KR19990084465A - Memory Cells in Semiconductor Devices - Google Patents

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KR19990084465A
KR19990084465A KR1019980016235A KR19980016235A KR19990084465A KR 19990084465 A KR19990084465 A KR 19990084465A KR 1019980016235 A KR1019980016235 A KR 1019980016235A KR 19980016235 A KR19980016235 A KR 19980016235A KR 19990084465 A KR19990084465 A KR 19990084465A
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conductive line
line
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lines
memory cell
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KR1019980016235A
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Inventor
성양수
노태훈
Original Assignee
김영환
현대반도체 주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체장치의 메모리 셀에 관한 것으로서 특히, 1 개의 트랜지스터와 1 개의 캐패시터로 이루어진 셀의 구조를 복수의 트랜지스터와 복수의 캐패시터로 이루어진 단위셀로 이루어진 메모리 셀을 구성하므로서 멀티-밸류 센싱에 적합하도록 한 반도체장치의 멀티-트랜지스터 메모리 셀 구조에 관한 것이다. 본 발명은 반도체기판과, 반도체기판에 행과 열을 이루며 형성된 복수개의 활성영역과, 활성영역과 직교하며 활성영역 상부에 형성되고 서로 이격되어 있는 복수개의 제 1 내지 제 6 도전성 라인패턴과, 활성영역을 포함하는 상기 반도체기판 표면과 상기 제 1 내지 제 6 도전성 라인패턴을 덮는 절연층과, 활성영역과 평행하며 활성영역 상부의 절연층 위에 교대로 행을 이루며 형성된 복수개의 제 7 도전성라인과, (제 1 도전성라인과 제 2 도전성라인), (제 2 도전성라인과 제 3 도전성라인), (제 4 도전성 라인과 제 5 도전성 라인), (제 5 도전성 라인과 제 6 도전성 라인) 사이에 각각 형성되고 절연층과 제 7 도전성라인을 관통하며 형성된 복수개의 스토리지노드 콘택과, 각각의 스토리지노드 콘택과 전기적으로 연결되어 제 7 도전성라인 위에 형성된 캐패시터와, 제 3 도전성라인 패턴과 제 4 도전성라인 패턴 사이의 활성영역과 제 7 도전성라인을 전기적으로 연결하는 비트라인콘택으로 이루어진다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a memory cell of a semiconductor device. In particular, the structure of a cell consisting of one transistor and one capacitor constitutes a memory cell consisting of a unit cell consisting of a plurality of transistors and a plurality of capacitors, and is suitable for multi-value sensing. The present invention relates to a multi-transistor memory cell structure of a semiconductor device. The present invention provides a semiconductor substrate, a plurality of active regions formed in rows and columns on the semiconductor substrate, a plurality of first to sixth conductive line patterns orthogonal to the active region and formed on the active region and spaced apart from each other; An insulating layer covering the surface of the semiconductor substrate including the region and the first to sixth conductive line patterns, and a plurality of seventh conductive lines formed in alternating rows on the insulating layer in parallel with the active region and over the active region; Between the first conductive line and the second conductive line, the second conductive line and the third conductive line, the fourth conductive line and the fifth conductive line, and the fifth conductive line and the sixth conductive line, respectively. A plurality of storage node contacts formed through the insulating layer and the seventh conductive line and electrically connected to the respective storage node contacts and formed on the seventh conductive line. It comprises a rotor and a third conductive line pattern and the fourth conductive line to bit line contact electrically coupled to the active region and the seventh conductive line between the patterns.

Description

반도체장치의 메모리 셀Memory Cells in Semiconductor Devices

본 발명은 반도체장치의 메모리 셀에 관한 것으로서 특히, 1 개의 트랜지스터와 1 개의 캐패시터로 이루어진 셀의 구조를 복수의 트랜지스터와 복수의 캐패시터로 이루어진 단위셀로 이루어진 메모리 셀을 구성하므로서 멀티-밸류 센싱에 적합하도록 한 반도체장치의 멀티-트랜지스터 메모리 셀 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a memory cell of a semiconductor device. In particular, the structure of a cell consisting of one transistor and one capacitor constitutes a memory cell consisting of a unit cell consisting of a plurality of transistors and a plurality of capacitors, and is suitable for multi-value sensing. The present invention relates to a multi-transistor memory cell structure of a semiconductor device.

메모리(memory)는 기억소자이므로 데이타를 저장할 수 있는 장치와 이곳으로 외부의 데이타를 실어오거나 기억된 데이타를 외부로 실어내는 장치로 대별된다. 데이타를 전달하는 장치를 주변회로라 하며 저장장치를 셀 어레이(cell array)라 부른다. 셀 어레이는 단위기억소자들이 매트릭스(matrix) 형태로 모여있는 집합체이다. 일반적으로 1 비트 단위의 데이타를 저장할 수 있는 단위 기억소자는 데이타의 유지 및 보존장치, 메모리 셀을 선택하여 활성화하는 신호선(워드 라인)과 메모리 셀의 데이타를 입출력할 수 있는 선(비트 라인)을 구비하여야 한다. 이러한 구성요소를 만족시키기 위하여 2-4 개의 트랜지스터를 사용하는 등 여러가지 방법들이 제안되었으나, 소자수, 배선수 및 소요면적이라는 측면에서 우월한 1 개의 모스트랜지스터와 1 개의 캐패시터로 구성된 단위기억소자가 주로 사용된다.Since a memory is a memory device, it is classified into a device capable of storing data and a device capable of carrying external data there or storing stored data externally. Devices that carry data are called peripheral circuits and storage devices are called cell arrays. A cell array is a collection of unit memory elements arranged in a matrix form. In general, a unit memory device capable of storing data in units of 1 bit includes a signal line (word line) for selecting and activating a memory cell and a line (bit line) for inputting / outputting data of the memory cell. Must be provided. In order to satisfy these components, various methods have been proposed, including two to four transistors, but a unit memory device composed of one MOS transistor and one capacitor, which is superior in terms of the number of devices, the number of wirings, and the required area, is mainly used. do.

일반적인 센스 증폭기(sense amplifier)의 디램내에서의 동작을 살펴보면, 한쌍의 비트 라인이 셀 어레이를 평행으로 달려가며 각각의 비트 라인에서는 다수의 셀들이 접속되는데 동일한 비트 라인에 접속된 셀들은 서로 다른 워드 라인이 연결되어 있다. 비트 라인 쌍의 하프 Vcc 프리차지를 위한 전압선 및 제어선이 센스 증폭기의 반대쪽에 위치한다. 이러한 구성법을 폴디드 비트 라인(folded bit line) 방식이라 한다.Looking at the operation in the DRAM of a typical sense amplifier, a pair of bit lines run parallel to the cell array, and each bit line is connected to a plurality of cells, each cell connected to the same bit line is a different word The line is connected. Voltage lines and control lines for half Vcc precharge of the bit line pair are located opposite the sense amplifiers. This construction method is called a folded bit line method.

도 1 은 종래 기술에 따라 제조된 반도체장치의 폴디드 비트 라인(folded bit line) 방식 메모리셀을 도시한 레이아웃이다.1 is a layout illustrating a folded bit line type memory cell of a semiconductor device manufactured according to the prior art.

도 1 을 참조하면, 반도체 기판 위에 복수개의 비트 라인(6), 워드 라인(5), 캐패시터의 스토리지 노드를 이루는 폴리실리콘(4), 활성영역(3), 활성영역(3)에 형성된 스토리지 노드 콘택(2)과 활성영역(3)의 비트라인 콘택(1) 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, a plurality of bit lines 6, a word line 5, and a storage node formed in a polysilicon 4, an active region 3, and an active region 3 forming a storage node of a capacitor are formed on a semiconductor substrate. The bit line contact 1 of the contact 2 and the active region 3 is formed.

복수개의 비트라인(6)과 비트바라인(7)이 교대로 로우(row)를 이루며 평행하게 형성되어 있고, 복수개의 워드라인(5)이 칼럼(column)을 이루며 비트라인(6) 및 비트바라인(7)과 수직되게 형성되어 매트릭스 구조를 갖고 있다.The plurality of bit lines 6 and the bit bar lines 7 are alternately formed in parallel to form a row, and the plurality of word lines 5 form a column to form the bit lines 6 and bits. It is formed perpendicular to the bar 7 and has a matrix structure.

하나의 비트라인(6)과 만나는 다수개의 워드라인(5) 중 두개의 워드라인(5)에 각각 하나의 트랜지스터의 게이트가 연결되며 그 다음 두개의 워드라인에는 트랜지스터가 연결되지 아니한다. 트랜지스터와 연결된 워드라인(5)은 드레인을 공통으로 가지며 이러한 공통 드레인이 형성된 활성영역(3)에 비트라인 콘택(1)이 형성되어 있다. 또한 트랜지스터의 소스 부위에는 스토리지 노드 콘택(2)을 통하여 캐패시터 스토리지 노드용 폴리실리콘(4)이 형성되어 있다.The gates of one transistor are connected to two word lines 5 of the plurality of word lines 5 that meet one bit line 6, and the transistors are not connected to the next two word lines. The word line 5 connected to the transistor has a drain in common and a bit line contact 1 is formed in the active region 3 in which the common drain is formed. In addition, polysilicon 4 for a capacitor storage node is formed in the source region of the transistor through the storage node contact 2.

즉, 이웃한 두개의 워드라인(5) 사이의 비트라인(6) 및 비트바라인(7)에 각각 하나씩의 스토리지 노드 콘택(2)이 형성된다.That is, one storage node contact 2 is formed in each of the bit line 6 and the bit bar line 7 between two adjacent word lines 5.

이러한 메모리 셀 구조에서는 하나의 워드라인이 턴온되고 한쌍의 비트라인과 비트바라인이 턴온되면서 캐패시터에 저장된 데이타가 비트라인을 따라 나오게 된다. 이러한 데이타는 이후 과정인 센스증폭회로에서 프리차지된 값과의 차이에 의해 차동증폭되어 0 이나 1 로 인식된다.In such a memory cell structure, one word line is turned on and a pair of bit lines and a bit bar line are turned on so that data stored in the capacitor comes out along the bit line. This data is differentially amplified by the difference from the precharged value in the sense amplifier circuit, which is subsequently recognized as 0 or 1.

상술한 종래 기술은 바이너리 시스템을 사용하므로 데이타의 다양한 값을 센싱하는데 적합하지 아니한 문제점이 있다.The above-described prior art uses a binary system, which is not suitable for sensing various values of data.

따라서, 본 발명의 목적은 1 개의 트랜지스터와 1 개의 캐패시터로 이루어진 셀의 구조를 복수의 트랜지스터와 복수의 캐패시터로 이루어진 단위셀로 이루어진 메모리 셀을 구성하므로서 멀티-밸류 센싱에 적합하도록 한 반도체장치의 멀티-트랜지스터 메모리 셀을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a multi-value sensing device in which the structure of a cell consisting of one transistor and one capacitor constitutes a memory cell consisting of a unit cell consisting of a plurality of transistors and a plurality of capacitors, thereby making it suitable for multi-value sensing. To provide a transistor memory cell.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 메모리 셀은 반도체기판과, 반도체기판에 행과 열을 이루며 형성된 복수개의 활성영역과, 활성영역과 직교하며 활성영역 상부에 형성되고 서로 이격되어 있는 복수개의 제 1 내지 제 6 도전성 라인패턴과, 활성영역을 포함하는 상기 반도체기판 표면과 상기 제 1 내지 제 6 도전성 라인패턴을 덮는 절연층과, 활성영역과 평행하며 활성영역 상부의 절연층 위에 교대로 행을 이루며 형성된 복수개의 제 7 도전성라인과, (제 1 도전성라인과 제 2 도전성라인), (제 2 도전성라인과 제 3 도전성라인), (제 4 도전성 라인과 제 5 도전성 라인), (제 5 도전성 라인과 제 6 도전성 라인) 사이에 각각 형성되고 절연층과 제 7 도전성라인을 관통하며 형성된 복수개의 스토리지노드 콘택과, 각각의 스토리지노드 콘택과 전기적으로 연결되어 제 7 도전성라인 위에 형성된 캐패시터와, 제 3 도전성라인 패턴과 제 4 도전성라인 패턴 사이의 활성영역과 제 7 도전성라인을 전기적으로 연결하는 비트라인콘택으로 이루어진다.The memory cell of the semiconductor device according to the present invention for achieving the above object is a semiconductor substrate, a plurality of active regions formed in a row and a column on the semiconductor substrate, and orthogonal to the active region formed on the active region and spaced apart from each other A plurality of first to sixth conductive line patterns, an insulating layer covering the surface of the semiconductor substrate including the active region and the first to sixth conductive line patterns, and an alternating layer on the insulating layer parallel to the active region and over the active region A plurality of seventh conductive lines formed in a row, (first conductive line and second conductive line), (second conductive line and third conductive line), (fourth conductive line and fifth conductive line), ( A plurality of storage node contacts respectively formed between the fifth conductive line and the sixth conductive line) and penetrating through the insulating layer and the seventh conductive line, and each storage node contact. And a bit line contact electrically connected to the capacitor, the capacitor formed on the seventh conductive line, and an active region between the third conductive line pattern and the fourth conductive line pattern and the seventh conductive line.

도 1 은 종래 기술에 따라 제조된 반도체장치의 메모리셀 레이아웃1 is a memory cell layout of a semiconductor device manufactured according to the prior art.

도 2 는 본 발명에 따른 반도체장치의 메모리셀 회로도2 is a memory cell circuit diagram of a semiconductor device according to the present invention.

도 3 은 본 발명에 따라 제조된 반도체장치의 2 개의 트랜지스터와 2 개의 캐패시터로 이루어진 메모리셀 레이아웃3 is a memory cell layout consisting of two transistors and two capacitors of a semiconductor device manufactured according to the present invention.

도 4 는 본 발명에 따라 제조된 반도체장치의 3 개의 트랜지스터와 3 개의 캐패시터로 이루어진 메모리셀 레이아웃4 is a memory cell layout consisting of three transistors and three capacitors of a semiconductor device manufactured according to the present invention.

본 발명은 반도체장치의 메모리셀에 있어서, 하나의 셀이 복수의 트랜지스터와 캐패시터로 이루어져서 소정의 동작조건에서는 복수의 캐패시터에 데이타가 저장된다. 본 발명의 실시예에서는 하나의 셀에 두개의 트랜지스터와 동수의 캐패시터가 구비된 예와 세개의 트랜지스터 및 캐패시터가 각각 구비된 경우를 설명한다.According to the present invention, in a memory cell of a semiconductor device, one cell is composed of a plurality of transistors and capacitors, and data is stored in the plurality of capacitors under predetermined operating conditions. The embodiment of the present invention describes an example in which two transistors and the same number of capacitors are provided in one cell, and a case in which three transistors and capacitors are provided, respectively.

먼저, 하나의 셀에 두개씩의 트랜지스터와 캐패시터가 구비된 경우의 레이아웃을 가지고 설명한다.First, a description will be given with a layout in the case where two transistors and capacitors are provided in one cell.

워드바라인이 턴온되어 있을 때에는 종래기술의 동작 메카니즘과 동일하다. 워드바라인이 턴온된 경우에는 하나의 셀내에 두개의 캐패시타에 데이타가 저장된다. 데이타가 각각의 캐패시터에 저장된 후, 워드바라인만 턴온시키면 두개의 캐패시터에 저장된 데이타의 차지 셰어링(charge sharing)에 의하여 0, 1, 2 라는 세개의 값을 생성한다. 따라서 데이타를 읽는 동작에서는 0, 1, 2 라는 각각의 값을 센싱하여 증폭하는 센스증폭회로에 의하여 각각의 데이타를 구별하고 이 값들은 데이타 버스를 통하여 이후 단계로 전송된다.When the word bar line is turned on, it is the same as the operation mechanism of the prior art. When the word bar line is turned on, data is stored in two capacitors in one cell. After the data is stored in each capacitor, if only the word bar line is turned on, three values of 0, 1, and 2 are generated by charge sharing of the data stored in the two capacitors. Therefore, in the data reading operation, each data is distinguished by a sense amplifier circuit which senses and amplifies each value of 0, 1, and 2, and these values are transmitted to a later stage through the data bus.

도 2 는 본 발명에 따라 2 개의 트랜지스터와 2 개의 캐패시터가 구비된 반도체장치의 메모리셀 회로도이다.2 is a memory cell circuit diagram of a semiconductor device including two transistors and two capacitors according to the present invention.

도 2 를 참조하면, 수평방향으로 비트라인(BL)과 비트바라인(/BL)이 교대로 평행하게 형성되어 있고, 수직방향으로 워드라인(WL)과 워드바라인(/WL)이 수직방향으로 컬럼(column)을 이루며 평행하게 형성되어 있다. 즉 서로 평행한 비트라인 및 비트바라인 그리고 워드라인과 워드바라인은 매트릭스 구조를 이루고 있다.Referring to FIG. 2, bit lines BL and bit bar lines / BL are alternately formed in parallel in a horizontal direction, and word lines WL and word bar lines / WL are vertical in a vertical direction. They form a column and are formed in parallel. In other words, the parallel parallel bit lines, bit bar lines, word lines, and word bar lines form a matrix structure.

비트라인(BL)과 비트바라인(/BL) 사이에 위치한 제 1 셀은 각각 하나의 워드라인(WL) 및 워드바라인(/WL), 하나의 비트라인(BL)과 비트바라인(/BL), 직렬로 연결된 제 1 엔모스 트랜지스터와 제 2 엔모스 트랜지스터, 그리고 제 1 트랜지스터의 소스에 연결된 제 1 캐패시터와 제 2 트랜지스터의 소스에 연결된 제 2 캐패시터로 구성된다. 이때 제 1 트랜지스터의 게이트는 워드라인(WL)과 연결되고 드레인은 비트라인(BL)과 연결되며 소스는 제 2 트랜지스터의 드레인과 연결된다. 제 2 트랜지스터의 게이트는 워드바라인(/WL)과 연결되며, 소스는 제 2 캐패시터와 연결된다. 이러한 제 1 셀은 동일한 형태의 셀이 비트라인에 수평방향으로 하나 더 이웃하고 있으며, 그 다음 두쌍의 워드라인 및 워드바라인을 건너 뛰어 반복적으로 형성되어 있다.The first cell located between the bit line BL and the bit bar line / BL has one word line WL and a word bar line / WL, and one bit line BL and a bit bar line (/). BL), a first NMOS transistor and a second NMOS transistor connected in series, and a first capacitor connected to a source of the first transistor and a second capacitor connected to a source of the second transistor. In this case, the gate of the first transistor is connected to the word line WL, the drain is connected to the bit line BL, and the source is connected to the drain of the second transistor. The gate of the second transistor is connected to the word bar line / WL, and the source is connected to the second capacitor. In the first cell, one cell of the same type is adjacent to the bit line in the horizontal direction, and is repeatedly formed after crossing two pairs of word lines and word bar lines.

제 2 셀은 제 1 셀과 이웃한 대각선 방향에 위치하며, 비트바라인(/BL) 및 비트라인(BL)과 워드바라인(/WL) 및 워드라인(WL)을 이루는 매트릭스내에 역시 제 3, 제 4 트랜지스터와 제 3, 제 4 캐패시터로 구성되고, 제 1 셀에서와 같이 비트바라인과 수평방향으로 제 2 셀과 동일한 구조를 갖는 이웃한 셀을 갖고, 역시 두개의 워드라인/워드바라인 쌍을 건너뛰는 형태로 반복적으로 형성된다.The second cell is located in a diagonal direction adjacent to the first cell, and is also the third in the matrix forming the bit bar line (/ BL) and the bit line BL, the word bar line (/ WL), and the word line WL. And a neighboring cell composed of a fourth transistor and third and fourth capacitors and having the same structure as that of the second cell in the horizontal direction with the bitbar line as in the first cell, and also having two word lines / word bars. It is repeatedly formed in the form of skipping phosphorus pair.

제 3 트랜지스터의 드레인은 비트바라인(/BL)에 연결되고, 소스는 제 3 캐패시터에 연결되고, 게이트는 워드라인(WL)에 연결된다. 제 4 트랜지스터의 드레인은 제 3 트랜지스터의 소스와 연결되고, 소스는 제 4 캐패시터와 연결되며, 게이트는 워드바라인(/WL)과 연결된다.The drain of the third transistor is connected to the bit bar line / BL, the source is connected to the third capacitor, and the gate is connected to the word line WL. The drain of the fourth transistor is connected with the source of the third transistor, the source is connected with the fourth capacitor, and the gate is connected with the word bar line / WL.

도 3 은 본 발명에 따라 제조된 반도체장치의 2 개의 트랜지스터와 2 개의 캐패시터로 이루어진 폴디드 비트 라인 방식의 메모리셀 레이아웃이다.3 is a folded bit line memory cell layout including two transistors and two capacitors of a semiconductor device manufactured according to the present invention.

도 3 을 참조하면, 반도체기판 위에 반도체 기판 위에 복수개의 비트 라인(BL)과 비트바라인(/BL), 복수개의 워드 라인(WL) 및 복수개의 워드바라인(/WL), 캐패시터의 스토리지 노드(37, 38, 39, 40, 45, 46, 47, 48)를 이루는 폴리실리콘, 활성영역(31, 40), 활성영역에 형성된 스토리지 노드 콘택(33, 34, 35, 36, 41, 42, 43, 44) 과 활성영역의 비트라인 콘택(32, 49)이 형성되어 있다. 이때 활성영역(31, 40)에는 트랜지스터의 소스/드레인이 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, a storage node of a plurality of bit lines BL, a bit bar line / BL, a plurality of word lines WL, a plurality of word bar lines / WL, and a capacitor is disposed on a semiconductor substrate. (37, 38, 39, 40, 45, 46, 47, 48) polysilicon, active regions 31, 40, storage node contacts 33, 34, 35, 36, 41, 42, 43 and 44 and bit line contacts 32 and 49 of the active region are formed. At this time, the source / drain of the transistor is formed in the active regions 31 and 40.

복수개의 비트라인(BL)과 비트바라인(/BL)이 교대로 로우(row)를 이루며 평행하게 형성되어 있고, 워드라인(WL)/워드바라인(/WL)/워드라인(WL)이 칼럼(column)을 이루며 반복적으로 비트라인(BL) 및 비트바라인(/BL)과 수직되게 형성되어 매트릭스 구조를 갖고 있다.A plurality of bit lines BL and bit bar lines / BL are alternately formed in parallel to form a row, and word lines WL / word bar lines / WL / word lines WL are formed in parallel. It forms a column and is formed perpendicular to the bit line BL and the bit bar line / BL to have a matrix structure.

이때, 하나의 셀에는 두개의 트랜지스터가 직렬로 연결되어 있고 각각의 트랜지스터는 하나의 캐패시터를 갖고 있다.At this time, two transistors are connected in series to one cell, and each transistor has one capacitor.

비트바라인(/BL)과 워드라인(WL)/워드바라인(/WL)/워드라인(WL)으로 이루어진 제 1 라인패턴이 교차하는 사이의 공간 즉 워드라인(WL)과 워드바라인(/WL) 사이의 활성영역(31, 40)과, 거기에 이웃한 워드바라인(/WL)과 워드라인(WL) 사이의 활성영역(31, 40)과 그 상부에 위치하는 캐패시터들을 연결하는 스토리지 노드 콘택(33, 34, 35, 36, 41, 42, 43, 44)이 비트바라인(/BL)을 통과하며 형성되어 있다. 그리고 제 1 라인패턴 중 가장 우측에 위치한 워드라인(WL)의 우측 활성영역과 비트바라인을 연결하는 비트라인 콘택(32)이 형성되어 있다. 이때 비트라인콘택(32)은 동일 비트바라인 부위에 형성된 동일한 또 다른 셀과 공유하며 이러한 패턴이 수평방향으로 반복된다. 그러나 비트바라인(/BL)과 만나는 워드라인(WL)과 워드라인(WL) 사이의 공간의 활성영역(31) 내지 그 상부에는 단지 절연층이 위치할 뿐이다.The space between the first line pattern composed of the bit bar line / BL and the word line WL / word bar line / WL / word line WL, that is, the word line WL and the word bar line ( / WL) and the active regions 31 and 40 between adjacent word bar lines / WL and wordlines WL and capacitors located thereon. Storage node contacts 33, 34, 35, 36, 41, 42, 43, 44 are formed through the bit bar line / BL. A bit line contact 32 is formed to connect the bit line with the right active region of the word line WL located on the rightmost side of the first line pattern. At this time, the bit line contact 32 is shared with another same cell formed in the same bit bar line part, and this pattern is repeated in the horizontal direction. However, only an insulating layer is located in the active region 31 or above the space between the word line WL and the word line WL which meets the bit bar line / BL.

전술한 비트바라인 바로 아래 위치한 비트라인에도 전기한 형태의 메모리셀들이 위치한다. 다만 제 1 라인패턴마큼 좌측으로 평행이동한 구조로 형성되어 있을 뿐이다.The memory cells of the above-described type are also located in the bit line located directly below the bit bar line. However, the first line pattern is formed to have a structure in which the first line pattern is moved in parallel to the left side.

도 4 는 본 발명에 따라 제조된 반도체장치의 3 개의 트랜지스터와 3 개의 캐패시터로 이루어진 오픈 비트라인(open bit line) 방식의 메모리셀 레이아웃이다.FIG. 4 is an open bit line memory cell layout including three transistors and three capacitors of a semiconductor device manufactured according to the present invention.

도 4 를 참조하면, 반도체기판에 직사각형의 형태를 갖는 활성영역(60)이 길게 수평방향으로 패턴을 이루며 행과 열을 이루며 형성되어 있고, 그 위에 워드라인(61, WL)/제 1 워드바라인(62, /WL)/제 2 워드바라인(63, /WL)/접지라인(64, Vss)으로 이루어진 복수개의 라인패턴과 복수개의 비트라인이 매트릭스 구조로 형성되어 있다.Referring to FIG. 4, an active region 60 having a rectangular shape on a semiconductor substrate is formed in a long horizontal pattern in rows and columns, and word lines 61 and WL are formed thereon. A plurality of line patterns and a plurality of bit lines formed of phosphorus 62 (/ WL) / second word bar line 63 (/ WL) / ground lines 64 (Vss) are formed in a matrix structure.

각각의 활성영역에는 서로 대칭을 이루는 2 개의 라인패턴과 하나의 비트라인(BL)이 서로 교차하며 위치하고 있다. 이때 워드라인(61)과 제 1 워드바라인(62), 제 1 워드바라인(62)과 제 2 워드바라인(63), 제 2 워드바라인(63)과 접지라인(64) 사이의 활성영역(60) 상부에는 각각 캐패시터(65)들이 형성되어 있고 이 들은 서로 비트라인(BL)을 관통하는 스토리지 노드 콘택(66)에 의하여 전기적으로 연결되어 있다. 그리고 워드라인(61)의 좌측 활성영역(60)은 비트라인 콘택(67)에 의하여 비트라인(BL)과 전기적으로 연결되어 있다.In each active region, two line patterns symmetrical to each other and one bit line BL cross each other. At this time, between the word line 61 and the first word bar line 62, the first word bar line 62 and the second word bar line 63, the second word bar line 63 and the ground line 64 Capacitors 65 are formed on the active region 60, and they are electrically connected to each other by the storage node contacts 66 that pass through the bit lines BL. The left active region 60 of the word line 61 is electrically connected to the bit line BL by the bit line contact 67.

따라서, 본 발명은 데이타를 메모리 셀에 쓰는 동작(writing)에서는 종래 방식을 사용하여 0, 1 이라는 값을 이용하므로 비트라인 쪽에 고전압(high voltage)을 사용하지 아니하고 그대로 사용한다. 그러나 읽는동작(reading)에서는 이러한 값을 여러가지 값으로 분류하므로서 멀티-데이타(multi-data)를 만들어 이를 센스 증폭기(sense amplifier)에서 차별적으로 증폭하여 값을 인식하는 장점이 있다.Therefore, in the present invention, since the values 0 and 1 are used in the writing of data to a memory cell, they are used as they are without using a high voltage on the bit line side. However, in the reading operation, these values are classified into various values, thereby making multi-data, and amplifying them in a sense amplifier.

Claims (5)

반도체기판과,Semiconductor substrate, 상기 반도체기판에 행과 열을 이루며 형성된 복수개의 활성영역과,A plurality of active regions formed in rows and columns on the semiconductor substrate; 상기 활성영역과 직교하며 상기 활성영역 상부에 형성되고 서로 이격되어 있는 복수개의 제 1 내지 제 6 도전성 라인패턴과,A plurality of first to sixth conductive line patterns orthogonal to the active region and spaced apart from each other; 상기 활성영역을 포함하는 상기 반도체기판 표면과 상기 제 1 내지 제 6 도전성 라인패턴을 덮는 절연층과,An insulating layer covering the surface of the semiconductor substrate including the active region and the first to sixth conductive line patterns; 상기 활성영역과 평행하며 상기 활성영역 상부의 상기 절연층 위에 교대로 행을 이루며 형성된 복수개의 제 7 도전성라인과,A plurality of seventh conductive lines parallel to the active region and formed in alternating rows on the insulating layer above the active region; 상기 제 1 도전성라인과 제 2 도전성라인, 상기 제 2 도전성라인과 제 3 도전성라인, 상기 제 4 도전성 라인과 제 5 도전성 라인, 상기 제 5 도전성 라인과 제 6 도전성 라인 사이에 각각 형성되고, 상기 절연층과 상기 제 7 도전성라인을 관통하며 형성된 복수개의 스토리지노드 콘택과,And are formed between the first conductive line and the second conductive line, the second conductive line and the third conductive line, the fourth conductive line and the fifth conductive line, the fifth conductive line and the sixth conductive line, respectively, A plurality of storage node contacts formed through the insulating layer and the seventh conductive line; 각각의 상기 스토리지노드 콘택과 전기적으로 연결되어 상기 제 7 도전성라인 위에 형성된 캐패시터와,A capacitor electrically connected to each of the storage node contacts and formed on the seventh conductive line; 상기 제 3 도전성라인 패턴과 제 4 도전성라인 패턴 사이의 활성영역과 상기 제 7 도전성라인을 전기적으로 연결하는 비트라인콘택으로 이루어진 반도체장치의 메모리 셀.And a bit line contact electrically connecting the active region between the third conductive line pattern and the fourth conductive line pattern and the seventh conductive line. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 내지 제 6 도전성라인 패턴은 각각 워드라인/워드바라인/워드라인/워드라인/워드바라인/워드라인이고 상기 제 7 도전성라인은 비트라인/비트바라인이 교대로 형성된 것이 특징인 반도체장치의 메모리 셀.The method of claim 1, wherein the first to sixth conductive line patterns are word lines / word bar lines / word lines / word lines / word bar lines / word lines, respectively, and the seventh conductive lines alternate bit lines / bit bar lines. A memory cell of a semiconductor device, characterized in that formed. 청구항 1에 있어서, 상기 메모리 셀은 두개의 트랜지스터와 두개의 상기 캐패시터를 포함하여 이루어진 것이 특징인 반도체장치의 메모리 셀.The memory cell of claim 1, wherein the memory cell comprises two transistors and two capacitors. 청구항 1에 있어서, 상기 메모리 셀은 하나의 트랜지스터와 하나의 캐패시터를 추가하여 세개의 트랜지스터와 세개의 캐패시터로 이루어진 것이 특징인 반도체장치의 메모리 셀.The memory cell of claim 1, wherein the memory cell comprises three transistors and three capacitors by adding one transistor and one capacitor. 청구항 1에 있어서, 상기 메모리 셀은 상기 활성영역과 직교하는 도전성라인을 추가하여 그 추가한 갯수만큼의 트랜지스터와 캐패시터를 추가하여 이루어진 것이 특징인 반도체장치의 메모리 셀.The memory cell of claim 1, wherein the memory cell is formed by adding conductive lines orthogonal to the active region and adding as many transistors and capacitors as the added number.
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KR100861790B1 (en) * 2002-01-30 2008-10-08 매그나칩 반도체 유한회사 Planer DRAM Cell having Folded Bit Line Structure

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