JPH056979A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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JPH056979A
JPH056979A JP3182052A JP18205291A JPH056979A JP H056979 A JPH056979 A JP H056979A JP 3182052 A JP3182052 A JP 3182052A JP 18205291 A JP18205291 A JP 18205291A JP H056979 A JPH056979 A JP H056979A
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memory cell
layer portion
memory device
lower layer
semiconductor memory
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Abstract

PURPOSE:To enhance the degree of integration by means of a limited fine processing technology. CONSTITUTION:A semiconductor memory device consists of a plurality of memory cell blocks 40. The memory cell blocks 40 comprise a memory cell section 20 and a peripheral circuit 10. The peripheral circuit 10 is built in a semiconductor board as its lower layer while the memory cell section 20 is built in an insulation film formed on the lower layer as its upper part. The degree of integration is enhanced by the lamination structure as described above. In addition, it is possible to form easily a memory cell transistor on the upper layer without any sophisticated SOI technology by using a thin film transistor.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ビットデータを記憶す
る多数のメモリセルと、該メモリセルのビットデータの
書き込みあるいは読み出し時に用いられる周辺回路とを
備えた半導体記憶装置に係り、特に、集積度の向上が可
能な半導体記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device having a large number of memory cells for storing bit data and a peripheral circuit used when writing or reading bit data of the memory cells, and more particularly to an integrated memory device. The present invention relates to a semiconductor memory device capable of improving the degree.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、微細加工技術の向上に従って、同
一基板上に作られる半導体記憶装置の集積度は向上され
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the improvement of fine processing technology, the degree of integration of semiconductor memory devices formed on the same substrate has been improved.

【0003】又、半導体記憶装置のアクセス時間の短縮
のためや、消費電力の低減のために、半導体記憶装置内
部のビットデータを記憶するための多数のメモリセル
を、幾つかのブロック(基本単位)に分割するというこ
とが行われている。
Further, in order to shorten the access time of the semiconductor memory device and to reduce the power consumption, a large number of memory cells for storing bit data inside the semiconductor memory device are divided into some blocks (basic units). ) Is done.

【0004】これは、半導体記憶装置内部のビットデー
タの書き込み対象あるいは読み出し対象となるメモリセ
ルの属しているブロックのみで、このビットデータの書
き込みや読み出しの動作を行うことにより、駆動される
配線部分の長さや作動する論理ゲートの数を減少し、ア
クセス時間の短縮や消費電力の減少を図るというもので
ある。
This is a wiring portion driven by the operation of writing or reading bit data only in the block to which the memory cell to be written or read of bit data in the semiconductor memory device belongs. The number of active logic gates and the number of active logic gates are reduced to shorten access time and power consumption.

【0005】このような半導体記憶装置の内部のメモリ
セルのブロック分割としては、従来、種々の方法が試み
られている。
Various methods have heretofore been attempted for dividing a memory cell into blocks in such a semiconductor memory device.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように、従来の半導体記憶装置の集積度の向上は、微細
加工技術の向上にのみ従って行われていた。
However, as described above, the improvement in the degree of integration of the conventional semiconductor memory device has been made only in accordance with the improvement in the fine processing technology.

【0007】又、前述のように、アクセス時間の短縮や
消費電力の低減のために、半導体記憶装置の内部のメモ
リセルのブロック分割数をより向上させると、分割され
たブロック毎に周辺回路等を備える必要があり、基板上
に作り込まなければならなくなる素子数が増加され、半
導体記憶装置全体の集積度を低下させてしまうという問
題があった。
Further, as described above, if the number of block divisions of the memory cells inside the semiconductor memory device is further improved in order to shorten the access time and reduce the power consumption, the peripheral circuits etc. for each divided block will be improved. Therefore, there is a problem in that the number of elements that must be formed on the substrate is increased and the integration degree of the entire semiconductor memory device is reduced.

【0008】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、ビットデータを記憶する多数のメモ
リセルと、該メモリセルのビットデータの書き込みある
いは読み出し時に用いられる周辺回路とを備えた半導体
記憶装置において、限られた微細加工技術でより集積度
の向上を図ることが可能な半導体記憶装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and comprises a large number of memory cells for storing bit data, and a peripheral circuit used when writing or reading bit data of the memory cells. Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of further improving the degree of integration with a limited fine processing technique.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、ビットデータ
を記憶する多数のメモリセルと、該メモリセルのビット
データの書き込みあるいは読み出し時に用いられる周辺
回路とを備えた半導体記憶装置において、半導体の基板
上の、前記周辺回路が作り込まれた下層部と、該下層部
上に形成された絶縁膜上の、前記メモリセルが作り込ま
れた上層部との積層構造を有することにより、前記課題
を達成したものである。
The present invention provides a semiconductor memory device comprising a large number of memory cells for storing bit data, and a peripheral circuit used when writing or reading bit data of the memory cells. By having a laminated structure of a lower layer portion in which the peripheral circuit is formed on a substrate and an upper layer portion in which the memory cell is formed on an insulating film formed on the lower layer portion, the above problems can be solved. Has been achieved.

【0010】又、前記下層部が、基板上に従来のCMO
Sプロセスからなるセンスアンプ、デコーダ、ライトア
ンプ等周辺回路からなる下層部であり、前記上層部が、
該下層部上に形成された絶縁膜上に薄膜トランジスタよ
りなるメモリセルを形成した上層部であり、該周辺回路
とほぼ同じ面積を有する該メモリセル群と、該周辺回路
とを1つの基本単位とし、複数の該基本単位により構成
されたことにより、同じく前記課題を達成したものであ
る。
Further, the lower layer portion is formed on the substrate by a conventional CMO.
A lower layer portion including peripheral circuits such as a sense amplifier, a decoder, and a write amplifier formed by S process, and the upper layer portion is
The memory cell group, which is an upper layer portion in which a memory cell formed of a thin film transistor is formed on an insulating film formed on the lower layer portion, and has the same area as the peripheral circuit, and the peripheral circuit are regarded as one basic unit. The above-mentioned problems are also achieved by being constituted by a plurality of the basic units.

【0011】[0011]

【作用】本発明は、半導体記憶装置の集積度を向上させ
るために、半導体の基板上に作り込まれる半導体記憶装
置の構造を、積層構造とするようにしている。
According to the present invention, in order to improve the degree of integration of the semiconductor memory device, the structure of the semiconductor memory device formed on the semiconductor substrate is a laminated structure.

【0012】積層構造の半導体集積回路を製造する技術
としては、従来より下層部として、トランジスタ等でな
る所定の回路を作り込んだ後、この上に酸化膜を形成
し、更に非晶質あるいは多結晶シリコン堆積膜を加熱し
て単結晶化又はエネルギビームの照射により単結晶化し
て、これに上層部としてのトランジスタ等でなる別の回
路を作り込むという技術がある。これは一般的にSOI
(Silicon ON Insulator)技術と言われる。
As a technique for manufacturing a semiconductor integrated circuit having a laminated structure, a predetermined circuit such as a transistor is formed as a lower layer portion than before, and an oxide film is formed on the predetermined circuit. There is a technique in which a crystalline silicon deposition film is heated to be single-crystallized or to be single-crystallized by irradiation with an energy beam, and another circuit including a transistor or the like as an upper layer portion is formed in this. This is generally SOI
It is called (Silicon ON Insulator) technology.

【0013】しかしながら、この下層部の上方に付けら
れた非晶質あるいは多結晶シリコンを大面積に亘って均
一に単結晶とすることは極めて難しい技術である。
However, it is a very difficult technique to uniformly form the amorphous or polycrystalline silicon provided above the lower layer portion into a single crystal over a large area.

【0014】本発明は、このような問題を解消するため
に、半導体記憶装置を積層構造とする際、上層部に、薄
膜トランジスタ(thin film transistor、以降、TFT
と呼ぶ)で構成されたメモリセルを作り込むようにして
いる。
In order to solve such a problem, the present invention has a thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT) as an upper layer when a semiconductor memory device has a laminated structure.
Called)).

【0015】このようなTFTで構成されたメモリセル
では、前述したSOI技術と比べて積層構造とされた半
導体記憶装置の上層部に比較的容易に形成することがで
きる。
A memory cell composed of such a TFT can be formed relatively easily in the upper layer portion of the semiconductor memory device having a laminated structure, as compared with the SOI technique described above.

【0016】又、例えば、半導体記憶装置を積層構造と
して、半導体記憶装置の内部のメモリセルのブロック分
割を、より多くのブロックへの分割とした場合には、こ
のTFTで構成されたメモリセルが駆動する対象は限定
されたものとなり、トランジスタの特性への依存の度合
はより小さくなる。
Further, for example, when the semiconductor memory device has a laminated structure and the block division of the memory cell inside the semiconductor memory device is divided into more blocks, the memory cell constituted by the TFT is The target to be driven is limited, and the degree of dependence on the characteristics of the transistor becomes smaller.

【0017】なお、本発明は、上層部に形成されるメモ
リセル群の面積がこのメモリセル群の周辺回路の面積と
ほぼ同じ面積とされ、該メモリセル群と該周辺回路とを
1つの基本単位とし、半導体記憶装置を複数の該基本単
位で構成するようにしてもよい。
According to the present invention, the area of the memory cell group formed in the upper layer portion is set to be substantially the same as the area of the peripheral circuit of this memory cell group, and the memory cell group and the peripheral circuit are formed into one basic unit. Alternatively, the semiconductor memory device may be composed of a plurality of basic units.

【0018】このようにすることにより、各基本単位の
周辺回路の面積は各基本単位のメモリセル群の面積の範
囲の下層部におさまり、半導体記憶装置の基本単位への
分割数を増加させると周辺回路の面積が増大して、半導
体記憶装置全体の集積度が低下してしまうという問題を
解消することができる。
By doing so, the area of the peripheral circuit of each basic unit is contained in the lower layer portion of the range of the area of the memory cell group of each basic unit, and when the number of divisions of the semiconductor memory device into basic units is increased. It is possible to solve the problem that the area of the peripheral circuit increases and the integration degree of the entire semiconductor memory device decreases.

【0019】なお、この点については、図10及び図1
1を用いて後述する。
Regarding this point, FIG. 10 and FIG.
It will be described later using 1.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0021】図1は、本発明の実施例の1つのメモリセ
ルブロック分のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of one memory cell block according to the embodiment of the present invention.

【0022】本実施例の半導体記憶装置は、複数の図1
に示されるメモリセルブロック40で構成されている。
The semiconductor memory device of this embodiment has a plurality of components shown in FIG.
The memory cell block 40 shown in FIG.

【0023】又、ビットデータの書き込みあるいは読み
出し時には、書き込みあるいは読み出し対象となるビッ
トデータが含まれているメモリセルブロック40のみが
選択される。
When writing or reading bit data, only the memory cell block 40 containing the bit data to be written or read is selected.

【0024】この図1において、メモリセルブロック4
0は、メモリセル部20と、周辺回路10とで構成され
ている。
In FIG. 1, the memory cell block 4
Reference numeral 0 is composed of the memory cell section 20 and the peripheral circuit 10.

【0025】前記メモリセル部20は、ビットデータを
記憶する多数のメモリセル22により構成されている。
The memory cell section 20 is composed of a large number of memory cells 22 for storing bit data.

【0026】又、前記周辺回路10は、センスアンプ及
びコラムデコーダ12(以降、単にコラムデコーダ12
と呼ぶ)と、ロウデコーダ14とで構成されている。
Further, the peripheral circuit 10 includes a sense amplifier and a column decoder 12 (hereinafter, simply the column decoder 12).
Is called) and the row decoder 14.

【0027】メモリセル部20のビットデータを記憶す
るそれぞれのメモリセル22は、ビットデータの書き込
みあるいは読み出し時に、ロウデコーダ14によりワー
ド線WL1、WL2〜WLn のどれか1行分選択され
る。又、この書き込みあるいは読み出し時には、コラム
デコーダ12で、ビット線BL1a、BL2a 〜BLna
とビット線BL1b 、BL2b 〜BLnbとのそれぞれの
ビット線対のうち、対応するビット線対を選択して、所
望のメモリセル22のビットデータの書き込みあるいは
読み出しを行う。
Each of the memory cells 22 for storing the bit data of the memory cell section 20 is selected by the row decoder 14 for one row of the word lines WL1, WL2 to WLn when writing or reading the bit data. Further, at the time of this writing or reading, the column decoder 12 causes the bit lines BL1a, BL2a to BLna.
Of the bit lines BL1b and BL2b to BLnb, the corresponding bit line pair is selected to write or read the bit data of the desired memory cell 22.

【0028】図2は、前記実施例に用いられるメモリセ
ルの回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a memory cell used in the above embodiment.

【0029】この図2では、前述の図1のメモリセル部
20の多数のメモリセル22のうち、 i行で j列のメモ
リセル22の回路が示されている。
FIG. 2 shows a circuit of the memory cell 22 in the i-th row and the j-th column among the large number of memory cells 22 in the memory cell section 20 shown in FIG.

【0030】この図2において、メモリセル22は、P
チャネルMOSTFTT1とNチャネルMOSTFTT
3とで構成される1つのインバータと、PチャネルMO
STFTT2とNチャネルMOSTFTT4とで構成さ
れるインバータとで構成された、ビットデータを記憶す
る、フリップフロップとなっている。
In FIG. 2, the memory cell 22 has a P
Channel MOST TFT1 and N channel MOST TFT
1 inverter composed of 3 and P channel MO
It is a flip-flop for storing bit data, which is composed of an inverter composed of STFT2 and N-channel MOSTFT4.

【0031】又、このメモリセルへのビットデータの書
き込みあるいは読み出し時には、対応するワード線WL
i をH状態とし、対応するNチャネルMOSTFTトラ
ンジスタT5とT6とを共にオン状態とする。その後、
コラムデコーダにより、ビット線BLjaとビット線BL
jbとでなるビット線対を選択することによりデータの読
み出し、書き込みが行われる。
When writing or reading bit data to or from this memory cell, the corresponding word line WL
i is set to the H state, and the corresponding N-channel MOSTFT transistors T5 and T6 are both turned on. afterwards,
By the column decoder, bit line BLja and bit line BL
Data is read and written by selecting the bit line pair consisting of jb and jb.

【0032】図3は、本実施例で用いられるコラムデコ
ーダの一例の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of an example of the column decoder used in this embodiment.

【0033】この図3に示されるコラムデコーダは、多
入力NANDゲート32でプリデコード信号CA0〜C
An (コラムアドレス用)のデコードを行った後、イン
バータゲート34を介してコラム選択信号CLj を出力
する。
The column decoder shown in FIG. 3 has predecode signals CA0-C in multi-input NAND gate 32.
After decoding An (for column address), the column selection signal CLj is output via the inverter gate 34.

【0034】なお、この図3のコラム選択信号CLj
は、該当するビット線対の選択に用いられる。
The column selection signal CLj shown in FIG.
Are used to select the corresponding bit line pair.

【0035】図4は、本実施例で用いられるロウデコー
ダの一例の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of an example of the row decoder used in this embodiment.

【0036】この図4において、多入力NANDゲート
36は、プリデコード信号RA0〜RAn (ロウアドレ
ス用)をデコードして、インバータゲート34を介して
ワード線WLi を駆動する。
In FIG. 4, multi-input NAND gate 36 decodes predecode signals RA0 to RAn (for row address) and drives word line WLi via inverter gate 34.

【0037】なお、この図4のワード線WLi は、前述
の図2のワード線WLi と同じものである。
The word line WLi shown in FIG. 4 is the same as the word line WLi shown in FIG.

【0038】図5は、本実施例に用いられるセンスアン
プの回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a sense amplifier used in this embodiment.

【0039】この図5において、符号BLja、BLjb、
VCC、VSSは、前述の図2の同符号のものと同一の
ものである。又、この図5の符号CLj は、前述の図3
の同符号のものと同一なものである。
In FIG. 5, reference numerals BLja, BLjb,
VCC and VSS are the same as those having the same reference numerals in FIG. Further, the reference symbol CLj in FIG. 5 is the same as that in FIG.
Is the same as the one with the same sign.

【0040】この図5において、入出力線I/Oa 、I
/Ob は、一組として入出力線対とされ、ビットデータ
の書き込みや読み出し時に、書き込まれるあるいは読み
出されるビットデータの半導体記憶装置の外部との入出
力を行う配線である。
In FIG. 5, input / output lines I / Oa, I
/ Ob is a pair of I / O line pairs, and is a wiring for inputting / outputting bit data to be written or read to / from the outside of the semiconductor memory device when writing or reading bit data.

【0041】又、読み出し信号φSEa 、φSEb は、
一組として読み出し信号線対となり、当該半導体記憶装
置へのアクセスが読み出しである場合には、読み出し信
号線φSEa がH状態となり、読み出し信号線φSEb
がL状態となり、NチャネルMOSトランジスタT17
及びPチャネルMOSトランジスタT18は共にオン状
態となる。
Further, the read signals φSEa and φSEb are
When a pair of read signal lines is formed and the access to the semiconductor memory device is read, the read signal line φSEa becomes H state and the read signal line φSEb.
Becomes the L state, and the N-channel MOS transistor T17
Both the P-channel MOS transistor T18 and the P-channel MOS transistor T18 are turned on.

【0042】又、アクセスが書き込みである場合には、
読み出し信号線φSEa はL状態となり、読み出し信号
線φSEb はH状態となり、NチヤネルMOSトランジ
スタT17及びPチャネルMOSトランジスタT18は
共にオフ状態となる。その後、図示しないライトアンプ
により、外部入力に応じた情報がI/O線対を介して書
き込まれる。
If the access is writing,
The read signal line φSEa goes into the L state, the read signal line φSEb goes into the H state, and the N-channel MOS transistor T17 and the P-channel MOS transistor T18 are both turned off. Then, a write amplifier (not shown) writes information according to the external input through the I / O line pair.

【0043】なお、これら入出力線I/Oa 、I/Ob
及び読み出し信号線φSEa 、φSEb は、それぞれ、
他のコラムのセンスアンプと共用されている。
These input / output lines I / Oa and I / Ob
And the read signal lines φSEa and φSEb are respectively
It is shared with the sense amplifiers of other columns.

【0044】この図5のセンスアンプの主要部は、2つ
のPチャネルMOSトランジスタT11、T12と、2
つのNチャネルMOSトランジスタT13、T14とで
構成されているラッチ回路である。即ち、この図5に示
されるセンスアンプは、いわゆるラッチ形式センスアン
プである。
The main part of the sense amplifier of FIG. 5 is composed of two P-channel MOS transistors T11, T12 and 2
The latch circuit is composed of two N-channel MOS transistors T13 and T14. That is, the sense amplifier shown in FIG. 5 is a so-called latch type sense amplifier.

【0045】なお、このセンスアンプは本発明に使用す
るセンスアンプの一例であり、本発明は必ずしもこれに
限定しない。
This sense amplifier is an example of the sense amplifier used in the present invention, and the present invention is not necessarily limited to this.

【0046】この図5に示されるラッチ形式センスアン
プは、読み出し信号線φSEa がH状態となり、読み出
し信号線φSEb がL状態となると、メモリセルからの
ビットデータの読み出し状態となる。
In the latch type sense amplifier shown in FIG. 5, when the read signal line φSEa is in the H state and the read signal line φSEb is in the L state, the bit data is read from the memory cell.

【0047】このとき、コラム選択信号CLj がH状態
となって当該第j 段目のコラムが選択されると、Nチャ
ネルMOSトランジスタT15及びT16が共にオン状
態となり、このセンスアンプはメモリセルからのビット
データを増幅する。
At this time, when the column selection signal CLj is in the H state and the j-th column is selected, both N-channel MOS transistors T15 and T16 are turned on, and this sense amplifier outputs from the memory cell. Amplify bit data.

【0048】又、センスアンプで増幅された読み出され
たビットデータは、入出力線I/Oa 、I/Ob を通し
て出力される。
The read bit data amplified by the sense amplifier is output through the input / output lines I / Oa and I / Ob.

【0049】図6は、本実施例の上層部の一部のレイア
ウト図である。
FIG. 6 is a layout diagram of a part of the upper layer portion of this embodiment.

【0050】この図6において、符号BL1a 、BL1
b 、BL2a 、BL2b は、前述の図1の同符号のビッ
ト線と同一のものであり、この図6の符号のBL3a 、
BL3b も同様なビット線である。又、この図6の符号
VCC、VSS、T1〜T6は、前述の図2の同符号の
ものに該当するものである。
In FIG. 6, reference symbols BL1a and BL1
b, BL2a, and BL2b are the same as the bit lines with the same reference numerals in FIG. 1, and BL3a, BL3a with the reference numerals in FIG.
BL3b is a similar bit line. Reference numerals VCC, VSS, T1 to T6 in FIG. 6 correspond to the same reference numerals in FIG.

【0051】図7は、本実施例の下層部の一部のレイア
ウト図である。
FIG. 7 is a layout diagram of a part of the lower layer portion of this embodiment.

【0052】この図7において、符号VCC、VSS、
T11〜T16は、前述の図5の同符号のものに該当す
るものである。
In FIG. 7, reference numerals VCC, VSS,
T11 to T16 correspond to the same reference numerals in FIG. 5 described above.

【0053】図8は、本実施例の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of this embodiment.

【0054】この図8においては、上層部及び下層部を
共に含んだ、前述の図6のa-b 断面で示される、あるい
は、前述の図7のa-b 断面で示される断面図となってい
る。
FIG. 8 is a sectional view including both the upper layer portion and the lower layer portion, which is shown in the ab section of FIG. 6 described above or the ab section of FIG. 7 described above.

【0055】これら図6〜図8において、符号AL1、
AL2は、アルミニウム配線層である。符号M1〜M3
は、金属配線層である。符号PL1〜PL3は、ポリシ
ンコン層である。
In these FIGS. 6 to 8, reference characters AL1,
AL2 is an aluminum wiring layer. Reference symbols M1 to M3
Is a metal wiring layer. Reference symbols PL1 to PL3 are polysinccon layers.

【0056】なお、図6において、アルミニウム配線層
AL1及びAL2については、一部図示が省略されてい
るが、当該図6において図示されている上層部の最上位
層に配線されている。同様に、図7において、金属配線
層M2は一部図示されていないが、当該図7で図示され
ている下層部の最上位層に配線されている。又、図6の
金属配線層M3(破線)及び図7の金属配線層M1(破
線)は、一部のメモリセルの配線のみ図示されている
が、他のメモリセルも同様に配線されている。
Although the aluminum wiring layers AL1 and AL2 are partially omitted in FIG. 6, they are wired in the uppermost layer of the upper layer portion shown in FIG. Similarly, in FIG. 7, the metal wiring layer M2 is partially not shown, but is wired in the uppermost layer of the lower layer portion shown in FIG. Further, in the metal wiring layer M3 (broken line) in FIG. 6 and the metal wiring layer M1 (broken line) in FIG. 7, only the wirings of some memory cells are shown, but other memory cells are similarly wired. .

【0057】なお、以上説明した図6〜図8は、それぞ
れ同一縮尺で作成され、a-b 断面部分は同一のものであ
る。又、図6の上層部と図7の下層部とは、このa-b 断
面や、メモリセル1ビット分のサイズ等を一致させて重
ね合せられるものであり、各部分の位置関係はこれに従
っている。
6 to 8 described above are made to the same scale, and the ab cross section is the same. Further, the upper layer portion in FIG. 6 and the lower layer portion in FIG. 7 are overlapped with each other by matching the ab cross section and the size of one bit of the memory cell, etc., and the positional relationship of each portion follows this.

【0058】なお、図9は、前述の図6及び図7のレイ
アウト図で用いられているコンタクトシンボルを示す線
図であり、それぞれのコンタクトシンボルがどのような
接続を行うコンタクトを示すか表わされている。
FIG. 9 is a diagram showing the contact symbols used in the layout diagrams of FIGS. 6 and 7, and shows what connection each contact symbol makes. Has been done.

【0059】以上図1〜図9を用いて説明した本実施例
の半導体記憶装置のメモリセルブロック40は、図10
及び図11に示す如く、メモリセルブロック40毎(基
本単位毎)に、周辺回路10が下層部として半導体の基
板上に作り込まれ、メモリセル部20が上層部として、
該周辺回路10が作り込まれた下層部上に形成された絶
縁膜上に作り込まれる。
The memory cell block 40 of the semiconductor memory device of this embodiment described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 11, for each memory cell block 40 (each basic unit), the peripheral circuit 10 is formed as a lower layer portion on the semiconductor substrate, and the memory cell portion 20 is an upper layer portion.
The peripheral circuit 10 is formed on the insulating film formed on the lower layer part.

【0060】従って、本実施例のこのような積層構造に
より、メモリセルブロック40のチップ面積は、メモリ
セル部20の面積だけで、周辺回路のレイアウトをも含
むことができる。
Therefore, with such a laminated structure of the present embodiment, the chip area of the memory cell block 40 is not limited to the area of the memory cell portion 20, and the layout of the peripheral circuits can be included.

【0061】アクセス時間の短縮のため、あるいは消費
電力の低減のため等に、半導体記憶装置のブロック分割
をしようとした場合、本発明によれば、半導体記憶装置
全体の集積度を低下することなく、ブロック分割の単位
を小さくできる。
When the semiconductor memory device is divided into blocks for the purpose of shortening the access time or reducing the power consumption, according to the present invention, the degree of integration of the entire semiconductor memory device is not reduced. , The unit of block division can be reduced.

【0062】例えば、図10の斜線で示されるメモリセ
ルブロック1個分のメモリセル部20(メモリセル群)
の面積を、図11の斜線で示されるメモリセルブロック
1個分の周辺回路10の面積と同じになるまで縮少が可
能となり、しかも半導体記憶装置全体の集積度に対する
悪影響は小さい。
For example, the memory cell section 20 (memory cell group) for one memory cell block indicated by the diagonal lines in FIG.
11 can be reduced to the same area as the area of the peripheral circuit 10 for one memory cell block indicated by the diagonal lines in FIG. 11, and the adverse effect on the integration degree of the entire semiconductor memory device is small.

【0063】又、本実施例は、下層部に所定の回路を作
り込んだ後上層部にメモリセル部20を形成するもので
あるが、このメモリセル部20をPチャネルMOSTF
T及びNチャネルMOSTFTを用いて構成するので、
SOI技術を用いなくとも比較的容易に形成できる。
In this embodiment, a predetermined circuit is formed in the lower layer and then the memory cell section 20 is formed in the upper layer. The memory cell section 20 is formed by the P-channel MOSTF.
Since it is configured using T and N channel MOSTFT,
It can be formed relatively easily without using SOI technology.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ビットデータを記憶する多数のメモリセルと、該メモリ
セルのビットデータの書き込みあるいは読み出し時に用
いられる周辺回路とを備えた半導体記憶装置において、
限られた微細加工技術でより集積度の向上を図ることが
できるという優れた効果を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
In a semiconductor memory device comprising a large number of memory cells for storing bit data and a peripheral circuit used when writing or reading bit data of the memory cells,
The excellent effect that the degree of integration can be further improved by the limited fine processing technology can be obtained.

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

【図1】図1は、本発明の実施例の1つのメモリセルブ
ロック分のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of one memory cell block according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、前記実施例に用いられるメモリセルの
回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a memory cell used in the above embodiment.

【図3】図3は、前記実施例に用いられるコラムデコー
ダの論理回路図である。
FIG. 3 is a logic circuit diagram of a column decoder used in the above embodiment.

【図4】図4は、前記実施例に用いられるロウデコーダ
の論理回路図である。
FIG. 4 is a logic circuit diagram of a row decoder used in the above embodiment.

【図5】図5は、前記実施例に用いられるセンスアンプ
の回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a sense amplifier used in the embodiment.

【図6】図6は、前記実施例の上層部の一部の集積回路
パターン図である。
FIG. 6 is a partial integrated circuit pattern diagram of the upper layer portion of the embodiment.

【図7】図7は、前記実施例の下層部の一部の集積回路
パターン図である。
FIG. 7 is a partial integrated circuit pattern diagram of a lower layer portion of the embodiment.

【図8】図8は、前記実施例の集積回路パターンの断面
図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of an integrated circuit pattern of the above embodiment.

【図9】図9は、前記図6の集積回路パターン図及び前
記図7の集積回路パターン図で用いられるコンタクトシ
ンボルを示す線図である。
FIG. 9 is a diagram showing contact symbols used in the integrated circuit pattern diagram of FIG. 6 and the integrated circuit pattern diagram of FIG. 7.

【図10】図10は、前記実施例のメモリセルブロック
(上層部のメモリセル部)の半導体記憶装置上のレイア
ウト図である。
FIG. 10 is a layout diagram of the memory cell block (upper layer memory cell portion) of the above-described embodiment on the semiconductor memory device.

【図11】図11は、前記実施例のメモリセルブロック
(下層部の周辺回路)の半導体記憶装置上のレイアウト
図である。
FIG. 11 is a layout diagram on the semiconductor memory device of the memory cell block (peripheral circuit of the lower layer portion) of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…周辺回路(下層部)、 12…センスアンプ及びコラムデコーダ、 14…ロウデコーダ、 20…メモリセル部(上層部)、 22…メモリセル、 32、36…多入力NANDゲート、 34…インバータゲート、 40…メモリセルブロック、 AL1、AL2…アルミニウム配線層、 BL1a 、BL2a 、BLja、BLna、BL1b 、BL
2b 、BLjb、BLnb…ビット線、 CAφ〜CAn 、RAφ〜RAn …プリデコード信号、 CLj …コラム選択信号、 I/Oa 、I/Ob …入出力線、 M1〜M3…金属配線層、 PL1〜PL3…ポリシリコン層、 T1、T2…PチャネルMOSTFT、 T3〜T6…NチャネルMOSTFT、 T11、T12、T18…PチャネルMOSトランジス
タ、 T13〜T17…NチャネルMOSトランジスタ、 WL1、WL2、WLi 、WLn …ワード線、 φSEa 、φSEb …読み出し信号線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Peripheral circuit (lower layer part), 12 ... Sense amplifier and column decoder, 14 ... Row decoder, 20 ... Memory cell part (upper layer part), 22 ... Memory cell, 32, 36 ... Multi-input NAND gate, 34 ... Inverter gate , 40 ... Memory cell block, AL1, AL2 ... Aluminum wiring layer, BL1a, BL2a, BLja, BLna, BL1b, BL
2b, BLjb, BLnb ... Bit line, CAφ to CAn, RAφ to RAn ... Predecode signal, CLj ... Column selection signal, I / Oa, I / Ob ... Input / output line, M1 to M3 ... Metal wiring layer, PL1 to PL3 ... polysilicon layer, T1, T2 ... P-channel MOSTFT, T3-T6 ... N-channel MOSTFT, T11, T12, T18 ... P-channel MOS transistor, T13-T17 ... N-channel MOS transistor, WL1, WL2, WLi, WLn ... Word Line, φSEa, φSEb ... Read signal line.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ビットデータを記憶する多数のメモリセル
と、該メモリセルのビットデータの書き込みあるいは読
み出し時に用いられる周辺回路とを備えた半導体記憶装
置において、半導体の基板上の、前記周辺回路が作り込
まれた下層部と、該下層部上に形成された絶縁膜上の、
前記メモリセルが作り込まれた上層部との積層構造を特
徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device comprising a large number of memory cells for storing bit data and a peripheral circuit used when writing or reading bit data of the memory cells, wherein the peripheral circuit on a semiconductor substrate is On the built-in lower layer portion and the insulating film formed on the lower layer portion,
A semiconductor memory device having a laminated structure with an upper layer portion in which the memory cell is formed.
【請求項2】請求項1において、前記下層部が、基板上
に従来のCMOSプロセスからなるセンスアンプ、デコ
ーダ、ライトアンプ等周辺回路からなる下層部であり、
前記上層部が、該下層部上に形成された絶縁膜上に薄膜
トランジスタよりなるメモリセルを形成した上層部であ
り、該周辺回路とほぼ同じ面積を有する該メモリセル群
と、該周辺回路とを1つの基本単位とし、複数の該基本
単位により構成されたことを特徴とする半導体記憶装
置。
2. The lower layer section according to claim 1, wherein the lower layer section is composed of peripheral circuits such as a sense amplifier, a decoder and a write amplifier which are formed by a conventional CMOS process on a substrate,
The upper layer portion is an upper layer portion in which a memory cell formed of a thin film transistor is formed on an insulating film formed on the lower layer portion, and the memory cell group having substantially the same area as the peripheral circuit and the peripheral circuit are provided. A semiconductor memory device comprising one basic unit and a plurality of the basic units.
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