JPH11340440A - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JPH11340440A
JPH11340440A JP11081412A JP8141299A JPH11340440A JP H11340440 A JPH11340440 A JP H11340440A JP 11081412 A JP11081412 A JP 11081412A JP 8141299 A JP8141299 A JP 8141299A JP H11340440 A JPH11340440 A JP H11340440A
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JP
Japan
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arrays
sub
memory cell
cell array
line
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JP11081412A
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English (en)
Inventor
Junichi Okamura
淳一 岡村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/409Read-write [R-W] circuits 
    • G11C11/4097Bit-line organisation, e.g. bit-line layout, folded bit lines
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローカルデータ線と主データ線の間の接続を
行うスペースを設けたDRAM等の高度に集積された半
導体メモリ装置を提供する。 【解決手段】 ロウ及びカラムに配列されたメモリセル
を備えたメモリセルアレイと、対応するカラムのメモリ
セルに接続されたビット線BLと、ビット線BLにほぼ
直交して配列され、それぞれ対応するロウのメモリセル
に接続されているワード線WLとを備え、メモリセルア
レイはワード線方向にスペースを介して奇数個のサブア
レイ(セルアレイN,N−1)に分割され、サブアレイ
間のスペースにはビット線及びメモリセルは形成されな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に半導体メ
モリ装置に関し、特に、ダイナミック・ランダム・アク
セス・メモリ装置(DRAM)のレイアウト構成に関す
る。
【0002】
【従来の技術】高集積度半導体メモリ装置の需要によ
り、ビット線、ワード線及びセンスアンプ等は一層高密
度なパターンが必要とされている。図1(a)(b)
(c)はこれらパターンの進展を示している。図1
(a)は、先の世代のDRAMのアーキテクチャ(例え
ば、256Kビット乃至4Mビット等)を概略的に示し
ており、ビット線BLに接続されたメモリセル(図示さ
れていない)を含むメモリセルアレイ10を示してい
る。メモリセルアレイ10のビット線BLはセンスアン
プ14に接続され、センスアンプ14は、データを入出
力するための入出力(I/O)データ線に(例えばカラ
ムスイッチに与えられたカラム選択信号によって)選択
的に接続される。
【0003】図1(b)は、後の世代のDRAMアーキ
テクチャ(例えば16Mビット等)を概略的に示してお
り、複数のメモリセルアレイ20を示している。各メモ
リセルアレイ20は、ビット線BLに接続されたメモリ
セル(図示されていない)を含んでいる。メモリセルア
レイ20のビット線BLはセンスアンプに接続され、セ
ンスアンプはローカルデータ線(LDQ)に選択的に接
続される。図面を簡潔化するため、図1(b)にはセン
スアンプを示していない。センスアンプは、カラム選択
信号に応じてカラムスイッチにより選択的にLDQに接
続される。LDQはスイッチ22を介して主データ線
(MDQ)に選択的に接続される。
【0004】図1(c)は、さらに後の世代のDRAM
アーキテクチャ(例えば64Mビット以上)を概略的に
示したものであり、複数のメモリセルアレイ30を示し
ている。各メモリセルアレイ30は、ビット線に接続さ
れたメモリセルを含んでいる。図面を簡潔化するため、
図1(c)にメモリセル及びビット線を示していない。
図1(b)に示すDRAMアーキテクチャのように、メ
モリセルアレイのビット線は図示せぬセンスアンプに接
続され、このセンスアンプは選択的にLDQに接続さ
れ、LDQはスイッチ22を介して選択的にMDQに接
続される。図1(c)に示すMDQは、メモリセルアレ
イの周辺に配置されている図1(b)のMDQに対し
て、メモリセルアレイ30上を横切って配置されてい
る。図1(c)に示すアーキテクチャは高集積化された
DRAMに有効に適用できる。すなわち、メモリセルア
レイに重ねて形成された広いデータパスは、図1(b)
に示すメモリセルアレイの周辺に形成された広いデータ
パスより“場所”を必要としないためである。さらに、
図1(b)のアーキテクチャのようにメモリセルアレイ
の周辺に広いデータパスを形成した場合、配線容量及び
アクセス時間が増加するため、図1(c)に示すアーキ
テクチャは、図1(b)のアーキテクチャより利点を有
している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図2は図1(c)に示
すアーキテクチャの詳細なブロック図を示しており、ビ
ット線及びそのビット線と交差して配置されたワード線
を含むメモリセルアレイ30を示している。ビット線
は、“S/A”と示したセンスアンプに接続されてい
る。カラム選択信号は、センスアンプS/AをLDQ線
対(図2のLDQ、/LDQ(/は反転信号を示してい
る))に選択的に接続するためにスイッチ(図2に示さ
れていない)を制御する。LDQ線対は、スイッチMD
QSWを介してMDQ線対(図2のMDQ、/MDQ)
に接続されている。図2に示すアーキテクチャのような
アーキテクチャ(あるいは幾つかの別の類似したアーキ
テクチャ)を有するDRAMの物理的レイアウトは、L
DQ線対とMDQ線対との適切な接続のためになされる
べきであり、そうすることによりデータパスはメモリ装
置の入力/出力を効率的に行うように構成される。さら
に、物理的レイアウトにおいては、LDQ線対とMDQ
線対とを接続するMDQSWを配置するためのスペース
を設けなければならない。MDQSWのスペースを設け
たことにより、センスアンプを配置するために必要な面
積が増加しないことが望ましい。センスアンプは半導体
メモリ装置において繰り返し多数使用される構造である
ため、センスアンプを配置するための面積が僅かに増加
しても、結果的にメモリ装置のサイズが大幅に増加して
しまう。MDQSWを配置するためのスペースをもたら
すレイアウト設計の一例は、米国特許第5,636,158 号の
明細書に記載されており、その内容は参照によりそのま
ま本明細書に組み込まれる。この第5,636,158 号明細書
において、隣接したメモリセルアレイ相互間のビット線
部分は、図3に示すように屈曲され、それによって1対
のセンスアンプの間にスペースが設けられる。MDQS
Wや他のスペーサ装置をこのスペースに配置してもよ
い。しかし、図3に示すスイッチ領域を形成するために
ビット線を屈曲すると、隣接したセルアレイ相互間のス
ペース“S”を十分に縮小できず、結果的にスペース
“S”の範囲に制限が生じてしまう。さらに、ビット線
部分の傾斜や屈曲は、メモリ装置の製造の際に使用され
るリソグラフィあるいはエッチング処理が困難である。
例えば傾斜や屈曲された形状は、256MビットDRA
Mの製造プロセスで使用される現在の技術、すなわちオ
フ・アクシス照射(輪帯照明)技術を使用する直線的な
形状よりも処理が困難である。これは傾斜や屈曲を有す
る特徴構造の半導体装置を大量生産する能力に悪影響を
及ぼす。
【0006】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、ローカルデータ線と主データ線とを最
適に接続し、データを入出力するために効果的に構成さ
れたデータパスを設け、さらに、ローカルデータ線と主
データ線とを接続するためのスイッチを設置するための
スペースを設けるために、高集積化された半導体メモリ
装置用のレイアウトを提供することができ、さらに、大
量生産に適したプロセスを使用して製造することが可能
な半導体メモリ装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の特徴によ
れば、半導体メモリ装置は行及び列に配列されたメモリ
セルを有するメモリセルアレイを含んでいる。ビット線
は対応するカラム中のメモリセルに接続され、ワード線
はビット線にほぼ直交して配列され、各ワード線は対応
する行のメモリセルに接続されている。メモリセルアレ
イは奇数個のサブアレイに分割され、これらサブアレイ
はワード線方向に互いに離間されている。サブアレイ相
互間のスペースにはビット線もメモリセルも形成されて
いない。
【0008】本発明の第2の特徴によれば、半導体メモ
リ装置は行及び列に配列されたダイナミック・ランダム
・アクセス・メモリセルを構成しているメモリセルアレ
イを含んでいる。ビット線は対応するカラムのメモリセ
ルに接続され、ワード線はビット線とほぼ直交方向に延
在している。各ワード線は対応する行のメモリセルに接
続されている。メモリセルアレイは奇数個のサブアレイ
に分割され、これらサブアレイはワード線方向に互いに
離間され、さらにサブアレイ相互間のスペースにはビッ
ト線及びメモリセルが形成されていない。センスアンプ
はセンスアンプレイアウトで配列されて前記ビット線に
接続され、サブアレイ相互間のスペースに対応してセン
スアンプレイアウトで形成される。第1のスイッチング
トランジスタは、第1のデータ線との間でデータを入出
力するためのセンスアンプを選択するために設けられ、
第2のスイッチングトランジスタは、第1のデータ線を
第2のデータ線に選択的に接続するために設けられてい
る。第2のスイッチングトランジスタは、センスアンプ
のレイアウト中のスペースに配列されている。
【0009】本発明の半導体メモリ装置のサブアレイ間
のスペースの数及び位置は、ローカルデータ線を主デー
タ線に接続するために十分な数のスイッチ(例えば入出
力のビット幅が広いDRAM等のため)を形成できよう
に選択される。例えばメモリセルアレイを2n+1個の
サブアレイ(nは1以上)に分割することによって、ス
イッチが形成されるスペースが全部で2n個形成され
る。データの入出力に関して2n個の主データ線を設け
ることが望ましいため、本発明は2n個のステッチ領域
中に形成されたスイッチと2n個の主データ線とを最適
に対応させることができる。
【0010】また、本発明の半導体メモリ装置は、スイ
ッチやその他散在するデバイス用のスペースを設けるた
めに、ビット線が屈曲あるいは傾斜している半導体メモ
リ装置と比べてセンスアンプの幅を縮小できる。
【0011】さらに、本発明の半導体メモリ装置は、半
導体メモリ装置の製造プロセスにおいて有利な同種の反
復されるセンスアンプのデザインを提供できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0013】この実施例では、本発明を階層構造で構成
されたDRAMに適用した場合について説明する。特
に、本発明は256MビットのDRAMに係わる。この
DRAMは16個のユニット回路を含み、各ユニット回
路は16個のブロック回路を含み、各ブロック回路は1
6個のセグメントを含み、各セグメントは32個(+ス
ペア)のセグメントセルアレイ回路を含んでいる。各ユ
ニット回路は16Mビットのデータを記憶する。したが
って、16個のユニット回路は全体で256Mビットの
データを記憶する。DRAMのメモリセルは、Nesbit氏
等による文献“A0.6 μm2 256Mb Trench DRAM Cell Wi
th Self Aligned BuriEd Strap(BEST) ”(IEDM Digest
of Trench Papers, December 1993, pp.627-620) に記
載されるトレンチキャシパタDRAMセルにより構成し
てもよい。この文献の内容は参照によりそのまま本明細
書に組み込まれる。
【0014】図4は、256MビットのDRAMを構成
する16個のユニット回路のうちの1つを示すブロック
図である。図4に示すユニット回路は、16個の1Mビ
ットブロックと、1個の冗長ブロック(例えば128k
ビット)と、1個の主データバスセンスアンプ列MDQ
S/Aとを含んでいる。
【0015】図5は、1つの1Mビットブロックを示し
ている。この1Mビットブロックは16個のセグメント
を含んでいる。セグメントは図5において番号<0>乃
至<15>で示されている。各セグメントは、512本
のワード線と132本のビット線対で構成されたメモリ
セルアレイを含んでいる。132本のビット線対のう
ち、4本のビット線対はスペアのビット線対として設け
られている。図5に示すように、セグメントはダブルセ
グメント対で構成されている。
【0016】図6は、図5のダブルセグメント対を示す
ブロック図であり、第1のセグメント(図6の左側に記
載している)を詳細に記載している。図6の右側に示し
た第2のセグメントは、実質的に第1のセグメントの鏡
像である。第1のセグメントは、SCA0乃至SCA3
1で示す32個のセグメントセルアレイ回路を含んでい
る。第1のセグメントはさらにスペアセルアレイ回路を
含んでいる。各セルアレイ回路は512本のワード線と
4つのビット線対を含み、各セルアレイ回路は2048
ビットを記憶する構成とされている。したがって、32
個のセルアレイ回路の各セグメントは65,546ビッ
トを記憶し、スペアが2048ビット設けられている。
従って、各セグメント対は131,072ビットを記憶
し、4096のスペアビットを備えている。
【0017】各セグメントセルアレイ回路は4個のセン
スアンプ302を有し、各センスアンプはLDQと示し
たローカルデータバスに選択的に接続される。ローカル
データバスLDQは、ダブルセグメントにおける両方の
セグメントの各セグメントセルアレイ回路に配置されて
いる。しかし、いずれかのセグメントにおけるカラム選
択線(例えばCSL0乃至CSL31あるいはスペアカ
ラム選択線SCSL)によって選択されたセグメントセ
ルアレイ回路だけが、ローカルデータバスLDQとセン
スアンプとの間でデータの転送を行うことができる。
【0018】各ダブルセグメント対は、8本の主データ
線を有する主データバスを含んでいる。データ線は、相
補型の配線対を含んでいることが好ましい。図6に示さ
れた構成において、主データ線の4本は“通過”主デー
タ線として示され、図6に示されたダブルセグメント対
の任意のローカルデータ線LDQには接続されていな
い。別の4本の主データ線は、主データ線スイッチMD
QSWを通って4本のローカルデータ線LDQに選択的
に接続される。
【0019】本実施例において、ブロック中の16個の
セグメント(図5参照)の各セグメントは、1組の4本
の主データ線を含んでいる。4本の主データ線のセット
は、図4に示された16個のブロックの各ブロック中の
対応するセグメントを通って配置され、MDQ S/A
列中のセンスアンプに接続されている。データ線の構成
に関する詳細は米国特許第5,546,349 号明細書に記載さ
れており、その内容は参照により本明細書に組み込まれ
る。
【0020】図7は、隣接したセルアレイ間で共用され
る両サイドセンスアンプ列を有するセルアレイ回路の一
部分を示すブロック図である。図6のセンスアンプ30
2は、このような両サイドセンスアンプによって構成さ
れる。センスアンプ列716はセルアレイN及びセルア
レイN−1の両方に共有され、センスアンプ列714は
セルアレイN及びセルアレイN+1(図7には図示して
いない)の両方に共有され、センスアンプ列718はセ
ルアレイN−1及びセルアレイN−2(図7には図示し
ていない)の両方に共有されている。
【0021】図8は、両サイドに共用されたセンスアン
プ、及びローカルデータ線LDQを主データ線MDQに
接続する主データバススイッチMDQSWを概略的に示
す回路図である。図8に示すローカルデータ線LDQ
は、相補信号を伝送する単一の配線である。同様に、主
データ線MDQも相補信号を伝送を有する単一の配線で
ある。主データ線スイッチMDQSWは2つのスイッチ
からなり、これらスイッチによりローカルデータ線対L
DQを主データ線MDQ対に接続する。これらスイッチ
は好ましくはMOSタイプのトランジスタにより構成さ
れる。
【0022】センスアンプは、N型のセンスアンプと、
P型のセンスアンプとにより構成されている。N型のセ
ンスアンプは第1のS/Aドライバ701から供給され
る信号/SANにより制御され、P型のセンスアンプは
第2のS/Aドライバ702から供給される信号SAP
により制御される。N型及びP型のセンスアンプは共に
ラッチングセンスアンプ回路を形成する。センスアンプ
においてラッチされた信号は、カラム選択スイッチCO
LSWを介してローカルデータ線LDQに伝送される。
カラム選択スイッチCOLSWは、カラム選択信号CS
L(例えば、図5におけるCSL0乃至CSL31に対
応する信号)によって制御される。ラッチングセンスア
ンプは、2つのイコライザ/マルチプレクサ(EQ/M
UX)回路の1つを通ってビット線対に接続され、各イ
コライザ/マルチプレクサはN型のセンスアンプ及びP
型のセンスアンプにそれぞれ隣接して配置されている。
イコライザ/マルチプレクサのマルチプレクサ部分は1
対のスイッチングトランジスタを含んでいる。それらは
図9に示すように、2つの相補信号線(BL、/BL)
にそれぞれ直列接続されている。
【0023】図9において、第1のマルチプレクサは信
号MUXil(i=1)によって制御され、第2のマル
チプレクサは信号MUXir(i=1)によって制御さ
れる。図9において、ビット線イコライザ(BLEQ)
は、ビット線対BL、/BLの相互間に接続されてい
る。通常、このようなビット線イコライザは、ビット線
対の相互間に接続された単一のスイッチングトランジス
タ、あるいは一対のスイッチングトランジスタにより構
成される。
【0024】図8及び図9において、2つのイコライザ
/マルチプレクサ(EQ/MUX)にはそれぞれに1つ
のビット線対が接続されている。したがって、2つのイ
コライザ/マルチプレクサには2対のビット線が接続さ
れている。さらに、イコライザ/マルチプレクサに接続
されたビット線対に隣接して、これらイコライザ/マル
チプレクサに接続されていない2対のビット線が配置さ
れている。つまり、図8及び図9に示すセンスアンプ
は、図7に示すように、隣接したセルアレイにより共用
される両サイドセンスアンプ回路である。
【0025】さらに、図9は、ローカルデータバスLD
Qに接続された主バススイッチMDQSWを示してい
る。上述したように、センスアンプSAはN型及びP型
のセンスアンプ部分の両方を含み、ビット線イコライザ
BLEQはシャントトランジスタスイッチを含んでい
る。信号MUXil及びMUXirによって制御される
MOSトランジスタは、2つのセルアレイによりセンス
アンプを共用できるようにするマルチプレクサを形成す
る。信号を伝送する前に、ローカルデータ線LDQ、/
LDQを構成する2つの相補配線は、ビット線イコライ
ザBLEQとほぼ同じ構成で配置されたローカルデータ
線イコライザLDQEQとイコライズされる。主データ
線スイッチMDQSWは、ローカルデータ線対LDQ、
/LDQを主データ線対MDQに接続する。
【0026】従来、半導体メモリ装置は、比較的高い電
気比抵抗を有しているポリシリコン等の材料で形成され
たワード線を含んでいる。通常、DRAMの記憶容量が
増加するに従いワード線の長さが増加する。このワード
線の長さが増加することにより、ワード線の比抵抗及び
寄生キャパシタンスが増加し、ワード線の信号を高速に
送信することが困難となる。そこで、この問題を解決す
る方法の1つとして、第1及び第2のワード線部分を具
備するワード線が使用される。すなわち、図9に示すワ
ード線WLは、図10(b)に示すように、低い比抵抗
を有する材料(例えばアルミニウム等の金属)で形成さ
れた上方ワード線部分101をそれぞれ含み、この上方
ワード線部分101はセルトランジスタのゲートを形成
する下方ワード線部分102と並列に配置されている。
上方ワード線及び下方ワード線は、予め定められた間隔
で配置された導電性のステッチ103により接続され
る。
【0027】図10(a)に示すように、ワード線WL
は、ビット線BLとほぼ直行する方向で、ビット線と交
差するように配置される。上方ワード線部分101と下
方ワード線部分102が互いに接続されるシャント領域
(あるいはステッチ領域)は、ビット線及びメモリセル
が設けられていない領域である。メモリセルアレイ10
0中で、セル領域相互間にはスペース106が形成され
ている。256MビットのDRAMの場合、スペース1
06の幅は約2.64マイクロメートルであるが、これ
は一例であり、本発明はこれに限定されるものではな
い。ワード線方向に互いに離間された複数のサブアレイ
105は、図10(a)の概略的な上部平面図に示され
るようなスペース106によって離間されている。
【0028】図11に示す概略的な上部平面図におい
て、ビット線はメモリセルアレイ中のこれらオープンス
ペースに存在していないため、オープンスペース107
はセンスアンプ領域に設けられる。センスアンプ領域中
のこれらオープンスペース107はローカルデータ線を
主データ線に接続するためのスイッチを形成するために
使用される。
【0029】図12は、ローカルデータ線LDQと主デ
ータ線MDQを選択的に接続するためのオープンスペー
ス107に配置されたスイッチMDQSWの構成を示し
ている。このスイッチは、第1のセンスアンプ領域60
と第2のセンスアンプ領域62との間のオープンスペー
ス107に形成されている。図12のスイッチ装置は、
第1のスイッチングトランジスタ64及び第2のスイッ
チングトランジスタ66を含んでいる。スイッチ制御信
号が供給されるゲート68は、第1及び第2のスイッチ
ングトランジスタに共通である。ローカルデータ線LD
Qは第1のLDQ配線70と第2のLDQ配線72を含
んでいる。主データ線MDQ線は第1のMDQ配線74
と第2のMDQ配線76を含んでいる。第1のLDQ配
線70は第1のスイッチングトランジスタ64のソース
/ドレイン(S/D)領域に接続されている。第1のコ
ネクタ78は、第1のスイッチングトランジスタ64の
ドレイン/ソース(D/S)領域と、第1のMDQ配線
74とに接続されている。同様に、第2のLDQ配線7
2はスイッチングトランジスタ66のソース/ドレイン
領域に接続されている。第2のコネクタ80はスイッチ
ングトランジスタ66のドレイン/ソース領域と、第2
のMDQ配線76に接続されている。第1、第2のスイ
ッチングトランジスタ66及び68がスイッチ制御信号
によってオンとされたとき、第1のLDQ配線70はス
イッチングトランジスタ64を介して第1のMDQ配線
74に接続され、第1のコネクタ78及び第2のLDQ
配線72はスイッチングトランジスタ66及び第2のコ
ネクタ80を介して第2のMDQ配線76に接続され
る。
【0030】本発明において、メモリセルアレイ100
は奇数個のサブアレイ105に分割される。図13の上
部平面図に示すように、奇数個のサブアレイ(図13の
場合には9)を設けることによって、偶数個のステッチ
領域(図13の場合には8)がサブアレイ間に設けら
れ、それによって、偶数個の主データ線MDQがローカ
ルデータ線に接続される。半導体メモリ装置は2進法の
性質を有しているため、主データ線は偶数個であること
が望ましい。最適な構成において、メモリセルアレイは
n+1個(n≧1)のサブアレイに分割される。図1
3に示す構成の場合、n=3である。図5に示す1Mビ
ットのブロックの場合、ブロックは33個のサブセクシ
ョンあるいはサブアレイに分割される。この場合、n=
5である。メモリセルアレイを2n+1個のサブアレイ
に分割することにより、2n個のステッチ領域が設けら
れ、2n個の主データ線をローカルデータ線に接続する
ことができる。メモリ装置の出力は一般的に2n個で構
成されるため、この構成は特に便利である。
【0031】メモリ装置の2進法の性質のため、メモリ
セルアレイ中のメモリセルのカラムの数は偶数であり、
一般的に2のべき乗(すなわち、2n)と等しい。2n
のカラムを奇数個のサブアレイに分割するため、少なく
とも幾つかのサブアレイのサイズは異なっていなければ
ならない。
【0032】図14(a)乃至図14(c)は、図5に
示す1Mビットのブロックを32個のスペースに分割
し、それによってローカルデータ線を主データ線に接続
するスイッチ装置のためのスペースを設ける1つの方法
を示している。図14(c)の分解図に示すように、図
14(b)に概略的に示す基本回路は図6に示すセルア
レイ回路の1つに対応する。図14(b)に概略的に示
すように(ここにおいて1Mビットのブロックは<0>
乃至<527>の番号が付された528個のセルアレイ
回路を含んでいる)、スペースは、セグメント0のセル
アレイ回路<14>と<15>の間と、セグメント0の
セルアレイ回路<30>と<31>の間と、セグメント
1のセルアレイ回路<45>と<46>の間と、セグメ
ント1のセルアレイ回路<61>と<62>の間と、セ
グメント2のセルアレイ回路<76>と<77>の間
と、セグメント2のセルアレイ回路<92>乃至<93
>の間と、セグメント3のセルアレイ回路<107>と
<108>の間と、セグメント3のセルアレイ回路<1
23>と<124>の間に設けられる。1Mビットのブ
ロック中の残りのセグメントのグループに対しても同じ
パターン(すなわち、N=15、N=16、N=15、
N=16、N=15、N=16、N=15、N=16、
N=16)が繰り返される。
【0033】上述のように、本発明の半導体メモリ装置
のスペースの数及び位置は、(例えば入出力のデータ幅
が広いDRAMに対して)ローカルデータ線を主データ
線に接続するに十分な数のスイッチが形成されるように
選択される。例えばメモリセルアレイを2n+1個(n
は1以上)のサブアレイに分割すると、全部で2n個の
スペースがサブアレイ間に設けられる。データの入出力
に関して2n本の主データ線を設けることが望ましいた
め、本発明は2n個のステッチ領域及び2n本の主データ
線において形成されたスイッチ間で都合のよい対応を図
ることができる。
【0034】もちろん、2n+1個のサブアレイを設け
るため、メモリセルアレイを分割する別の方法を使用し
てもよく、本発明はこの点において限定されない。例え
ば、図15は、5個(すなわち22+1)のサブアレイ
を設けるために、64個のセルアレイ回路を分割する方
法を示している。この場合において、第1のサブアレイ
(A)は13個のセルアレイ回路を含み、第2のサブア
レイ(B)は12個のセルアレイ回路を含み、第3のサ
ブアレイ(C)は14個のセルアレイ回路を含み、第4
のサブアレイ(B)は12個のセルアレイ回路を含み、
第5のサブアレイ(A)は13個のセルアレイ回路を含
んでいる。このパターンは必要に応じて繰り返してもよ
い。
【0035】各ワード線の上部及び下部ワード線部分が
サブアレイ相互間の各スペースで一緒にステッチされる
必要はない。例えばワード線の上部及び下部ワード線部
分は、2つのステッチ領域毎、あるいは3つのステッチ
領域毎に一緒にステッチしてもよい。
【0036】さらに、図16(a)及び図16(b)に
示すように、隣接したワード線のステッチ領域は、互い
に関連してオフセットしてもよい。
【0037】本発明は、メモリセルアレイが奇数個のア
レイに分割され、上部及び下部ワード線部分を一緒にス
テッチするステッチ領域がサブアレイ相互間のスペース
に形成されるメモリ装置に限定されない。例えばワード
線の遅延を最小とする別の技術はローカルデコード/再
駆動方式を使用する。この場合、サブアレイ相互間のス
ペースは、ローカルデコード及び再駆動回路を形成する
ために使用できる。また、サブアレイ相互間のスペース
にビット線が存在しないため、対応するオープンスペー
スがセンスアンプ領域中に形成され、センスアンプにお
けるこれらオープンスペースは、ローカルデータ線を主
データ線に接続するスイッチを形成するために使用でき
る。
【0038】上述のように、メモリセルアレイは奇数個
のサブアレイに分割される。上述のように、サブアレイ
相互間のスペースは第1及び第2のワード線部分を一緒
にステッチするために使用してもよいが、それに限定さ
れない。サブアレイ相互間のスペースにはビット線及び
メモリセルが形成されないため、対応するスペースはセ
ンスアンプのレイアウト中に形成される。これらスペー
スは、ローカルデータ線と主データ線を接続するスイッ
チを形成するために使用してもよい。この技術により、
高集積化された半導体メモリ装置を形成できる。例えば
センスアンプのレイアウトの幅は、上記米国特許第5,63
6,158 号明細書に記載されたセンスアンプのレイアウト
に比べて7%減少できる。さらに、本発明のレイアウト
は、上記第5,636,158 号明細書のレイアウトのように非
線形のビット線部分を含んでいない。このため、本発明
のレイアウトは大量生産に適している。
【0039】その他、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、発明の要旨を変えない範囲において種々
変形実施可能なことは勿論である。
【0040】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
ローカルデータ線と主データ線とを最適に接続し、デー
タを入出力するために効果的に構成されたデータパスを
設け、さらに、ローカルデータ線と主データ線とを接続
するためのスイッチを設置するためのスペースを設ける
ために、高集積化された半導体メモリ装置用のレイアウ
トを提供することができ、さらに、大量生産に適したプ
ロセスを使用して製造することが可能な半導体メモリ装
置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)(b)(c)は種々の世代のDRA
Mの構造を概略的に示す平面図。
【図2】図1(c)に示すDRAMを詳細に示すブロッ
ク図。
【図3】従来技術によるローカルデータ線と主データ線
とを接続するスイッチを配置するためのスペースを示す
平面図。
【図4】256MビットDRAMを構成する16個のユ
ニット回路のうちの1つを示すブロック図。
【図5】図4に示すユニット回路の1Mビットブロック
の1つを構成する16個のセグメントを示すブロック
図。
【図6】図5に示すダブルセグメント対を示すブロック
図。
【図7】隣接したセルアレイ相互間で両サイドセンスア
ンプ列が共用されているセグメントセルアレイ回路を示
すブロック図。
【図8】共用された両サイドセンスアンプを示す回路
図。
【図9】図8に示された素子の詳細を示す回路図。
【図10】図10(a)は第1のワード線部分が第2の
ワード線部分に接続されるステッチ領域を示す上部平面
図、図10(b)は図10(a)の10B−10B線に
沿った断面図。
【図11】センスアンプ領域におけるオープンスペース
を概略的に示す平面図。
【図12】ローカルデータ線LDQと主データ線MDQ
を選択的に接続するMDQSWを概略的に示す平面図。
【図13】偶数個のステッチ領域を設けるためメモリセ
ルアレイを奇数個のサブアレイに分割する場合を示す平
面図。
【図14】図14(a)(b)(c)スイッチ装置のた
めの32個のスペースを設けるために図5の1Mビット
ブロックを分割する1つの方法を示す概略図。
【図15】スイッチ装置のための4個のスペースを設け
るために64個のセルアレイ回路を分割する1つの方法
を示す概略図。
【図16】図16(a)は隣接したワード線のためのオ
フセットステッチ領域を示す平面図、図16(b)は図
16(a)の16B−16B線に沿った断面図。
【符号の説明】
60、62…第1、第2のセンスアンプ領域、 105…サブアレイ、 106…スペース、 107…オープンスペース、 714、716、718…センスアンプ。 WL…ワード線、 BL…ビット線、 LDQ…ローカルデータ線、 MDQ…主データ線、 MDQSW…スイッチ。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロウ及びカラムに配列されたメモリセル
    を有するメモリセルアレイと、 それぞれが対応するカラムのメモリセルに接続されたビ
    ット線と、 前記ビット線にほぼ直交して配列され、それぞれが対応
    する行のメモリセルに接続されたワード線と、 前記メモリセルアレイはワード線方向に互いに離間され
    た奇数個のサブアレイに分割され、各サブアレイ間のス
    ペースにはビット線及びメモリセルは形成されておら
    ず、前記サブアレイの少なくとも幾つかは異なる数のセ
    ルアレイ回路を有することを特徴とする半導体メモリ装
    置。
  2. 【請求項2】 ロウ及びカラムに配列されたメモリセル
    を有するメモリセルアレイと、 それぞれが対応するカラムにおけるメモリセルに接続さ
    れたビット線と、 ビット線とほぼ直交する方向に配置され、それぞれが対
    応するロウのメモリセルに接続されたワード線と、 前記メモリセルアレイに、前記ビット線及び前記メモリ
    セルが形成されていないスペースを介してワード線方向
    に分割して形成された奇数個のサブアレイと、 サブアレイと対応して配置され、前記ビット線に接続さ
    れたセンスアンプと、前記サブアレイ相互間のスペース
    と対応して前記センスアンプの相互間に形成されたスペ
    ースと、 第1のデータ線と、 前記第1のデータ線によりデータを入出力するため、前
    記センスアンプを選択する第1のスイッチングトランジ
    スタと、 第2のデータ線と、 前記第1のデータ線を前記第2のデータ線に選択的に接
    続する第2のスイッチングトランジスタとを具備し、 前記第2のスイッチングトランジスタは前記センスアン
    プの相互間に形成されたスペースに配置されることを特
    徴とする半導体メモリ装置。
  3. 【請求項3】 ロウ及びカラムに配列されたメモリセル
    を有するメモリセルアレイと、 それぞれが対応するカラムのメモリセルに接続されたビ
    ット線と、 前記ビット線に接続されたセンスアンプと、 前記センスアンプに接続された第1のデータ線と、 第2のデータ線と、 前記第1のデータ線を前記第2のデータ線に選択的に接
    続するスイッチと、 それぞれが対応するロウにおけるメモリセルに接続さ
    れ、前記ビット線にほぼ直交するように配列されるとと
    もに、ステッチにより接続された第1のワード線部分と
    第2のワード線部分とを含むワード線とを具備し、 前記メモリセルアレイは奇数個のサブアレイに分割さ
    れ、各サブアレイはワード線方向に互いに離間され、 前記ステッチは前記サブアレイ相互間のスペース内に配
    置され、 前記スイッチは前記サブアレイ相互間のスペースに対応
    する前記センスアンプ相互間のスペースに形成されるこ
    とを特徴とする半導体メモリ装置。
  4. 【請求項4】 ロウ及びカラムに配列されたメモリセル
    を有するメモリセルアレイと、 それぞれが対応するカラムにおけるメモリセルに接続さ
    れた第1及び第2のビット線を含むビット線対と、 前記ビット線に接続され、それぞれが前記ビット線対の
    対応する1つにおいてデータを検知するセンスアンプ
    と、 第1のデータ線と、 前記第1のデータ線によりデータを入出力するように前
    記センスアンプを選択する第1のスイッチングトランジ
    スタと、 第2のデータ線と、 前記第1のデータ線を前記第2のデータ線に選択的に接
    続する第2のスイッチングトランジスタと、 それぞれが対応するロウにおけるメモリセルに接続さ
    れ、前記ビット線にほぼ直交するように配列されるとと
    もに、ステッチにより接続された第1のワード線部分と
    第2のワード線部分とを含むワード線とを具備し、 前記メモリセルアレイは奇数個のサブアレイに分割さ
    れ、各サブアレイはワード線方向に互いに離間され、 前記ステッチは前記サブアレイ相互間のスペース内に配
    置され、 前記第2のスイッチングトランジスタは前記サブアレイ
    相互間のスペースに対応する前記センスアンプ相互間の
    スペースに形成されることを特徴とする半導体メモリ装
    置。
  5. 【請求項5】 前記メモリセルアレイは2n+1個(n
    は1以上の整数)のサブアレイに分割され、各サブアレ
    イ相互間に2n個のスペースが設けられていることを特
    徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体メモ
    リ装置。
  6. 【請求項6】 少なくとも幾つかのサブアレイは異なる
    数のメモリセルを含むことを特徴とする請求項2乃至4
    のいずれかに記載の半導体メモリ装置。
  7. 【請求項7】 前記第1のワード線部分は金属であり、
    第2のワード線部分はポリシリコンで構成されることを
    特徴とする請求項3又は4記載の半導体メモリ装置。
  8. 【請求項8】 前記センスアンプは隣接するセルアレイ
    で共有される両サイドセンスアンプであることを特徴と
    する請求項2乃至4のいずれかに記載の半導体メモリ装
    置。
  9. 【請求項9】 前記メモリセルアレイは2n+1個(n
    ≧1)のサブアレイに分割され、隣接した前記サブアレ
    イの相互間に2n個のステッチ領域が形成されることを
    特徴とする請求項3又は4記載の半導体メモリ装置。
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