KR20240050243A - Semiconductor memory device and electronic system including the same - Google Patents
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Abstract
반도체 메모리 장치 및 이를 포함하는 전자 시스템이 제공된다. 반도체 메모리 장치는, 주변 회로가 형성된 제1 영역 및 메모리 셀 블록들이 형성된 제2 영역을 포함하는 기판, 상기 기판의 제1 영역에 정의되고, 서로 다른 제1 내지 제3 방향으로 연장되어 서로 90도보다 큰 각도를 형성하는 제1_1 내지 제1_3 연장부를 포함하는 제1 활성 영역, 및 상기 메모리 셀 블록들에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달하는 제1 패스 트랜지스터 회로를 포함하되, 상기 제1 패스 트랜지스터 회로는, 상기 제1_1 내지 제1_3 연장부 상에 각각 배치되는 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체 및 상기 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체 사이에 배치되는 제1 공유 소오스/드레인을 포함한다.A semiconductor memory device and an electronic system including the same are provided. A semiconductor memory device includes a substrate including a first region on which peripheral circuits are formed and a second region on which memory cell blocks are formed, the first region of the substrate being defined, and extending in first to third directions different from each other and being spaced at 90 degrees from each other. A first active region including 1_1 to 1_3 extensions forming a large angle, and a first pass transistor circuit for transmitting a driving signal to apply an operating voltage to the memory cell blocks, wherein the first pass The transistor circuit includes 1_1 to 1_3 gate structures respectively disposed on the 1_1 to 1_3 extensions, and first shared source/drain disposed between the 1_1 to 1_3 gate structures.
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치 및 이를 포함하는 전자 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 하나의 소오스/드레인 영역을 공유하는 패스 트랜지스터들을 포함하는 반도체 메모리 장치 및 이를 포함하는 전자 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to semiconductor memory devices and electronic systems including the same. More specifically, the present invention relates to a semiconductor memory device including pass transistors sharing one source/drain region and an electronic system including the same.
최근 정보 통신 장치의 다기능화에 따라 메모리 장치의 대용량화 및 고집적화가 요구되고 있다. 고집적화를 위해 메모리 셀의 크기가 축소됨에 따라, 메모리 장치의 동작 및 전기적 연결을 위해 메모리 장치에 포함되는 동작 회로들 및/또는 배선 구조도 복잡해지고 있다. 이에 따라, 메모리 장치의 집적도를 향상시키면서도 전기적 특성이 우수한 메모리 장치가 요구되고 있다.Recently, with the multi-functionalization of information and communication devices, there is a demand for higher capacity and higher integration of memory devices. As the size of memory cells is reduced for high integration, operation circuits and/or wiring structures included in the memory device for operation and electrical connection are becoming more complex. Accordingly, there is a demand for a memory device that improves the degree of integration of the memory device and has excellent electrical characteristics.
메모리 장치의 집적도를 향상시키기 위하여, 기판에 대해 수직 방향으로 적층되는 워드 라인들의 개수가 증가할 수 있다. 이에 따라, 워드 라인들에 연결되는 패스 트랜지스터들의 개수도 증가하여, 메모리 장치의 크기가 증가하고 특성이 열화되는 문제점이 발생할 수 있다. In order to improve the integration of the memory device, the number of word lines stacked perpendicular to the substrate may be increased. Accordingly, the number of pass transistors connected to word lines also increases, which may cause problems such as an increase in the size of the memory device and deterioration in characteristics.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 성능 및 신뢰성이 향상된 반도체 메모리 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor memory device with improved performance and reliability.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 성능 및 신뢰성이 향상된 반도체 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an electronic system including a semiconductor memory device with improved performance and reliability.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는, 주변 회로가 형성된 제1 영역 및 메모리 셀 블록들이 형성된 제2 영역을 포함하는 기판, 상기 기판의 제1 영역에 정의되고, 서로 다른 제1 내지 제3 방향으로 연장되어 서로 90도보다 큰 각도를 형성하는 제1_1 내지 제1_3 연장부를 포함하는 제1 활성 영역, 및 상기 메모리 셀 블록들에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달하는 제1 패스 트랜지스터 회로를 포함하되, 상기 제1 패스 트랜지스터 회로는, 상기 제1_1 내지 제1_3 연장부 상에 각각 배치되는 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체 및 상기 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체 사이에 배치되는 제1 공유 소오스/드레인을 포함한다.A semiconductor memory device according to some embodiments for achieving the above technical problem includes a substrate including a first region on which peripheral circuits are formed and a second region on which memory cell blocks are formed, the first region of the substrate being defined, and different A first active region including 1_1 to 1_3 extensions extending in first to third directions to form an angle greater than 90 degrees to each other, and a first active region for transmitting a driving signal so that an operating voltage is applied to the memory cell blocks. A 1-pass transistor circuit, wherein the first pass transistor circuit includes 1_1 to 1_3 gate structures disposed on the 1_1 to 1_3 extension portions, respectively, and a first gate structure disposed between the 1_1 to 1_3 gate structures. 1 Contains shared source/drain.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는, 서로 수직한 제1 및 제2 수평 방향으로 각각 연장되는 제1 면을 포함하고, 상기 제1 면 상에 메모리 셀 영역이 배치된 제1 기판, 및 상기 제1 기판 하부의 제2 면을 포함하고, 블록 선택 신호를 제공받아 상기 메모리 셀 영역에 구동 신호를 전달하는 제1 주변 회로 영역이 배치된 제2 기판을 포함하되, 상기 제1 주변 회로 영역은, 서로 나란하지 않은 제1 내지 제3 방향으로 연장되는 제1 활성 영역 상에 각각 이격 배치된 제1 내지 제3 게이트 구조체, 및 상기 제1 내지 제3 게이트 구조체 사이에 배치된 제1 공유 드레인을 포함한다.A semiconductor memory device according to some embodiments for achieving the above technical problem includes first surfaces each extending in first and second horizontal directions perpendicular to each other, and a memory cell area disposed on the first surface. A second substrate including a first substrate and a second surface under the first substrate and having a first peripheral circuit area configured to receive a block selection signal and transmit a driving signal to the memory cell area, The first peripheral circuit area is disposed between first to third gate structures spaced apart from each other on the first active region extending in first to third directions that are not parallel to each other, and the first to third gate structures. It includes a first shared drain.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 몇몇 실시예에 따른 전자 시스템은, 메인 기판, 상기 메인 기판 상에, 주변 회로가 형성된 제1 기판 및 메모리 셀들이 형성된 제2 기판을 포함하는 반도체 메모리 장치, 및 상기 메인 기판 상에, 상기 반도체 메모리 장치와 전기적으로 연결되는 컨트롤러를 포함하되, 상기 반도체 메모리 장치는, 상기 제1 기판 내에 정의되고, 서로 다른 제1 내지 제3 방향으로 연장되어 서로 90도보다 큰 각도를 형성하는 제1 내지 제3 연장부를 포함하는 활성 영역, 및 상기 메모리 셀들에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달하는 패스 트랜지스터 회로를 포함하되, 상기 패스 트랜지스터 회로는 상기 제1 내지 제3 연장부 상의 제1 내지 제3 게이트 구조체 및 상기 제1 내지 제3 게이트 구조체 사이의 공유 소오스/드레인을 포함한다.An electronic system according to some embodiments for achieving the other technical problems includes a semiconductor memory device including a main substrate, a first substrate on which peripheral circuits are formed on the main substrate, and a second substrate on which memory cells are formed, and A controller electrically connected to the semiconductor memory device on a main substrate, wherein the semiconductor memory device is defined within the first substrate and extends in first to third directions, forming an angle greater than 90 degrees to each other. an active region including first to third extensions forming an active region, and a pass transistor circuit that transmits a driving signal so that an operating voltage is applied to the memory cells, wherein the pass transistor circuit includes the first to third extensions. It includes first to third gate structures and shared source/drain between the first to third gate structures.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
도 1은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 몇몇 실시예에 따른 메모리 셀 어레이를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 몇몇 실시예에 따른 로우 디코더, 패스 트랜지스터 회로 및 메모리 셀 블록을 나타내는 도면이다.
도 5는 몇몇 실시예에 따른 패스 트랜지스터와 메모리 셀 블록을 예시적으로 나타내는 회로도이다.
도 6은 몇몇 실시예에 따른 패스 트랜지스터와 메모리 셀 블록을 설명하기 위한 레이아웃도이다.
도 7은 도 6의 패스 트랜지스터를 확대한 도면이다.
도 8은 도 6의 A-A'를 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 9 내지 도 12는 몇몇 실시예에 따른 패스 트랜지스터들의 배치 구조를 설명하기 위한 다양한 레이아웃도들이다.
도 13은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 14 및 도 15는 도 13의 R 영역을 설명하기 위한 다양한 확대도들이다.
도 16은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 17은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 18은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 19는 도 18의 I-I를 따라 절단한 개략적인 단면도이다.1 is a block diagram showing a semiconductor memory device according to some embodiments.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a semiconductor memory device according to some embodiments.
3 is a diagram schematically showing a memory cell array according to some embodiments.
4 is a diagram illustrating a row decoder, a pass transistor circuit, and a memory cell block according to some embodiments.
Figure 5 is a circuit diagram illustrating a pass transistor and a memory cell block according to some embodiments.
Figure 6 is a layout diagram for explaining a pass transistor and a memory cell block according to some embodiments.
FIG. 7 is an enlarged view of the pass transistor of FIG. 6.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 6.
9 to 12 are various layout diagrams for explaining the arrangement structure of pass transistors according to some embodiments.
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a non-volatile memory device including a semiconductor memory device according to some embodiments.
FIGS. 14 and 15 are various enlarged views for explaining the R region of FIG. 13.
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a non-volatile memory device including a semiconductor memory device according to some embodiments.
FIG. 17 is a block diagram illustrating an electronic system including a semiconductor memory device according to some embodiments.
FIG. 18 is a schematic perspective view illustrating an electronic system including a semiconductor memory device according to some embodiments.
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view taken along II of FIG. 18.
이하에서, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 예시적인 실시예들에 따른 반도체 메모리 장치를 설명한다.Hereinafter, a semiconductor memory device according to example embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 8 .
도 1은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a semiconductor memory device according to some embodiments.
도 1을 참조하면, 반도체 메모리 장치(10)는 메모리 셀 어레이(100) 및 주변 회로(200)를 포함할 수 있다. 주변 회로(200)는 패스 트랜지스터 회로(210), 로우 디코더(220), 제어 로직 회로(230) 및 페이지 버퍼(240)를 포함할 수 있다. 구체적으로 도시되지는 않았으나, 주변 회로(200)는 전압 생성부, 데이터 입출력 회로, 입출력 인터페이스, 온도 센서, 커맨드 디코더, 또는 어드레스 디코더 등을 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 반도체 메모리 장치(10)는 비휘발성 메모리 장치일 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
메모리 셀 어레이(100)는 워드 라인들(WL), 스트링 선택 라인들(SSL) 및 그라운드 선택 라인들(GSL)을 통해 패스 트랜지스터 회로(210)에 연결될 수 있고, 비트 라인들(BL)을 통해 페이지 버퍼(240)에 연결될 수 있다. 메모리 셀 어레이(100)는 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있고, 예를 들어, 메모리 셀들은 낸드(NAND) 플래쉬 메모리 셀들일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 다른 몇몇 실시예에서, 복수의 메모리 셀들은 ReRAM(resistive RAM), PRAM(phase change RAM) 또는 MRAM(magnetic RAM)과 같은 저항형 메모리 셀들일 수 있다.The
몇몇 실시예에서, 메모리 셀 어레이(100)는 3차원 메모리 셀 어레이를 포함할 수 있고, 3차원 메모리 셀 어레이는 복수의 낸드 스트링들을 포함할 수 있으며, 각 낸드 스트링은 기판 위에 수직으로 적층된 워드 라인들에 각각 연결된 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다른 몇몇 실시예에서, 메모리 셀 어레이(100)는 2차원 메모리 셀 어레이를 포함할 수 있다. 이 경우, 2차원 메모리 셀 어레이는 행 및 열 방향을 따라 배치된 복수의 낸드 스트링들을 포함할 수 있다.In some embodiments, the
제어 로직 회로(230)는 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR) 및 제어 신호(CTRL)를 기초로, 메모리 셀 어레이(100)에 데이터를 프로그램하거나, 메모리 셀 어레이(100)로부터 데이터를 독출하거나, 또는 메모리 셀 어레이(100)에 저장된 데이터를 소거하기 위한 각종 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직 회로(230)는 로우 어드레스(X-ADDR) 및 칼럼 어드레스(Y-ADDR)를 출력할 수 있다. 이로써, 제어 로직 회로(230)는 반도체 메모리 장치(10) 내의 각종 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. The
로우 디코더(220)는 로우 어드레스(X-ADDR)에 응답하여, 복수의 메모리 블록들 중 하나를 선택하기 위한 블록 선택 신호를 블록 선택 신호 라인들(BS)에 출력할 수 있다. 또한, 로우 디코더(220)는 로우 어드레스(X-ADDR)에 응답하여, 선택된 메모리 블록의 워드 라인들(WL) 중 하나를 선택하기 위한 워드 라인 구동 신호를 워드 라인 구동 신호 라인들(SI)에 출력하고, 스트링 선택 라인들(SSL) 중 하나를 선택하기 위한 스트링 선택 라인 구동 신호를 스트링 선택 라인 구동 신호 라인들(SS)에 출력하고, 그라운드 선택 라인들(GSL) 중 하나를 선택하기 위한 그라운드 선택 라인 구동 신호를 그라운드 선택 라인 구동 신호 라인들(GS)에 출력할 수 있다. The
페이지 버퍼(240)는 칼럼 어드레스(Y-ADDR)에 응답하여 비트 라인들(BL) 중 일부 비트 라인을 선택할 수 있다. 구체적으로, 페이지 버퍼(240)는 동작 모드에 따라 기입 드라이버 또는 감지 증폭기로서 동작할 수 있다.The
패스 트랜지스터 회로(210)는 블록 선택 신호 라인들(BS), 스트링 선택 라인 구동 신호 라인들(SS), 워드 라인 구동 신호 라인들(SI) 및 그라운드 선택 라인 구동 신호 라인들(GS)을 통해 로우 디코더(220)에 연결될 수 있다. 스트링 선택 라인 구동 신호 라인들(SS), 워드 라인 구동 신호 라인들(SI) 및 그라운드 선택 라인 구동 신호 라인들(GS)은 "구동 신호 라인들"이라고 지칭될 수 있다. 패스 트랜지스터 회로(210)는 복수의 패스 트랜지스터들(예를 들어, 도 4의 PTR1_1 내지 PTR6_3)을 포함할 수 있다. 복수의 패스 트랜지스터들(예를 들어, 도 4의 PTR1_1 내지 PTR6_3)은 블록 선택 신호 라인들(BS)을 통해 수신되는 블록 선택 신호들에 의해 제어될 수 있고, 스트링 선택 라인 구동 신호들, 워드 라인 구동 신호들 및 그라운드 선택 라인 구동 신호들을 스트링 선택 라인들(SSL), 워드 라인들(WL), 및 그라운드 선택 라인들(GSL)에 각각 제공할 수 있다. 도 4에서, 하나의 패스 트랜지스터 그룹에 포함된 복수의 패스 트랜지스터들(예를 들어, 도 4의 PTR1_1 내지 PTR6_1)의 개수는 예시적으로 6개인 것으로 도시되었으나, 본 발명의 패스 트랜지스터들의 개수는 이에 제한되는 것은 아니다.The
패스 트랜지스터 회로(210)는 서로 인접한 복수의 메모리 셀 블록들에 대응하는 복수의 패스 트랜지스터 그룹들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 패스 트랜지스터 회로(210)는 서로 인접한 3개의 메모리 셀 블록들(도 4의 BLK1, BLK2, BLK3)에 각각 대응하는 3개의 패스 트랜지스터 그룹들(도 4의 211, 212, 213)을 포함할 수 있다. The
반도체 공정의 발달에 따라, 메모리 셀 어레이(100)에 배치되는 메모리 셀들의 단수가 높아질수록, 다시 말해, 수직 방향으로 적층되는 워드 라인들(WL)의 개수가 증가할수록 워드 라인들(WL)을 구동하기 위한 패스 트랜지스터들의 개수가 증가하게 되고, 이에 따라, 패스 트랜지스터 회로(210)가 차지하는 면적이 증가하게 된다. 몇몇 실시예에 따르면, 주변 회로(200)를 메모리 셀 어레이(100)에 대해 수직 방향으로 상부 또는 하부에 배치할 수 있다. 이로써, 패스 트랜지스터 회로(210)가 배치되는 면적이 워드 라인들(WL)과 수직 방향으로 오버랩되므로, 패스 트랜지스터들의 개수 증가에 불구하고 반도체 메모리 장치(10)의 칩 사이즈 증가를 방지할 수 있다. 이에 대해, 도 2를 참조하여 더욱 자세하게 설명하기로 한다.With the development of semiconductor processes, as the number of memory cells arranged in the
도 2는 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a diagram schematically showing a semiconductor memory device according to some embodiments.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 반도체 메모리 장치(10)는 제1 반도체 층(S1) 및 제2 반도체 층(S2)을 포함할 수 있고, 제1 반도체 층(S1)은 제2 반도체 층(S2)에 대해 수직 방향(Z)으로 적층될 수 있다. 구체적으로, 제2 반도체 층(S2)은 제1 반도체 층(S1)에 대해 수직 방향(Z)으로 하부에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 메모리 셀 어레이(100)는 제1 반도체 층(S1)에 형성될 수 있고, 주변 회로(200)는 제2 반도체 층(S2)에 형성될 수 있다. 이에 따라, 반도체 메모리 장치(10)는 메모리 셀 어레이(100)가 주변 회로의 상부에 배치된 구조, 즉 COP(Cell Over Periphery) 구조를 가질 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 together, the
제1 반도체 층(S1)은 셀 영역(Cell Area, CA) 및 계단 영역(Stair Area, SA)을 포함할 수 있고, 셀 영역(CA)에는 복수의 메모리 셀들이 배치될 수 있다. 제1 반도체 층(S1)에서 복수의 워드 라인들(WL)은 제1 수평 방향(X)으로 연장되고, 복수의 비트 라인들(BL)은 제2 수평 방향(Y)으로 연장될 수 있다. 복수의 워드 라인들(WL)의 일단들은 계단 형상으로 구현될 수 있다. 몇몇 실시예에서는 제1 반도체 층(S1)에서 계단 형상의 복수의 워드 라인들(WL)을 포함하는 영역을 "계단 영역"(SA) 또는 "워드 라인 연장(extension) 영역"이라고 지칭될 수 있다.The first semiconductor layer S1 may include a cell area (CA) and a stair area (SA), and a plurality of memory cells may be disposed in the cell area (CA). In the first semiconductor layer S1, a plurality of word lines WL may extend in the first horizontal direction (X), and a plurality of bit lines BL may extend in the second horizontal direction (Y). One end of the plurality of word lines WL may be implemented in a staircase shape. In some embodiments, an area in the first semiconductor layer S1 including a plurality of step-shaped word lines WL may be referred to as a “staircase area” (SA) or a “word line extension area.” .
제2 반도체 층(S2)은 기판을 포함할 수 있고, 기판 상에 트랜지스터와 같은 반도체 소자들 및 소자들을 배선하기 위한 패턴을 형성함으로써 제2 반도체 층(S2)에 주변 회로(200)를 형성할 수 있다. 제2 반도체 층(S2)에 주변 회로(200)가 형성된 후, 메모리 셀 어레이(100)를 포함하는 제1 반도체 층(S1)이 형성될 수 있고, 메모리 셀 어레이(100)의 워드 라인들(WL) 및 비트 라인들(BL)과 제2 반도체 층(S2)에 형성된 주변 회로(200)를 전기적으로 연결하기 위한 패턴들이 형성될 수 있다. 제2 반도체 층(S2)은 계단 영역(SA)에 대응하는 제1 로직 영역(LR1) 및 셀 영역(CA)에 대응하는 제2 로직 영역(LR2)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 패스 트랜지스터 회로(210)는 제1 로직 영역(LR1)에 배치될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.The second semiconductor layer S2 may include a substrate, and a
상술한 바와 같이, 몇몇 실시예들에 따르면, 반도체 메모리 장치(10)는 COP 구조를 가질 수 있고, 패스 트랜지스터 회로(210)는 계단 영역(SA)의 하부에 배치될 수 있다. 이 경우, 서로 다른 메모리 셀 블록들에 포함되고 동일 레벨에 배치되는 워드 라인들에 연결되는 패스 트랜지스터들을 서로 인접하게 배치할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 반도체 메모리 장치(10)는 COP 구조가 아닌 다른 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 패스 트랜지스터 회로(210)는 메모리 셀 어레이(100)에 대해 수평 방향으로 인접하게 배치될 수 있다.As described above, according to some embodiments, the
도 3은 몇몇 실시예에 따른 메모리 셀 어레이를 개략적으로 나타내는 도면이다. 3 is a diagram schematically showing a memory cell array according to some embodiments.
도 3을 참조하면, 메모리 셀 어레이(100)는 복수의 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKi)을 포함할 수 있다(여기서, i는 양의 정수일 수 있다). 복수의 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKi) 중 각각은 3차원 구조(또는 수직 구조)를 가질 수 있다. 구체적으로, 복수의 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKi) 각각은 수직 방향(Z)을 따라 연장된 복수의 낸드 스트링들을 포함할 수 있다. 이때, 복수의 낸드 스트링들은 제1 및 제2 수평 방향(X, Y)을 따라 특정 거리만큼 이격되어 제공될 수 있다. 복수의 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKi)은 로우 디코더(도 1의 220)에 의해 선택될 수 있다. 예를 들면, 로우 디코더(220)는 복수의 메모리 셀 블록들(BLK1 내지 BLKi) 중 블록 어드레스에 대응하는 메모리 셀 블록을 선택할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
도 4는 몇몇 실시예에 따른 로우 디코더, 패스 트랜지스터 회로 및 메모리 셀 블록을 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating a row decoder, a pass transistor circuit, and a memory cell block according to some embodiments.
도 4를 참조하면, 반도체 메모리 장치(10)는 패스 트랜지스터 회로(210)를 포함할 수 있고, 패스 트랜지스터 회로(210)는 복수의 메모리 셀 블록들에 각각 대응하는 복수의 패스 트랜지스터 그룹들을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 메모리 셀 블록들(BLK1, BLK2, BLK3) 각각은 그라운드 선택 라인(GSL), 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm, 여기서 m은 양의 정수이다) 및 스트링 선택 라인(SSL)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
로우 디코더(220)는 블록 디코더(221) 및 구동 신호 라인 디코더(222)를 포함할 수 있다. 패스 트랜지스터 회로(210)는 제1 메모리 셀 블록(BLK1)에 대응하는 제1 패스 트랜지스터 그룹(211), 제2 메모리 셀 블록(BLK2)에 대응하는 제2 패스 트랜지스터 그룹(212) 및 제3 메모리 셀 블록(BLK3)에 대응하는 제3 패스 트랜지스터 그룹(213)을 포함할 수 있다. 제1 패스 트랜지스터 그룹(211)은 복수의 제1 패스 트랜지스터들(PTR1_1 내지 PTR6_1)을 포함할 수 있고, 제2 패스 트랜지스터 그룹(212)은 복수의 제2 패스 트랜지스터들(PTR1_2 내지 PTR6_2)을 포함할 수 있고, 제3 패스 트랜지스터 그룹(213)은 복수의 제3 패스 트랜지스터들(PTR1_3 내지 PTR6_3)을 포함할 수 있다.The
블록 디코더(221)는 제1 블록 선택 신호 라인(BS1)을 통해 제1 패스 트랜지스터 그룹(211)에 연결되고, 제2 블록 선택 신호 라인(BL2)을 통해 제2 패스 트랜지스터 그룹(212)에 연결되고, 제3 블록 선택 신호 라인(BL3)을 통해 제3 패스 트랜지스터 그룹(213)에 연결될 수 있다. The
제1 블록 선택 신호 라인(BS1)은 복수의 제1 패스 트랜지스터들(PTR1_1 내지 PTR6_1)의 게이트들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 블록 선택 신호 라인(BS1)을 통해 제공되는 제1 블록 선택 신호가 활성화되면, 복수의 제1 패스 트랜지스터들(PTR1_1 내지 PTR6_1)이 턴온되고, 이에 따라, 제1 메모리 셀 블록(BLK1)이 선택될 수 있다. The first block selection signal line BS1 may be connected to the gates of the plurality of first pass transistors PTR1_1 to PTR6_1. For example, when the first block selection signal provided through the first block selection signal line BS1 is activated, the plurality of first pass transistors (PTR1_1 to PTR6_1) are turned on, and accordingly, the first memory cell block (BLK1) may be selected.
제2 블록 선택 신호 라인(BS2)은 복수의 제2 패스 트랜지스터들(PTR1_2 내지 PTR6_2)의 게이트들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 블록 선택 신호 라인(BS2)을 통해 제공되는 제2 블록 선택 신호가 활성화되면, 복수의 제2 패스 트랜지스터들(PTR1_2 내지 PTR6_2)이 턴온되고, 이에 따라, 제2 메모리 셀 블록(BLK2)이 선택될 수 있다. The second block selection signal line BS2 may be connected to the gates of the plurality of second pass transistors PTR1_2 to PTR6_2. For example, when the second block selection signal provided through the second block selection signal line BS2 is activated, the plurality of second pass transistors (PTR1_2 to PTR6_2) are turned on, and accordingly, the second memory cell block (BLK2) may be selected.
또한, 제3 블록 선택 신호 라인(BS3)은 복수의 제3 패스 트랜지스터들(PTR1_3 내지 PTR6_3)의 게이트들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제3 블록 선택 신호 라인(BS3)을 통해 제공되는 제3 블록 선택 신호가 활성화되면, 복수의 제3 패스 트랜지스터들(PTR1_3 내지 PTR6_3)이 턴온되고, 이에 따라, 제3 메모리 셀 블록(BLK3)이 선택될 수 있다.Additionally, the third block selection signal line BS3 may be connected to the gates of the plurality of third pass transistors PTR1_3 to PTR6_3. For example, when the third block selection signal provided through the third block selection signal line BS3 is activated, the plurality of third pass transistors (PTR1_3 to PTR6_3) are turned on, and accordingly, the third memory cell block (BLK3) may be selected.
구동 신호 라인 디코더(222)는 스트링 선택 라인 구동 신호 라인(SS), 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm), 및 그라운드 선택 라인 구동 신호 라인(GS)을 통해 패스 트랜지스터 그룹들(211, 212, 213)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 스트링 선택 라인 구동 신호 라인(SS), 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm), 및 그라운드 선택 라인 구동 신호 라인(GS)은 복수의 패스 트랜지스터들(PTR1_1 내지 PTR6_1, PTR1_2 내지 PTR6_2, PTR1_3 내지 PTR6_3)의 드레인들에 각각 연결될 수 있다.The driving
제1 패스 트랜지스터 그룹(211)은 그라운드 선택 라인(GSL), 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm), 및 스트링 선택 라인(SSL)을 통해 제1 메모리 셀 블록(BLK1)에 연결될 수 있다. 제1 패스 트랜지스터 그룹(211)의 제1 패스 트랜지스터(PTR1_1)는 스트링 선택 라인 구동 신호 라인(SS)과 스트링 선택 라인(SSL) 사이에 연결될 수 있다. 제1 패스 트랜지스터 그룹(211)의 제2 내지 제5 패스 트랜지스터들(PTR2_1 내지 PTR5_1)은 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm)과 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm) 사이에 각각 연결될 수 있다. 제1 패스 트랜지스터 그룹(211)의 제6 패스 트랜지스터(PTR6_1)는 그라운드 선택 라인 구동 신호 라인(GS)과 그라운드 선택 라인(GSL) 사이에 연결될 수 있다. The first
예를 들어, 제1 블록 선택 신호가 활성화되면, 제1 패스 트랜지스터 그룹(211)의 패스 트랜지스터들(PTR1_1 내지 PTR6_1)은 그라운드 선택 라인 구동 신호 라인(GS), 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm), 및 스트링 선택 라인 구동 신호 라인(SS)을 통해 제공되는 구동 신호들을 그라운드 선택 라인(GSL), 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm), 및 스트링 선택 라인(SSL)에 각각 제공할 수 있다. 제1 패스 트랜지스터 그룹(211)에 대한 설명은 제2 및 제3 패스 트랜지스터 그룹(212, 213)에도 마찬가지로 적용될 수 있는 바, 중복된 설명은 생략하기로 한다.For example, when the first block selection signal is activated, the pass transistors (PTR1_1 to PTR6_1) of the first
도 5는 몇몇 실시예에 따른 패스 트랜지스터와 메모리 셀 블록을 예시적으로 나타내는 회로도이다.Figure 5 is a circuit diagram illustrating a pass transistor and a memory cell block according to some embodiments.
도 5를 참조하면, 제1a 패스 트랜지스터 그룹(211a)은 도 4의 제1 내지 제3 패스 트랜지스터 그룹(211, 212, 213) 중 어느 하나의 일 구현 예에 대응될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1a 메모리 셀 블록(BLK1a)은 제1 내지 제3 메모리 셀 블록(BLK1, BLK2, BLK3) 중 어느 하나의 일 구현 예에 대응될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the 1st
제1a 메모리 셀 블록(BLK1a)은 복수의 낸드 스트링들(NS11 내지 NS33), 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm), 복수의 비트 라인들(BL0 내지 BL2), 복수의 그라운드 선택 라인들(GSL0 내지 GSL2), 복수의 스트링 선택 라인들(SSL0 내지 SSL2) 및 공통 소스 라인(CSL)을 포함할 수 있다. 여기서, 낸드 스트링들의 개수, 워드 라인들의 개수, 비트 라인들의 개수, 그라운드 선택 라인의 개수 및 스트링 선택 라인의 개수는 도시된 것에 제한되지 않으며, 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The first memory cell block (BLK1a) includes a plurality of NAND strings (NS11 to NS33), a plurality of word lines (WL0 to WLm), a plurality of bit lines (BL0 to BL2), and a plurality of ground selection lines (GSL0). to GSL2), a plurality of string selection lines (SSL0 to SSL2), and a common source line (CSL). Here, the number of NAND strings, the number of word lines, the number of bit lines, the number of ground select lines, and the number of string select lines are not limited to those shown and may vary depending on the embodiment.
복수의 비트 라인들(BL0 내지 BL2) 중 제1 비트 라인(BL0)과 공통 소스 라인(CSL) 사이에 낸드 스트링들(NS11, NS21, NS31)이 제공되고, 제2 비트 라인(BL1)과 공통 소스 라인(CSL) 사이에 낸드 스트링들(NS12, NS22, NS32)이 제공되고, 제3 비트 라인(BL2)과 공통 소스 라인(CSL) 사이에 낸드 스트링들(NS13, NS23, NS33)이 제공될 수 있다. 각 낸드 스트링(예를 들면, NS33)은 직렬로 연결된 스트링 선택 트랜지스터(SST), 복수의 메모리 셀들(MCs) 및 그라운드 선택 트랜지스터(GST)를 포함할 수 있다.Among the plurality of bit lines (BL0 to BL2), NAND strings (NS11, NS21, NS31) are provided between the first bit line (BL0) and the common source line (CSL), and are common to the second bit line (BL1). NAND strings (NS12, NS22, NS32) are provided between the source lines (CSL), and NAND strings (NS13, NS23, NS33) are provided between the third bit line (BL2) and the common source line (CSL). You can. Each NAND string (eg, NS33) may include a string select transistor (SST), a plurality of memory cells (MCs), and a ground select transistor (GST) connected in series.
스트링 선택 트랜지스터(SST)는 대응하는 스트링 선택 라인(SSL0 내지 SSL2)에 연결될 수 있다. 복수의 메모리 셀들(MCs)은 각각 대응하는 워드 라인(WL0 내지 WLm)에 연결될 수 있다. 그라운드 선택 트랜지스터(GST)는 대응하는 그라운드 선택 라인(GSL0 내지 GSL2)에 연결될 수 있다. 스트링 선택 트랜지스터(SST)는 대응하는 비트 라인(BL0 내지 BL2)에 연결되고, 그라운드 선택 트랜지스터(GST)는 공통 소스 라인(CSL)에 연결될 수 있다.The string select transistor (SST) may be connected to the corresponding string select line (SSL0 to SSL2). Each of the plurality of memory cells MCs may be connected to corresponding word lines WL0 to WLm. The ground select transistor (GST) may be connected to the corresponding ground select line (GSL0 to GSL2). The string select transistor (SST) may be connected to the corresponding bit lines (BL0 to BL2), and the ground select transistor (GST) may be connected to the common source line (CSL).
제1a 패스 트랜지스터 그룹(211a)은 그라운드 선택 라인들(GSL0 내지 GSL2)에 각각 연결되는 패스 트랜지스터들(PTR6a_1a 내지 PTR6a_1c), 워드 라인들(WL0 내지 WLm)에 각각 연결되는 패스 트랜지스터들(PTR5a_1 내지 PTR2a_1), 및 스트링 선택 라인들(SSL0 내지 SSL2)에 각각 연결되는 패스 트랜지스터들(PTR1a_1a 내지 PTR1a_1c)을 포함할 수 있다. 패스 트랜지스터들(PTR6a_1a 내지 PTR6a_1c, PTR5a_1 내지 PTR2a_1, PTR1a_1a 내지 PTR1a_1c)은 제1a 블록 선택 신호 라인(BS1a)을 따라 제공되는 제1a 블록 선택 신호에 따라 턴온될 수 있고, 스트링 선택 라인 구동 신호 라인(SS0 내지 SS2), 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm), 및 그라운드 선택 라인 구동 신호 라인(GS0 내지 GS2)을 통해 제공되는 구동 신호들을 스트링 선택 라인들(SSL0 내지 SSL2), 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm), 및 그라운드 선택 라인들(GSL0 내지 GSL2)에 각각 제공할 수 있다.The 1a
도 6은 몇몇 실시예에 따른 패스 트랜지스터와 메모리 셀 블록을 설명하기 위한 레이아웃도이다. 도 7은 도 6의 패스 트랜지스터를 확대한 도면이다. 도 8은 도 6의 A-A'를 따라 절단한 개략적인 단면도이다.Figure 6 is a layout diagram for explaining a pass transistor and a memory cell block according to some embodiments. FIG. 7 is an enlarged view of the pass transistor of FIG. 6. Figure 8 is a schematic cross-sectional view taken along line A-A' of Figure 6.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 제1 기판(100), 제1 활성 영역(A1), 제1 패스 트랜지스터 회로(TR1), 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1 내지 G1_3), 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3), 제1 공유 소오스/드레인(D1), 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC1_1 내지 SC1_3), 제1 공유 소오스/드레인 컨택(DC1), 제2 활성 영역(A2), 제2 패스 트랜지스터 회로(TR2), 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1 내지 G2_3), 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3), 제2 공유 소오스/드레인(D2), 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC2_1 내지 SC2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인 컨택(DC2)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 6 to 8 , a semiconductor memory device according to some embodiments includes a
몇몇 실시예에서, 공유 소오스/드레인은 공유 드레인으로, 개별 소오스/드레인은 소오스로 지칭될 수 있다.In some embodiments, a shared source/drain may be referred to as a shared drain and individual sources/drains may be referred to as sources.
제1 기판(100)은 베이스 기판과, 베이스 기판 상에 성장된 에피층을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 기판(100)은 에피층 없이 베이스 기판만을 포함할 수도 있다. 제1 기판(100)은 실리콘 기판, 갈륨 비소 기판, 실리콘 게르마늄 기판, 세라믹 기판, 석영 기판, 또는 디스플레이용 유리 기판 등일 수도 있고, SOI(Semiconductor On Insulator) 기판일 수도 있다. 이하에서는, 예시적으로 제1 기판(100)은 실리콘 기판인 것으로 설명한다.The
몇몇 실시예에서, 제1 기판(100)은 제1 도전형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 패스 트랜지스터 회로(TR1, TR2)가 각각 n형 트랜지스터인 경우에, 제1 기판(100)은 p형 불순물을 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 제1 기판(100)은 상기 제1 도전형으로 도핑된 웰을 포함할 수도 있다.In some embodiments, the
도 6 및 도 8을 참조하면, 소자 분리막(110A, 110B)은 제1 기판(100) 내에 복수의 활성 영역들(A1, A2)을 정의할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(100) 내에 복수의 활성 영역들(A1, A2)을 정의하는 소자 분리 트렌치가 형성될 수 있다. 소자 분리막(110A, 110B)은 소자 분리 트렌치를 채울 수 있다. 소자 분리막(110A, 110B)은 각각의 활성 영역들(A1, A2)을 둘러쌀 수 있다. 소자 분리막(110A, 110B)에 의해, 활성 영역들(A1, A2)은 서로 분리될 수 있다. Referring to FIGS. 6 and 8 , the
소자 분리 트렌치의 측면은 경사를 갖는 것으로 도시되었으나, 이는 소자 분리 트렌치를 형성하는 공정 상의 특징일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.Although the side of the device isolation trench is shown as having an inclination, this is only a characteristic of the process of forming the device isolation trench, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
소자 분리막(110A, 110B)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물 및 실리콘 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
제1 활성 영역(A1)은 제1_1 내지 제1_3 연장부(A1_1, A1_2, A1_3)를 포함할 수 있다.The first active area A1 may include 1_1 to 1_3 extensions A1_1, A1_2, and A1_3.
제1_1 내지 제1_3 연장부(A1_1, A1_2, A1_3)는 서로 다른 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)으로 연장될 수 있다. 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3) 각각은, 기판(100)이 연장되는 제1 및 제2 수평 방향(X, Y)과 다른 방향일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 방향(DR1, DR2)은 제1 및 제2 수평 방향(X, Y)에 대해 각각 예각을 이루는 사선(diagonal) 방향일 수 있다. 제3 방향(DR3)은 제2 수평 방향(Y)과 나란하지만 반대의 방향일 수 있다.The 1_1 to 1_3 extension parts (A1_1, A1_2, and A1_3) may extend in different first to third directions (DR1, DR2, and DR3). Each of the first to third directions DR1, DR2, and DR3 may be different from the first and second horizontal directions (X, Y) along which the
제1_1 내지 제1_3 연장부(A1_1, A1_2, A1_3)는 Y자 형상으로 형성될 수 있다. 제1_1 내지 제1_3 연장부(A1_1, A1_2, A1_3) 각각은 서로 90도보다 큰 각도를 형성할 수 있다. 이 경우, 제1_1 내지 제1_3 연장부(A1_1, A1_2, A1_3)가 이루는 각도는 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)과 각각 나란한 제1 내지 제3 가상선(도 7의 L2, L1, L3)이 이루는 각도로 정의될 수 있다.The 1_1 to 1_3 extension parts (A1_1, A1_2, A1_3) may be formed in a Y shape. Each of the 1_1 to 1_3 extension parts (A1_1, A1_2, and A1_3) may form an angle greater than 90 degrees with respect to each other. In this case, the angle formed by the 1_1 to 1_3 extension parts (A1_1, A1_2, A1_3) is the first to third virtual line (L2 in FIG. 7, It can be defined as the angle formed by L1, L3).
도 7을 참조하면, 예를 들어, 제1_1 및 제1_2 연장부(A1_1, A1_2)가 각각 연장되는 방향과 나란한 제1 및 제2 가상선(L1, L2)이 이루는 각도(a1), 제1_2 및 제1_3 연장부(A1_2, A1_3)가 각각 연장되는 방향과 나란한 제2 및 제3 가상선(L2, L3)이 이루는 각도(a2), 제1_1 및 제1_3 연장부(A1_1, A1_3)가 각각 연장되는 방향과 나란한 제1 및 제3 가상선(L1, L3)이 이루는 각도(a3)는 각각 120도일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 7, for example, the angle (a1) formed by the first and second virtual lines (L1, L2) parallel to the direction in which the 1_1 and 1_2 extension parts (A1_1, A1_2) extend, respectively, (a1), 1_2 and the angle (a2) formed by the second and third virtual lines (L2, L3) parallel to the direction in which the 1_3 extension parts (A1_2, A1_3) extend, respectively, and the 1_1 and 1_3 extension parts (A1_1, A1_3), respectively. The angle a3 formed by the first and third virtual lines L1 and L3 parallel to the extending direction may each be 120 degrees, but is not limited thereto.
제2 활성 영역(A2)은 제2_1 내지 제2_3 연장부(A2_1, A2_2, A2_3)를 포함할 수 있다. 제2 활성 영역(A2)은 제1 활성 영역(A1)과 이격 배치될 수 있다.The second active area A2 may include 2_1 to 2_3 extensions A2_1, A2_2, and A2_3. The second active area A2 may be spaced apart from the first active area A1.
제2_1 내지 제2_3 연장부(A2_1, A2_2, A2_3)의 형상에 관하여서는 제1_1 내지 제1_3 연장부(A1_1, A1_2, A1_3)에 관한 설명이 마찬가지로 적용될 수 있다.Regarding the shape of the 2_1st to 2_3rd extension parts (A2_1, A2_2, A2_3), the description of the 1_1st to 1_3rd extension parts (A1_1, A1_2, A1_3) can be similarly applied.
도 6을 참조하면, 제2 공유 소오스/드레인(D2)과 인접한 제2 활성 영역(A2)의 중심부에 Y자 형상으로 인한 오목부(CN)가 형성될 수 있다. 제1 활성 영역(A1)의 제1_1 내지 제1_3 연장부(A1_1, A1_2, A1_3) 중 어느 하나와 오목부(CN)는 서로 대응될 수 있다.Referring to FIG. 6 , a Y-shaped concave portion CN may be formed in the center of the second active area A2 adjacent to the second shared source/drain D2. Any one of the 1_1 to 1_3 extensions A1_1, A1_2, and A1_3 of the first active area A1 and the concave portion CN may correspond to each other.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 및 제2 활성 영역(A1, A2)의 제1 및 제2 공유 소오스/드레인(D1, D2)은, 제1 방향(DR1)으로 연장되는 제2 가상선(L2) 상에 위치할 수 있다.Referring to FIGS. 6 and 7 , the first and second shared source/drains (D1, D2) of the first and second active regions (A1, A2) are a second virtual channel extending in the first direction (DR1). It may be located on the line L2.
제1 및 제2 패스 트랜지스터 회로(TR1, TR2)는 제1 및 제2 활성 영역들(A1, A2) 상에 배치될 수 있다. 제1 패스 트랜지스터 회로(TR1)는 제1 활성 영역(A1) 상에 배치될 수 있고, 제2 패스 트랜지스터 회로(TR2)는 제2 활성 영역(A2) 상에 배치될 수 있다.The first and second pass transistor circuits TR1 and TR2 may be disposed on the first and second active regions A1 and A2. The first pass transistor circuit TR1 may be disposed on the first active area A1, and the second pass transistor circuit TR2 may be disposed on the second active area A2.
제1 패스 트랜지스터 회로(TR1)는 제1 내지 제3 메모리 셀 블록(BLK1, BLK2, BLK3) 각각에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달하는 제1_1 내지 제1_3 패스 트랜지스터(TR1_1, TR1_2, TR1_3)를 포함할 수 있다.The first pass transistor circuit (TR1) includes 1_1 to 1_3 pass transistors (TR1_1, TR1_2, TR1_3) that transmit a driving signal so that an operating voltage is applied to each of the first to third memory cell blocks (BLK1, BLK2, and BLK3). may include.
제1_1 패스 트랜지스터(TR1_1)는, 도 4의 제1 패스 트랜지스터 그룹(211)의 제2 내지 제5 패스 트랜지스터들(PTR2_1 내지 PTR5_1) 중 어느 하나에 대응될 수 있다. 제1_1 패스 트랜지스터(TR1_1)는 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm)과 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm) 사이에 각각 연결되고, 주변 회로(200)로부터 제1 블록 선택 신호를 제공받아 제1 메모리 셀 블록(BLK1)에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달할 수 있다.The 1_1 pass transistor TR1_1 may correspond to one of the second to fifth pass transistors PTR2_1 to PTR5_1 of the first
제1_2 패스 트랜지스터(TR1_2)는, 도 4의 제2 패스 트랜지스터 그룹(212)의 제2 내지 제5 패스 트랜지스터들(PTR2_2 내지 PTR5_2) 중 어느 하나에 대응될 수 있다. 제1_2 패스 트랜지스터(TR1_2)는 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm)과 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm) 사이에 각각 연결되고, 주변 회로(200)로부터 제2 블록 선택 신호를 제공받아 제2 메모리 셀 블록(BLK2)에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달할 수 있다.The 1_2 pass transistor TR1_2 may correspond to one of the second to fifth pass transistors PTR2_2 to PTR5_2 of the second
제1_3 패스 트랜지스터(TR1_3)는, 도 4의 제3 패스 트랜지스터 그룹(213)의 제2 내지 제5 패스 트랜지스터들(PTR2_3 내지 PTR5_3) 중 어느 하나에 대응될 수 있다. 제1_3 패스 트랜지스터(TR1_3)는 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm)과 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm) 사이에 각각 연결되고, 주변 회로(200)로부터 제3 블록 선택 신호를 제공받아 제3 메모리 셀 블록(BLK3)에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달할 수 있다.The 1_3 pass transistor TR1_3 may correspond to one of the 2nd to 5th pass transistors PTR2_3 to PTR5_3 of the third
제2 패스 트랜지스터 회로(TR2)는 제1 내지 제3 메모리 셀 블록(BLK1, BLK2, BLK3) 각각에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달하는 제2_1 내지 제2_3 패스 트랜지스터(TR2_1, TR2_2, TR2_3)를 포함할 수 있다.The second pass transistor circuit TR2 includes 2_1st to 2_3rd pass transistors (TR2_1, TR2_2, TR2_3) that transmit a driving signal so that an operating voltage is applied to each of the first to third memory cell blocks BLK1, BLK2, and BLK3. may include.
제2_1 패스 트랜지스터(TR2_1)는, 도 4의 제2 내지 제5 패스 트랜지스터들(PTR2_1 내지 PTR5_1) 중 제1_1 패스 트랜지스터(TR1_1)가 아닌 어느 하나에 대응될 수 있다. 제2_1 패스 트랜지스터(TR2_1)는 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm)과 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm) 사이에 각각 연결되고, 주변 회로(200)로부터 제1 블록 선택 신호를 제공받아 제1 메모리 셀 블록(BLK1)에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달할 수 있다.The 2_1 pass transistor TR2_1 may correspond to any one of the second to fifth pass transistors PTR2_1 to PTR5_1 of FIG. 4 other than the 1_1 pass transistor TR1_1. The 2_1 pass transistor TR2_1 is connected between the word line driving signal lines SI0 to SIm and the plurality of word lines WL0 to WLm, and receives the first block selection signal from the
제2_2 패스 트랜지스터(TR2_2)는, 도 4의 제2 내지 제5 패스 트랜지스터들(PTR2_2 내지 PTR5_2) 중 제1_2 패스 트랜지스터(TR1_2)가 아닌 어느 하나에 대응될 수 있다. 제2_2 패스 트랜지스터(TR2_2)는 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm)과 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm) 사이에 각각 연결되고, 주변 회로(200)로부터 제2 블록 선택 신호를 제공받아 제2 메모리 셀 블록(BLK2)에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달할 수 있다.The 2_2 pass transistor TR2_2 may correspond to any one of the 2nd to 5th pass transistors PTR2_2 to PTR5_2 of FIG. 4 other than the 1_2 pass transistor TR1_2. The 2_2 pass transistor TR2_2 is connected between the word line driving signal lines SI0 to SIm and the plurality of word lines WL0 to WLm, and receives a second block selection signal from the
제2_3 패스 트랜지스터(TR2_3)는, 도 4의 제2 내지 제5 패스 트랜지스터들(PTR2_3 내지 PTR5_3) 중 제1_3 패스 트랜지스터(TR1_3)가 아닌 어느 하나에 대응될 수 있다. 제2_3 패스 트랜지스터(TR2_3)는 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm)과 복수의 워드 라인들(WL0 내지 WLm) 사이에 각각 연결되고, 주변 회로(200)로부터 제3 블록 선택 신호를 제공받아 제3 메모리 셀 블록(BLK3)에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달할 수 있다.The 2_3 pass transistor TR2_3 may correspond to any one of the 2nd to 5th pass transistors PTR2_3 to PTR5_3 of FIG. 4 other than the 1_3 pass transistor TR1_3. The 2_3 pass transistor TR2_3 is connected between the word line driving signal lines SI0 to SIm and the plurality of word lines WL0 to WLm, and receives the third block selection signal from the
제1 패스 트랜지스터 회로(TR1)의 제1_1 내지 제1_3 패스 트랜지스터(TR1_1, TR1_2, TR1_3) 각각은 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1, G1_2, G1_3)를 포함할 수 있다. 제2 패스 트랜지스터 회로(TR2)의 제2_1 내지 제2_3 패스 트랜지스터(TR2_1, TR2_2, TR2_3) 각각은 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1, G2_2, G2_3)를 포함할 수 있다.Each of the 1_1st to 1_3rd pass transistors (TR1_1, TR1_2, and TR1_3) of the first pass transistor circuit (TR1) may include 1_1st to 1_3th gate structures (G1_1, G1_2, and G1_3). Each of the 2_1st to 2_3rd pass transistors (TR2_1, TR2_2, and TR2_3) of the second pass transistor circuit (TR2) may include 2_1st to 2_3th gate structures (G2_1, G2_2, and G2_3).
제1_1 내지 제1_3 게이트 전극(G1_1, G1_2, G1_3) 각각은 제1_1 내지 제1_3 연장부(A1_1, A1_2, A1_3) 상에 배치될 수 있다. 제1_1 내지 제1_3 게이트 전극(G1_1, G1_2, G1_3) 각각은 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 제1_1 내지 제1_3 게이트 전극(G1_1, G1_2, G1_3) 각각은 서로 90도보다 큰 각도(예를 들어 120도)를 형성하도록 Y자 형상으로 이격 배치될 수 있다.Each of the 1_1 to 1_3 gate electrodes (G1_1, G1_2, and G1_3) may be disposed on the 1_1 to 1_3 extension portions (A1_1, A1_2, and A1_3). Each of the 1_1st to 1_3rd gate electrodes (G1_1, G1_2, and G1_3) may be arranged to be spaced apart from each other along the first to third directions (DR1, DR2, and DR3). Each of the 1_1st to 1_3rd gate electrodes G1_1, G1_2, and G1_3 may be spaced apart from each other in a Y shape to form an angle greater than 90 degrees (for example, 120 degrees).
제1_1 내지 제1_3 게이트 전극(G1_1, G1_2, G1_3) 각각은, 예를 들어, 다결정 실리콘(poly Si), 비정질 실리콘(a-Si), 티타늄(Ti), 티타늄 질화물(TiN), 텅스텐 질화물(WN), 티타늄 알루미늄(TiAl), 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN), 탄탈륨 질화물(TaN), 탄화 티타늄(TiC), 탄화 탄탈륨(TaC), 탄탈륨 탄질화물(TaCN), 탄탈 실리콘 질화물(TaSiN), 탄탈륨(Ta), 코발트(Co), 루테듐(Ru), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Each of the 1_1 to 1_3 gate electrodes (G1_1, G1_2, G1_3) is, for example, polycrystalline silicon (poly Si), amorphous silicon (a-Si), titanium (Ti), titanium nitride (TiN), or tungsten nitride ( WN), titanium aluminum (TiAl), titanium aluminum nitride (TiAlN), tantalum nitride (TaN), titanium carbide (TiC), tantalum carbide (TaC), tantalum carbonitride (TaCN), tantalum silicon nitride (TaSiN), tantalum ( It may include at least one of Ta), cobalt (Co), ruthenium (Ru), aluminum (Al), tungsten (W), and combinations thereof, but is not limited thereto.
제2_1 내지 제2_3 게이트 전극(G2_1, G2_2, G2_3) 각각은 제2_1 내지 제2_3 연장부(A2_1, A2_2, A2_3) 상에 배치될 수 있다. 제2_1 내지 제2_3 게이트 전극(G2_1, G2_2, G2_3) 각각은 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 제2_1 내지 제2_3 게이트 전극(G2_1, G2_2, G2_3) 각각은 서로 90도보다 큰 각도(예를 들어 120도)를 형성하도록 Y자 형상으로 이격 배치될 수 있다.Each of the 2_1 to 2_3 gate electrodes (G2_1, G2_2, and G2_3) may be disposed on the 2_1 to 2_3 extension portions (A2_1, A2_2, and A2_3). The 2_1st to 2_3rd gate electrodes (G2_1, G2_2, G2_3) may each be arranged to be spaced apart from each other along the first to third directions (DR1, DR2, and DR3). Each of the 2_1st to 2_3rd gate electrodes (G2_1, G2_2, G2_3) may be spaced apart from each other in a Y shape to form an angle greater than 90 degrees (for example, 120 degrees).
제2_1 내지 제2_3 게이트 전극(G2_1, G2_2, G2_3)의 물질에 관하여서는 전술한 제1_1 내지 제1_3 게이트 전극(G1_1, G1_2, G1_3)의 물질에 관한 설명이 마찬가지로 적용될 수 있다.Regarding the materials of the 2_1st to 2_3rd gate electrodes (G2_1, G2_2, and G2_3), the description of the materials of the 1_1st to 1_3rd gate electrodes (G1_1, G1_2, and G1_3) described above can be similarly applied.
몇몇 실시예에서, 제1 및 제2 패스 트랜지스터 회로(TR1, TR2)는 각각 고전압 트랜지스터일 수 있다. 예를 들어, 제1_1 내지 제1_3 게이트 전극(G1_1, G1_2, G1_3) 및 제2_1 내지 제2_3 게이트 전극(G2_1, G2_2, G2_3)에는 약 5 V 내지 약 100 V의 고전압이 인가될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, the first and second pass transistor circuits TR1 and TR2 may each be high voltage transistors. For example, a high voltage of about 5 V to about 100 V may be applied to the 1_1 to 1_3 gate electrodes (G1_1, G1_2, G1_3) and the 2_1 to 2_3 gate electrodes (G2_1, G2_2, G2_3). It is not limited.
도 8을 참조하면, 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1, G1_2, G1_3) 및 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1, G2_2, G2_3) 각각은, 제1 기판(100) 상에 차례로 적층되는 게이트 유전막(120), 게이트 도전층(130C) 및 게이트 캡핑막(140)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the 1_1 to 1_3 gate structures (G1_1, G1_2, G1_3) and the 2_1 to 2_3 gate structures (G2_1, G2_2, G2_3) are gate structures sequentially stacked on the
게이트 도전층(130C)은 제1 도전막(132), 제2 도전막(134) 및 제3 도전막(136)을 포함할 수 있다.The gate conductive layer 130C may include a first
제1 도전막(132)은 게이트 유전막(120)의 상면을 따라 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 도전막(132)의 상면은 소자 분리막(110A, 110B)의 최상부와 동일 레벨에 배치될 수 있다. The first
제2 도전막(134)은 제1 도전막(132)의 상면을 따라 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 도전막(134)은 소자 분리막(110A, 110B)의 상면의 일부를 따라 연장될 수 있다. The second
제3 도전막(136)은 제2 도전막(134)의 상면을 따라 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제3 도전막(136)은 소자 분리막(110A, 110B)의 상면의 일부를 따라 연장될 수 있다. The third
제1 도전막(132), 제2 도전막(134) 및 제3 도전막(136)은 각각 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전막(132) 및 제2 도전막(134)은 다결정 실리콘(poly Si)을 포함하고, 제3 도전막(136)은 금속(예컨대, 텅스텐(W))을 포함할 수 있다.The first
게이트 유전막(120)은 제1 기판(100)과 각각의 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1, G1_2, G1_3) 및 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1, G2_2, G2_3)의 사이에 개재될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 게이트 유전막(120)의 단부는 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1, G1_2, G1_3) 및 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1, G2_2, G2_3) 각각의 단부와 연속할 수 있다.The
게이트 유전막(120)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산화물보다 높은 유전 상수를 갖는 고유전율(high-k) 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 고유전율 물질은 예를 들어, 하프늄 산화물(hafnium oxide), 하프늄 실리콘 산화물(hafnium silicon oxide), 란타늄 산화물(lanthanum oxide), 란타늄 알루미늄 산화물(lanthanum aluminum oxide), 지르코늄 산화물(zirconium oxide), 지르코늄 실리콘 산화물(zirconium silicon oxide), 탄탈륨 산화물(tantalum oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide), 바륨 스트론튬 티타늄 산화물(barium strontium titanium oxide), 바륨 티타늄 산화물(barium titanium oxide), 스트론튬 티타늄 산화물(strontium titanium oxide), 이트륨 산화물(yttrium oxide), 알루미늄 산화물(Aluminum oxide), 납 스칸듐 탄탈륨 산화물(lead scandium tantalum oxide), 납 아연 니오브산염(lead zinc niobate) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
게이트 캡핑막(140)은 각각의 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1, G1_2, G1_3) 및 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1, G2_2, G2_3)의 상면을 따라 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 게이트 캡핑막(140)의 단부는 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1, G1_2, G1_3) 및 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1, G2_2, G2_3)의 단부와 연속할 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 게이트 캡핑막(140)은 생략될 수도 있다.The
게이트 캡핑막(140)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물 및 실리콘 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 게이트 캡핑막(140)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.For example, the
제1 패스 트랜지스터 회로(TR1)는 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1 내지 G1_3), 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3) 및 제1 공유 소오스/드레인(D1)을 포함할 수 있다. The first pass transistor circuit TR1 may include 1_1 to 1_3 gate structures (G1_1 to G1_3), 1_1 to 1_3 individual source/drains (S1_1 to S1_3), and first shared source/drain (D1). there is.
제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3) 각각은 제1_1 내지 제1_3 게이트 전극(G1_1, G1_2, G1_3) 각각의 일 단부에 배치될 수 있다. 또한, 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3)은 제1_1 내지 제1_3 연장부(A1_1, A1_2, A1_3) 내에 각각 형성될 수 있다.Each of the 1_1 to 1_3 individual source/drains (S1_1 to S1_3) may be disposed at one end of each of the 1_1 to 1_3 gate electrodes (G1_1, G1_2, and G1_3). Additionally, the 1_1 to 1_3 individual source/drains (S1_1 to S1_3) may be formed within the 1_1 to 1_3 extension parts (A1_1, A1_2, and A1_3), respectively.
제1 공유 소오스/드레인(D1)은 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1 내지 G1_3) 사이에 배치될 수 있다. 제1 공유 소오스/드레인(D1)은 제1 활성 영역(A1)의 중심부 내에 형성될 수 있다.The first shared source/drain (D1) may be disposed between the 1_1 to 1_3 gate structures (G1_1 to G1_3). The first shared source/drain D1 may be formed in the center of the first active area A1.
제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3) 및 제1 공유 소오스/드레인(D1)은 상기 제1 도전형과 다른 제2 도전형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1_1 내지 제1_3 패스 트랜지스터(TR1_1, TR1_2, TR1_3)가 각각 n형 트랜지스터인 경우에, 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3) 및 제1 공유 소오스/드레인(D1)은 n형 불순물을 포함할 수 있다. 상기 n형 불순물은 예를 들어, 인(P) 또는 비소(As)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The 1_1 to 1_3 individual source/drains (S1_1 to S1_3) and the first shared source/drain (D1) may be doped with a second conductivity type different from the first conductivity type. For example, when the 1_1 to 1_3 pass transistors (TR1_1, TR1_2, TR1_3) are each n-type transistors, the 1_1 to 1_3 individual source/drains (S1_1 to S1_3) and the first shared source/drain (D1) ) may contain n-type impurities. The n-type impurity may include, for example, phosphorus (P) or arsenic (As), but is not limited thereto.
다른 예로, 제1_1 내지 제1_3 패스 트랜지스터(TR1_1, TR1_2, TR1_3)가 각각 p형 트랜지스터인 경우에, 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3) 및 제1 공유 소오스/드레인(D1)은 p형 불순물을 포함할 수 있다. 상기 p형 불순물은 예를 들어, 보론(B)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As another example, when the 1_1 to 1_3 pass transistors (TR1_1, TR1_2, TR1_3) are each p-type transistors, the 1_1 to 1_3 individual source/drains (S1_1 to S1_3) and the first shared source/drain (D1) may contain p-type impurities. The p-type impurity may include, for example, boron (B), but is not limited thereto.
제2 패스 트랜지스터 회로(TR2)는 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1 내지 G2_3), 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인(D2)을 포함할 수 있다.The second pass transistor circuit TR2 may include 2_1st to 2_3rd gate structures (G2_1 to G2_3), 2_1st to 2_3rd individual source/drains (S2_1 to S2_3), and second shared source/drain (D2). there is.
제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3) 각각은 제2_1 내지 제2_3 게이트 전극(G2_1, G2_2, G2_3) 각각의 일 단부에 배치될 수 있다. 또한, 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3)은 제2_1 내지 제2_3 연장부(A2_1, A2_2, A2_3) 내에 각각 형성될 수 있다.Each of the 2_1st to 2_3rd individual source/drains (S2_1 to S2_3) may be disposed at one end of each of the 2_1st to 2_3rd gate electrodes (G2_1, G2_2, G2_3). Additionally, the 2_1st to 2_3rd individual source/drains (S2_1 to S2_3) may be formed within the 2_1st to 2_3rd extension parts (A2_1, A2_2, A2_3), respectively.
제2 공유 소오스/드레인(D2)은 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1 내지 G2_3) 사이에 배치될 수 있다. 제2 공유 소오스/드레인(D2)은 제2 활성 영역(A2)의 중심부 내에 형성될 수 있다.The second shared source/drain (D2) may be disposed between the 2_1 to 2_3 gate structures (G2_1 to G2_3). The second shared source/drain D2 may be formed in the center of the second active area A2.
제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인(D2)은 상기 제1 도전형과 다른 제2 도전형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제2_1 내지 제2_3 패스 트랜지스터(TR2_1, TR2_2, TR2_3)가 각각 n형 트랜지스터인 경우에, 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인(D2)은 n형 불순물을 포함할 수 있다. 상기 n형 불순물은 예를 들어, 인(P) 또는 비소(As)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The 2_1st to 2_3rd individual source/drains (S2_1 to S2_3) and the second shared source/drain (D2) may be doped with a second conductivity type different from the first conductivity type. For example, when the 2_1st to 2_3rd pass transistors (TR2_1, TR2_2, TR2_3) are each n-type transistors, the 2_1st to 2_3rd individual source/drains (S2_1 to S2_3) and the second shared source/drain (D2) ) may contain n-type impurities. The n-type impurity may include, for example, phosphorus (P) or arsenic (As), but is not limited thereto.
다른 예로, 제2_1 내지 제2_3 패스 트랜지스터(TR2_1, TR2_2, TR2_3)가 각각 p형 트랜지스터인 경우에, 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인(D2)은 p형 불순물을 포함할 수 있다. 상기 p형 불순물은 예를 들어, 보론(B)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As another example, when the 2_1st to 2_3rd pass transistors (TR2_1, TR2_2, TR2_3) are each p-type transistors, the 2_1st to 2_3rd individual source/drain (S2_1 to S2_3) and the second shared source/drain (D2) may contain p-type impurities. The p-type impurity may include, for example, boron (B), but is not limited thereto.
구체적으로 도시되지 않았으나, 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3) 및 제1 공유 소오스/드레인(D1)과, 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인(D2) 각각은 저농도 불순물 영역 및 고농도 불순물 영역을 포함할 수 있다. 고농도 불순물 영역은 저농도 불순물 영역 내에 형성될 수 있다. 저농도 불순물 영역은 고농도 불순물 영역을 둘러쌀 수 있다. 이 때, 고농도 불순물 영역의 도핑 농도는 저농도 불순물 영역의 도핑 농도보다 높을 수 있다.Although not specifically shown, the 1_1 to 1_3 individual source/drains (S1_1 to S1_3) and the first shared source/drain (D1), the 2_1 to 2_3 individual source/drains (S2_1 to S2_3) and the second shared Each of the source/drain D2 may include a low concentration impurity region and a high concentration impurity region. A high-concentration impurity region may be formed within a low-concentration impurity region. A low-concentration impurity region may surround a high-concentration impurity region. At this time, the doping concentration of the high-concentration impurity region may be higher than the doping concentration of the low-concentration impurity region.
층간 절연막(190)은 제1 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 층간 절연막(190)은 제1 기판(100), 소자 분리막(110A, 110B) 및 제1 및 제2 패스 트랜지스터 회로(TR1, TR2)를 덮을 수 있다.The
층간 절연막(190)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 및 실리콘 산화물보다 유전율이 낮은 저유전율(low-k) 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 저유전율 물질은 예를 들어, FOX(Flowable Oxide), TOSZ(Torene SilaZene), USG(Undoped Silica Glass), BSG(Borosilica Glass), PSG(PhosphoSilica Glass), BPSG(BoroPhosphoSilica Glass), PETEOS(Plasma Enhanced Tetra Ethyl Ortho Silicate), FSG(Fluoride Silicate Glass), CDO(Carbon Doped silicon Oxide), Xerogel, Aerogel, Amorphous Fluorinated Carbon, OSG(Organo Silicate Glass), Parylene, BCB(bis-benzocyclobutenes), SiLK, polyimide, porous polymeric material 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
구체적으로 도시되지는 않았으나, 게이트 컨택이 각각의 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1, G1_2, G1_3) 및 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1, G2_2, G2_3)와 접속될 수 있다. 예를 들어, 게이트 컨택은 수직 방향(Z)으로 연장되어 층간 절연막(190) 및 게이트 캡핑막(140)을 관통할 수 있다. 게이트 컨택은 각각의 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1, G1_2, G1_3) 및 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1, G2_2, G2_3)와 전기적으로 연결되어 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1, G1_2, G1_3) 및 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1, G2_2, G2_3)에 전압을 인가할 수 있다.Although not specifically shown, the gate contact may be connected to each of the 1_1st to 1_3rd gate structures (G1_1, G1_2, G1_3) and the 2_1st to 2_3rd gate structures (G2_1, G2_2, G2_3). For example, the gate contact may extend in the vertical direction (Z) and penetrate the interlayer insulating
게이트 컨택은 예를 들어, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등의 금속을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The gate contact may include a metal such as aluminum (Al), copper (Cu), or tungsten (W), but is not limited thereto.
제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC1_1 내지 SC1_3)은 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3)과 접속될 수 있다. 또한, 제1 공유 소오스/드레인 컨택(DC1)은 제1 공유 소오스/드레인(D1)과 접속될 수 있다. The 1_1 to 1_3 individual source/drain contacts (SC1_1 to SC1_3) may be connected to the 1_1 to 1_3 individual source/drains (S1_1 to S1_3). Additionally, the first shared source/drain contact (DC1) may be connected to the first shared source/drain (D1).
예를 들어, 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC1_1 내지 SC1_3) 및 제1 공유 소오스/드레인 컨택(DC1)은 수직 방향(Z)으로 연장되어 층간 절연막(190)을 관통할 수 있다. 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC1_1 내지 SC1_3)은 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3)과 전기적으로 연결되어 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3)에 전압을 인가할 수 있다. 제1 공유 소오스/드레인 컨택(DC1)은 제1 공유 소오스/드레인(D1)과 전기적으로 연결되어 제1 공유 소오스/드레인(D1)에 전압을 인가할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC1_1 내지 SC1_3) 및 제1 공유 소오스/드레인 컨택(DC1)은 고농도 불순물 영역과 접촉할 수 있다.For example, the 1_1st to 1_3rd individual source/drain contacts (SC1_1 to SC1_3) and the first shared source/drain contact (DC1) may extend in the vertical direction (Z) and penetrate the
제1 공유 소오스/드레인(D1)은 제1 공유 소오스/드레인 컨택(DC1)을 통해 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm) 중 하나와 전기적으로 연결되어 주변 회로(200)로부터 동작 전압을 입력받을 수 있다. 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3)은 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC1_1 내지 SC1_3)을 통해 제1 내지 제3 메모리 셀 블록(BLK1, BLK2, BLK3)과 전기적으로 연결될 수 있다.The first shared source/drain (D1) is electrically connected to one of the word line driving signal lines (SI0 to SIm) through the first shared source/drain contact (DC1) to input an operating voltage from the
제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC1_1 내지 SC1_3) 및 제1 공유 소오스/드레인 컨택(DC1)은 예를 들어, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 등의 금속을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The 1_1 to 1_3 individual source/drain contacts (SC1_1 to SC1_3) and the first shared source/drain contact (DC1) include a metal such as aluminum (Al), copper (Cu), or tungsten (W). It can be done, but is not limited to this.
제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC2_1 내지 SC2_3)은 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3)과 접속될 수 있다. 또한, 제2 공유 소오스/드레인 컨택(DC2)은 제2 공유 소오스/드레인(D2)과 접속될 수 있다.The 2_1st to 2_3rd individual source/drain contacts (SC2_1 to SC2_3) may be connected to the 2_1st to 2_3rd individual source/drains (S2_1 to S2_3). Additionally, the second shared source/drain contact (DC2) may be connected to the second shared source/drain (D2).
예를 들어, 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC2_1 내지 SC2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인 컨택(DC2)은 수직 방향(Z)으로 연장되어 층간 절연막(190)을 관통할 수 있다. 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC2_1 내지 SC2_3)은 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3)과 전기적으로 연결되어 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3)에 전압을 인가할 수 있다. 제2 공유 소오스/드레인 컨택(DC2)은 제2 공유 소오스/드레인(D2)과 전기적으로 연결되어 제2 공유 소오스/드레인(D2)에 전압을 인가할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC2_1 내지 SC2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인 컨택(DC2)은 고농도 불순물 영역과 접촉할 수 있다.For example, the 2_1st to 2_3rd individual source/drain contacts (SC2_1 to SC2_3) and the second shared source/drain contact (DC2) may extend in the vertical direction (Z) and penetrate the
제2 공유 소오스/드레인(D2)은 제2 공유 소오스/드레인 컨택(DC2)을 통해 워드 라인 구동 신호 라인들(SI0 내지 SIm) 중 하나와 전기적으로 연결되어 주변 회로(200)로부터 동작 전압을 입력받을 수 있다. 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3)은 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC2_1 내지 SC2_3)을 통해 제1 내지 제3 메모리 셀 블록(BLK1, BLK2, BLK3)과 전기적으로 연결될 수 있다.The second shared source/drain (D2) is electrically connected to one of the word line driving signal lines (SI0 to SIm) through the second shared source/drain contact (DC2) to input an operating voltage from the
제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC2_1 내지 SC2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인 컨택(DC2)의 물질에 관하여서는 전술한 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC2_1 내지 SC2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인 컨택(DC2)에 관한 설명이 마찬가지로 적용될 수 있다.Regarding the materials of the 2_1st to 2_3rd individual source/drain contacts (SC2_1 to SC2_3) and the second shared source/drain contact (DC2), the materials of the 2_1st to 2_3rd individual source/drain contacts (SC2_1 to SC2_3) and the second shared source/drain contact (DC2_3) are described above. 2 The explanation regarding the shared source/drain contact (DC2) can be similarly applied.
한편, 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC1_1 내지 SC1_3) 및 제1 공유 소오스/드레인 컨택(DC1)이 형성되는 위치는 도면에 도시된 것에 제한되지 않는다. 마찬가지로, 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC2_1 내지 SC2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인 컨택(DC2)의 위치 역시 도면에 도시된 것에 제한되지 않는다.Meanwhile, the positions where the 1_1st to 1_3rd individual source/drain contacts (SC1_1 to SC1_3) and the first shared source/drain contact (DC1) are formed are not limited to those shown in the drawing. Likewise, the positions of the 2_1st to 2_3rd individual source/drain contacts (SC2_1 to SC2_3) and the second shared source/drain contact (DC2) are also not limited to those shown in the drawing.
몇몇 실시예에서는, 하나의 소오스/드레인을 공유하는 3개의 고전압 트랜지스터들이 Y자 형상을 갖도록 형성할 수 있다. 이에 따라, 반도체 메모리 장치에서 상기 트랜지스터들이 차지하는 면적을 감소시키고, 공유 소오스/드레인 간의 거리를 종래보다 증가시키도록 트랜지스터 어레이를 형성할 수 있다. 결과, 공유 소오스/드레인에 주입되는 불순물의 도즈(dose)를 감소시킬 수 있어, 적은 면적을 차지하면서도 항복 전압 특성이 개선된 반도체 메모리 장치를 제공할 수 있다.In some embodiments, three high voltage transistors sharing one source/drain may be formed to have a Y shape. Accordingly, a transistor array can be formed so as to reduce the area occupied by the transistors in a semiconductor memory device and increase the distance between shared sources/drains compared to before. As a result, the dose of impurities injected into the shared source/drain can be reduced, thereby providing a semiconductor memory device with improved breakdown voltage characteristics while occupying a small area.
도 9 내지 도 12는 몇몇 실시예에 따른 패스 트랜지스터들의 배치 구조를 설명하기 위한 다양한 레이아웃도들이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 8을 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.9 to 12 are various layout diagrams for explaining the arrangement structure of pass transistors according to some embodiments. For convenience of explanation, parts that overlap with those described above using FIGS. 1 to 8 will be briefly described or omitted.
반도체 메모리 장치는, 제1 및 제2 활성 영역(A1, A2)과 이격 배치된 제3 내지 제7 활성 영역(A3 내지 A7)을 더 포함할 수 있다.The semiconductor memory device may further include third to seventh active regions A3 to A7 spaced apart from the first and second active regions A1 and A2.
제3 내지 제7 활성 영역(A3 내지 A7) 각각은 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)으로 연장되는 3개의 연장부를 포함할 수 있다.Each of the third to seventh active regions A3 to A7 may include three extension parts extending in the first to third directions DR1, DR2, and DR3.
제3 내지 제7 활성 영역(A3 내지 A7) 각각의 연장부는 Y자 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 제3 내지 제7 활성 영역(A3 내지 A7) 각각의 연장부 들은 서로 90도보다 큰 각도를 형성할 수 있다. The extension portions of each of the third to seventh active regions A3 to A7 may be formed in a Y shape. In this case, the extension portions of the third to seventh active regions A3 to A7 may form an angle greater than 90 degrees to each other.
반도체 메모리 장치는 제1 및 제2 패스 트랜지스터(TR1, TR2)와 이격 배치되고, 메모리 셀 블록들에 구동 신호를 전달하는 제3 내지 제7 패스 트랜지스터(TR3 내지 TR7)를 더 포함할 수 있다.The semiconductor memory device may further include third to seventh pass transistors TR3 to TR7 that are spaced apart from the first and second pass transistors TR1 and TR2 and transmit driving signals to the memory cell blocks.
제3 내지 제7 패스 트랜지스터(TR3 내지 TR7) 각각은 제3 내지 제7 활성 영역(A3 내지 A7) 상에 배치될 수 있다.Each of the third to seventh pass transistors TR3 to TR7 may be disposed on the third to seventh active regions A3 to A7.
제3 내지 제7 패스 트랜지스터(TR3 내지 TR7) 각각의 3개의 패스 트랜지스터들에 관하여서는 전술한 제1 패스 트랜지스터(TR1)의 3개의 패스 트랜지스터(TR1_1, TR1_2, TR1_3)들 또는 제2 패스 트랜지스터(TR2)의 3개의 패스 트랜지스터(TR2_1, TR2_2, TR2_3)들에 관한 설명이 유사하게 적용될 수 있다.Regarding the three pass transistors of each of the third to seventh pass transistors (TR3 to TR7), the three pass transistors (TR1_1, TR1_2, TR1_3) of the above-described first pass transistor (TR1) or the second pass transistor (TR1_3) The description of the three pass transistors (TR2_1, TR2_2, TR2_3) of TR2) can be similarly applied.
제3 패스 트랜지스터(TR3)는 제1 내지 제3 메모리 셀 블록(BLK1, BLK2, BLK3) 각각에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달하는 3개의 패스 트랜지스터들을 포함할 수 있다. The third pass transistor TR3 may include three pass transistors that transmit a driving signal to apply an operating voltage to each of the first to third memory cell blocks BLK1, BLK2, and BLK3.
제3 패스 트랜지스터(TR3)는 제3_1 내지 제3_3 게이트 전극(G3_1, G3_2, G3_3), 제3 개별 소오스/드레인(S3_1, S3_2, S3_3) 및 제3 공유 소오스/드레인(D3)을 포함할 수 있다. The third pass transistor TR3 may include a 3_1 to 3_3 gate electrode (G3_1, G3_2, G3_3), a third individual source/drain (S3_1, S3_2, S3_3), and a third shared source/drain (D3). there is.
제3_1 내지 제3_3 게이트 전극(G3_1, G3_2, G3_3) 각각은 제1 내지 제3 방향으로 연장되어 서로 90도보다 큰 각도를 형성하는 제3 연장부(A3) 상에 배치될 수 있다. 제3_1 내지 제3_3 게이트 전극(G3_1, G3_2, G3_3) 각각은 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 제3_1 내지 제3_3 게이트 전극(G3_1, G3_2, G3_3) 각각은 서로 90도보다 큰 각도(예를 들어 120도)를 형성하도록 Y자 형상으로 이격 배치될 수 있다.Each of the 3_1st to 3_3rd gate electrodes G3_1, G3_2, and G3_3 may be disposed on the third extension portion A3 that extends in the first to third directions and forms an angle greater than 90 degrees with respect to each other. Each of the 3_1st to 3_3rd gate electrodes G3_1, G3_2, and G3_3 may be arranged to be spaced apart from each other along the first to third directions DR1, DR2, and DR3. Each of the 3_1st to 3_3rd gate electrodes G3_1, G3_2, and G3_3 may be spaced apart from each other in a Y shape to form an angle greater than 90 degrees (for example, 120 degrees).
제4 패스 트랜지스터(TR4)는 제1 내지 제3 메모리 셀 블록(BLK1, BLK2, BLK3) 각각에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달하는 3개의 패스 트랜지스터들을 포함할 수 있다. The fourth pass transistor TR4 may include three pass transistors that transmit a driving signal to apply an operating voltage to each of the first to third memory cell blocks BLK1, BLK2, and BLK3.
제4 패스 트랜지스터(TR4)는 제4_1 내지 제4_3 게이트 전극(G4_1, G4_2, G4_3), 제4 개별 소오스/드레인(S4_1, S4_2, S4_3) 및 제4 공유 소오스/드레인(D4)을 포함할 수 있다. The fourth pass transistor TR4 may include 4_1 to 4_3 gate electrodes (G4_1, G4_2, G4_3), fourth individual source/drain (S4_1, S4_2, S4_3), and fourth shared source/drain (D4). there is.
제4_1 내지 제4_3 게이트 전극(G4_1, G4_2, G4_3) 각각은 제1 내지 제3 방향으로 연장되어 서로 90도보다 큰 각도를 형성하는 제4 연장부(A4) 상에 배치될 수 있다. 제4_1 내지 제4_3 게이트 전극(G4_1, G4_2, G4_3) 각각은 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 제4_1 내지 제4_3 게이트 전극(G4_1, G4_2, G4_3) 각각은 서로 90도보다 큰 각도(예를 들어 120도)를 형성하도록 Y자 형상으로 이격 배치될 수 있다.Each of the 4_1st to 4_3rd gate electrodes G4_1, G4_2, and G4_3 may be disposed on the fourth extension portion A4 that extends in the first to third directions and forms an angle greater than 90 degrees with respect to each other. The 4_1st to 4_3rd gate electrodes G4_1, G4_2, and G4_3 may each be arranged to be spaced apart from each other along the first to third directions DR1, DR2, and DR3. Each of the 4_1st to 4_3rd gate electrodes G4_1, G4_2, and G4_3 may be spaced apart from each other in a Y shape to form an angle greater than 90 degrees (for example, 120 degrees).
제5 패스 트랜지스터(TR5)는 제5_1 내지 제5_3 게이트 전극(G5_1, G5_2, G5_3), 제5 개별 소오스/드레인(S5_1, S5_2, S5_3) 및 제5 공유 소오스/드레인(D5)을 포함할 수 있다.The fifth pass transistor TR5 may include a 5_1 to 5_3 gate electrode (G5_1, G5_2, G5_3), a fifth individual source/drain (S5_1, S5_2, S5_3), and a fifth shared source/drain (D5). there is.
제6 패스 트랜지스터(TR6)는 제6_1 내지 제6_3 게이트 전극(G6_1, G6_2, G6_3), 제6 개별 소오스/드레인(S6_1, S6_2, S6_3) 및 제6 공유 소오스/드레인(D6)을 포함할 수 있다.The sixth pass transistor TR6 may include a 6_1 to 6_3 gate electrode (G6_1, G6_2, G6_3), a sixth individual source/drain (S6_1, S6_2, S6_3), and a sixth shared source/drain (D6). there is.
제7 패스 트랜지스터(TR7)는 제7_1 내지 제7_3 게이트 전극(G7_1, G7_2, G7_3), 제7 개별 소오스/드레인(S7_1, S7_2, S7_3) 및 제7 공유 소오스/드레인(D7)을 포함할 수 있다.The seventh pass transistor TR7 may include a 7_1 to 7_3 gate electrode (G7_1, G7_2, G7_3), a seventh individual source/drain (S7_1, S7_2, S7_3), and a seventh shared source/drain (D7). there is.
도 9를 참조하면, 제1 및 제2 활성 영역(A1, A2)은 제1 방향(DR1)으로 서로 나란한 Y형상으로 배치될 수 있다. 제2 및 제3 활성 영역(A2, A3)은 제2 방향(DR2)으로 서로 나란한 Y형상으로 배치될 수 있다. 제1 및 제3 활성 영역(A1, A3)은 제2 수평 방향(Y)으로 서로 나란한 Y형상으로 배치될 수 있다.Referring to FIG. 9 , the first and second active regions A1 and A2 may be arranged in a Y shape parallel to each other in the first direction DR1. The second and third active regions A2 and A3 may be arranged in a Y shape parallel to each other in the second direction DR2. The first and third active areas A1 and A3 may be arranged in a Y shape parallel to each other in the second horizontal direction (Y).
도 9에서, 제1 내지 제3 공유 소오스/드레인 영역(D1, D2, D3)의 중심을 각각 연결한 형상은 정삼각형일 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 공유 소오스/드레인 영역(D1, D2)의 중심 사이의 거리(d), 제2 및 제3 공유 드레인 영역(D2, D3)의 중심 사이의 거리 및 제1 및 제3 공유 드레인 영역(D1, D3)의 중심 사이의 거리는 서로 동일할 수 있다.In FIG. 9 , the shape connecting the centers of the first to third shared source/drain regions D1, D2, and D3 may be an equilateral triangle. In this case, the distance (d) between the centers of the first and second shared source/drain regions (D1, D2), the distance between the centers of the second and third shared drain regions (D2, D3), and the The distance between the centers of the three shared drain regions D1 and D3 may be equal to each other.
제3 패스 트랜지스터(TR3)를 중심으로, 나머지 패스 트랜지스터들(TR1, TR2, TR4, TR5, TR6, TR7)의 각각의 공유 소오스/드레인의 중심이 이루는 형상은 정육각형일 수 있다.Centering on the third pass transistor TR3, the center of each shared source/drain of the remaining pass transistors TR1, TR2, TR4, TR5, TR6, and TR7 may have a regular hexagon.
도 10을 참조하면, 제1 및 제2 활성 영역(A1, A2)은 제1 사선 방향(DR1)으로 서로 반전된 Y형상으로 배치될 수 있다. 제1 및 제3 활성 영역(A1, A3)은 제2 사선 방향(DR2)으로 서로 반전된 Y형상으로 배치될 수 있다. 제2 및 제3 활성 영역(A2, A3)은 제1 수평 방향(X)으로 서로 나란한 Y형상으로 배치될 수 있다.Referring to FIG. 10 , the first and second active regions A1 and A2 may be arranged in an inverted Y shape in the first diagonal direction DR1. The first and third active regions A1 and A3 may be arranged in an inverted Y shape in the second diagonal direction DR2. The second and third active areas A2 and A3 may be arranged in a Y shape parallel to each other in the first horizontal direction (X).
도 10에서, 제1 내지 제3 공유 소오스/드레인(D1, D2, D3)의 중심을 각각 연결한 형상은 이등변 삼각형일 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 공유 소오스/드레인(D1, D2)의 중심 사이의 제1 거리(d1) 및 제1 및 제3 공유 소오스/드레인(D1, D3)의 중심 사이의 제2 거리(d2)는 서로 동일할 수 있다. 한편, 제2 및 제3 공유 소오스/드레인(D2, D3)의 중심 사이의 제3 거리(d3)은 제1 및 제2 공유 소오스/드레인(D1, D2)의 중심 사이의 제1 거리(d1) 또는 제1 및 제3 공유 소오스/드레인(D1, D3)의 중심 사이의 제2 거리(d2)와 다를 수 있다.In FIG. 10 , the shape connecting the centers of the first to third shared source/drains D1, D2, and D3 may be an isosceles triangle. In this case, a first distance (d1) between the centers of the first and second shared source/drain (D1, D2) and a second distance (d1) between the centers of the first and third shared source/drain (D1, D3) d2) may be identical to each other. Meanwhile, the third distance (d3) between the centers of the second and third shared source/drains (D2, D3) is the first distance (d1) between the centers of the first and second shared source/drains (D1, D2) ) or may be different from the second distance (d2) between the centers of the first and third shared source/drain (D1, D3).
도 11을 참조하면, 제1 및 제2 활성 영역(A1, A2)은 제1 사선 방향(DR1)으로 서로 나란한 Y형상으로 배치될 수 있다. 제2 및 제3 활성 영역(A2, A3)은 제2 사선 방향(DR2)으로 서로 나란한 Y형상으로 배치될 수 있다. 제1 및 제3 활성 영역(A1, A3)은 제2 수평 방향(Y)으로 서로 나란한 Y형상으로 배치될 수 있다. 제1 및 제4 활성 영역(A1, A4)은 제2 사선 방향(DR2)으로 서로 나란한 Y형상으로 배치될 수 있다.Referring to FIG. 11 , the first and second active regions A1 and A2 may be arranged in a Y shape parallel to each other in the first diagonal direction DR1. The second and third active regions A2 and A3 may be arranged in a Y shape parallel to each other in the second diagonal direction DR2. The first and third active areas A1 and A3 may be arranged in a Y shape parallel to each other in the second horizontal direction (Y). The first and fourth active regions A1 and A4 may be arranged in a Y shape parallel to each other in the second diagonal direction DR2.
도 11에서, 제1 내지 제4 공유 소오스/드레인(D1, D2, D3, D4)의 중심을 각각 연결한 형상은 마름모 형상일 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 공유 소오스/드레인(D1, D2)의 중심 사이의 제1 거리(d1), 제2 및 제3 공유 소오스/드레인(D2, D3)의 중심 사이의 제2 거리(d2), 제3 및 제4 공유 소오스/드레인(D3, D4)의 중심 사이의 제3 거리(d3), 및 제1 및 제4 공유 소오스/드레인(D1, D4)의 중심 사이의 제4 거리(d4)는 서로 동일할 수 있다.In FIG. 11 , the shape connecting the centers of the first to fourth shared source/drains D1, D2, D3, and D4 may be a diamond shape. In this case, a first distance (d1) between the centers of the first and second shared source/drain (D1, D2), a second distance (d1) between the centers of the second and third shared source/drain (D2, D3) d2), a third distance d3 between the centers of the third and fourth shared sources/drains D3, D4, and a fourth distance between the centers of the first and fourth shared sources/drains D1, D4. (d4) may be identical to each other.
제1 및 제3 공유 소오스/드레인(D1, D3)의 중심 사이의 제5 거리(d5)는 제1 및 제2 공유 소오스/드레인(D1, D2)의 중심 사이의 제1 거리(d1), 제2 및 제3 공유 소오스/드레인(D2, D3)의 중심 사이의 제2 거리(d2), 제3 및 제4 공유 소오스/드레인(D3, D4)의 중심 사이의 제3 거리(d3), 또는 제1 및 제4 공유 소오스/드레인(D1, D4)의 중심 사이의 제4 거리(d4)와 다를 수 있다.A fifth distance (d5) between the centers of the first and third shared source/drains (D1, D3) is a first distance (d1) between the centers of the first and second shared source/drains (D1, D2); a second distance (d2) between the centers of the second and third shared source/drains (D2, D3), a third distance (d3) between the centers of the third and fourth shared source/drains (D3, D4), Alternatively, it may be different from the fourth distance d4 between the centers of the first and fourth shared source/drains D1 and D4.
도 12를 참조하면, 제1 수평 방향(X)으로 서로 인접한 제1 및 제2 활성 영역(A1, A2)은 서로 반전된 Y형상으로 배치될 수 있다. 제1 수평 방향(X)으로 서로 인접한 제3 및 제4 활성 영역(A3, A4)은 서로 반전된 Y형상으로 배치될 수 있다. 제2 수평 방향(Y)으로 서로 인접한 제2 및 제3 활성 영역(A2, A3)은 서로 나란한 Y형상으로 배치될 수 있다. 제2 수평 방향(Y)으로 서로 인접한 제1 및 제4 활성 영역(A1, A4)은 서로 나란한 Y형상으로 배치될 수 있다.Referring to FIG. 12, the first and second active areas A1 and A2 adjacent to each other in the first horizontal direction (X) may be arranged in an inverted Y shape. The third and fourth active areas A3 and A4 adjacent to each other in the first horizontal direction (X) may be arranged in an inverted Y shape. The second and third active areas A2 and A3 adjacent to each other in the second horizontal direction Y may be arranged in a Y shape parallel to each other. The first and fourth active areas A1 and A4 adjacent to each other in the second horizontal direction Y may be arranged in a Y shape parallel to each other.
도 12를 참조하면, 제1 내지 제4 공유 소오스/드레인(D1, D2, D3, D4)의 중심을 각각 연결한 형상은 정사각형 형상일 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 공유 소오스/드레인(D1, D2)의 중심 사이의 제1 거리(d1), 제2 및 제3 공유 소오스/드레인(D2, D3)의 중심 사이의 제2 거리(d2), 제3 및 제4 공유 소오스/드레인(D3, D4)의 중심 사이의 제3 거리(d3) 및 제1 및 제4 공유 소오스/드레인(D1, D4)의 중심 사이의 제4 거리(d4)는 서로 동일할 수 있다.Referring to FIG. 12, the shape connecting the centers of the first to fourth shared source/drains D1, D2, D3, and D4 may be square. In this case, a first distance (d1) between the centers of the first and second shared source/drain (D1, D2), a second distance (d1) between the centers of the second and third shared source/drain (D2, D3) d2), a third distance (d3) between the centers of the third and fourth shared source/drains (D3, D4) and a fourth distance (d3) between the centers of the first and fourth shared source/drains (D1, D4) d4) may be identical to each other.
이하에서, 도 1 내지 도 16을 참조하여, 예시적인 실시예들에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 장치를 설명한다.Hereinafter, a non-volatile memory device including a semiconductor memory device according to example embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 16 .
도 13은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 도 14 및 도 15는 도 13의 R 영역을 설명하기 위한 다양한 확대도들이다. 도 16은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 12를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다. FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a non-volatile memory device including a semiconductor memory device according to some embodiments. Figures 14 and 15 are various enlarged views for explaining the R region of Figure 13. FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a non-volatile memory device including a semiconductor memory device according to some embodiments. For convenience of explanation, parts that overlap with those described above using FIGS. 1 to 12 will be briefly described or omitted.
제1 내지 제3 회로 소자들(TR1, TR2, TR3)은 도 1 내지 도 12를 이용하여 설명한 제1 내지 제3 패스 트랜지스터 회로(TR1, TR2, TR3)를 의미할 수 있다.The first to third circuit elements TR1, TR2, and TR3 may refer to the first to third pass transistor circuits TR1, TR2, and TR3 described using FIGS. 1 to 12.
도 13을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 장치는 주변 회로 영역(PERI) 및 셀 영역(CELL)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, a non-volatile memory device including a semiconductor memory device according to some embodiments may include a peripheral circuit area (PERI) and a cell area (CELL).
주변 회로 영역(PERI)은 제1 기판(100), 층간 절연막(190), 제1 기판(100)에 형성되는 복수의 회로 소자들(TR1, TR2, TR3, 220a, 220b, 220c)은 회로 소자들(TR1, TR2, TR3, 220a, 220b, 220c) 각각과 연결되는 제1 메탈층(164, 230a, 230b), 제1 메탈층(164, 230a, 230b) 상에 형성되는 제2 메탈층(240, 240a, 240b)을 포함할 수 있다.The peripheral circuit area PERI includes the
제1 기판(100)은 서로 마주하는 제1 및 제2 면(100a, 100b)을 포함할 수 있다. 제1 기판(100)의 제1 면(100a) 상에 주변 회로 영역(PERI)이 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 내지 제3 회로 소자들(TR1, TR2, TR3)은 주변 회로 영역(PERI)에서 디코더 회로(예컨대, 후술하는 도 17의 1110)를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제4 회로 소자(220a)는 주변 회로 영역(PERI)에서 로직 회로(예컨대, 도 17의 1130)를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제5 회로 소자(220b)는 주변 회로 영역(PERI)에서 페이지 버퍼(예컨대, 도 17의 1120)를 제공할 수 있다.The
본 명세서에서는, 제1 메탈층(164, 230a, 230b)과 제2 메탈층(240, 240a, 240b)만 도시되고 설명되나, 이에 제한되는 것은 아니고, 제2 메탈층(240, 240a, 240b) 상에 적어도 하나 이상의 메탈층이 더 형성될 수도 있다. 제2 메탈층(240, 240a, 240b)의 상부에 형성되는 하나 이상의 메탈층 중 적어도 일부는, 제2 메탈층(240, 240a, 240b)을 형성하는 구리보다 더 낮은 저항을 갖는 알루미늄 등으로 형성될 수 있다.In this specification, only the first metal layers (164, 230a, 230b) and the second metal layers (240, 240a, 240b) are shown and described, but are not limited thereto, and the second metal layers (240, 240a, 240b) At least one metal layer may further be formed on the top. At least a portion of the one or more metal layers formed on top of the second metal layers 240, 240a, 240b is formed of aluminum, etc., which has a lower resistance than the copper forming the second metal layers 240, 240a, 240b. It can be.
몇몇 실시예에서, 제1 메탈층(164, 230a, 230b)은 상대적으로 저항이 높은 텅스텐으로 형성될 수 있고, 제2 메탈층(240, 240a, 240b)은 상대적으로 저항이 낮은 구리로 형성될 수 있다.In some embodiments, the
층간 절연막(190)은 복수의 회로 소자들(TR1, TR2, TR3, 220a, 220b, 220c), 제1 메탈층(164, 230a, 230b) 및 제2 메탈층(240, 240a, 240b)을 커버하도록 제1 기판(100) 상에 배치될 수 있다.The
셀 영역(CELL)은 적어도 하나의 메모리 블록을 제공할 수 있다. 셀 영역(CELL)은 제2 기판(310)과 공통 소스 라인(320)을 포함할 수 있다. 제2 기판(310)은 서로 마주하는 제1 및 제2 면(310a, 310b)을 포함할 수 있다. 제2 기판(310)의 제1 면(310a) 상에 셀 영역(CELL)이 배치될 수 있다. The cell area (CELL) may provide at least one memory block. The cell area CELL may include a
제2 기판(310) 상에는, 제2 기판(310)의 상면과 교차하는 수직 방향(Z)을 따라 복수의 워드 라인들(331~338; 330)이 적층될 수 있다. 워드 라인들(330)의 상부 및 하부 각각에는 스트링 선택 라인(예컨대, 도 5의 SSL0 내지 SSL2)과 접지 선택 라인(예컨대, 도 5의 GSL0 내지 GSL2)이 배치될 수 있으며, 스트링 선택 라인들과 접지 선택 라인 사이에 복수의 워드 라인들(330)이 배치될 수 있다.On the
채널 구조체(CH)는 수직 방향(Z)으로 연장되어 워드 라인들(330), 스트링 선택 라인들, 및 접지 선택 라인을 관통할 수 있다. 도 14 및 도 15에 도시된 것처럼, 채널 구조체(CH)는 워드 라인들(330)을 관통하는 채널 홀(CHH)의 측벽 상에 형성된 반도체 패턴(390) 및 정보 저장막(392)을 포함할 수 있다.The channel structure (CH) may extend in the vertical direction (Z) and pass through the word lines 330, the string select lines, and the ground select line. As shown in FIGS. 14 and 15, the channel structure CH may include a
반도체 패턴(390)은 수직 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 반도체 패턴(390)은 컵(cup) 형상인 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이며, 반도체 패턴(390)은 원통 형상, 사각통 형상, 속이 찬 필러 형상 등 다양한 형상을 가질 수도 있다. 반도체 패턴(390)은 예를 들어, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 유기 반도체물 및 탄소 나노 구조체 등의 반도체 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
정보 저장막(392)은 반도체 패턴(390)과 워드 라인들(330) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 정보 저장막(392)은 반도체 패턴(390)의 측면을 따라 연장될 수 있다.The
몇몇 실시예에서, 정보 저장막(392)은 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 정보 저장막(392)은 반도체 패턴(390) 상에 차례로 적층되는 터널 절연막(392a), 전하 저장막(392b) 및 블로킹 절연막(392c)을 포함할 수 있다. 터널 절연막(392a)은 예를 들어, 실리콘 산화물 또는 실리콘 산화물보다 높은 유전율을 갖는 고유전율 물질(예컨대, 알루미늄 산화물(Al2O3), 하프늄 산화물(HfO2))을 포함할 수 있다. 전하 저장막(392b)은 예를 들어, 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 블로킹 절연막(392c)은 예를 들어, 실리콘 산화물 또는 실리콘 산화물보다 높은 유전율을 갖는 고유전율 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 정보 저장막(392)은 각각의 워드 라인들(330)의 표면을 따라 연장되는 게이트 절연막(392d)을 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the
몇몇 실시예에서, 채널 구조체(CH)는 충진 패턴(396)을 더 포함할 수 있다. 충진 패턴(396)은 컵 형상인 반도체 패턴(130)의 내부를 채우도록 형성될 수 있다. 충진 패턴(396)은 절연 물질, 예를 들어, 실리콘 산화물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, the channel structure (CH) may further include a filling pattern (396). The filling
공통 소스 라인(320)은 채널 구조체(CH)의 반도체 패턴(390)과 접속되도록 형성될 수 있다.The
구체적으로 도시되지 않았으나, 몇몇 실시예에서, 채널 구조체(CH)는 공통 소스 라인(320)을 관통하여 제2 기판(310) 내에 매립될 수 있다. 공통 소스 라인(320)은 정보 저장막(392)의 일부를 관통하여 반도체 패턴(390)의 측면과 접속될 수 있다.Although not specifically shown, in some embodiments, the channel structure CH may pass through the
구체적으로 도시되지 않았으나, 다른 몇몇 실시예에서, 공통 소스 라인(320)의 적어도 일부는 제2 기판(310) 내에 매립될 수 있다. 공통 소스 라인(320)은 예를 들어, 제2 기판(310)으로부터 선택적 에피 성장(SEG; Selective Epitaxial Growth) 공정에 의해 형성될 수 있다. 채널 구조체(CH)는 정보 저장막(392)의 일부를 관통하여 공통 소스 라인(320)의 상면과 접속될 수 있다.Although not specifically shown, in some other embodiments, at least a portion of the
채널 구조체(CH)는 제1 메탈층(350c) 및 제2 메탈층(360c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 메탈층(350c)은 비트 라인 컨택일 수 있고, 제2 메탈층(360c)은 비트 라인(예컨대, 도 5의 BL0 내지 BL2)일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 비트 라인(360c)은 제2 기판(310)의 상면에 평행한 일 방향(예컨대, 제2 수평 방향(Y)을 따라 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 비트 라인(360c)은 주변 회로 영역(PERI)에서 페이지 버퍼(예컨대, 후술하는 도 17의 1120)를 제공하는 제5 회로 소자(220b)와 전기적으로 연결될 수 있다.The channel structure CH may be electrically connected to the
워드 라인들(330)은 제2 기판(310)의 상면에 평행한 방향(예컨대, 제1 수평 방향(X))을 따라 연장될 수 있으며, 복수의 셀 컨택 플러그들(340)과 연결될 수 있다. 워드 라인들(330)과 셀 컨택 플러그들(340)은, 워드 라인들(330) 중 적어도 일부가 서로 다른 길이로 연장되어 제공하는 패드들에서 서로 연결될 수 있다. 워드 라인들(330)에 연결되는 셀 컨택 플러그들(340)의 상부에는 제1 메탈층(350b)과 제2 메탈층(360b)이 차례로 연결될 수 있다.The word lines 330 may extend along a direction parallel to the top surface of the second substrate 310 (e.g., the first horizontal direction (X)) and may be connected to a plurality of cell contact plugs 340. . The word lines 330 and the cell contact plugs 340 may be connected to each other at pads provided by at least some of the word lines 330 extending to different lengths. A
몇몇 실시예에서, 셀 컨택 플러그들(340)은 주변 회로 영역(PERI)에서 디코더 회로(예컨대, 도 17의 1110)를 제공하는 제1 내지 제3 회로 소자들(TR1, TR2, TR3)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 셀 컨택 플러그들(340)과 연결되는 제1 메탈층(350b)은 제2 메탈층(360b)에 의해 제1 메탈층(350d)과 연결될 수 있다. 제1 메탈층(350d)은 연결 컨택 플러그(345)를 통해 제2 메탈층(240)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 회로 소자들(TR1, TR2, TR3)은 워드 라인들(330)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 회로 소자(TR1)는 워드 라인들(330) 중 일부와 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 회로 소자(TR2)는 워드 라인들(330) 중 다른 일부와 전기적으로 연결될 수 있고, 제3 회로 소자(TR3)는 워드 라인들(330) 중 또 다른 일부와 전기적으로 연결될 수 있다.In some embodiments, the cell contact plugs 340 are electrically connected to the first to third circuit elements TR1, TR2, and TR3 that provide a decoder circuit (e.g., 1110 in FIG. 17) in the peripheral circuit region PERI. It can be connected to . For example, the
몇몇 실시예에서, 제1 내지 제3 회로 소자들(TR1, TR2, TR3)의 동작 전압은, 페이지 버퍼(예컨대, 도 17의 1120)를 제공하는 제5 회로 소자(220b)의 동작 전압과 다를 수 있다. In some embodiments, the operating voltage of the first to third circuit elements TR1, TR2, and TR3 may be different from the operating voltage of the
공통 소스 라인 컨택 플러그(380)는 공통 소스 라인(320)과 전기적으로 연결될 수 있다. 공통 소스 라인 컨택 플러그(380)는 금속, 금속 화합물, 또는 폴리실리콘 등의 도전성 물질로 형성되며, 공통 소스 라인 컨택 플러그(380) 상부에는 제1 메탈층(350a)이 형성될 수 있다.The common source
몇몇 실시예에서, 제1 기판(100)의 하부에 제1 기판(100)의 하면을 덮는 하부 절연막(201)이 형성될 수 있으며, 하부 절연막(201) 상에 제1 입출력 패드(205)가 형성될 수 있다. 제1 입출력 패드(205)는 제1 입출력 컨택 플러그(203)를 통해 주변 회로 영역(PERI)에 배치되는 복수의 회로 소자들(TR1, TR2, TR3, 220a, 220b) 중 적어도 하나와 연결되며, 하부 절연막(201)에 의해 제1 기판(100)과 분리될 수 있다. 또한, 제1 입출력 컨택 플러그(203)와 제1 기판(100) 사이에는 측면 절연막(미도시)이 배치되어 제1 입출력 컨택 플러그(203)와 제1 기판(100)을 전기적으로 분리할 수 있다.In some embodiments, a lower insulating
몇몇 실시예에서, 제2 기판(310)의 상부에 제2 기판(310)의 상면을 덮는 상부 절연막(301)이 형성될 수 있으며, 상부 절연막(301) 상에 제2 입출력 패드(305)가 배치될 수 있다. 제2 입출력 패드(305)는 제2 입출력 컨택 플러그(303)를 통해 주변 회로 영역(PERI)에 배치되는 복수의 회로 소자들(TR1, TR2, TR3, 220a, 220b) 중 적어도 하나와 연결될 수 있다.In some embodiments, an upper
몇몇 실시예에서, 제2 입출력 컨택 플러그(303)가 배치되는 영역에는 제2 기판(310) 및 공통 소스 라인(320) 등이 배치되지 않을 수 있다. 또한, 제2 입출력 패드(305)는 수직 방향(Z)에서 워드 라인들(330)과 오버랩되지 않을 수 있다. 제2 입출력 컨택 플러그(303)는 제2 기판(310)과 분리되며, 셀 영역(CELL)의 층간 절연막(315)을 관통하여 제2 입출력 패드(305)에 연결될 수 있다. In some embodiments, the
몇몇 실시예에서, 제1 입출력 패드(205)와 제2 입출력 패드(305)는 선택적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 장치는 제1 기판(100) 상에 배치되는 제1 입출력 패드(205)만을 포함하거나, 또는 제2 기판(310) 상에 배치되는 제2 입출력 패드(305)만을 포함할 수도 있다. 또는, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 장치는 제1 입출력 패드(205) 및 제2 입출력 패드(305)를 모두 포함할 수도 있다.In some embodiments, the first input/
도 15를 참조하면, 채널 구조체(CH)는 정보 저장막(392), 반도체 패턴(390), 가변 저항막(394) 및 충진 패턴(396)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수직 방향(Z)으로 연장되어 워드 라인들(330)을 관통하는 채널 홀(CHH)이 형성될 수 있다. 정보 저장막(392), 반도체 패턴(390), 가변 저항막(394) 및 충진 패턴(396)은 채널 홀(CHH) 내에 차례로 적층될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 반도체 패턴(390), 가변 저항막(394) 및 충진 패턴(396)은 각각 채널 홀(CHH)의 프로파일을 따라 컨포멀하게 연장될 수 있다. 충진 절연막(396)은 정보 저장막(392), 반도체 패턴(390) 및 가변 저항막(394)이 채워지고 남은 채널 홀(CHH)의 영역을 채울 수 있다.Referring to FIG. 15 , the channel structure CH may include an
가변 저항막(394)은 반도체 패턴(390)의 내측면을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 가변 저항막(394)은 반도체 패턴(390)의 내측벽을 따라 컨포멀하게 연장될 수 있다. The
가변 저항막(394)은 가변 저항 물질(variable resistive material)을 포함할 수 있다. 상기 가변 저항 물질은 가변 저항막(394)을 통해 흐르는 전류에 따라 가변적인 저항 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 가변 저항막(394)은 스위칭 특성을 갖는 물질, 예컨대, 실리콘 산화물(SiOx), 알루미늄 산화물(AlO), 마그네슘 산화물(MgO), 지르코늄 산화물(ZrO), 하프늄 산화물(HfO), 실리콘 질화물(SiN), 텅스텐 산화물(WO), 티타늄 산화물(TiO) 및 탄탈럼 산화물(TaO) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
몇몇 실시예에서, 가변 저항막(394)은 전이 금속 산화물(transition metal oxide; TMO)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가변 저항막(394)은 하프늄 산화물(HfO) 및 탄탈럼 산화물(TaO) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments, the
각각의 워드 라인들(330)과 대향하는 가변 저항막(394)의 영역들은 정보를 저장할 수 있는 영역들로써 메모리 셀들을 구성할 수 있다. Areas of the
도 16은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 15를 이용하여 상술한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a non-volatile memory device including a semiconductor memory device according to some embodiments. For convenience of explanation, parts that overlap with those described above using FIGS. 1 to 15 will be briefly described or omitted.
도 16을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 장치는 C2C(chip to chip) 구조일 수 있다.Referring to FIG. 16, a non-volatile memory device including a semiconductor memory device according to some embodiments may have a C2C (chip to chip) structure.
제1 기판(100)의 제1 면(100a)과 제2 기판(310)의 제1 면(310a)이 서로 마주하도록 제1 기판(100) 상의 제1 본딩 패드(372a, 372b, 372c, 372d)와 제2 기판(310) 상의 제2 본딩 패드(273a, 272b, 272c, 272d)가 본딩될 수 있다.
C2C 구조는 제1 웨이퍼 상에 셀 영역(CELL)을 포함하는 상부 칩을 제작하고, 제1 웨이퍼와 다른 제2 웨이퍼 상에 주변 회로 영역(PERI)을 포함하는 하부 칩을 제작한 후, 상기 상부 칩과 상기 하부 칩을 본딩(bonidng) 방식에 의해 서로 연결하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 본딩 방식은 상부 칩의 최상부 메탈층에 형성된 본딩 메탈과 하부 칩의 최상부 메탈층에 형성된 본딩 메탈을 서로 전기적으로 연결하는 방식을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 본딩 메탈이 구리(Cu)로 형성된 경우, 상기 본딩 방식은 Cu-Cu 본딩 방식일 수 있으며, 상기 본딩 메탈은 알루미늄 혹은 텅스텐으로도 형성될 수 있다.In the C2C structure, an upper chip including a cell region (CELL) is manufactured on a first wafer, and a lower chip including a peripheral circuit region (PERI) is fabricated on a second wafer that is different from the first wafer. This may mean connecting a chip and the lower chip to each other by a bonding method. For example, the bonding method may refer to a method of electrically connecting the bonding metal formed on the top metal layer of the upper chip and the bonding metal formed on the top metal layer of the lower chip. For example, when the bonding metal is made of copper (Cu), the bonding method may be a Cu-Cu bonding method, and the bonding metal may also be made of aluminum or tungsten.
몇몇 실시예에서, 주변 회로 영역(PERI)과 셀 영역(CELL) 각각은 외부 패드 본딩 영역(PA), 워드 라인 본딩 영역(WLBA), 및 비트 라인 본딩 영역(BLBA)을 포함할 수 있다.In some embodiments, each of the peripheral circuit area (PERI) and the cell area (CELL) may include an external pad bonding area (PA), a word line bonding area (WLBA), and a bit line bonding area (BLBA).
워드 라인 본딩 영역(WLBA)은 복수의 셀 컨택 플러그들(340) 등이 배치되는 영역으로 정의될 수 있다. 워드 라인 본딩 영역(WLBA)의 제2 메탈층(240) 상에는 하부 본딩 메탈(271b, 272b)이 형성될 수 있다. 워드 라인 본딩 영역(WLBA)에서, 주변 회로 영역(PERI)의 하부 본딩 메탈(271b, 272b)은 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(371b, 372b)과 본딩 방식에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 본딩 메탈(271b, 272b)과 상부 본딩 메탈(371b, 372b)은 알루미늄, 구리, 혹은 텅스텐 등으로 형성될 수 있다. 셀 컨택 플러그들(340)은 워드 라인 본딩 영역(WLBA)에서 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(371b, 372b)과 주변 회로 영역(PERI)의 하부 본딩 메탈(271b, 272b)을 통해 주변 회로 영역(PERI)과 연결될 수 있다.The word line bonding area (WLBA) may be defined as an area where a plurality of cell contact plugs 340, etc. are disposed.
비트 라인 본딩 영역(BLBA)은 채널 구조체(CH)와 비트 라인(360c) 등이 배치되는 영역으로 정의될 수 있다. 비트 라인(360c)은 비트 라인 본딩 영역(BLBA)에서 제5 회로 소자(220b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 비트 라인(360c)은 주변 회로 영역(PERI)에서 상부 본딩 메탈(371c, 372c)과 연결되며, 상부 본딩 메탈(371c, 372c)은 제5 회로 소자(220b)에 연결되는 하부 본딩 메탈(271c, 272c)과 연결될 수 있다.The bit line bonding area (BLBA) may be defined as an area where the channel structure (CH) and the
외부 패드 본딩 영역(PA)에는 공통 소스 라인 컨택 플러그(380)가 배치될 수 있다. 공통 소스 라인 컨택 플러그(380)는 금속, 금속 화합물, 또는 폴리실리콘 등의 도전성 물질로 형성되며, 공통 소스 라인(320)과 전기적으로 연결될 수 있다. 공통 소스 라인 컨택 플러그(380) 상부에는 제1 메탈층(350a)과 제2 메탈층(360a)이 차례로 적층될 수 있다. 예를 들어, 공통 소스 라인 컨택 플러그(380), 제1 메탈층(350a), 및 제2 메탈층(360a)이 배치되는 영역은 외부 패드 본딩 영역(PA)으로 정의될 수 있다. 또한, 외부 패드 본딩 영역(PA)에는 입출력 패드들(205, 305)이 배치될 수 있다.A common source
셀 영역(CELL)과 주변 회로 영역(PERI) 각각에 포함되는 외부 패드 본딩 영역(PA)과 비트 라인 본딩 영역(BLBA) 각각에는 최상부 메탈층의 메탈 패턴이 더미 패턴(dummy pattern)으로 존재하거나, 최상부 메탈층이 비어있을 수 있다.The metal pattern of the uppermost metal layer exists as a dummy pattern in each of the external pad bonding area (PA) and bit line bonding area (BLBA) included in each of the cell area (CELL) and the peripheral circuit area (PERI). The top metal layer may be empty.
몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 장치는 외부 패드 본딩 영역(PA)에서, 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 형성된 상부 메탈 패턴(371a, 372a)에 대응하여 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 셀 영역(CELL)의 상부 메탈 패턴(371a, 372a)과 유사한 형태의 하부 메탈 패턴(271a, 272a, 273a)을 형성할 수 있다. 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 형성된 하부 메탈 패턴(271a, 272a, 273a)은 주변 회로 영역(PERI)에서 별도의 콘택과 연결되지 않을 수 있다. 이와 유사하게, 외부 패드 본딩 영역(PA)에서 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 형성된 하부 메탈 패턴에 대응하여 셀 영역(CELL)의 상부 메탈층에 주변 회로 영역(PERI)의 하부 메탈 패턴과 동일한 형태의 상부 메탈 패턴을 형성할 수도 있다.A non-volatile memory device including a semiconductor memory device according to some embodiments has a peripheral circuit area corresponding to the
또한, 비트 라인 본딩 영역(BLBA)에서, 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 형성된 하부 메탈 패턴(271d, 272d)에 대응하여 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 주변 회로 영역(PERI)의 하부 메탈 패턴(271d, 272d)과 유사한 형태의 상부 메탈 패턴(371d, 372d)을 형성할 수 있다. 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 형성된 상부 메탈 패턴(371d, 372d) 상에는 콘택을 형성하지 않을 수 있다.Additionally, in the bit line bonding area (BLBA), the peripheral circuit area (PERI) is formed on the uppermost metal layer of the cell area (CELL) corresponding to the lower metal patterns (271d, 272d) formed on the uppermost metal layer of the peripheral circuit area (PERI). The
이하에서, 도 17 내지 도 19를 참조하여, 예시적인 실시예들에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템을 설명한다.Hereinafter, an electronic system including a semiconductor memory device according to example embodiments will be described with reference to FIGS. 17 to 19 .
도 17은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 도 18은 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다. 도 19는 도 18의 I-I를 따라 절단한 개략적인 단면도이다.FIG. 17 is a block diagram illustrating an electronic system including a semiconductor memory device according to some embodiments. FIG. 18 is a schematic perspective view illustrating an electronic system including a semiconductor memory device according to some embodiments. FIG. 19 is a schematic cross-sectional view taken along line II of FIG. 18.
도 17을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템(1000)은 비휘발성 메모리 장치(1100) 및 비휘발성 메모리 장치(1100)와 전기적으로 연결되는 컨트롤러(1200)를 포함할 수 있다. 전자 시스템(1000)은 하나 또는 복수의 비휘발성 메모리 장치(1100)들을 포함하는 스토리지 장치(storage device) 또는 스토리지 장치를 포함하는 전자 장치(electronic device)일 수 있다. 예를 들어, 전자 시스템(1000)은 하나 또는 복수의 비휘발성 메모리 장치(1100)들을 포함하는 SSD 장치(solid state drive device), USB(Universal Serial Bus), 컴퓨팅 시스템, 의료 장치 또는 통신 장치일 수 있다.Referring to FIG. 17, an
비휘발성 메모리 장치(1100)는 NAND 플래쉬 메모리 장치일 수 있으며, 예를 들어, 도 1 내지 도 16을 이용하여 상술한 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리 장치(1100)는 로직 회로(1130)와 전기적으로 연결되는 입출력 패드(1101)를 통해, 컨트롤러(1200)와 통신할 수 있다. 입출력 패드(1101)는 제1 구조물(1100F) 내에서 제2 구조물(1100S)까지 연장되는 입출력 연결 배선(1135)을 통해 로직 회로(1130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 입출력 연결 배선(1135)은 예를 들어, 도 3 내지 도 16을 이용하여 상술한 제1 입출력 컨택 플러그(203) 또는 제2 입출력 컨택 플러그(303)일 수 있다.The
몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템은, 컨트롤러(1200)를 이용하여 제1 내지 제3 회로 소자들(TR1, TR2, TR3)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상술한 것처럼, 로직 회로(1130)는 제1 내지 제3 패스 트랜지스터 회로(TR1, TR2, TR3)들 각각의 게이트 전극들과 접속될 수 있다. 상기 게이트 전극들은 컨트롤러(1200)에 의해 제어되어 전압이 인가될 수 있다.An electronic system including a semiconductor memory device according to some embodiments may control the first to third circuit elements TR1, TR2, and TR3 using the
컨트롤러(1200)는 프로세서(1210), NAND 컨트롤러(1220), 및 호스트 인터페이스(1230)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전자 시스템(1000)은 복수의 비휘발성 메모리 장치(1100)들을 포함할 수 있으며, 이 경우, 컨트롤러(1200)는 복수의 비휘발성 메모리 장치(1100)들을 제어할 수 있다.The
프로세서(1210)는 컨트롤러(1200)를 포함한 전자 시스템(1000) 전반의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(1210)는 소정의 펌웨어에 따라 동작할 수 있으며, NAND 컨트롤러(1220)를 제어하여 비휘발성 메모리 장치(1100)에 액세스할 수 있다. NAND 컨트롤러(1220)는 비휘발성 메모리 장치(1100)와의 통신을 처리하는 NAND 인터페이스(1221)를 포함할 수 있다. NAND 인터페이스(1221)를 통해, 비휘발성 메모리 장치(1100)를 제어하기 위한 제어 명령, 비휘발성 메모리 장치(1100)의 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)에 기록하고자 하는 데이터, 비휘발성 메모리 장치(1100)의 메모리 셀 트랜지스터들(MCT)로부터 읽어오고자 하는 데이터 등이 전송될 수 있다. 호스트 인터페이스(1230)는 전자 시스템(1000)과 외부 호스트 사이의 통신 기능을 제공할 수 있다. 호스트 인터페이스(1230)를 통해 외부 호스트로부터 제어 명령을 수신하면, 프로세서(1210)는 제어 명령에 응답하여 비휘발성 메모리 장치(1100)를 제어할 수 있다.The
도 18을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 포함하는 전자 시스템(2000)은 메인 기판(2001)과, 메인 기판(2001)에 실장되는 메인 컨트롤러(2002), 하나 이상의 반도체 패키지(2003), 및 DRAM(2004)을 포함할 수 있다. 반도체 패키지(2003) 및 DRAM(2004)은 메인 기판(2001)에 형성되는 배선 패턴들(2005)에 의해 메인 컨트롤러(2002)와 서로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 18, an
메인 기판(2001)은 외부 호스트와 결합되는 복수의 핀들을 포함하는 커넥터(2006)를 포함할 수 있다. 커넥터(2006)에서 상기 복수의 핀들의 개수와 배치는, 전자 시스템(2000)과 상기 외부 호스트 사이의 통신 인터페이스에 따라 달라질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전자 시스템(2000)은 USB(Universal Serial Bus), PCI-Express(Peripheral Component Interconnect Express), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), UFS(Universal Flash Storage)용 M-Phy 등의 인터페이스들 중 어느 하나에 따라 외부 호스트와 통신할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전자 시스템(2000)은 커넥터(2006)를 통해 외부 호스트로부터 공급받는 전원에 의해 동작할 수 있다. 전자 시스템(2000)은 상기 외부 호스트로부터 공급받는 전원을 메인 컨트롤러(2002) 및 반도체 패키지(2003)에 분배하는 PMIC(Power Management Integrated Circuit)를 더 포함할 수도 있다.The
메인 컨트롤러(2002)는 반도체 패키지(2003)에 데이터를 기록하거나, 반도체 패키지(2003)로부터 데이터를 읽어올 수 있으며, 전자 시스템(2000)의 동작 속도를 개선할 수 있다.The
DRAM(2004)은 데이터 저장 공간인 반도체 패키지(2003)와 외부 호스트의 속도 차이를 완화하기 위한 버퍼 메모리일 수 있다. 전자 시스템(2000)에 포함되는 DRAM(2004)은 일종의 캐시 메모리로도 동작할 수 있으며, 반도체 패키지(2003)에 대한 제어 동작에서 임시로 데이터를 저장하기 위한 공간을 제공할 수도 있다. 전자 시스템(2000)에 DRAM(2004)이 포함되는 경우, 메인 컨트롤러(2002)는 반도체 패키지(2003)를 제어하기 위한 NAND 컨트롤러 외에 DRAM(2004)을 제어하기 위한 DRAM 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.DRAM (2004) may be a buffer memory to alleviate the speed difference between the semiconductor package (2003), which is a data storage space, and an external host. The
반도체 패키지(2003)는 서로 이격된 제1 및 제2 반도체 패키지들(2003a, 2003b)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 반도체 패키지들(2003a, 2003b)은 각각 복수의 반도체 칩들(2200)을 포함하는 반도체 패키지일 수 있다. 제1 및 제2 반도체 패키지들(2003a, 2003b) 각각은, 패키지 기판(2100), 패키지 기판(2100) 상의 반도체 칩들(2200), 반도체 칩들(2200) 각각의 하부면에 배치되는 접착층들(2300), 반도체 칩들(2200)과 패키지 기판(2100)을 전기적으로 연결하는 연결 구조물(2400), 및 패키지 기판(2100) 상에서 반도체 칩들(2200) 및 연결 구조물(2400)을 덮는 몰딩층(2500)을 포함할 수 있다.The
패키지 기판(2100)은 패키지 상부 패드들(2130)을 포함하는 인쇄 회로 기판일 수 있다. 각각의 반도체 칩(2200)은 입출력 패드(2210)를 포함할 수 있다. 입출력 패드(2210)는 도 17의 입출력 패드(1101)에 해당할 수 있다. 반도체 칩들(2200) 각각은 게이트 적층 구조물들(3210) 및 메모리 채널 구조물들(3220)을 포함할 수 있다. 게이트 적층 구조물들(3210)은 메모리 블록에 해당할 수 있고, 메모리 채널 구조물들(3220)은 채널 구조체(CH)에 해당할 수 있다. 반도체 칩들(2200) 각각은 도 1 내지 도 16을 이용하여 상술한 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다.The
몇몇 실시예에서, 연결 구조물(2400)은 입출력 패드(2210)와 패키지 상부 패드들(2130)을 전기적으로 연결하는 본딩 와이어일 수 있다. 따라서, 각각의 제1 및 제2 반도체 패키지들(2003a, 2003b)에서, 반도체 칩들(2200)은 본딩 와이어 방식으로 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 패키지 기판(2100)의 패키지 상부 패드들(2130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 제1 및 제2 반도체 패키지들(2003a, 2003b)에서, 반도체 칩들(2200)은 본딩 와이어 방식의 연결 구조물(2400) 대신에, 관통 전극(Through Silicon Via, TSV)을 포함하는 연결 구조물에 의하여 서로 전기적으로 연결될 수도 있다.In some embodiments, the
몇몇 실시예에서, 메인 컨트롤러(2002)와 반도체 칩들(2200)은 하나의 패키지에 포함될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 메인 기판(2001)과 다른 별도의 인터포저 기판에 메인 컨트롤러(2002)와 반도체 칩들(2200)이 실장되고, 상기 인터포저 기판에 형성되는 배선에 의해 메인 컨트롤러(2002)와 반도체 칩들(2200)이 서로 연결될 수도 있다.In some embodiments, the
도 18 및 도 19를 참조하면, 반도체 패키지(2003)에서, 패키지 기판(2100)은 인쇄 회로 기판일 수 있다. 패키지 기판(2100)은 패키지 기판 바디부(2120), 패키지 기판 바디부(2120)의 상면에 배치되는 패키지 상부 패드들(2130), 패키지 기판 바디부(2120)의 하면에 배치되거나 하면을 통해 노출되는 하부 패드들(2125), 및 패키지 기판 바디부(2120) 내부에서 상부 패드들(2130)과 하부 패드들(2125)을 전기적으로 연결하는 내부 배선들(2135)을 포함할 수 있다. 상부 패드들(2130)은 연결 구조물들(2400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 패드들(2125)은 도전성 연결부들(2800)을 통해 도 18에 도시된 것과 같이 전자 시스템(2000)의 메인 기판(2001)의 배선 패턴들(2005)에 연결될 수 있다.18 and 19, in the
반도체 칩들(2200) 각각은 차례로 적층되는 제1 구조물(3100) 및 제2 구조물(3200)을 포함할 수 있다. 제1 구조물(3100)은 도 13의 주변 회로 영역(PERI)에 해당할 수 있고, 제2 구조물(3200)은 도 13의 셀 영역(CELL)에 해당할 수 있다. 예를 들어, 제1 구조물(3100)은 도 13의 제1 기판(100)에 해당하는 제1 반도체 기판(3010)을 포함할 수 있다. 제2 구조물(3200)은 도 13의 제2 기판(310)에 해당하는 제2 반도체 기판(3205)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 구조물(3200)은 도 18에 관하여 상술한 게이트 적층 구조물들(3210) 및 메모리 채널 구조물들(3220)을 포함할 수 있다.Each of the
제2 구조물(3200)은 게이트 연결 배선들(3235)을 포함할 수 있다. 게이트 연결 배선들(3235)은 게이트 적층 구조물(3210)과 전기적으로 연결될 수 있다. 게이트 연결 배선들(3235)은 도 13의 셀 컨택 플러그들(340)에 해당할 수 있다.The
반도체 칩들(2200) 각각은 제1 구조물(3100)의 주변 배선들(3110)과 전기적으로 연결되며 제2 구조물(3200) 내로 연장되는 관통 배선(3245)을 포함할 수 있다. 관통 배선(3245)은 게이트 적층 구조물(3210)의 외측에 배치될 수 있으며, 게이트 적층 구조물(3210)을 관통하도록 더 배치될 수 있다. 반도체 칩들(2200) 각각은, 제1 구조물(3100)의 주변 배선들(3110)과 전기적으로 연결되는 입출력 패드(도 18의 2210)를 더 포함할 수 있다.Each of the
몇몇 실시예에서, 제1 구조물(3100)은 도 1 내지 도 12를 이용하여 상술한 제1 활성 영역(A1), 제1 패스 트랜지스터 회로(TR1), 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체(G1_1 내지 G1_3), 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인(S1_1 내지 S1_3), 제1 공유 소오스/드레인(D1), 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC1_1 내지 SC1_3), 제1 공유 소오스/드레인 컨택(DC1), 제2 활성 영역(A2), 제2 패스 트랜지스터 회로(TR2), 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체(G2_1 내지 G2_3), 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인(S2_1 내지 S2_3), 제2 공유 소오스/드레인(D2), 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인 컨택(SC2_1 내지 SC2_3) 및 제2 공유 소오스/드레인 컨택(DC2)을 포함할 수 있다. In some embodiments, the
도 18 및 도 19의 반도체 칩들(2200)은 본딩 와이어 형태의 연결 구조물들(도 18의 2400)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 몇몇 실시예에서, 도 17 및 도 18의 반도체 칩들(2200)과 같은 하나의 반도체 패키지 내에서의 반도체 칩들은 관통 전극(TSV)을 포함하는 연결 구조물에 의하여 서로 전기적으로 연결될 수도 있다.The
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be manufactured in various different forms, and can be manufactured in various different forms by those skilled in the art. It will be understood by those who understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
100: 제1 기판
A1: 제1 활성 영역
TR1: 제1 패스 트랜지스터 회로
S1_1, S1_2, S1_3: 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인
D1: 제1 공유 소오스/드레인
A2: 제2 활성 영역
TR2: 제2 패스 트랜지스터 회로
S2_1, S2_2, S2_3: 제2_1 내지 제2_3 개별 소오스/드레인
D2: 제2 공유 소오스/드레인100: first substrate
A1: first active area
TR1: first pass transistor circuit
S1_1, S1_2, S1_3: 1_1 to 1_3 individual source/drain
D1: First shared source/drain
A2: second active area
TR2: second pass transistor circuit
S2_1, S2_2, S2_3: 2_1 to 2_3 individual source/drain
D2: Second shared source/drain
Claims (10)
상기 기판의 제1 영역에 정의되고, 서로 다른 제1 내지 제3 방향으로 연장되어 서로 90도보다 큰 각도를 형성하는 제1_1 내지 제1_3 연장부를 포함하는 제1 활성 영역; 및
상기 메모리 셀 블록들에 동작 전압이 인가되도록 구동 신호를 전달하는 제1 패스 트랜지스터 회로를 포함하되,
상기 제1 패스 트랜지스터 회로는, 상기 제1_1 내지 제1_3 연장부 상에 각각 배치되는 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체 및 상기 제1_1 내지 제1_3 게이트 구조체 사이에 배치되는 제1 공유 소오스/드레인을 포함하는 반도체 메모리 장치.A substrate including a first area where peripheral circuits are formed and a second area where memory cell blocks are formed;
a first active region defined in a first region of the substrate and including 1_1 to 1_3 extensions extending in first to third different directions to form an angle greater than 90 degrees from each other; and
A first pass transistor circuit transmitting a driving signal to apply an operating voltage to the memory cell blocks,
The first pass transistor circuit includes 1_1 to 1_3 gate structures respectively disposed on the 1_1 to 1_3 extensions and a first shared source/drain disposed between the 1_1 to 1_3 gate structures. Semiconductor memory device.
상기 제1 패스 트랜지스터 회로는, 상기 메모리 셀 블록들 중 제1 내지 제3 메모리 셀 블록 각각에 동작 전압이 인가되도록 상기 구동 신호를 전달하는 제1_1 내지 제1_3 패스 트랜지스터를 포함하는 반도체 메모리 장치.According to clause 1,
The first pass transistor circuit includes 1_1 to 1_3 pass transistors that transmit the driving signal so that an operating voltage is applied to each of the first to third memory cell blocks among the memory cell blocks.
상기 제1 패스 트랜지스터 회로는, 상기 제1_1 내지 제1_3 연장부 각각의 단부에 배치되는 제1_1 내지 제1_3 개별 소오스/드레인을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.According to clause 1,
The first pass transistor circuit further includes 1_1 to 1_3 individual source/drains disposed at ends of each of the 1_1 to 1_3 extension parts.
상기 제1 활성 영역은 Y형상인 반도체 메모리 장치.According to clause 1,
A semiconductor memory device wherein the first active region is Y-shaped.
상기 기판의 제1 영역에 정의되고, 상기 제1 활성 영역과 이격 배치된 제2 활성 영역; 및
상기 제2 활성 영역 상에, 상기 제1 패스 트랜지스터 회로와 이격 배치되는 제2 패스 트랜지스터 회로를 더 포함하고,
상기 제2 활성 영역은,
상기 제1 내지 제3 방향으로 연장되어 서로 90도보다 큰 각도를 형성하는 제2_1 내지 제2_3 연장부를 포함하고,
상기 제2 패스 트랜지스터 회로는,
제2_1 내지 제2_3 연장부 상의 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체 및 상기 제2_1 내지 제2_3 게이트 구조체 사이의 제2 공유 소오스/드레인을 포함하는 반도체 메모리 장치.According to clause 1,
a second active region defined in the first region of the substrate and spaced apart from the first active region; and
Further comprising a second pass transistor circuit on the second active region, spaced apart from the first pass transistor circuit,
The second active region is,
It includes 2_1 to 2_3 extension parts extending in the first to third directions and forming an angle greater than 90 degrees to each other,
The second pass transistor circuit,
A semiconductor memory device including 2_1 to 2_3 gate structures on 2_1 to 2_3 extensions and second shared source/drain between the 2_1 to 2_3 gate structures.
상기 기판은 서로 수직하는 제1 및 제2 수평 방향으로 각각 연장되고,
상기 제1 및 제2 공유 소오스/드레인은, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 가상선 상에 위치하는 반도체 메모리 장치.According to clause 5,
The substrate extends in first and second horizontal directions perpendicular to each other,
The first and second shared source/drain are located on a first virtual line extending in the first direction.
상기 기판의 제1 영역에 정의되고, 상기 제1 및 제2 활성 영역과 이격 배치된 제3 활성 영역; 및
상기 제3 활성 영역 상에, 상기 제1 및 제2 패스 트랜지스터 회로와 이격 배치되는 제3 패스 트랜지스터 회로를 더 포함하고,
상기 제3 활성 영역은 상기 제1 내지 제3 방향으로 연장되는 제3 연장부를 포함하고,
상기 제3 패스 트랜지스터 회로는 상기 제3 연장부 상의 제3 게이트 구조체 및 제3 공유 소오스/드레인을 포함하는 반도체 메모리 장치.According to clause 5,
a third active region defined in the first region of the substrate and spaced apart from the first and second active regions; and
Further comprising a third pass transistor circuit on the third active region, spaced apart from the first and second pass transistor circuits,
The third active region includes a third extension portion extending in the first to third directions,
The third pass transistor circuit includes a third gate structure and a third shared source/drain on the third extension.
상기 제1 및 제2 활성 영역 각각과, 상기 제1 및 제3 활성 영역 각각은 서로 나란한 Y형상으로 배치되고,
상기 제1 및 제2 공유 소오스/드레인 사이의 거리, 상기 제2 및 제3 공유 소오스/드레인 사이의 거리 및 상기 제1 및 제3 공유 소오스/드레인 사이의 거리는 각각 동일한 반도체 메모리 장치. According to clause 7,
Each of the first and second active regions and each of the first and third active regions are arranged in a Y shape parallel to each other,
A semiconductor memory device wherein the distance between the first and second shared source/drain, the distance between the second and third shared source/drain, and the distance between the first and third shared source/drain are each equal.
상기 제1 및 제2 활성 영역 각각과, 상기 제1 및 제3 활성 영역 각각은 서로 반전된 Y형상으로 배치되고,
상기 제1 및 제2 공유 소오스/드레인 사이의 거리 및 상기 제1 및 제3 공유 소오스/드레인 사이의 거리는 서로 동일한 반도체 메모리 장치.According to clause 7,
Each of the first and second active regions and each of the first and third active regions are arranged in an inverted Y shape,
A semiconductor memory device wherein a distance between the first and second shared source/drain and a distance between the first and third shared source/drain are the same.
상기 제1 기판 하부의 제2 면을 포함하고, 블록 선택 신호를 제공받아 상기 메모리 셀 영역에 구동 신호를 전달하는 제1 주변 회로 영역이 배치된 제2 기판을 포함하되,
상기 제1 주변 회로 영역은,
서로 나란하지 않은 제1 내지 제3 방향으로 연장되는 제1 활성 영역 상에 각각 이격 배치된 제1 내지 제3 게이트 구조체, 및
상기 제1 내지 제3 게이트 구조체 사이에 배치된 제1 공유 드레인을 포함하는 반도체 메모리 장치. a first substrate including a first surface extending in first and second horizontal directions perpendicular to each other, and having a memory cell area disposed on the first surface; and
A second substrate including a second surface under the first substrate and having a first peripheral circuit area arranged to receive a block selection signal and transmit a driving signal to the memory cell area,
The first peripheral circuit area is,
First to third gate structures spaced apart from each other on the first active region extending in first to third directions that are not parallel to each other, and
A semiconductor memory device including a first shared drain disposed between the first to third gate structures.
Priority Applications (2)
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