JPH0745722A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH0745722A
JPH0745722A JP5204528A JP20452893A JPH0745722A JP H0745722 A JPH0745722 A JP H0745722A JP 5204528 A JP5204528 A JP 5204528A JP 20452893 A JP20452893 A JP 20452893A JP H0745722 A JPH0745722 A JP H0745722A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビット線間の容量を小さくして容量結合によ
るビット線間の雑音を小さくし、これによって動作余裕
を大きくして信頼性を高める。 【構成】 第1層目のAl膜から成る一対ずつのビット
線24aが、一つ置きのセンスアンプ25に接続されて
おり、且つ1列置きのメモリセルアレイに沿って配置さ
れている。また、第3層目のAl膜から成る一対ずつの
ビット線24bが、ビット線24aの接続されていない
一つ置きのセンスアンプ25に接続されており、且つビ
ット線24aの配置されていない1列置きのメモリセル
アレイに沿って配置されている。このため、ビット線2
4a同士及びビット線24b同士の間隔もビット線24
aとビット線24bとの間隔も広い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願の発明は、一対のビット線が
同一のセンスアンプに接続されている半導体記憶装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5〜7は、ASICに搭載されるスタ
ックトキャパシタDRAMの一従来例を示している。こ
の一従来例では、長方形の素子活性領域11が互い違い
の行列状に半導体基板に設けられており、ポリサイド膜
等から成るワード線12が素子活性領域11の短辺方向
へ延在している。ワード線12の両側の素子活性領域1
1には拡散層13、14が設けられて、トランジスタ1
5が構成されている。
【0003】拡散層13上にはコンタクト孔16が設け
られており、このコンタクト孔16を介して記憶ノード
電極17が拡散層13にコンタクトしている。記憶ノー
ド電極17の上層にはキャパシタ絶縁膜(図示せず)と
プレート電極(図示せず)とが設けられて、キャパシタ
18が構成されている。そして、トランジスタ15とキ
ャパシタ18とで、メモリセル21が構成されている。
【0004】キャパシタ18のプレート電極は層間絶縁
膜22に覆われており、拡散層14に達するコンタクト
孔23が層間絶縁膜22等に設けられている。そして、
第1層目のAl膜から成るビット線24が、コンタクト
孔23を介して拡散層14にコンタクトしている。ビッ
ト線24は素子活性領域11の長辺方向へ延在してお
り、互いに隣接する一対のビット線24が同一のセンス
アンプ25に接続されている。
【0005】ビット線24は層間絶縁膜26に覆われて
おり、第2層目のAl膜から成るワード線12の分路2
7が層間絶縁膜26上でワード線12に沿って延在して
いる。そして、分路27が層間絶縁膜28に覆われてい
る。なお、図5では、図面を明確にするために、トラン
ジスタ15及びキャパシタ18が図示されておらず、コ
ンタクト孔23は丸い形状で図示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ASICに
搭載されるDRAMにおける第1層目のAl配線を流れ
る電流は、汎用DRAMにおけるビット線を流れる電流
よりも多い。そこで、第1層目のAl配線における電流
密度を低下させてエレクトロマイグレーション耐性を向
上させ、これによって信頼性を高めるために、第1層目
のAl配線の膜厚が厚く、第1層目のAl膜から成って
いるビット線24の膜厚も汎用DRAMにおけるビット
線の膜厚よりも厚い。
【0007】しかし、この様にビット線24の膜厚が厚
いので、図6からも明らかな様にビット線24同士の相
対面積が大きくて、ビット線24間の容量が大きい。こ
の結果、容量結合によるビット線24間の雑音が大きく
て、センスアンプ25が誤動作を生じ易い。従って、上
述の従来例では、エレクトロマイグレーション耐性は高
いが、動作余裕が小さいという点で信頼性が低かった。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体記憶装
置は、一対のビット線24a、24bが同一のセンスア
ンプ25に接続されている半導体記憶装置において、互
いに隣接する前記センスアンプ25に接続されている前
記ビット線24a、24bが互いに異なる層の配線によ
って形成されており、前記一対のビット線24a、24
bが1列置きのメモリセルアレイに沿って配置されてい
ることを特徴としている。
【0009】請求項2の半導体記憶装置は、互いに隣接
する前記センスアンプ25に接続されている前記ビット
線24a、24b同士の中間層に配線27が設けられて
おり、前記中間層の配線27がワード線12の分路にな
っていることを特徴としている。
【0010】請求項3の半導体記憶装置は、互いに隣接
する前記センスアンプ25に接続されている前記ビット
線24a、24b同士の中間層に配線38が設けられて
おり、前記中間層の配線38よりも上層側の前記ビット
線24bとメモリセル21とのコンタクト部(コンタク
ト孔34及びその近傍)を除いて、この中間層の配線3
8が広がっていることを特徴としている。
【0011】請求項4の半導体記憶装置は、前記中間層
の配線38よりも下層側の前記ビット線24a同士の間
と上層側の前記ビット線24b同士の間とに、これらの
ビット線24a、24bと同一層で前記中間層の配線3
8に電気的に接続されている配線36、43が設けられ
ていることを特徴としている。
【0012】
【作用】請求項1の半導体記憶装置では、互いに隣接す
るセンスアンプ25に接続されているビット線24a、
24bが互いに異なる層の配線によって形成されている
ので、同一のセンスアンプ25に接続されている一対の
ビット線24a、24bが1列置きのメモリセルアレイ
に沿って配置されていても、これらのビット線24a、
24bは立体的に交差することがあっても平面的に交差
することはない。
【0013】そして、同一のセンスアンプ25に接続さ
れている一対のビット線24a、24bは、1列置きの
メモリセルアレイに沿って配置されているので、互いに
隣接するメモリセルアレイの列に沿ってこれらのビット
線24a、24bが配置されている構造に比べて、ビッ
ト線24a、24b同士の間隔が広い。
【0014】また、互いに隣接するセンスアンプ25に
接続されているビット線24a、24bは、平面的には
互いに隣接するメモリセルアレイの列に沿って配置され
ていても、これらのビット線24a、24bは互いに異
なる層の配線によって形成されているので、これらのビ
ット線24a、24bが単一層の配線によって形成され
ている構造に比べて、ビット線24a、24b同士の間
隔が広い。
【0015】請求項2の半導体記憶装置では、互いに異
なる層のビット線24a、24b同士の中間層に、ワー
ド線12の分路になっている配線27が設けられている
ので、ワード線12の信号遅延を防止すると共に、異な
る層のビット線24a、24b同士をシールドしてい
る。
【0016】請求項3の半導体記憶装置では、互いに異
なる層のビット線24a、24b同士の中間層に設けら
れている配線38の面積がワード線12の分路の面積よ
りも広いので、異なる層のビット24a、24b線同士
をシールドする効果が大きい。
【0017】請求項4の半導体記憶装置では、中間層の
配線38よりも下層側のビット線24a同士の間及び上
層側のビット線24b同士の間にも、中間層の配線38
に電気的に接続されている配線36、43が設けられて
いるので、互いに異なる層のビット線24a、24b同
士のみならず、同一層のビット線24a、24b同士も
シールドしている。
【0018】
【実施例】以下、ASICに搭載されるスタックトキャ
パシタDRAMに適用した本願の発明の第1及び第2実
施例を、図1〜4を参照しながら説明する。なお、図5
〜7に示した一従来例と対応する構成部分には、同一の
符号を付してある。
【0019】図1、2が、第1実施例を示している。こ
の第1実施例でも、トランジスタ15とキャパシタ18
とから成るメモリセル21自体は、図5〜7に示した一
従来例と実質的に同様の構成を有している。しかし、上
述の従来例では、1個ずつの素子活性領域11が互い違
いの行列状に半導体基板に設けられているのに対して、
この第1実施例では、2個ずつの素子活性領域11が互
い違いの行列状に半導体基板に設けられている。
【0020】第1層目のAl膜から成っておりコンタク
ト孔23を介して拡散層14にコンタクトしているビッ
ト線24aは、一つ置きのセンスアンプ25に接続され
ている。また、これらのビット線24aは、1列置きの
メモリセル21のアレイに沿って配置されている。但
し、ビット線24aが配置されていないメモリセル21
でも、第1層目のAl膜から成る取り出し配線31が、
コンタクト孔23を介して拡散層14にコンタクトして
いる。
【0021】ビット線24a及び取り出し配線31は層
間絶縁膜26に覆われており、取り出し配線31に達す
るコンタクト孔32が層間絶縁膜26に設けられてい
る。そして、第2層目のAl膜から成る取り出し配線3
3が、コンタクト孔32中のプラグ(図示せず)を介し
て取り出し配線31にコンタクトすると共に、取り出し
配線33と同様に第2層目のAl膜から成るワード線1
2の分路27が、層間絶縁膜26上で取り出し配線33
を回避しつつワード線12に沿って延在している。
【0022】分路27及び取り出し配線33は層間絶縁
膜28に覆われており、取り出し配線33に達するコン
タクト孔34が層間絶縁膜28に設けられている。そし
て、第3層目のAl膜から成っておりコンタクト孔34
中のプラグ(図示せず)を介して取り出し配線33にコ
ンタクトしているビット線24bが、ビット線24aの
接続されていない一つ置きのセンスアンプ25に接続さ
れている。また、これらのビット線24bも、ビット線
24aの配置されていない1列置きのメモリセル21の
アレイに沿って配置されている。
【0023】ビット線24bは層間絶縁膜35に覆われ
ており、この層間絶縁膜35上に第4層目以降のAl膜
から成る配線が設けられているが、これらの配線の図示
は省略してある。なお、ビット線24a、24bや分路
27等を形成しているAl膜は、Ti膜、TiN膜、T
iON膜等と共に多層構造になっている。
【0024】また、層間絶縁膜22、26、28、35
は、TEOSを原料とするプラズマCVD法やO3 −T
EOSを原料とする常圧CVD法で形成したSiO2
等から成っており、必要に応じて、エッチバックまたは
SOG膜を塗布した後のエッチバックによって、平滑化
されている。
【0025】図3、4が、第2実施例を示している。こ
の第2実施例でも、メモリセル21自体は図5〜7の一
従来例と実質的に同様の構成を有している点、2個ずつ
の素子活性領域11が互い違いの行列状に半導体基板に
設けられている点、及びビット線24aと取り出し配線
31とが第1層目のAl膜で形成されている点は、図
1、2に示した第1実施例と同様である。
【0026】しかし、この第2実施例では、ビット線2
4aに沿って取り出し配線31間に配線36が配置され
ており、この配線36も第1層目のAl膜で形成されて
いる。ビット線24a、取り出し配線31及び配線36
を覆っている層間絶縁膜26には、取り出し配線31及
び配線36に達するコンタクト孔32、37が設けられ
ている。
【0027】そして、第2層目のAl膜から成る取り出
し配線33が、コンタクト孔32中のプラグ(図示せ
ず)を介して取り出し配線31にコンタクトしている。
また、取り出し配線33と同様に第2層目のAl膜から
成る配線38が、層間絶縁膜26上で取り出し配線33
及びその近傍を除くメモリセル21のアレイの全面に広
がると共に、コンタクト孔37中のプラグ41を介して
配線36にコンタクトしている。
【0028】取り出し配線33及び配線38を覆ってい
る層間絶縁膜28には、取り出し配線33及び配線38
に達するコンタクト孔34、42が設けられている。そ
して、図1、2に示した第1実施例と同様に、第3層目
のAl膜から成っておりコンタクト孔34中のプラグ
(図示せず)を介して取り出し配線33にコンタクトし
ているビット線24bが、ビット線24aの接続されて
いない一つ置きのセンスアンプ25に接続されている。
【0029】また、ビット線24bに沿って配線43が
配置されており、この配線43も第3層目のAl膜から
成ると共にコンタクト孔42中のプラグ44を介して配
線38にコンタクトしている。なお、プラグ41、44
等は、ブランケットタングステンCVD法や選択タング
ステンCVD法で形成されたタングステンであってもよ
く、また半導体基板を500℃以上の温度に加熱した状
態で第2層及び第3層目のAl膜をスパッタリングして
このAl膜自体をコンタクト孔内に流し込んだAlであ
ってもよい。
【0030】
【発明の効果】請求項1の半導体記憶装置では、同一の
センスアンプに接続されている一対のビット線同士、及
び互いに隣接するセンスアンプに接続されているビット
線同士の何れの間隔も広いので、ビット線間の容量が小
さい。従って、容量結合によるビット線間の雑音が小さ
く、動作余裕が大きくて、信頼性が高い。
【0031】請求項2の半導体記憶装置では、異なる層
のビット線同士をシールドしているるので、ビット線間
の雑音が更に小さくて、信頼性が更に高い。しかも、ワ
ード線の信号遅延も防止しているので、動作も高速であ
る。
【0032】請求項3の半導体記憶装置では、異なる層
のビット線同士をシールドする効果が大きいので、ビッ
ト線間の雑音が更に小さくて、信頼性が更に高い。
【0033】請求項4の半導体記憶装置では、互いに異
なる層のビット線同士のみならず、同一層のビット線同
士もシールドしているので、ビット線間の雑音が更に小
さくて、信頼性が更に高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の発明の第1実施例の平面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う位置における拡大側
断面図である。
【図3】本願の発明の第2実施例の平面図である。
【図4】図3のIV−IV線に沿う位置における拡大側
断面図である。
【図5】本願の発明の一従来例の平面図である。
【図6】図5のVI−VI線に沿う位置における拡大側
断面図である。
【図7】本願の発明の第1及び第2実施例並びに一従来
例におけるメモリセルの拡大平面図である。
【符号の説明】
12 ワード線 21 メモリセル 24a ビット線 24b ビット線 25 センスアンプ 27 分路 36 配線 38 配線 43 配線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対のビット線が同一のセンスアンプに
    接続されている半導体記憶装置において、 互いに隣接する前記センスアンプに接続されている前記
    ビット線が互いに異なる層の配線によって形成されてお
    り、 前記一対のビット線が1列置きのメモリセルアレイに沿
    って配置されていることを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 互いに隣接する前記センスアンプに接続
    されている前記ビット線同士の中間層に配線が設けられ
    ており、 前記中間層の配線がワード線の分路になっていることを
    特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 互いに隣接する前記センスアンプに接続
    されている前記ビット線同士の中間層に配線が設けられ
    ており、 前記中間層の配線よりも上層側の前記ビット線とメモリ
    セルとのコンタクト部を除いて、この中間層の配線が広
    がっていることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶
    装置。
  4. 【請求項4】 前記中間層の配線よりも下層側の前記ビ
    ット線同士の間と上層側の前記ビット線同士の間とに、
    これらのビット線と同一層で前記中間層の配線に電気的
    に接続されている配線が設けられていることを特徴とす
    る請求項3記載の半導体記憶装置。
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