JPH10209300A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH10209300A
JPH10209300A JP9006053A JP605397A JPH10209300A JP H10209300 A JPH10209300 A JP H10209300A JP 9006053 A JP9006053 A JP 9006053A JP 605397 A JP605397 A JP 605397A JP H10209300 A JPH10209300 A JP H10209300A
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JP
Japan
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transistor
driver
driver transistor
gate electrode
driver transistors
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JP9006053A
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English (en)
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Tsutomu Ichikawa
勉 市川
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低電圧動作安定性とセル面積の低減を両立さ
せられる半導体記憶装置を提供する。 【解決手段】 ドライバトランジスタとその負荷素子と
からなり且つ互いに交差接続された第1および第2のイ
ンバータと、上記第1および第2のインバータを交差接
続した2箇所のノードとビット線対との間に接続され且
つ各ゲートがワード線に接続された第1および第2のア
クセストランジスタと、を有するSWL型のSRAMセ
ルであって、上記第1および第2のドライバトランジス
タが互いに反平行に配置され且つそれら各々においてア
クティブ領域19、21とゲート電極11、13とが斜
めに配置されて該第1および第2のドライバトランジス
タそれぞれのチャネル領域11a、13aの平面形状が
略平行四辺形又は略台形に形成されている。従って、低
電圧動作安定性とセル面積の低減を両立できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体記憶装置
に係わり、特に、低電圧動作安定性とセル面積の低減を
両立させられるSWL(Split WordLine)型のSRAMセ
ルに関する。
【0002】
【従来の技術】図3(a)は、従来のSWL型のSRA
Mセルのレイアウト・パタンを示す平面図であり、図3
(b)は、図3(a)に示すSRAMセルの等価回路図
である。
【0003】図3(a)に示すように、メモリセルの外
枠100に囲まれた領域には、負荷素子、電源線、GN
D配線、およびビット線以外のSWLセルの特徴を良く
示すアクティブ領域、ゲート電極層、および各種コンタ
クトについて図示している。
【0004】すなわち、ドライバトランジスタのゲート
電極101、103がメモリセルの中央に2本平行に位
置し、更にその外側にワードトランジスタ(アクセスト
ランジスタ)のゲートであるワード線(ゲート電極)1
05、107が2本、ドライバトランジスタのゲート1
01、103と平行に位置している(これにより、スプ
リットワード線の一種と見なせる)。アクティブ領域1
09、111は、1メモリセル構成する2個のインバー
タに対応した2個の分離した領域から成り、それぞれが
ワード線105、107とこれと隣り合わないドライバ
トランジスタのゲート101、103の1本ずつと交差
することにより、1個のインバータを成すワードトラン
ジスタとドライバトランジスタを構成する。
【0005】このワード線105、107とドライバト
ランジスタのゲート103、101とにより挟まれてい
るアクティブ領域111、109は記憶ノードの拡散層
113、115であり、ここで他方のドライバトランジ
スタのゲート101、103とコンタクト113a、1
15aを取る。ドライバトランジスタのソース、すなわ
ち記憶ノードのドライバトランジスタのゲート101、
103を挟んで反対側のノードはGNDノード117、
119であり上層に設ける配線層とコンタクト117
a、119aを取りGND電位のバイアスをする。ここ
では、ドライバトランジスタのゲート101、103と
ワード線105、107とで挟んで構成したセルフアラ
イン・コンタクトを用いている。また、GNDノード1
17、119のアクティブ領域はワード線105、10
7の下部にも延ばしており、マスクの合わせずれがあっ
てもGNDノードの拡散層117、119およびそこで
のコンタクト117a、119aの形成が確実にでき
る。
【0006】ワード線105、107の外側の拡散層は
ビット線ノードであり、上下に隣り合うセルと共有して
いる。よって、ここへのコンタクト(ビット線コンタク
ト、SAC)121、123はワード線に挟まれた拡散
層へのコンタクトであり、セルフアライン・コンタクト
が適用される。
【0007】上述のセルは、ドライバトランジスタ対お
よびアクセルトランジスタ対がそれぞれ反平行に配置さ
れ、対称なレイアウトをなしている。また、ドライバト
ランジスタとアクセストランジスタが互いに同じ向きに
配置されている。尚、反平行とは、第1のトランジスタ
のソース・ドレイン領域と第2のトランジスタのソース
・ドレイン領域が互いに平行に配置され、且つソース領
域とドレイン領域の位置が互いに逆向きに配置されてい
ることをいう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、MOSFE
Tの微細化あるいは高集積化に伴って、高信頼性および
消費電力低減の観点から、半導体装置の電源電圧は低電
圧化されて来ている。したがって、SRAMセルにおい
ても、より低電圧で動作することが要求されている。メ
モリセル面積の小さい高抵抗あるいはTFT(Thin Film
Transistor)負荷型セルにおいては、特に、対をなす各
トランジスタを対称に配置した、スプリットワード線型
メモリセル(SWLセル)などの対称レイアウトを有す
るメモリセルが、レイアウトパタン形状がより単純なも
のにできるために低電圧動作の安定性に優れている。こ
こで、SWLセルは1個のメモリセル内に2本のワード
線を有するためにセル面積がその分大きくなる傾向があ
り、これを抑制しようとする場合、低電圧動作安定性を
犠牲にしてドライバトランジスタのサイズWD(ドライバ
トランジスタのチャネル幅)/LD(ドライバトランジス
タのチャネル長)とアクセストランジスタのサイズWA
(アクセストランジスタのチャネル幅)/LA(アクセス
トランジスタのチャネル長)との比であるセル比を削減
することが行われて来た。
【0009】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、低電圧動作安定性とセ
ル面積の低減を両立させられる半導体記憶装置を提供す
ることにある。
【0010】
【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、上記課題を解決するため、ドライバトランジ
スタとその負荷素子とからなり且つ互いに交差接続され
た第1および第2のインバータと、上記第1および第2
のインバータを交差接続した2箇所のノードとビット線
対との間に接続され且つ各ゲートがワード線に接続され
た第1および第2のアクセストランジスタと、を有する
半導体記憶装置であって、上記第1および第2のドライ
バトランジスタが互いに反平行に配置され且つ該第1お
よび第2のドライバトランジスタそれぞれのチャネル領
域の平面形状が略平行四辺形又は略台形に形成されたこ
とを特徴とする。
【0011】この半導体記憶装置では、ドライバトラン
ジスタのチャネル領域を略平行四辺形又は略台形に形成
しているため、ドライバトランジスタのチャネル幅(W
D)を等価的に大きくすることができる。この結果、従来
の半導体記憶装置に対して、セル面積が同等であればセ
ル比を大きくすることができ、低電圧動作安定性に優れ
たものとできる。あるいはセル比が同等であれば、セル
面積が小さくなる。したがって、低電圧動作安定性とセ
ル面積の低減を両立させることができる。
【0012】また、上記第1、第2のドライバトランジ
スタおよび上記第1、第2のアクセストランジスタそれ
ぞれのアクティブ領域及びゲート電極の各頂点が各トラ
ンジスタのチャネル領域よりも最小加工寸法程度離して
レイアウトされていることが好ましい。これにより、半
導体記憶装置の製造過程におけるアクティブ層およびゲ
ート電極層のパタンの角の鈍りや両層間のマスクの合わ
せずれが生じた場合においても、各トランジスタのチャ
ネル形状は変動を生じ難く、マスクの合わせずれによる
特性への影響を少なくできる。
【0013】また、この発明に係る半導体記憶装置は、
メモリセルの中央に互いに平行に形成された第1および
第2のドライバトランジスタのゲート電極と、これらゲ
ート電極の外側に該ゲート電極と平行に形成された第1
および第2のアクセストランジスタのゲート電極と、を
有する半導体記憶装置であって、上記第1および第2の
ドライバトランジスタが互いに反平行に配置され且つ該
第1および第2のドライバトランジスタそれぞれのアク
ティブ領域が上記ゲート電極の垂直方向に対して斜めに
形成されていることを特徴とする。
【0014】この半導体記憶装置では、ドライバトラン
ジスタのアクティブ領域を斜めに形成しているため、ド
ライバトランジスタのチャネル領域を略平行四辺形又は
略台形に形成することができる。したがって、低電圧動
作安定性とセル面積の低減を両立させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。この発明の第1の実施の形態に
よるSWL型のSRAMセルは、ドライバトランジスタ
とその負荷素子とからなり且つ互いに交差接続された第
1および第2のインバータと、上記第1および第2のイ
ンバータを交差接続した2箇所のノードとビット線対と
の間に接続され且つ各ゲートがワード線に接続された第
1および第2のアクセストランジスタと、を有するもの
であって、上記第1および第2のドライバトランジスタ
が互いに反平行に配置され且つ該第1および第2のドラ
イバトランジスタそれぞれのチャネル領域の平面形状が
略平行四辺形又は略台形に形成されたことを特徴とする
ものである。
【0016】図1は、この発明の第1の実施の形態によ
るSWL型のSRAMセルのレイアウト・パタンを示す
平面図である。このSWL型のSRAMセルは、その本
来的に優れた低電圧動作安定性とセル面積の低減とを両
立させたものであり、1個のメモリセル内における2個
のドライバトランジスタが互いに反平行に配置され且つ
それら各々においてアクティブ領域とゲート電極とが斜
めに配置されて略平行四辺形もしくは略台形のチャネル
領域が形成されたものである。
【0017】図1に示すように、メモリセルの外枠10
に囲まれた領域には、負荷素子、GND配線、およびビ
ット線以外のSWLセルの特徴を良く示すアクティブ領
域、ゲート電極層、および各種コンタクトについて図示
している。
【0018】すなわち、第1、第2のドライバトランジ
スタのゲート電極11、13がメモリセルの中央に2本
平行に位置し、更にその外側に第1、第2のアクセスト
ランジスタのゲートである第1、第2のワード線(ゲー
ト電極)17、15が2本、ドライバトランジスタのゲ
ート11、13と平行に位置している。第1、第2のア
クティブ領域19、21は、1メモリセル構成する2個
のインバータに対応した2個の分離した領域から成り、
それぞれがワード線15、17とこれと隣り合わないド
ライバトランジスタのゲート13、11の1本ずつと交
差することにより、1個のインバータを成すワードトラ
ンジスタとドライバトランジスタを構成する。
【0019】第1のワード線17と第1のドライバトラ
ンジスタのゲート11とにより挟まれている第1のアク
ティブ領域19は第1の記憶ノードの拡散層25であ
り、第2のワード線15と第2のドライバトランジスタ
のゲート13とにより挟まれている第2のアクティブ領
域21は第2の記憶ノードの拡散層23である。第1の
記憶ノードの拡散層25は第2のドライバトランジスタ
のゲート13とコンタクト25aを取り、第2の記憶ノ
ードの拡散層23は第1のドライバトランジスタのゲー
ト11とコンタクト23aを取る。
【0020】ドライバトランジスタのソース、すなわち
記憶ノードのドライバトランジスタのゲート11、13
を挟んで反対側のノードはGNDノード27、29であ
り上層に設ける配線層とコンタクト27a、29aを取
りGND電位のバイアスをする。ここでは、ドライバト
ランジスタのゲート11、13とワード線15、17と
で挟んで構成したセルフアライン・コンタクトを用いて
いる。また、GNDノード27、29のアクティブ領域
はワード線15、17の下部にも延ばしており、マスク
の合わせずれがあってもGNDノードの拡散層27、2
9およびそこでのコンタクト27a、29aの形成が確
実にできる。
【0021】第1、第2のワード線15、17の外側の
拡散層はビット線ノードであり、上下に隣り合うセルと
共有している。よって、ここへのコンタクト(ビット線
コンタクト、SAC)31、33はワード線に挟まれた
拡散層へのコンタクトであり、セルフアライン・コンタ
クトが適用される。
【0022】上述のセルは、ドライバトランジスタ対お
よびアクセルトランジスタ対がそれぞれ反平行に配置さ
れ、対称なレイアウトをなしている。また、第1、第2
のアクティブ領域19、21それぞれのうちのドライバ
トランジスタを構成する部分は、図1に示すように、ド
ライバトランジスタのゲート電極11、13の垂直方向
に対して斜めにレイアウトされている。このようにアク
ティブ領域19、21を配置すると、ドライバトランジ
スタのチャネル領域11a、13aが略平行四辺形ある
いは略台形に形成される。このようにチャネル領域の形
状を平行四辺形とすると、このMOSFET(ドライバ
トランジスタ)は、ドライバトランジスタのようなWD
(ドライバトランジスタのチャネル幅)>LD(ドライバ
トランジスタのチャネル長)の場合には等価的にWD が
拡がったものとなる。つまり、従来のSRAMセルのよ
うにドライバトランジスタのチャネル領域が長方形であ
ると、このドライバトランジスタのチャネル幅(WD)は
アクティブ領域のドライバトランジスタの部分の幅と同
じになるのに対して、図1に示すSRAMセルのように
ドライバトランジスタのチャネル領域11a、13aが
略平行四辺形(あるいは略台形)であると、このドライ
バトランジスタのチャネル幅(WD)はアクティブ領域の
ドライバトランジスタの部分の幅より大きくなる。この
ため、チャネル領域の形状を平行四辺形とすると、等価
的にチャネル幅(WD)が拡がったものとなる。
【0023】上記第1の実施の形態によれば、アクティ
ブ領域19、21のうちのドライバトランジスタを構成
する部分を斜めにレイアウトしているため、ドライバト
ランジスタのチャネル領域11a、13aを略平行四辺
形(あるいは略台形)に形成することができる。このた
め、ドライバトランジスタのチャネル幅(WD)を等価的
に大きくすることができる。この結果、従来のSRAM
セルに対して、セル面積が同等であればセル比(ドライ
バトランジスタのサイズWD /LD とアクセストランジ
スタのサイズWA LA との比)が大きくなり低電圧動作
安定性に優れたものとなる。あるいはセル比が同等であ
れば、セル面積が小さくなる。したがって、低電圧動作
安定性とセル面積の低減を両立させることができる(セ
ル動作の対称性が生かせて、セル面積がシュリンクでき
る)。
【0024】図2は、この発明の第2の実施の形態によ
るSWL型のSRAMセルのレイアウト・パタンを示す
平面図であり、図1と同一部分には同一符号を付し、異
なる部分についてのみ説明する。
【0025】第1、第2のドライバトランジスタのゲー
ト電極11、13がメモリセルの中央に2本平行に位置
し、更にその外側に第1、第2のアクセストランジスタ
のゲートである第1、第2のワード線(ゲート電極)1
7、15が2本、ドライバトランジスタのゲート11、
13と垂直に位置している。つまり、図2に示すSRA
Mセルのドライバトランジスタの向きは図1に示すそれ
と角度が90°異なるものである。
【0026】また、ドライバトランジスタのチャネル領
域11a、13aは完全な平行四辺形とされている。
【0027】上記第2の実施の形態においても第1の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0028】尚、上記第1、第2の実施の形態において
は、アクティブ領域19、21およびゲート電極11、
13、15、17の各頂点が各トランジスタ(第1、第
2のドライバトランジスタおよび第1、第2のアクティ
ブトランジスタ)のチャネル領域よりも最小加工寸法程
度離してレイアウトされている。そのために、半導体記
憶装置の製造過程におけるアクティブ層およびゲート電
極層のパタンの角の鈍りや両層間のマスクの合わせずれ
が生じた場合においても、各トランジスタのチャネル形
状すなわち各トランジスタサイズは変動を生じ難く、マ
スクの合わせずれによる特性への影響の少ない優れた低
電圧安定性を実現できる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ドライバトランジスタのチャネル領域を略平行四辺形又
は略台形に形成している。したがって、低電圧動作安定
性とセル面積の低減を両立させられる半導体記憶装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態によるSWL型の
SRAMセルのレイアウト・パタンを示す平面図であ
る。
【図2】この発明の第2の実施の形態によるSWL型の
SRAMセルのレイアウト・パタンを示す平面図であ
る。
【図3】図3(a)は、従来のSWL型のSRAMセル
のレイアウト・パタンを示す平面図であり、図3(b)
は、図3(a)に示すSRAMセルの等価回路図であ
る。
【符号の説明】
10…メモリセルの外枠、11…第1のドライバトラン
ジスタのゲート電極、13…第2のドライバトランジス
タのゲート電極、11a、13a…ドライバトランジス
タのチャネル領域、15…第2のワード線(ゲート電
極)、17…第1のワード線(ゲート電極)、19…第
1のアクティブ領域、21…第2のアクティブ領域、2
3…第2の記憶ノードの拡散層、23a、25a…ゲー
トと拡散層のコンタクト、ノードとゲート電極間コンタ
クト(ベリッドコンタクト)、25…第1の記憶ノード
の拡散層、27、29…GNDノード、27a、29a
…GND線コンタクト(SAC)、31、33…ビット
線コンタクト(SAC)、LD …チャネル長、WD …チ
ャネル幅、101、103…ドライバトランジスタのゲ
ート電極、105、107…ワード線(ゲート電極)、
109、111…アクティブ領域、113、115…記
憶ノードの拡散層、113a、115a…ゲートと拡散
層のコンタクト(ベリッドコンタクト)、117、11
9…GNDノード、117a、119a…GNDコンタ
クト(SAC)、121、123…ビット線コンタクト
(SAC)。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドライバトランジスタとその負荷素子と
    からなり且つ互いに交差接続された第1および第2のイ
    ンバータと、上記第1および第2のインバータを交差接
    続した2箇所のノードとビット線対との間に接続され且
    つ各ゲートがワード線に接続された第1および第2のア
    クセストランジスタと、を有する半導体記憶装置であっ
    て、 上記第1および第2のドライバトランジスタが互いに反
    平行に配置され且つ該第1および第2のドライバトラン
    ジスタそれぞれのチャネル領域の平面形状が略平行四辺
    形又は略台形に形成されたことを特徴とする半導体記憶
    装置。
  2. 【請求項2】 上記第1、第2のドライバトランジスタ
    および上記第1、第2のアクセストランジスタそれぞれ
    のアクティブ領域及びゲート電極の各頂点が各トランジ
    スタのチャネル領域よりも最小加工寸法程度離してレイ
    アウトされ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】 メモリセルの中央に互いに平行に形成さ
    れた第1および第2のドライバトランジスタのゲート電
    極と、これらゲート電極の外側に該ゲート電極と平行に
    形成された第1および第2のアクセストランジスタのゲ
    ート電極と、を有する半導体記憶装置であって、 上記第1および第2のドライバトランジスタが互いに反
    平行に配置され且つ該第1および第2のドライバトラン
    ジスタそれぞれのアクティブ領域が上記ゲート電極の垂
    直方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする
    半導体記憶装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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