JPH02246090A - Semiconductor storage device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の概要〕
半導体記憶装置特にそのセル/センスアンプ上の配線に
関し、
効率的な配線を行なって所要チップ面積の一層の低減を
図ることを目的とし、
複数のワード線とビット線、各ビット線に設けられるセ
ンスアンプ、およびこれらのセンスアンプの列と平行に
延び、センスアンプにより増幅されたビット線電位を外
部へ取出すデータバスを備える半導体記憶装置において
、該データバスと直交し、メモリセル上またはメモリセ
ルとセンスアンプ上を通過する配線層を設け、該配線層
をコラム選択線とするだけでなく、第2のデータバス線
、センスアンプ駆動信号線、他の信号線、電源電圧配線
の1つ以上にしてなるよう構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary of the Invention] An object of the present invention is to further reduce the required chip area by performing efficient wiring with regard to wiring on a semiconductor memory device, particularly its cells/sense amplifiers, and to provide a plurality of words. In a semiconductor memory device that includes a line, a bit line, a sense amplifier provided for each bit line, and a data bus that extends parallel to a column of these sense amplifiers and takes out the bit line potential amplified by the sense amplifier to the outside, the data A wiring layer is provided that is orthogonal to the bus and passes over the memory cell or over the memory cell and sense amplifier, and this wiring layer is used not only as a column selection line but also as a second data bus line, a sense amplifier drive signal line, etc. The signal line and power supply voltage wiring are configured to include one or more of the signal line and the power supply voltage wiring.
本発明は、半導体記憶装置特にそのセル/センスアンプ
上の配線に関する。The present invention relates to a semiconductor memory device, particularly to wiring on a cell/sense amplifier thereof.
近年の半導体記憶装置においては、ビット容量の増大に
伴ない、各部の所要面積の縮減が望まれている。所要面
積の縮減には微細化が有効であるが、効率的な配線も重
要である。In recent semiconductor memory devices, as the bit capacity increases, it is desired to reduce the area required for each part. Although miniaturization is effective in reducing the required area, efficient wiring is also important.
(従来の技術〕
半導体記憶装置ではワード線、ビット線、データバス、
センスアンプ駆動線、コラム選択線、電源線など多数の
配線を使用する。大容量メモリになる程これらの配線の
数は膨大になり、配線面積減少のため多層化されている
。(Prior art) Semiconductor storage devices use word lines, bit lines, data buses,
A large number of wiring such as sense amplifier drive lines, column selection lines, power supply lines, etc. are used. The larger the capacity of the memory becomes, the larger the number of these wirings becomes, and the wiring area is multilayered to reduce the wiring area.
第5図に従来例を示す、縦方向に走っているWLはワー
ド線、横方向に走っているBL、BLはビット線で、こ
れらは多数あり、そして各ワード線とビット線の交点に
メモリセルMCが配設される。一対のビット線BL、B
LとそのメモリセルMC,センスアンプSAなどをブロ
ックM、。s M61*・・・・・・で示すと、これら
は多数縦方向に並び(M、。。Figure 5 shows a conventional example.WL running vertically is a word line, BL running horizontally, BL is a bit line, and there are many of these, and a memory is placed at the intersection of each word line and bit line. A cell MC is provided. A pair of bit lines BL, B
A block M includes L, its memory cell MC, sense amplifier SA, etc. Indicated by s M61*..., a large number of these are arranged vertically (M,...
Mol、・・・・・・)、かつ同じものが横方向にも並
ぶ(M、。とMIoなど)、これらは同じ構成なので、
図ではMo、とMl。のみ詳細に示し、他は省略しであ
る。縦方向に並ぶセンスアンプSAの列と平行にデータ
バスDBt、DB’、が走り、コラムゲートG z 、
G sによりビット線BL、BLはデータバスDB、、
DB、の対応する対へ接続される。このメモリは4ビッ
ト同時読出し型で、例えばMo。〜M、3の4ブロツク
のBL、BLが8本のデータバスDB2の対応する線へ
、コラムゲートを通して接続する。データバスDB、に
読出されたデータはデータラッチDLにラッチされ、ゲ
ートG、を経て、横方向に走る8本のデータバスDB、
を通して外部へ取出される。Mol, .
In the figure, Mo, and Ml. Only the following are shown in detail, and the rest are omitted. Data buses DBt, DB' run parallel to the columns of sense amplifiers SA arranged in the vertical direction, and column gates G z ,
The bit line BL, BL is connected to the data bus DB by Gs,
DB, to the corresponding pair of DBs. This memory is a 4-bit simultaneous read type, for example Mo. The four blocks BL and BL of M and 3 are connected to corresponding lines of eight data buses DB2 through column gates. The data read onto the data bus DB is latched into the data latch DL, passes through the gate G, and then passes through the eight data buses DB running in the horizontal direction.
It is taken out to the outside through.
縦方向に走る線1+、lzはセンスアンプ駆動信号線で
、itはゲー)Gooを介して電源vc、線へ接続され
、2gはゲートG、を介して電源V II線へ接続され
、センスアンプの動作/不動作を制御する。ゲー)G4
とGs、GaとG、はカットゲート、Q、とQ2および
Q、とQ4はビット線BL、BL′の短絡用(リセット
用)トランジスタ、2、と!、は該トランジスタのオン
/オフ用信号線、lh、1mは、ビットラインショート
用の電源配線である。他のブロックについても同様であ
る。Lines 1+ and lz running in the vertical direction are sense amplifier drive signal lines, it is connected to the power supply line VC and line through the gate G, and 2g is connected to the power supply line V and II through the gate G and the sense amplifier. Controls the operation/non-operation of. Game) G4
and Gs, Ga and G are cut gates, Q, and Q2 and Q, and Q4 are transistors for shorting (resetting) bit lines BL and BL', 2, and! , are signal lines for turning on/off the transistor, and lh and 1m are power supply wirings for shorting the bit line. The same applies to other blocks.
Xデコーダ10はワード線選択を行ない、Yデコーダ2
0はビット線選択、本例ではビット線4対ずつの選択を
行なう、DRはゲートのドライバである。The X decoder 10 performs word line selection, and the Y decoder 2
0 is a bit line selection, in this example four pairs of bit lines are selected each, and DR is a gate driver.
メモリセルはセンスアンプの左、右にあるが、左側のメ
モリセルを選択するときは右側のカットゲ−)G、、G
、で右側のメモリセル群を切離し、右側のメモリセルを
選択するときは左側のカットゲートで左側のメモリセル
群を切離す。The memory cells are on the left and right of the sense amplifier, but when selecting the memory cell on the left, use the cut gate on the right)G,,G
, the right side memory cell group is separated, and when selecting the right side memory cell, the left side memory cell group is separated using the left cut gate.
一般にビット線は、基板に形成した多結晶ポリシリコン
及び拡散層で構成する。ワード線は、メモリセルのトラ
ンジスタのゲートと共に多結晶シリコンでまた金属(ア
ルミ)配線で(本例では後者)構成する。また、メモリ
セルは、スタックセルを考慮すればポリシリコン2層で
形成する。従って本例のメモリはポリシリコン4層、ア
ルミ2層、拡散層を入れて7層の配線である。縦方向に
走るデータバスDB、、DB、等と、横方向に走るコラ
ム選択線IIs、Its等はアルミ2層配線の1層目と
2層目を使用し、コラム選択線1s、Ilaなどは左、
右のブロックM、oとM、。等で共用して、所要面積の
縮減を図っている。Generally, a bit line is composed of polycrystalline silicon formed on a substrate and a diffusion layer. The word line, together with the gate of the transistor of the memory cell, is made of polycrystalline silicon or metal (aluminum) wiring (the latter in this example). Further, the memory cell is formed of two layers of polysilicon considering a stacked cell. Therefore, the memory of this example has seven layers of wiring, including four layers of polysilicon, two layers of aluminum, and a diffusion layer. Data buses DB, DB, etc. running in the vertical direction and column selection lines IIs, Its, etc. running in the horizontal direction use the first and second layers of two-layer aluminum wiring, and column selection lines 1s, Ila, etc. left,
Blocks M, o and M on the right. The space is shared by other facilities to reduce the area required.
しかしながら第5図の半導体記憶装置では、センスアン
プ列と平行なデータバスDB!、DB、毎にデータラッ
チDLを設けており、また共通データバスDB、はセル
アレイ・センスアンプ領域ではなくその周辺の配線領域
に設けており、所要面積の低減が十分でない。However, in the semiconductor memory device shown in FIG. 5, the data bus DB! parallel to the sense amplifier row! , DB, and the common data bus DB is provided not in the cell array/sense amplifier area but in the wiring area around it, so that the required area is not sufficiently reduced.
16 MDRA?1などの大容量メモリでは16ビツト
テストモードをとるものがあり、この場合データバスは
16ベアとなる。これは、配線ピッチを3μmとすると
、データバス幅は16X2X’3ζ100μmになり、
か\るデータバスDB、がセルアレイに沿って延びると
チップ面積の消費もかなりなものになる。16 MDRA? Some large-capacity memories such as the 16-bit test mode have a 16-bit test mode, and in this case, the data bus has 16 bears. This means that if the wiring pitch is 3μm, the data bus width is 16X2X'3ζ100μm,
If the data bus DB extends along the cell array, the chip area will be consumed considerably.
また電源VCC線及びv、s線を横方向に延ばし、これ
らよりトランジスタG1゜、G、を介して縦方向に延び
るセンスアンプ駆動信号線II、itに給電するので、
例えば電源線の配線抵抗によるセンスアンプ動作の遅延
を失くすことを考慮すれば、113?tDRAMではV
CC線、V ss線とも100〜150 u mの幅を
要し、これもセンスアンプ列方向の長さの増大によるチ
ップ面積の増加を招く。In addition, the power supply VCC line and the v and s lines are extended in the horizontal direction, and power is supplied from these to the sense amplifier drive signal lines II and it which extend in the vertical direction via the transistors G1° and G.
For example, if we consider eliminating the delay in sense amplifier operation due to the wiring resistance of the power supply line, 113? In tDRAM, V
Both the CC line and the Vss line require a width of 100 to 150 um, which also causes an increase in chip area due to an increase in length in the sense amplifier column direction.
本発明はか\る点を改善しようとするもので、効率的な
配線を行なって所要チップ面積の一層の低減を図ること
を目的とするものである。The present invention aims to improve these points, and aims to further reduce the required chip area by performing efficient wiring.
第1図に示すように本発明では、複数のワード線WLと
ビット線BL、BLと、各ビット線BL。As shown in FIG. 1, in the present invention, a plurality of word lines WL, bit lines BL, BL, and each bit line BL.
BLに設けられるセンスアンプSAと、これらのセンス
アンプSAの列に平行に延びるデータバスDBt、DB
、を備える半導体記憶装置に、該データバスDB□DB
、と直交し、メモリセル上またはメモリセルとセンスア
ンプ上を通過する配線層111+ l +!+ 4
! +3を設け、これらの配線層をコラム選択線lII
とするだけでなく、第2のデータバス線z、、、 j
!13、センスアンプ駆動信号線、他の信号線、電源電
圧配線のいずれかにする。Sense amplifiers SA provided in BL and data buses DBt and DB extending parallel to the rows of these sense amplifiers SA.
, the data bus DB□DB
, and passes over the memory cell or over the memory cell and sense amplifier 111+ l +! + 4
! +3 is provided, and these wiring layers are connected to the column selection line III.
In addition to the second data bus lines z, , j
! 13. Use either the sense amplifier drive signal line, other signal line, or power supply voltage line.
この構成では、所要面積の一層の低減が可能である。即
ち横方向配線層L2+ j!13を第2のデータバスと
すると、これは第5図の共通データバスDB、に相当す
るが、L!l 1AI3はセルアレイ及びセンスアン
プ上を走るので、チップ面積の増加は招かない。またデ
ータラッチDLはセンスアンプと共有しないセル左、右
のブロックで共用として1つ設けるだけでよく、これに
よる所要面積の低減もある。With this configuration, the required area can be further reduced. That is, the horizontal wiring layer L2+ j! If 13 is the second data bus, this corresponds to the common data bus DB in FIG. 5, but L! Since l1AI3 runs on the cell array and sense amplifier, it does not increase the chip area. Further, only one data latch DL needs to be provided for common use by the left and right blocks of cells that are not shared with the sense amplifier, thereby reducing the required area.
横方向配線層を電源■。、■1.線に使用すると、これ
は広い幅を持つが、配線領域を通らずセルアレイ上を通
ることになるので、チップ面積の低減に有効である。■Power supply for horizontal wiring layer. , ■1. When used as a line, it has a wide width, but because it passes over the cell array rather than through the wiring area, it is effective in reducing the chip area.
第2図、第3図に本発明の実施例を示す。全図を通して
そうであるが、他の図と同じ部分には同じ符号が付しで
ある。Embodiments of the present invention are shown in FIGS. 2 and 3. As in all figures, parts that are the same as in other figures are given the same reference numerals.
第2図は横方向配線層を第2のデータバスとする例を示
す、データバスlI!は左側のセンスアンプ列に平行に
走るデータバスDB、に接続し、本例ではDB、は8本
であるからi、I!も8本ある。FIG. 2 shows an example in which the horizontal wiring layer is used as the second data bus, the data bus lI! are connected to the data bus DB, which runs parallel to the row of sense amplifiers on the left, and in this example, there are eight DB, so i, I! There are also 8 pieces.
データバス21.は右側のセンスアンプ列に平行に走る
データバスDB、に接続し、同様に8本ある。Data bus 21. are connected to the data bus DB, which runs parallel to the row of sense amplifiers on the right side, and similarly there are eight buses.
これらは共通のデータラッチDLに、セレクタ35で開
閉される選択ゲー)31.32を介して接続される。左
、右のメモリセルブロックが同時に選択されることはな
いから、データラッチDLの共用が可能である。このデ
ータラッチに取込まれた読出しデータは図示しない経路
を経て外部へ出力される。These are connected to a common data latch DL via selection gates 31 and 32 that are opened and closed by a selector 35. Since the left and right memory cell blocks are never selected at the same time, the data latch DL can be shared. The read data taken into this data latch is output to the outside via a path not shown.
横方向配線23.は他の信号線に使用する。横方向信号
配線2■はYデコーダに接続されてコラム選択に使用さ
れ、これは第5図の信号線1x、Ilmに相当する。こ
のメモリも4ビット同時選択型である。Lateral wiring 23. is used for other signal lines. The horizontal signal line 2■ is connected to a Y decoder and used for column selection, and corresponds to the signal lines 1x and Ilm in FIG. This memory is also a 4-bit simultaneous selection type.
第3図は横方向配線層をセンスアンプ駆動信号線(詳し
くはその電源V CCr Lm側)に使用した例を示
す、広幅の配線層j!14s j!I’lがそれで、配
線層21thはゲートGllを介して電源■。線へ接続
し、センスアンプSAの縦方向に走る駆動信号線!2と
スルーホールHを介して接続する。また配線層Lvはゲ
ー)Gooを介して電源■。線へ接続し、またスルーホ
ールHを介してセンスアンプSAの縦方向に走る駆動信
号線21と接続する0本例ではこれらj’l&+ z
、、は右側のセンスアンプの縦方向に走る駆動信号線と
もスルーホールで接続するが、これは’1&+ L?
を複数本にして別々に接続するようにしてもよい。FIG. 3 shows an example of using a horizontal wiring layer as a sense amplifier drive signal line (more specifically, on the power supply V CCr Lm side), and shows a wide wiring layer j! 14s j! I'l is that, and the wiring layer 21th is connected to the power supply ■ via the gate Gll. A drive signal line that connects to the line and runs in the vertical direction of the sense amplifier SA! 2 through a through hole H. In addition, the wiring layer Lv is connected to the power supply ■ via Goo. In this example, these j'l & + z
,, are also connected to the vertically running drive signal line of the sense amplifier on the right side through a through hole, but this is '1&+L?
It is also possible to make a plurality of them and connect them separately.
このようにすると、第5図の上、下のVCC線及びV
ss線を省略することができ、これらは広幅であるから
所要面積のlff減に有効である。By doing this, the upper and lower VCC lines and V
The ss lines can be omitted, and since they are wide, they are effective in reducing lff in the required area.
第2図、第3図ではセンスアンプ列を2列のみ示したが
、大容量メモリではこれはもっと多数になる。第4図は
16Mビットのメモリを示すが、この場合は図示のよう
に1Mセルブロックが16個並び、各セルブロックは2
にセンスアンプ列を挟んで512にセルブロックが2個
ある構成をとる。Although only two sense amplifier rows are shown in FIGS. 2 and 3, there will be many more sense amplifier rows in a large-capacity memory. FIG. 4 shows a 16M bit memory. In this case, 16 1M cell blocks are lined up as shown in the figure, and each cell block has 2
The configuration is such that there are two cell blocks at 512 with a sense amplifier row sandwiched between them.
この場合には、センスアンプ列を分割動作させるため、
同時に動かないセンスアンプ列において、第2図のセレ
クタ35で開閉される選択ゲート31.32の手段を用
いることによりデータラッチを共有することができる。In this case, in order to operate the sense amplifier row in divided manner,
In sense amplifier arrays that do not operate simultaneously, data latches can be shared by means of selection gates 31, 32 which are opened and closed by selector 35 in FIG.
横方向即ちセンスアンプ列と直交方向に走る配線層j!
ll+ ’1!+ ・・・・・・はこれらのセルブロ
ックを横断して所要部分まで走る。Wiring layer j running horizontally, that is, in a direction perpendicular to the sense amplifier row!
ll+ '1! +... runs across these cell blocks to the required part.
以上説明したように本発明では、セルアレイ・センスア
ンプ上をセンスアンプ列とは直交方向に走る配線層によ
り、第2のデータバス線、センスアンプ駆動信号線、他
の信号線、電源電圧配線の1つ以上にするので、これら
を配線領域に設けるものに比べてチップ面積の低減が可
能である。また該配線層を第2のデータバスに利用し、
データラッチの共用化を図ると、これも面積節減に有効
である。As explained above, in the present invention, the wiring layer running on the cell array sense amplifier in the direction orthogonal to the sense amplifier row allows the connection of the second data bus line, sense amplifier drive signal line, other signal lines, and power supply voltage wiring. Since there are one or more, the chip area can be reduced compared to a case where these are provided in the wiring area. Further, the wiring layer is used as a second data bus,
Sharing data latches is also effective in saving area.
第1図は本発明の原理図、
第2図、第3図は本発明の第1.第2の実施例を示す説
明図、
第4図は大容量メモリのセル/センスアンプのレイアウ
トの説明図、
第5図は従来例の説明図である。
第1図でWLはワード線、BL、百ではビットLMCは
メモリセル、SAはセンスアンプ、DB!、DB、はデ
ータバス、j!ll”!13は配線層、DLはデータラ
ッチである。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the principle of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the second embodiment, FIG. 4 is an explanatory diagram of the layout of a cell/sense amplifier of a large capacity memory, and FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional example. In FIG. 1, WL is a word line, BL is a bit, LMC is a memory cell, SA is a sense amplifier, and DB! , DB, is the data bus, j! 13 is a wiring layer, and DL is a data latch.
Claims (1)
るセンスアンプ、およびこれらのセンスアンプの列と平
行に延び、センスアンプにより増幅されたビット線電位
を外部へ取出すデータバスを備える半導体記憶装置にお
いて、 該データバスと直交し、メモリセル上またはメモリセル
とセンスアンプ上を通過する配線層を設け、該配線層を
コラム選択線とするだけでなく、第2のデータバス線、
センスアンプ駆動信号線、他の信号線、電源電圧配線の
1つ以上にしてなることを特徴とする半導体記憶装置。[Claims] 1. A plurality of word lines and bit lines, a sense amplifier provided for each bit line, and a line extending parallel to the rows of these sense amplifiers, and extracting the bit line potential amplified by the sense amplifier to the outside. In a semiconductor memory device equipped with a data bus, a wiring layer is provided which is orthogonal to the data bus and passes over memory cells or over memory cells and sense amplifiers, and the wiring layer is used not only as a column selection line but also as a second line. data bus line,
A semiconductor memory device comprising one or more of a sense amplifier drive signal line, another signal line, and a power supply voltage line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1065360A JPH02246090A (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Semiconductor storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1065360A JPH02246090A (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Semiconductor storage device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH02246090A true JPH02246090A (en) | 1990-10-01 |
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ID=13284718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1065360A Pending JPH02246090A (en) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | Semiconductor storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH02246090A (en) |
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