KR20090125969A - Semiconductor memory device having transistors of stacked structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히 적층 구조의 트랜지스터들을 가지는 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 having transistors in a stacked structure.
반도체 메모리 장치를 수평 구조의 트랜지스터들로 제조하는 경우에 레이아웃 면적을 줄이는데는 한계가 있다. 이에 따라, 수평 구조의 트랜지스터들을 적층하여 레이아웃 면적을 줄이는 기술이 나오게 되었다.In the case of manufacturing a semiconductor memory device with transistors having a horizontal structure, there is a limit in reducing the layout area. Accordingly, a technique of reducing layout area by stacking transistors having a horizontal structure has emerged.
또한, 이와같은 노력으로 인하여, 정적 메모리 셀을 적층하는 기술, 주변 회로를 적층하는 기술, 및 플래쉬 메모리 셀을 적층하는 기술이 소개되어 있다.Also, due to such efforts, techniques for stacking static memory cells, techniques for stacking peripheral circuits, and techniques for stacking flash memory cells have been introduced.
SRAM셀을 적층하는 기술 및 주변 회로를 적층하는 기술은 국내 특허 출원 번호 제2004-61527호 및 제2005-38512호에 공개되어 있고, 플래쉬 메모리 셀을 적층하는 기술은 국내 특허 출원 번호 제2005-121779호에 공개되어 있다.Techniques for laminating SRAM cells and techniques for laminating peripheral circuits are disclosed in Korean Patent Application Nos. 2004-61527 and 2005-38512, and a technique for laminating flash memory cells is disclosed in Korean Patent Application No. 2005-121779. It is published in the issue.
그러나, 상술한 문헌들에 워드 라인을 선택하고 구동하는 디코더사이의 연결 구조에 대해서는 공개되어 있지 않다.However, the above-mentioned documents do not disclose a connection structure between decoders for selecting and driving word lines.
본 발명의 목적은 적층 구조에서 메모리 셀이 연결되는 워드 라인과 디코더사이의 연결 구조를 공개하는 적층 구조의 트랜지스터들을 가지는 반도체 메모리 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having transistors in a stacked structure that discloses a connection structure between a word line to which memory cells are connected and a decoder in the stacked structure.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적층 구조의 트랜지스터들을 가지는 반도체 메모리 장치의 제1형태는 복수개의 워드 라인들, 상기 복수개의 워드 라인들 각각에 연결되는 적어도 하나의 제1트랜지스터를 각각 구비하는 복수개의 메모리 셀들을 구비하는 메모리 셀 어레이 블럭, 및 상기 복수개의 워드 라인들 각각을 구동하는 복수개의 드라이버들을 구비하는 워드 라인 디코더를 구비하고, 상기 복수개의 워드 라인들이 제1층에 배치되고, 상기 복수개의 드라이버들이 상기 제1층과는 다른 적어도 하나의 제2층에 배치되는 것을 특징으로 한다.A first aspect of a semiconductor memory device having transistors having a stacked structure of the present invention for achieving the above object is a plurality of word lines, each having a plurality of at least one first transistor connected to each of the plurality of word lines And a word line decoder having a plurality of drivers for driving each of the plurality of word lines, wherein the plurality of word lines are disposed in a first layer, and the plurality of word lines are disposed in a first layer. Drivers are disposed on at least one second layer different from the first layer.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적층 구조의 트랜지스터들을 가지는 반도체 메모리 장치의 제2형태는 복수개의 워드 라인들, 상기 복수개의 워드 라인들 각각에 연결된 적어도 하나의 제1트랜지스터를 구비하는 복수개의 메모리 셀들을 구비하는 메모리 셀 어레이 블럭, 및 상기 복수개의 워드 라인들 각각을 구동하는 복수개의 드라이버들을 구비하는 워드 라인 디코더를 구비하고, 상기 복수개의 워드 라인들이 제1층에 배치되고, 상기 복수개의 드라이버들이 적어도 2개 이상의 제2층들에 분산되어 배치되는 것을 특징으로 한다.A second aspect of the semiconductor memory device having a stacked structure transistor of the present invention for achieving the above object is a plurality of memory having a plurality of word lines, at least one first transistor connected to each of the plurality of word lines And a word line decoder having a memory cell array block having cells, and a plurality of drivers for driving each of the plurality of word lines, wherein the plurality of word lines are disposed in a first layer, and the plurality of drivers Are dispersed in at least two or more second layers.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적층 구조의 트랜지스터들을 가지는 반도체 메모리 장치의 제3형태는 복수개의 워드 라인들, 상기 복수개의 워드 라인들 각각에 연결된 적어도 하나의 제1트랜지스터를 구비하는 복수개의 메모리 셀들을 구비하는 메모리 셀 어레이 블럭, 및 상기 복수개의 워드 라인들 각각을 구동하는 복수개의 드라이버들을 구비하는 워드 라인 디코더를 구비하고, 상기 복수개의 드라이버들이 제1층에 배치되고, 상기 복수개의 워드 라인들이 상기 제1층과는 다른 적어도 하나의 제2층에 배치되는 것을 특징으로 한다.A third aspect of the semiconductor memory device having a stacked structure transistor of the present invention for achieving the above object is a plurality of memory having a plurality of word lines, at least one first transistor connected to each of the plurality of word lines A memory cell array block having cells, and a word line decoder having a plurality of drivers for driving each of the plurality of word lines, wherein the plurality of drivers are disposed in a first layer, and the plurality of word lines They are arranged in at least one second layer different from the first layer.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적층 구조의 트랜지스터들을 가지는 반도체 메모리 장치의 제4형태는 복수개의 워드 라인들, 상기 복수개의 워드 라인들 각각에 연결된 적어도 하나의 제1트랜지스터를 구비하는 복수개의 메모리 셀들을 구비하는 메모리 셀 어레이 블럭, 및 상기 복수개의 워드 라인들 각각을 구동하는 복수개의 드라이버들을 구비하는 워드 라인 디코더를 구비하고, 상기 복수개의 드라이버들이 제1층에 배치되고, 상기 복수개의 워드 라인들이 적어도 2개 이상의 제2층들에 분산되어 배치되는 것을 특징으로 한다.A fourth aspect of the semiconductor memory device having a stacked structure transistor of the present invention for achieving the above object is a plurality of memory having a plurality of word lines, at least one first transistor connected to each of the plurality of word lines A memory cell array block having cells, and a word line decoder having a plurality of drivers for driving each of the plurality of word lines, wherein the plurality of drivers are disposed in a first layer, and the plurality of word lines Are dispersed in at least two or more second layers.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적층 구조의 트랜지스터들을 가지는 반도체 메모리 장치의 제5형태는 복수개의 워드 라인들, 상기 복수개의 워드 라인들 각각에 연결된 적어도 하나의 제1트랜지스터를 구비하는 복수개의 메모리 셀들을 구비하는 메모리 셀 어레이 블럭, 및상기 복수개의 워드 라인들 각각을 구동하는 복수개의 드라이버들을 구비하는 워드 라인 디코더를 구비하고, 상기 복수개의 워드 라인들이 적어도 2개이상의 층에 분산되어 적층되고, 상기 복수개의 워드 라 인들에 연결되는 상기 복수개의 드라이버들이 상기 적어도 2개이상의 층의 대응되는 층에 배치되는 것을 특징으로 한다.A fifth aspect of the semiconductor memory device having a stacked structure transistor of the present invention for achieving the above object is a plurality of memory having a plurality of word lines, at least one first transistor connected to each of the plurality of word lines A memory cell array block having cells, and a word line decoder having a plurality of drivers for driving each of the plurality of word lines, wherein the plurality of word lines are distributed and stacked in at least two layers; The plurality of drivers connected to the plurality of word lines may be disposed in corresponding layers of the at least two layers.
상기 복수개의 드라이버들 각각이 적어도 2개의 제2트랜지스터들을 구비하는 것을 특징으로 한다. Each of the plurality of drivers has at least two second transistors.
상기 복수개의 메모리 셀들은 정적 메모리 셀이고, 상기 제1트랜지스터가 상기 제1층에 배치되는 것을 특징으로 하거나, 상기 복수개의 메모리 셀들이 불휘발성 메모리 셀이고, 상기 제1트랜지스터가 상기 제1층에 배치되는 것을 특징으로 한다.The plurality of memory cells are static memory cells, wherein the first transistor is disposed in the first layer, or the plurality of memory cells are nonvolatile memory cells, the first transistor is in the first layer It is characterized in that the arrangement.
따라서, 본 발명의 적층 구조의 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치는 서브 워드 라인(워드 라인) 또는 드라이버들의 적합한 적층 구조와 서브 워드 라인과 드라이버사이의 다양한 연결 구조를 제시함으로써 추가적인 레이아웃 면적의 감소가 가능하게 된다.Accordingly, the semiconductor memory device including the transistors of the stacked structure of the present invention can further reduce the layout area by presenting a suitable stacked structure of sub word lines (word lines) or drivers and various connection structures between the sub word lines and the drivers. Done.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 적층 구조의 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a semiconductor memory device including transistors having a stacked structure according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 적층 구조의 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치의 일실시예의 구성을 나타내는 것으로, 메모리 셀 어레이 블럭(10) 및 서브 워드 라인 디코더(20)로 구성되어 있다. 메모리 셀 어레이 블럭(10)은 메모리 셀(MC)들을 구비하는 서브 메모리 셀 어레이 블럭들(SMCA1 ~ SMCAi)를 구비하고, 메모리 셀 어레이 블럭(10)은 복수개의 메모리 셀 어레이 블럭들(미도시)중 하나의 블럭일 수 있다. 서브 워드 라인 디코더(20)는 드라이버(D)들을 구비하는 서브 디코더들(SD1 ~ SDi)을 구비하고, 서브 워드 라인 디코더(20)는 복수개의 서브 워드 라인 디코더(미도시)중의 하나의 서브 워드 라인 디코더일 수 있으며, 서브 워드 라인 디코더(20)는 복수개의 메모리 셀 어레이 블럭들사이 각각에 배치될 수 있다. 도 1에서, MC는 정적 메모리 셀일 수 있고, D는 디코더 및/또는 드라이버일 수 있다. 또한, (BL1, BL1B) ~ (BLm, BLmB)는 비트 라인쌍들을, MWL1 ~ MWLi는 메인 워드 라인들을, (SWL11 ~ SWL1n) ~ (SWLi1 ~ SWLin)은 서브 워드 라인들, PXL1 ~ PXLn은 선택신호 라인들을 각각 나타낸다. 도 1에서, 워드 라인 디코더(20)는 주변 회로가 아닌 메모리 셀 어레이내에 배치될 수 있다.FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of a semiconductor memory device having transistors having a stacked structure of the present invention, and is comprised of a memory
도 1에서, 서브 메모리 셀 어레이 블럭들(SMCA1 ~ SMCAi) 각각은 메모리 셀들(MC)을 구비하고, 서브 디코더들(SD1 ~ SDi) 각각은 드라이버(D)들을 구비한다. 서브 디코더들(SD1 ~ SDi) 각각은 대응하는 메인 워드 라인(MWL1 ~ MWLi)과 선택신호 라인들(PXL1 ~ PXLn)로 인가되는 선택신호들 각각에 응답하여 대응하는 서브 워드 라인들((SWL11 ~ SWL1n) ~ (SWLi1 ~ SWLin)) 각각을 구동한다. 예를 들면, 서브 메모리 셀 어레이 블럭(SMCA1)은 대응하는 메인 워드 라인(MWL1)과 선택신호 라인들(PXL1 ~ PXLn)로 인가되는 선택신호들 각각에 응답하여 대응하는 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWL1n) 각각을 구동한다. In FIG. 1, each of the sub memory cell array blocks SMCA1 to SMCAi includes memory cells MC, and each of the sub decoders SD1 to SDi includes drivers D. In FIG. Each of the sub decoders SD1 to SDi may correspond to the corresponding sub word lines SWL11 to SDW in response to each of the selection signals applied to the corresponding main word lines MWL1 to MWLi and the selection signal lines PXL1 to PXLn. SWL1n) to (SWLi1 to SWLin) respectively. For example, the sub memory cell array block SMCA1 may correspond to the corresponding sub word lines SWL11 ˜ in response to each of the selection signals applied to the corresponding main word line MWL1 and the selection signal lines PXL1 to PXLn. SWL1n) is driven respectively.
도 1에서, 본 발명의 반도체 메모리 장치의 메모리 셀 어레이(10) 및/또는 워드 라인 디코더(20)를 구성하는 트랜지스터들이 적어도 2개층 이상에 배치될 수 있다.In FIG. 1, transistors constituting the
도 2a, b는 본 발명의 반도체 메모리 장치의 정적 메모리 셀 및 드라이버 각각의 실시예의 구성을 나타내는 것으로, 도 2a의 정적 메모리 셀(MC)은 풀업 트랜지스터들(PU1, PU2), 풀다운 트랜지스터들(PD1, PD2), 및 전송 트랜지스터들(T1, T2)로 구성되고, 도 2b의 드라이버(D)는 PMOS트랜지스터(P) 및 NMOS트랜지스터(N)로 구성되어 있다. 도 2b에서, PX는 선택신호 라인으로 전송되는 선택신호를 나타내고, a는 메인 워드 라인(MWL)에 연결되고, b는 서브 워드 라인(SWL)에 연결된다.2A and 2B illustrate a configuration of each embodiment of a static memory cell and a driver of the semiconductor memory device of the present invention. The static memory cell MC of FIG. 2A includes pull-up transistors PU1 and PU2 and pull-down transistors PD1. , PD2, and transfer transistors T1 and T2, and the driver D of FIG. 2B includes a PMOS transistor P and an NMOS transistor N. In FIG. In FIG. 2B, PX represents a selection signal transmitted to the selection signal line, a is connected to the main word line MWL, and b is connected to the sub word line SWL.
도 2a의 정적 메모리 셀(MC)은 트랜지스터들(PU1, PD1)로 구성된 인버터와 트랜지스터들(PU2, PD2)로 구성된 인버터로 구성된 래치를 구비하여 전송 트랜지스터들(T1, T2)을 통하여 전송되는 데이터를 래치한다. 전송 트랜지스터들(T1, T2)은 서브 워드 라인(SWL)으로 인가되는 신호에 응답하여 온되어 노드(x)와 비트 라인(BL)사이 및 노드(y)와 반전 비트 라인(BLB)사이에 데이터를 전송한다. The static memory cell MC of FIG. 2A has a latch configured by an inverter composed of transistors PU1 and PD1 and an inverter composed of transistors PU2 and PD2 to transmit data through the transfer transistors T1 and T2. Latch. The transfer transistors T1 and T2 are turned on in response to a signal applied to the sub word line SWL to transfer data between the node x and the bit line BL and between the node y and the inverting bit line BLB. Send it.
도 2b의 드라이버(D)는 "하이"레벨의 선택신호(PX)에 응답하여 NMOS트랜지스터(N)가 온되어 서브 워드 라인으로 "로우"레벨의 신호를 출력하고, "로우"레벨의 선택신호(PX)에 응답하여 PMOS트랜지스터(P)가 온되어 메인 워드 라인으로 전송되는 신호를 서브 워드 라인으로 출력한다. 메인 워드 라인으로 전송되는 "하이"레벨의 신호 및 PMOS트랜지스터(P)의 기판으로 인가되는 전압(Vpx)의 레벨은 전원전압보다 높은 고전압 레벨일 수 있다. 즉, 드라이버(D)는 선택신호(PX)와 메인 워드 라인으로 전송되는 신호를 조합하여 서브 워드 라인을 구동한다.In response to the selection signal PX of the "high" level, the driver D of FIG. 2B turns on the NMOS transistor N to output a signal of the "low" level to the sub word line, and the selection signal of the "low" level. In response to (PX), the PMOS transistor P is turned on to output a signal transmitted to the main word line to the sub word line. The level of the "high" level signal transmitted to the main word line and the voltage Vpx applied to the substrate of the PMOS transistor P may be a high voltage level higher than the power supply voltage. That is, the driver D drives the sub word line by combining the selection signal PX and the signal transmitted to the main word line.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 반도체 메모리 장치의 정적 메모리 셀들 및 드라이버들의 일실시예의 배치를 나타내는 것으로, 메모리 셀 어레이 블럭(10)의 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 적어도 2개의 층중 1개의 층에 배치될 수 있고, 서브 워드 라인 디코더(20)의 드라이버(D)들이 적어도 2개의 층중 1개이상의 층에 배치되는 경우의 배치를 나타내는 것이다. 도 3a, b에서, A는 2개층에 적층된 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치를, B는 3개층에 적층된 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치를 나타내는 것이다.3A to 3C illustrate an arrangement of one embodiment of static memory cells and drivers of a semiconductor memory device of the present invention, in which the sub word lines SWL11 to SWLin of the memory
도 3a에서, A의 장치의 경우에, 메모리 셀 어레이 블럭(10)의 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 1층(1F)에 배치되고, 서브 워드 라인 드라이버(20)의 드라이버(D)들이 2층(2F)에 배치되어 있다. 도시하지는 않았지만, 메모리 셀(MC)들의 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 2층(2F)에 배치되고, 서브 워드 라인 드라이버(20)의 드라이버(D)들이 1층(1F)에 배치될 수도 있다.In FIG. 3A, in the case of the device of A, the sub word lines SWL11 to SWLin of the memory
B의 장치의 경우에, 메모리 셀 어레이 블럭(10)의 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 1층(1F)에 배치되고, 서브 워드 라인 드라이버(20)의 드라이버(D)들이 2층(2F) 또는 2층(3F)에 배치되어 있다. 도시하지는 않았지만, 메모리 셀(MC)들의 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 2층(2F) 또는 3층(3F)의 하나의 층에 배치되고, 드라이버(D)들이 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 배치된 층과 다른 하나의 층에 배치될 수도 있다.In the case of the device of B, the sub word lines SWL11 to SWLin of the memory
도 3b에서, A의 장치의 경우에, 메모리 셀 어레이 블럭(10)의 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 1층(1F)에 배치되고, 서브 워드 라인 드라이버(20)의 드라이버(D)들이 1층(1F)과 2층(2F)에 분산되어 배치되고, 1층(1F)과 2층(2F)에 배치된 드라이버(D)들 각각이 대응하는 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)에 연결되어 있다. 도시하지는 않았지만, 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 2층(2F)에 배치될 수도 있다. In FIG. 3B, in the case of the device of A, the sub word lines SWL11 to SWLin of the memory
B의 장치의 경우에, 메모리 셀 어레이 블럭(10)의 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 1층(1F)에 배치되고, 서브 워드 라인 드라이버(20)의 드라이버(D)들이 1층(1F)과 2층(2F)(또는 1층(1F)과 3층(3F))에 분산되어 배치되고, 1층(1F)과 2F(2F)(또는 1층(1F)과 3층(3F))에 배치된 드라이버(D)들 각각이 대응하는 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)에 연결되어 있다. 도시하지는 않았지만, 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 2층(2F)(또는 3층(3F))에 배치될 수도 있다. In the case of the device of B, the sub word lines SWL11 to SWLin of the memory
도 3a, b에서, 예를 들면, 홀수번째 서브 워드 라인들에 연결되는 드라이버(D)들과 짝수번째 서브 워드 라인들에 연결되는 드라이버(D)들이 서로 다른 층에 분산되어 배치될 수 있다. In FIGS. 3A and 3B, for example, drivers D connected to odd-numbered sub word lines and drivers D connected to even-numbered sub word lines may be distributed in different layers.
도 3c는 메모리 셀 어레이 블럭(10)의 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 1층(1F)에 배치되고, 서브 워드 라인 드라이버(20)의 드라이버(20)들이 1층(1F), 2층(2F) 및 3층(3F)에 분산되어 배치되고, 1층(1F), 2층(2F), 및 3층(3F)에 배치된 드라이버(D)들 각각이 대응하는 서브 워드 라인(SWL11 ~ SWLin)에 연결되어 있다. 예를 들면, 2n-1(n은 자연수)번째 서브 워드 라인들에 연결되는 드라이버(D)들이 1층(1F)에 배치되고, 2n번째 서브 워드 라인들에 연결되는 드라이버(D)들은 2층(2F)에 배치되고, 2n+1번째 서브 워드 라인들에 연결되는 드라이버(D)들은 3층(3F)에 배치될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 2 층(2F)(또는 3층(3F))에 배치될 수도 있다. In FIG. 3C, the sub word lines SWL11 to SWLin of the memory
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 반도체 메모리 장치의 정적 메모리 셀들 및 드라이버들의 다른 실시예의 배치를 나타내는 것으로, 메모리 셀 어레이 블럭(10)의 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)이 적어도 2개의 층에 배치되고, 서브 워드 라인 디코더(20)의 드라이버(D)들이 적어도 2개의 층중 1개층에 배치되는 경우의 배치를 나타내는 것이다. 도 4a에서, A는 2개층에 적층된 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치를, B는 3개층에 적층된 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치를 나타내는 것이다.4A to 4B show an arrangement of another embodiment of static memory cells and drivers of the semiconductor memory device of the present invention, in which the sub word lines SWL11 to SWLin of the memory
도 4a에서, A의 장치의 경우에, 서브 워드 라인들(SWL11, SWL12, ..., SWLin)이 1층(1F) 및 2층(2F)에 분산되어 배치되고, 드라이버(D)들이 1층(1F)에 배치되어 있다. 그리고, 1층(1F)에 배치된 서브 워드 라인들 각각이 1층(1F)에 배치된 대응하는 드라이버(D)들에 연결되고, 2층(2F)에 배치된 서브 워드 라인들 각각이 1층(1F)에 배치되는 대응하는 드라이버(D)에 연결되어 있다. 도시하지는 않았지만, 서브 워드 라인 드라이버(20)의 드라이버(D)들이 1층(1F)이 아닌 2층(2F)에 배치될 수도 있다.In FIG. 4A, in the case of the apparatus of A, the sub word lines SWL11, SWL12, ..., SWLin are distributed in one
B의 장치의 경우에, 서브 워드 라인들(SWL11, SWL12, ..., SWLin)이 1층(1F) 및 3층(3F)에 분산되어 배치되고, 드라이버(D)들이 1층(1F)에 배치되어 있다. 그리고, 1층(1F)에 배치된 서브 워드 라인들 각각이 1층(1F)에 배치된 대응하는 드라이버(D)들에 연결되고, 3층(3F)에 배치된 서브 워드 라인들 각각이 1층(1F)에 배치되는 대응하는 드라이버(D)에 연결되어 있다. 도시하지는 않았지만, 서브 워드 라인 드라이버(20)의 드라이버(D)들이 1층(1F)이 아닌 2층(2F)에 배치될 수도 있고, 3층(3F)에 배치될 수도 있으며, 서브 워드 라인들(SWL11, SWL12, ..., SWLin)이 2층(2F) 및 3층(3F)에 분산되어 배치되거나, 1층(1F) 및 2층(2F)에 분산되어 배치될 수도 있다. In the case of the apparatus of B, the sub word lines SWL11, SWL12, ..., SWLin are distributed in one
도 4a에서, 예를 들면, 홀수번째 서브 워드 라인들과 짝수번째 서브 워드 라인들이 서로 다른 층에 분산되어 배치될 수 있다. In FIG. 4A, for example, odd sub word lines and even sub word lines may be distributed in different layers.
도 4b에서, 서브 워드 라인들(SWL11, SWL12, ..., SWLin)이 1층(1F), 2층(2F), 및 3층(3F)에 분산되어 배치되고, 드라이버(D)들이 1층(1F)에 배치되어 있다. 1층(1F)에 배치된 서브 워드 라인들 각각이 1층(1F)에 배치된 대응하는 드라이버(D)들에 연결되고, 2층에 배치된 서브 워드 라인들 각각이 1층(1F)에 배치된 대응하는 드라이버(D)들에 연결되고, 3층(3F)에 배치된 서브 워드 라인들 각각이 1층(1F)에 배치된 대응하는 드라이버(D)들에 연결되어 있다. 예를 들면, 2n-1(n은 자연수)번째 서브 워드 라인들이 1층(1F)에 배치되고, 2n번째 서브 워드 라인들은 2층(2F)에 배치되고, 2n+1번째 서브 워드 라인들들은 3층(3F)에 배치될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 드라이버(D)들은 1층(1F)이 아니라 2층(2F)에 배치될 수 있고, 또는 3층(3F)에 배치될 수도 있다.In FIG. 4B, the sub word lines SWL11, SWL12,..., SWLin are distributed in one
도 5는 본 발명의 반도체 메모리 장치의 정적 메모리 셀들 및 드라이버들의 또 다른 실시예의 배치를 나타내는 것으로, 메모리 셀 어레이 블럭(10)의 메모리 셀(MC)들과 서브 워드 라인 디코더(20)의 드라이버(D)들이 2개 층이상의 층에 배치되는 경우의 배치를 나타내는 것이다. 도 5에서, A는 2개층에 적층된 트랜지스터들 을 구비하는 반도체 메모리 장치를, B는 3개층에 적층된 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치를 나타내는 것이다.FIG. 5 shows a layout of another embodiment of static memory cells and drivers of the semiconductor memory device of the present invention, wherein the memory cells MC of the memory
A의 장치의 경우에, 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin)중 1/2개 정도의 서브 워드 라인들이 1층(1F)에 배치되고, 나머지 서브 워드 라인들이 2층(2F)에 배치되고, 1층(1F)에 배치되는 서브 워드 라인들에 연결되는 드라이버(D)들이 1층(1F)에 배치되고, 2층(2F)에 배치되는 서브 워드 라인들에 연결되는 드라이버(D)들이 2층(2F)에 배치되어 있다. 예를 들면, 홀수번째 서브 워드 라인들 및 이에 연결되는 드라이버(D)들은 1층(1F)에 배치되고, 짝수번째 서브 워드 라인들 및 이에 연결되는 드라이버(D)들은 2층(2F)에 배치될 수 있다.In the case of the device of A, about half of the sub word lines SWL11 to SWLin are arranged in the
B의 장치의 경우에, 서브 워드 라인들(SWL11 ~ SWLin) 및 서브 워드 라인 디코더(20)의 드라이버(D)들이 3개 층(1F, 2F, 3F)에 나뉘어서 배치되는 것을 도시한 것이다. 예를 들면, 2n-1(n은 자연수)번째 서브 워드 라인들 및 이에 연결되는 드라이버(D)들이 1층(1F)에 배치되고, 2n번째 서브 워드 라인들 및 이에 연결되는 드라이버(D)들이 2층(2F)에 배치되고, 2n+1번째 서브 워드 라인들 및 이에 연결되는 드라이버(D)들이 3층(3F)에 배치될 수 있다.In the case of the apparatus of B, it is shown that the sub word lines SWL11 to SWLin and the drivers D of the sub
상술한 실시예들에서, 메모리 셀 어레이 블럭(10)의 서브 워드 라인들은 정적 메모리 셀들의 전송 트랜지스터들의 게이트 전극을 서로 연결함에 의해서 형성된다. 그리고, 메모리 셀 어레이 블럭(10)의 하나의 메모리 셀들이 2개 이상의 층에 형성되는 경우에 전송 트랜지스터들(T1, T2)이 배치되는 층에 서브 워드 라인이 형성되는 것이 바람직하며, 풀업 트랜지스터들(PU1, PU2) 및 풀다운 트랜지스터 들(PD1, PD2)은 전송 트랜지스터들(T1, T2)과 동일 층 및/또는 다른 층에 형성되어도 상관없다. In the above-described embodiments, the sub word lines of the memory
또한, 상술한 실시예들의 반도체 메모리 장치의 서브 워드 라인 디코더(20)가 도시된 드라이버(D)들이외의 추가적인 구성을 가지는 경우에, 드라이버(D)들을 구성하는 트랜지스터들(P, N)이외의 추가적인 구성을 위한 트랜지스터들(미도시)은 드라이버(D)들이 배치되는 층과 동일 층 및/또는 다른 층에 형성되어도 상관없다. In addition, when the sub
도 6은 본 발명의 적층 구조의 트랜지스터들을 가지는 반도체 메모리 장치의 다른 실시예의 구성을 나타내는 것으로, 도 1의 메모리 셀 어레이 블럭(10)이 정적 메모리 셀(MC)로 이루어진 정적 메모리 셀 어레이 블럭인 것과 달리, 불휘발성 메모리 셀(FMC)로 이루어진 불휘발성 메모리 셀 어레이 블럭인 것이 상이하다. 도 1과 마찬가지로, 메모리 셀 어레이 블럭(10)은 서브 메모리 셀 어레이 블럭들(SMCA1 ~ SMCAi)를 구비하고, 메모리 셀 어레이 블럭(10)은 복수개의 메모리 셀 어레이 블럭들(미도시)중 하나의 블럭일 수 있다. 서브 워드 라인 디코더(20)는 서브 디코더들(SD1 ~ SDi)을 구비하고, 복수개의 서브 워드 라인 디코더(미도시)중의 하나의 서브 워드 라인 디코더일 수 있으며, 서브 워드 라인 디코더(20)는 복수개의 메모리 셀 어레이 블럭들사이 각각에 배치될 수 있다. 도 1에서, MC는 정적 메모리 셀일 수 있고, D는 디코더 및/또는 드라이버일 수 있다. 또한, BL1 ~ BLm은 비트 라인들을, MWL1 ~ MWLi는 메인 워드 라인들을, PXL1 ~ PXLn은 선택신호 라인들을, SSL1~ SSLi는 소스 선택 라인들을, GSL1 ~ GSLi는 드레인 선택 라인들을, CSL1 ~ CSLi는 공통 소스 라인들을 나타낸다. 도 1에서, 워드 라인 디코더(20)는 주변 회 로가 아닌 메모리 셀 어레이내에 배치될 수 있다.FIG. 6 illustrates a configuration of another embodiment of a semiconductor memory device having transistors having a stacked structure of the present invention, in which the memory
도 7은 도 6에 나타낸 드라이버의 실시예의 구성을 나타내는 것으로, PMOS트랜지스터(P)와 NMOS트랜지스터(N)로 구성되어 있다. 도 7에서, MWE는 메인 워드 라인(MWL)으로 전송되는 메인 워드 라인 신호를 나타내고, A는 선택신호 라인에 연결되고, B는 서브 워드 라인에 연결되고, C는 전압 라인에 연결되어 있다.FIG. 7 shows the configuration of the embodiment of the driver shown in FIG. 6 and is composed of a PMOS transistor P and an NMOS transistor N. As shown in FIG. In FIG. 7, MWE represents a main word line signal transmitted to a main word line MWL, A is connected to a selection signal line, B is connected to a sub word line, and C is connected to a voltage line.
도 7에서, "하이"레벨의 메인 워드 라인 신호(MWE)에 응답하여 NMOS트랜지스터(N)가 온되어 서브 워드 라인으로 노드(C)를 통하여 전송되는 전압을 출력하고, "로우"레벨의 메인 워드 신호(MWE)에 응답하여 PMOS트랜지스터(P)가 온되어 메인 워드 라인으로 전송되는 레벨의 신호를 서브 워드 라인으로 출력한다. PMOS트랜지스터(P)의 기판으로 인가되는 전압(Vpx)의 레벨은 전원전압보다 훨씬 높은 고전압 레벨일 수 있다. 즉, 드라이버(D)는 선택신호(PX)와 메인 워드 라인으로 전송되는 신호를 조합하여 서브 워드 라인을 구동한다.In Fig. 7, the NMOS transistor N is turned on in response to the "high" level main word line signal MWE to output a voltage transmitted through the node C to the sub word line, and the main at the "low" level. In response to the word signal MWE, the PMOS transistor P is turned on and outputs a signal having a level transmitted to the main word line to the sub word line. The level of the voltage Vpx applied to the substrate of the PMOS transistor P may be a high voltage level much higher than the power supply voltage. That is, the driver D drives the sub word line by combining the selection signal PX and the signal transmitted to the main word line.
도 6에 나타낸 불휘발성 메모리 셀의 프로그램 동작, 소거 동작, 및 리드 동작은 일반적으로 알려진 동작 방법에 의해서 수행되므로, 여기에서는 그 설명을 생략하기로 한다. Since the program operation, the erase operation, and the read operation of the nonvolatile memory cell shown in FIG. 6 are performed by a generally known operation method, description thereof will be omitted here.
도 6의 반도체 메모리 장치 또한 도 1의 반도체 메모리 장치와 마찬가지로 메모리 셀들과 드라이버들사이의 배치가 도 3a 내지 도 5의 실시예들의 배치를 가질 수 있다.Similarly to the semiconductor memory device of FIG. 1, the semiconductor memory device of FIG. 6 may have an arrangement between the memory cells and the drivers.
그리고, 상술한 실시예들의 반도체 메모리 장치의 1층에 형성되는 트랜지스터들은 벌크 트랜지스터들이고, 2층 및 3층에 형성되는 트랜지스터들은 박막 트랜 지스터들일 수 있다. The transistors formed in the first layer of the semiconductor memory device of the above-described embodiments may be bulk transistors, and the transistors formed in the second and third layers may be thin film transistors.
또한, 상술한 실시예들의 적층 구조의 반도체 메모리 장치는 2층 및 3층에 배치되는 트랜지스터들을 에피택시얼 성장 기술을 사용하여 에피택시얼 층을 형성하여 구현할 수도 있고, 웨이퍼 본딩 기술을 사용하여 층을 형성하여 구현할 수도 있다.In addition, the semiconductor memory device having the stacked structure of the above-described embodiments may be implemented by forming epitaxial layers using epitaxial growth techniques for transistors disposed in two and three layers, or using wafer bonding techniques. It can also be implemented by forming a.
추가적으로, 상술한 실시예들은 서브 워드 라인 디코더(20)가 2개 층이상에 배치되는 경우에, 하나의 드라이버(D)를 구성하는 트랜지스터들은 동일 층에 배치하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 서로 다른 층에 배치하여도 상관없다.In addition, the above-described embodiments have been described with an example in which the transistors constituting one driver D are disposed on the same layer when the sub
상술한 실시예들은 적층된 2개 또는 3개의 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치를 도시하였으나, 적층된 4개이상의 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치의 경우에도 적용이 가능하다.Although the above-described embodiments illustrate a semiconductor memory device having two or three transistors stacked, the present invention is also applicable to a semiconductor memory device having four or more stacked transistors.
도 1은 본 발명의 반도체 메모리 장치의 일실시예의 블럭도이다.1 is a block diagram of one embodiment of a semiconductor memory device of the present invention.
도 2a, b는 본 발명의 적층 구조의 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치의 정적 메모리 셀 및 드라이버 각각의 실시예의 구성을 나타내는 것이다.2A and 2B illustrate the configuration of each embodiment of a static memory cell and a driver of a semiconductor memory device having transistors having a stacked structure of the present invention.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 반도체 메모리 장치의 정적 메모리 셀들 및 드라이버들의 일실시예의 배치를 나타내는 것이다.3A-3C illustrate an arrangement of one embodiment of static memory cells and drivers of a semiconductor memory device of the present invention.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 반도체 메모리 장치의 정적 메모리 셀들 및 드라이버들의 다른 실시예의 배치를 나타내는 것이다.4A-4B show an arrangement of another embodiment of static memory cells and drivers of the semiconductor memory device of the present invention.
도 5는 본 발명의 반도체 메모리 장치의 정적 메모리 셀들 및 드라이버들의 또 다른 실시예의 배치를 나타내는 것이다.Fig. 5 shows the arrangement of another embodiment of static memory cells and drivers of the semiconductor memory device of the present invention.
도 6은 본 발명의 적층 구조의 트랜지스터들을 구비하는 반도체 메모리 장치의 다른 실시예의 구성을 나타내는 것이다.Fig. 6 shows a configuration of another embodiment of a semiconductor memory device having transistors of the stacked structure of the present invention.
도 7은 도 6에 나타낸 드라이버의 실시예의 구성을 나타내는 것이다.FIG. 7 shows a configuration of an embodiment of a driver shown in FIG.
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