JPH03214670A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH03214670A JPH03214670A JP2070006A JP7000690A JPH03214670A JP H03214670 A JPH03214670 A JP H03214670A JP 2070006 A JP2070006 A JP 2070006A JP 7000690 A JP7000690 A JP 7000690A JP H03214670 A JPH03214670 A JP H03214670A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/31—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
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- Semiconductor Memories (AREA)
- Dram (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
量型ダイナミックFt A Mに関し、無駄な領域の少
なく高集積化可能な半導体記憶装置を提供することを目
的とし、 複数のワード線及び複数のビット線を互いに交差するよ
うに配し、情報を記憶する蓄積容量と情報を読み書きす
る転送トランジスタとを有し、前記転送l・ランジスタ
のゲートが前記ワード線に接続され、ソースがビット線
コンタクトを介して前記ビット線に接続され、トレイン
か前記蓄積容旦の蓄積電極に蓄積コンタクトを介して接
続されたメモリセルを縦横に配置し、近接する2つのメ
モリセルを対としてメモリセル対を構成し、前記メモリ
セル対の各メモリセルが前記ビット線コンタク1〜を共
有している半導体記憶装置において、j番目のワード線
とi +1番目のワード線及び2j番目のビット線と2
(j+2)番目のビット線とにより囲まれた領域を単位
領域として、前記単位1 0 領域内に前記ビット線コンタクトと前記蓄積コンタクト
の個数が1対2の比になるように配置するように構成ず
る。
る蓄積容量型ダイナミックRAMに関ずる。
リフレッシュを行うダイナミックRAMとして、情報を
記憶する蓄積容量に、書込み読出し用の転送トランジス
タを接続した蓄積容量型ダイナミックRAMか広く用い
られている。
報を記憶する蓄積容量と情報の読み書きのための転送ト
ランジスタとで構成され、転送トランジスタのゲートが
ワード線に接続され、ソースがビット線に接続され、ド
レインが蓄積容量の11 蓄積電極に接続されている。
体基板上に積み上げたスタック型の蓄積容量は、蓄積電
極の厚さを厚くしたり、フィン型にしたり、蓄積コンタ
クトを深くするなどによって、その表面積を増やすこと
かできるため、高集積化のための微細化が進んでも十分
な容量を得ることができるので、将来においても非常に
有望である。
ミックRAMを第36図乃至第38図に示す。
36図に示すようにレイアウ1・されている。ワード線
WLI、WL2、・・・が緬方向に、ビット線BL1a
,BL1b、・・・が横方向に配されている。2本ずつ
のビット線B L i a及びBLIb,BL2a及び
BL2b、・・・が対となってセンスアンプSAI、S
A2、・・・に接続されたフォールデッドビット線形式
となっている。
dBL1 a,BLIb、・・・の隙間で転送トランジ
スタのドレインが蓄積電極とコンタクトする。
WL4、・・・、の間で、転送トランジスタと蓄積電極
の蓄積コンタクトCSE (○)が一列に並んでいる。
BL (●)は、ワード線WL2とWL3、ワード線W
L4とWL5、・・・、の間でヒット線一本毎に縦に並
んでいる。隣接する2つのメモリセルでメモリセル対を
構成し、ひとつのビット線とのビット線コンタクトCB
L (,●)を共有している。転送トランジス゛タは、
ビット線とのビット線コンタクトCBL (●)の左右
に位置する蓄積電極との蓄積コンタクトCSE(○)と
を結ぶ実線の位置に配されている。
詳細を第37図の平面図及び第38図のC−CI!断面
図に示す。
た活性領域13に転送トランジスタのソース領域14及
びドレイン領域16が形成されている。ソース領域14
とトレイン領域16間にゲート酸化膜18を介してワー
ド線WL5が設けられている。ワード線WL4はソース
領域14とその左側に設けられているドレイン領域(図
示せず)の間にゲート酸化膜18を介して設けられ、ワ
ード線WL6はフィールド酸化膜12上に設けられてい
る。ワード線WL4〜WL6上には酸化膜20が形成さ
れ、ビット線BL1bは酸化膜20に形成されたコンタ
クトホールを介してソース領域14にコンタクト(ビッ
ト線コンタクl− C B L )している。
形成されている。蓄積容量の一方の電極である蓄積電極
24はドレイン領域16にコンタクト(蓄積コンタクト
CSE)され、他方の電極である対向電極26は、蓄積
電極24の周囲に薄い酸化膜(図示せず)を介して形成
されている。
しな矩形形状をしている。
ミックRAMの他の従来例をを第39図及び第40図に
示す。
では活性領域13がビット線BLI a、BLI b、
・・・及びワード線WLI、WL2、・・・に対して斜
めに形成されていたが、第39図及び第40図の蓄積容
量型タイナミックRAMでは、活性領域13かT字型を
していて、Eット線BLIa,BLI b,−・・及び
ワード線WLI、WL2、・・・に平行に形成され、活
性領域13における転送トランジスタがワード線WLI
,WL2、・・・に対して直交している−。
ナミックRAMを第41図に示す。
ット線コンタクトCBL及び蓄積コンタクトCSBが形
成され、これらビット線コンタクトCBLと蓄積コンタ
クトCSEを結んで同じくビッ15 ト線BLI a,BLI b、・・・に重なる位置に活
性領kA13が形成されている。
があるものの、第36図、第39図、第41図に示すよ
うに基本的に同じメモリセルレイアウトをしている。こ
のセルレイアウ1・では蓄積コンタクト(○)は縦方向
に最も密に並べられているのに対し、ビット線コンタク
ト(●)がビット線一本毎に並べられているため、ビッ
ト線コンタクトのない部分か無駄な領域となっていた。
ており、このような無駄な領域をできるたけ少なくする
メモリセルレイアウトが要求されていた。
域の少なく高集積化可能な半導体記憶装置を提供するこ
とを目的とする。
に交差するように配し、情報を記憶する蓄積容量と情報
を読み書きする転送トランジスタとを有し、前記転送ト
ランジスタのゲートが前記ワード線に接続され、ソース
がビット線コンタクトを介して前記ビット線に接続され
、ドレインか前記蓄積容量の蓄積電極に蓄積コンタクト
を介して接続されたメモリセルを縦横に配置し、近接す
る2つのメモリセルを対としてメモリセル対を構成し、
前記メモリセル対の各メモリセルが前記ビット線コンタ
ク1・を共有している半導体記憶装置において、i番目
のワード線とi+1番目のワード線及び2j番目のビッ
ト線と2 (j+2)番目のビット線とにより囲まれた
領域を単位領域として、前記単位領域内に前記ビット線
コンタクトと前記蓄積コンタクトの個数が1対2の比に
なるように配置されていることを特徴とする半導体記憶
装置によって達成される。
所定の単位領域内にビット線コンタクトと蓄積コンタク
トの個数が1対2の比になるように配置したので、蓄積
コンタク1〜及びビット線コンタクトを無駄な領域がな
いように隙間無く配列することができる。
至第3図を用いて説明する。第36図乃至第38図に示
す従来の半導体記憶装置と同一の構成要素には同一の符
号を付して説明を省略する。
ワード線WLI、WL2、・・・が順番に縦方向に配列
されていることは同じであるが、横方向に配列されたビ
ット線BLI a,BL2a,BLlb,BL2b、・
・・の順番が異なる。2番目のビット線BL2aと3番
目のビット線B L 1 bとが交差し、1番上のビッ
ト線BL1aと3番目のビット線BL1bが対となって
センスアンプSA1に接続され、2番目のビット線BL
2aと4番目のビット線BL2bが対となってセンスア
ンプSA2に接続されている。
BL1a,BL2a、・・・の隙間に蓄積コンタクトC
SB<○)があり、ワード線WLI、WL2、・・・間
のビット線BL1a,BL2a、・・・上にビット線コ
ンタクトCBL(●)があるが、本実施例ではその配列
に特徴がある。すなわち、第1図に示すように、ワード
線WLIとW L 2間では、1番目のビット線BLi
a上にビット線コンタク}CBL (●)、2番目のビ
ット線BL2aと3番目のビット線BLI bの間に蓄
積コンタクトCSE(O)、3番目のビット線BL1b
と4番目のビット線BL2bの間に蓄積コンタクトCS
E(○)、5番目のビット線BLBa上にビット線コン
タクトCBL(●)、・・・・・・というように、ビッ
ト線コンタクトCBL (●)、蓄積コンタク1一〇S
E(○)、蓄積コンタクトCSE(○)とい19 う順番で配列されている。隣のワード線WL2とWLB
間では、蓄積コンタク1一〇SE(○)、ビット線コン
タクトCBL(●)、蓄積コンタクトCSE (0)
、蓄積コンタクトCSB (0) 、・・・・・・とい
うように、ビット線一本分ずれるが同じパターンが繰り
返される。
BL(Φ)が、隣接ずるメモリセル同志では一本のワー
ド線を挟んで配置されている。例えば、ビット線B L
1. aとのビット線コンタクトとビット線BL2a
とのビット線コンタクトとはワード線WL2を挟んで配
列されている。さらに、各メモリセル対がビット線コン
タクトCBL(●)を中心として同じ方向く例えば右上
がり)に配向している。
第3図のA−A線断面図に示す。
た活性領域13に転送トランジスタのソ9 n ース領域14及びドレイン領域16か形成されている。
8を介してワード線WL3が設けられている。ワード線
WL2はソース領域14とその左側に設けられているド
レイン領域(図示せず)の間にゲート酸化膜18を介し
て設けられ、ワード線WL4はフィールド酸化膜12上
に設けられている。ワード線W L 2〜WL4上には
酸化膜20が形成され、ビッI・線B L 2 aはビ
ット線コンタクトCBLを介してソース領域14にコン
タクトしている。
形成されている。蓄積容量の一方の電極である蓄積電極
24は蓄積コンタクトCSBを介してドレイン領域16
にコンタクトされ、他方の電極である対向電[i26は
、蓄積電極24の周囲に薄い酸化膜(図示せず)を介し
て形成されている。
線コンタクトが隙間無く配列されているため、従来のよ
うな無駄な領域がなく高集積化か可能である。
るための基本的考え方を第4図乃至第7図を用いて順番
に説明する。
位置関係(X方向の距離x,y方向の距離y)は次の条
件 ■ビット線コンタクトCBLと蓄積コンタクトCSEの
間にはワード線WLが通過すること(第4図)、 ■蓄積コンタクトCSEは、ビット線コンタクトCBL
にコンタクトするビット線B T−からも離れているこ
と(第5図)、 により定まる。
の余裕幅をb、ワード線WLの幅をC、蓄積コンタクト
CSEの直径をe、その余裕幅をdとすると、ビット線
コンタクトC B Lと蓄積コンタクトCSEの直線距
離はa −1− b 十c −1− d 十eとなる(
第4図)。また、条件■から、ビット線BLの幅を2f
とすると、ビット線コンタクトCBLと蓄積コンタクト
CSEのy方向の距離yはefd十fとなる(第5図)
。
X方向の距離x’ 、y方向の距離y′)は次の条件 ■ビット線コンタクトCBL間にはワード線WLが通過
すること、 ■各ビット線コンタクトCBLは異なるビット線BLに
コンタクトすること、 により定まる。
a 十b + c + b + aとなる(第5図)。
裕をhとすると、ビット線コンタクトCBL間のy方向
の距離y′はf 十g + h. + aとなる(第6
図)。
の距離x”、y方向の距離y″)につい23 ても同様に定める。
クトCBL及び蓄積コンタクトCSEを配置すると第7
図に定めるようなる。
μm、コンタクトポールと外部の配線との余裕を0.3
μm、コンタクトホールとコンタクトする配線との余裕
を0.2μm、配線間の余裕を0.5μmとすると、 a=e=0.3μm b=d=0.3μm c=Q,5μm f=0.2jμm g=0.5μm h=0.2μm となる。したがって、x,y,x′,y′、xy ”は
次のようになる。
+a) 2 コ l/2一 [ (0.3−1−0
.3−1−0.5−1−0、3+0.31 − (
0.2j+0.5十0.2+0.3)2]”’ 1. 1 52μmiF1. 2μmy =f
+g+h+a =0. 2j+0. 5+0. 2+0. 3
=1. 2jμm 以上の数値に基づいて実際にメモリセルをレイアウトし
た具体例を第8図に示す。破線で囲われた平行四辺形の
部分か単位パターンPとなって繰り返される。この単位
パターンPには実質的に4つのメモリセル対、すなわち
、8つのメモリセルが含まれることになる。
を計算すると、第8図(b)に示すようになる。平行四
辺形形状の単位パターンPのX方向の寸法は、頂点AB
間で2x−3x′+x”となり、頂点AD間で2x−1
−x′+x″となる。y方向の寸法は、頂点AB間で2
y+3y′+y″となり、頂点AD間で2y−y′+y
″となる。
に走るワード線WLのX方向のずれは2x=3x’.+
x″となり、X方向に走るビット線BLのy方向のずれ
は2y−y’+y″となる。
y″)− (2x−3x +x″)X (2y−y’ +y″) となり、単位パターンPには8つのメモリセルか含まれ
るので、メモリセルの面積Sは、S=S,/8 となる。
る場合を考えると、 2x−3x′+x″=0 となる必要かあるから、・x,y″は x″=−2x+3x =−2X1,.5+3x1 .2 =0.6μm y”=((2e+2d+c)’−x”” )’/2=1
.59μm となる。したかって、メモリセルの面積Sは、S=4.
.224μm2 となる。
”としてもよいので、XとX′とx″のうち最大の数値
に合わせると、 x=x′=x″=1 .5μm y=y =0.85μm y’−1.2jμm 2 7 となり、メモリセルの面積Sは、 S=4.72j,um2 となる。
モリセルの面積Sは、 S=5.1μm2 となるから、本実施例によれは少なくとも10%以上セ
ル面積を減少させることができる。
レイの配置について説明ずる。
イの外形か長方形でなく平行四辺形になるので、その配
置に工夫が必要となる。
リセルアレイ30のX軸及びy軸を半導体チップ32の
各辺に平行になるように単純に配置すると、メモリセル
アレイ30の周辺部で無駄な領域(斜線部分)が発生し
てしまう。そこで、本実施例では、第10図に示すよう
に、平行四辺形のメモリセルアレイ30の長いほうの一
辺を半9 Q 導体チップ32の一辺に平行にする。このことにより無
駄な領域(斜線部分)を減少させることができる。
0が平行四辺形形状をしているため依然として無駄な領
域が生ずる。そのため、無駄な領域をさらに減少させる
ために、第11図に示すように、メモリセルアレイ30
を2分割し、分割セルアレイ30Bを分割セルアレイ3
0Aに対して分割線31で鏡面反転した構造にすれば、
無駄な領域(斜線部分)をさらに減少させることができ
る。
30Bの境界部分の詳細を第12図に示す。鏡面反転構
造は、分割セルアレイ30A及び30Bのワード線WL
A1 、WLA2、・・・、WLBl、WLB2、・・
・を平行にして、ビットaBLla,BL1b、・・・
を分割線31で折り曲げるようにして構成する。ただし
、分割線3l上で両分割メモリセル30A、30Bが共
有するメモリセ9 q ルが生ずるので、例えば、ワード線WLBIを常にオフ
状態にして分割セルアレイ30Aに属するものとして取
り扱うようにする。
限らず、2以上のいくつに分割してもよい。
ある。上記実施例ではメモリセル対が右上がりに配向し
ていたが、同じ方向であれば左上がりに配向していても
よい。
乃至第17図を用いて説明する。第1の実施例と同一の
構成要素には同一の符号を付して説明を省略または簡略
にする。
されて高集積化か可能となったが、第1図に示すように
ビット線が1本おきに対となってしまうと共に、第8図
に示すようワード線とビット線が斜交してメモリセルア
レイの外形が長方形30 でなく平行四辺形になってしまう。
従来の無駄な領域を分散させて高集積可能である点は第
1の実施例と同じであるが、対となるビット線が隣接し
、ワード線とビット線が直交してメモリセルアレイの外
形が長方形となる点に特徴がある。
アウトを示す。本実施例では、ワード線WLIWL2、
・・・が従来と同様に縦方向に順番に配列され、ビット
線BL1a,BL1b,BL2a,BL2b、・・・も
従来と同様(こ横方向に順番に配列されている。
1BL1a,BLI b、・・・の隙間に蓄積コンタク
トCSE (0)があり、ワード線WL1、WL2、・
・・間のビット線BL1a,BL1b、・・・上にビッ
ト線コンタクトCBL (●)があるが、本実施例では
その配列に特徴がある。
a上にビット線コンタクトCBL (●)、2番目のビ
ット線BL1bと3番目のビット線BL2aの間に蓄積
コンタクトCSE(○)、3番目のビット線BL2 a
と4番目のビット線BL2b.の間に蓄積コンタクトC
SB(○)、5番目のビット線Bl、3a上にビット線
コンタクトCBL(●)、・・・・・・というように、
ビット線コンタクトCBL (●》、蓄積コンタクトC
SE (○)、蓄積コンタクトCSE (0)という順
番で配列されている。隣のワード線WL3とWL4間で
は、2本下方にずれたビット線BL2a上にビット線コ
ンタクトCBL (●)が配列され、続いて蓄積コンタ
クトCSE(○)、蓄積コンタクトCSE《○〉、・・
・と同様に配列されている。更に隣のワード線WL4と
WL5間では、1本上方にずれたビット線BLlb上に
ビット線コンタクトCBL(●)が配列され、続いて蓄
積コンタクトCSE(○)、蓄積コンタクトCSE(○
)、・・・と同様に配列されている。更に隣のワード線
WL5とW3 つ L6間では、2本下方にずれたビット線BL2b上にビ
ット線コンタクトCBL (●)が配列され、続いて蓄
積コンタクトCSB(○)、蓄積コンタクトCSE<○
)、・・・と同様に配列されている。
心として斜めに配向しているが、本実施例ではメモリセ
ル対の配向方向が右上かりのものと左上がりのものが規
則的に混在している。すなわち、ワード線WLIとWL
2間のビット線コンタクトCBL (●)を中心とした
メモリセル対は常に右上がりであり、隣のワード線WL
2とWL3間のビット線コンタクトCBL (●)を中
心としたメモリセル対は同様に右上がりである。しかし
、隣のワード線WL3とWL4間のビット線コンタク}
CBL(●)を中心としたメモリセル対は逆に左上がり
であり、更に隣のワード線WL4とWL5間のビット線
コンタクトCBL (●)を中心としたメモリセル対は
同様に左上がりである。以下同様にして配向パターンか
繰り返される。
例を第14図乃至第16図に示す。なお、本実施例の半
導体記憶装置の断面は第3図に示す第1の実施例の断面
図と同じである。
クトCBLを介してソース領域14にコンタクトしてお
り、細長い活性領域13ビット線コンタクトCBLを中
心として左右に右上がり又は左上かりに配されている。
タクトCSEを介して蓄積電極24にコンタクトしてい
る。
。蓄積電極24の形状をハッチングにより示す。
LI、WL2、・・・とビット線BL1a、BL1b、
・・・間に、蓄積コンタクトCSEを含む2マスの横長
領域を占めている。第14図では、ビット線コンタクト
CBLを中心とするメモリセル対の蓄積電極24の形状
が同じである。
が2マスの横長領域を占めているが、その形状が、ビッ
ト線コンタクトCBLを中心とするメモリセル対の蓄積
電極24同志で対称的な形状をしている。
トCBLを中心とするメモリセル対の蓄積電極24同志
で対称的な形状であるが、ワード線WLI、WL2、・
・・とビット線BL1a,BL1b、・・・に重なるよ
うに形成されている。
因を突き止めるために、これら第1及び第2の実施例の
パターンについて考察する。
構造ではビッ1〜線間に蓄積コンタクトCSEか配置さ
れている。また、ビット線コンタクトCBしはビット線
BL上に形成されている。
ンプSAのピッチについて考察する。
WL間に着目すると、その基本パターンは、第17図(
a)又は(b)に示す2種類となる。
上下両側のビット線BLにビット線コンタク1−C B
L (●)が形成されている。ビット線BLの幅をし
、ビット線BL間の隙間をS、ビッ1〜線コンタクトC
BL (●)及び蓄積コンタクl− C SE(○)の
ポールの直径をト■、ホールの内側の余裕をMi、外側
の余裕のMOとする。第17図(a)の基本パターンの
センスアンプピッチPaは、Pa=H/2+Mi+S+
L+S+Mi+H/2 となる。第17図(b)の基本パターンのセンスアンプ
ピッチpbは、 P b = L / 2 + M o
+ H + M o −ヒ L+Mo−l
− H +M o 十L / 2 となる。今、ビット線BLの幅し、ビット線B L間の
隙間S、コンタクトホールの直径Hを共にFとし、余裕
Mi,Moを共にMとすると、ピッチ3 八 Pa,Pbは Pa=4F+2M P b = 4 F −1− 4 M となり、ピッチpbの方が2Mだけ多くなる。すなわち
、第17図(a)に示す基本パターンが、第17図(b
)に示ず基本パターンに律則されてしまい、これが無駄
領域として現れてしまう。
図から明らかなように、基本パターンは第17図(C)
に示す一種類のみである。第17図(C)の基本パター
ンのセンスアンプピッチPcは、P c = L /
2 + M o 十H −{− M o @− L +
S+Mi+H/2 = 4 F −i− 3 M となる。このように、第1及び第2の実施例の場合には
、従来よりセンスアンプピッチがIMだけ少なくなる。
ト線コンタクトCBL及ひ蓄積コンタクトCSEの配列
の基本パターンにより集積度向上が実現できていること
がわかる。すなわち、上記基本パターンを採用したメモ
リセルレイアウトであれば同様の高集積化が実現できる
。
本パターンを採用することにより従来より集積度が向上
したことがわかったが、ビット線コンタクトCBL及び
蓄積コンタクトCSEの配列には種々の配列パターンが
考えられる。ここではセンスアンプピッチが最小になる
配列パターンの一般原則を求める。
の左右に蓄積コンタクトCSEが配置されているので、
メモリセルアレイ全体として、ビット線コンタクトCB
Lの数NBLと蓄積コンタク}CSEの数NSEの比率
は、 NBL: NSE= 1 : 2 である。したがって、あるワード線WL間で2NBL>
N SEとなると、他のワード線WL間では必然的に
2NBL<NSEと蓄積コンタクトCSEか過剰になる
。蓄積コンタクトCSEが過剰なると、その配列パター
ンのセンスアンプピッチが最大となり、この配列パター
ンのセンスアンプピッチにより全体のメモリセルアレイ
の大きさが律則される。
クトCBLの数NBLと蓄積コンタクトCSEの数NS
Eの比率か1:2となる場合に、センスアンプピッチか
最小になる。
クトCSEの配列パターンの繰り返しの基本ユニットの
大きさについて考察する。
線BLピッチの2倍)により画定される最小単位ユニッ
ト中には平均1個の蓄積コンタク}CSEが存在してい
る。一方、蓄積コンタクトCSEとビット線コンタクト
CBLの比率は2:1であることが必要である。したが
って、全ての最小基本ユニット中で、蓄積コンタクトC
SEの平均個数が1個、ビット線コンタクトCBI−の
平均個数が1/2個であれば、センスアンプピッチ39 が最小となる。
SBもビット線コンタクトCBLも整数個含まなければ
ならない。したがって、繰り返しの基本ユニットは最小
基本ユニットの2n倍(nは整数)でなければならない
。すなわち、ひとつのワード線W+−ピッチと2n倍の
センスアンプSAピッチにより画定されるユニットが繰
り返しの基本ユニットとなる。
プSAピッチでは繰り遅しの基本ユニットとはなり得な
いので、メモリセル配列か1−ビット×mピッ1へ配置
の半導体記憶装置ではセンスアンプピッチを最小にでき
ない。
レイアウトパターンを導くルールについて考察する。
アンプSAの2ピッチが最小の繰り返しパターンである
ことがわかった。この繰り返しパタ40 ーンはワード線WL方向で並進対称であるから、最小の
繰り返しパターンは第17図(d)のようになる。
CSEの配列パターンは定まったから、ビット線コンタ
クトCBLがビット線BL上のどこに位置するかを指定
すれは全体の配列が決定する。ビット線コンタクトCB
Lを指定する規則は、■隣接するワード線WL間では同
一ビット線BLにビット線コンタクトCBI−を設ける
ことはできない、■ワードWI一間の順番にビット線B
La、ビット線BLb、ビット線BLaというような配
列(第17図(e))はできない、等である。
には、繰り返しの基本ユニットの大きさを定め、これら
規則に基づいてビット線コンタク}CBT−を指定し、
その後蓄積コンタクトCSEを配置すれはよいことがわ
かる。このようにすれば上述の第1および第2の実施例
とは異なる種々のレイアウトパターンの半導体記憶装置
か実現できる。
乃至第20図を用いて説明する。第2の実施例と同一の
構成要素には同一の符号を付して説明を省略または簡略
にする。
ンタクトCSBの配列は上述の考察において最も集積度
が高いものであり、その点では第1及び第2の実施例と
同様である。本実施例では、ビッ}一線対を構成するビ
ット線B L l aとBL1b,BL 2 aとB
L 2 b ,・・・のうち、一方のピッ}〜線BLl
a,BL2a、・・・にのみビット線コンタクトCBL
を配置した点に特徴がある。
アウトを示す。本実施例では、ワード線WLI、WL2
、・・・もEット線Bl− ]. a, BT., 1
b.BL2a,BL2b、・・・も従来と同様に横方向
に順番に配列されている。
・・とビット線BLI a,BLI b,・・・の隙間
に蓄積コンタクトOS,E(○)があり、ワード線WL
1、WL2、・・・間のビット線対の一方のビット線B
L1a、BL2a、・・・上のみにビット線コンタクト
CBL(●)がある。他方のビット線BL1b,BL2
b、・・・には何も接続されていない。
ビット線コンタクl−CBL(●)がワード線WL2と
WL3間に配置され、ワード線WL3、WL4を挾んで
ワード線WL3とWL4間に配置されている。蓄積コン
タクトCSE(○)は、ビット線コンタクトCBL (
●)が形成されていないワード線WLIとWL2間、W
L3とw r= 4間、・・・に、ビット線BL1aを
挟んで上下に配置されている。同様にビット線BL2a
にはビット線コンタクトCBL (●)が配置され、蓄
積コンタクトCSE(○)も同様に配置されているが、
全体にワード線WL1本分だけずれている。ビット線B
L3aにおけるビット線コンタクトCBL(●)と蓄積
コンタクトCSE (0)の配置は、4 3 ビット線B L 1 aと同じである。
中心として斜めに配向しているが、本実施例ではメモリ
セル対の配向方向が全て左−ヒがりに配向している。
線コンタク1一CBLが配置されているため、ビット線
容量にアンバランスが発生ずる。このアンバランスを解
消するなめに、セルアレイの途中でビット線コンタクト
CBI−か配置されるビット線を入れ換えることが望ま
しい。
れるビット#;BLを切換えた接続部分の一具体例のレ
イアウトである。
クトCBL (●)が配置されたメモリセルアレイ(左
側)も、ビット線BL1b,BL2b、・・・にビット
線コンタクトCBL (拳)か配置されたメモリセルア
レイ(右側)も、メモリセル対が全て左上がりに配向し
ている。
取り除いている。すなわち、ワード線WL 4とWL1
′間を通常のワード線WLピッチの2倍にしている。
対して片側だけにメモリセルと蓄積コンタクトCSE(
○)を形成するようにしている。
れるビット線BLを切換えた接続部分の他の具体例のレ
イアウトである。
BL2a、・・・にビット線コンタクトCBL(●)が
配置されたメモリセルアレイ(左側)ではメモリセル対
が左上がりに配向しているが、ビット線BL1b,BL
2b、・・・にビット線コンタクトCBL (●)が配
置されたメモリセルアレイ〈右側)ではメモリセル対が
右上がりに配向している点である。
乃至第23図を用いて説明する。第3の実施例と同一の
構成要素には同一の符号を付して説明を省略または簡略
にする。
向に配向していたが、本施例では、ビット線BL1a,
BL2a、・・・によりメモリセル対の配向方向を異な
らせた点に特徴がある。すなわち、ビット線BL1aに
配置されたビット線コンタクトCBL (●)を中心と
するメモリセル対は左上がりに配向されているが、ビッ
ト線BL2aに配置されたビット線コンタクトCBL
(●)を中心とするメモリセル対は逆に右上かりに配向
されている。
配置されるビット線BLを切換えた接続部分における無
駄領域が発生しないようにできるという利点がある。
れるビット線BLを切換えた接続部分のレイアウトであ
り、第23図は接続部分のレイアウトパターンである。
アレイのワード線WL4に直ぐ隣接して左側のワード線
WL1′か配置されている。左側のメモリセルアレイで
はビット線BLI aに接続されるメモリセル対は右上
がりに配向しているが、右側のメモリセルアレイでビッ
ト線BLlaと対をなすビット線BL1bに接続される
メモリセル対は左上かりに配向している。同様に、左側
のメモリセルアレイではビット線BL2aに接続される
メモリセル対は左上がりに配向しているが、右側のメモ
リセルアレイでビット線BL2aと対をなすビット線B
L 2 bに接続されるメモリセル対は右上かりに配
向している。
部分で適切に噛み合わせることにより無駄な領域か発生
しないようにしている。
乃至第26図を用いて説明する。第3の4 7 実施例と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を
省略または簡略にする。
アウトを示し、第2j図にレイアウトパターンを示す。
積コンタクトCSE<○)の配列は第3の実施例と同じ
であるが、第39図に示す従来の半導体記憶装置と同様
に活性領域13がT字型をしていて、ビット線BLI
a,BLI b、・・・及びワードaWL1、WL2、
・・・に平行に形成され、活性領域13における転送ト
ランジスタかワード線WLI、WL2、・・・に対して
直交している点に特徴がある。
・・の方にビット線コンタクトCBL(●)が配置され
ており、T字型の活性領域13もビット線BL1a.B
L2a、・・・に接続されているが、T字型の方向か交
互に正立又は倒立している。すなわち、ワード線WL2
とWL3間のビット線BL1aに配置されたビット線コ
ンタクトC B L4 8 (e)には逆T字型の活性領域13が接続され、ビット
線BL1a下方の蓄積コンタクトCSEに接続されてい
る。隣のワード線WL4とWL5間のビット線BL1a
に配置されたビット線コンタクトCBL (●)には正
T字型の活性領域13が接続され、ビット線BL1a上
方の蓄積コンタクトCSBに接続されている。
れるビット線BLを切換えた接続部分の一具体例のレイ
アウトを示す。右側のメモリセルアレイと左側のメモリ
セルアレイによりビット線コンタクトCB]i●)が接
続されるビット線BL1 a,BLI b,BL2a,
BL2b、・・・か切換えられている。
乃至第29図を用いて説明する。第5の実施例と同一の
構成要素には同一の符号を付して説明を省略または簡略
にする。
アウトを示し、第2j図にレイアウトパターンを示し、
第26図に接続部分の具体例のレイアウトを示す。
コンタクトCSE (0)の配列については第5の実施
例と同じであるが、活性領域13の形状がT字型ではな
くV字型をしている点が異なる。
されたビット線コンタクl−CBL(Φ)にV字型の活
性領域13が、交互に正立又は倒立して設けられている
。接続部分においてもビット線コンタクトCBL (●
)と蓄積コンタクトCSB (○)の配列は第5の実施
例と同じであって、活性領域13の形状がV字型である
点が異なる。
乃至第32図を用いて説明する。第1の実施例と同一の
構成要素には同一の符号を付して説明を省略または簡略
にする。
アウトを示し、第31図にレイアウトパターンを示し、
第32図にB−B線断面図を示す。
ワード線WLIWL2、・・・が順番に縦方向に配列さ
れる、ビッ,ト線BLI a,Bl−,1.b、・・・
も順番に横方向に配列されている。第1乃至第6の実施
例はビット線BL上に蓄積容量を形成するシールドビッ
ト線構造であったが、本実施例では蓄積容量上にビット
線BLを形成ずる構造である点が異なる。
第30図に示すように、ビット線コンタクトCBL (
●)とビット線BLは当然であるが、ビット線Bl−と
蓄積コンタクトCSE(○》をも平面的に重ね合わせて
いる。すなわち、ビッ1〜StBLI a下には、ワー
ド線WLIとWL2間には蓄積コンタクトCSE(○)
が設けられ、ワード線WL2とWL3間にはビット線コ
ンタクトCBL(●)が設けられ、ワード線WL1とW
L 2間には蓄積コンタクトCSE(○)が設けられ
、こ51 のビット線コンタクトCBL(●)を中心としての蓄積
コンタクトCSE(○)に活性領域13が伸び、蓄積コ
ンタクトCSE(○)上に蓄積電極24が形成されてい
る。ビット線B t, i bにも同様にビット線コン
タクトCBL(●)、蓄積コンタクトCSE(○)、活
性領域13、蓄積電極24が形成されているが、ワード
線WLが2本分ずれている。
用いて説明する。
た活性領域13に転送トランジスタのソース領域14及
びドレイン領域16が形成されている。中央のソース領
域14と左右のトレイン領域16との間にゲー1・酸化
膜18を介してそれぞれワード線W1−2とW1−3が
設けられている。ワード線WL1、WL4は左右のフィ
ールド酸化膜12上に形成されている。ワード線WL1
〜W I−4上には酸化膜20か形成され、この酸化膜
2o上に蓄積電極24が形成され、蓄積電極24はドq
つ レイン領域16とビット線コンタクトCBLによりコン
タクトされている。対向電極26は、蓄積電極24の周
囲に薄い酸化膜(図示せず)を介して形成されている。
I aか形成され、ビット線BLi aはビット線コン
タクトCBLを介してソース領域14にコンタクトして
いる。
ンプピッチについて前述の考察と同様の手法で検討する
。
3図のようになり、隣接する2本のビット線BLにビッ
ト線コンタクトCBL (●)と蓄積コンタクトCSE
(0)が形成されているものである。ビット線コンタ
クトCBL (●〉と蓄積コンタクトCSE (0)の
ホールの直径をH、内側の余裕をMi、外側の余裕をM
Oとすると、この基本パターンのセンスアンプピッチP
dの1/2は、 P d / 2 = H / 2 +
M i + M o + M i
−t− H / 2となる。今、コンタクトホー
ルの直径HをFとし、余裕Mu,Moを共にMとすると
、ピッチPdはPd=2 <F+3M>=2F+6M となる。通常、M=F/2であるから、Pd=5Fとな
る。従来の基本パターンのセンスアンプピッチは、第4
1図に示すように蓄積コンタクトの間隔で律則され、ホ
ールの直径H内側の余裕Mi、蓄積電極の間隔Sを考慮
して、 P b / 2 = H / 2 +
M i −ト S −1− M i
+ T−i / 2となる。上記と同様にしてPb
=6Fとなるから、PdはpbよりIFだけ少なくなり
、集積度が向上する。
・線コンタクトが隙間無く配列されているため、従来の
ような無駄な領域がなく高集積化か可能である。
及び第35図を用いて説明する。第34図は本実施例の
半導体記憶装置のメモリセルレイアウトであり、第35
図に実際のレイアウトパターンである。
線を形成する構造の半導体記憶装置であって、ビット線
コンタクトCBLと蓄積コンタクトCSEを第1の実施
例と同じ配置にしたものである。第35図に示すように
ビット線BL下にも蓄積電極24が形成されている。
ように形成できるので、大きな蓄積容量を確保しながら
、高集積化が実現できる。
することができ、より一層の高集積化が可能である。
おける配列を示す概念図、 55 第2図は同半導体記憶装置の要部のパターンを示す平面
図、 第3図は同半導体記憶装置の要部の断面図、第4図乃至
第7図は同半導体記憶装置のレイアウトの基本的考え方
の説明図、 第8図は同半導体記憶装置におけるメモリセルレイアウ
トの具体例を示す平面図、 第9図は同半導体記憶装置の半導体チップ内の配置の一
具体例を示す図、 第10図は同半導体記憶装置の半導体チップ内の配置の
他の具体例を示す図、 第11図は同半導体記憶装置の半導体チップ内の配置の
更に他の具体例を示す図、 第12図は第11図に示す具体例におけるメモリセルレ
イアウトの具体例を示す図、 第13図は本発明の第2の実施例による半導体記憶装置
における配列を示す概念図、 第14図乃至第16図は同半導体記憶装置の要部のパタ
ーンを示す平面図、 第17図は本発明の第1及び第2の実施例によ56 る半導体記憶装置のレイアウトの基本的考え方の説明図
、 第18図は本発明の第3の実施例による半導体記憶装置
における配列を示す概念図、 第19図及び第20図は同半導体記憶装置における接続
部分の配列を示す概念図、 第21図は本発明の第4の実施例による半導体記憶装置
における配列を示す概念図、 第22図は同半導体記憶装置における接続部分の配列を
示す概念図、 第23図は同半導体記憶装置の要部のパターンを示す平
面図、 第24図は本発明の第5の実飽例による半導体記憶装置
における配列を示す概念図、 第2j図は同半導体記憶装置の要部のパターンを示す平
面図、 第26図は同半導体記憶装置にお(Jる接続部分の配列
を示す概念図、 第27図は本発明の第6の実施例による半導体記憶装置
における配列を示す概念図、 第28図は同半導体記憶装置の要部のパターンを示す平
面図、 第29図は同半導体記憶装置における接続部分の配列を
示す概念図、 第30図は本発明の第7の実施例による半導体記憶装置
における配列を示ず概念図、 第31図は同半導体記憶装置の要部のパターンを示す平
面図、 第32図は同半導体記憶装置の要部の断面図、第33図
は同半導体記憶装置のレイアウ1・の基本的考え方の説
明図、 第34図は本発明の第8の実施例による半導体記憶装置
における配列を示す概念図、 第35図は同半導体記憶装置の要部のパターンを示す平
面図、 第36図は従来の半導体記憶装置における配列を示す概
念図、 第37図は従来の半導体記憶装置の要部のパターンを示
す平面図、 第38図は従来の半導体記憶装置の要部の断面図である
。 第39図は従来の半導体記憶装置における配列を示す概
念図、 第40図は従来の半導体記憶装置の要部のパターンを示
す平面図、 第41図は従来の半導体記憶装置における配列を示す概
念図である。 図において、 10・・・半導体基板 12・・・フィールド酸化膜 13・・・活性領域 14・・・ソース領域 16・・・ドレイン領域 18・・・ゲート酸化膜 20・・・酸化膜 22・・・酸化膜 24・・・蓄積電極 26・・・対向電極 28・・・酸化膜 59 30・・・メモリセルアレイ 30A、30B・・・分割セルアレイ 31・・・分割線 32・・・半導体チップ WLI〜WL5・・・ワード線 WLA1〜WLA5・・・ワード線 WLBI〜WLB5・・・ワード線 BL1a〜BL2a・・・ビット線 SAI〜SA3・・・センスアンプ CSE・・・蓄積コンタクト CBL・・・ビット線コンタク9ト
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、複数のワード線及び複数のビット線を互いに交差す
るように配し、 情報を記憶する蓄積容量と情報を読み書きする転送トラ
ンジスタとを有し、前記転送トランジスタのゲートが前
記ワード線に接続され、ソースがビット線コンタクトを
介して前記ビット線に接続され、ドレインが前記蓄積容
量の蓄積電極に蓄積コンタクトを介して接続されたメモ
リセルを縦横に配置し、 近接する2つのメモリセルを対としてメモリセル対を構
成し、 前記メモリセル対の各メモリセルが前記ビット線コンタ
クトを共有している半導体記憶装置において、 i番目のワード線とi+1番目のワード線及び2j番目
のビット線と2(j+2)番目のビット線とにより囲ま
れた領域を単位領域として、前記単位領域内に前記ビッ
ト線コンタクトと前記蓄積コンタクトの個数が1対2の
比になるように配置されていることを特徴とする半導体
記憶装置。 2、複数のワード線及び複数のビット線を互いに交差す
るように配し、 情報を記憶する蓄積容量と情報を読み書きする転送トラ
ンジスタとを有し、前記転送トランジスタのゲートが前
記ワード線に接続され、ソースがビット線コンタクトを
介して前記ビット線に接続され、ドレインが前記蓄積容
量の蓄積電極に蓄積コンタクトを介して接続されたメモ
リセルを縦横に配置し、 近接する2つのメモリセルを対としてメモリセル対を構
成し、 前記メモリセル対の各メモリセルが前記ビット線コンタ
クトを共有している半導体記憶装置において、 2j番目のビット線に接続されたメモリセル対と、2j
+1番目のビット線に接続されたメモリセル対のビット
線コンタクトが1本のワード線を挟んで配され、 各メモリセル対が同一方向に配向されていることを特徴
とする半導体記憶装置。 3、請求項2記載の半導体記憶装置において、前記複数
のメモリセル対を配列した単位セルアレイの形状である
平行四辺形の一辺が、半導体チップの一辺に平行である
ことを特徴とする半導体記憶装置。 4、請求項3記載の半導体記憶装置において、前記単位
セルアレイが、前記単位セルアレイの1辺に平行な直線
により2の整数倍に分割され、各々の分割セルアレイが
互いに鏡面反転に構成されていることを特徴とする半導
体記憶装置。 5、複数のワード線及び複数のビット線を互いに交差す
るように配し、 情報を記憶する蓄積容量と情報を読み書きする転送トラ
ンジスタとを有し、前記転送トランジスタのゲートが前
記ワード線に接続され、ソースがビット線コンタクトを
介して前記ビット線に接続され、ドレインが前記蓄積容
量の蓄積電極に蓄積コンタクトを介して接続されたメモ
リセルを縦横に配置し、 近接する2つのメモリセルを対としてメモリセル対を構
成し、 前記メモリセル対の各メモリセルが前記ビット線コンタ
クトを共有している半導体記憶装置において、 2j番目のビット線に接続されたメモリセル対と、2j
+1番目のビット線に接続されたメモリセル対のビット
線コンタクトが2本のワード線を挟んで配され、 2j番目のビット線に接続されたメモリセル対と、2j
+2番目のビット線に接続されたメモリセル対のビット
線コンタクトが1本のワード線を挟んで配され、 2j番目のビット線に接続されたメモリセル対の配向方
向と、2j+1番目のビット線に接続されたメモリセル
対の配向方向と2j+2番目のビット線に接続されたメ
モリセル対の配向方向とが交差し、 2j番目のビット線と2j+1番目のビット線が対とし
て同一のセンスアンプに接続されていることを特徴とす
る半導体記憶装置。 6、請求項5記載の半導体記憶装置において、前記ビッ
ト線上に前記蓄積容量が形成されていることを特徴とす
る半導体記憶装置。 7、複数のワード線及び複数のビット線を互いに交差す
るように配し、 情報を記憶する蓄積容量と情報を読み書きする転送トラ
ンジスタとを有し、前記転送トランジスタのゲートが前
記ワード線に接続され、ソースがビット線コンタクトを
介して前記ビット線に接続され、ドレインが前記蓄積容
量の蓄積電極に蓄積コンタクトを介して接続されたメモ
リセルを縦横に配置し、 近接する2つのメモリセルを対としてメモリセル対を構
成し、 前記メモリセル対の各メモリセルが前記ビット線コンタ
クトを共有している半導体記憶装置において、 前記ビット線上に前記蓄積容量が形成され、2j番目の
ビット線と2j+1番目のビット線が対として同一のセ
ンスアンプに接続され、2j番目のビット線にのみメモ
リセル対が接続され、これらメモリセル対は互いに2本
のワード線を挟んで配されていることを特徴とする半導
体記憶装置。 8、請求項7記載の半導体記憶装置において、2j番目
のビット線に接続されたメモリセル対を構成する2つの
メモリセルが、この2j番目のビット線の両側に配置さ
れていることを特徴とする半導体記憶装置。 9、請求項8記載の半導体記憶装置において、2j番目
のビット線に接続されたメモリセル対がビット線に対し
て斜めの同一方向に配向されていることを特徴とする半
導体記憶装置。 10、請求項8記載の半導体記憶装置において、 2j番目のビット線に接続されたメモリセル対の配向方
向と、2j+2番目のビット線に接続されたメモリセル
対の配向方向とが交差することを特徴とする半導体記憶
装置。 11、請求項7記載の半導体記憶装置において、 2j番目のビット線に接続されたメモリセル対を構成す
る2つのメモリセルが、この2j番目のビット線の片側
に配置され、 2本のワード線を挟んで配されたメモリセル対を構成す
る2つのメモリセルが、ビット線に対して両側に配置さ
れていることを特徴とする半導体記憶装置。 12、請求項11記載の半導体記憶装置において、 2j番目のビット線に接続されたメモリセル対がビット
線コンタクトを中心とするT字型又はV字型であること
を特徴とする半導体記憶装置。 13、請求項7乃至12記載の半導体記憶装置において
、 2j番目のビット線にのみメモリセル対が接続されてい
るセルアレイ領域と、2j+1番目のビット線にのみメ
モリセル対が接続されているセルアレイ領域とに分割さ
れていることを特徴とする半導体記憶装置。 14、請求項5記載の半導体記憶装置において、 前記蓄積容量上にビット線が形成されていることを特徴
とする半導体記憶装置。 15、請求項14記載の半導体記憶装置において、 前記メモリセル対が前記ビット線に平行な方向に配向さ
れていることを特徴とする半導体記憶装置。 16、請求項14記載の半導体記憶装置において、 前記メモリセル対が前記ビット線に対して斜めの方向に
配向されていることを特徴とする半導体記憶装置。
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EP96115376A EP0756327B1 (en) | 1989-08-19 | 1990-08-17 | Semiconductor memory device with bit line contact areas and storage capacitor contact areas |
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DE69033914T DE69033914T2 (de) | 1989-08-19 | 1990-08-17 | Layout einer DRAM-Zellen-Matrix |
DE69034021T DE69034021T2 (de) | 1989-08-19 | 1990-08-17 | Halbleiter-Speicherbauteil mit Bitleitungskontaktfläche und Speicherelektrodenkontaktfläche |
KR1019900012802A KR950009388B1 (ko) | 1989-08-19 | 1990-08-20 | 비트라인 접촉영역과 스토레이지 캐패시터 접촉영역을 갖는 반도체 메모리 장치 |
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