JPH0685205A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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Publication number
JPH0685205A
JPH0685205A JP4254190A JP25419092A JPH0685205A JP H0685205 A JPH0685205 A JP H0685205A JP 4254190 A JP4254190 A JP 4254190A JP 25419092 A JP25419092 A JP 25419092A JP H0685205 A JPH0685205 A JP H0685205A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit line
memory cell
inverted bit
wirings
semiconductor memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP4254190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Akiyama
義雄 秋山
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0685205A publication Critical patent/JPH0685205A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain an SRAM wherein it can make a memory cell size small without spoiling the symmetry of elements constituting a memory cell and of the layout pattern of an interconnection and its structure is resistant to soft errors. CONSTITUTION:Transistors QD1, QA1 and a noninverted bit line 121a or the like which constitute a noninverted bit line circuit 101 are formed inside a first plane on a P<-> semiconductor substrate, transistors QD2, QA2 and an inverted bit line 122a or the like which constitute a noninverted bit line circuit 102 are formed inside a second plane on the P<-> semiconductor substrate so as to be overlapped with the noninverted bit line circuit 101, and both circuits are connected by through holes 151, 152.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体記憶装置に関
し、特にスタティック形RAMメモリ(以下SRAMメ
モリという。)の大容量化に伴う高密度設計に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a high-density design associated with an increase in capacity of a static RAM memory (hereinafter referred to as SRAM memory).

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来のSRAMメモリを構成する
高抵抗負荷型メモリセルを説明するための図であり、図
4(a) は該メモリセルの回路構成の一例を示す回路図で
ある。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a diagram for explaining a high resistance load type memory cell constituting a conventional SRAM memory, and FIG. 4 (a) is a circuit diagram showing an example of a circuit configuration of the memory cell. .

【0003】図4(a) において、200は上記高抵抗負
荷型メモリセルで、このメモリセル200では、電源V
ccと接地との間に直列接続の抵抗R1 及びドライバトラ
ンジスタQD1と、直列接続の抵抗R2 及びドライバトラ
ンジスタQD2とが並列に接続されており、上記ドライバ
トランジスタQD1及びQD2の一方のゲートが他方のドレ
イン,つまり抵抗との接続点に接続されている。また上
記ドライバトランジスタQD1のドレインと非反転ビット
線Bの間にはアクセストランジスタQA1が、ドライバト
ランジスタQD2のドレインと反転ビット線/Bとの間に
はアクセストランジスタQA2が接続され、各アクセスト
ランジスタのゲートにはワード線Wが接続されている。
このように高抵抗負荷型メモリセル200は高抵抗部
と、データをラッチするドライバートランジスタと、デ
ータの書き込み、読み出しに使用するアクティブトラン
ジスタとから構成され、これらが非反転ビット線及び反
転ビット線に対して設けられた構成となっている。
In FIG. 4 (a), reference numeral 200 denotes the high resistance load type memory cell, and in this memory cell 200, a power source V
A resistor R1 and a driver transistor QD1 connected in series between cc and ground and a resistor R2 and a driver transistor QD2 connected in series are connected in parallel, and one gate of the driver transistors QD1 and QD2 is the drain of the other. That is, it is connected to the connection point with the resistor. An access transistor QA1 is connected between the drain of the driver transistor QD1 and the non-inverted bit line B, and an access transistor QA2 is connected between the drain of the driver transistor QD2 and the inverted bit line / B. A word line W is connected to.
As described above, the high resistance load type memory cell 200 is composed of a high resistance portion, a driver transistor for latching data, and an active transistor used for writing and reading data, and these are connected to the non-inverted bit line and the inverted bit line. It has a configuration provided to the opposite.

【0004】また、図4(b) は図4(a) の回路構成を実
現するための構成素子及び配線のレイアウトパターンを
示しており、図中202a〜202fはP- 半導体基板
201上に選択的に形成されたN+ 拡散領域で、これら
は概ね左右対称な平面パターンを形成している。211
aは上記P- 半導体基板1の所定部分上を通過するよう
形成され、上記ワード線Wを構成する第1ポリシリコン
層で、上記拡散領域202a及び202bと、これらの
拡散領域に挟まれた第1ポリシリコン層の一部とから上
記ドライバトランジスタQA1が構成され、上記拡散領域
202c及び202dとこれらの拡散領域に挟まれた第
1ポリシリコン層の一部とから上記アクセストランジス
タQA2が形成されている。
FIG. 4B shows a layout pattern of constituent elements and wirings for realizing the circuit configuration of FIG. 4A. In the figure, 202a to 202f are selected on the P semiconductor substrate 201. In the N + diffusion regions formed in a uniform manner, these form a plane pattern that is substantially symmetrical. 211
a is a first polysilicon layer which is formed so as to pass over a predetermined portion of the P semiconductor substrate 1 and constitutes the word line W, and which is the diffusion regions 202a and 202b and the first polysilicon layer sandwiched between these diffusion regions. The driver transistor QA1 is formed from a part of one polysilicon layer, and the access transistor QA2 is formed from the diffusion regions 202c and 202d and a part of the first polysilicon layer sandwiched between these diffusion regions. There is.

【0005】また211b,211cは上記P- 半導体
基板1の所定領域上に形成された第1ポリシリコン層
で、拡散領域202f及び202eと、これらに挟まれ
た第1ポリシリコン層211bの一部とから上記ドライ
バトランジスタQD1が構成され、また拡散領域202f
及び202bと、これらに挟まれた第1ポリシリコン層
211cの一部とから上記ドライバトランジスタQD2が
構成されている。
Further, 211b and 211c are first polysilicon layers formed on a predetermined region of the P - semiconductor substrate 1 and are diffusion regions 202f and 202e and a part of the first polysilicon layer 211b sandwiched between them. And the driver transistor QD1 is composed of
And 202b and a part of the first polysilicon layer 211c sandwiched between them, the driver transistor QD2 is formed.

【0006】また212は上記ドライバトランジスタQ
D1のドレインと上記ドライバトランジスタQD2のゲート
とを接続するための第2ポリシリコン層で、221c,
221bはそれぞれ該第2ポリシリコン層212を上記
ドライバトランジスタQD1のドレイン,ドライバトラン
ジスタQD2のゲートと接続するためのコンタクトホール
である。なお上記ドライバトランジスタQD2のドレイン
と上記ドレイントランジスタQD1のゲートとはコンタク
トホール221aにより接続されている。
Reference numeral 212 is the driver transistor Q.
A second polysilicon layer 221c for connecting the drain of D1 and the gate of the driver transistor QD2,
Reference numerals 221b are contact holes for connecting the second polysilicon layer 212 to the drain of the driver transistor QD1 and the gate of the driver transistor QD2, respectively. The drain of the driver transistor QD2 and the gate of the drain transistor QD1 are connected by a contact hole 221a.

【0007】また213は電源Vccを供給する第3ポリ
シリコン層で、コンタクトホール221dを介して上記
ドレイントランジスタQD1のゲート,つまり第1ポリシ
リコン層211bに、コンタクトホール221eを介し
て上記ドライバトランジスタQD2のゲート,つまり第1
ポリシリコン層211cに接続されている。また上記各
コンタクトホール211d,211e内に埋め込まれた
ポリシリコン層によって上記抵抗121,122が構成
されている。
Reference numeral 213 is a third polysilicon layer for supplying the power source Vcc, which is connected to the gate of the drain transistor QD1 via the contact hole 221d, that is, the first polysilicon layer 211b, and the driver transistor QD2 via the contact hole 221e. Gate of the, that is, the first
It is connected to the polysilicon layer 211c. The resistors 121 and 122 are formed by the polysilicon layer embedded in the contact holes 211d and 211e.

【0008】さらに214a,214bはそれぞれ非反
転ビット線,反転ビット線を構成するアルミ配線で、そ
れぞれコンタクトホール221f,221gを介してア
クセストランジスタQA1,QA2のソースに接続されてい
る。そしてここでは上記第1ポリシリコン層211bと
211c、及びアルミ配線214aと214bは左右対
称に配置され、また第1ポリシリコン層211a及び第
3ポリシリコン層212は左右対称なパターンを有して
いる。
Further, 214a and 214b are aluminum wirings forming a non-inverted bit line and an inverted bit line, respectively, which are connected to the sources of the access transistors QA1 and QA2 through contact holes 221f and 221g, respectively. The first polysilicon layers 211b and 211c and the aluminum wirings 214a and 214b are symmetrically arranged here, and the first polysilicon layer 211a and the third polysilicon layer 212 have a symmetrical pattern. .

【0009】次の動作について説明する。このような構
成の高抵抗形メモリセル200では、ワード線Wが活性
化されると、アクセストランジスタQA1,QA2がオン
し、記憶ノード,つまりドライバトランジスタQD1,Q
D2のドレインの信号レベルが情報として非反転ビット線
B,反転ビット線/Bに伝達され、これにより記憶情報
が読み出される。また書き込みは、上記読出とは逆に、
上記ワード線Wを活性化し、アクセストランジスタQA
1,QA2をオンした状態で、非反転ビット線B及び反転
ビット線/Bに相補的な信号を印加し、これを各ドライ
バトランジスタQD1,QD2にラッチさせて、記憶ノード
に情報を記憶する。
The following operation will be described. In the high resistance type memory cell 200 having such a configuration, when the word line W is activated, the access transistors QA1 and QA2 are turned on and the storage nodes, that is, the driver transistors QD1 and QD1.
The signal level of the drain of D2 is transmitted to the non-inverted bit line B and the inverted bit line / B as information, whereby the stored information is read. In contrast to writing, writing is the opposite of
The word line W is activated and the access transistor QA
With 1 and QA2 turned on, complementary signals are applied to the non-inverted bit line B and the inverted bit line / B, and these are latched by the driver transistors QD1 and QD2 to store information in the storage node.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような構
成の従来のスタティック形メモリセルでは、メモリセル
を構成するのに4つのトランジスタが必要であるため、
メモリセルの面積縮小にも限界があり、大容量メモリの
開発におけるチップサイズ等に問題点があった。
However, in the conventional static type memory cell having such a structure, four transistors are necessary to form the memory cell, and therefore,
There is a limit to the area reduction of the memory cell, and there is a problem in the chip size and the like in the development of the large capacity memory.

【0011】また、上記メモリセル200では、ドライ
バトランジスタQD1のゲートと、ドライバトランジスタ
QD2のドレインとは拡散領域202bの一部により接続
されているのに対し、ドライバトランジスタQD2のゲー
トと、ドライバトランジスタQD1のドレインとは第2ポ
リシリコン層212により接続されており、このため拡
散領域202bと第2ポリシリコン層212とでの抵抗
値や容量値の違いにより、各ドライバトランジスタQD1
とQD2では、応答時間や駆動に要するパワーが異なるこ
ととなる。この結果、非反転ビット線と反転ビット線で
の負荷容量の差によってハイレベルとローレベルの応答
時間にずれが生ずる。
In the memory cell 200, the gate of the driver transistor QD1 and the drain of the driver transistor QD2 are connected by a part of the diffusion region 202b, whereas the gate of the driver transistor QD2 and the driver transistor QD1. Of the driver transistor QD1 due to the difference in resistance value and capacitance value between the diffusion region 202b and the second polysilicon layer 212.
And QD2 differ in response time and power required for driving. As a result, a difference in load capacitance between the non-inverted bit line and the inverted bit line causes a difference in response time between the high level and the low level.

【0012】また各記憶ノードでの情報の保持レベルに
も差が生じ、つまりハイレベルとローレベルの一方の保
持電圧が弱くなり、特にメモリセルを構成する素子や配
線はモールド樹脂により被覆されており、メモリセルが
モールド樹脂と相対した構造となっていることもあっ
て、ソフトエラーが発生し易いという問題点もあった。
Further, a difference occurs in the information holding level at each storage node, that is, the holding voltage of one of the high level and the low level becomes weak, and in particular, the elements and wirings constituting the memory cell are covered with the mold resin. However, since the memory cell has a structure facing the mold resin, there is a problem that a soft error is likely to occur.

【0013】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、メモリセルを構成する素子及び
配線のレイアウトパターンの対称性を損なうことなくメ
モリセルサイズを小さくすることができ、ソフトエラー
に対しても強い構造の半導体記憶装置を得ることを目的
とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the memory cell size can be reduced without impairing the symmetry of the layout pattern of the elements and wirings constituting the memory cell, An object is to obtain a semiconductor memory device having a structure that is resistant to soft errors.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体記
憶装置は、構成素子及び配線のレイアウトパターンが線
対称になるよう設計されたスタティック形メモリセル
を、上記レイアウトパターンをその線対称軸に沿って2
分割した第1の分割パターンに対応する構成素子及び配
線部分と、第2の分割パターンに対応する構成素子及び
配線部分とを基板上に上下に重ねて形成してなるもので
ある。
In a semiconductor memory device according to the present invention, a static memory cell designed so that layout patterns of constituent elements and wirings are line-symmetrical is provided, and the layout pattern is arranged along the line-symmetrical axis. 2
The constituent element and the wiring portion corresponding to the divided first division pattern and the constituent element and the wiring portion corresponding to the second division pattern are formed on the substrate in a vertically overlapping manner.

【0015】この発明は上記半導体記憶装置において、
上記第1の分割パターンに対応する構成素子及び配線部
分を、非反転ビット線側のアクセストランジスタとドラ
イバトランジスタ、及び非反転ビット線とワード線と
し、上記第2の分割パターンに対応する構成素子及び配
線部分を、反転ビット線側のアクセストランジスタとド
ライバトランジスタ、及び反転ビット線とワード線と
し、上記スタティック形メモリセルを構成する上記各ビ
ット線,ワード線,及び各トランジスタを、第1〜第6
のポリシリコン層と,第1〜第3のアルミ配線層と,第
1及び第2の拡散層とを有する多層構造中に作り込んだ
ものである。
The present invention provides the semiconductor memory device as described above,
The constituent elements and wiring portions corresponding to the first division pattern are access transistors and driver transistors on the non-inverted bit line side, and non-inversion bit lines and word lines, and the constituent elements and wiring portions corresponding to the second division pattern. The wiring parts are an access transistor and a driver transistor on the inverted bit line side, an inverted bit line and a word line, and the bit lines, word lines and transistors forming the static memory cell are
Of the polysilicon layer, the first to third aluminum wiring layers, and the first and second diffusion layers.

【0016】[0016]

【作用】この発明においては、構成素子及び配線のレイ
アウトパターンが線対称になるよう設計されたスタティ
ック形メモリセルを、上記レイアウトパターンをその線
対称軸に沿って2分割した一方の分割パターンに対応す
る構成素子及び配線部分と、他方の分割パターンに対応
する構成素子及び配線部分とを基板上に上下に重ねて形
成したから、メモリセルを構成する素子及び配線のレイ
アウトパターンの対称性を損なうことなくメモリセルサ
イズを小さくすることができ、小面積で大容量のメモリ
セルを実現できる。
According to the present invention, the static memory cell designed such that the layout patterns of the constituent elements and wirings are line-symmetrical corresponds to one of the divided patterns obtained by dividing the layout pattern into two along the line-symmetrical axis. Since the constituent element and the wiring portion to be formed and the constituent element and the wiring portion corresponding to the other division pattern are formed on the substrate in the vertical direction, the symmetry of the layout pattern of the element and the wiring that configures the memory cell is impaired. Therefore, the memory cell size can be reduced, and a large-capacity memory cell with a small area can be realized.

【0017】また非反転ビット線系回路と反転ビット線
系回路とは、基板上の別々の平面上に構成されているた
め、両回路では素子や配線のパターンが対称な同一構造
を実現することができ、両回路間での特性の差をなくす
ことができる。これによってハイレベルとローレベルの
応答時間がずれたり、一方のレベルの保持電圧が弱くな
ったりするのを防止できる。
Further, since the non-inverted bit line system circuit and the inverted bit line system circuit are formed on different planes on the substrate, it is necessary to realize the same structure in which the patterns of elements and wirings are symmetrical in both circuits. Therefore, it is possible to eliminate the difference in characteristics between the two circuits. This makes it possible to prevent the response time between the high level and the low level from deviating from each other and the holding voltage of one level from becoming weak.

【0018】またこの発明においては、上記スタティッ
ク形メモリセルの構成素子及び配線を作り込むための多
層構造を、第1〜第6のポリシリコン層と,第1〜第3
のアルミ配線層と,第1及び第2の拡散層とを有し、か
つその最上層としてアルミ配線層を有する構造としたの
で、メモリセルが上記アルミ配線層により電磁的にシー
ルドされ、また外部からメモリセル内へのアルファー線
の到達確率が低減されることなり、ソフトエラー耐量を
向上することができる。
Further, in the present invention, a multi-layered structure for forming the constituent elements and wirings of the static memory cell is provided with first to sixth polysilicon layers and first to third layers.
Since the aluminum wiring layer and the first and second diffusion layers are provided and the aluminum wiring layer is provided as the uppermost layer of the aluminum wiring layer, the memory cell is electromagnetically shielded by the aluminum wiring layer. Since the probability of arrival of alpha rays from the memory cell to the memory cell is reduced, the soft error tolerance can be improved.

【0019】[0019]

【実施例】実施例1 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図1
は本発明の一実施例による半導体記憶装置を構成するス
タティック形メモリセルの構造を説明するための斜視
図、図2(a) は上記メモリセルを構成する素子及び配線
の、基板上の第2平面におけるレイアウトパターンを下
側から見た平面図、図2(b) はメモリセルを構成する素
子及び配線の、基板上の第1平面におけるレイアウトパ
ターンを上側から見た平面図、図3は上記第1平面の素
子及び配線と第2平面の素子及び配線との接続関係を示
す模式的な断面図である。
Embodiment 1 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 2A is a perspective view for explaining the structure of a static memory cell that constitutes a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a second view on the substrate of elements and wirings that constitute the memory cell. FIG. 2B is a plan view of the layout pattern on the first plane of the substrate of the elements and wirings forming the memory cell viewed from above, and FIG. 3 is the above plan view. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a connection relationship between elements and wirings on a first plane and elements and wirings on a second plane.

【0020】図において、100は上記従来のメモリセ
ル200と同一の回路構成を有する、構成素子及び配線
のレイアウトパターンが線対称になるよう設計された高
抵抗負荷型メモリセルであって、上記レイアウトパター
ンをその線対称軸に沿って2分割した第1の分割パター
ンに対応する構成素子及び配線部分と、第2の分割パタ
ーンに対応する構成素子及び配線部分とをP- 半導体基
板1上に上下に重ねて形成してなるものである。
In the figure, reference numeral 100 denotes a high resistance load type memory cell having the same circuit configuration as that of the conventional memory cell 200 and designed so that layout patterns of constituent elements and wirings are line symmetrical. A component and a wiring portion corresponding to the first division pattern obtained by dividing the pattern into two along the line symmetry axis and a component and a wiring portion corresponding to the second division pattern are vertically arranged on the P semiconductor substrate 1. It is formed by overlapping.

【0021】101は第1の分割パターンに対応する構
成素子及び配線部分で、主として非反転ビット線121
a、ワード線111、該非反転ビット線側のアクセスト
ランジスタQA1及びドライバトランジスタQD1からなる
非反転ビット線系回路、102は上記第2の分割パター
ンに対応する構成素子及び配線部分で、主として非反転
ビット線122a、ワード線115、該非反転ビット線
側のアクセストランジスタQA2及びドライバトランジス
タQD2からなる反転ビット線系回路である。これらの回
路101及び102の構成素子及び配線は、第1〜第5
のポリシリコン層111〜115及び第6のポリシリコ
ン層と、第1〜第3のアルミ配線層121〜123と、
第1の拡散層110,150とを有する多層構造中に形
成されている。
Reference numeral 101 denotes a constituent element and a wiring portion corresponding to the first division pattern, which is mainly a non-inverted bit line 121.
a, a word line 111, a non-inverted bit line system circuit including an access transistor QA1 and a driver transistor QD1 on the side of the non-inverted bit line, and 102 is a constituent element and a wiring portion corresponding to the second division pattern. It is an inverted bit line system circuit including a line 122a, a word line 115, an access transistor QA2 and a driver transistor QD2 on the non-inverted bit line side. The components and wirings of these circuits 101 and 102 are the first to the fifth.
The polysilicon layers 111 to 115 and the sixth polysilicon layer, and the first to third aluminum wiring layers 121 to 123,
It is formed in a multilayer structure having first diffusion layers 110 and 150.

【0022】以下詳述すると、上記非反転ビット線系回
路101において、上記第1の拡散層110はP- 半導
体基板1上に選択的に形成されたN+ 拡散領域110a
〜110cから構成されている。また上記P- 半導体基
板1上の所定部分上には上記ワード線Wを構成する第1
ポリシリコン層111が形成されており、上記拡散領域
110b及び110cと、これらに挟まれた第1ポリシ
リコン層111の一部とで上記アクセストランジスタQ
A1が構成されている。また上記P- 半導体基板1上の所
定部分上には第2ポリシリコン層が形成されており、上
記拡散領域110a及び110bとこれらに挟まれた第
2ポリシリコン層の一部とで上記ドライバトランジスタ
QD1が構成されている。なお110a1 は上記N+ 拡散
領域110a内に形成されたP+ 拡散領域である。
More specifically, in the non-inverted bit line system circuit 101, the first diffusion layer 110 is the N + diffusion region 110a selectively formed on the P semiconductor substrate 1.
.About.110c. The word line W is formed on the predetermined portion of the P semiconductor substrate 1 by the first portion.
A polysilicon layer 111 is formed, and the access transistor Q includes the diffusion regions 110b and 110c and a part of the first polysilicon layer 111 sandwiched between the diffusion regions 110b and 110c.
A1 is configured. A second polysilicon layer is formed on a predetermined portion of the P semiconductor substrate 1, and the driver transistor is formed by the diffusion regions 110a and 110b and a part of the second polysilicon layer sandwiched therebetween. QD1 is configured. Incidentally, 110a1 is a P + diffusion region formed in the N + diffusion region 110a.

【0023】また113は電源Vccを供給する第3ポリ
シリコン層で、コンタクトホール141を介して上記ド
ライバトランジスタQD1のドレイン(拡散領域110
b)に接続されている。さらに121aは非反転ビット
線を構成する第1アルミ配線層で、コンタクトホール1
42を介してアクセストランジスタQA1のソースに接続
されている。また121bは上記第1アルミ配線層12
1aと平行に形成され、接地電位を供給する第1アルミ
配線層で、コンタクトホール143を介してN+拡散領
域110a及びP+ 拡散領域110a1 に接続されてい
る。
Reference numeral 113 is a third polysilicon layer for supplying the power supply Vcc, and through the contact hole 141, the drain (diffusion region 110) of the driver transistor QD1.
connected to b). Further, 121a is a first aluminum wiring layer which constitutes a non-inverted bit line, and the contact hole 1
It is connected via 42 to the source of the access transistor QA1. 121b is the first aluminum wiring layer 12
A first aluminum wiring layer which is formed in parallel with 1a and supplies a ground potential, is connected to the N + diffusion region 110a and the P + diffusion region 110a1 through the contact hole 143.

【0024】一方上記反転ビット線系回路102におい
て、上記拡散層150は、P- 半導体層2の下面表面上
に選択的に形成されたN+ 拡散領域150a〜150c
から構成されている。また上記P- 半導体層2下面の所
定部分上には、上記ワード線Wを構成する第5ポリシリ
コン層115が形成されており、上記拡散領域150b
及び150cとこれらに挟まれた第5ポリシリコン層1
15の一部とで上記アクセストランジスタQA2が構成さ
れている。また上記P- 半導体層2下面の所定部分上に
は第4ポリシリコン層114が形成されており、上記拡
散領域150a及び150bとこれらに挟まれた第4ポ
リシリコン層114の一部とで上記ドライバトランジス
タQD2が構成されている。なお150a1 は上記N+
散領域150a内に形成されたP+ 拡散領域である。
On the other hand, in the inversion bit line system circuit 102, the diffusion layer 150 is the N + diffusion regions 150a to 150c selectively formed on the lower surface of the P semiconductor layer 2.
It consists of A fifth polysilicon layer 115 forming the word line W is formed on a predetermined portion of the lower surface of the P semiconductor layer 2, and the diffusion region 150b is formed.
And 150c and the fifth polysilicon layer 1 sandwiched between them.
The access transistor QA2 is configured with a part of 15. Further, a fourth polysilicon layer 114 is formed on a predetermined portion of the lower surface of the P semiconductor layer 2, and the diffusion regions 150a and 150b and a part of the fourth polysilicon layer 114 sandwiched therebetween form the fourth polysilicon layer 114. The driver transistor QD2 is configured. Reference numeral 150a1 is a P + diffusion region formed in the N + diffusion region 150a.

【0025】また161は電源Vccを供給する上記第3
ポリシリコン層113と、上記ドライバトランジスタQ
D2のドレイン(拡散領域150b)を接続するためのコ
ンタクトホール、122aは反転ビット線を構成する第
2アルミ配線層で、コンタクトホール162を介してア
クセストランジスタQA2のソース(拡散領域150c)
に接続されている。また122bは上記第2アルミ配線
層122aと平行に形成され、接地電位を供給する第2
アルミ配線層で、コンタクトホール163を介してN+
拡散領域150a及びP+ 拡散領域150a1 に接続さ
れている。
Reference numeral 161 is the third power source for supplying the power source Vcc.
The polysilicon layer 113 and the driver transistor Q
A contact hole for connecting the drain (diffusion region 150b) of D2, 122a is a second aluminum wiring layer forming an inverted bit line, and the source (diffusion region 150c) of the access transistor QA2 via the contact hole 162.
It is connected to the. Also, 122b is formed in parallel with the second aluminum wiring layer 122a, and is for supplying a ground potential to the second aluminum wiring layer 122a.
Aluminum wiring layer, N + via contact hole 163
It is connected to the diffusion region 150a and the P + diffusion region 150a1.

【0026】また152は上記反転ビット線系回路10
2のドライバトランジスタQA2のゲートと、非反転ビッ
ト線系回路101のドライバトランジスタQD1のドレイ
ンとを接続するためのスルーホール、151は上記非反
転ビット線系回路101のドライバトランジスタQD1の
ゲートと、反転ビット線系回路102のドライバトラン
ジスタQD2のドレインとを接続するためのスルーホール
である。なお上記各コンタクトホール141〜143や
スルーホール152は、その上側にあるポリシリコン層
やアルミ層の一部が埋め込まれた構造となっているが、
上記スルーホール151及びコンタクトホール161〜
163については、その上側には半導体層2が形成され
るため、第6ポリシリコン層が埋め込まれた構造となっ
ている。ここで上記コンタクトホール141,161内
に埋め込まれたポリシリコン層により上記抵抗R1 ,R
2 が構成されている。
Reference numeral 152 is the above-mentioned inverted bit line system circuit 10.
A through hole for connecting the gate of the second driver transistor QA2 and the drain of the driver transistor QD1 of the non-inverting bit line system circuit 101, and 151 is the gate of the driver transistor QD1 of the non-inverting bit line system circuit 101 It is a through hole for connecting to the drain of the driver transistor QD2 of the bit line system circuit 102. Each of the contact holes 141 to 143 and the through hole 152 has a structure in which a part of the polysilicon layer or the aluminum layer on the upper side is buried.
The through hole 151 and the contact holes 161 to
Regarding 163, since the semiconductor layer 2 is formed on the upper side thereof, it has a structure in which the sixth polysilicon layer is embedded. Here, the resistors R1 and R are formed by the polysilicon layer embedded in the contact holes 141 and 161.
2 is configured.

【0027】さらに123は上記P- 半導体層2上に保
護酸化膜170を介して全面に形成され、外部から上記
第2アルミ層に接地電位を供給するための第3アルミ層
で、コンタクトホール164を介して上記P+ 拡散領域
150a1 に接続されている。なお111a,112
a,114a,115aは上記各トランジスタを構成す
るゲート酸化膜である。
Further, 123 is a third aluminum layer which is formed on the entire surface of the P semiconductor layer 2 via a protective oxide film 170 and which supplies a ground potential to the second aluminum layer from the outside, and a contact hole 164. Is connected to the P.sup. + Diffusion region 150a1 through. Note that 111a and 112
Reference numerals a, 114a and 115a are gate oxide films forming the above transistors.

【0028】次に作用効果について説明する。ここでメ
モリセルからのデータの読出し及び書込み動作は、従来
のメモリセルと同一であり、非反転ビット線系回路10
1と反転ビット線系回路102との間での信号の授受
は、各スルーホール151,152を介して行われる。
Next, the function and effect will be described. Here, the read and write operations of data from the memory cell are the same as those of the conventional memory cell, and the non-inverted bit line related circuit 10
Signal transmission / reception between 1 and the inverted bit line system circuit 102 is performed through the through holes 151 and 152.

【0029】このような構成のメモリセルでは、非反転
ビット線系回路101を構成するドライバトランジスタ
QD1及びアクセストランジスタQA1や非反転ビット線を
構成する第1ポリシリコン層121a等をP- 半導体基
板1上の第1平面内に形成し、さらに反転ビット線系回
路102を構成するドライバトランジスタQD1及びアク
セストランジスタQA1や非反転ビット線を構成する第1
ポリシリコン層122a等をP- 半導体基板1上の第2
平面内に上記非反転ビット線系回路101と重なるよう
形成し、両回路間をスルーホール151,152により
接続したので、メモリセルを構成する素子及び配線のレ
イアウトパターンの対称性を損なうことなくメモリセル
サイズを小さくすることができ、小面積で大容量のメモ
リセルを実現できる効果がある。また非反転ビット線系
回路101と反転ビット線系回路102とは、基板上の
別々の平面上に構成されているため、両回路では素子や
配線のパターンが対称な同一構造を実現することがで
き、両回路間での特性の差をなくすことができる。これ
によってハイレベルとローレベルの応答時間がずれた
り、一方のレベルの保持電圧が弱くなったりするのを防
止できる効果がある。
In the memory cell having such a configuration, the driver transistor QD1 and the access transistor QA1 that form the non-inverted bit line system circuit 101, the first polysilicon layer 121a that forms the non-inverted bit line, and the like are formed on the P - semiconductor substrate 1. A first driver transistor QD1 and an access transistor QA1 that form an inverted bit line system circuit 102 and a non-inverted bit line that are formed in the upper first plane.
The polysilicon layer 122a and the like are formed on the P semiconductor substrate 1 as a second layer.
Since the non-inverted bit line system circuit 101 is formed to overlap in the plane and the two circuits are connected by the through holes 151 and 152, the memory is formed without impairing the symmetry of the layout pattern of the elements and wirings forming the memory cell. There is an effect that the cell size can be reduced and a large-capacity memory cell with a small area can be realized. Further, since the non-inverted bit line system circuit 101 and the inverted bit line system circuit 102 are formed on different planes on the substrate, it is possible to realize the same structure in which the patterns of elements and wirings are symmetrical in both circuits. It is possible to eliminate the difference in characteristics between the two circuits. As a result, there is an effect that it is possible to prevent the response time between the high level and the low level from deviating and the holding voltage of one level from becoming weak.

【0030】また上記メモリセル100を構成する多層
構造の最上層としてアルミ配線層123を形成している
ため、メモリセルがこのアルミ配線層により電磁的にシ
ールドされ、また外部からメモリセル内へのアルファー
線の到達確率が低減されることとなり、ソフトエラー耐
量を向上することができる効果がある。
Further, since the aluminum wiring layer 123 is formed as the uppermost layer of the multilayer structure constituting the memory cell 100, the memory cell is electromagnetically shielded by this aluminum wiring layer, and externally inside the memory cell. The arrival probability of the alpha wire is reduced, which has the effect of improving the soft error tolerance.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る半導体記憶
装置によれば、構成素子及び配線のレイアウトパターン
が線対称になるよう設計されたスタティック形メモリセ
ルを、上記レイアウトパターンをその線対称軸に沿って
2分割した一方の分割パターンに対応する構成素子及び
配線部分と、他方の分割パターンに対応する構成素子及
び配線部分とを基板上に上下に重ねて形成したので、メ
モリセルを構成する素子及び配線のレイアウトパターン
の対称性を損なうことなくメモリセルサイズを小さくす
ることができ、小面積で大容量のメモリセルを実現でき
る効果がある。
As described above, according to the semiconductor memory device of the present invention, a static memory cell designed so that the layout patterns of constituent elements and wirings are line-symmetrical can be obtained by using the layout pattern as the line-symmetrical axis. A memory cell is formed because the constituent element and the wiring portion corresponding to one of the divided patterns and the constituent element and the wiring portion corresponding to the other divided pattern, which are divided in two along There is an effect that the memory cell size can be reduced without impairing the symmetry of the layout pattern of elements and wirings, and a large-capacity memory cell with a small area can be realized.

【0032】また非反転ビット線系回路と反転ビット線
系回路とは、基板上の別々の平面上に構成されているた
め、両回路では素子や配線のパターンが対称な同一構造
を実現することができ、両回路間での特性の差をなくす
ことができる。これによってハイレベルとローレベルの
応答時間がずれたり、一方のレベルの保持電圧が弱くな
ったりするのを防止できる効果がある。
Further, since the non-inverted bit line system circuit and the inverted bit line system circuit are formed on different planes on the substrate, it is necessary to realize the same structure in which the patterns of elements and wirings are symmetrical in both circuits. Therefore, it is possible to eliminate the difference in characteristics between the two circuits. As a result, there is an effect that it is possible to prevent the response time between the high level and the low level from deviating and the holding voltage of one level from becoming weak.

【0033】またこの発明によれば上記半導体記憶装置
において、上記スタティック形メモリセルの構成素子及
び配線を形成するための多層構造を、第1〜第6のポリ
シリコン層と,第1〜第3のアルミ配線層と,第1及び
第2の拡散層とを有し、かつその最上層としてアルミ配
線層を有する構造としたので、メモリセルが上記アルミ
配線層により電磁的にシールドされ、また外部からメモ
リセル内へのアルファー線の到達確率が低減されること
となり、ソフトエラー耐量を向上することができる効果
がある。
Further, according to the present invention, in the semiconductor memory device, a multilayer structure for forming the constituent elements and wirings of the static type memory cell is provided with first to sixth polysilicon layers and first to third layers. Since the aluminum wiring layer and the first and second diffusion layers are provided and the aluminum wiring layer is provided as the uppermost layer of the aluminum wiring layer, the memory cell is electromagnetically shielded by the aluminum wiring layer. Therefore, the probability of the alpha ray reaching the memory cell is reduced, which has the effect of improving the soft error tolerance.

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

【図1】本発明の一実施例による半導体記憶装置を構成
するスタティック形メモリセルの構造を説明するための
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view for explaining the structure of a static memory cell that constitutes a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2(a) 及び図2(b) は上記メモリセルを構成
する素子及び配線の、第2及び第1平面におけるレイア
ウトパターンを示す平面図である。
2 (a) and 2 (b) are plan views showing layout patterns on the second and first planes of elements and wirings constituting the memory cell.

【図3】上記第1平面の素子及び配線と第2平面の素子
及び配線との接続関係を示す模式的な断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a connection relationship between the elements and wirings on the first plane and the elements and wirings on the second plane.

【図4】従来のSRAMメモリを構成する高抵抗負荷型
メモリセルを説明するための図であり、図4(a) は該メ
モリセルの回路構成の一例を示す回路図、図4(b) は図
4(a) の回路構成を実現するための構成素子及び配線の
レイアウトパターンを示す平面図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a high resistance load type memory cell forming a conventional SRAM memory, FIG. 4 (a) is a circuit diagram showing an example of a circuit configuration of the memory cell, and FIG. 4 (b). FIG. 4 is a plan view showing a layout pattern of constituent elements and wirings for realizing the circuit configuration of FIG. 4 (a).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P- 半導体基板1 2 P- 半導体層 100 高抵抗負荷型メモリセル 101 非反転ビット線系回路 102 反転ビット線系回路 110,150 第1,第2の拡散層 110a〜110c 第1拡散領域 111〜115 第1〜第5ポリシリコン層 121〜123 第1〜第3アルミ層 150a〜150c 第2拡散領域 QD1,QD2 ドライバトランジスタ QA1,QA2 アクセストランジスタ1 P - semiconductor substrate 12 P - semiconductor layer 100 high resistance load type memory cell 101 non-inverted bit line system circuit 102 inverted bit line system circuit 110, 150 first and second diffusion layers 110a to 110c first diffusion region 111 -115 1st-5th polysilicon layer 121-123 1st-3rd aluminum layer 150a-150c 2nd diffusion area QD1, QD2 driver transistor QA1, QA2 access transistor

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年11月10日[Submission date] November 10, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0004】また、図4(b) は図4(a) の回路構成を実
現するための構成素子及び配線のレイアウトパターンを
示しており、図中202a〜202fはP- 半導体基板
201上に選択的に形成されたN+ 拡散領域で、これら
は概ね左右対称な平面パターンを形成している。211
aは上記P- 半導体基板1の所定部分上を通過するよう
形成され、上記ワード線Wを構成する第1ポリシリコン
層で、上記拡散領域202a及び202bと、これらの
拡散領域に挟まれた第1ポリシリコン層の一部とから上
アクセストランジスタQA1が構成され、上記拡散領域
202c及び202dとこれらの拡散領域に挟まれた第
1ポリシリコン層の一部とから上記アクセストランジス
タQA2が形成されている。
FIG. 4B shows a layout pattern of constituent elements and wirings for realizing the circuit configuration of FIG. 4A. In the figure, 202a to 202f are selected on the P semiconductor substrate 201. In the N + diffusion regions formed in a uniform manner, these form a plane pattern that is substantially symmetrical. 211
a is a first polysilicon layer which is formed so as to pass over a predetermined portion of the P semiconductor substrate 1 and constitutes the word line W, and which is the diffusion regions 202a and 202b and the first polysilicon layer sandwiched between these diffusion regions. The access transistor QA1 is formed of a part of one polysilicon layer, and the access transistor QA2 is formed of the diffusion regions 202c and 202d and a part of the first polysilicon layer sandwiched between these diffusion regions. There is.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0026】また152は上記反転ビット線系回路10
2のドライバトランジスタQD2のゲートと、非反転ビッ
ト線系回路101のドライバトランジスタQD1のドレイ
ンとを接続するためのスルーホール、151は上記非反
転ビット線系回路101のドライバトランジスタQD1の
ゲートと、反転ビット線系回路102のドライバトラン
ジスタQD2のドレインとを接続するためのスルーホール
である。なお上記各コンタクトホール141〜143や
スルーホール152は、その上側にあるポリシリコン層
やアルミ層の一部が埋め込まれた構造となっているが、
上記スルーホール151及びコンタクトホール161〜
163については、その上側には半導体層2が形成され
るため、第6ポリシリコン層が埋め込まれた構造となっ
ている。ここで上記コンタクトホール141,161内
に埋め込まれたポリシリコン層により上記抵抗R1 ,R
2 が構成されている。
Reference numeral 152 is the above-mentioned inverted bit line system circuit 10.
A through hole for connecting the gate of the second driver transistor Q D2 and the drain of the driver transistor Q D1 of the non-inversion bit line system circuit 101, 151 is the gate of the driver transistor Q D1 of the non-inversion bit line system circuit 101, It is a through hole for connecting to the drain of the driver transistor QD2 of the inverted bit line system circuit 102. Each of the contact holes 141 to 143 and the through hole 152 has a structure in which a part of the polysilicon layer or the aluminum layer on the upper side is buried.
The through hole 151 and the contact holes 161 to
Regarding 163, since the semiconductor layer 2 is formed on the upper side thereof, it has a structure in which the sixth polysilicon layer is embedded. Here, the resistors R1 and R are formed by the polysilicon layer embedded in the contact holes 141 and 161.
2 is configured.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 構成素子及び配線のレイアウトパターン
が線対称になるよう設計されたスタティック形メモリセ
ルを有する半導体記憶装置において、 上記スタティック形メモリセルは、 上記レイアウトパターンをその線対称軸に沿って2分割
した一方の分割パターンに対応する構成素子及び配線
と、他方の分割パターンに対応する構成素子及び配線と
を基板上に上下に重ねて形成してなるものであることを
特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device having a static memory cell designed such that layout patterns of constituent elements and wirings are line-symmetrical, wherein the static memory cell has the layout pattern along the line-symmetric axis. A semiconductor memory characterized in that a constituent element and a wiring corresponding to one of the two divided patterns and a constituent element and a wiring corresponding to the other divided pattern are vertically stacked on a substrate. apparatus.
【請求項2】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、 上記第1の分割パターンに対応する構成素子及び配線
は、反転ビット線側のアクセストランジスタとドライバ
トランジスタ、及び反転ビット線とワード線であり、 上記第2の分割パターンに対応する構成素子及び配線
は、非反転ビット線側のアクセストランジスタとドライ
バトランジスタ、及び非反転ビット線とワード線であ
り、 上記スタティック形メモリセルは、上記各ビット線,ワ
ード線及び各トランジスタを、第1〜第6のポリシリコ
ン層と、第1〜第3のアルミ配線層と、第1及び第2の
拡散層とを有する多層構造中に作り込んだものであるこ
とを特徴とする半導体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the constituent elements and wirings corresponding to the first division pattern are an access transistor and a driver transistor on the inversion bit line side, and an inversion bit line and a word line. The constituent elements and wirings corresponding to the second division pattern are access transistors and driver transistors on the non-inverted bit line side, and non-inverted bit lines and word lines, and the static memory cells are the bit lines. , The word line and each transistor are formed in a multilayer structure having first to sixth polysilicon layers, first to third aluminum wiring layers, and first and second diffusion layers. A semiconductor memory device characterized by being present.
【請求項3】 請求項2記載の半導体記憶装置におい
て、 上記多層構造は、その最上層としてアルミ配線層を有し
ていることを特徴とする半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the multilayer structure has an aluminum wiring layer as an uppermost layer thereof.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6420741B1 (en) 1999-03-19 2002-07-16 Fujitsu Limited Ferroelectric memory having electromagnetic wave shield structure
DE102008015197B4 (en) * 2007-03-30 2013-02-28 Honda Motor Co., Ltd. Valve mechanism of an engine

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