KR20070076810A - Transister for sense amplifier of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 센스 엠프용 트랜지스터의 구조를 설명하기 위한 레이아웃도.1 is a layout for explaining the structure of a conventional sense amplifier transistor.
도 2는 도 1의 a-a'선에 따른 단면도. 2 is a cross-sectional view taken along the line a-a 'of FIG.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 센스 엠프용 트랜지스터의 구조를 설명하기 위한 레이아웃도. 3A and 3B are layout views illustrating the structure of a sense amplifier transistor according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3b의 b-b'선에 따른 단면도. 4 is a cross-sectional view taken along line b-b 'of FIG. 3b.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
300 : 반도체 기판 310 : 소자분리막300: semiconductor substrate 310: device isolation film
320 : 게이트 320a : 게이트절연막320:
320b : 게이트도전막 320c : 게이트 하드마스크막320b: gate
330 : 절연 스페이서 340a : 소오스영역330:
340b : 드레인영역340b: drain region
본 발명은 반도체 소자의 센스 엠프용 트랜지스터에 관한 것으로, 보다 상세 하게는, 게이트 패턴의 밀도 차이에 기인하는 소자 특성의 불균일성 문제를 개선할 수 있는 반도체 소자의 센스 엠프용 트랜지스터에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to transistors for sense amplifiers in semiconductor devices, and more particularly, to transistors for sense amplifiers in semiconductor devices that can improve the problem of nonuniformity in device characteristics caused by differences in density of gate patterns.
반도체 소자 중에서 디램(DRAM)은 셀영역(cell region)과 주변회로영역(periphery region) 및 상기 셀영역과 주변회로영역 사이의 코어영역(core region)으로 구분된다. 여기서, 셀영역은 데이타(data)를 저장하는 장소이고, 주변회로영역은 외부 전압을 내부 전압으로 변환시키거나 셀(cell)을 포함하는 반도체 칩(chip) 내부와 외부 간의 신호 전달을 매개하는 장소이다. 한편, 코어영역은 셀에 데이타를 쓰거나 셀에 저장된 데이타를 읽기 위해 해당 셀과 연결된 워드라인(word line)과 비트라인(bit line)을 선택적으로 제어하는 장소이다. Among the semiconductor devices, a DRAM is divided into a cell region and a peripheral circuit region and a core region between the cell region and the peripheral circuit region. Here, the cell area is a place for storing data, and the peripheral circuit area is a place for converting an external voltage into an internal voltage or mediating signal transmission between the inside and the outside of a semiconductor chip including a cell. to be. On the other hand, the core area is a place for selectively controlling the word line (bit line) and bit line (link line) connected to the cell in order to write data to the cell or to read the data stored in the cell.
일반적으로 디램에서 가장 작은 폭의 패턴을 형성하는 곳은 셀영역이고, 주변회로영역의 경우 셀영역에 비해 상대적으로 패턴의 폭이 크고 여유 면적도 넓은 편이다. 그런데, 코어영역의 경우 센스 엠프(sense amplifier)라 불리우는 증폭 소자가 형성되는데, 상기 센스 엠프는 매우 복잡한 회로로 구성되어 있어서, 셀영역의 디자인 룰(design rule)에 버금갈 정도도 미세한 디자인 룰이 요구되기도 한다.In general, the smallest width of the DRAM is formed in the cell region, and the peripheral circuit region has a larger pattern width and a larger margin than the cell region. By the way, in the core region, an amplification element called a sense amplifier is formed. The sense amplifier is composed of a very complicated circuit, so that the design rule is as fine as the design rule of the cell region. It may be required.
이하에서는, 도 1을 참조하여, 종래의 센스 엠프용 트랜지스터 구조를 설명하도록 한다. Hereinafter, a conventional sense amplifier transistor structure will be described with reference to FIG. 1.
도 1은 종래의 센스 엠프용 트랜지스터 구조를 도시한 레이아웃도이다. 1 is a layout diagram showing a conventional sense amplifier transistor structure.
종래의 센스 엠프용 트랜지스터는, 도 1에 도시된 바와 같이, 활성영역(A)을 한정하는 소자분리막(110)이 형성된 반도체 기판(100) 상에 L자형 게이트(120)가 형성되고, 상기 게이트(120) 양측의 활성영역(A) 내에 소오스영역(140a) 및 드레인 영역(140b)을 포함하는 접합영역(140)이 형성된 구조를 갖는다. In the conventional sense amplifier transistor, as shown in FIG. 1, an L-
여기서, 상기 소자분리막(110)은 서로 접하는 두 개의 트랜지스터 형성 영역이 길이방향(X축 방향)으로 또 다른 서로 접하는 두 개의 트랜지스터 형성 영역과 이격되도록 형성되고, 상기 L자형 게이트(120)는 트랜지스터 형성 영역 각각에 서로 대칭을 이루도록 형성된다. 한편, 미설명된 도면부호 130은 게이트(120) 측벽에 형성된 절연 스페이서를 나타낸다. Here, the
도 1을 참조하면, L자형 게이트(120)는 X축 방향으로 활성영역(A)을 약간 벗어나도록, 다시 말해, 활성영역(A) 보다 게이트(120)가 약간 돌출되도록 만드는데, 이것은 소오스영역(140a)과 드레인영역(140b)을 분리시키기 위함이다. 한편, 상기 L자형 게이트(120)는 Y축 방향으로도 활성영역(A)을 벗어나게 하되, Y축 방향으로 벗어난 부분의 폭을 나머지 부분에서의 폭 보다 크게 만드는데, 이것은 Y축 방향으로 벗어난 부분에 게이트(120)와 접하는 콘택을 형성하기 위함이다. Referring to FIG. 1, the L-
그러나, 전술한 종래의 센스 엠프에서의 트랜지스터 구조에서는 X축 방향으로 게이트(120)의 밀도가 균일하지 못하여, 게이트(120)의 CD(critical dimension) 및 절연 스페이서(130)의 두께가 지역에 따라 달라진다는 문제점이 있다. 도 2는 도 1의 a-a'선에 따른 단면도로서, 이를 참조하면, 게이트(120)의 밀도가 X축 방향으로 균일하지 못한 것을 확인할 수 있다. 미설명된 도면부호 120a는 게이트절연막을, 120b는 게이트도전막을, 그리고, 120c는 게이트 하드마스크막을 각각 나타낸다. However, in the transistor structure of the conventional sense amplifier described above, the density of the
보다 자세히 설명하면, 게이트(120)는 패턴 밀도가 밀한 부분과 소한 부분에 서 그 CD가 달라질 수 있는데, 이것은 게이트(120)간 간격이 좁아질수록 게이트(120) 형성을 위한 식각시 식각 부산물이 배출되기 어렵고, 식각 가스의 진행 경로가 방해를 받을 수 있기 때문이다. 즉, 게이트(120) 형성을 위한 마스크 및 식각 공정, 그리고, 절연 스페이서(140) 형성을 위한 이방성 식각 공정시, 패턴 밀도에 따라 식각 특성이 달라지기 때문에 게이트(120)의 CD 및 절연 스페이서(130)의 두께가 지역에 따라 달라진다. 이렇게 패턴 밀도에 따라 CD가 변화되는 효과를 로딩 효과(loading effect)라 한다. In more detail, the
그러므로, 종래 센스 엠프의 트랜지스터 구조에서는 게이트(120) 및 절연 스페이서(130)의 두께가 지역에 따라 불균일하고, 아울러서, 소오스영역(140a) 및 드레인영역(140b)의 크기도 불균일하여, 결과적으로, 트랜지스터의 특성이 균일하지 못하다. 이에, 트랜지스터 작동시 균일한 턴-온(turn-on)이 이루어지지 않고 소자 특성의 균일성이 열화되는 문제가 발생한다. Therefore, in the transistor structure of the conventional sense amplifier, the thicknesses of the
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 게이트 패턴의 밀도 차이에 기인하는 소자의 불균일성 문제를 개선할 수 있는 반도체 소자의 센스 엠프용 트랜지스터를 제공함에 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a sense amplifier transistor of a semiconductor device capable of improving the problem of non-uniformity of a device caused by a difference in density of gate patterns. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 센스 엠프용 트랜지스터는, 센스 엠프 형성 영역에서 서로 접하는 두 개의 트랜지스터 형성 영역이 길이방향으로 또 다른 서로 접하는 두 개의 트랜지스터 형성 영역과 이격되도록 소자분리막이 형성된 반도체 기판; 서로 접하는 두 개의 트랜지스터 형성 영역 각각에 서로 대칭을 이루도록 형성된 L자형 게이트; 트랜지스터 형성 영역들 사이의 소자분리막 부분 상에 센스 엠프 형성 영역에서 균일한 패턴 밀도를 갖도록 형성된 더미 게이트; 및 L자형 게이트 양측의 트랜지스터 형성 영역 표면 내에 형성된 소오스영역 및 드레인영역;을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the sense amplifier transistor of the semiconductor device of the present invention for achieving the above object, the device isolation film so that two transistor formation regions in contact with each other in the sense amplifier formation region is spaced apart from two other transistor formation regions in contact with each other in the longitudinal direction. A formed semiconductor substrate; An L-shaped gate formed to be symmetrical with each other in the two transistor formation regions in contact with each other; A dummy gate formed on the device isolation layer between the transistor formation regions to have a uniform pattern density in the sense amplifier formation region; And a source region and a drain region formed in the surface of the transistor formation region at both sides of the L-shaped gate.
여기서, 상기 더미 게이트는 상기 대칭을 이루되록 형성된 L자형 게이트 중 어느 한쪽 게이트를 연장시켜 형성한다. Here, the dummy gate is formed by extending one of the gates of the L-shaped gate formed to form the symmetry.
(실시예)(Example)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 센스 엠프용 트랜지스터의 구조를 설명하기 위한 레이아웃도이다. 3A and 3B are layout views illustrating the structure of a sense amplifier transistor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
먼저, 도 3a를 참조하여, 본 발명에서의 트랜지스터 형성 영역을 정의하는 소자분리막(310) 만을 형성시킨 반도체 기판(300)을 설명하도록 한다. 도시된 바와 같이, 상기 본 발명의 소자분리막(310)은 종래 기술에서의 그것과 동일한 형상을 가지며, 또한 종래와 마찬가지로, 상기 소자분리막(310)에 의해 서로 접하는 두 개의 트랜지스터 형성 영역은 길이방향으로 또 다른 서로 접하는 두 개의 트랜지스터 형성 영역과 이격된다. 여기서, 상기 트랜지스터 형성 영역들은 활성영역(A)에 해당된다. First, referring to FIG. 3A, the
도 3b를 참조하면, 본 발명의 센스 엠프용 트랜지스터는 서로 접하는 두 개 의 트랜지스터 형성 영역이 길이방향으로 또 다른 서로 접하는 두 개의 트랜지스터 형성 영역과 이격되도록 소자분리막(310)이 형성된 반도체 기판(300)과, 상기 서로 접하는 두 개의 트랜지스터 형성 영역 각각에 서로 대칭을 이루도록 형성된 L자형 게이트(320)와, 상기 트랜지스터 형성 영역들 사이의 소자분리막(310) 부분 상에 센스 엠프 형성 영역에서 균일한 패턴 밀도를 갖도록 형성된 더미(dummy) 게이트(320'), 및 L자형 게이트(320) 양측의 트랜지스터 형성 영역 표면 내에 형성된 소오스영역(340a) 및 드레인영역(340b)을 포함한다. Referring to FIG. 3B, in the sense amplifier transistor of the present invention, the
미설명된 도면부호 330은 상기 L자형 게이트(320) 및 더미 게이트(320')의 측벽에 형성된 절연 스페이서를 나타낸다.
한편, 상기 본 발명의 센스 엠프용 트랜지스터는 종래와 마찬가지로 L자형 게이트(320)가 X축 방향으로 활성영역(A)을 약간 벗어나도록 만드는데, 이것은 소오스영역(340a)과 드레인영역(340b)을 분리시키기 위함이다. 그리고, 상기 L자형 게이트(320)는 Y축 방향으로도 활성영역(A)을 벗어나도록 형성하되, Y축 방향으로 벗어난 부분의 폭을 나머지 부분에서의 폭 보다 크게 만드는데, 이것은 Y축 방향으로 벗어난 부분에 게이트(320)와 접하는 콘택을 형성하기 위함이다. Meanwhile, the sense amplifier transistor of the present invention makes the L-
이와 같이, 본 발명은 L자형 게이트(320)를 갖는 센스 엠프용 트랜지스터를 형성함에 있어서, 트랜지스터 형성 영역들 사이의 소자분리막(310) 부분 상에 더미 게이트(320')를 더 형성시킨다. 즉, L자형 게이트(320) 일측 끝단으로부터 연장되는 더미 게이트(320')를 트랜지스터 형성 영역들 사이의 소자분리막(310) 부분 상에 형성한다. As described above, according to the present invention, in forming the sense amplifier transistor having the L-shaped
이 경우, 도 3b의 b-b'선에 따른 단면도인 도 4에 도시된 바와 같이, 센스 엠프 영역에서의 게이트 패턴의 밀도가 전체적으로 균일해지기 때문에, 게이트 및 절연 스페이서 형성시 종래의 로딩 효과(loading effect)를 방지할 수 있어서, 게이트 CD 및 절연 스페이서의 두께, 그리고, 소오스/드레인영역의 면적이 지역에 따라 달라지는 문제를 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 센스 엠프 트랜지스터의 균일성을 개선하고, 소자의 동작 특성을 향상시킬 수 있다. 미설명된 도면부호 320a는 게이트절연막을, 320b는 게이트도전막을, 그리고, 320c는 게이트 하드마스크막을 각각 나타낸다. In this case, as shown in FIG. 4 along the line b-b 'of FIG. 3B, since the density of the gate pattern in the sense amplifier region becomes uniform as a whole, the conventional loading effect when forming the gate and the insulating spacer ( It is possible to prevent the loading effect, so that the thickness of the gate CD and the insulating spacer, and the area of the source / drain regions vary depending on the region. Therefore, the present invention can improve the uniformity of the sense amplifier transistor and improve the operating characteristics of the device.
한편, 본 발명은 더미 게이트(320'), 즉, 확장된 게이트 부분으로 인해 기생 캐패시턴스가 증가하는 문제점은 거의 발생하지 않는데, 이것은 상기 더미 게이트(320')는 도전체인 활성영역(A)이 아닌 두꺼운 두께를 갖는 절연체인 소자분리막(310) 상에 형성되기 때문이다. On the other hand, the present invention rarely causes the parasitic capacitance to increase due to the dummy gate 320 ', that is, the expanded gate portion. This is because the dummy gate 320' is not an active region A, which is a conductor. This is because it is formed on the
또한, 본 발명은 활성영역(A)의 면적을 확장시키지 않으며, 또한, 모든 L자형 게이트(320) 각각으로부터 더미 게이트(320')를 연장시키지 아니하고 더미 게이트(320')를 갖는 L자형 게이트(320)와 더미 게이트(320')를 갖지 않는 L자형 게이트(320)를 번갈아 배치하기 때문에, 즉, 대칭을 이루도록 형성된 L자형 게이트(320) 중 어느 한쪽의 게이트를 연장시켜 더미 게이트(320')를 형성하기 때문에, 전체적으로 칩(Chip) 크기가 증가되는 문제점이 발생하지 않는다. In addition, the present invention does not extend the area of the active region A, and furthermore, the L-shaped gate having the dummy gate 320 'without extending the dummy gate 320' from each of the L-shaped
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.As mentioned above, although the present invention has been illustrated and described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited thereto, and the following claims are not limited to the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. It can be easily understood by those skilled in the art that can be modified and modified.
이상에서와 같이, 본 발명은 L자형 게이트를 갖는 센스 엠프용 트랜지스터를 형성함에 있어서, 트랜지스터 형성 영역들 사이의 소자분리막 부분 상에 패턴 밀도가 균일해지도록 더미 게이트를 형성시킴으로써, 기생 캐패시턴스가 증가하는 문제나 칩(Chip) 크기가 증가하는 문제점 없이 패턴의 밀도차에 기인하는 게이트 CD 및 절연 스페이서의 두께 변동 현상을 방지하여 트랜지스터 특성의 균일성을 개선할 수 있다. As described above, in the present invention, in forming a sense amplifier transistor having an L-shaped gate, the parasitic capacitance is increased by forming a dummy gate on the device isolation film portion between the transistor formation regions so that the pattern density becomes uniform. The uniformity of the transistor characteristics can be improved by preventing the thickness variation of the gate CD and the insulating spacer due to the density difference of the pattern without a problem or a problem of increasing the chip size.
Claims (2)
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KR1020060006161A KR20070076810A (en) | 2006-01-20 | 2006-01-20 | Transister for sense amplifier of semiconductor device |
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KR1020060006161A KR20070076810A (en) | 2006-01-20 | 2006-01-20 | Transister for sense amplifier of semiconductor device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9406663B2 (en) | 2013-01-23 | 2016-08-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices |
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2006
- 2006-01-20 KR KR1020060006161A patent/KR20070076810A/en not_active Application Discontinuation
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