KR20060084039A - Semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 메모리 장치를 공개한다. 이 장치는 메모리 셀 어레이 영역에 배치되는 메모리 셀 어레이, 상기 메모리 셀 어레이 영역의 양측에 마주보면서 배치되는 제1 및 제2 주변회로 영역에 배치되는 제1 및 제2 주변회로, 상기 메모리 셀 어레이 영역 위의 층에 배치된 메인 워드 라인들, 상기 메모리 셀 어레이 영역 위의 상기 메인 워드 라인들이 배치된 층과 다른 층에 상기 메인 워드 라인들과 직교하는 방향으로 배치된 컬럼선택 신호라인들 및, 상기 메모리 셀 어레이 영역 위의 상기 메인 워드 라인들 및 상기 컬럼 선택신호 라인들이 배치된 층과 다른 층에 배치되고, 상기 제1 주변회로와 상기 제2 주변회로를 연결하는 주변회로 신호라인들을 상기 메모리 셀 어레이 영역위를 가로지르면서 배치되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 주변회로 신호라인의 로딩을 줄여 동작 성능을 향상시키고, 주변회로 영역의 레이아웃 면적을 감소시킨다.The present invention discloses a semiconductor memory device. The device includes a memory cell array disposed in a memory cell array region, first and second peripheral circuit regions disposed in first and second peripheral circuit regions disposed opposite to both sides of the memory cell array region, and the memory cell array region. Main word lines arranged in an upper layer, column select signal lines arranged in a direction orthogonal to the main word lines in a layer different from a layer in which the main word lines on the memory cell array region are arranged; The memory cell may include peripheral circuit signal lines arranged on a different layer from a layer on which the main word lines and the column select signal lines are disposed on a memory cell array area, and which connect the first and second peripheral circuits. And disposed across the array area. Therefore, the load of the peripheral circuit signal line is reduced to improve the operation performance, and the layout area of the peripheral circuit region is reduced.
Description
도1a 및 도1b 는 종래의 반도체 메모리 장치의 주변회로 신호라인의 배치의 일예를 나타내는 도면이다.1A and 1B are diagrams showing an example of arrangement of peripheral circuit signal lines of a conventional semiconductor memory device.
도2a 및 도2b 는 본 발명의 제1 실시예의 반도체 메모리 장치의 주변회로 신호라인의 배치를 나타내는 도면이다.2A and 2B are diagrams showing the arrangement of the peripheral circuit signal lines of the semiconductor memory device of the first embodiment of the present invention.
도3a 및 도3b 는 본 발명의 제2 실시예의 반도체 메모리 장치의 주변회로 신호라인의 배치를 나타내는 도면이다.3A and 3B are diagrams showing the arrangement of the peripheral circuit signal lines of the semiconductor memory device of the second embodiment of the present invention.
도4a 및 도4b 는 본 발명의 제3 실시예의 반도체 메모리 장치의 주변회로 신호라인의 배치를 나타내는 도면이다.4A and 4B are diagrams showing the arrangement of the peripheral circuit signal lines of the semiconductor memory device of the third embodiment of the present invention.
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히 메모리 주변회로 영역간의 신호를 전송하는 신호라인을 셀 어레이 주변으로 배치하므로써 발생하는 신호지연문제를 해결하고 레이아웃 면적을 줄인 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a semiconductor memory device which solves a signal delay problem caused by arranging signal lines transferring signals between memory peripheral circuit areas around a cell array and reduces layout area.
종래의 반도체 메모리 장치는 주변회로 영역 간에 신호를 전송함에 있어, 메모리 셀 영역 이외의 다른 주변회로 영역을 경로로 하여 라인을 배치하여 신호를 전송하였다.In the conventional semiconductor memory device, when a signal is transmitted between peripheral circuit regions, a signal is arranged by arranging lines with a peripheral circuit region other than the memory cell region as a path.
도1a 및 도1b 는 종래의 반도체 메모리 장치의 주변회로 신호라인의 배치구조를 설명하기 위한 것으로써, 10 은 메모리 셀 어레이 영역, PXi 는 워드선택 신호라인, NWL 은 메인 워드라인, LIO 는 로컬 입출력 라인, CSL 은 컬럼선택 신호라인, GIO 는 글로벌 입출력 라인, PCL 은 주변회로 신호라인, 20 은 로우 디코더 영역, 30 은 컬럼 디코더 영역을 나타내며, 40 은 주변회로 상측영역, 42 는 주변회로 하측영역, 44 는 주변회로 좌측영역, 46 은 주변회로 우측영역으로 나뉜다.1A and 1B illustrate an arrangement structure of peripheral circuit signal lines of a conventional semiconductor memory device, where 10 is a memory cell array region, PXi is a word select signal line, NWL is a main word line, and LIO is a local input / output. Line, CSL is the column select signal line, GIO is the global I / O line, PCL is the peripheral circuit signal line, 20 is the row decoder area, 30 is the column decoder area, 40 is the peripheral circuit upper area, 42 is the peripheral circuit lower area, 44 is divided into a peripheral circuit left region and 46 is a peripheral circuit right region.
도1a 및 도1b 에 나타낸 블록들 기능 및 신호라인 배치를 설명하면 다음과 같다.The block functions and signal line arrangement shown in FIGS. 1A and 1B will be described below.
메모리 셀 어레이 영역(10)은 다수개의 메모리 셀들(미도시)로 구성되어 있고, 상기 다수개의 메모리 셀들(미도시)은 워드선택 신호라인(PXi) 및 메인 워드라인(NWL)의 전송신호의 조합으로 선택된다.The memory
워드선택 신호라인(PXi)은 로우 디코더(20)와 연결되어 있으며, 로우 어드레스 중 최하의 2비트의 로우 어드레스를 디코딩 하여 선택되고, 제1 금속층에 배치된다.The word select signal line PXi is connected to the
메인 워드라인(NWL)은 로우 디코더(20)와 연결되어 있으며, 로우 어드레스 중 상기 최하의 2비트를 제외한 나머지 비트의 로우 어드레스를 디코딩 하여 선택되고, 상기 메모리 셀 어레이(10)의 위의 상/하측 방향으로 제1 금속층에 배치한다. The main word line NWL is connected to the
로컬 입출력 라인(LIO)은 글로벌 입출력 라인들(GIO)과 연결되고 상기 글로 벌 입출력 라인(GIO)으로부터의/로 데이터를 전송하며, 상기 메모리 셀 어레이(10)의 위의 상/하측 방향으로 제1 금속층에 배치된다.The local input / output line (LIO) is connected to the global input / output lines (GIO) and transmits data to / from the global input / output line (GIO), and the upper / lower direction above the
컬럼선택 신호라인(CSL)은 컬럼 디코더(30)와 연결되어 있고, 컬럼 디코더(30)의 신호를 받아 활성화되며, 비트라인(미도시)과 로컬 입출력 라인(LIO)으로부터의/로 신호를 전송하고, 상기 메모리 셀 어레이(10) 위의 좌/우측 방향으로 제2 금속층에 배치한다.The column select signal line CSL is connected to the
로우 디코더(20)는 워드선택 신호라인(PXi) 및 메인 워드라인(NWL)과 연결되어 있고, 외부에서 입력된 데이터 주소 신호를 받아 디코딩 하여 메인 워드라인(NWL)을 선택하며, 상기 메모리 셀 어레이(10)의 하측에 배치한다.The
컬럼 디코더(30)는 컬럼선택 신호라인(CSL)과 연결되어 있고, 외부에서 입력된 데이터 주소 신호를 받아 디코딩 하여 컬럼선택 신호라인(CSL)을 선택하며, 상기 메모리 셀 어레이(10)의 우측에 배치한다.The
주변회로 영역(40, 42, 44, 46)은 상기 메모리 셀 어레이(10), 로우 디코더(20) 및 컬럼 디코더(30)를 둘러싸는 모양으로 외곽에 배치되며, 주변회로 상측영역(40)과 주변회로 하측영역(42)이 마주보며 배치되고, 주변회로 좌측영역(44)과 주변회로 우측영역(46)이 마주보며 배치된다.
이때, 종래의 반도체 메모리 장치는 도1a 에서와 같이, 주변회로 좌측영역(44)의 회로를 주변회로 우측영역(46)의 회로로 신호를 전송 하기 위해서 주변회로 상측영역(40) 또는 주변회로 하측영역(42)을 경유하여 주변회로 신호라인(PCL)을 배치했었다.
In this case, in the conventional semiconductor memory device, as shown in FIG. 1A, the peripheral circuit
또한 도1b 에서와 같이, 주변회로 상측영역(40)의 회로를 주변회로 하측영역(42)의 회로로 신호를 전송하기 위해서 주변회로 좌측영역(42) 또는 주변회로 우측영역(44)을 경유하여 주변회로 신호라인(PCL)을 배치했었다.In addition, as shown in FIG. 1B, in order to transmit a circuit of the peripheral circuit
따라서, 주변회로 영역(40, 42, 44, 46)에 주변회로 신호라인(PCL)이 배치되어 그만큼 레이아웃 면적이 넓어지게 되고, 반도체 메모리 장치의 직접도가 높아질수록 주변회로의 배치를 위한 레이아웃의 확보가 점점 더 어렵게 되었다.Therefore, the peripheral circuit signal lines PCL are disposed in the
또한, 주변회로 신호라인(PCL)의 길이가 늘어남으로써, 신호라인의 로딩이 증가하여, 반도체 메모리 장치의 동작 성능이 떨어지게 되었다.In addition, as the length of the peripheral circuit signal line PCL increases, the loading of the signal line increases, thereby deteriorating the operating performance of the semiconductor memory device.
상술한 문제들을 해결하기 위해 워드선택 신호라인(PXi) 및 메인 워드라인(NWL) 또는 컬럼선택 신호라인(CSL)이 배치된 금속층에 주변회로 신호라인(PCL)을 배치하는 방법을 생각할 수 있겠으나, 고직접화 되어 레이아웃 면적이 줄어든 반도체 메모리 장치에서 주변회로 신호라인(PCL)을 워드선택 신호라인(PXi) 및 컬럼선택 신호라인(CSL) 사이에 배치하는 것은 신호라인간의 커플링 영향으로 인해 구현에 어려움이 있다.In order to solve the above-described problems, a method of arranging the peripheral circuit signal line PCL on the metal layer on which the word select signal line PXi and the main word line NWL or the column select signal line CSL are arranged may be considered. In the semiconductor memory device having high directivity and reduced layout area, the arrangement of the peripheral circuit signal line PCL between the word select signal line PXi and the column select signal line CSL is realized due to the coupling effect between the signal lines. There is a difficulty.
본 발명의 목적은 주변회로 신호라인을 메모리 셀 어레이 영역위에 배치함으로써, 주변회로의 영역이 차지하는 면적을 최소화한 하며, 주변회로 신호라인의 길이를 짧게 배치하여 로딩을 최소화한 반도체 메모리 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device in which peripheral circuit signal lines are disposed on a memory cell array region, thereby minimizing an area occupied by a region of peripheral circuits, and minimizing loading by shortening peripheral circuit signal lines. There is.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치는, 메모리 셀 어레이 영역에 배치되는 메모리 셀 어레이, 상기 메모리 셀 어레이 영역의 양측에 마 주보면서 배치되는 제1 및 제2 주변회로 영역에 배치되는 제1 및 제2 주변회로, 상기 메모리 셀 어레이 영역 위의 층에 배치된 메인 워드 라인들, 상기 메모리 셀 어레이 영역 위의 상기 메인 워드 라인들이 배치된 층과 다른 층에 상기 메인 워드 라인들과 직교하는 방향으로 배치된 컬럼선택 신호라인들 및, 상기 메모리 셀 어레이 영역 위의 상기 메인 워드 라인들 및 상기 컬럼 선택신호 라인들이 배치된 층과 다른 층에 배치되고, 상기 제1 주변회로와 상기 제2 주변회로를 연결하는 주변회로 신호라인들을 상기 메모리 셀 어레이 영역위를 가로지르면서 배치되는 것을 특징으로 한다.The semiconductor memory device of the present invention for achieving the above object is, the memory cell array disposed in the memory cell array region, the first and second peripheral circuit regions disposed facing both sides of the memory cell array region, First and second peripheral circuits, main word lines arranged in a layer above the memory cell array region, and perpendicular to the main word lines in a different layer than the layer in which the main word lines above the memory cell array region are arranged; Column select signal lines arranged in a direction different from the layer in which the main word lines and the column select signal lines on the memory cell array area are disposed, and the first peripheral circuit and the second peripheral circuit Peripheral circuit signal lines connecting the circuits may be disposed across the memory cell array region.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 반도체 메모리 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a semiconductor memory device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도2a 및 도2b 는 본 발명의 제1 실시예의 반도체 메모리 장치의 주변회로 신호라인의 배치구조를 설명하기 위한 것으로, 도1a 및 도1b 에 나타낸 동일한 블록들 및 동일한 신호라인은 동일한 기호를 써서 나타내었으며, 도1a 및 도1b 의 도면에 일예를 들어 설명하기 위한 클럭 입력패드(50), 인터널 클럭 발생기(52), 데이터 출력 버퍼(54), 출력 패드(56)가 추가된 것 이외에는 동일하다. 또한, 상기 추가된 회로들 이외의 각각의 블록들 및 신호라인의 기능은 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.2A and 2B are diagrams for explaining an arrangement structure of a peripheral circuit signal line of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. The same blocks and the same signal lines shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same symbols. 1A and 1B are the same except that a
예를 들어, 외부 클럭 입력 패드(50)에서 신호를 받아 클럭 신호(ICLK)를 발생하는 인터널 클럭 발생기(52)와 상기 클럭신호(ICLK)를 입력받아 출력패드(46)로 전송하는 데이터 출력 버퍼(54)를 연결하기 위한 주변회로 신호라인(PCL)을 배치할 때, 도2a 에 나타낸 바와 같이, 상기 인터널 클럭 발생기(52)는 주변회로 우측영역(44)에 구비되고, 상기 데이터 출력 버퍼(54)는 주변회로 좌측영역(46)에 구비되는 경우, 주변회로 신호라인(PCL)을 메모리 셀 어레이 위의 제1 금속층 및 제2 금속층에 배치된 신호라인들의 영역 이외의 주변회로 영역(40, 42)을 경유하여 상기 주변회로 신호라인(PCL)을 배치하던 것과 다르게, 상기 메모리 셀 어레이(10) 위의 제3 금속층에 상기 주변회로 신호라인(PCL)을 배치한다. For example, an
또한 도2b 에 나타낸 바와 같이, 상기 인터널 클럭 발생기(52)는 주변회로 상측영역(40)에 구비되고, 상기 데이터 출력 버퍼(54)는 주변회로 하측영역(42)에 구비되는 경우, 주변회로 신호라인(PCL)을 메모리 셀 어레이 위의 제1 금속층 및 제2 금속층에 배치된 신호라인들의 영역 이외의 주변회로 영역(44, 46)을 경유하여 상기 주변회로 신호라인(PCL)을 배치하던 것과 다르게, 상기 메모리 셀 어레이(10) 위의 제3 금속층에 상기 주변회로 신호라인(PCL)을 배치한다. As shown in FIG. 2B, the
도2a 및 도2b 에 나타낸 반도체 메모리 장치의 주변회로 신호라인의 배치를 설명하면 다음과 같다.The arrangement of the peripheral circuit signal lines of the semiconductor memory device shown in FIGS. 2A and 2B is as follows.
워드선택 신호라인(PXi), 메인 워드라인(NWL) 및 로컬 입출력 라인(LIO)은 로우 디코더(20) 방향으로 메모리 셀 어레이(10) 위의 제1 금속층에 배치한다.The word select signal line PXi, the main word line NWL, and the local input / output line LIO are disposed in the first metal layer on the
컬럼선택 신호라인(CSL) 및 글로벌 입출력 라인(GIO)은 컬럼 디코더(30) 방향으로 메모리 셀 어레이(10) 위의 제2 금속층에 배치한다.The column select signal line CSL and the global input / output line GIO are disposed on the second metal layer on the
주변회로 신호라인(PCL)은 컬럼 디코더(30) 방향으로 메모리 셀 어레이(10) 위의 제3 금속층에 배치한다.The peripheral circuit signal line PCL is disposed in the third metal layer on the
따라서, 주변회로 신호라인(PCL)은 컬럼선택 신호라인(CSL) 및 글로벌 입출력 라인(GIO)과 다른 층에 배치됨으로, 상기 컬럼선택 신호라인(CSL) 및 상기 글로벌 입출력 라인(GIO)의 커플링 영향을 받지 않는다.Therefore, since the peripheral circuit signal line PCL is disposed on a different layer from the column select signal line CSL and the global input / output line GIO, coupling of the column select signal line CSL and the global input / output line GIO is performed. It is not affected.
또한, 주변회로 상하측 영역(40, 42) 및 주변회로 좌우측 영역(44, 46)을 경유하지 않고, 메모리 셀 어레이(10) 위를 가로질러 배치됨으로써, 종래의 주변회로 신호라인(PCL)이 할당되던 공간을 줄임으로써 레이아웃 면적을 감소시킬 수 있으며, 로딩을 감소시켜 이에 반도체 메모리 장치의 효율을 높일 수 있다.In addition, the peripheral circuit signal lines PCL are disposed by crossing the
도3a 및 도3b 는 본 발명의 제2 실시예의 반도체 메모리 장치의 주변회로 신호라인의 배치구조를 설명하기 위한 것으로, 동일한 블록 및 동일한 신호라인은 동일한 부호로 나타내었고, 도3a 및 도3b 의 주변회로 신호라인(PCL)은 제2 금속층에 배치하고, 컬럼선택 신호라인(CSL) 및 글로벌 입출력 라인(GIO)은 제3 금속층에 배치하는 것 이외에는 도2a 및 도2b 와 동일하다. 또한, 도3a 및 도3b 의 각각의 블록들 및 신호라인의 기능은 도2a 및 도2b 와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.3A and 3B are diagrams illustrating an arrangement structure of peripheral circuit signal lines of a semiconductor memory device in accordance with a second embodiment of the present invention, in which the same blocks and the same signal lines are denoted by the same reference numerals. 2A and 2B are identical except that the circuit signal line PCL is disposed on the second metal layer, and the column select signal line CSL and the global input / output line GIO are disposed on the third metal layer. In addition, since the functions of the respective blocks and signal lines of FIGS. 3A and 3B are the same as those of FIGS. 2A and 2B, description thereof will be omitted.
도3a 및 도3b 에 나타낸 반도체 메모리 장치의 주변회로 신호라인의 배치를 설명하면 다음과 같다.The arrangement of the peripheral circuit signal lines of the semiconductor memory device shown in FIGS. 3A and 3B is as follows.
워드선택 신호라인(PXi), 메인 워드라인(NWL) 및 로컬 입출력 라인(LIO)은 로우 디코더 방향(20)으로 메모리 셀 어레이(10) 위에 제1 금속층에 배치한다.The word select signal line PXi, the main word line NWL, and the local input / output line LIO are disposed on the first metal layer on the
주변회로 신호라인(PCL)은 컬럼 디코더(30) 방향으로 메모리 셀 어레이 영역 (10)위에 제2 금속층에 배치한다.The peripheral circuit signal line PCL is disposed on the second metal layer on the memory
컬럼선택 신호라인(CSL) 및 글로벌 입출력 라인(GIO)은 컬럼 디코더 방향(30)으로 메모리 셀 어레이(10) 위에 제3 금속층에 배치한다.The column select signal line CSL and the global input / output line GIO are disposed on the third metal layer on the
도4a 및 도4b 는 본 발명의 제3 실시예의 반도체 메모리 장치의 주변회로 신호라인의 배치구조를 설명하기 위한 것으로, 동일한 블록 및 동일한 신호라인은 동일한 부호로 나타내었고, 도4a 및 도4b 는 주변회로 신호라인(PCL)을 제1 금속층에 배치하고, 워드선택 신호라인(PXi), 메인 워드라인(NWL) 및 로컬 입출력 라인(LIO)을 제2 금속층에 배치하며, 컬럼선택 신호라인(CSL) 및 글로벌 입출력 라인(GIO)을 제3 금속층에 배치하는 것 이외에는 도3a 및 도3b 와 동일하다. 또한, 도4a 및 도4b 의 블록 및 신호라인의 기능은 도3a 및 도3b 와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.4A and 4B are diagrams illustrating an arrangement structure of signal circuits of a peripheral circuit of a semiconductor memory device according to a third exemplary embodiment of the present invention, in which the same blocks and the same signal lines are denoted by the same reference numerals, and FIGS. 4A and 4B are peripherals. The circuit signal line PCL is disposed on the first metal layer, the word select signal line PXi, the main word line NWL, and the local input / output line LIO are disposed on the second metal layer, and the column select signal line CSL is disposed. 3A and 3B except that the global input / output line GIO is disposed on the third metal layer. In addition, since the functions of the blocks and signal lines of FIGS. 4A and 4B are the same as those of FIGS. 3A and 3B, description thereof will be omitted.
도4a 및 도4b 에 나타낸 반도체 메모리 장치의 주변회로 신호라인의 배치를 설명하면 다음과 같다.The arrangement of the peripheral circuit signal lines of the semiconductor memory device shown in FIGS. 4A and 4B is as follows.
주변회로 신호라인(PCL)은 컬럼 디코더(30) 방향으로 메모리 셀 어레이 영역(10)위에 제1 금속층에 배치한다.The peripheral circuit signal line PCL is disposed on the first metal layer on the memory
워드선택 신호라인(PXi), 메인 워드라인(NWL) 및 로컬 입출력 라인(LIO)은 로우 디코더 방향(20)으로 메모리 셀 어레이(10) 위에 제2 금속층에 배치한다.The word select signal line PXi, the main word line NWL, and the local input / output line LIO are disposed on the second metal layer on the
컬럼선택 신호라인(CSL) 및 글로벌 입출력 라인(GIO)은 컬럼 디코더 방향(30)으로 메모리 셀 어레이(10) 위에 제3 금속층에 배치한다.The column select signal line CSL and the global input / output line GIO are disposed on the third metal layer on the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.
따라서, 반도체 메모리 장치의 주변회로 영역간에 신호라인의 배치를 워드라인 선택신호라인 및 컬럼선택 신호라인 다른 금속층에 메모리 셀 어레이 영역 위에 배치한다. 이에 따라, 주변회로 신호라인의 로딩을 줄여 성능을 향상시키고, 주변회로 영역의 레이아웃 면적을 감소시킨다.Therefore, the arrangement of the signal lines between the peripheral circuit regions of the semiconductor memory device is arranged over the memory cell array region in the other metal layer of the word line selection signal line and the column selection signal line. Accordingly, the loading of the peripheral circuit signal line is reduced to improve performance, and the layout area of the peripheral circuit region is reduced.
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2005
- 2005-01-17 KR KR1020050004298A patent/KR20060084039A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |