KR101446336B1 - Semiconductor memory device having recess type balancing capacitors - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리세스 타입의 밸런싱 커패시터들을 포함하는 반도체 메모리 장치에 대하여 개시된다. 반도체 메모리 장치는, 다수개의 메모리 셀 블락들, 메모리 셀 블락들 중 최외곽 메모리 셀 블락들의 절반의 비트라인들이 제1 입력으로 연결되는 에지 센스 앰프들을 포함하는 에지 센스 앰프 블락, 그리고 에지 센스 앰프들의 제2 입력으로 연결되는 밸런싱 비트라인들을 제공하고 밸런싱 비트라인들과 연결되는 밸런싱 커패시터들을 포함하는 밸런싱 커패시터부를 포함한다. 밸런싱 커패시터들은 밸런싱 비트라인들과 직교하는 방향으로 배치되되, 소정 개의 밸런싱 비트라인들이 배치되는 영역에 걸쳐서 배치되고, 콘택을 통하여 밸런싱 커패시터와 밸런싱 비트라인이 연결되며, 리세스 타입의 커패시턴스 구조물로 형성된다.The present invention is directed to a semiconductor memory device comprising a recessed type of balancing capacitor. The semiconductor memory device includes a plurality of memory cell blocks, an edge sense amplifier block including edge sense amplifiers to which bit lines of half of the outermost memory cell blocks among the memory cell blocks are connected to a first input, And a balancing capacitor portion including balancing capacitors coupled to the balancing bit lines to provide balancing bit lines coupled to a second input. The balancing capacitors are arranged in a direction orthogonal to the balancing bit lines, arranged over a region where a predetermined number of balancing bit lines are arranged, a balancing capacitor and a balancing bit line are connected through a contact, and formed as a recess type capacitance structure do.

에지 더미 셀, 밸런싱 커패시터, 리세스 타입, 에지 센스 앰프 Edge dummy cell, balancing capacitor, recess type, edge sense amplifier

Description

리세스 타입의 밸런싱 커패시터들을 포함하는 반도체 메모리 장치{Semiconductor memory device having recess type balancing capacitors}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a semiconductor memory device having recessed type balancing capacitors,

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히, 리세스 타입의 밸런싱 커패시터를 포함하는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a semiconductor memory device including a recessed type balancing capacitor.

디램(DRAM)에서 비용 절감이 중요시되고 있다. 그로 인하여 칩 사이즈의 축소가 무엇보다도 효과적이다. 지금까지는 미세화 공정 기술을 추진하여 메모리 셀 사이즈를 축소해왔지만, 이제부터는 메모리 배열 방식을 변경하는 것에 의해 칩 사이즈를 축소할 필요가 있다.Cost reduction is becoming more important in DRAMs. Therefore, reduction of chip size is most effective. Until now, miniaturization process technology has been promoted to reduce the size of the memory cell, but from now on it is necessary to reduce the chip size by changing the memory arrangement.

DRAM에서, 1-트랜지스터와 1-커패시터로 구성되는 메모리 셀과 메모리 셀 데이터를 감지 증폭하는 센스 앰프의 배치 방법이 DRAM의 칩 사이즈를 좌우하는 중요한 설계 항목이다. 센스 앰프를 포함하는 메모리 셀 어레이의 배치 방법은 크게 오픈 비트라인 방식과 폴디드 비트라인 방식이 있다.In a DRAM, a method of arranging a memory cell composed of a 1-transistor and a 1-capacitor and a sense amplifier for sensing and amplifying memory cell data is an important design item that determines the DRAM chip size. A method of arranging a memory cell array including a sense amplifier is broadly classified into an open bit line method and a folded bit line method.

오픈 비트라인 방식은, 임의의 워드라인과 비트라인이 교차하는 모든 교점에 메모리 셀이 배치되어, 메모리 셀의 밀도가 가장 크고 작은 면적의 칩을 얻기 위한 적당한 배치 방법이다. 센스 앰프는 전형적으로, 메모리 셀에 저장된 차아지와 알 고 있는 기준(known reference)을 비교한다. 오픈 비트라인 방식에서의 센스 앰프는 서로 다른 메모리 셀 어레이에 연결된 비트라인과 상보 비트라인이 연결된다. 센스 앰프의 배치 설계에서는 2 비트라인 피치(pitch)에 1개의 센스 앰프 블록이 배치된다. 폴디드 비트라인 방식은 4 비트라인 피치에 1개의 센스 앰프가 배치되기 때문에, 오픈 비트라인 방식보다 센스 앰프의 레이아웃 설계가 용이하다. 그러나, 폴디드 비트라인 방식은, 메모리 셀의 면적이 오픈 비트라인 방식에 비해 메모리 셀 면적이 2배가 되기 때문에, 칩 사이즈가 증대되는 문제점이 있다.In the open bit line method, memory cells are arranged at all intersections where an arbitrary word line and a bit line intersect, which is a suitable arrangement method for obtaining a chip having the largest density and a small area of a memory cell. A sense amplifier typically compares a stored reference in a memory cell with a known reference. In a sense amplifier in the open bit line scheme, a complementary bit line is connected to a bit line connected to a different memory cell array. In the layout design of the sense amplifier, one sense amplifier block is arranged at a 2-bit line pitch. In the folded bit line method, since one sense amplifier is disposed in a 4-bit line pitch, the layout design of the sense amplifier is easier than the open bit line method. However, in the folded bit line method, the area of the memory cell is twice as large as that of the open bit line method, so that the chip size is increased.

한편, 오픈 비트라인 방식의 메모리 셀 어레이에서, 최외곽의 메모리 셀 어레이의 비트라인들 중 반은 하나 건너 하나씩 센스 앰프들에 연결되지만, 나머지 반은 더미(dummy)로 남겨지게 된다. 즉, 최외곽 메모리 셀 어레이에는 1/2 블락 사이즈의 더미 셀들이 배열된다. 이에 따라, 전체 메모리 셀 어레이가 만들고자 의도한 메모리 용량보다 더 많은 메모리 셀들이 배열되어, 불필요하게 칩 사이즈 오버해드(overhead)를 갖게 되는 단점이 있다.On the other hand, in the open bit line type memory cell array, half of the bit lines of the outermost memory cell array are connected to the sense amplifiers one by one but the remaining half are left as a dummy. That is, dummy cells of a half block size are arranged in the outermost memory cell array. Thus, there is a disadvantage in that the memory cells are arranged more than the intended memory capacity of the entire memory cell array, thereby unnecessarily oversizing the chip size.

본 발명의 목적은 에지 더미 셀들을 리세스 타입의 밸런싱 커패시터들로 대체하는 반도체 메모리 장치를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device which replaces edge dummy cells with recessed type balancing capacitors.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 반도체 메모리 장치는, 다수개의 메모리 셀 블락들, 메모리 셀 블락들 사이에 배치되고 인접한 메모리 셀 블락들의 비트라인들이 연결되는 센스 앰프들을 포함하는 센스 앰프 블락들, 메모리 셀 블락들 중 최외곽 메모리 셀 블락들의 절반의 비트라인들이 제1 입력으로 연결되는 에지 센스 앰프들을 포함하는 에지 센스 앰프 블락, 에지 센스 앰프들의 제2 입력으로 연결되는 밸런싱 비트라인들을 제공하고 밸런싱 비트라인들과 연결되는 밸런싱 커패시터들을 포함하는 밸런싱 커패시터부를 포함한다. 밸런싱 커패시터들은 밸런싱 비트라인들과 직교하는 방향으로 배치되되, 소정 개의 밸런싱 비트라인들이 배치되는 영역에 걸쳐서 배치되고, 콘택을 통하여 밸런싱 커패시터와 밸런싱 비트라인이 연결되며, 리세스 타입의 커패시턴스 구조물로 형성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device including a plurality of memory cell blocks, a sense amplifier including sense amplifiers connected between bit lines of adjacent memory cell blocks disposed between the memory cell blocks, Blocks, half of the outermost memory cell blocks among the memory cell blocks, are connected to the first input, and the balance sense bit lines connected to the second inputs of the sense amplifiers And a balancing capacitor portion including balancing capacitors coupled to the balancing bit lines. The balancing capacitors are arranged in a direction orthogonal to the balancing bit lines, arranged over a region where a predetermined number of balancing bit lines are arranged, a balancing capacitor and a balancing bit line are connected through a contact, and formed as a recess type capacitance structure do.

본 발명의 실시예들에 따라, 밸런싱 커패시터들은, 반도체 기판에 형성되고 밸런싱 커패시터의 하부 도전막 역할을 하는 N-웰 영역, 반도체 기판의 표면으로부터 N-웰 내부로 리세스 타입으로 형성으로 형성되고 도전막질로 매립된 콘택을 통하여 밸런싱 비트라인과 접촉하는 상부 도전막, 그리고 N-웰 영역과 상부 도전막 사이에 리세스 타입으로 형성된 유전막을 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the balancing capacitors are formed in an N-well region formed in the semiconductor substrate and serving as a lower conductive film of the balancing capacitor, a recessed type formed in the N-well from the surface of the semiconductor substrate An upper conductive film in contact with the balancing bit line through the contact embedded in the conductive film, and a dielectric film formed in the recessed type between the N-well region and the upper conductive film.

본 발명의 실시예들에 따라, 반도체 메모리 장치는 N-웰 영역이 N-플러그 영역을 통하여 접지 전압으로 바이어스될 수 있고, N-웰 영역의 주변 바깥의 반도체 기판이 P-플러그 영역을 통하여 접지 전압으로 바이어스될 수 있다.According to embodiments of the present invention, the semiconductor memory device may be configured such that the N-well region can be biased to the ground voltage through the N-plug region and the semiconductor substrate outside the periphery of the N- Voltage. ≪ / RTI >

본 발명의 실시예들에 따라, 메모리 셀 블락들은, 워드라인들과 비트라인들이 교차하는 모든 교점에 메모리 셀들이 배치되는 오픈 비트 라인 구조를 갖을 수 있다.According to embodiments of the present invention, memory cell blocks may have an open bit line structure in which memory cells are disposed at all intersections where word lines and bit lines intersect.

본 발명의 실시예들에 따라, 밸런싱 커패시터들은 최외곽 메모리 셀 블락의 비트라인들의 커패시턴스와 동일한 커패시턴스를 갖도록 설정될 수 있다.According to embodiments of the present invention, the balancing capacitors may be set to have the same capacitance as the capacitance of the bit lines of the outermost memory cell block.

본 발명의 실시예들에 따라, 에지 센스 앰프들은, 에지 센스 앰프들을 활성화시키는 센싱 인에이블 신호에 응답하여 밸런싱 비트라인과 에지 센스 앰프의 제2 입력을 연결시키는 스위칭부를 더 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the edge sense amplifiers may further include a switching unit for connecting a balancing bit line and a second input of the edge sense amplifier in response to a sensing enable signal for activating the edge sense amplifiers.

본 발명의 실시예들에 따라, 에지 센스 앰프들은 센스 앰프와 동일하게 구성되고, 에지 센스 앰프를 구성하는 트랜지스터들은 센스 앰프들을 구성하는 트랜지스터들의 사이즈보다 크게 설정될 수 있다.According to embodiments of the present invention, the edge sense amplifiers are configured the same as the sense amplifiers, and the transistors constituting the edge sense amplifier can be set larger than the sizes of the transistors constituting the sense amplifiers.

본 발명의 실시예들에 따라, 센스 앰프와 상기 에지 센스 앰프 각각은, 이퀄라이징 신호에 응답하여 비트라인과 밸런싱 비트라인을 비트라인 프리차아지 전압으로 프리차아지시키는 이퀄라이저부, 센스 앰프와 에지 센스 앰프를 활성화시키는 센싱 인에이블 신호에 응답하여 선택되는 워드라인과 연결된 메모리 셀 블락의 메모리 셀 데이터를 감지 증폭하여 비트라인과 밸런싱 비트라인을 차아지 셰어링시키는 센싱부, 그리고 칼럼 선택 신호에 응답하여 비트라인과 밸런싱 비트라인의 데이터를 데이터 라인 쌍으로 전달하는 데이터 라인 선택부를 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, each of the sense amplifier and the edge sense amplifier includes an equalizer section for precharging the bit line and the balancing bit line to the bit line precharge voltage in response to the equalizing signal, a sense amplifier, A sensing unit for sensing and amplifying memory cell data of a memory cell block connected to a word line selected in response to a sensing enable signal for activating an amplifier to charge-balance the bit line and the balancing bit line, And a data line selector for transferring the data of the bit line and the balancing bit line to the data line pair.

본 발명의 실시예들에 따라, 센싱부는, 전원 전압으로 구동되는 제1 전원 라인에 연결되고 비트라인과 밸런싱 비트라인에 교차 연결되는 피모스 트랜지스터들로 구성되는 제1 센싱부, 그리고 접지 전압으로 구동되는 제2 전원 라인에 연결되고 비트라인과 밸런싱 비트라인에 교차 연결되는 엔모스 트랜지스터들로 구성되는 제2 센싱부를 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the sensing unit includes a first sensing unit connected to a first power supply line driven by a power supply voltage and configured by PMOS transistors cross-connected to a bit line and a balancing bit line, And a second sensing unit connected to a second power line to be driven and composed of NMOS transistors cross-connected to the bit line and the balancing bit line.

상술한 본 발명의 반도체 메모리 장치에 의하면, 종래의 에지 더미 셀을 밸런싱 커패시터로 교체하고, 단위 면적당 커패시턴스 값이 큰 리세스 타입의 밸런싱 커패시터를 이용하여 칩 사이즈를 줄인다.According to the semiconductor memory device of the present invention, a conventional edge dummy cell is replaced with a balancing capacitor, and a chip size is reduced by using a recessed type balancing capacitor having a large capacitance per unit area.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which are provided for explaining exemplary embodiments of the present invention, and the contents of the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하는 도면이다. 도 1에서, 전형적인 오픈 비트라인 구조의 메모리 셀 어레이(10)와 본 발명의 오픈 비트라인 구조의 메모리 셀 어레이(20)를 비교 설명한다. 전형적인 오픈 비트라인 구조의 메모리 셀 어레이(10)는 다수개의 메모리 셀 블락들(11, 12, 13, 14)이 배열되고, 메모리 셀 블락들(11, 12, 13, 14) 사이에 센스 앰프들(15, 16, 17, 18)이 배치된다. 메모리 셀 블락들(11, 12, 13, 14)에는 워드라인들과 비트라인들이 교차하는 교점에 1-트랜지스터와 1-커패시터로 구성되는 DRAM 셀들이 배열된다. 메모리 셀 어레이(10)의 최외곽(edge)에 배치되는 메모리 셀 블락(11, 14) 각각은, 비트라인들 중 반은 센스 앰프들(15, 18)에 연결되지만, 나머지 반은 더미(dummy)로 남겨지게 된다. 최외곽 메모리 셀 블락들(11, 14) 내 더미 비트라인들에 연결되 는 메모리 셀들로 인한 칩 사이즈 오버해드를 없애기 위하여, 본 발명의 오픈 비트라인 구조의 메모리 셀 어레이(20)가 제공된다.1 is a view illustrating a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. 1, a memory cell array 10 of a typical open bit line structure is compared with a memory cell array 20 of an open bit line structure of the present invention. The memory cell array 10 having a typical open bit line structure includes a plurality of memory cell blocks 11, 12, 13 and 14 arranged therein and sense amplifiers 11, 12, 13 and 14, (15, 16, 17, 18) are arranged. In the memory cell blocks 11, 12, 13, and 14, DRAM cells composed of a 1-transistor and a 1-capacitor are arranged at an intersection where word lines and bit lines cross each other. Each of the memory cell blocks 11 and 14 disposed at the outermost edge of the memory cell array 10 has half of the bit lines connected to sense amplifiers 15 and 18, ). In order to eliminate the chip size overhead due to the memory cells connected to the dummy bit lines in the outermost memory cell blocks 11 and 14, the memory cell array 20 of the open bit line structure of the present invention is provided.

본 발명의 오픈 비트라인 구조의 메모리 셀 어레이(20)는, 워드라인들과 비트라인들이 교차하는 교점에 1-트랜지스터와 1-커패시터로 구성되는 DRAM 셀들을 갖는 다수개의 메모리 셀 블락들(21, 22, 23)이 배열되고, 메모리 셀 블락들(21, 22, 23) 사이에 센스 앰프들(24, 25, 26)이 배치된다. 메모리 셀 어레이(20)의 최외곽에 배치되는 메모리 셀 블락(21, 23) 각각은 에지 센스 앰프 블락들(27. 28)과 연결된다. 에지 센스 앰프 블락들(27, 28)은 에지 센스 앰프(30, 31)와 밸런싱 커패시터부(32, 33)를 포함한다.The memory cell array 20 of the open bit line structure of the present invention has a plurality of memory cell blocks 21, 21, 22, and 23 having DRAM cells each consisting of a 1-transistor and a 1-capacitor at an intersection at which word lines and bit lines cross, 22 and 23 are arranged and sense amplifiers 24, 25 and 26 are arranged between the memory cell blocks 21, 22 and 23, respectively. Each of the memory cell blocks 21 and 23 disposed at the outermost portion of the memory cell array 20 is connected to the edge sense amplifier blocks 27 and 28. The edge sense amplifier blocks 27 and 28 include edge sense amplifiers 30 and 31 and balancing capacitor portions 32 and 33.

에지 센스 앰프(30, 31)은 메모리 셀 블락(21, 23) 내 절반의 비트라인들(이하, "비트라인"이라 칭한다)과 연결되고, 이 비트라인과 연결되는 메모리 셀 데이터를 센싱하는 경우 기준 전압 레벨을 잡아주는 밸런싱 비트라인(이하, "상보 비트라인"이라 칭한다)에 연결된 밸런싱 커패시터들과 연결된다. 에지 센스 앰프(30, 31)는, 비트라인의 커패시턴스와 상보 비트라인의 커패시턴스가 서로 다르면 비트라인 프리차아지시 노이즈가 유발되어 센싱 동작이 방해 받게 된다. 이에 따라, 비트라인의 커패시턴스와 균등하게 상보 비트라인의 커패시턴스를 맞춰주기 위하여, 상보 비트라인에 밸런싱 커패시터를 연결한다.The edge sense amplifiers 30 and 31 are connected to half the bit lines (hereinafter referred to as "bit lines") in the memory cell blocks 21 and 23 and sense memory cell data connected to the bit lines Is connected to balancing capacitors connected to a balancing bit line (hereinafter referred to as "complementary bit line") for holding a reference voltage level. If the capacitance of the bit line and the capacitance of the complementary bit line are different from each other, the edge sense amplifiers 30 and 31 cause the bit line precharge instruction noise to be interfered with the sensing operation. Accordingly, a balancing capacitor is connected to the complementary bit line to equalize the capacitance of the complementary bit line to the capacitance of the bit line equally.

도 2는 도 1의 에지 센스 앰프(30)를 설명하는 도면이다. 도 2를 참조하면, 에지 센스 앰프(30)는 이퀄라이저부(34), 센싱부(35a, 35b) 그리고 데이터 라인 선택부(36)를 포함한다. 에지 센스 앰프(30)는 센스 앰프 블락(24, 25, 26) 내 노멀 센스 앰프 및 에지 센스 앰프(31)와 동일하다. 이퀄라이저부(34)는 이퀄라이징 신호(PEQ)에 응답하여 비트라인(BL)과 상보 비트라인(BLB)을 비트라인 프리차아지 전압(VBL)으로 프리차아지시킨다. 센싱부(35a, 35b)는, 센싱 인에이블 신호(SAE, /SAE)에 응답하여, 선택되는 워드라인(WL)과 연결된 메모리 셀 블락(21)의 메모리 셀(MC) 데이터를 감지 증폭한다. 제1 센싱부(35a)는 전원 전압(VDD)으로 구동되는 제1 전원 라인(LA)에 연결되고, 비트라인(BL)과 상보 비트라인(BLB)에 교차 연결되는 피모스 트랜지스터들로 구성된다. 제2 센싱부(35b)는 접지 전압(VSS)으로 구동되는 제2 전원 라인(LAB)에 연결되고, 비트라인(BL)과 상보 비트라인(BLB)에 교차 연결되는 엔모스 트랜지스터들로 구성된다. 데이터 라인 선택부(36)는, 칼럼 선택 신호(CSL)에 응답하여 비트라인 쌍(BL, BLB)의 데이터를 데이터 라인 쌍(DL, DLB)으로 전달한다. 에지 센스 앰프(30)는, 도 1의 센스 앰프 블락(24, 25, 26) 내 노멀 센스 앰프와 동일하다. 에지 센스 앰프(30)의 센싱부(35a, 35b) 내 피모스 트랜지스터들과 엔모스 트랜지스터들의 사이즈를 노멀 센스 앰프(24, 25, 26)에 비하여 크게 함으로써, 에지 센스 앰프(30)의 센싱 특성을 향상시킨다.Fig. 2 is a view for explaining the edge sense amplifier 30 of Fig. 2, the edge sense amplifier 30 includes an equalizer unit 34, sensing units 35a and 35b, and a data line selection unit 36. As shown in FIG. The edge sense amplifier 30 is the same as the normal sense amplifier and the edge sense amplifier 31 in the sense amplifier blocks 24, 25, The equalizer 34 precharges the bit line BL and the complementary bit line BLB to the bit line precharge voltage VBL in response to the equalizing signal PEQ. The sensing units 35a and 35b sense and amplify the memory cell MC data of the memory cell block 21 connected to the selected word line WL in response to the sensing enable signals SAE and / SAE. The first sensing unit 35a is composed of PMOS transistors connected to the first power line LA driven by the power supply voltage VDD and cross-connected to the bit line BL and the complementary bit line BLB . The second sensing unit 35b is composed of NMOS transistors connected to the second power supply line LAB driven by the ground voltage VSS and cross-connected to the bit line BL and the complementary bit line BLB . The data line selection unit 36 transfers the data of the bit line pair BL and BLB to the data line pair DL and DLB in response to the column selection signal CSL. The edge sense amplifier 30 is the same as the normal sense amplifier in the sense amp blocks 24, 25, and 26 of Fig. The sizes of the PMOS transistors and the NMOS transistors in the sensing portions 35a and 35b of the edge sense amplifier 30 are made larger than those of the normal sense amplifiers 24 and 25 and 26, .

도 3은 도 1의 밸런싱 커패시터부(32)를 구체적으로 설명하는 도면이다. 도 3을 참조하면, 밸런싱 커패시터부(32)는 밸런싱 비트라인(BBL)과 접지 전압(VSS) 사이에 연결되는 밸런싱 커패시터들(BCap)과, 센싱 인에이블 신호(SAE)에 응답하여 밸런싱 비트라인(BBL)과 에지 센스 앰프(30)의 상보 비트라인(BLB)을 연결시키는 스위칭부(60)를 포함한다. 스위칭부(60)는 밸런싱 비트라인(BBL)과 상보 비트라인(BLB) 사이에 연결되는 엔모스 트랜지스터들로 구성된다. 밸런싱 커패시터 들(BCap)은 도 4에 도시된 바와 같이 배치된다.FIG. 3 is a view for explaining the balancing capacitor unit 32 of FIG. 1 in detail. 3, the balancing capacitor unit 32 includes balancing capacitors BCap connected between a balancing bit line BBL and a ground voltage VSS, and a balancing capacitor 32 connected between the balancing bit line BBL in response to a sensing enable signal SAE. (BBL) of the edge sense amplifier 30 and a complementary bit line (BLB) of the edge sense amplifier 30. The switching unit 60 is composed of the NMOS transistors connected between the balancing bit line BBL and the complementary bit line BLB. Balancing capacitors BCap are arranged as shown in FIG.

도 4을 참조하면, 에지 센스 앰프(30)의 상보 비트라인들(BLB0-BLB3)의 나란하게 밸런싱 커패시터부(32) 내 밸런싱 비트라인들(BBL0-BBL3)이 배치된다. 밸런싱 비트라인들(BBL0-BBL3)과 직교하는 방향으로 밸런싱 커패시터들(70, 71, 72, 73)이 배치된다. 밸런싱 커패시터들(70, 71, 72, 73)은 콘택(80, 81, 82, 83)을 통하여 밸런싱 비트라인들(BBL0-BBL3)과 연결된다. 본 실시에서는 밸런싱 커패시터(70, 71, 72, 73) 각각이 4개의 밸런싱 비트라인들(BBL0-BBL3)에 걸쳐서 배치되는 것으로 설명되고 있다. 이는 에지 센스 앰프(30)에 연결되는 비트라인(BL0-BL3) 각각의 커패시턴스와 동일한 커패시턴스를 갖는 밸런싱 커패시터(70, 71, 72, 73)를 구현하기 위하여 4개의 밸런싱 비트라인들(BBL0-BBL3)이 배치되는 영역을 필요로 한다는 것을 의미한다. 밸런싱 커패시터들(70, 71, 72, 73)은 면적을 최소화하기 위하여 리세스(Resess) 타입의 커패시턴스 구조물로 형성할 수 있다. 리세스 타입의 커패시턴스 구조물은 그 유형에 따라 단위 면적당 커패시턴스 값이 커지게 되는 데, 이 경우 본 실시예와는 달리 3개의 밸런싱 비트라인들(BBL0-BBL2)에 걸쳐서 밸런싱 커패시터들(70, 71, 72)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 밸런싱 커패시터(73)가 차지하는 면적이 줄어들어, 밸런싱 커패시터부(32)의 면적이 줄어들고, 메모리 셀 어레이(20, 도 1)의 면적도 줄어든다.Referring to FIG. 4, the balancing bit lines BBL0-BBL3 in the balancing capacitor portion 32 are arranged in parallel with the complementary bit lines BLB0-BLB3 of the edge sense amplifier 30. [ Balancing capacitors 70, 71, 72, and 73 are disposed in a direction orthogonal to the balancing bit lines BBL0 to BBL3. The balancing capacitors 70, 71, 72 and 73 are connected to the balancing bit lines BBL0-BBL3 via the contacts 80, 81, 82 and 83, respectively. In the present embodiment, each of the balancing capacitors 70, 71, 72, and 73 is described as being disposed over four balancing bit lines BBL0 to BBL3. This is accomplished by using four balancing bit lines BBL0-BBL3 to implement the balancing capacitors 70, 71, 72, 73 having the same capacitance as the respective capacitances of the bit lines BL0-BL3 connected to the edge sense amplifier 30. [ ) Is required to be disposed. The balancing capacitors 70, 71, 72, and 73 may be formed of a resistive type capacitance structure to minimize the area. Capacitance structures of the recess type are increased in capacitance per unit area according to the type thereof. In this case, the balancing capacitors 70, 71, and 71 are provided across three balancing bit lines (BBL0 to BBL2) 72 may be formed. As a result, the area occupied by the balancing capacitor 73 is reduced, the area of the balancing capacitor portion 32 is reduced, and the area of the memory cell array 20 (FIG. 1) is also reduced.

도 5는 도 4의 밸런싱 커패시터부(32)의 A 부분을 확대한 도면이다. 도 5를 참조하면, 밸런싱 커패시터(72, 73)는 액티브 영역(85) 위에 유전막(91)과 제1 내지 제3 상부 도전막들(92, 93, 94)이 배치된 구조를 갖는다. 밸런싱 커패시터(72) 와 밸런싱 비트라인(BBL2)을 연결하는 콘택(82) 영역의 X-X' 단면도는 도 6과 같다.5 is an enlarged view of part A of the balancing capacitor unit 32 of FIG. 5, the balancing capacitors 72 and 73 have a structure in which the dielectric film 91 and the first to third upper conductive films 92, 93, and 94 are disposed on the active region 85. The X-X 'cross-sectional view of the region of the contact 82 connecting the balancing capacitor 72 and balancing bit line BBL2 is shown in FIG.

도 6을 참조하면, 제1 도전형, 예컨대 P형의 반도체 기판(100) 위에 N-웰(90)이 형성되어 있다. N-웰(90)은 밸런싱 커패시터(72)의 하부 도전막 역할을 한다. N-웰(90) 내에는 리세스 타입의 유전막(91)이 형성되어 있고, 유전막(91) 위로 제1 상부 도전막이(92)이 리세스 타입으로 형성되어 있다. 제1 상부 도전막(92) 위로 제2 및 제3 상부 도전막들(93, 94)이 차례로 적층되어 있다. 밸런싱 비트라인(BBL2)은 도전막질로 매립된 콘택(82)을 통하여 제2 상부 도전막(93)과 연결되어 있다. N-웰(90)은 N-플러그(95)를 통하여 접지 전압(VSS)으로 바이어스되어 있고, N-웰(90) 바깥의 P형의 반도체 기판(100)도 P-플러그(96)를 통하여 접지 전압(VSS)으로 바이어스되어 있다.Referring to FIG. 6, an N-well 90 is formed on a semiconductor substrate 100 of a first conductivity type, for example, a P-type. The N-well 90 serves as the lower conductive film of the balancing capacitor 72. A recess type dielectric film 91 is formed in the N-well 90 and a first upper conductive film 92 is formed on the dielectric film 91 in a recessed manner. Second and third upper conductive films 93 and 94 are sequentially stacked on the first upper conductive film 92. The balancing bit line BBL2 is connected to the second upper conductive film 93 through the contact 82 embedded in the conductive film. The N-well 90 is biased to the ground voltage VSS through the N-plug 95 and the P-type semiconductor substrate 100 outside the N-well 90 is also biased via the P- And is biased at the ground voltage VSS.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명하는 도면이다.1 is a view illustrating a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 에지 센스 앰프를 설명하는 도면이다.2 is a view for explaining the edge sense amplifier of Fig.

도 3은 도 1의 밸런싱 커패시터부를 설명하는 도면이다.3 is a view for explaining the balancing capacitor unit of FIG.

도 4는 도 3의 밸런싱 커패시터부 내 밸런싱 커패시터들의 배치를 설명하는 도면이다.Figure 4 is a diagram illustrating the placement of balancing capacitors in the balancing capacitor portion of Figure 3;

도 5는 도 4의 밸런싱 커패시터부의 A 부분을 확대한 도면이다.5 is an enlarged view of a portion A of the balancing capacitor portion of FIG.

도 6은 도 5의 밸런싱 커패시터의 X-X' 단면도를 나타내는 도면이다.6 is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of the balancing capacitor of FIG.

Claims (10)

다수개의 메모리 셀 블락들;A plurality of memory cell blocks; 상기 메모리 셀 블락들 사이에 배치되고, 인접한 상기 메모리 셀 블락들의 비트라인들이 연결되는 센스 앰프들을 포함하는 센스 앰프 블락들;Sense amplifier blocks disposed between the memory cell blocks, the sense amplifier blocks including sense amplifiers to which bit lines of adjacent memory cell blocks are connected; 상기 메모리 셀 블락들 중 최외곽 메모리 셀 블락들의 절반의 비트라인들이 제1 입력으로 연결되는 에지 센스 앰프들을 포함하는 에지 센스 앰프 블락; 및An edge sense amplifier block including edge sense amplifiers in which bit lines of half the outermost memory cell blocks of the memory cell blocks are connected to a first input; And 상기 에지 센스 앰프들의 제2 입력으로 연결되는 밸런싱 비트라인들을 제공하고, 상기 밸런싱 비트라인들과 연결되는 밸런싱 커패시터들을 포함하는 밸런싱 커패시터부를 구비하고,And a balancing capacitor unit providing balancing bit lines connected to a second input of the edge sense amplifiers and including balancing capacitors connected to the balancing bit lines, 상기 밸런싱 커패시터들은 상기 밸런싱 비트라인들과 직교하는 방향으로 배치되되, 소정 개의 밸런싱 비트라인들이 배치되는 영역에 걸쳐서 배치되고, 콘택을 통하여 상기 밸런싱 커패시터와 상기 밸런싱 비트라인이 연결되며, 리세스 타입의 커패시턴스 구조물로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.Wherein the balancing capacitors are arranged in a direction orthogonal to the balancing bit lines and disposed over a region where predetermined balancing bit lines are disposed, the balancing capacitor is connected to the balancing bit line via a contact, Wherein the memory cell is formed of a capacitance structure. 제1항에 있어서, 상기 밸런싱 커패시터들은2. The method of claim 1, wherein the balancing capacitors 반도체 기판에 형성되고, 상기 밸런싱 커패시터의 하부 도전막 역할을 하는 N-웰 영역; An N-well region formed in the semiconductor substrate and serving as a lower conductive film of the balancing capacitor; 상기 반도체 기판의 표면으로부터 상기 N-웰 내부로 리세스 타입으로 형성으로 형성되고, 도전막질로 매립된 상기 콘택을 통하여 상기 밸런싱 비트라인과 접촉 하는 상부 도전막; 및 An upper conductive layer formed in a recess type from the surface of the semiconductor substrate into the N-well and contacting the balancing bit line through the contact embedded in the conductive film; And 상기 N-웰 영역과 상기 상부 도전막 사이에 리세스 타입으로 형성된 유전막을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And a dielectric film formed in a recessed manner between the N-well region and the upper conductive film. 제2항에 있어서, 상기 반도체 메모리 장치는The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the semiconductor memory device 상기 N-웰 영역이 N-플러그 영역을 통하여 접지 전압으로 바이어스되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치. And the N-well region is biased to a ground voltage through the N-plug region. 제3항에 있어서, 상기 반도체 메모리 장치는The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the semiconductor memory device 상기 N-웰 영역의 주변 바깥의 상기 반도체 기판이 P-플러그 영역을 통하여 상기 접지 전압으로 바이어스되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치. And the semiconductor substrate outside the periphery of the N-well region is biased to the ground voltage through the P-plug region. 제1항에 있어서, 상기 메모리 셀 블락들은,The memory cell block of claim 1, 워드라인들과 비트라인들이 교차하는 모든 교점에 메모리 셀들이 배치되는 오픈 비트 라인 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And an open bit line structure in which memory cells are arranged at all intersections where word lines and bit lines intersect. 제1항에 있어서, 상기 밸런싱 커패시터들은2. The method of claim 1, wherein the balancing capacitors 상기 최외곽 메모리 셀 블락의 비트라인들의 커패시턴스와 동일한 커패시턴스를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And a capacitance equal to a capacitance of bit lines of the outermost memory cell block. 제1항에 있어서, 상기 에지 센스 앰프들은 2. The apparatus of claim 1, wherein the edge sense amplifiers 상기 에지 센스 앰프들을 활성화시키는 센싱 인에이블 신호에 응답하여, 상기 밸런싱 비트라인과 상기 에지 센스 앰프의 상기 제2 입력을 연결시키는 스위칭부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.Further comprising a switching unit for connecting the balancing bit line and the second input of the edge sense amplifier in response to a sensing enable signal for activating the edge sense amplifiers. 제1항에 있어서, 상기 에지 센스 앰프들은2. The apparatus of claim 1, wherein the edge sense amplifiers 상기 센스 앰프와 동일하게 구성되고, 상기 에지 센스 앰프를 구성하는 트랜지스터들은 상기 센스 앰프들을 구성하는 트랜지스터들의 사이즈보다 큰 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And the transistors constituting the edge sense amplifier are larger than the sizes of the transistors constituting the sense amplifiers. 제8항에 있어서, 상기 센스 앰프와 상기 에지 센스 앰프 각각은9. The apparatus of claim 8, wherein each of the sense amplifier and the edge sense amplifier 이퀄라이징 신호에 응답하여 상기 비트라인과 상기 밸런싱 비트라인을 비트라인 프리차아지 전압으로 프리차아지시키는 이퀄라이저부;An equalizer for precharging the bit line and the balancing bit line to a bit line pre-charge voltage in response to an equalizing signal; 상기 센스 앰프와 상기 에지 센스 앰프를 활성화시키는 센싱 인에이블 신호에 응답하여, 선택되는 워드라인과 연결된 상기 메모리 셀 블락의 메모리 셀 데이터를 감지 증폭하여 상기 비트라인과 상기 밸런싱 비트라인을 차아지 셰어링시키는 센싱부; 및Sensing and amplifying memory cell data of the memory cell block connected to a selected word line in response to a sensing enable signal for activating the sense amplifier and the edge sense amplifier to charge the bit line and the balancing bit line Sensing unit; And 칼럼 선택 신호에 응답하여 상기 비트라인과 상기 밸런싱 비트라인의 데이터를 데이터 라인 쌍으로 전달하는 데이터 라인 선택부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And a data line selector for transferring data of the bit line and the balancing bit line to a pair of data lines in response to a column select signal. 제9항에 있어서, 상기 센싱부는10. The apparatus of claim 9, wherein the sensing unit 전원 전압으로 구동되는 제1 전원 라인에 연결되고, 상기 비트라인과 상기 밸런싱 비트라인에 교차 연결되는 피모스 트랜지스터들로 구성되는 제1 센싱부; 및A first sensing unit connected to a first power supply line driven by a power supply voltage and configured by the PMOS transistors cross-connected to the bit line and the balancing bit line; And 접지 전압으로 구동되는 제2 전원 라인에 연결되고, 상기 비트라인과 상기 밸런싱 비트라인에 교차 연결되는 엔모스 트랜지스터들로 구성되는 제2 센싱부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And a second sensing unit coupled to a second power supply line driven by a ground voltage and comprising NMOS transistors cross-connected to the bit line and the balancing bit line.
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