JPS6019597B2 - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JPS6019597B2
JPS6019597B2 JP54111766A JP11176679A JPS6019597B2 JP S6019597 B2 JPS6019597 B2 JP S6019597B2 JP 54111766 A JP54111766 A JP 54111766A JP 11176679 A JP11176679 A JP 11176679A JP S6019597 B2 JPS6019597 B2 JP S6019597B2
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memory
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JP54111766A
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清男 伊藤
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体メモ川こおけるメモリアレーの構成に関
するものである。
従来1ケのトランジスタで1ビットを構成するメモリ、
たとえばMOS(Metal−○幻de−Semie−
ondMtor)メモリでは第1図、第2図のような回
路が採用されていた。
すなわち第1図において、たとえばメモリセルMCoを
読み出る場合には、ワード線Woと、他のデータ線Do
に属するダミーワード線DW,に同時にパルスを印加
し、メモリセルMCoとDM,からの読み出し信号とし
て、2本のデータ線oo,Do に現われる微少な差敷
信号出力を、プリアンプPAoのセット信号Setをオ
ンにすることによってブリアンプPへの動作させて増幅
し、Do,Do のいずれか一方のデータ線に現われた
電圧を検出して情報“1”、“0”を弁別していた。こ
こで差動信号出力が発生する理由は以下の通りである。
ダミーセルDM.の容量Coに記憶されている電圧は、
メモリセルCoに記憶されている情報“1”,“0”に
対応した電圧のほぼ中間に設定されるから、ダミーセル
の読み出し‘こよりデータ線に現われる電圧はメモリセ
ルの“1”,“0”読み出し‘こよるデータ線電圧のほ
ぼ中間となる。従って、この中間値と“1”,“0”出
力との差が極性の異なる差動信号出力となる。
第2図は第1図に示す回路を複数個(例えばここでは6
4ケ)は1チップ内に実装しては1メモリを構成した場
合の幾何学的配置を考慮した回路の概略を示す図である
図中白丸印がメモリセル、黒丸印やダミーセルである。
たとえば、前記のようにしてデータ線Doに現われた信
号を外部に取に出すには、アドレス信号Aoによってト
ランジスタQoをオンにして、データ線Doの信号をメ
インアンプMAに入力して増幅し、データ出力oout
として、チップ外にとり出す。さてこのような構成での
欠点は次の点に要約される。すなわち■データ線Do,
Do に現われた差動の信号の片方のみをメインアンプ
MAで増幅することになるので高速性の点で劣る。■片
方の信号をとり出すためにDo,Do の電気的不平衡
が生じやすく誤動作の原因となる。
■電気的特性を平衡させるべきデータ線Do,D。が、
チップ内で幾何学的に近接していないために、Do,D
o に不平衡雑音が結合しやすく、プリァンプをオンに
した場合に誤動作の原因となる。これらの欠点により、
高速にして、高安定な山1メモリの設計には従来限界が
あった。本発明の目的は、対となるデータ線に与えられ
てしまう不平衡雑音のレベルを小さくできかつ高速動作
が可能な半導体メモリを提供することにある。本発明の
好適な実施例に従うと、データ線は、絶縁物を介して半
導体基体上に配置される。メモリ・セルにおけるトラン
ジスタのドレインを構成する半導体領域(能動領域)は
、コンタクト部を介してデータ線に電気的に接続される
。コンタクト部は、1つのワード線とそれに隣接するワ
ード線との間において、1つおきのデータ線に対して設
定される。互いに平行に配置された複数のデータ線のう
ち、隣接するデータ線が対とされる。以下実施例で詳細
に説明する。第3図は、その回路例を示すものである。
すなわち差動読み出し信号が現われるデータ線対Do,
Do を図中のように近接して平行に配置し、かつワー
ド線Wo〜W斑,DWo,DW,の各々1本とDo,D
o の交点の中で、一方の交点のみにメモリセルを接続
する。あるメモリセル(たとえばMC鷲)を読み出す場
合には、そのメモリセルと、そのセルが接続されていな
いデータ線Doに接続されているダミーセルDMoを同
時に読み出して、データ線Do,Do に現われた差動
電圧をプリアンプPへで増幅する。またプリァンプPA
oで増幅された差動信号は、デコーダの出力であるアド
レス信号Aoの印加によってオン状態にされるトランジ
スタQ,Qoを通り差動のアンプMAに入力され、再び
差動で増幅される。この実施例では、第2図の場合と異
なりDo,Doの電気的平衡度は何ら阻害されることは
ない。第4図は、Do,Do の電気的平衡度を保つた
ままでのメモリセル(8ビット)の接続法の概略図であ
る。図中a,b,cはDo,Doにそれぞれ1ケおき、
2ケおき、4ケおきにメモリセルを接続する方法である
。第5図a,第6図はシリコンゲートプロセスを用いて
第4図b,cを実現するレイアウト例である。第5図b
は第5図aのA,A′部の断面図である。
図中、ポリシリコンで形成された記憶容量形成電極cp
は、第1図のような、メモリセル内の記憶容量Coを形
成するためのものである。
400,410はシリコン基板600内に形成され、ト
ランジスタQを形成するためのドレインとソース(又は
ソースとドレィン)であり420は410に対応して、
Coを形成するためのドレィン(又はソース)である。
記憶容量形成電極Cpおよびワ−ド線W斑,W59,等
はポリシリコンで形成され、データ線D,等はアルミニ
ウムで形成されている。データ線○,等とワード線W5
9等は絶縁膜200により分離されている。100はデ
ータ線Do,Do等と拡散層400とのコンタクト部で
ある。
記憶容量Coの形成は、次のようになる。
すなわちNーチヤネルMOSでは、cpに高電圧を加え
ると、その直下に形成されるチャネルとcp間の容量が
Coとなる。第5図を用いて動作を簡単に説明すると、
ワード線たとえばW6oにパルス電圧を印加するとトラ
ンジスタQ(第1図MCo内のQに相当)はオンとなり
、Coの記憶電圧はデータ線Doの容量とCoで分圧さ
れた形でDoに電圧が現われることになる。一方、これ
と対になるデータ線Doには、トランジスタQが存在し
ないから、出力は現われない。D。に現われる出力は、
前述したようにダミーセル(図中省略)からの出力だけ
となる。なお第5図から明らかなようにDoと○,にお
けるコンタクト部の拡散層間の距離を中間にAI配線が
存在するために、大にできる。そのためDo,D,間の
パンチスルーが避けられる。第5図においては、例えば
ワード線W59とW6oとの間に設けられるコンタクト
部がデータ線ピッチの約2倍だけ離されるので、次の利
益を得ることができる。すなわち、例えばワード線Wの
が選択された場合、データ線Do,D,は、それぞれこ
のワード線W6oによって選択されたメモルセルの予め
の記憶内容に対応された電位にされる。このとき、シリ
コン基板600が無視し得ない抵抗を持つこと及びデー
タ線Do,D,に接続された拡散層とシリコン基板60
0との間に無視し得ない容量が形成されていることから
、選択されたメモルセルによってデータ線Do,D,の
レベルが変化されると、これらのデータ線Do,D,に
接続された拡散層400の周囲のシリコン基板部分に望
ましくない電位変動が与えられる。シリコン基板600
の部分的電位変動は、もしもその部分に隣接して拡散層
が配置されているとその拡散層に雑音とみなせるような
電位変動を引き起させる。しかしながら、第5図の場合
、ワード線W59とW6。との間において、1つおきの
データ線に接続される拡散層しか設けられていない。従
って、データ線Do,D,のレベルが変化されても、そ
れに隣接するデータ線Do にシリコン基板部分を介し
て与えられる電位変動は充分に小さい。データ線Doに
接続された拡散層からデータ線D,に接続された拡散層
400へのクロストークもしくはその逆の場合のクロス
トークは、これらの拡散層の相互がデータ線にピッチの
約2倍だけ離されているので、比較的小さくなる。第5
図a,bの場合、データ線Do,Do ,D,等は、絶
縁膜200を介して容量用電極CP、ワード線、及びシ
リコン基板600から絶縁されており、それ自体比較的
小さい浮遊容量しかもたない。
第3図の他の利点はプリアンプPAoのレイアウトが従
来の比べ容易となることである。すなわち従来の第1図
、第2図では、互いに一直線上にレイアウトされている
Do,Doの中間に、メモリセルよりもはるかに占有面
積大でしかも回路構成の複雑なPへをレイアウトしなけ
ればならず、データ線のピッチを考えるとこれはきわめ
て困難であった。しかし第8図では、データ線のピッチ
方向に対して、従来のほぼ2倍のレイアウト上の面積的
余裕がでてくるので、レイアウトがきわめて容易となる
。またプリアンプPAoの配置は第8図のようにMA側
でもよいし、あるいはDo,Do 上の他端(W63側
)でもよい。
W63側にPんを配置すると第3図のごとき、片端にの
みレイアウトの比較的困難な制御回路(PAo,Qoな
ど)が集中することはなくなる。場合によってはプリア
ンプをデータ線上のMA側とW63側とで交互に配置す
ることもできる。このように本発明によればレイアウト
の自由度を大幅に増すことができるまた第5図、第6図
では、ワード線がポリSiの側であるが、ワード線が山
の場合にも同様にレイアウト可能で、またAIゲートの
場合にも同様である。
また本例では1ケのトランジスタで1ビットを構成する
例であったが、データ対線から差動に信号を取り出すた
めに、ワード線との2交点の一方にのみメモリセルを接
続し、かつダミーセルを利用した第3図、第4図の考え
方を応用すれば、すべてのメモリBIに適用できること
は明らかである。
第3図において、CD,CDはデータの書込み、講出し
のための共通のデータ線である。以上から高速、高安定
動作のメモリBIが実現できることになる
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は1ケのトランジスタで1ビットを構成
する従来のメモリ構成、第3図はデータ対線の片側から
だけ読み出し信号が出力する本発明の実施例、第4図は
メモリセルの結線法。 第5図、第6図はSiゲートを例にしたレイアウトの実
施例である。Do,Do ,D,:データ線、Wo・・
・W62:ワード線、DWo,DW,:ダミーセルのワ
ード線、MCの MC,:メモリセル、DM。 ,DM,:ダミーセル、Co:記憶容量、Q:メモリセ
ル内トランジスタ、WD:ワードドライバ、Q〇,Q。
〜Q63:データ線選択用トランジスタ、Ao〜ん3:
アドレス信号、Pへ〜Pん3:プリァンプ、MA:メイ
ンアンプ、Set:セット信号、CP:Co形成用電極
。第1図第2図 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 互いに平行に配置された複数のデータ線と、互いに
    平行に配置されるとともに上記複数のデータ線と交差す
    るように配置された複数のワード線と、それぞれ半導体
    基体表面に形成されかつ対応するデータ線に接続される
    ドレイン又はソース領域を有しワード線によつて選択さ
    れる複数のメモリセルとを備え、上記ドレイン又はソー
    ス領域は1つのワード線とそれに隣接するワード線との
    間において1つおきのデータ線のみにそれぞれ接続され
    、上記ワード線は上記基体上に絶縁物を介して形成され
    、上記データ線は上記基体上で上記基体並びに上記ワー
    ド線から絶縁物を介してワード線より上に絶縁されて形
    成され、1対の隣接して平行に配置されたデータ線を比
    較してデータを読み出すようにしてなることを特徴とす
    る半導体メモリ。 2 上記データ線は金属配線からなることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の半導体メモリ。 3 上記ドレイン又はソース領域は、上記1つのワード
    線によつて選択されるメモリ・セルと上記1つのワード
    線に隣接する上記ワード線によつて選択されるメモリ・
    セルとで共用されてなることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の半導体メモリ。
JP54111766A 1979-09-03 1979-09-03 半導体メモリ Expired JPS6019597B2 (ja)

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JPS5530897A JPS5530897A (en) 1980-03-04
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN=1973 *
TRANSACTIONS OF IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS=1973 *

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JPS5530897A (en) 1980-03-04

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