JPS6345852A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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Publication number
JPS6345852A
JPS6345852A JP61188763A JP18876386A JPS6345852A JP S6345852 A JPS6345852 A JP S6345852A JP 61188763 A JP61188763 A JP 61188763A JP 18876386 A JP18876386 A JP 18876386A JP S6345852 A JPS6345852 A JP S6345852A
Authority
JP
Japan
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transistor
region
contact hole
integrated circuit
semiconductor integrated
Prior art date
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Pending
Application number
JP61188763A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Taguchi
眞男 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6345852A publication Critical patent/JPS6345852A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices 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
    • H01L27/04Devices 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
    • H01L27/08Devices 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 only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085Devices 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 only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088Devices 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 only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate

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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】 〔概 要〕 本発明にかかる半導体集積回路は、複数の列上に繰り返
し配置されたトランジスタの能動チャネルの配列領域外
に、該トランジスタのソースおよびドレイン領域に対す
るコンタクト部分が形成されるように構成されており、
これによって、該半導体集積回路をメモリ用のセンスア
ンプなどに適用した場合、ワード線方向に対しての同一
のレイアウトピッチに対し、トランジスタのゲート長を
長くとることができ、ゲート長の過度の短縮によるトラ
ンジスタ性能の劣化(しきい値のばらつきなどを含む)
を防止することができる。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体集積回路に関し、特にダイナミックRA
M用のセンスアンプとして用いるのに適した半導体集積
回路のレイアウトパターンの改良に関する。
〔従来の技術〕
第3図(a)は、従来技術におけるこの種の半導体集積
回路のレイアウトパターンの1例を示すもので、上記セ
ンスアンプ2ビツト分のレイアウトパターンが示される
。A、B、Cはそれぞれ活性領域(斜線つき実線で示す
)を示しており(したがってそれ以外の領域はフィール
ド領域を示す)、該活性領域にはそれぞれソースを共通
にする2個のトランジスタが形成されている。すなわち
活性領域Aにはソースを共通にする(共通ソース配線S
に接続した)トランジスタQ1およびG3が形成されて
おり、また活性領域BおよびCには、図面中ではそれぞ
れトランジスタQ2およびQ4Lか示されていないが、
実際は、該活性領域Aと同様に各活性領域には互に隣接
する2個のトランジスタが形成される。またBLI、B
LI、BL2゜およびBL2はそれぞれビット線を示し
ており、またワード線は該半導体集積回路上において該
ビット線と直角方向(すなわち共通ソース配線Sの方向
)に形成される。
上述したように第3図に示されるレイアウトパターンは
上記センスアンプ2ビツト分のレイアウトパターンであ
って各1対のトランジスタQ1とG2およびトランジス
タQ3と04とでそれぞれ1ビツト分のセンスアンプが
構成される。なお該トランジスタQ1乃至Q4と該ビッ
ト線および該共通ソース配線Sとの接続関係は第4図に
示されるとおりであり、後述する第1図および上記第3
図と共通する部分には対応する符号が付されている。
ここで活性領域Aに注目すると、G1およびG3はそれ
ぞれトランジスタQ1およびG3の実効ゲートSJi域
、11はトランジスタQ1のドレイン領域に設けられた
コンタクトホールであってアルミ配線によってビット線
BLIに設けられたコンタクトホール12に接続される
。同様に31はトランジスタQ3のドレイン領域に設け
られたコンタクトホールであってアルミ配線によってビ
ットvATflTに設けられたコンタクトホール32に
接続される。また5は該トランジスタQ1およびG3の
共通ソース領域を共通ソース配線Sに接続するためのコ
ンタクトホールである。
同様にして活性領域B内において、G2はトランジスタ
Q2の実効ゲート領域、21はトランジスタQ2のドレ
イン領域に設けられたコンタクトホールであってアルミ
配線によってビット線BLIに設けられたコンタクトホ
ール22に接続される。また6は該トランジスタQ2の
ソース領域を共通ソース配線に接続するためのコンタク
トホールである。
一方、活性領域C内において、G4はトランジスタQ4
の実効ゲート領域、41はトランジスタQ4のドレイン
領域に設けられたコンタクトホールであってアルミ配線
によってビット線BL2に設けられたコンタクトホール
42に接続される。
また7は該トランジスタQ4のソース領域を共通ソース
配線に接続するためのコンタクトホールである。なお上
記センスアンプは折り返しビット線構造のためのもので
あるが、容易にオープンビット線用に変形することがで
きる。
ところで上記第3図に示されるセンスアンプのレイアウ
トピッチ(ワード線方向でみたピッチ)は、該第3図か
ら明らかなように2本のビット線(つまりセンスアンプ
1ビツト分)に対してdcs + 2 dec+ d 
e+ Lc+ + Ll、!  −−−−−−+−(1
1で表されるピッチ寸法Pを要する。ここでacGは隣
接するゲート間の離間距離であり、d、cは該ゲートと
コンタクトホール間の離間距離(第3図(bl参照)、
dcは該コンタクトホールの寸法(第3図(bl参照)
、LG、は配線部のゲート長、L、a□はトランジスタ
の実効ゲート長である。そしてセンスアンプの寸法を最
も小型にするために該dGGrdGc、  ct、およ
びL□については許容最小寸法にし、Laxはトランジ
スタの耐圧やしきい値のばらつき等を考えて最適な値に
定められる。1例を挙げれば、1メガビツトのダイナミ
ックRAMにおいて、dcc=1μm、  Ll、I=
 111m 、  dcc=o、6/’m +  dc
 −I Its i  P =5.2μmに設定すると
、該センスアンプ1ビツト分の寸法は上記(11式から
L6□は5.2−(3+2X0.6)=1.Ocrmと
なる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで近年メモリが高集積化しメモリセルの寸法が小
型化されるとこれに伴ってセンスアンプのピッチも小さ
くする必要がある。そしてパターンの加工最小寸法はプ
ロセス技術の進歩によって年々微細になりX線露光等を
用いれば0.3μmの最小寸法でパターンを形成するこ
とも可能になりつつある。このためセンスアンプも形状
的には現在のままの形で小型化することは可能であるが
、このとき上記MoSトランジスタのゲート長LGzも
同時に短くなる。ところがトランジスタの性能は半導体
中の不純物濃度が不変ならばpn接合の拡散電位が物理
的に不変なため、たとえ電源電圧をこれに比例して下げ
てもゲートを微細化すると必ずその影響でトランジスタ
として機能しなくなってしまう下限値が存在する。つま
りプロセス技術の進歩による微細化にトランジスタ性能
が追いつけな(なるときが必ずくるということである。
このような事態に対処するためトランジスタのゲート長
はできる限り性能上許容される十分に長いものにするよ
うなレイアウトパターンの工夫が必要である。
このようにトランジスタのゲート長を定められたレイア
ウトピンチ内でできるだけ大きくするためにはコンタク
トホールの径を出来る限り小さくしたり位置合せマージ
ンを小さくして精度の良いマスク合せを行う等の方法が
あるが技術的に限界がある。
また一般に該半導体集積回路が適用されるセンスアンプ
に要求される条件はその感度が高いことであるが、この
ためにはトランジスタのしきい値のばらつきを小さくす
ること、更には伝達コンダクタンスgmのばらつきを小
さくすることである。
更にレイアウトパターンとしては、差動センス回路の負
荷容量及び負荷抵抗のばらつきをなくし、また差動対の
配線パターンの対称性を良くして出来る限りフリップフ
ロップ回路の片効きをなくすことである。
このようなトランジスタのしきい値のばらつき、gIl
lのばらつきを少くするためには、出来る限りチャネル
長の長いトランジスタを用いることが必要となる。これ
は上記ばらつきが主としてゲート長のばらつきに起因す
ることが多く、かつ短チャネルになるほどゲート長のば
らつきがしきい値およびgmの変化となって現れやすい
ためである。
本発明はこれらの問題点を解決するためになされたもの
で、同一のレイアウトピッチPに対し、上記従来技術に
示される半導体集積回路に比し、トランジスタのゲート
長しGtを十分に長(とることができるようにしたもの
である。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、本発明においては、複数
の列上に繰り返し配置されたトランジスタの能動チャネ
ルの配列領域(第1図において例えば符号aによって縦
方向の上限および下限が規定された領域)外に、該トラ
ンジスタのソースおよびドレイン領域に対するコンタク
ト部分が形成されるようにした半導体集積回路が提供さ
れる。
〔作 用〕
上記構成によれば、該コンタクト形成部分の専有する寸
法が、該半導体集積回路のレイアウトピッチPに与える
影響をなくし、同一のレイアウトピッチPに対し、該ト
ランジスタのゲート長り、azを十分に長くとることが
できる。
〔実施例〕
第1図は本発明の1実施例としての半導体集積回路の構
成を示すもので、該第1図中、上記第3図に示されるも
のと対応する部分には同一の符号が付されている。
ここでトランジスタQ1とトランジスタQ3とで構成さ
れる活性領域(斜線付の実線で区画した領域)Aに注目
すると、該トランジスタQlのドレイン領域に設けられ
るコンタクトホール1!該トランジスタQ3のドレイン
領域に設けられるコンタクトホール31、該トランジス
タQ1およびQ3の共通ソース領域に設けられるコンタ
クトホール5はすべて、該トランジスタQ1およびQ3
の能動チャネルの配列領域(第1図において符号aによ
って縦方向の上限および下限が規定された領域)外に形
成されている。なお第1図中には明示されていないが、
上述した各コンタクトホール11および31はそれぞれ
アルミ配線によってビット線BLIおよびTUTに設け
られた各コンタクトホール12および32(トランジス
タQ2およびQ4のゲートコンタクト)に接続されてお
り、また上記コンタクトホール5が活性領域B内のコン
タクトホール6および活性領域C内のコンタクトホール
7とともに共通ソース配線に接続されていることは上記
第3図の場合と同様である。また13および33はそれ
ぞれビット線BLIおよびBL2に設けられたコンタク
トホール(トランジスタQlおよびQ3のゲートコンタ
クト)である。
上述したところから明らかなように、該各コンタクトホ
ール11.31、および5は該トランジスタQ1および
Q3の能動チャネル領域B内に配列されておらず、その
領域外に形成されている。
これにより該センスアンプ1ビット分のピッチ(該能動
チャネル領域内でワード線方向でみたピッチ)は、第1
図から明らかなように、P = 2 d aa + L
 c+ + L ez  −−−−=−−−−−−−−
−−(2)となり、同一のレイアウトピッチPに対し、
上記第3図に示される従来技術によるものに比しトラン
ジスタの実効ゲート長LGtをはるかに大きくすること
ができる。
すなわち上述したように daa=1μ@、LG+=1
μs、P=5.2#mとして L、tは5.2−3−2
.2μ麺となり、上記ゲート長し。を上記従来技術によ
るものに比し1.2μmも大きくすることができ、それ
によってトランジスタのしきい値、gllのばらつきを
も少くすることができる。これは該センスアンプのピッ
チを規定している寸法Pにコンタクトホールおよびコン
タクトホールの位置合せ余裕が全く入らないという理由
による。
上述したような本発明によるレイアウトパターンを有効
に活用するためには、上記トランジスタのドレイン領域
が、該トランジスタの実効ゲートの延長部(ゲート配線
部)に直接(すなわちフィールド領域を介することなく
)挟まれるようにして引き出され、更に該ドレイン領域
に設けられるコンタクトホール(例えば11および31
)が該実効ゲートの延長部に直接(フィールド領域を介
することなく)挟まれる(例えばコンタクトホール11
はトランジスタQ2のゲート延長部(ビット線B L 
1 )とトランジスタQ1のゲート延長部(ビット線”
F[7T)とで直接挟まれている)ように形成されるこ
とが必要で、これによってワード線方向でみたセンスア
ンプのレイアウトピッチPを、能動チャネル領域によっ
て決まる上記(2)式によって規定することができる。
第2図は上記第1図におけるトランジスタQ1のドレイ
ン領域に対するコンタクトホール11の引き出し方を従
来技術の場合と比較して示すもので(alは本発明の設
計パターン、中)は従来の設計パターンを示す、すなわ
ち従来の設計パターン山)ではゲート領域G1はフィー
ルド絶縁膜の端部P1に対して若干の寸法を隔てた点P
2でゲートがフィールド絶縁膜に乗るようにされていた
。これはフィールド絶縁膜とゲートとの間にマスク合せ
ずれが生じてもトランジスタのゲート幅に変化が生じな
いようにするためである。これに対し本発明の設計パタ
ーン(alにおいては、フィールド絶縁膜の端部はゲー
トパターンの内側P5(すなわちP4より内側)にあり
、該コンタクトホール11は上述したようにトランジス
タQ2のゲート延長部とトランジスタQ1のゲート延長
部との間に直接(フィールド絶縁膜を介することなく)
挟まれており、これによりセンスアンプのレイアウトピ
ッチPが上述したように能動チャネル領域B内における
ピッチの寸法によって規定することができ、ゲート長L
G!を上記(2)式によって規定される寸法にとること
ができる。
また上記本発明の設計パターン(a)においては、上記
P4からP5までの距離をゲート長LGi+よりも必ず
大とすることが必要である。そうでないと、トランジス
タQ1のドレイン電流は規定のゲート長部分(能動チャ
ネル領域の部分)を流れる以外に、ドレイン・ソース間
の近い24〜25間を短絡的に流れてしまうため、この
間に制御不能なパンチスルー等が生じやすいためである
。同様にして26〜27間の距離もゲート長LGtより
大とする。
一方、共通ソース領域に設けられるコンタクトホール5
は、第1図に示されるようにフィールド領域によって直
接挟まれるように構成されている。
これによって1ビット分のセンスアンプ(フリップフロ
ップとして構成される)を構成するトランジスタQ1お
よびQ2の各ゲートと共通ソース間に形成される容1c
IおよびC2を小さくすることができ(それぞれの絶体
値を小さくすることによってそれらの差すなわちアンバ
ランスをも小さくすることができ)、上記フリップフロ
ップ回路の動作におけるアンバランスをなくすことがで
きる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来技術による半導体集積回路に比し
て、同一のレイアウトピッチに対しトランジスタのゲー
ト長を十分に長くとることができ、ゲート長の過度の短
縮によるトランジスタ性能の劣化(しきい値のばらつき
などを含む)を防止することができ、特にこれをメモリ
用のセンスアンプに適用した場合、その感度を十分に向
上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明゛の1実施例としての半導体集積回路
の構成を示す図、 第2図(al、 (b)は、第1図に示される半導体集
積回路の1部の構成を従来技術のものと比較して示す図
、 第3図(al、 (b)は、従来技術における半導体集
積回路の1例を示す図、 第4図は、第1図および第2図に示される半導体集積回
路の回路接続を示す図である。 (符号の説明) a・・・能動チャネルの配列領域、 A、B、C・・・活性領域、 Q1〜Q4・・・トランジスタ、 01〜44・・・実効ゲート領域、 11.31・・・活性領域A内の各ドレイン領域に対す
るコンタクトホール、 5・・・活性領域A内の共通ソース領域に対するコンタ
クトホール。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数の列上に繰り返し配置されたトランジスタの能
    動チャネルの配列領域外に、該トランジスタのソースお
    よびドレイン領域に対するコンタクト部分が形成される
    ことを特徴とする半導体集積回路。 2、該能動チャネルの配列領域から該トランジスタのド
    レイン領域が、該トランジスタの実効ゲートの延長部に
    直接挟まれるようにして引き出され、更に該延長部に直
    接挟まれるようにして形成されたコンタクト部分を介し
    て該ドレイン領域に対する配線がなされる、特許請求の
    範囲第1項記載の半導体集積回路。 3、該トランジスタがメモリ用センスアンプの回路要素
    として用いられる、特許請求の範囲第1項および第2項
    のいづれかに記載の半導体集積回路。
JP61188763A 1986-08-13 1986-08-13 半導体集積回路 Pending JPS6345852A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0783421A (ja) * 1993-06-28 1995-03-28 Kawasaki Heavy Ind Ltd 塩化物除去機能を備えた流動層ごみ焼却炉

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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