region between the third gate wiring and the fourth gate wiring and a region facing the second region with respect to the fourth gate wiring A second storage node connected by a third metal layer;
Have
The first storage node of the first memory unit is connected to the first storage node of the third memory unit in the second metal wiring region of each of the first and third memory units. A third metal layer, and a third metal layer connecting the second storage node of the first memory unit to the second storage node of the third memory unit;
A master slice type memory cell characterized in that the first and third memory units are configured as one-port high drive capability memory cells by the synchronous operation of the first and third word lines .
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