KR100275193B1 - Semiconductor memory device - Google Patents

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KR100275193B1
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야스오미 다나카
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우에시마 세이스케
야마하 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 ROM 등의 반도체기억장치는 복수의 메모리셀 및 더미셀(dummy cell)로 주로 이루어지며 상기 메모리셀은 비트라인에 접속되며 상기 더미셀은 상기 비트라인과 각기 병렬로 제공되는 더미비트라인에 접속된다. 상기 메모리셀 및 더미셀은 상기 비트라인과 더미라인을 교차하도록 배열된 워드라인으로 선택적으로 구동되는데 서로 관련이된 한 쌍의 메모리셀 및 더미셀은 동일 워드라인으로 동시구동된다. 그리고 데이터는 마스크프로그램에 따라 고정방식으로 메모리셀내에 각각 기억되며 상기 메모리셀내에 기록된 데이터의 역인 역 데이터는 고정방식으로 상기 더미셀내에 각각 기억된다. 일 비트라인의 출력과 일 더미비트라인의 출력사이의 차를 검출하는데 사용되는 차동감지회로가 제공된다.A semiconductor memory device such as a ROM of the present invention mainly consists of a plurality of memory cells and dummy cells, the memory cells are connected to bit lines, and the dummy cells are provided in parallel with the bit lines, respectively. Is connected to. The memory cell and the dummy cell are selectively driven by word lines arranged to intersect the bit line and the dummy line. A pair of memory cells and the dummy cell which are related to each other are simultaneously driven to the same word line. Data is stored in memory cells in a fixed manner in accordance with a mask program, and inverse data, which is the inverse of the data recorded in the memory cells, is stored in the dummy cells in a fixed manner. A differential sensing circuit is provided that is used to detect the difference between the output of one bit line and the output of one dummy bit line.

따라서 반도체기억장치의 판독동작에 있어서 고속성능과 우수한 노이즈대응을 실현할 수 있다. 더욱이 메모리셀(즉 MOS 트랜지스터)가 실리콘기판상에 형성되며 더미셀(즉 박막 트랜지스터 구조를 가지는 트랜지스터)이 메모리셀상에 적층된 필름층에 형성된다. 이로서 반도체 기억장치를 고밀도 집적할 수 있다.Therefore, high speed performance and excellent noise response can be realized in the read operation of the semiconductor memory device. Further, a memory cell (i.e., a MOS transistor) is formed on a silicon substrate, and a dummy cell (i.e., a transistor having a thin film transistor structure) is formed in a film layer laminated on the memory cell. As a result, the semiconductor memory device can be integrated at a high density.

Description

반도체기억장치Semiconductor memory device

본 발명은 마스크프로그램에 따라 고정방식으로 데이터가 기억되는 마스크 ROM 등의 반도체기억장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device such as a mask ROM in which data is stored in a fixed manner in accordance with a mask program.

일반적으로 고정방식으로 마스크ROM의 메모리셀내에 데이터를 기록하므로서 프로그래밍이 행해진다. 여기서 데이터 ‘0’ 및 ‘1’은 선택된 메모리셀이 전류를 유도하느냐에 대한 결정을 행하므로서 식별된다. 통상 상기 마스크ROM으로 부터 데이터의 판독동작을 실행하는 감지회로는 전류-전압변환회로 및 차동증폭기회로로 이루어진다. 여기서 전류-전압변환회로는 비트라인에 접속되며 차동증폭기회로는 상기 전압-전류변환회로의 출력전압과 임의의 기준전압을 비교한다.In general, programming is performed by writing data into a memory cell of a mask ROM in a fixed manner. Here data '0' and '1' are identified by making a determination as to whether the selected memory cell induces a current. Normally, a sensing circuit for reading out data from the mask ROM is composed of a current-voltage converter circuit and a differential amplifier circuit. Here, the current-voltage conversion circuit is connected to the bit line and the differential amplifier circuit compares the output voltage of the voltage-current conversion circuit with an arbitrary reference voltage.

상기 마스크 ROM의 고속동작을 보장하기 위해서 ‘1’ 및 ‘0’의 데이터와 무관하게 비트라인의 전압변동을 가능한한 낮게 억제하는 것이 중요하다. ‘1’ 또는 ‘0’의 데이터에 응답하여 전류가 유도되는 지에 대한 검출이 행해진다. 따라서 상기 감지회로에 제공되는 차동증폭기회로에 있어서 기준전압에 대한 작은 전위차를 검출하는 능력을 갖는 것이 필요하며 이에따라 충분한 노이즈 대응을 보장하는 것이 어렵다. 비트라인의 상기 전위변동이 증가되면 노이즈대응이 그에 상응하게 개선된다.In order to ensure the high speed operation of the mask ROM, it is important to suppress the voltage variation of the bit line as low as possible regardless of the data of '1' and '0'. Detection is made as to whether a current is induced in response to data of '1' or '0'. Therefore, in the differential amplifier circuit provided in the sensing circuit, it is necessary to have the ability to detect a small potential difference with respect to the reference voltage, thus making it difficult to ensure a sufficient noise response. When the potential variation of the bit line is increased, the noise response is correspondingly improved.

본 발명의 목적은 고속의 성능을 손상시키지 않으면서 노이즈 대응을 개선할 수 있는 반도체기억장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of improving noise response without compromising high speed performance.

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 NOR형 마스크 ROM의 등가회로를 도시하는 회로도.1 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a NOR type mask ROM designed in accordance with one embodiment of the present invention.

제2도는 제1도의 차동감지회로의 상세한 구성을 나타내는 회로도.2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the differential sensing circuit of FIG.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따라 설계된 NAND형 마스크 ROM의 등가회로를 도시하는 회로도.3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a NAND type mask ROM designed in accordance with another embodiment of the present invention.

제4(a)도는 제1도의 마스크ROM에 대응하는 금속산화반도체의 집적구성을 도시하는 평면도.4A is a plan view showing an integrated configuration of a metal oxide semiconductor corresponding to the mask ROM of FIG.

제4(b)도는 제4(a)도의 반도체의 집적구조를 도시하는 단면도.4 (b) is a cross-sectional view showing an integrated structure of the semiconductor of FIG. 4 (a).

제5(a)도는 제3도의 마스크 ROM에 대응하는 금속산화반도체의 집적구조를 도시하는 평면도.FIG. 5A is a plan view showing an integrated structure of a metal oxide semiconductor corresponding to the mask ROM of FIG.

제5(b)도는 제5(a)도의 반도체의 집적구조를 도시하는 단면도.FIG. 5 (b) is a cross-sectional view showing an integrated structure of the semiconductor of FIG. 5 (a).

제6도는 제4(b)도의 집적구조의 변형예를 도시하는 평면도.FIG. 6 is a plan view showing a modification of the integrated structure of FIG. 4 (b). FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

41 : P형 실리콘기판 42,47 : 게이트산화막41: P-type silicon substrate 42,47: gate oxide film

43,48 : 게이트전극 44 : n형확산층43,48 gate electrode 44 n-type diffusion layer

45 : 층절연막 46 : 실리콘막45 layer insulating film 46 silicon film

49 : n형확산층49: n-type diffusion layer

마스크ROM 등의 본 발명의 반도체기억장치는 복수의 메모리셀 및 더미셀(dummy cell)로 주로 이루어지며 상기 메모리셀은 비트라인에 접속되며 상기 더미셀은 상기 비트라인과 각기 병렬로 제공되는 더미비트라인에 접속된다. 상기 메모리셀 및 더미셀은 상기 비트라인과 더미라인을 교차하도록 배열된 워드라인으로 선택적으로 구동되는데 서로 관련이된 한 쌍의 메모리셀 및 더미셀은 동일 워드라인으로 동시구동된다. 그리고 데이터는 마스크프로그램에 따라 고정방식으로 메모리셀내에 각각 기억되며 상기 메모리셀내에 기록된 데이터의 역인 역 데이터는 고정방식으로 상기 더미셀내에 각각 기억된다. 일 비트라인의 출력과 일 더미비트라인의 출력사이의 차를 검출하는데 사용되는 차동감지회로가 제공된다. 따라서 반도체기억장치의 판독동작에 있어서 고속성능과 우수한 노이즈대응을 실현할 수 있다. 더욱이 메모리셀(즉 MOS 트랜지스터)가 실리콘기판상에 형성되며 더미셀(즉 박막 트랜지스터 구조를 가지는 트랜지스터)이 메모리셀상에 적층된 필름층에 형성된다. 이로서 반도체 기억장치를 고밀도 집적할 수 있다.The semiconductor memory device of the present invention, such as a mask ROM, is mainly composed of a plurality of memory cells and dummy cells, wherein the memory cells are connected to bit lines, and the dummy cells are provided in parallel with the bit lines, respectively. Is connected to the line. The memory cell and the dummy cell are selectively driven by word lines arranged to intersect the bit line and the dummy line. A pair of memory cells and the dummy cell which are related to each other are simultaneously driven to the same word line. Data is stored in memory cells in a fixed manner in accordance with a mask program, and inverse data, which is the inverse of the data recorded in the memory cells, is stored in the dummy cells in a fixed manner. A differential sensing circuit is provided that is used to detect the difference between the output of one bit line and the output of one dummy bit line. Therefore, high speed performance and excellent noise response can be realized in the read operation of the semiconductor memory device. Further, a memory cell (i.e., a MOS transistor) is formed on a silicon substrate, and a dummy cell (i.e., a transistor having a thin film transistor structure) is formed in a film layer laminated on the memory cell. As a result, the semiconductor memory device can be integrated at a high density.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 기술하는데 일부 도면에서 동 등의 부품은 같은 도면부호로 지정했으며 필요에 따라 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In some drawings, parts, such as copper, are designated by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted as necessary.

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 N0R형 마스크ROM의 필수구조를 도시하는 등가회로도로서 이 마스크ROM은 복수의 메모리셀을 포함하며 그 각각의 메모리셀이 ‘ij(여기서 I는 0, 1,.....;그리고 j는 0,1...)로 지정되는 메모리셀배열을 이용한다. 각각의 메모리셀MCij은 n 채널 MOS트랜지스터로 구성된다. 메모리셀은 비트라인 BLi를 따라 배열되며 상기 비트라인 BLi과 교차하는 워드라인WLj에 의해 선택적으로 구동된다. 각각의 메모리셀MCij은 마스크프로그램에 따라 데이터 ‘0’과 ‘1’에 응답하고 트레숄드값상태(간단히 “HiVt상태”) 또는 인핸스먼트상태(간단히“E-형상태”)로 된다. 따라서 데이터는 고정방식으로 메모리셀에 기록된다.FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing an essential structure of a N0R type mask ROM designed according to an embodiment of the present invention, wherein the mask ROM includes a plurality of memory cells, each of which is represented by ' ij (where I is 0, 1, .....; and j uses memory cell arrays specified by 0,1 ...). Each memory cell MC ij is composed of n-channel MOS transistors. The memory cell array along the bit line BL i, and are selectively driven by the word line WL j intersecting the bit lines BL i. Each memory cell MC ij responds to data '0' and '1' according to a mask program and enters a threshold value state (simply "HiVt state") or an enhancement state (simply "E-type state"). Therefore, data is written to the memory cell in a fixed manner.

상술한 메모리셀배열이외에 상기 실시예는 더미비트라인을 제공하는데 그 각각은 DBLi으로 지정되며 각각의 비트라인BLi에 인접하여 병렬로 위치한다. 또한 각기 DCij로 지정된 복수의 더미셀이 메모리셀과 접속하여 더미비트라인을 따라 제공된다. 따라서 상기 더미비트라인 DBLi에 결합된 더미셀 DCij는 비트라인 BLij에 결합된 메모리셀과 MCij과 접속하여 제공된다. 여기서 더미셀 DCij및 메모리셀MCij은 동일 워드라인 WLj에 의해 동시구동된다.In addition to the memory cell arrays described above, the embodiment provides dummy bit lines, each of which is designated DBL i and located in parallel adjacent each bit line BL i . In addition, a plurality of dummy cells each designated DC ij are connected to the memory cell and provided along the dummy bit line. Therefore, the dummy cell DC ij coupled to the dummy bit line DBL i is provided by being connected to the memory cell MC ij coupled to the bit line BL ij . The dummy cell DC ij and the memory cell MC ij are simultaneously driven by the same word line WL j .

메모리셀 MCij에 기록된 데이터의 역인 역 데이터가 고정방식으로 상기 더미셀 DCij에 기록된다. 예를들면 비트라인BLo을 따라 제공되는 메모리셀 MC0,MC1,MCO2에 데이터 ‘0’,‘1’,‘0’가 각각 기록되는 경우 역 데이터 ‘1’,‘0’,‘1’이 더미비트라인DBL0을 따라 제공되는 더미셀DC0, DC1,DC2에 각각 기록된다.Inverse data which is the inverse of the data recorded in the memory cell MC ij is written to the dummy cell DC ij in a fixed manner. For example, when data '0', '1', and '0' are respectively written in the memory cells MC 0 , MC 1 , and MC O2 provided along the bit line BL o , the inverse data '1', '0', ' 1 'is written to dummy cells DC 0 , DC 1 , and DC 2 provided along dummy bit line DBL 0 , respectively.

데이터의 판독동작은 선택워드라인에 H-레벨전압(즉 5 V)을 인가하고 선택되지 않은 다른 워드라인에 L-레벨전압(즉 OV)을 인가하므로서 행해진다. 따라서 선택된 메모리셀에 의해 전류가 유도되는지에 대한 검출이 행해진다. 여기서 H-레벨전압은 HiVt상태의 트레숄드전압과 E-형 상태의 트레숄드전압사이에 있다. 전술한 바와같이 메모리셀MCij및 더미셀 DCij용 데이터는 서로 인접하여 위치하며 MCij에 기록된 데이터는 DCij에 기록된 데이터의 역 데이터이다. 메모리셀 MCij는 비트라인 BLi에 접속되는 반면 더미셀 DCij는 더미비트라인DBLi에 접속되면 하나의 셀에 전류가 유도되며 다른 셀에 전류가 유도되지 않는 관계가 설정된다. 더욱이 차동감지회로 SAi은 비트라인BLij과 더미비트라인DBLi, 상에 각각 전송되는 신호사이의 차를 검출하도록 제공된다.The data read operation is performed by applying an H-level voltage (i.e., 5V) to the selected word line and an L-level voltage (i.e., OV) to another word line that is not selected. Therefore, detection is made as to whether a current is induced by the selected memory cell. Here, the H-level voltage is between the threshold voltage in the HiVt state and the threshold voltage in the E-type state. As described above, the data for the memory cells MC ij and the dummy cell DC ij are located adjacent to each other, and the data recorded in the MC ij is inverse data of the data recorded in the DC ij . When the memory cell MC ij is connected to the bit line BL i , while the dummy cell DC ij is connected to the dummy bit line DBL i , a current is induced in one cell and a current is not induced in another cell. Furthermore, the differential sensing circuit SA i is provided to detect the difference between the signals transmitted on the bit lines BL ij and the dummy bit lines DBL i , respectively.

제2도에 도시한 일례의 차동감지회로 SAi는 사전감지증폭기(21a, 21b)와 차동증폭기(즉 주 감지증폭기 ; 22)로 구성된다. 여기서 사전감지증폭기(21a)는 비트라인BLi으로 부터 유도된 전류를 검출하는 전류-전압변환회로로 구성되며 사전감지증폭기(21b)는 더미비트라인DBLi로 부터 유도된 전류를 검출하는 전류-전압변환회로로 구성된다. 차동증폭기(22)는 사전감지증폭기(21a,21b)의 출력전위간의 차이를 검출하며 특히 사전감지증폭기(21a)는 NMOS트랜지스터 Q21, Q22와 인버터 I 및 PMOS트랜지스터 Q23으로 구성된다. 여기서 NMOS트랜지스터 Q21, Q22는 비트라인BLi과 전원 VDD사이에서 직렬로 접속되며, 인버터 I는 트랜지스터 Q21, Q22의 게이트에 부의 피드백을 인가하도록 제공되며, PMOS트랜지스터 Q23는 전류구동을 위해 제공된다. 다른 사전감지증폭기(21b)는 상기와 유사한 방식으로 구성된다.The example differential sensing circuit SA i shown in FIG. 2 is composed of pre-sensing amplifiers 21a and 21b and differential amplifiers (i.e., main sense amplifiers 22). Here, the pre-sensing amplifier 21a is composed of a current-voltage conversion circuit for detecting current induced from the bit line BL i , and the pre-sensing amplifier 21b is current for detecting current induced from the dummy bit line DBL i . It consists of a voltage conversion circuit. The differential amplifier 22 detects the difference between the output potentials of the pre-sensing amplifiers 21a and 21b. In particular, the pre-sensing amplifier 21a is composed of NMOS transistors Q 21 and Q 22 and inverters I and PMOS transistors Q 23 . Here, NMOS transistors Q 21 and Q 22 are connected in series between bit line BL i and power supply V DD , and inverter I is provided to apply negative feedback to the gates of transistors Q 21 and Q 22 , and PMOS transistor Q 23 is a current. Provided for driving. The other pre-sense amplifier 21b is configured in a similar manner to the above.

상기 실시예에 따르면 한 비트라인 상에서 출력된 데이터와 보상관계에 있는 데이터를 출력하는 더미비트라인을 이용하여 차동검출이 행해진다. 따라서 고정을 기준전압을 이용하여 비교를 행하여 데이터의 검출을 실행하는 종래의 방법에 비교해보면 본원발명은 안정한 방식으로 데이터감지동작을 실행할 수 있다. 따라서 비트라인의 출력변화를 종래의 방법보다 작게 변화시키므로서 종래의 방법과 같은 노이즈 마진을 갖게하면서 고속판독동작을 실행할 수 있다.According to the above embodiment, differential detection is performed by using a dummy bit line for outputting data in compensating relation with data output on one bit line. Therefore, the present invention can perform the data sensing operation in a stable manner, as compared with the conventional method of performing the detection of data by comparing the fixing with a reference voltage. Therefore, by changing the output change of the bit line smaller than the conventional method, it is possible to execute the high speed read operation while having the same noise margin as the conventional method.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따라 설계된 NAND형 마스크 ROM의 필수부분을 도시하는데 제3도의 마스크ROM은 복수의 NAND형 셀로 이루어지며 그 각각의 셀은 각기 ‘MTij’으로 표시되는 16메모리 트랜지스터로 구성된다. 상기 메모리 트랜지스터 MTij는 두 개의 선택 게이트트랜지스터 Si1a, Si2a를 통해 비트라인 BLi에 접속된다. 제1도의 실시예와 유사하게 하나의 더미비트라인 DBLi가 한 비트라인 BLi과 근접하여 병렬로 제공된다. 비트라인 BLi에 접속된 NAND형 셀과 접속하여 각기 ‘DMij’로 표시되는 16더미메모리트랜지스터로 구성된 더미NAND형 셀이 제공된다. 상기 더미메모리트랜지스터 DM는 두 개의 선택 게이트트랜지스터 Silb및 Si2b를 통해 더미비트라인 DBLi에 접속된다.FIG. 3 shows an essential part of a NAND type mask ROM designed according to another embodiment of the present invention. The mask ROM of FIG. 3 is composed of a plurality of NAND type cells, each of which is represented by 'MT ij '. It consists of a transistor. The memory transistor MT ij is connected to the two select gate transistors S i1a, the bit line BL via the S i2a i. Similar to the embodiment of FIG. 1, one dummy bit line DBL i is provided in parallel with one bit line BL i . A dummy NAND cell consisting of 16 dummy memory transistors, each represented by 'DM ij ', is provided in connection with a NAND cell connected to a bit line BL i . The dummy memory transistor DM is connected to the dummy bit line DBL i through two selection gate transistors S ilb and S i2b .

데이터 ‘0’ 및 ‘1’은 마스크 프로그램에 따라 고정방식으로 메모리트랜지스터 MTij에 기록되어 상기 메모리트랜지스터가 그에 기록된 데이터 ‘0’또는 ‘1’에 대응하여 공핍형 또는 인핸스먼트형으로 된다. 상기 실시예와 유사하게 메모리트랜지스터 MTij에 기록된 데이터의 역인 역 데이터가 고정방식으로 대응 더미 메모리트랜지스터 DMij에 기록된다.The data '0' and '1' are written in the memory transistor MT ij in a fixed manner according to a mask program so that the memory transistor is depleted or enhanced in correspondence with the data '0' or '1' recorded therein. Similar to the above embodiment, inverse data, which is the inverse of the data recorded in the memory transistor MT ij, is written to the corresponding dummy memory transistor DM ij in a fixed manner.

비트라인 BLi과 더미비트라인 DBLi사이에 제공되는 선택 게이트 트랜지스터의 형이 선택 게이트라인(즉 SG1또는 SG2)과 접속하여 결정된다. 특히 상기 선택 게이트라인 SG1에 의해 선택적으로 구동되는 선택 게이트 트랜지스터 S02a및 S02b가 모두 D형(즉 공핍형)으로 되며 선택 게이트라인SG2에 의해 선택적으로 구동되는 선택 게이트 트랜지스터 S02a및 S02b가 모두 E형(즉 인핸스먼트형)으로 된다. 따라서 NAND 형 셀의 데이터가 비트라인 BLi상에서 판독되는 경우 더미 NAND형 셀의 역 데이터가 더미비트라인 DBLi상에서 동시 판독된다. 전술한 바와 유사하게 제3도의 실시예에서는 비트라인BLi의 데이터와 더미비트라인DBLi의 데이터 사이의 차를 검출하토록 차동감지회로SAi가 설치된다.The type of the selection gate transistor provided between the bit line BL i and the dummy bit line DBL i is determined in connection with the selection gate line (ie, SG 1 or SG 2 ). In particular, all of the selection gate transistors S 02a and S 02b selectively driven by the selection gate line SG 1 are D-type (ie, depletion type), and the selection gate transistors S 02a and S selectively driven by the selection gate line SG 2 . All of 02b becomes E type (that is, enhancement type). Therefore, when the data of the NAND type cell is read out on the bit line BL i, the inverse data of the dummy NAND type cell is simultaneously read out on the dummy bit line DBL i . Similar to the above, in the embodiment of FIG. 3, the differential sensing circuit SA i is provided to detect a difference between the data of the bit line BL i and the data of the dummy bit line DBL i .

제3도의 실시예는 상기 실시예의 효과와 유사한 효과를 제공할 수 있다.The embodiment of FIG. 3 can provide an effect similar to that of the above embodiment.

제1도의 실시예는 한 쌍의 비트라인과 더미비트라인과 관련하여 하나의 차동감지회로를 제공하지만 실제의 회로설계에서는 여러 쌍의 비트라인과 더미비트라인에 의해 하나의 차동감지회로가 공통으로 사용될 수 있다.Although the embodiment of FIG. 1 provides one differential sensing circuit in relation to a pair of bit lines and a dummy bit line, in a practical circuit design, one differential sensing circuit is commonly used by several pairs of bit lines and dummy bit lines. Can be used.

메모리셀 및 더미셀이 수직방향에서 적층구조로 기판상에 형성된다면 동수의 메모리셀과 더미셀을 이용하여 발생하는 칩영역의 증가를 방지할 수 있다. 이러한 적층 구조의 구체적인 례를 이하 설명한다.If the memory cells and the dummy cells are formed on the substrate in a stacked structure in the vertical direction, an increase in chip area generated by using the same number of memory cells and the dummy cells can be prevented. Specific examples of such a laminated structure will be described below.

제4(a)도 및 제4(b)도는 제1도에 도시한 메모리셀 MCij및 더미셀 DCij에 대한 적층구조를 이용한 일례의 금속산화반도체를 도시하는데 특히 제4(a)도는 반도체의 평면도를 그리고 제4(b)도는 라인 A-A′을 따라 절취한 제4(a)도의 단면도이다. 여기서 메모리셀 MCij는 MOS LSI용의 통상의 제조 프로세스에 따라 P형 실리콘기판(41)상에 형성된다. 특히 워드라인으로서 동작하는 게이트전극(43)은 게이트산화막(42)을 통해 형성되며 소스 및 드레인으로서 각각 작용하는 n형 확산층(44)이 형성된다. 이러한 제조 프로세스 상태에서 선택된 이온주입기법에 의해 데이터가 메모셀에 기록된다.4 (a) and 4 (b) show an example metal oxide semiconductor using a stacked structure for the memory cells MC ij and dummy cell DC ij shown in FIG. 1, in particular, FIG. 4 (a) shows a semiconductor. 4 (b) is a sectional view of FIG. 4 (a) taken along the line AA ′. The memory cell MC ij is formed on the P-type silicon substrate 41 in accordance with a conventional manufacturing process for MOS LSI. In particular, the gate electrode 43 operating as a word line is formed through the gate oxide film 42, and an n-type diffusion layer 44 which functions as a source and a drain, respectively, is formed. In this manufacturing process state, data is recorded in the memo cell by the selected ion implantation technique.

다음으로 실리콘막(46)이 예를들면 층절연막(45)을 통해 상기 기판상에 용착되며 이 기판상에서 메모리셀이 형성된다. 그후 결정화처리를 하므로써 반도체가 소정의 패턴으로 처리된다. 실리콘막(46)상에 게이트산화막(47)을 통해 게이트전극(48)이 형성되며 그후 n형 확산층(49)이 형성된다. 따라서 TFT(Thin-Film Transistor)제조를 이용하여 더미셀DCij을 얻을 수 있다. 이러한 제조 프로세스상태에서 메모리셀 MCij에 기록된 데이터의 역인 역 데이터가 선택 이온주입기법을 이용하여 더미셀 DCij에 기록된다. 실리콘막(46)은 미리 형성된 접촉홀(50)을 통해 메모리셀의 소스로서 작용하는 n형 확산층(44)과 접촉하므로서 메모리셀의 소스로서 작용하는 n형 확산층(49)과 전도한다.Next, a silicon film 46 is deposited on the substrate through, for example, a layer insulating film 45, and a memory cell is formed on the substrate. After that, the semiconductor is processed in a predetermined pattern by performing a crystallization process. The gate electrode 48 is formed on the silicon film 46 through the gate oxide film 47, and then an n-type diffusion layer 49 is formed. Therefore, the dummy cell DC ij can be obtained using TFT (Thin-Film Transistor) manufacturing. In this manufacturing process state, the inverse data, which is the inverse of the data recorded in the memory cell MC ij, is recorded in the dummy cell DC ij using the selective ion implantation technique. The silicon film 46 is in contact with the n-type diffusion layer 49 serving as the source of the memory cell by contacting the n-type diffusion layer 44 serving as the source of the memory cell through the contact hole 50 formed in advance.

이후 반도체상에 절연막(57)이 용착되며, 접촉홀(51, 52, 56)이 처리되어 Al막이 용착되며, 패터닝이 실행되어 비트라인(53), 더미비트라인(54) 및 그라운드라인(55)이 각각 놓여진다. 게이트전극(43,48)은 수직방향에서 서로 이격배열되며 서로 병열로 연장하여 워드라인을 형성한다. 따라서 상기 전극이 한 칩의 주변부(도시않음)에 공통으로 접속된다.After that, an insulating film 57 is deposited on the semiconductor, and contact holes 51, 52, and 56 are processed to deposit an Al film, and patterning is performed to form the bit line 53, the dummy bit line 54, and the ground line 55. ) Are placed respectively. The gate electrodes 43 and 48 are spaced apart from each other in the vertical direction and extend in parallel to each other to form a word line. Therefore, the electrode is commonly connected to the periphery (not shown) of one chip.

제5(a)도 및 제5(b)도는 제3도의 실시예에 사용된 NAND형 셀 및 더미NAND형 셀용에 대한 집적구조를 이용하는 일례의 금속산화반도체를 도시하는데 특히 제5(a)도는 반도체의 평면도이며 제5(b)도는 B-B′라인에 따라 절취한 제5(a)도의 단면도이다. 제5(a)도 및 제5(b)도의 기본구조 및 제조처리는 사실상 제4(a)도 및 제4(b)도의 반도체의 구조 및 제조처리와 동일하다. 따라서 도면에서는 동일 참조번호가 이용되며 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 마스크프로그램으로서 선택 이온주입기법이 공핍상태를 얻는데 이용된다.5 (a) and 5 (b) show an example metal oxide semiconductor using an integrated structure for the NAND type cell and the dummy NAND type cell used in the embodiment of FIG. 3, in particular, FIG. The top view of a semiconductor is a sectional drawing of FIG. 5 (a) cut along the BB 'line. The basic structure and manufacturing process of FIGS. 5 (a) and 5 (b) are substantially the same as those of the semiconductors of FIGS. 4 (a) and 4 (b). Therefore, the same reference numerals are used in the drawings and detailed description thereof will be omitted. As a mask program, a selective ion implantation technique is used to obtain a depletion state.

일반적으로 박막트랜지스터(즉 TFT)는 MOS트랜지스터 보다 질이 낮은데 상기 MOS트랜지스터는 리크특성 때문에 단결정 실리콘 상에 형성된다. 본 실시예는 메모리셀이 정상LSI구조에 의해 형성되며, 더미셀이 상기 메모리셀상에 적층으로 형성되는 고유의 TFT 구조를 이용하며 그러한 고유의 TFT 구조에 따르면 TFT구조가 리크특성에서 열악하여도 메모리특성이 그렇게 나쁜 영향을 받지 않는다. 이 때문에 더미셀이 메모리셀로부터 데이터를 판독하는 동작에 보조적인 기능을 한다.In general, thin film transistors (ie TFTs) are of lower quality than MOS transistors, which are formed on single crystal silicon due to leakage characteristics. This embodiment uses a unique TFT structure in which memory cells are formed by a normal LSI structure, and a dummy cell is formed by stacking on the memory cells. According to such a unique TFT structure, even if the TFT structure is poor in leakage characteristics, the memory The property is not so badly affected. For this reason, the dummy cell functions as an aid to the operation of reading data from the memory cell.

지금까지 기술한 실시예에서 A1배선이 2층구조로 형성되지만 유니트셀영역을 보다감소시킬 수 있다.In the embodiment described so far, the A1 wiring is formed in a two-layer structure, but the unit cell area can be further reduced.

제6도는 제4(b)도의 집적구조를 변형하여 형성된 다른 예의 집적구조를 도시하는데 제4(b)도의 구조에 비해 제6도의 구조는 반도체의 상부부분으로 부터 게이트전극(48)이 빠지므로 간소화된다. 여기서 반도체의 하부부분에 제공되는 게이트전극(43)은 메모리셀 뿐만아니라 더미셀용으로 사용된다. 따라서 게이트전극(43)은 메모리셀 및 더미셀에 의해 공통적으로 사용되는 워드라인을 형성하도록 연장된다. 지금까지 일실시예에 따라 본발명을 기술하였지만 당업자라면 본 발명의 정신 및 영역을 일탈치 않는 범위내에서 본 발명을 여러 가지로 변형실시할 수 있다.FIG. 6 shows another example integrated structure formed by modifying the integrated structure of FIG. 4 (b). Compared to the structure of FIG. 4 (b), the structure of FIG. 6 has the gate electrode 48 removed from the upper portion of the semiconductor. It is simplified. The gate electrode 43 provided in the lower portion of the semiconductor is used not only for the memory cell but also for the dummy cell. Therefore, the gate electrode 43 extends to form a word line commonly used by memory cells and dummy cells. Although the present invention has been described so far according to one embodiment, those skilled in the art can variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention.

더욱이 메모리셀(즉 MOS 트랜지스터)가 실리콘기판상에 형성되며 더미셀(즉 박막 트랜지스터 구조를 가지는 트랜지스터)이 메모리셀상에 적층된 필름층에 형성된다. 이로써 상기 반도체기억장치가 메모리셀 및 더미셀로 구성된 경우에도 반도체기억장치를 고밀도 집적할 수 있다.Further, a memory cell (i.e., a MOS transistor) is formed on a silicon substrate, and a dummy cell (i.e., a transistor having a thin film transistor structure) is formed in a film layer laminated on the memory cell. As a result, even when the semiconductor memory device is composed of a memory cell and a dummy cell, the semiconductor memory device can be densely integrated.

Claims (7)

복수의 비트라인; 상기 복수의 비트라인에 접속되며 마스크프로그램에 따라 고정방식으로 데이터가 각각 기록되는 복수의 메모리셀; 상기 복수의 비트라인과 각각 교차하도록 배열되며 상기 복수의 메모리셀을 선택적으로 구동시키는 복수의 워드라인; 상기 복수의 비트라인과 각각 병렬로 배열된 복수의 더미비트라인; 상기 복수의 더미비트라인에 접속되며 상기 복수의 메모리셀과 관련하여 각각 배열되는 복수의 더미셀로서, 관련된 한 쌍의 메모리셀과 더미셀이 복수의 워드라인내에서 동일워드라인으로 동시구동되며 상기 복수의 메모리셀에 기록된 데이터의 역인 역데이터가 고정방식으로 복수의 더미셀에 각각 기록되게한 복수의 더미셀; 및 상기 비트라인의 출력과 상기 더미비트라인의 출력사이의 차를 검출하는 차동감지센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체기억장치.A plurality of bit lines; A plurality of memory cells connected to the plurality of bit lines and each of which writes data in a fixed manner according to a mask program; A plurality of word lines arranged to intersect the plurality of bit lines and selectively driving the plurality of memory cells; A plurality of dummy bit lines arranged in parallel with each of the plurality of bit lines; A plurality of dummy cells connected to the plurality of dummy bit lines and arranged in association with the plurality of memory cells, wherein a pair of related memory cells and dummy cells are simultaneously driven to the same word line in the plurality of word lines; A plurality of dummy cells in which inverse data, which is the inverse of the data recorded in the plurality of memory cells, is respectively written in the plurality of dummy cells in a fixed manner; And a differential sensing sensor for detecting a difference between the output of the bit line and the output of the dummy bit line. 제1항에 있어서, 상기 복수의 메모리셀은 반도체기판상에 형성되며 상기 복수의 메모리셀은 상기 복수의 메모리셀상에 적층된 막층에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체기억장치.The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the plurality of memory cells are formed on a semiconductor substrate and the plurality of memory cells are formed in a film layer stacked on the plurality of memory cells. 복수의 비트라인; 상기 복수의 비트라인내의 하나의 비트라인에 소정수의 MOS트랜지스터가 접속되는 복수의 MOS트랜지스터; 상기 복수의 비트라인에 각기 교차하도록 배열되는 복수의 워드라인; 상기 복수의 비트라인에 각기 교차하도록 배열되는 복수의 더미비트라인; 상기 복수의 더미비트라인내의 하나의 더미비트라인에 접속되며 상기 소정수의 MOS트랜지스터와 각각 관련 배열되는 소정수의 트랜지스터를 가지는 복수의 트랜지스터; 상기 한 비트라인의 출력과 상기 한 더미라인의 출력사이의 차를 검출하는 차동감지수단을 구비하는데, 마스크프로그램에 따라 고정방식으로 상기 복수의 MOS트랜지스터에 데이터가 각각 기록되며 상기 복수의 MOS트랜지스터에 기록된 데이터의 역인 역데이터가 고정방식으로 복수의 트랜지스터내에 각각 기록되는 것을 특징으로 하는 반도체기억장치.A plurality of bit lines; A plurality of MOS transistors having a predetermined number of MOS transistors connected to one bit line in the plurality of bit lines; A plurality of word lines arranged to cross each of the plurality of bit lines; A plurality of dummy bit lines arranged to cross each of the plurality of bit lines; A plurality of transistors connected to one dummy bit line in the plurality of dummy bit lines and having a predetermined number of transistors respectively associated with the predetermined number of MOS transistors; And differential sensing means for detecting a difference between the output of the one bit line and the output of the one dummy line, wherein data is written to the plurality of MOS transistors in a fixed manner according to a mask program, respectively, and to the plurality of MOS transistors. Inverse data, which is the inverse of the recorded data, is written in a plurality of transistors in a fixed manner, respectively. 제3항에 있어서, 실리콘기판상에 복수의 MOS트랜지스터가 형성되며 상기 복수의 MOS트랜지스터상에 막층이 적층되어 상기 복수의 MOS트랜지스터와 관련된 박막트랜지스터의 구조에 따라 복수의 트랜지스터가 상기 막층에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체기억장치.The method of claim 3, wherein a plurality of MOS transistors are formed on a silicon substrate, and a plurality of transistors are formed in the film layer according to a structure of a thin film transistor associated with the plurality of MOS transistors by stacking a film layer on the plurality of MOS transistors. A semiconductor memory device, characterized in that. 제3항에 있어서, 상기 복수의 MOS트랜지스터는 P형 실리콘기판상에 형성된 n채널MOS트랜지스터로 구성되며 상기 복수의 트랜지스터는 박막트랜지스터구조를 사용하여서 복수의 트랜지스터가 복수의 MOS트랜지스터상에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체기억장치.The MOS transistor of claim 3, wherein the plurality of MOS transistors are formed of an n-channel MOS transistor formed on a P-type silicon substrate, and the plurality of transistors are each formed on the plurality of MOS transistors using a thin film transistor structure. A semiconductor memory device, characterized in that. 실리콘기판상에 MOS트랜지스터를 형성하는 단계; 마스크프로그램에 따라 선택 이온 주입기법에 이용하여 MOS트랜지스터상에 데이터를 기록하는단계, MOS트랜지스터상에 막층을 성형하는단계; 상기 막층에 박막트랜지스터구조를 가지는 트랜지스터를 성형하는 단계; 선택 이온주입기법에 의해 상기 트랜지스터에 상기 MOS트랜지스터에 기록된 데이터의 역인 역 데이터를 기억하는 단계를 포함하여, 상기 데이터 및 역데이터가 고정방식으로 상기 MOS트랜지스터와 트랜지스터에 각각 기록되는 것을 특징으로 하는 반도체기억장치제조방법.Forming a MOS transistor on the silicon substrate; Writing data on the MOS transistor using a selective ion implantation technique according to a mask program, forming a film layer on the MOS transistor; Forming a transistor having a thin film transistor structure on the film layer; Storing inverse data which is the inverse of the data recorded in the MOS transistor in the transistor by a selective ion implantation technique, wherein the data and inverse data are respectively written in the MOS transistor and the transistor in a fixed manner. Semiconductor Memory Manufacturing Method. 제6항에 있어서, 상기 MOS트랜지스터는 P형실리콘기판상에 형성되는 n채널 MOS 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체기억장치제조방법.7. The method of claim 6, wherein the MOS transistor is composed of n-channel MOS transistors formed on a P-type silicon substrate.
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