JPS59220951A - マスタスライス型半導体記憶装置の接続方法 - Google Patents

マスタスライス型半導体記憶装置の接続方法

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JPS59220951A
JPS59220951A JP58096825A JP9682583A JPS59220951A JP S59220951 A JPS59220951 A JP S59220951A JP 58096825 A JP58096825 A JP 58096825A JP 9682583 A JP9682583 A JP 9682583A JP S59220951 A JPS59220951 A JP S59220951A
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JP58096825A
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Hiroaki Suzuki
宏明 鈴木
Masaharu Kawachi
正治 河内
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Toshiba Electronic Device Solutions Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はデータ記憶用のメモリセルが設けられ、この
メモリセルとの間でデータ転送を行なうデータ線の数を
任意に設定可能としたマスタスライス型半導体記憶装置
に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
マスタスライス型半導体装置とは1予め半導体基板内に
相互配線が施こされていない素子を形成しておき、この
後の配線形成工程で異なった種々の回路機能を持つよう
に構成されるものをいう。
ところで、このようなマスタスライス型半導体装置がメ
モリセルを含む記憶装置である場合に、各メモリセルを
1対のデータ線に接続して1つのメモリセルからこの1
対のデータ線にデータを読み出す場合と、各メモリセル
を複数対のデータ線に並列的に接続して1つのメモリセ
ルから複数対のデータ線にデータを読み出す場合の2通
りが考えられる。このような2通シのデータ読み出しに
対応するマスタスライス型半導体記憶装置としては次の
ようなものが考えられる。
第1図は1つのメモリセルから1対もしくは2対のデー
タ線にデータを読み出すことができるマスタスライス型
半導体記憶装置の1ビット分のメモリセルを示す回路図
である。なお、このメモリセルは説明の便宜上、一部配
線がすでに形成された状態で示されている。このメモリ
セルは、2個のインバータ1,2を逆並列接続して構成
されるデータ記憶用のフリップフロッグ旦と、このフリ
ップフロップ旦の一方のデータ記憶点4にそれぞれの一
端が接続されている選択用の2個のMOSトランジスタ
5.6と、上記7リツプフロツプ互の他方のデータ記憶
点7にそれぞれの一端が接続されている同じく選択用の
2個のMOSトランジスタ8.9と、上記2個のMOS
 )ランジスタ5,8のダート電極が共通に接続されて
いるワード線10および上記MO8)ランジスタロ、9
のダート電極が共通に接続されているもう1本のワード
線J1で構成されている。そしてこのようなメモリセル
は、製造工程の最終段階である配線形成工程を経て、7
リツノフロツプ!の相互接続および1対もしくは2対の
データ線との接続が打力われる。すなわち、2対のデー
タ線との接続を行なう場合には、第2図に示すように、
2対のデータ線DLl、D画、 DL2 r DL2を
設け、これらのデータ線DL1.D石、 DL2. D
L2に前記MO8)ランジスタ5,8,6.9の他端を
それぞれ接続する。
このとき、2本のワードfi!10.11には同一の駆
動信号もしくは異なる駆動信号が辱えられ、メモリセル
から2対のデータ線DL1.■e DLRr画それぞれ
にデータの読み出しが行なわれる◎一方、上記メモリセ
ルを1対のデータ線と接続する場合には、第3図に示す
ように、1対のデータ線DL 、 DLのみを設け、こ
の両データ線DL 、 Dbにたとえば前記MO8)ラ
ンジスタ5゜8の他端をそれぞれ接続する。このときに
は一方のワード線10のみに駆動信号が与えられ、他方
のワード線11は使用されない。なお、第2図、第3図
において、メモリセルはRAMセルであるので、メモリ
セルからのデータ読み出しのみではなくデータ書き込み
も行なうことができる。
ところで、第1図のような構成のメモリセルを用いて第
2図のように記憶装置を構成した場合に、2対のデータ
線に同時にデータ読み出しを行なうときの7リツプフロ
ツプ互に対する負荷容量は第3図の場合のおよそ2倍と
なる。したがって、2対のデータ線に同時にデータ読み
出しを行なうときに、各データ線を十分に駆動して高速
読み出しを可能にするにはフリップフロッグ旦を構成す
るインバータ1.2の寸法を大きく設計する必要がある
。ところが、上記インバータ1,20寸法を大きくする
場合に、第3図のように1対のデータ線を持つ記憶装置
を構成すると、第2図の場合よりも読み出し速度は上が
るが、セルサイズが大きくなって1チツプ内に収容でき
るメモリセルの数が減少してしまう。つまり、第2図と
第3図をくらべると、メモリセルのセルサイズは同じで
あり、第3図では無駄な面積が大きくなってしはい高集
積化が実現できなくなる。
〔発明の目的〕
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、その目的とするところは、メモリセルを1対もし
くは複数対のデータ線に結合する場合に、適度彦動作速
度を持ち、かつ無駄な面画が生じないで、もって高集積
化が実現できるマスタスライス型半導体記憶装置を提供
することにある。
〔発明の概要〕
この発明によれば、データ線対と等しい数の基本メモリ
セルのデータ記憶点を相互に接続して単位メモリを構成
することによって、データ線対の数にかかわらず常に過
剰ではない一定のデータ読み出し速度を持ち、1対のデ
ータ線を設ける場合には基本メモリセルをそのまま単位
メモリとして用いるので無駄な面積が生じないで高47
4積化が実現できるマスタスライス型半導体記憶装置が
提供されている。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する@第
4図はこの発明に係るマスクスライス型半導体記憶装置
の基本メモリセルの1ビット分を示す回路図である。々
お、この場合にも説明の便宜上、一部配線がすでに形成
された状態で示されている。この基本メモリセルは図示
するように、2個のインバータ21.22を逆並列接続
して構成されるデータ記憶用のフリツプフロツプL」と
、このフリップフロッグLユの一方のデータ記憶点24
に一端が接続されている選択用のMOS )ランジスタ
25と、上記フリツノフロップLノの他方のデータ記憶
点26に一端が接続されているもう1つの選択用のMO
S )ランジスタ27および上記両Mosトランジスタ
25.27のダート電極が共通に接続されているワード
線28で構成されている。そしてこのような基本メモリ
セルが素子領域に多数配列して構成されている。なお、
フリツノフロラfLlを構成する2つのインバータ21
゜22の寸法は、1対のデータ線を駆動するのに十分な
程度に設計される。
第5図は前記インバータ21.22がそれぞれ0MO8
構成の場合であり、かつフリツプフロツプLが相互接続
されていない状態での上記渠4図の基本メモリセルの素
子構造を示すパターン平面図である。第5図において、
31はN型半導体領域内に形成されたP−ウェル領域で
あシ、このP−ウェル領域31内には゛NチャネルMO
8トランジスタQN1〜QN8のソース、ドレイン領域
およびこれらを相互に接続する配線とし+ てのN型領域32等がたとえば拡散法で形成されている
。N型半導体領域内にはPチャネルMO8)ランジスタ
Qp1〜QP4のソース、ドレイン領域およびこれらを
相互に接続する配線とし十 てのP型領域33が同じく拡散法で形成されている。ま
たとれらの領域上には、フィールド絶縁膜もしくはダー
ト絶縁膜を介して積層されたダート電極、ワード線およ
びその他の配線としての多結晶シリコン層34が形成さ
れている。
第6図は第5図のようなパターンを持つ素子の等価回路
図である。この第6図から明らかなように、第5図では
前記第4図の基本メモリセルが2ビット分構成されてお
り、第4図と対応するインバータ、ワード線のうち一方
ビット側ではその符号の末尾に英文字のAを付し、他方
ビット側ではBを付している。
第6図の等価回路図で示される基本メモリセルを1対の
データ線と接続して記憶装置を構成する場合には、この
後の配線形成工程を経て第7図の等価回路図のように回
路結線がなされる。
すなわち、まず第1層目の金属配線によってNチャネル
MOS )ランジスタQN1〜QN4それぞれのソース
が低電位V88印加点に接続され、同じく第1層目の金
属配線によってPチャネルMOSトランジスタQp1の
ドレイン、NチャネルMOSトランソスタQN1のドレ
イン、PチャネルMOSトランジスタQP2およびNチ
ャネルMOS )ランソスタQN2の共通ダートiL極
が相互結線され、PチャネルMO8)ランジスタQP2
のドレイン、NチャネルMOS )ランジスタQN2の
ドレイン、PチャネルMO3)ランソスタQp1および
NチャネルMOSトランジスタQNIの共通ダート電極
が相互結線される。
さらに第1層目の金Jl、’4配線によってPチャネル
MO8)ランジスタQp3のドレイン、NチャネルMO
S )ランジスタQN5のドレイン、PチャネルMO8
トランジスタQP4およびNチャネルMOSトランジス
タQN4の共通グー) fJf極が相互結線され、Pチ
セネルMO8)ランソスタQP4のドレイン、Nチャネ
ルMOS )ランジスタQN4のドレイン、Pチャネル
MO8)ランジスタQpsおよびNチャネルMOS )
ランジスタQN3の共通ダート電極が相互結線される。
次に、第2層目の金属配線によって、前記一方の選択用
Ho5)ランジスタ25であるNチャネルMOS )ラ
ンソスタQN5 s QN7それぞれの解放端が接続さ
れるデータ線DLが、前記f1ハ方の選択用MO3トラ
ンジスタ27であるNチャネルMOS )ランジスタQ
N6vQN8それぞれの解放端が接続されるデータ線面
が配線される。
第8図は第7図のよう々回路結線がなされた素子のパタ
ーン平面図で必る。第8図中、35は第1磨目の金属配
線であり、36は第2層月の金属配線であり、さらに3
2は前記N1型領域32、P型領域33と第1層目の金
属配線35の間又はこの第1.第21グ目の金h’A配
線35゜36との間等を接続するコンタクトホールであ
る。
このように基本メモリセルを1対のデータ線DL 、頂
L゛と接続して記憶装置を構成する場合には、1つの5
基本メモリセルが単位メモリセルとなるために各基本メ
モリセルの面積に無駄が生じることがなく、すべての基
本メモリセルを各1ビツトのメモリセルとすることがで
きる。また、各基本メモリセル内のフリッゾフロッグロ
を構成する2つのインバータ21.22の寸法は1対の
データ線を駆動するのに十分な程度に設計されているの
で、1対のデータ線を駆動するのにみあった最適な速度
で各基本メモリセルからデータを読み出すことができる
次に、第6図の等価回路で示される基本メモリセルを2
対のデータ線に接続して記憶装置を構成する場合には、
この後の耐融形成工程を経て第9図のように回路結線が
なされる。すなわち、第1層目の金属配線によってまず
第7図の場合と同様の回路結線かがされるとともに、さ
らに一方のフリツプフロツプ23Aの前記一方のデータ
記憶点24であるPチャネルMO8)ランジスタQp1
およびNチャネルMOS )ランジスタQL1のドレイ
ン接続点が、他方の7リツゾフロツf23Bの前記一方
のデータ記憶点24であるPチャネルMO8)ランジス
タQp3およびNチャネルMOS )ランジスタQN5
のドレイン接続点と相互に接続される。またさらにフリ
ップフロラf23に、23Bの前記他方のデータ記憶点
26どうしが相互に接続される。次に、第2層目の金属
配線によって、一方の基本メモリセル内の前記選択用M
OSトランジスタ25.27であるNチャネルλl08
)ランジスタQN5.QN6それぞれの解放端が接続さ
れる一方の対のデータaJ DLI P DLlが、他
方の基本メモリセル内の前記選択用MO8l−ランジス
タ25.27であるNチャネルMOSトランジスタQN
7 v Qssそれぞれの解放端が接続される他方の対
のデータ線DL、、DL2がそれぞれ配線される。なお
、第10図に第9図のような回路結線がなされた素子の
ノ9ターン平面図を示す。またこの第10図中において
35は第1層目の金属配線を、36は第2層目の金属配
線を、37はコンタクトホールをそれぞれ示す。
このように2つの基本メモリセルを2対のデータ線DL
I * DLI F DL2 p DL2と接続して記
憶装置を構成する場合には、2つの基本メモリセルのデ
ータ記憶点どうしを相互接続して単位メモリセルを構成
している。この場合に2つの基本メモリセルが1つのメ
モリセルとして作用し、各フリップフロップ23A、、
2ユ」を構成するそれぞれ2つのインバータ21.22
の寸法はそれぞれ1対のデータ線を駆動するのに十分な
程度に設計されているので、この単位メモリセルから2
対のデー21%1DL1.函ゴ、 DL2 v D葺に
同時にデータ読み出しを行なう%j合の貌み出し速度は
、前記第7図の場合と同等の最適なものとすることがで
きる。
このようにこの実施例によれば、1対もしくは2対のデ
ータ線を設ける場合、1対のときには無駄な面積を生じ
ることなしに高集積化が実現でき、しかも1対および2
対のいずれの場合にもデータ読み出し速度ケ最適なもの
にすることができる。
第11図はこの発明の応用例の構成を示す回路図であり
、前記第9図のように2対のデータ線が設けられた記憶
装置ケ全体を示す。すなわち2つの基本メモリセル40
.50のデータ記憶点24と24および26と26を相
互に接続して構成される単位メモリセル60のうちの、
一方のワード線28は2つのX方向デコーダ71.72
の一方のX方向デコーダ71の1本の出力線73に接続
し、他方のワード線28は他方のX方向デコーダ72の
1本の出力線74に接続する。また1対のデータ線DL
1t DLlは選択用のMOS )ランソスタ81.8
2を介して1組の人出力線I10□F l101に接続
し、残りの1対のデータ線DL2.DL2は選択用のM
OSトランジスタ83.84を介してもう1組の入出力
線l102 # x、’b、に接続する。さらに上記M
O8)ランジスタ81.82のダート電極を2つのY方
向デコーダ91.92の、一方のY方向デコーダ91の
1本の出力線93に接続し、上記MO8)ランジスタ8
3.84のダート電極を他方のY方向デコーダ9201
本の出力線94に接続する。
このように構成された記憶装置では、そ、lLそれ2つ
のX方向デコーダ71.72およびY方向デコーダ91
.92金設けることによって、1ビツトのデータを2組
の入力出力線工ん!。
l10f + l102 * 四に同時に読み出すこと
ができる。1だ2対のデータ線DL1.DI青−yDL
2+M7から同時に侠埋t1データ書き込みを行なうこ
ともできるので、高速書き込みが実現できる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
れ1々の変形が可能である。たとえば上記実施例ではデ
ータ線を1対もしくは2対設ける場合について説明した
が、これは3対以上設けるようにしてもよい。そして3
対以上設ける場合には、前記第4図に示すような基本メ
モリセルをそのデータ線対に対応した数だけ設け、それ
ぞれのデータ記憶点を相互に接続することによって、常
に最適なデータ読み出し速度を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、メモリセルを1
対もしくは7.す数対のデータ線に結合する場合に、適
肛な動作速度金持ち、かつ無駄々面積が生じないでもっ
て高呆租化が実現でさるマスタスライス型半心体集積回
路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のマスタスブイス型半導体記憶装置の1ビ
ツト分のメモリセルの回路図、第2図および第3図はそ
れぞれ第1図のメモリセルをデータ線と接続する場合の
回路図、第4図はこの発明に係るマスタスライス型半導
体記憶装置os本メモリセルの1ビツト分を示す回路図
、第5図は第4図のセルのパターン平面図、第6図は第
5図の等価回路図、第7図は第6図の基本メモリセルを
用いて構成される記憶装置の回路図、第8図は第7図回
路のパターン平面図、第9図は第6図の基本メモリセル
を用いて構成される他の記憶装置の回路図、第10図は
第9図回路のパターン平面図、第11図はこの発明の応
用例の構成金示す回路図である。 21.22・・・インバータ、23・・・フリップフロ
ツノ、24.26・・・データ記憶点、25゜27・・
・選択用のMOS )ランノスタ、28・・・ワー1’
i、DL I  DL 、  DLI  p DLl 
 s DL2  w DLz” f−タ線、QN1〜Q
N8・・・NチャネルMO8)ランジスタ、QP1〜Q
p4・・・PチャネルMosトランジスタ。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第7図 第 8 図 J6      36 第9図    第1o図 第11図 四 91        ’:jl

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一部配線を残して構成される基本メモリセルおよびこの
    基本メモリセルとの間でデータ転送を行なう2本を対と
    する任意対のデータ線が設けられ、上記データ線対に応
    じた数の基本メモリセルのデータ記憶点を相互に接続し
    て単位メモリセルを構成するようにしたことを特徴とす
    るマスタスライス型半導体記憶装置。
JP58096825A 1983-05-31 1983-05-31 マスタスライス型半導体記憶装置の接続方法 Granted JPS59220951A (ja)

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