JPH0555486A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH0555486A
JPH0555486A JP3215238A JP21523891A JPH0555486A JP H0555486 A JPH0555486 A JP H0555486A JP 3215238 A JP3215238 A JP 3215238A JP 21523891 A JP21523891 A JP 21523891A JP H0555486 A JPH0555486 A JP H0555486A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
sense amplifier
transistors
channel
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP3215238A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Kumagai
敬 熊谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP3215238A priority Critical patent/JPH0555486A/ja
Publication of JPH0555486A publication Critical patent/JPH0555486A/ja
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】動作オフセットがなく、高い安定性と動作上優
れた対象性を有するセンスアンプを備えた半導体装置を
提供すること。 【構成】 イオン打ち込みにより不純物領域が形成さ
れ、少なくともデータ線対が接続される一組のトランジ
スタ対を含むセンスアンプを有する半導体装置におい
て、基板面に垂直な軸とイオン打ち込み方向との間に1
゜以上の角度が生ずる方向に対し、少なくとも前記デー
タ線対が接続される一組のトランジスタ対のチャネル方
向が垂直となるよう配置される。 【効果】センスアンプの入力トランジスタにオフセット
領域に起因する寄生抵抗の発生を防ぎ、動作上の非対象
性が生ずるこのない高い安定性と対象性を有するセンス
アンプを備えた半導体装置を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置、特にセン
スアンプの配置方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、例えば100の結晶方位を持つ
シリコン基板にイオン打ち込み法を用いて不純物領域を
形成する場合、トンネリング効果による不具合を抑える
ためシリコン基板に垂直とならない、例えば7゜前後角
度オフセットをつけた状態でイオン打ち込みを行なう。
図6はチャネル方向が前述の角度オフセットの生ずる方
向と平行となるよう配置されたMOSトランジスタの断
面構造を示す図である。この図6のトランジスタはLD
D(Lightly−Doped−Drain)構造を
持つNチャネルトラインジスタであり、N型不純物濃度
の薄い領域8、9をたとえばポリシリコンより成るゲー
ト電極1をマスクにしてイオン打ち込みした後、サイド
ウォール2、3を形成しN型高濃度不純物領域10、1
1を打ち込むことにより形成する。ここでMOSトラン
ジスタのソース電極もしくはドレイン電極は不純物領域
10もしくは11より各々取り出される。これらのイオ
ン打ち込みはシリコン基板に対して垂直に行われないた
め薄い不純物領域8はゲート電極1の左端より高濃度不
純物領域10側にずれ、チャネル左端にはゲート電極と
N型不純物領域がオーバーラップしないオフセット領域
12が生ずる。図6に示されるNチャネルトランジスタ
の高濃度不純物領域10をソース電極としたときの等価
回路は図7のようになる。図7に示されるように、オフ
セット領域12は等価的に寄生抵抗となり、理想トラン
ジスタのソース端子S2と高濃度不純物領域10より取
り出されたソース電極ST2との間に縦列接続される構
成になる。
【0003】図5は従来の半導体装置のセンスアンプの
レイアウト図であり、特に、カレントミラー型センスア
ンプの一例である。図5はフィールド層、ポリシリコン
層、コンタクト層と金属配線層のみが記されており、ト
ランジスタT1、T2はセンスアンプの能動負荷となる
Pチャネルトランジスタ、トランジスタT3、T4は相
補の入力信号VIN、VINBがそれぞれ接続されるN
チャネルトランジスタ、トランジスタT5は信号CLK
によるセンスアンプ活性化制御するためのNチャネルト
ランジスタである。ここで、イオン打ち込みは図5の矢
印IDで示される方向から傾いて行われる。
【0004】図8は図5に示されるセンスアンプの等価
回路であり、拡散抵抗、コンタクト抵抗、ポリシリコン
抵抗、金属配線抵抗等の寄生抵抗は省略されている。図
5のセンスアンプレイアウトではトランジスタT3、T
4のチャネル方向が同じく図5中矢印で示されるイオン
打ち込み方向IDと平行となるため、トランジスタT3
のソース端、及びトランジスタT4のドレイン端に前述
のオフセット領域に起因する寄生抵抗RL3、RL4が
それぞれ接続されることになる。
【0005】図8のセンスアンプ等価回路において、入
力端子VIN、VINBには例えばメモリセルからの微
少振幅信号が出力されるビットライン対が接続され、そ
の電位は電源電圧の半分程度、その振幅は百ミリボルト
から数百ミリボルト程度である。ここで、VINには正
論理の信号が、VINBにはVINと相補論理となる信
号が接続される。また、信号CLKがHighとなりセ
ンスアンプが活性化された状態では、VIN、VINB
がそれぞれ接続されるトランジスタT3、T4は双方導
通状態になるが、VIN、VINBの電位に応じてオン
抵抗に差が生ずるためセンスアンプ出力VOUTにはV
IN、VINBの電位に応じ増幅された信号が出力され
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は上
記のように構成されているため、以下のような課題があ
る。
【0007】仮に一方の入力VINに論理的にHigh
レベルが、他方の入力VINBに論理的にLowレベル
が入力された場合、電源線からトランジスタT1、T3
を介してトランジスタT5のドレイン端子D5に電流が
流れ込み、寄生抵抗RL3には電圧降下が生ずる。トラ
ンジスタT3の能力を決定するゲート・ソース間電圧は
入力VINとトランジスタT5のドレイン端子D5間電
圧ではなく、実効的には入力VINとソース端子S3間
電圧となるため、寄生抵抗RL3に生ずる電圧降下分だ
け減少し、これに従ってトランジスタT3の能力が減少
し、オン抵抗が高くなる。よってセンスアンプの能動負
荷であるPチャネルトランジスタT2のゲート端子G2
の電位が上昇し、その能力は減少する。一方、トランジ
スタT4のソース端子側には寄生抵抗が生じないため実
効的ゲート・ソース間電圧は入力VINBとトランジス
タT5のドレイン端子D5間電圧となり、寄生抵抗によ
る能力の減少はない。従って、本来高電圧電位を欲する
出力VOUTの電位は上記のトランジスタT2、T4の
動作のうち特にPチャネルトランジスタT2の能力の減
少により、電位の降下が発生する。
【0008】また、一方の入力VINに論理的にLow
レベルが、他方の入力VINBに論理的にhighレベ
ルが入力された場合、前述の場合と同様に電源線からト
ランジスタT1、T3を介してトランジスタT5のドレ
イン端子D5に電流が流れ込み寄生抵抗RL3には電圧
降下が生ずるため、トランジスタT3のオン抵抗が高く
なり、従ってPチャネルトランジスタT2の能力も減少
する。一方、トランジスタT4のソース端子側には寄生
抵抗が生じないため、能力の減少はない。従って、本来
低電圧電位を欲する出力VOUTの電位は上記のトラン
ジスタT2、T4の動作により、さらに低電位となる。
【0009】以上のように、いかなる論理状態の信号が
入力された場合でも、センスアンプ出力VOUTには低
電圧側にずれた、すなわちオフセットを持つ信号が出力
されるため、論理レベルHighの信号が入力された場
合増幅度が減少、論理レベルLowの信号が入力された
場合増幅度が増加し、総合的にはセンスアンプの増幅度
は減少することになる。また前述の出力オフセットによ
り、VIN、VINBにほとんど電位差がない状態、た
とえはメモリ回路でメモリセルからの情報が出力され始
める等の状態でも出力VOUTにはLowレベルの信号
が出力されていることになるため、センスアンプの増幅
スピードが遅くなる、もしくは増幅動作初期の誤動作を
招く危険性がある。
【0010】代表的な従来のセンスアンプ設計例では、
寄生抵抗RL3は約400オーム、この抵抗に流れる電
流は約500マイクロアンペアであったため、寄生抵抗
RL3で発生する電圧降下は約200ミリボルトとな
り、従ってセンスアンプ入力信号に200ミリボルト以
上の信号振幅がないと正常動作を開始しないという重大
な問題を有していた。
【0011】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、動作オフセットがなく、高い安定性と
動作上優れた対象性を有するセンスアンプを備えた半導
体装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
イオン打ち込みにより不純物領域が形成され、少なくと
もデータ線対が接続される一組のトランジスタ対を含む
センスアンプを有する半導体装置において、基板面に垂
直な軸とイオン打ち込み方向との間に1゜以上の角度が
生ずる方向に対し、少なくとも前記データ線対が接続さ
れる一組のトランジスタ対のチャネル方向が垂直となる
よう配置されることを特徴とする半導体装置である。
【0013】
【作用】本発明の半導体装置では、イオン打ち込み角度
に起因するセンスアンプ内の寄生抵抗が回路的に対象と
なり、動作も対象となる。
【0014】
【実施例】図1は本発明にかかる実施例の一例を示すセ
ンスアンプのレイアウト図であり、カレントミラー型セ
ンスアンプのレイアウト図の一例である。図1はフィー
ルド層、ポリシリコン層、コンタクト層と金属配線層の
みが記されており、トランジスタT1、T2はセンスア
ンプの能動負荷となるPチャネルトランジスタ、トラン
ジスタT3、T4は相補の入力信号VIN、VINBが
それぞれ接続されるNチャネルトランジスタ、トランジ
スタT5は信号CLKによるセンスアンプ活性化制御す
るためのスイッチとなるNチャネルトランジスタであ
る。ここで、イオン打ち込みは図1の矢印IDで示され
る方向から傾いて行われる。
【0015】図2は図1中で入力信号VINもしくはV
INBが接続されるNチャネルトランジスタT3、もし
くはT4の断面構造を示す図である。本発明の半導体
装置におけるセンスアンプの入力信号が接続されるNチ
ャネルトランジスタはチャネル方向が前述の角度オフセ
ットの生ずる方向と垂直となるよう配置されているた
め、N型不純物濃度の薄い領域8、9のエッジはゲート
電極1のエッジとほぼ一致して打ち込まれ、図6に示さ
れるようなチャネル端のオフセット領域が生ずる事はな
い。図3は図2の構成を持つトランジスタの等価回路で
あるが、前述のオフセット領域に起因する寄生抵抗は接
続されない。
【0016】図4は図1に示されるセンスアンプの等価
回路であり、拡散抵抗、コンタクト抵抗、ポリシリコン
抵抗、金属配線抵抗等の寄生抵抗は省略されている。図
1のセンスアンプレイアウトではトランジスタT3、T
4のチャネル方向が同じく図1中矢印で示されるイオン
打ち込み方向IDと垂直なるため、トランジスタT3、
T4の両ソース端、ドレイン端に前述のオフセット領域
に起因する寄生抵抗が接続されることはない。
【0017】図4のセンスアンプ等価回路において、N
チャネルトランジスタT3、T4双方のソース端には寄
生抵抗が接続されないため、いかなる論理状態の信号が
入力されても各トランジスタの実行的ゲート・ソース間
電圧であるVIN・S3間及びVINB・S4間の電位
差が減少することはなく、論理状態による増幅度の変化
も生じない。従って、従来装置で問題となった増幅度の
低下による増幅スピードが遅延が生ずることはなく、ま
た増幅動作初期の誤動作を招くこともない。尚、図1の
実施例では入力トランジスタT3、T4の他、能動負荷
のPチャネルトランジスタT1、T2、及びスイッチト
ランジスタT5すべてのトランジスタをイオン打ち込み
角度の影響がないように配置していたが、スイッチトラ
ンジスタT5のチャネル方向がイオン打ち込み方向ID
と平行となるよう配置してもセンスアンプの動作上の対
象性は損なわれることはなく、またPチャネルトランジ
スタT1、T2のチャネル方向をイオン打ち込み方向I
Dと平行となるよう配置しても回路動作に与える影響は
入力トランジスタT3、T4ほど重大ではない。ただし
図1に示されるように全てのトランジスタがイオン打ち
込み角度の影響がないよう配置されるのが回路動作上最
も好ましいのは明かである。
【0018】
【発明の効果】以上に述べたように本発明では、センス
アンプの少なくとも入力トランジスタのチャネル方向が
イオン打ち込み時の角度オフセットの生ずる方向と垂直
となるよう配置されているので、入力トランジスタのソ
ース端子にオフセット領域に起因する寄生抵抗が発生す
ることがなく、寄生抵抗に起因する入力トランジスタの
ゲート・ソース電圧の減少による増幅度の低下、動作上
の非対象性が生ずるこのない、高い安定性と対象性を有
するセンスアンプを備えた半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセンスアンプのレイアウト図。
【図2】本発明のセンスアンプ入力トランジスタの断面
構造図。
【図3】本発明のセンスアンプ入力トランジスタの等価
回路図。
【図4】本発明のセンスアンプの等価回路図。
【図5】従来のセンスアンプのレイアウト図。
【図6】従来のセンスアンプ入力トランジスタの断面構
造図。
【図7】従来のセンスアンプ入力トランジスタの等価回
路図。
【図8】従来のセンスアンプの等価回路図。
【符号の説明】
T1、T2・・・センスアンプ能動負荷Pチャネルトラ
ンジスタ T3、T4・・・センスアンプ入力Nチャネルトランジ
スタ T5・・・センスアンプ活性化制御Nチャネルトランジ
スタ VIN、VINB・・・センスアンプ入力信号 VOUT・・・センスアンプ出力信号 CLK・・・センスアンプ活性化制御信号 ID・・・イオン打ち込み方向 RLDD、RL3、RL4・・・寄生抵抗 1・・・ゲート電極 2、3・・・サイドウォール 4、5、8、9・・・薄いN型不純物領域 6、7、10、11・・・濃いN型不純物領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イオン打ち込みにより不純物領域が形成さ
    れ、少なくともデータ線対が接続される一組のトランジ
    スタ対を含むセンスアンプを有する半導体装置におい
    て、 基板面に垂直な軸とイオン打ち込み方向との間に1゜以
    上の角度が生ずる方向に対し、少なくとも前記データ線
    対が接続される一組のトランジスタ対のチャネル方向が
    垂直となるよう配置されることを特徴とする半導体装
    置。
JP3215238A 1991-08-27 1991-08-27 半導体装置 Pending JPH0555486A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3215238A JPH0555486A (ja) 1991-08-27 1991-08-27 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3215238A JPH0555486A (ja) 1991-08-27 1991-08-27 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0555486A true JPH0555486A (ja) 1993-03-05

Family

ID=16669008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3215238A Pending JPH0555486A (ja) 1991-08-27 1991-08-27 半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0555486A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5751033A (en) * 1994-03-15 1998-05-12 Nec Corporation Frequency converter circuit structure having two sources
JP2012054502A (ja) * 2010-09-03 2012-03-15 Elpida Memory Inc 半導体装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5751033A (en) * 1994-03-15 1998-05-12 Nec Corporation Frequency converter circuit structure having two sources
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