KR100353553B1 - Capacitor layout in semiconductor device - Google Patents

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KR100353553B1
KR100353553B1 KR1020000052141A KR20000052141A KR100353553B1 KR 100353553 B1 KR100353553 B1 KR 100353553B1 KR 1020000052141 A KR1020000052141 A KR 1020000052141A KR 20000052141 A KR20000052141 A KR 20000052141A KR 100353553 B1 KR100353553 B1 KR 100353553B1
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Abstract

본 발명은 반도체장치의 캐패시터 레이아웃에 관한 것으로, 특히, 디램셀의 가장자리부에 더미 워드라인과 더미 비트라인을 각각 형성하고 더미 비트라인과 만나는 더미 워드라인 및 메인 워드라인 사이에 다수개의 더미 캐패시터를 형성하고, 더미 워드라인과 그 일측에 위치한 메인 워드라인 사이에 더미 캐패시터와 메인 캐패시터를 쌍을 이루도록 형성한 경우, 한 쌍의 더미 캐패시터와 가장자리에 위치한 메인 캐패시터의 하부전극들을 전기적으로 연결하여 캐패시터의 단락에 의한 데이터 손실을 방지하고 프로브 테스트(probe test)시 캐패시터간의 브릿지현상 발생시 리던던시셀로 대치하여 불량수리를 통한 제품의 수율 향상 및 패키지시 비용을 절감시키고, 또한, 하부전극의 유효면적을 증대시켜 충분한 캐패시턴스를 확보하도록 한 반도체장치의 캐패시터 레이아웃에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체장치의 캐패시터 레이아웃은 다수개의 메모리 셀영역과 상기 메모리 셀영역을 둘러싸는 더미메모리 셀영역이 정의된 반도체기판상의 상기 메모리 셀영역에 제 1 방향으로 형성된 워드라인과, 상기 더미메모리 셀영역의 상기 반도체기판상에 상기 워드라인과 평행하게 형성된 더미워드라인과, 상기 워드라인에 연결된 트랜지스터와, 상기 더미워드라인에 연결된 더미트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 소스에 연결된 하부전극을 포함하는 캐패시터와, 상기 더미트랜지스터의 더미소스에 연결된 더미하부전극을 포함하여 이루어진 더미캐패시터와, 상기 하부전극과 상기 더미하부전극을 전기적으로 연결하는 하부전극연결패턴을 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a capacitor layout of a semiconductor device. In particular, a plurality of dummy capacitors are formed between a dummy word line and a main word line which form dummy word lines and dummy bit lines at edge portions of a DRAM cell and meet the dummy bit lines. In the case of forming a pair of the dummy capacitor and the main capacitor between the dummy word line and the main word line located on one side thereof, the pair of dummy capacitors and the lower electrodes of the main capacitor located at the edges are electrically connected to each other. It prevents data loss due to short circuit and replaces with redundancy cells in case of bridge phenomenon between probes during probe test, thereby improving product yield and packaging cost by repairing defects, and increasing effective area of lower electrode. Semiconductor field to ensure sufficient capacitance The present invention relates to a capacitor layout. A capacitor layout of a semiconductor device according to the present invention includes a word line formed in a first direction in a memory cell region on a semiconductor substrate on which a plurality of memory cell regions and a dummy memory cell region surrounding the memory cell region are defined, and the dummy memory. A capacitor including a dummy word line formed parallel to the word line on the semiconductor substrate in a cell region, a transistor connected to the word line, a dummy transistor connected to the dummy word line, and a lower electrode connected to a source of the transistor And a dummy capacitor including a dummy lower electrode connected to a dummy source of the dummy transistor, and a lower electrode connection pattern electrically connecting the lower electrode and the dummy lower electrode.

Description

반도체장치의 캐패시터 레이아웃{Capacitor layout in semiconductor device}Capacitor layout in semiconductor device

본 발명은 반도체장치의 캐패시터 레이아웃에 관한 것으로, 특히, 디램셀의 가장자리부에 더미 워드라인과 더미 비트라인을 각각 형성하고 더미 비트라인과 만나는 더미 워드라인 및 메인 워드라인 사이에 다수개의 더미 캐패시터를 형성하고, 더미 워드라인과 그 일측에 위치한 메인 워드라인 사이에 더미 캐패시터와 메인 캐패시터를 쌍을 이루도록 형성한 경우, 한 쌍의 더미 캐패시터와 가장자리에 위치한 메인 캐패시터의 하부전극들을 전기적으로 연결하여 캐패시터의 단락에 의한 데이터 손실을 방지하고 프로브 테스트(probe test)시 캐패시터간의 브릿지현상 발생시 리던던시셀로 대치하여 불량수리를 통한 제품의 수율 향상 및 패키지시 비용을 절감시키고, 또한, 하부전극의 유효면적을 증대시켜 충분한 캐패시턴스를 확보하도록 한 반도체장치의 캐패시터 레이아웃에 관한 것이다.The present invention relates to a capacitor layout of a semiconductor device. In particular, a plurality of dummy capacitors are formed between a dummy word line and a main word line which form dummy word lines and dummy bit lines at edge portions of a DRAM cell and meet the dummy bit lines. In the case of forming a pair of the dummy capacitor and the main capacitor between the dummy word line and the main word line located on one side thereof, the pair of dummy capacitors and the lower electrodes of the main capacitor located at the edges are electrically connected to each other. It prevents data loss due to short circuit and replaces with redundancy cells in case of bridge phenomenon between probes during probe test, thereby improving product yield and packaging cost by repairing defects, and increasing effective area of lower electrode. Semiconductor field to ensure sufficient capacitance The present invention relates to a capacitor layout.

종래 기술의 디램 메모리 셀의 구조는 셀의 캐패시터 형성시 메인 셀의 모서리부에서의 사진식각공정시 로딩효과(loading effect)를 해결하기 위하여 메인 셀의 우측에 위치한 센스앰프(sense amplifier) 방향에 두 개의 워드라인과 한 개의 더미 비트라인을 추가로 형성하여 더미 셀 패턴을 포함한다.The structure of the DRAM memory cell of the prior art is placed in the direction of the sense amplifier located on the right side of the main cell to solve the loading effect during the photolithography process at the corner of the main cell when forming the capacitor of the cell. Four word lines and one dummy bit line are further formed to include a dummy cell pattern.

즉, 메모리 셀의 데이터를 저장하는 메인 캐패시터의 하부 전극을 형성하기 위한 사진식각공정시 메인 셀 가장자리에서의 로딩효과에 의한 하부전극의 패턴형성(define)이 불량해지는 것을 방지하기 위하여, 제 1 행에 형성된 더미 비트라인과 만나는 다수개의 워드라인 사이의 활성영역상에 다수개의 더미 게이트들을 형성하고, 동시에, 센스 앰프로부터 가장 가까운 위치에 형성된 한 쌍의 더미 워드라인의 활성영역 상부에 한 쌍씩의 다수개의 더미 캐패시터들을 종방향으로 형성한다.That is, in order to prevent poor patterning of the lower electrode due to the loading effect at the edge of the main cell during the photolithography process for forming the lower electrode of the main capacitor storing the data of the memory cell, A plurality of dummy gates are formed on an active region between a plurality of word lines that meet the dummy bit lines formed at the same time, and at the same time, a plurality of pairs are arranged on top of an active region of a pair of dummy word lines formed at a position closest to the sense amplifier. Dummy capacitors are formed in the longitudinal direction.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체장치의 디램의 캐패시터 레이아웃으로, 메인 셀부(MC1)와 더미 셀부(DC1)의 캐패시터 하부전극에 대한 부분확대 레이아웃이다.FIG. 1 is a capacitor layout of a DRAM of a semiconductor device according to the prior art, and is a partially enlarged layout of a capacitor lower electrode of a main cell portion MC1 and a dummy cell portion DC1.

도 1을 참조하면, 상측에 서브워드라인 드라이버(sub-wordline driver, 도시안함)가 위치하고 우측에 센스 앰프(sense amplifier, 도시안함)가 위치한 반도체 칩상에 다수개의 워드라인(도시안함)이 서로 평행하게 열(column)을 이루며 종방향으로 길게 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, a plurality of word lines (not shown) are parallel to each other on a semiconductor chip in which a sub-wordline driver (not shown) is positioned on the upper side and a sense amplifier (not shown) is disposed on the right side. To form a column (long) in the longitudinal direction is formed.

이러한 칩상에서, 다수개의 워드라인의 가장자리 열에는 더미 워드라인(dummy wordline, 도시안함)이 역시 이웃한 워드라인과 평행하게 형성되어 있다.On such a chip, dummy wordlines (not shown) are also formed in the edge column of the plurality of wordlines in parallel with neighboring wordlines.

이와 같은 각각의 워드라인 및 더미 워드라인을 중심으로 한쌍의 불순물 확산영역(도시안함)이 서로 대응되게 형성되어 있다.A pair of impurity diffusion regions (not shown) are formed to correspond to each other around the word lines and the dummy word lines.

워드라인 및 더미 워드라인과 교차하며 서브-워드라인 드라이버와 평행하게 행(row)을 이루며 제 1 행에 한 개의 더미 비트라인(도시안함)이 형성되고, 이하 다수개의 비트라인(도시안함)이 행을 이루고 있다. 이때, 비트라인과 더미 비트라인은 소스/드레인이 되는 불순물 확산영역과 가급적 중첩되지 않도록 형성된다.Intersect the word line and the dummy word line and form a row in parallel with the sub-word line driver, and one dummy bit line (not shown) is formed in the first row, and a plurality of bit lines (not shown) are formed. It is in a row. In this case, the bit line and the dummy bit line are formed so as not to overlap with the impurity diffusion region serving as a source / drain.

이러한 비트라인과 더미 비트라인은 비트라인 콘택을 통하여 불순물 확산영역과 전기적으로 연결된다.These bit lines and dummy bit lines are electrically connected to the impurity diffusion region through bit line contacts.

하나의 비트라인 콘택을 공유하는 한 쌍의 불순물 확산영역의 두 가장자리, 즉, 두 개의 워드라인이 지나가는 불순물 확산영역의 양 모서리 상부에는 각각 하나의 캐패시터가 형성된다. 더미 비트라인과 만나는 셀에는 모두 캐패시터의 더미 하부전극(10,11)들이 형성되고, 또한, 한 쌍의 더미 워드라인이 모두 지나가는 셀에도 한 쌍의 더미 하부전극들이 형성된다.One capacitor is formed on two edges of the pair of impurity diffusion regions that share one bit line contact, that is, on both corners of the impurity diffusion region where two word lines pass. In the cell that meets the dummy bit line, the dummy lower electrodes 10 and 11 of the capacitor are both formed, and a pair of dummy lower electrodes are also formed in the cell through which the pair of dummy word lines pass.

즉, 더미 워드라인이 하나만 지나가는 셀에는 캐패시터의 메인 하부전극(12,13)이 형성되고, 또한, 나머지 모든 셀 상부에도 메인 하부전극(도시안함)들이 형성된다.That is, the main lower electrodes 12 and 13 of the capacitor are formed in the cell through which only one dummy word line passes, and the main lower electrodes (not shown) are also formed on all the remaining cells.

이와 같은 더미 및 메인 하부전극들은 하부전극콘택(도시안함)들을 통하여 불순물 확산영역들과 각각 전기적으로 연결된다.The dummy and main lower electrodes are electrically connected to the impurity diffusion regions through lower electrode contacts (not shown).

최종열의 워드라인과 더미 워드라인 사이의 상부에 위치하는 더미 하부전극(10,11)과 종방향으로 그 하단에 위치한 메인 하부전극(12,13)은 하부전극 형성공정 마진이 작고 또한 로딩효과에 의하여 브릿지현상에 기인한 단락(short) 부위(B)가 발생할 확률이 크다.The dummy lower electrodes 10 and 11 positioned at the upper side between the last row word line and the dummy word line and the main lower electrodes 12 and 13 positioned at the lower end in the longitudinal direction have a lower margin for forming the lower electrode and have a lower loading effect. As a result, there is a high probability that a short portion B due to bridge phenomenon occurs.

즉, 종래 기술에 따라 캐패시터의 더미 하부전극을 이용하는 로딩효과 방지방법은 메인 셀의 패턴형성(define) 능력 향상에 기여하지만, 메인 하부전극과 더미 하부전극들 사이의 공간 균일성(space uniformity)을 확보하기 곤란하여 이들 사이에 미세한 단락 부위(B)를 다수 발생시킨다.That is, according to the related art, the loading effect prevention method using the dummy lower electrode of the capacitor contributes to improving the pattern forming ability of the main cell, but improves the space uniformity between the main lower electrode and the dummy lower electrodes. It is difficult to ensure, and many minute short circuit site | parts B are generated between them.

따라서, 모든 메모리 셀에 데이타 '1'을 라이팅(writing)할 경우, 메인 셀에는 데이터 '1'이 써지지만, 더미 셀에는 더미 워드라인이 항상 그라운드 레벨을 유지하므로 데이터 '1'이 써지지 않는다.Therefore, when data '1' is written to all memory cells, data '1' is written to the main cell, but data '1' is not written to the dummy cell since the dummy word line always maintains the ground level. .

계속하여, 소정 시간이 경과한 후, 셀 들에 저장된 데이터를 리딩(reading)하는 경우, 더미 하부전극과 미세하게 단락된 메인 셀의 전하들은 더미 하부전극을 통하여 방전되어 단락된 메인 셀에서 'data 0 fail'이 발생한다.Subsequently, when reading data stored in the cells after a predetermined time elapses, the charges of the main cell shortly connected to the dummy lower electrode are discharged through the dummy lower electrode, and the 'data' in the shorted main cell. 0 fail 'occurs.

도 2는 종래 기술에 따른 반도체장치의 메인셀과 더미셀 캐패시터간 브릿지현상에 기인한 레벨천이를 도시한 그래프이다.2 is a graph illustrating a level shift caused by a bridge phenomenon between a main cell and a dummy cell capacitor of a semiconductor device according to the related art.

도 2를 참조하면, 가장자리에 위치한 메인셀과 더미셀의 캐패시터 하부전극간에 브릿지현상 발생 셀에 하이(high) 데이터를 쓰거나 로우(low) 데이터를 쓰면, 더미셀로 누설전류가 발생하여 미확인 레벨로 데이터 천이가 발생하여, 데이터 읽기시 정확한 데이터를 읽지 못하고 불량을 발생시킨다. 이때, 도면부호 'HLS'는 하이 데이터(VCC) 입력시 레벨 천이를 설명하는 그래프이고, 도면부호 'LLS'는 로우 데이터 입력시 레벨 천이를 설명하기 위한 그래프이며, 도면부호 'UL'은 미확인 데이터(unknown data)의 레벨을 나타낸다.Referring to FIG. 2, when a high data is written or a low data is written to a bridge phenomenon generating cell between a main cell disposed at an edge and a capacitor lower electrode of a dummy cell, a leakage current is generated in the dummy cell to an unidentified level. A data transition occurs, which causes a failure in reading the correct data and reading the data. In this case, reference numeral 'HLS' is a graph for explaining level transition when high data (VCC) is input, reference numeral 'LLS' is a graph for explaining level transition when low data is input, and reference numeral 'UL' is unconfirmed data. Indicates the level of (unknown data).

따라서, 상술한 종래 기술에 따른 반도체장치의 캐패시터 하부전극 레이아웃은 메인 하부전극과 더미 하부전극들 사이의 공간 균일성(space uniformity)을 확보하기 곤란하여 이들 사이에 미세한 단락 부위(s)를 다수 발생시키므로 패키지공정 이후 최종점검시 메모리셀의 가장자리 영역에서 미확인 레벨로의 천이현상이 발생하여 오데이타에 의한 칩의 동작불량을 유발시켜 불필요한 패키지 비용발생 및 수율저하 등의 문제점이 있다.Therefore, the capacitor lower electrode layout of the semiconductor device according to the related art described above is difficult to secure a space uniformity between the main lower electrode and the dummy lower electrodes, and thus generates a large number of minute short-circuits s therebetween. Therefore, during the final inspection after the package process, a transition to an unidentified level occurs at the edge region of the memory cell, causing malfunction of the chip due to the data, causing unnecessary package cost and yield reduction.

따라서, 본 발명의 목적은 디램셀의 가장자리부에 더미 워드라인과 더미 비트라인을 각각 형성하고 더미 비트라인과 만나는 더미 워드라인 및 메인 워드라인 사이에 다수개의 더미 캐패시터를 형성하고, 더미 워드라인과 그 일측에 위치한 메인 워드라인 사이에 더미 캐패시터와 메인 캐패시터를 쌍을 이루도록 형성한 경우, 한 쌍의 더미 캐패시터와 가장자리에 위치한 메인 캐패시터의 하부전극들을 전기적으로 연결하여 캐패시터의 단락에 의한 데이터 손실을 방지하고 프로브 테스트(probe test)시 캐패시터간의 브릿지현상 발생시 리던던시셀로 대치하여 불량수리를 통한 제품의 수율 향상 및 패키지시 비용을 절감시키고, 또한, 하부전극의 유효면적을증대시켜 충분한 캐패시턴스를 확보하도록 한 반도체장치의 캐패시터 레이아웃을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to form a dummy word line and a dummy bit line at the edge of the DRAM cell, and to form a plurality of dummy capacitors between the dummy word line and the main word line that meet the dummy bit line. When the dummy capacitor and the main capacitor are formed in pairs between the main word lines located at one side thereof, the pair of dummy capacitors and the lower electrodes of the main capacitor located at the edges are electrically connected to prevent data loss due to short circuit of the capacitor. In the case of a probe test, when a bridge phenomenon occurs between capacitors, it is replaced with a redundancy cell to improve the yield of the product through defective repair and reduce the cost of packaging, and also increase the effective area of the lower electrode to secure sufficient capacitance. The present invention provides a capacitor layout of a semiconductor device.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 캐패시터 레이아웃은 다수개의 메모리 셀영역과 상기 메모리 셀영역을 둘러싸는 더미메모리 셀영역이 정의된 반도체기판상의 상기 메모리 셀영역에 제 1 방향으로 형성된 워드라인과, 상기 더미메모리 셀영역의 상기 반도체기판상에 상기 워드라인과 평행하게 형성된 더미워드라인과, 상기 워드라인에 연결된 트랜지스터와, 상기 더미워드라인에 연결된 더미트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 소스에 연결된 하부전극을 포함하는 캐패시터와, 상기 더미트랜지스터의 더미소스에 연결된 더미하부전극을 포함하여 이루어진 더미캐패시터와, 상기 하부전극과 상기 더미하부전극을 전기적으로 연결하는 하부전극연결패턴을 포함하여 이루어진다.A capacitor layout of a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object is a word formed in the first direction in the memory cell region on the semiconductor substrate defined a plurality of memory cell region and a dummy memory cell region surrounding the memory cell region A line, a dummy word line formed on the semiconductor substrate in the dummy memory cell region in parallel with the word line, a transistor connected to the word line, a dummy transistor connected to the dummy word line, and a source connected to the transistor. And a dummy capacitor including a capacitor including a lower electrode, a dummy lower electrode connected to a dummy source of the dummy transistor, and a lower electrode connection pattern electrically connecting the lower electrode and the dummy lower electrode.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체장치의 디램의 메인셀과 더미셀 경계부에서의 캐패시터 레이아웃1 illustrates a capacitor layout at a main cell and a dummy cell boundary of a DRAM of a semiconductor device according to the related art.

도 2는 종래 기술에 따른 반도체장치의 메인셀과 더미셀 캐패시터간 브릿지현상에 기인한 레벨천이를 도시한 그래프2 is a graph showing a level shift caused by a bridge phenomenon between a main cell and a dummy cell capacitor of a semiconductor device according to the related art.

도 3은 본 발명에 따른 메인셀 캐패시터와 더미셀 캐패시터의 하부전극을 연결하는 것을 설명하기 위한 회로도3 is a circuit diagram for explaining connecting the lower electrode of the main cell capacitor and the dummy cell capacitor according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 메인셀과 더미셀 캐패시터 하부전극 연결패턴을 갖는 메인셀영역과 더미셀영역이 모두 나타난 반도체 메모리장치의 칩 레이아웃4 is a chip layout of a semiconductor memory device in which both a main cell region and a dummy cell region having a main cell and a dummy cell capacitor lower electrode connection pattern according to the present invention are shown;

도 5는 본 발명에 따른 메인셀과 더미셀 캐패시터의 하부전극패턴에 대한 레이아웃5 is a layout of a lower electrode pattern of a main cell and a dummy cell capacitor according to the present invention;

본 발명은 메모리 셀부의 센스 앰프 방향의 가장자리에 형성되는 캐패시터들의 서로 이웃한 열(column)방향의 더미 하부전극과 정상 하부전극을 하나로 합치도록 레이아웃을 구성하므로서 패턴을 정의하기 용이하고, 이들이 서로 단락되므로 데이터 쓰기와 읽기에서의 문제점이 근본적으로 제거되며, 또한 두 하부전극을 하나로 형성하므로 이들 병합된 하부전극들간의 이격거리 확보 마진이 증가하여 단락을 용이하게 방지할 수 있다.The present invention makes it easy to define a pattern by configuring a layout in which the dummy lower electrodes in the column direction of the capacitors formed on the edges of the sense amplifier direction of the memory cell unit and the normal lower electrode are merged into one, and they are shorted to each other. Therefore, the problem of data writing and reading is fundamentally eliminated, and since the two lower electrodes are formed as one, the separation distance securing margin between these merged lower electrodes is increased, thereby easily preventing a short circuit.

즉, 워드라인은 쓰기와 읽기 기능을 수행할 때 Vpp 또는 Vcc 레벨로 승압되고, 데이터를 유지 내지는 보관시에는 그라운드 레벨을 유지하고 더미 워드라인은 항상그라운드 레벨을 유지시킨다. 이때, 메인 셀부의 가장자리에 위치한 캐패시터의 정전용량을 타 정상 캐패시터의 정전용량보다 약 2배 증가하게 된다.That is, the word line is boosted to the Vpp or Vcc level when performing the write and read functions, maintains the ground level when maintaining or storing data, and the dummy word line always maintains the ground level. At this time, the capacitance of the capacitor located at the edge of the main cell portion is increased by about twice the capacitance of the other normal capacitor.

따라서, 더미 하부전극과 정상 하부전극을 합쳐서 하나의 하부전극으로 형성할 경우, 모든 셀에 데이터 '1'을 쓰면 더미 하부전극과 정상 하부전극이 병합된 하부전극을 갖는 메모리 셀에도 데이터 '1'이 써진다.Therefore, when the dummy lower electrode and the normal lower electrode are combined to form one lower electrode, when the data '1' is written to all the cells, the data '1' is also applied to the memory cell having the lower electrode where the dummy lower electrode and the upper lower electrode are merged. Is written.

일정 시간 경과 후, 이러한 메모리 셀의 데이터를 읽게되면, 병합된 하부전극을 갖는 메모리 셀에서는 더미 하부전극 노드를 통한 누설전류는 정상 하부전극 노드를 통한 누설전류의 레벨과 동등할 것이므로 방전에 의한 데이터 역전(inversion)은 발생하지 않고 데이터 '1'이 읽어진다.After a certain period of time, when data of such a memory cell is read, in a memory cell having a merged lower electrode, the leakage current through the dummy lower electrode node will be equivalent to the level of the leakage current through the normal lower electrode node. Inversion does not occur and data '1' is read.

따라서, 더미 하부전극과 병합된 정상 하부전극은 보다 높은 메모리셀 정전용량을 확보할 수 있고, 다수개의 병합된 하부전극들간의 이격거리를 충분히 확보할 수 있으므로 이들간의 단락(short)을 방지할 수 있다.Accordingly, the normal lower electrode merged with the dummy lower electrode can secure a higher memory cell capacitance and can sufficiently secure the separation distance between the plurality of merged lower electrodes, thereby preventing a short between them. have.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 메인셀 캐패시터와 더미셀 캐패시터의 하부전극을 연결하는 것을 설명하기 위한 회로도이며, 메인 셀부의 가장자리에 더미 셀부가 메인 셀부를 둘러싸는 형태로 칩상에 정의되어 있다.3 is a circuit diagram illustrating a connection between a main cell capacitor and a lower electrode of a dummy cell capacitor according to an exemplary embodiment of the present invention, and the dummy cell part surrounds the main cell part at the edge of the main cell part and is defined on a chip.

도 3을 참조하면, 메인 셀부의 가장자리에 위치한 워드라인(WL)과 행을 이루며 더미워드라인(DWL)이 더미 셀부에 위치한다.Referring to FIG. 3, a dummy word line DWL is positioned in a dummy cell part while forming a row with a word line WL positioned at an edge of the main cell part.

워드라인(WL)과 직교하도록 메인 셀부의 정상 비트라인(BL)이 형성되고, 더미 셀부에는 정상 비트라인(BL)과 평행하게 더미워드라인(DWL)과 직교하도록더미비트라인(DBL)이 형성되어 있다.The normal bit line BL of the main cell portion is formed to be orthogonal to the word line WL, and the dummy bit line DBL is formed in the dummy cell portion to be orthogonal to the dummy word line DWL in parallel with the normal bit line BL. It is.

메인 셀부의 정상 워드라인(WL)에는 정상 캐패시터가 연결된 모스트랜지스터가 연결되고, 더미 셀부의 더미워드라인(DWL)에는 더미캐패시터를 갖는 더미모스트랜지스터가 연결된다.A morph transistor connected to the normal capacitor is connected to the normal word line WL of the main cell unit, and a dummy MOS transistor having a dummy capacitor is connected to the dummy word line DWL of the dummy cell unit.

본 발명의 실시예에서는, 더미캐패시터의 더미하부전극 노드(b)와 정상 캐패시터의 하부전극 노드(a)를 전기적으로 연결하도록 레이아웃을 정한다.In an embodiment of the present invention, a layout is determined to electrically connect the dummy lower electrode node b of the dummy capacitor and the lower electrode node a of the normal capacitor.

도 4는 본 발명에 따른 메인셀과 더미셀 캐패시터 하부전극 연결패턴을 갖는 메인셀영역과 더미셀영역이 모두 나타난 바도체 메모리장치의 칩 레이아웃이고, 도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 메인셀과 더미셀 캐패시터의 하부전극패턴에 대한 레이아웃 부분확대도이다.FIG. 4 is a chip layout of a semiconductor memory device in which both a main cell region and a dummy cell region having a main cell and a dummy cell capacitor lower electrode connection pattern according to the present invention are shown, and FIG. 5 is according to the present invention shown in FIG. A partial enlarged layout view of the lower electrode patterns of the main cell and the dummy cell capacitor.

도 4와 도 5를 참조하면, 하나의 반도체 칩상에 메인 셀부(MC2)가 위치하고, 상기 메인 셀부(MC2)를 둘써싸도록 반도체칩의 가장자리에 더미 셀부(DC2)가 위치한다. 이때, 도시되지는 않았지만, 메인 셀부(MC2)에는 다수개의 정상(normal) 워드라인이 행을 이루며 형성되어 있고, 상기 워드라인과 직교하며 다수개의 정상 비트라인이 형성되어 있다.4 and 5, the main cell unit MC2 is positioned on one semiconductor chip, and the dummy cell unit DC2 is positioned at the edge of the semiconductor chip so as to surround the main cell unit MC2. At this time, although not shown, a plurality of normal word lines are formed in a row in the main cell unit MC2, and a plurality of normal bit lines are orthogonal to the word lines.

더미 셀부(DC2)에는 정상 워드라인 및 정상 비트라인에서 연장되어 동일한 패턴을 갖는 더미워드라인과 더미비트라인이 각각 형성되어 있다.In the dummy cell unit DC2, dummy word lines and dummy bit lines are formed to extend from the normal word line and the normal bit line and have the same pattern.

이와 같은 정상 워드라인 및 정상 비트라인이 교차하는 영역에 의해 정의되는 하나의 정상 메모리 셀에는 하나의 모스트랜지스터가 형성되며, 모스트랜지스터의 게이트는 워드라인과 연결되고 드레인은 비트라인과 연결되며 소스는 캐패시터의 하부전극과 연결된다.One MOS transistor is formed in one normal memory cell defined by the region where the normal word line and the normal bit line cross each other, the gate of the MOS transistor is connected to the word line, the drain is connected to the bit line, and the source is It is connected to the lower electrode of the capacitor.

또한, 더미워드라인 및 더미비트라인이 교차하는 영역에 의해 정의되는 하나의 더미 셀에는 하나의 더미모스트랜지스터가 형성되며, 더미모스트랜지스터의 게이트는 더미워드라인과 연결되고 드레인은 비더미트라인과 연결되며 소스는 더미캐패시터의 하부전극과 연결된다.In addition, one dummy MOS transistor is formed in one dummy cell defined by an area where the dummy word line and the dummy bit line intersect, the gate of the dummy MOS transistor is connected to the dummy word line, and the drain is connected to the non-dermite line. The source is connected to the bottom electrode of the dummy capacitor.

도면 부호 'E'는 메인 셀부(MC2)와 더미 셀부(DC2)의 경계부위를 나타내는 것으로 이 부위(E)에 대한 확대도가 도 5에 도시되어 있다.Reference numeral 'E' denotes a boundary between the main cell portion MC2 and the dummy cell portion DC2, and an enlarged view of the portion E is shown in FIG. 5.

도 5를 참조하면, 도 4에 설명된 레이아웃을 갖는 반도체 칩상에 메인 셀부(MC2)의 각각의 셀에 정상 하부전극(52, 53)과 더미 셀부(DC2)의 각각의 셀에 더미하부전극(50, 51)들이 평행하게 형성되어 있다.Referring to FIG. 5, on the semiconductor chip having the layout illustrated in FIG. 4, each of the normal lower electrodes 52 and 53 and each of the cells of the dummy cell portion DC2 is connected to the cells of the main cell portion MC2. 50 and 51 are formed in parallel.

하나의 정상 하부전극과 대응하는 하나의 더미하부전극이 서로 하부전극연결패턴에 의하여 전기적으로 연결된 형태로 레이아웃을 이룬다. 즉, 도면상 좌측에 위치한 제 1 정상 하부전극(52)은 그에 이웃한 더미 셀부(DC2)의 제 1 더미하부전극(50)과 제 1 하부전극연결패턴(55)에 의하여 연결되고, 도면상 우측에 위치한 제 2 정상 하부전극(53)은 그에 이웃한 더미 셀부(DC2)의 제 2 더미하부전극(56)과 제 2 하부전극연결패턴(56)에 의하여 연결된다.One normal lower electrode and one dummy lower electrode corresponding to each other form a layout in the form of being electrically connected to each other by a lower electrode connection pattern. That is, the first normal lower electrode 52 positioned on the left side of the drawing is connected by the first dummy lower electrode 50 and the first lower electrode connection pattern 55 of the dummy cell unit DC2 adjacent thereto. The second normal lower electrode 53 positioned on the right side is connected by the second dummy lower electrode 56 and the second lower electrode connection pattern 56 of the dummy cell unit DC2 adjacent thereto.

이와 같은 더미 및 정상 하부전극들은 하부전극콘택(도시안함)들을 통하여 불순물 확산영역으로 이루어진 소스들과 각각 전기적으로 연결되며, 하부전극연결패턴에 의하여 전기적으로 연결된 하부전극은 두 개의 하부전극콘택들을 통하여 정상 메모리 셀과 더미 메모리 셀의 소스와 전기적으로 연결된다.The dummy and normal lower electrodes are electrically connected to the sources consisting of impurity diffusion regions through lower electrode contacts (not shown), and the lower electrode electrically connected by the lower electrode connection pattern is connected through two lower electrode contacts. It is electrically connected to a source of a normal memory cell and a dummy memory cell.

본 발명의 실시예에 따라 제조된 워드라인은 쓰기와 읽기 기능을 수행할 때 Vpp 레벨로 승압되고, 데이터를 유지 내지는 보관시에는 그라운드 레벨을 유지하고 더미 워드라인은 항상 그라운드 레벨을 유지시킨다.The word line manufactured according to the embodiment of the present invention is boosted to the Vpp level when performing the write and read functions, maintains the ground level when maintaining or storing data, and the dummy word line always maintains the ground level.

따라서, 모든 셀에 데이터 '1'을 쓰면 더미 하부전극과 정상 하부전극이 병합된 하부전극을 갖는 메모리 셀에도 데이터 '1'이 써진다.Therefore, when data '1' is written to all cells, data '1' is also written to a memory cell having a lower electrode in which a dummy lower electrode and a normal lower electrode are merged.

일정 시간 경과 후, 이러한 메모리 셀의 데이터를 읽게되면, 병합된 하부전극을 갖는 메모리 셀에서는 더미 하부전극 노드를 통한 누설전류는 정상 하부전극 노드를 통한 누설전류의 레벨과 동등할 것이므로 방전에 의한 데이터 역전(inversion)은 발생하지 않고 데이터 '1'이 읽어진다.After a certain period of time, when data of such a memory cell is read, in a memory cell having a merged lower electrode, the leakage current through the dummy lower electrode node will be equivalent to the level of the leakage current through the normal lower electrode node. Inversion does not occur and data '1' is read.

따라서, 더미 하부전극과 병합된 정상 하부전극은 보다 높은 메모리셀 정전용량을 확보할 수 있고, 다수개의 병합된 하부전극들간의 이격거리를 충분히 확보할 수 있으므로 이들간의 단락(short)을 방지할 수 있다.Accordingly, the normal lower electrode merged with the dummy lower electrode can secure a higher memory cell capacitance and can sufficiently secure the separation distance between the plurality of merged lower electrodes, thereby preventing a short between them. have.

따라서, 본 발명은 종래 기술에서의 메인 메모리 셀의 모서리부에서 발생하는 캐패시터의 메인 하부전극과 더미 하부전극 사이에서 발생하는 단락에 의한 쓰기/읽기 동작의 오작동을 효과적으로 방지하며 향상된 캐패시터의 정전용량을 확보할 수 있고, 또한, 프로브 테스트(probe test)시 캐패시터간의 브릿지현상 발생시 리던던시셀로 대치하여 불량수리를 통한 제품의 수율 향상 및 패키지시 비용을 절감시키는 장점이 있다.Accordingly, the present invention effectively prevents malfunction of write / read operations due to a short circuit occurring between the main lower electrode and the dummy lower electrode of the capacitor occurring at the corner of the main memory cell in the prior art and improves the capacitance of the capacitor. In addition, when a probe phenomenon occurs, bridges between capacitors are replaced with redundancy cells, thereby improving the yield of the product through defect repair and reducing the cost of packaging.

Claims (5)

다수개의 메모리 셀영역과 상기 메모리 셀영역을 둘러싸는 더미메모리 셀영역이 정의된 반도체기판상의 상기 메모리 셀영역에 제 1 방향으로 형성된 워드라인과,A word line formed in a first direction in the memory cell region on the semiconductor substrate having a plurality of memory cell regions and a dummy memory cell region surrounding the memory cell region; 상기 더미메모리 셀영역의 상기 반도체기판상에 상기 워드라인과 평행하게 형성된 더미워드라인과,A dummy word line formed on the semiconductor substrate in the dummy memory cell region in parallel with the word line; 상기 워드라인에 연결된 트랜지스터와,A transistor connected to the word line; 상기 더미워드라인에 연결된 더미트랜지스터와,A dummy transistor connected to the dummy word line; 상기 트랜지스터의 소스에 연결된 하부전극을 포함하는 캐패시터와,A capacitor including a lower electrode connected to a source of the transistor; 상기 더미트랜지스터의 더미소스에 연결된 더미하부전극을 포함하여 이루어진 더미캐패시터와,A dummy capacitor including a dummy lower electrode connected to a dummy source of the dummy transistor; 상기 하부전극과 상기 더미하부전극을 전기적으로 연결하는 하부전극연결패턴을 포함하여 이루어진 반도체장치의 캐패시터 레이아웃.And a lower electrode connection pattern electrically connecting the lower electrode and the dummy lower electrode. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 워드라인과 상기 더미워드라인을 각각 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 가로지르도록 형성된 비트라인과 더미비트라인을 더 포함하여 이루어진 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 레이아웃.And a bit line and a dummy bit line formed to traverse the word line and the dummy word line in a second direction perpendicular to the first direction, respectively. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 워드라인/비트라인 및 더미워드라인/더미비트라인은 각각 정상메모리셀과 더미메모리셀을 구성하는 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 레이아웃.And the word line / bit line and the dummy word line / dummy bit line constitute normal memory cells and dummy memory cells, respectively. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 캐패시터는 상기 정상메모리셀에 형성되고 상기 더미캐패시터는 상기 더미메모리셀에 형성되는 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 레이아웃.And the capacitor is formed in the normal memory cell, and the dummy capacitor is formed in the dummy memory cell. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 하부전극연결패턴과 상기 하부전극 및 상기 더미하부전극은 동일한 단계에서 동일한 도전체로 형성된 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 레이아웃.And the lower electrode connection pattern, the lower electrode, and the dummy lower electrode are formed of the same conductor in the same step.
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