WO2023157754A1 - 半導体記憶装置 - Google Patents

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WO2023157754A1
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memory device
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雅庸 廣瀬
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Definitions

  • SRAM is widely used in semiconductor integrated circuits.
  • wiring provided in a buried interconnect (BI) layer is used instead of conventional wiring provided in a metal wiring layer formed above a transistor. is proposed.
  • BI buried interconnect
  • Non-Patent Document 1 discloses a layout structure of a 1-port SRAM cell in which bit line pairs are provided in a buried wiring layer.
  • An object of the present disclosure is to increase the speed and improve write characteristics of a semiconductor memory device in a layout structure of an SRAM cell in which bit lines are provided in a buried wiring layer, while suppressing an increase in the area of the semiconductor memory device. do.
  • a third transistor having one node connected to the first node, the other node connected to a second power supply supplying a second voltage different from the first voltage, and a gate connected to the second node; a fourth transistor having one node connected to the second node, the other node connected to the second power supply, and the gate connected to the first node, and one node connected to the first bit line and the other node connected to the first node.
  • a fifth transistor having a gate connected to each word line is connected to the first node, a second bit line having one node connected to the first bit line and forming a complementary bit line pair, and the other node connected to the second bit line.
  • a sixth transistor having a gate connected to each of the word lines, the first bit line being formed in a buried wiring layer; a first buried wiring extending in a first direction; a first wiring formed in a first wiring layer above the first to sixth transistors and extending in the first direction; and the second bit line formed in the embedded wiring layer. , a second embedded wiring extending in the first direction, and a second wiring formed in the first wiring layer and extending in the first direction.
  • a second aspect of the present disclosure is a semiconductor memory device including a 2-port SRAM cell, wherein one node of the 2-port SRAM cell is connected to a first power supply supplying a first voltage, and the other node is connected to a first node. a first transistor whose gate is connected to a second node; and a second transistor whose one node is connected to the first power supply, the other node is connected to the second node, and the gate is connected to the first node.
  • the first write bit line includes the first buried wiring formed in the buried wiring layer and the first wiring formed in the first wiring layer
  • the second write bit line includes the buried wiring layer. a second embedded wiring formed in the embedded wiring layer; and a second wiring formed in the first wiring layer.
  • the first and second write bit lines are formed in the buried interconnection layer and the M1 interconnection layer, respectively. As a result, the resistance values of the first and second write bit lines can be reduced, so that the speed of the semiconductor memory device can be increased and the write characteristics can be improved.
  • the resistance values of the first and second write bit lines can be reduced while suppressing an increase in the area of the semiconductor memory device. can be reduced. Therefore, it is possible to increase the speed and improve the write characteristics of the semiconductor memory device while suppressing an increase in the area of the semiconductor memory device.
  • the first bit lines include the first embedded interconnections formed in the embedded interconnection layer, the first interconnections formed in the first interconnection layer, and the second The bit line includes a second embedded interconnection formed in the embedded interconnection layer and a second interconnection formed in the first interconnection layer. That is, in the first sub-memory array, the first and second bit lines are formed in the buried interconnection layer and the M1 interconnection layer, respectively. As a result, the resistance values of the first and second bit lines can be reduced, so that the speed of the semiconductor memory device can be increased and the write characteristics can be improved.
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of the layout structure of a 1-port SRAM cell according to the first embodiment;
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the layout structure of a 1-port SRAM cell according to the first embodiment;
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the layout structure of a 1-port SRAM cell according to the first embodiment;
  • 2 is a circuit diagram showing the configuration of a 1-port SRAM cell according to the first embodiment;
  • FIG. 4 is a plan view showing another example of the layout structure of the 1-port SRAM cell according to the first embodiment;
  • the semiconductor memory device comprises a plurality of SRAM cells (hereinafter simply referred to as cells as appropriate), and at least some of the plurality of SRAM cells comprise nanosheet FETs. do.
  • a nanosheet FET is an FET that uses a thin sheet (nanosheet) through which current flows.
  • the nanosheets are made of silicon, for example.
  • a semiconductor layer portion that is formed on both ends of a nanosheet and constitutes a terminal that serves as the source or drain of the nanosheet FET is referred to as a "pad”.
  • the SRAM cell includes a buried interconnect (BI: Buried Interconnect) in a buried interconnect layer formed with interconnects embedded in a substrate or STI (Shallow Trench Isolation).
  • a wiring provided in a buried wiring layer is called a buried wiring, and in particular, a power supply wiring provided in a buried wiring layer is sometimes referred to as a buried power rail (BPR).
  • BPR buried power rail
  • VDD indicates a power supply voltage, a high voltage power supply itself or a high voltage power supply line
  • VVS indicates a power supply voltage, a low voltage power supply itself or a low voltage power supply line.
  • each insulating film and the like may be omitted.
  • the nanosheet and the pads on both sides thereof may be described in a simplified linear shape.
  • expressions such as “same size” and the like, which mean that the sizes and the like are the same, include the range of manufacturing variations.
  • the source and drain of a transistor are appropriately referred to as a "node" of the transistor. That is, one node of a transistor refers to the source or drain of the transistor, and both nodes of the transistor refer to the source and drain of the transistor.
  • FIGS. 1(a) and 1(b) are plan views, and FIGS. 3(a) and 3(b) are cross-sectional views in the horizontal direction in plan view.
  • FIG. 1(a) shows the upper part of the cell, which is the M1 and M2 wiring layers
  • FIG. Cell bottom is shown.
  • 2(a) is a cross section taken along line X1-X1'
  • FIG. 2(b) is a cross section taken along line X2-X2'
  • FIG. 2(c) is a cross section taken along line X3-X3'
  • FIG. 3(a) is cross section taken along line X4.
  • Fig. 3(b) is a section line X5-X5'.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of a 1-port SRAM cell according to the first embodiment.
  • the 1-port SRAM cell includes load transistors PU1 and PU2, drive transistors PD1 and PD2, and access transistors PG1 and PG2 to form a 1-port SRAM circuit.
  • Load transistors PU1 and PU2 are P-type FETs
  • drive transistors PD1 and PD2 and access transistors PG1 and PG2 are N-type FETs.
  • the access transistor PG1 is provided between the bit line BL and the first node NA, and has its gate connected to the word line WL.
  • the access transistor PG2 is provided between the bit line BLB and the second node NB, and has its gate connected to the word line WL.
  • Bit lines BL and BLB form a complementary bit line pair.
  • bit lines BL and BLB are precharged to a high level in advance and the word line WL is driven to a high level
  • the bit lines BL and BLB are precharged according to the data written to the first and second nodes NA and NB. are determined, data can be read from the SRAM cell. Specifically, when the first node NA is at high level and the second node NB is at low level, the bit line BL remains at high level and the bit line BLB is discharged to low level. On the other hand, if the first node NA is at low level and the second node NB is at high level, the bit line BL is discharged to low level and the bit line BLB keeps high level.
  • the solid lines running vertically and horizontally in plan views such as FIG. 1 and the solid lines running vertically in cross-sectional views such as FIG. 2 indicate grids used for arranging components during design.
  • the grids are equally spaced in the X direction and equally spaced in the Y direction.
  • the grid spacing may be the same or different in the X direction and the Y direction.
  • the grid spacing may be different for each layer.
  • each component does not necessarily have to be placed on a grid. However, from the viewpoint of suppressing manufacturing variations, it is preferable to arrange the parts on a grid.
  • the dotted line that surrounds the cell in the plan view such as FIG. 1 indicates the cell frame of the 1-port SRAM cell (outer edge of the 1-port SRAM cell).
  • a 1-port SRAM cell is arranged such that its cell frame is in contact with the cell frame of an adjacent cell in the X direction or Y direction.
  • the 1-port SRAM cells reversed in the X direction are arranged on both sides of the 1-port SRAM cell in the X direction.
  • the 1-port SRAM cell inverted in the Y direction is arranged on both sides of the 1-port SRAM cell in the Y direction.
  • the embedded wiring 14 is formed between the embedded power wirings 11 and 12 . Specifically, the embedded wiring 14 is formed between a nanosheet 24 (21) and a nanosheet 25, which will be described later, in plan view. Also, the embedded wiring 15 is formed between the embedded power wirings 11 and 13 . Specifically, the embedded wiring 15 is formed between a nanosheet 22 and a nanosheet 23 (26), which will be described later, in plan view. Embedded wirings 14 and 15 correspond to bit lines BLB and BL, respectively.
  • load transistors PU1 and PU2 are formed on the N well 1.
  • Access transistor PG 2 and drive transistor PD 2 are formed on P type substrate 2 .
  • Drive transistor PD 1 and access transistor PG 1 are formed on P type substrate 3 .
  • the nanosheets 21 to 26 form channel portions of the access transistor PG2, the load transistor PU1, the drive transistor PD1, the drive transistor PD2, the load transistor PU2 and the access transistor PG1, respectively.
  • the gate wiring 31 serves as the gate of the access transistor PG2.
  • Gate interconnection 32 serves as the gates of load transistor PU1 and drive transistor PD1.
  • Gate interconnection 33 serves as the gates of drive transistor PD2 and load transistor PU2.
  • Gate interconnection 34 serves as the gate of access transistor PG1.
  • P-type semiconductor-doped pads 46 to 49 are formed at the upper end of the drawing of the nanosheet 22, the lower end of the drawing of the nanosheet 22, the upper end of the drawing of the nanosheet 25, and the lower end of the drawing of the nanosheet 25, respectively.
  • Pads 46 and 47 constitute the node of load transistor PU1.
  • Pads 48 and 49 constitute the node of load transistor PU2.
  • Local wiring (LI: Local Interconnect) 51 to 58 extending in the X direction are formed in the local wiring layer.
  • Local wiring 51 is connected to pad 40 .
  • Local wiring 52 is connected to pad 46 .
  • Local wiring 53 is connected to pad 43 .
  • Local wiring 54 is connected to pads 41 and 48 .
  • Local wiring 55 is connected to pads 47 and 44 .
  • Local wiring 56 is connected to pad 42 .
  • Local wiring 57 is connected to pad 49 .
  • Local wiring 58 is connected to pad 45 .
  • the local wiring 51 is connected to the embedded wiring 14 via a contact (Via) 111 .
  • Local wiring 52 is connected to embedded power supply wiring 11 via contact 112 .
  • the local wiring 53 is connected to the embedded power supply wiring 13 via the contact 113 .
  • Local wiring 56 is connected to embedded power supply wiring 12 via contact 114 .
  • Local wiring 57 is connected to embedded power supply wiring 11 via contact 115 .
  • Local wiring 58 is connected to embedded wiring 15 via contact 116 .
  • the local wiring 54 is connected to the gate wiring 32 via a shared-contact 61 .
  • Local wiring 55 is connected to gate wiring 33 via shared contact 62 .
  • Gate wiring 33, local wiring 55 and shared contact 62 correspond to first node NA.
  • Gate interconnection 32, local interconnection 54 and shared contact 61 correspond to second node NB.
  • the wiring 71 is connected to the local wiring 52 via the contact (Via) 81 and is connected to the local wiring 57 via the contact 82 .
  • the wiring 72 is connected to the local wiring 56 via the contact 83 .
  • the wiring 73 is connected to the local wiring 53 via the contact 84 .
  • the wiring 74 is connected to the local wiring 51 via the contact 85 .
  • the wiring 75 is connected to the local wiring 58 via contacts 86 .
  • the wiring 76 is connected to the gate wiring 31 via a contact (Gate-contact) 87 .
  • the wiring 77 is connected to the gate wiring 34 via the contact 88 .
  • the load transistor PU1 has the pad 46 connected to the embedded power supply wiring 11 and the wiring 71 supplying the power supply voltage VDD, the pad 47 connected to the local wiring 55 (first node NA), and the gate wiring 32 connected to the shared contact 61. (second node NB).
  • Load transistor PU2 has pad 49 connected to embedded power supply wiring 11 and wiring 71 supplying power supply voltage VDD, pad 48 connected to local wiring 54 (second node NB), and gate wiring 33 connected to shared contact 62 (first node NA). ) are connected respectively.
  • Drive transistor PD1 has pad 44 connected to local wiring 55 (first node NA), pad 43 connected to embedded power supply wiring 13 and wiring 73 supplying power supply voltage VSS, and gate wiring 32 connected to shared contact 61 (second node NB). ) are connected respectively.
  • Drive transistor PD2 has pad 41 connected to local wiring 54 (second node NB), pad 42 connected to embedded power supply wiring 12 and wiring 72 supplying power supply voltage VSS, and gate wiring 33 connected to shared contact 62 (first node NA). ) are connected respectively.
  • Access transistor PG1 has pad 45 connected to embedded wiring 15 and wiring 75 (bit line BL), pad 44 connected to local wiring 55 (first node NA), and gate wiring 34 connected to wiring 91 (word line WL).
  • It is Access transistor PG2 has pad 40 connected to embedded wiring 14 and wiring 74 (bit line BLB), pad 41 connected to local wiring 54 (second node NB), and gate wiring 31 connected to wiring 91 (word line WL). It is The embedded wirings 14 and 15 are formed in the embedded wiring layer so as to extend in the Y direction, and the wirings 74 and 75 are formed in the M1 wiring layer above the embedded wiring layer so as to extend in the Y direction.
  • the embedded wiring 15 and the wiring 75 corresponding to the bit line BL are formed in the embedded wiring layer and the M1 wiring layer, respectively, and the embedded wiring 14 and the wiring 74 corresponding to the bit line BLB are formed in the buried wiring layer and the M1 wiring layer. They are respectively formed in the M1 wiring layer.
  • the resistance values of the bit lines BL and BLB can be reduced, so that the speed of the semiconductor memory device can be increased and the write characteristics can be improved.
  • the resistance of the bit lines BL and BLB is reduced by widening the wiring width of each of the bit lines BL and BLB. Although the value can be reduced, an area increase of the semiconductor memory device occurs. In contrast, in the present embodiment, since the bit lines BL and BLB are formed in the buried wiring layer and the M1 wiring layer, respectively, the increase in the area of the semiconductor memory device is suppressed and the bit lines BL and BLB are formed. A resistance value can be reduced.
  • the wiring of the embedded wiring layer can be provided only in regions where no transistors are arranged, but the wiring of the M1 wiring layer does not have such restrictions on placement. Therefore, by providing the bit lines BL and BLB in the buried wiring layer and the M1 wiring layer, respectively, the degree of freedom in designing the wiring positions and wiring widths of the wirings 74 and 75 is increased, thereby improving the performance and power consumption of the SRAM cell. can be optimized.
  • the wiring of the embedded wiring layer can be provided only in regions where no transistors are arranged, but the wiring of the M1 wiring layer does not have such restrictions on placement. Therefore, by providing wiring for supplying the power supply voltage in each of the embedded wiring layer and the M1 wiring layer, the degree of freedom in designing the wiring positions and wiring widths of the wirings 71 to 73 is increased, and the performance of the SRAM cell is optimized. can be
  • the X-direction width of the nanosheets 21, 23, 24, and 26 is twice the X-direction width of the nanosheets 22 and 25, but is not limited to this.
  • the width of each of the nanosheets 21 to 26 in the X direction (that is, the gate width of each transistor) may be determined in consideration of the operational stability of the 1-port SRAM circuit.
  • FIG. 5 is a plan view showing another example of the layout structure of the 1-port SRAM cell according to the first embodiment. Specifically, FIG. 5(a) shows the upper portion of the cell, and FIG. 5(b) shows the lower portion of the cell. In FIG. 5, as compared with FIG. 1, the embedded power supply wiring 11 is omitted.
  • the distance between the nanosheets 22 and 25 in the X direction is narrower than the distance between other adjacent nanosheets in the X direction (for example, the distance between the nanosheets 22 and 23 in the X direction). Therefore, it is not easy to arrange the embedded power wiring 11 between the nanosheets 22 and 25 . Therefore, by omitting the embedded power supply wiring 11, it becomes easier to manufacture the semiconductor memory device.
  • FIG. 6 is a plan view showing another example of the layout structure of the 1-port SRAM cell according to the first embodiment. Specifically, FIG. 6(a) shows the upper portion of the cell, and FIG. 6(b) shows the lower portion of the cell. In FIG. 6, as compared with FIG. 5, the embedded power supply wirings 12 and 13 are omitted.
  • FIG. 7 is a plan view showing another example of the layout structure of the 1-port SRAM cell according to the first embodiment. Specifically, FIG. 7(a) shows the upper portion of the cell, and FIG. 7(b) shows the lower portion of the cell.
  • the wirings 72 and 73 are omitted and the wiring widths of the wirings 71, 74 and 75 are wider than in FIG. Also, the wirings 71 , 74 , 75 are wider than the embedded wirings 14 , 15 .
  • the wiring widths of the wirings 74 and 75 can be widened.
  • the resistance values of the bit lines BL and BLB can be reduced, so that the speed of the semiconductor memory device can be increased and the write characteristics can be improved.
  • the wiring width of the wiring 71 can be widened.
  • the resistance value of the power supply wiring that supplies the power supply voltage VDD can be reduced, so that the power supplied to the SRAM cells can be strengthened and the stability of the operation of the semiconductor memory device is improved.
  • the degree of freedom in designing the wiring positions and wiring widths of the wirings 71 to 73 is increased, and the performance of the SRAM cell can be optimized.
  • FIG. 8 is a plan view showing an example of the layout structure of a 2-port SRAM cell according to the second embodiment. Specifically, FIG. 8(a) shows the lower part of the cell, and FIG. 8(b) shows the upper part of the cell.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing the configuration of the 2-port SRAM cell of FIG.
  • the 2-port SRAM cell includes load transistors PU1, PU2, drive transistors PD1, PD2, access transistors PG1, PG2, read drive transistor RPD, and read access transistor RPG.
  • a two-port memory cell circuit is configured.
  • Load transistors PU1 and PU2 are P-type FETs
  • drive transistors PD1 and PD2 access transistors PG1 and PG2
  • read drive transistor RPD and read access transistor RPG are N-type FETs.
  • the load transistor PU1 is provided between the power supply voltage VDD and the first node NA, and the drive transistor PD1 is provided between the first node NA and the power supply VSS.
  • the load transistor PU1 and the drive transistor PD1 have their gates connected to the second node NB and form an inverter INV1.
  • the load transistor PU2 is provided between the power supply voltage VDD and the second node NB, and the drive transistor PD2 is provided between the second node NB and the power supply VSS.
  • the load transistor PU2 and the drive transistor PD2 have their gates connected to the first node NA and form an inverter INV2. That is, the output of one inverter is connected to the input of the other inverter, thereby forming a latch.
  • the read drive transistor RPD has a source connected to the power supply VSS, a gate connected to the second node NB, and a drain connected to the source of the read access transistor RPG.
  • the read access transistor RPG has a gate connected to the read word line RWL and a drain connected to the read bit line RBL.
  • the state of the read bit line RBL is determined according to the data written to the second node NB. , data can be read from the memory cells. Specifically, when the second node NB is at high level, the read bit line RBL is discharged to low level. On the other hand, if the second node NB is at low level, the read bit line RBL maintains high level.
  • the 2-port SRAM cell writes data to the 2-port SRAM cell by controlling the write bit lines WBL and WBLB, the read bit line RBL, the write word line WWL and the read word line RWL. It has the function of holding and reading data from a 2-port SRAM cell.
  • the 2-port SRAM cell in FIG. 8 has a read drive transistor RPD and a read access transistor RPG formed on the right side of the drawing compared to FIG.
  • a gate wiring 35 extending in the X and Z directions is formed on the right side of the gate wiring 34 in the drawing.
  • Gate interconnection 32 serves as the gate of read drive transistor RPD, and gate interconnection 35 serves as the gate of read access transistor RPG.
  • Pads 50a to 50c doped with N-type impurities are formed at the upper end of the nanosheet 27, between the nanosheets 27 and 28, and at the lower end of the nanosheet 28, respectively.
  • Pads 50a and 50b form a node of read drive transistor RPD.
  • Pads 50b and 50c constitute nodes of read access transistor RPG.
  • Local wirings 59 and 60 extending in the X direction are formed in the local wiring layer.
  • the local wiring 53 is connected with the pad 50a.
  • the local wiring 59 is connected with the pad 50b.
  • the local wiring 60 is connected with the pad 50c.
  • a wiring 78 extending in the Y direction is formed in the M1 wiring layer.
  • a wiring 79 is also formed.
  • the wiring 78 corresponds to the read bit line RBL.
  • the wiring 78 is connected to the local wiring 60 via contacts 89 .
  • the wiring 79 is connected to the gate wiring 35 via the contact 90 .
  • Wirings 92 and 93 extending in the X direction are formed in the M2 wiring layer.
  • the wiring 92 corresponds to the read word line RWL
  • the wiring 93 corresponds to the write word line WWL.
  • the wiring 92 is connected to the wiring 79 via the contact 103 .
  • the wiring 93 is connected to the wiring 76 via the contact 101 .
  • the wiring 93 is connected to the wiring 77 via the contact 102 .
  • the embedded wiring 14 and the wiring 74 correspond to the write bit line WBLB
  • the embedded wiring 15 and the wiring 75 correspond to the write bit line WBL.
  • Drive transistor PD1 has pad 44 connected to local wiring 55 (first node NA), pad 43 connected to embedded power supply wiring 13 and wiring 73 supplying power supply voltage VSS, and gate wiring 32 connected to shared contact 61 (second node NB). ) are connected respectively.
  • Drive transistor PD2 has pad 41 connected to local wiring 54 (second node NB), pad 42 connected to embedded power supply wiring 12 and wiring 72 supplying power supply voltage VSS, and gate wiring 33 connected to shared contact 62 (first node NA). ) are connected respectively.
  • Access transistor PG1 has pad 45 connected to buried wiring 15 and wiring 75 (write bit line WBL), pad 44 connected to local wiring 55 (first node NA), and gate wiring 34 connected to wiring 93 (write word line WWL). connected to each other.
  • the buried wiring 15 and the wiring 75 corresponding to the write bit line WBL are formed in the buried wiring layer and the M1 wiring layer, respectively, and the buried wiring 14 and the wiring 74 corresponding to the write bit line WBLB are the buried wirings. layer and the M1 wiring layer, respectively.
  • the resistance values of the write bit lines WBL and WBLB can be reduced, so that the speed of the semiconductor memory device can be increased and the write characteristics can be improved.
  • the layout structure of the SRAM cell in which the bit lines are provided in the buried wiring layer it is possible to increase the speed and improve the write characteristics of the semiconductor memory device while suppressing an increase in the area of the semiconductor memory device.
  • the wiring of the embedded wiring layer can be provided only in regions where no transistors are arranged, but the wiring of the M1 wiring layer does not have such restrictions on placement. Therefore, by providing the write bit lines WBL and WBLB in the buried wiring layer and the M1 wiring layer, respectively, the degree of freedom in designing the wiring positions and wiring widths of the wirings 74 and 75 is increased, and the performance of the SRAM cell is optimized. can be
  • the embedded power supply wiring 11 and the wiring 71 for supplying the power supply voltage VDD are formed in the embedded wiring layer and the M1 wiring layer, respectively.
  • Embedded power supply wiring 12 (13) and wiring 72 (73) for supplying power supply voltage VSS are formed in the embedded wiring layer and M1 wiring layer, respectively.
  • the embedded power supply wiring 11 may be omitted. Also, the embedded power supply wirings 12 and 13 may be omitted.
  • the X-direction width of the nanosheets 21, 23, 24, 26, 27, and 28 is twice the X-direction width of the nanosheets 22 and 25, but is not limited to this.
  • the width of each of the nanosheets 21 to 28 in the X direction (that is, the gate width of each transistor) may be determined in consideration of the operational stability of the 2-port SRAM circuit.
  • FIG. 10 is a plan view showing another example of the layout structure of the 2-port SRAM cell according to the second embodiment. Specifically, FIG. 10(a) shows the upper portion of the cell, and FIG. 10(b) shows the lower portion of the cell. In FIG. 10, a buried wiring 16 is formed in the buried wiring layer as compared with FIG.
  • the embedded wiring 16 is formed between the nanosheet 23 (26) and the nanosheet 27 (28) in plan view. Embedded wiring 16 is connected to local wiring 60 via contact 117 . The embedded wiring 16 corresponds to the read bit line RBL.
  • the embedded wiring 16 and the wiring 78 corresponding to the read bit line RBL are formed in the embedded wiring layer and the M1 wiring layer, respectively.
  • the resistance value of the read bit line RBL can be reduced, so that the read characteristics of the semiconductor memory device can be improved.
  • the resistance value of the read bit line RBL can be reduced by widening the wiring width of each of the read bit lines RBL.
  • the area of the semiconductor memory device increases.
  • the resistance value of the read bit line RBL can be reduced while suppressing an increase in the area of the semiconductor memory device. can be reduced.
  • FIG. 11 is a plan view showing another example of the layout structure of the 2-port SRAM cell according to the second embodiment. Specifically, FIG. 11(a) shows the upper portion of the cell, and FIG. 11(b) shows the lower portion of the cell.
  • the embedded power supply wiring 11 and the wirings 72 and 73 are omitted. Also, the wiring widths of the wirings 71, 74, 75 and 78 are widened. Also, the wirings 71 , 74 , 75 , 78 are wider than the embedded wirings 14 , 15 .
  • the wiring widths of the wirings 74, 75 and 78 can be increased.
  • the resistance values of write bit lines WBL and WBLB and read bit line RBL can be reduced, so that the speed of the semiconductor memory device can be increased and the write characteristics can be improved.
  • the wiring width of the wiring 71 can be widened.
  • the resistance value of the power supply wiring that supplies the power supply voltage VDD can be reduced, so that the power supplied to the SRAM cells can be strengthened and the stability of the operation of the semiconductor memory device is improved.
  • the distance between the nanosheets 22 and 25 in the X direction is narrower than the distance between other adjacent nanosheets in the X direction (for example, the distance between the nanosheets 22 and 23 in the X direction). . Therefore, it is not easy to arrange the embedded power wiring 11 between the nanosheets 22 and 25 . Therefore, by omitting the embedded power supply wiring 11, it becomes easier to manufacture the semiconductor memory device.
  • FIG. 12 is a plan view showing an example of the layout structure of circuit blocks of the semiconductor memory device according to the third embodiment.
  • FIG. 12 shows the layout of each cell, the layout of the embedded wirings 14 and 15 in the embedded wiring layer, the layout of the contacts 111 and 116 connected to the embedded wirings 14 and 15, respectively, and the wiring in the M1 wiring layer.
  • the layout of 74 and 75 and the layout of contacts 85 and 86 connected to wirings 74 and 75, respectively, are schematically shown.
  • the semiconductor memory device includes sub-memory arrays A1 and A2 arranged side by side in the Y direction.
  • An area A3 is formed between the sub-memory arrays A1 and A2, and an area A4 is formed below the sub-memory array A2 in the drawing.
  • Each of the sub-memory arrays A1 and A2 includes a plurality of SRAM cells C1.
  • each of the sub-memory arrays A1 and A2 has eight SRAM cells C1 arranged in the X direction and eight SRAM cells C1 in the Y direction. 1, 5, 6, 7, 8, 10 and 11 is arranged in SRAM cell C1.
  • the embedded wirings 14 and 15 and the wirings 74 and 75 of the SRAM cells C1 adjacent in the Y direction are connected to each other.
  • Wirings 74 and 75 are connected, respectively. That is, in the semiconductor memory device according to this embodiment, the embedded wirings 14 and 15 and the wirings 74 and 75 are each formed as wirings extending in the Y direction. Signals are written to each SRAM cell C1 via the embedded wirings 14 and 15 and the wirings 74 and 75.
  • the embedded wiring 14 and the wiring 74 are connected, and the embedded wiring 15 and the wiring 75 are connected.
  • the embedded wiring 14 and the wiring 74 are connected via wiring and contacts schematically indicated by 141, and the embedded wiring 15 and the wiring 75 are connected by 142. are connected via wires and contacts represented by
  • the embedded wiring 14 and the wiring 74 are connected, and the embedded wiring 15 and the wiring 75 are connected.
  • the embedded wiring 14 and the wiring 74 are connected, and the embedded wiring 15 and the wiring 75 are connected.
  • the resistance values of the bit lines BL and BLB can be reduced, so that the speed of the semiconductor memory device can be increased and the write characteristics can be improved.
  • FIG. 13 is a plan view showing another example of the layout structure of the circuit blocks of the semiconductor memory device according to the third embodiment.
  • SRAM cells C2 are arranged in sub-memory arrays A1 and A2 instead of SRAM cells C1.
  • FIG. 14 is a plan view showing another example of the layout structure of the 1-port SRAM cell according to the third embodiment. Specifically, FIG. 14(a) shows the upper part of the cell, and FIG. 14(b) shows the lower part of the cell.
  • the SRAM cell shown in FIG. 14 is arranged as the SRAM cell C2 in FIG.
  • the contacts 85 and 86 respectively connected to the wirings 74 and 75 are omitted as compared with FIG. 13 and 14, in each SRAM cell C2, lines 74 and 75 are not connected to access transistors PG2 and PG1, respectively.
  • the embedded wiring 14 and the wiring 74, and the embedded wiring 15 and the wiring 75 are not connected via the local wirings 51 and 58, respectively.
  • the embedded wiring 14 and the wiring 74 are connected, and the embedded wiring 15 and the wiring 75 are connected.
  • the resistance values of the bit lines BL and BLB can be reduced, so that the speed of the semiconductor memory device can be increased and the write characteristics can be improved.
  • the SRAM cell C2 is arranged in the sub-memory arrays A1 and A2, but the SRAM cell C1 may be arranged in a part of the sub-memory arrays A1 and A2 instead of the SRAM cell C2. .
  • FIG. 15 is a plan view showing another example of the layout structure of the 1-port SRAM cell according to the third embodiment. Specifically, FIG. 15(a) shows the upper part of the cell, and FIG. 15(b) shows the lower part of the cell.
  • the contacts 111 and 116 connected to the embedded wirings 14 and 15, respectively are omitted as compared with FIG.
  • the SRAM cell shown in FIG. 15 may be arranged as SRAM cell C2. In this case, in each SRAM cell C2, buried interconnections 14 and 15 are not connected to access transistors PG2 and PG1, respectively.
  • FIG. 16 is a plan view showing another example of the layout structure of the circuit blocks of the semiconductor memory device according to the third embodiment.
  • SRAM cell C2 is arranged in memory sub-array A2.
  • the embedded wirings 14 and 15 of the sub-memory cell array A2 are not connected to the embedded wirings 14 and 15 of the sub-memory array A1 in the region A3.
  • wirings 74 and 75 of sub-memory array A1 are connected to embedded wirings 14 and 15 in each SRAM cell C1 on the same column and in region A3, and each SRAM on the same column in sub-memory array A2. It is connected to the selector C3 without being connected to the cell C2.
  • embedded interconnections 14 and 15 of sub-memory array A2 are connected to SRAM cell C2 in the same column, and embedded interconnections 14 and 15 of sub-memory array A1 and interconnections 74 and 75 of sub-memory arrays A1 and A2. is connected to selector C3 without being connected to .
  • a selector C3 receives a selection address signal addr corresponding to the sub-memory arrays A1 and A2, and a pair of signals of either the embedded wirings 14, 15 or the wirings 74, 75 is selected.
  • the selected signal pair is connected to the bit line pair BL, BLB and connected to a read circuit or write circuit (not shown).
  • bit lines BLB and BL embedded wirings 14 and 15 and wirings 74 and 75
  • bit lines BLB and BL embedded wirings 14 and 15 and wirings 74 and 75
  • bit lines BLB and BL are arranged in region A4 via wirings 74 and 75 in sub-memory array A2.
  • the selector Since the SRAM cell C2 of FIG. 14 in which the wirings 74 and 75 are not connected to the access transistors PG2 and PG1 is arranged in the memory sub-array A2, the bit lines BLB and BL in the sub-memory array A1 are connected to the SRAM cell C2. Data in the SRAM cell C1 arranged in the sub-memory array A1 can be read out at high speed without generating a load capacitance.
  • bit lines BLB and BL embedded wirings 14 and 15 and wirings 74 and 75
  • the bit lines BLB and BL embedded wirings 14 and 15 and wirings 74 and 75
  • the bit lines BLB and BL embedded wirings 14 and 15 and wirings 74 and 75
  • the bit lines BLB and BL embedded wirings 14 and 15 and wirings 74 and 75
  • the bit lines BLB and BL embedded wirings 14 and 15 and wirings 74 and 75 in the sub-memory array A1 are connected to the area A4 via the embedded wirings 14 and 15 of the sub-memory array A2, respectively.
  • interconnections 74 and 75 of sub-memory array A2 are connected to SRAM cell C2 in the same column, and are connected to embedded interconnections 14 and 15 of sub-memory array A1 and interconnections 74 and 75 of sub-memory arrays A1 and A2. It is connected to the selector C3 without being connected.
  • the wiring having the lower resistance is connected to the bit lines BL and BLB of the SRAM cell C1 of the sub-memory array A1.
  • the effect of reducing the resistance of the bit lines BL and BLB can be enhanced.
  • the load capacitance of the bit lines BL and BLB that are charged and discharged during operation can be reduced, so that power consumption can be reduced.
  • each transistor includes three nanosheets, but some or all of the transistors may include one, two, or four or more nanosheets. good.
  • cross-sectional shape of the nanosheet is rectangular in each of the above-described embodiments and modifications, it is not limited to this. For example, it may be square, circular, oval, or the like.
  • the P-type substrate 2 may be a P-well.
  • the present disclosure in the layout structure of the SRAM cell in which the bit lines are provided in the embedded wiring layer, it is possible to increase the speed and improve the write characteristics of the semiconductor memory device while suppressing an increase in the area of the semiconductor memory device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

1ポートSRAMセルは、ロードトランジスタ(PU1)と、ロードトランジスタ(PU2)と、ドライブトランジスタ(PD1)と、ドライブトランジスタ(PD2)と、一方のノードが埋込配線(15)および配線(75)に接続されたアクセストランジスタ(PG1)と、一方のノードが埋込配線(14)および配線(74)に接続されたアクセストランジスタ(PG2)とを備える。埋込配線(14,15)は埋込配線層にY方向に延びるように形成されており、配線(74,75)は埋込配線層より上層の第1配線層にY方向に延びるように形成されている。

Description

半導体記憶装置
 本開示は、半導体記憶装置に関し、特に1ポートおよび2ポートSRAM(Static Random Access Memory)セル(以下、適宜、単にセルともいう)のレイアウト構造に関する。
 SRAMは半導体集積回路において広く用いられている。
 半導体集積回路の高集積化のために、従来のようなトランジスタの上層に形成された金属配線層に設けられた配線ではなく、埋込配線(BI:Buried Interconnect)層に設けられた配線を用いることが提案されている。
 非特許文献1には、ビット線対が埋込配線層に設けられた1ポートSRAMセルのレイアウト構造が開示されている。
R. Mathur et al., "Buried Bitline for sub-5nm SRAM Design", 2020 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), December 2020, IEDM20-409~412
 しかしながら、現在、埋込配線層に用いられる配線に使用される金属材料はタングステンなどが想定されており、一般的な半導体集積回路の配線に用いられている銅よりも抵抗が大きい。このため、ビット線に埋込配線層の配線を使用するとSRAMセルの読出しおよび書き込みの動作速度が低下するとともに、SRAMセルに対する書込み特性が悪化することにより、動作下限電圧が高くなる。SRAMセルの動作下限電圧を改善するために、埋込配線層のビット線の配線幅を大きくすると、SRAMセルの面積が大きくなる。また、ビット線の配線の深さ方向の長さを大きくすることによってその抵抗値を小さくしようとしても、製造上の制約によりそれには限界があり、また、寄生容量が大きくなることによって動作速度が低下する。
 本開示は、ビット線が埋込配線層に設けられたSRAMセルのレイアウト構造において、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることを目的とする。
 本開示の第1態様では、1ポートSRAMセルを含む半導体記憶装置であって、前記1ポートSRAMセルは、一方のノードが第1電圧を供給する第1電源に、他方のノードが第1ノードに、ゲートが第2ノードにそれぞれ接続された第1トランジスタと、一方のノードが前記第1電源に、他方のノードが前記第2ノードに、ゲートが前記第1ノードにそれぞれ接続された第2トランジスタと、一方のノードが前記第1ノードに、他方のノードが前記第1電圧と異なる第2電圧を供給する第2電源に、ゲートが前記第2ノードにそれぞれ接続された第3トランジスタと、一方のノードが前記第2ノードに、他方のノードが前記第2電源に、ゲートが前記第1ノードにそれぞれ接続された第4トランジスタと、一方のノードが第1ビット線に、他方のノードが前記第1ノードに、ゲートがワード線にそれぞれ接続された第5トランジスタと、一方のノードが前記第1ビット線と相補ビット線対を構成する第2ビット線に、他方のノードが前記第2ノードに、ゲートが前記ワード線にそれぞれ接続された第6トランジスタとを備え、前記第1ビット線は、埋込配線層に形成されており、第1方向に延びる第1埋込配線と、前記第1~第6トランジスタよりも上層の第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第1配線とを含み、前記第2ビット線は、前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2埋込配線と、前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2配線とを含む。
 本開示によると、第1ビット線は、埋込配線層に形成された第1埋込配線と、第1配線層に形成された第1配線とを含み、第2ビット線は、埋込配線層に形成された第2埋込配線と、第1配線層に形成された第2配線とを含む。すなわち、第1および第2ビット線のそれぞれが、埋込配線層およびM1配線層に形成される。これにより、第1および第2ビット線の抵抗値を低減することができるため、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。また、埋込配線層およびM1配線層のそれぞれに第1および第2ビット線が形成されているため、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、各ビット線の抵抗値を低減することができる。したがって、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 本開示の第2態様では、2ポートSRAMセルを含む半導体記憶装置であって、前記2ポートSRAMセルは、一方のノードが第1電圧を供給する第1電源に、他方のノードが第1ノードに、ゲートが第2ノードにそれぞれ接続された第1トランジスタと、一方のノードが前記第1電源に、他方のノードが前記第2ノードに、ゲートが前記第1ノードにそれぞれ接続された第2トランジスタと、一方のノードが前記第1ノードに、他方のノードが前記第1電圧と異なる第2電圧を供給する第2電源に、ゲートが前記第2ノードにそれぞれ接続された第3トランジスタと、一方のノードが前記第2ノードに、他方のノードが前記第2電源に、ゲートが前記第1ノードにそれぞれ接続された第4トランジスタと、一方のノードが第1ライトビット線に、他方のノードが前記第1ノードに、ゲートがライトワード線にそれぞれ接続された第5トランジスタと、一方のノードが前記第1ライトビット線と相補ビット線対を構成する第2ライトビット線に、他方のノードが前記第2ノードに、ゲートが前記ライトワード線にそれぞれ接続された第6トランジスタと、一方のノードが前記第2電源に、ゲートが前記第2ノードにそれぞれ接続された第7トランジスタと、一方のノードが前記第7トランジスタの他方のノードに、他方のノードが第1リードビット線に、ゲートがリードワード線にそれぞれ接続された第8トランジスタとを備え、前記第1ライトビット線は、埋込配線層に形成されており、第1方向に延びる第1埋込配線と、前記第1~第6トランジスタよりも上層の第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第1配線とを含み、前記第2ライトビット線は、前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2埋込配線と、前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2配線とを含む。
 本開示によると、第1ライトビット線は、埋込配線層に形成された第1埋込配線と、第1配線層に形成された第1配線とを含み、第2ライトビット線は、埋込配線層に形成された第2埋込配線と、第1配線層に形成された第2配線とを含む。すなわち、第1および第2ライトビット線のそれぞれが、埋込配線層およびM1配線層に形成される。これにより、第1および第2ライトビット線の抵抗値を低減することができるため、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。また、埋込配線層およびM1配線層のそれぞれに第1および第2ライトビット線が形成されているため、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、第1および第2ライトビット線の抵抗値を低減することができる。したがって、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 本開示の第3態様では、アレイ状に配置されたSRAMセルをそれぞれ含む第1および第2サブメモリアレイを含む半導体記憶装置であって、前記第1サブメモリアレイは、相補ビット線対を構成する第1ビット線および第2ビット線を備え、前記第2サブメモリアレイは、相補ビット線対を構成する第3ビット線および第4ビット線を備え、前記第1ビット線は、埋込配線層に形成されており、第1方向に延びる第1埋込配線と、前記埋込配線層よりも上層の第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第1配線とを含み、前記第2ビット線は、前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2埋込配線と、前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2配線とを含み、前記第3ビット線は、前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第3埋込配線、および、前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第3配線の少なくともいずれか一方を含み、前記第4ビット線は、前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第4埋込配線、および、前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第4配線の少なくともいずれか一方を含む。
 本開示によると、第1サブメモリアレイにおける、第1ビット線は、埋込配線層に形成された第1埋込配線と、第1配線層に形成された第1配線とを含み、第2ビット線は、埋込配線層に形成された第2埋込配線と、第1配線層に形成された第2配線とを含む。すなわち、第1サブメモリアレイにおいて、第1および第2ビット線のそれぞれが、埋込配線層およびM1配線層に形成される。これにより、第1および第2ビット線の抵抗値を低減することができるため、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。また、第1サブメモリアレイにおいて、埋込配線層およびM1配線層のそれぞれに第1および第2ビット線が形成されているため、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、各ビット線の抵抗値を低減することができる。したがって、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 本開示によると、ビット線が埋込配線層に設けられたSRAMセルのレイアウト構造において、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
第1実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の例を示す平面図。 第1実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の例を示す断面図。 第1実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の例を示す断面図。 第1実施形態に係る1ポートSRAMセルの構成を示す回路図。 第1実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図。 第1実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す断面図。 第1実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図。 第2実施形態に係る2ポートSRAMセルのレイアウト構造の例を示す平面図。 第2実施形態に係る2ポートSRAMセルの構成を示す回路図。 第2実施形態に係る2ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図。 第2実施形態に係る2ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図。 第3実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロックのレイアウト構造の例を示す平面図。 第3実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロックのレイアウト構造の他の例を示す平面図。 第3実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図。 第3実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図。 第3実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロックのレイアウト構造の他の例を示す平面図。
 以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。以下の実施の形態では、半導体記憶装置は複数のSRAMセル(本明細書では、適宜、単にセルという)を備えており、この複数のSRAMセルのうち少なくとも一部は、ナノシートFETを備えるものとする。ナノシートFETとは、電流が流れる薄いシート(ナノシート)を用いたFETである。ナノシートは例えばシリコンによって形成されている。
 また、本開示では、ナノシートの両端に形成されており、ナノシートFETのソースまたはドレインとなる端子を構成する半導体層部のことを「パッド」という。
 また、本開示では、SRAMセルは、基板またはSTI(Shallow Trench Isolation)に埋め込まれた配線が形成された埋込配線層に、埋込配線(BI:Buried Interconnect)を備える。以下の説明では、埋込配線層に設けられる配線を、埋込配線といい、特に、埋込配線層に設けられる電源配線を埋込電源配線(BPR:Buried Power Rail)ということがある。
 なお、以下の説明では、図1等の平面図において、図面縦方向をY方向(第1方向に相当)、図面横方向をX方向、基板面に垂直な方向をZ方向としている。また、「VDD」は電源電圧、高電圧側電源自体または高電圧側電源線を示し、「VSS」は電源電圧、低電圧側電源自体または低電圧側電源線を示す。
 また、以下の実施形態における平面図および断面図においては、各絶縁膜等の記載は省略することがある。また、以降の実施形態における平面図および断面図については、ナノシートおよびその両側のパッドを、簡易化した直線状の形状で記載することがある。また、本開示において、「同一サイズ」等のように、サイズ等が同じであることを意味する表現は、製造上のばらつき範囲を含んでいるものとする。
 また、本開示では、トランジスタのソースおよびドレインのことを、適宜、トランジスタの「ノード」と称する。すなわち、トランジスタの一方のノードとは、トランジスタのソースまたはドレインのことを指し、トランジスタの両方のノードとは、トランジスタのソースおよびドレインのことを指す。
 また、以下の実施形態およびその変形例において、同様の部材等については、同じ符号を付して説明を省略することがある。
 (第1実施形態)
 図1~図3は第1実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の例を示す図であり、図1(a),(b)は平面図、図2(a)~(c)および図3(a),(b)は平面視横方向における断面図である。具体的には、図1(a)は、M1,M2配線層である、セル上部を示し、図1(b)はM1,M2配線層よりも下層であり、ナノシートFETを含む部分である、セル下部を示す。図2(a)は線X1-X1’の断面、図2(b)は線X2-X2’の断面、図2(c)は線X3-X3’の断面、図3(a)は線X4-X4’の断面、図3(b)は線X5-X5’の断面である。
 図4は第1実施形態に係る1ポートSRAMセルの構成を示す回路図である。図4に示すように、1ポートSRAMセルには、ロードトランジスタPU1,PU2、ドライブトランジスタPD1,PD2、および、アクセストランジスタPG1,PG2により1ポートSRAM回路が構成されている。ロードトランジスタPU1,PU2は、P型FETであり、ドライブトランジスタPD1,PD2およびアクセストランジスタPG1,PG2は、N型FETである。
 ロードトランジスタPU1は、電源VDDと第1ノードNAとの間に設けられており、ドライブトランジスタPD1は、第1ノードNAと電源VSSとの間に設けられている。ロードトランジスタPU1およびドライブトランジスタPD1は、ゲートが第2ノードNBに接続されており、インバータINV1を構成している。ロードトランジスタPU2は、電源VDDと第2ノードNBとの間に設けられており、ドライブトランジスタPD2は、第2ノードNBと電源VSSとの間に設けられている。ロードトランジスタPU2およびドライブトランジスタPD2は、ゲートが第1ノードNAに接続されており、インバータINV2を構成している。すなわち、一方のインバータの出力は他方のインバータの入力に接続されており、これにより、ラッチが構成されている。
 アクセストランジスタPG1は、ビット線BLと第1ノードNAとの間に設けられており、ゲートがワード線WLに接続されている。アクセストランジスタPG2は、ビット線BLBと第2ノードNBとの間に設けられており、ゲートがワード線WLに接続されている。なお、ビット線BL,BLBは、相補ビット線対を構成する。
 1ポートSRAM回路では、相補ビット線対を構成するビット線BL,BLBを、ハイレベルおよびローレベルにそれぞれ駆動し、ワード線WLをハイレベルに駆動すると、第1ノードNAにハイレベルが書き込まれ、第2ノードNBにローレベルが書き込まれる。一方、ビット線BL,BLBを、ローレベルおよびハイレベルにそれぞれ駆動し、ワード線WLをハイレベルに駆動すると、第1ノードNAにローレベルが書き込まれ、第2ノードNBにハイレベルが書き込まれる。そして、第1および第2ノードNA,NBにデータがそれぞれ書き込まれている状態で、ワード線WLをローレベルに駆動すると、ラッチ状態が確定し、第1および第2ノードNA,NBに書き込まれているデータが保持される。
 また、ビット線BL,BLBを予めハイレベルにプリチャージしておき、ワード線WLをハイレベルに駆動すると、第1および第2ノードNA,NBに書き込まれたデータに応じてビット線BL,BLBの状態がそれぞれ確定するため、SRAMセルからのデータの読み出しを行うことができる。具体的に、第1ノードNAがハイレベルであり、第2ノードNBがローレベルであれば、ビット線BLはハイレベルを保持し、ビット線BLBはローレベルにディスチャージされる。一方、第1ノードNAがローレベルであり、第2ノードNBがハイレベルであれば、ビット線BLはローレベルにディスチャージされ、ビット線BLBはハイレベルを保持する。
 以上に説明したように、1ポートSRAMセルは、ビット線BL,BLBおよびワード線WLを制御することによって、SRAMセルへのデータ書き込み、データ保持およびSRAMセルからのデータ読み出し機能を有する。
 なお、以下の説明では、図1等の平面図において縦横に走る実線、および、図2等の断面図において縦に走る実線は、設計時に部品配置を行うために用いるグリッドを示す。グリッドは、X方向において等間隔に配置されており、またY方向において等間隔に配置されている。なお、グリッド間隔は、X方向とY方向とにおいて同じであってもよいし異なっていてもよい。また、グリッド間隔は、層ごとに異なっていてもかまわない。さらに、各部品は必ずしもグリッド上に配置される必要はない。ただし、製造ばらつきを抑制する観点から、部品はグリッド上に配置される方が好ましい。
 また、図1等の平面図においてセルを取り囲むように表示された点線は、1ポートSRAMセルのセル枠(1ポートSRAMセルの外縁)を示す。1ポートSRAMセルは、セル枠が、X方向またはY方向に隣接するセルのセル枠と接するように配置される。
 また、図1等の平面図において、1ポートSRAMセルのX方向両側には、それぞれ、1ポートSRAMセルをX方向に反転したものが配置される。1ポートSRAMセルのY方向両側には、それぞれ、1ポートSRAMセルをY方向に反転したものが配置される。
 図1(b)に示すように、埋込配線層には、セルの図面上下両端にかけて、Y方向に延びる埋込電源配線11~13および埋込配線14,15が形成されている。埋込電源配線11はセルの図面中央付近に形成されており、埋込電源配線12,13はセルの図面左右両端にそれぞれ形成されている。埋込電源配線11は、電源電圧VDDを供給する。埋込電源配線12,13は、電源電圧VSSを供給する。
 埋込配線14は、埋込電源配線11,12の間に形成されている。具体的には、埋込配線14は、平面視において、後述するナノシート24(21)とナノシート25との間に形成されている。また、埋込配線15は、埋込電源配線11,13の間に形成されている。具体的には、埋込配線15は、平面視において、後述するナノシート22とナノシート23(26)との間に形成されている。埋込配線14,15は、ビット線BLB,BLにそれぞれ相当する。
 また、Nウェル1上に、ロードトランジスタPU1,PU2が形成されている。P型基板2上にアクセストランジスタPG2およびドライブトランジスタPD2が形成されている。P型基板3上にドライブトランジスタPD1およびアクセストランジスタPG1が形成されている。
 図1(b)に示すように、X方向およびY方向に広がるナノシート(nanosheet)21~26が形成されている。ナノシート21~23は、X方向において、ナノシート21~23の順に並んでいる。ナノシート24~26は、X方向において、ナノシート24~26の順に並んでいる。また、ナノシート21,24は、Y方向に並んで形成されている。ナノシート23,26は、Y方向に並んで形成されている。また、ナノシート21,23,24,26のX方向の幅は、ナノシート22,25のX方向の幅の2倍となっている。
 ナノシート21~26が、アクセストランジスタPG2、ロードトランジスタPU1、ドライブトランジスタPD1、ドライブトランジスタPD2、ロードトランジスタPU2およびアクセストランジスタPG1のチャネル部をそれぞれ構成する。
 図2(b)および図3(a)に示すように、ナノシート21~26は、それぞれ、3枚のシート状の半導体(ナノシート)からなる。ナノシート21~26は、それぞれを構成するナノシートが、平面視で重なるように配置されており、Z方向に離間して形成されている。すなわち、本実施形態に係る1ポートSRAMセルに構成されるナノシートFETは、それぞれ、3枚のナノシートを含む。
 図1(b)に示すように、ゲート配線(Gate)31~34は、X方向およびZ方向に延びている。ゲート配線31,32はX方向に並んでおり、ゲート配線33,34はX方向に並んでいる。
 また、ゲート配線31は、ナノシート21と平面視で重なっている。ゲート配線32は、ナノシート22,23と平面視で重なっている。ゲート配線33は、ナノシート24,25と平面視で重なっている。ゲート配線34は、ナノシート26と平面視で重なっている。
 ゲート配線31は、アクセストランジスタPG2のゲートとなる。ゲート配線32は、ロードトランジスタPU1およびドライブトランジスタPD1のゲートとなる。ゲート配線33は、ドライブトランジスタPD2およびロードトランジスタPU2のゲートとなる。ゲート配線34は、アクセストランジスタPG1のゲートとなる。
 ナノシート21の図面上端、ナノシート21,24の間、ナノシート24の図面下端、ナノシート23の図面上端、ナノシート23,26の間、およびナノシート26の図面下端に、N型半導体がドーピングされたパッド40~45がそれぞれ形成されている。パッド40,41がアクセストランジスタPG2のノードを構成する。パッド41,42がドライブトランジスタPD2のノードを構成する。パッド43,44がドライブトランジスタPD1のノードを構成する。パッド44,45がアクセストランジスタPG1のノードを構成する。
 ナノシート22の図面上端、ナノシート22の図面下端、ナノシート25の図面上端、およびナノシート25の図面下端に、P型半導体がドーピングされたパッド46~49がそれぞれ形成されている。パッド46,47がロードトランジスタPU1のノードを構成する。パッド48,49がロードトランジスタPU2のノードを構成する。
 ローカル配線層には、X方向に延びるローカル配線(LI:Local Interconnect)51~58が形成されている。ローカル配線51はパッド40と接続されている。ローカル配線52はパッド46と接続されている。ローカル配線53はパッド43と接続されている。ローカル配線54はパッド41,48と接続されている。ローカル配線55はパッド47,44と接続されている。ローカル配線56はパッド42と接続されている。ローカル配線57はパッド49と接続されている。ローカル配線58はパッド45と接続されている。
 また、ローカル配線51は、コンタクト(Via)111を介して、埋込配線14と接続されている。ローカル配線52は、コンタクト112を介して、埋込電源配線11と接続されている。ローカル配線53は、コンタクト113を介して、埋込電源配線13と接続されている。ローカル配線56は、コンタクト114を介して、埋込電源配線12と接続されている。ローカル配線57は、コンタクト115を介して、埋込電源配線11と接続されている。ローカル配線58は、コンタクト116を介して、埋込配線15と接続されている。
 ローカル配線54は、シェアードコンタクト(Shared-contact)61を介して、ゲート配線32と接続されている。ローカル配線55は、シェアードコンタクト62を介して、ゲート配線33と接続されている。なお、ゲート配線33、ローカル配線55およびシェアードコンタクト62が第1ノードNAに相当する。ゲート配線32、ローカル配線54およびシェアードコンタクト61が第2ノードNBに相当する。
 図1(a)に示すように、M1配線層に、セルの図面上下両端にかけてY方向に延びる配線71~75が形成されている。また、配線76,77が形成されている。配線71は、電源電圧VDDを供給する。配線72,73は、電源電圧VSSを供給する。配線74,75は、ビット線BLB,BLにそれぞれ相当する。すなわち、本実施形態では、埋込配線14および配線74がビット線BLBに相当し、埋込配線15および配線75がビット線BLに相当する。
 配線71は、コンタクト(Via)81を介してローカル配線52と接続されており、コンタクト82を介してローカル配線57と接続されている。配線72は、コンタクト83を介して、ローカル配線56と接続されている。配線73は、コンタクト84を介して、ローカル配線53と接続されている。配線74は、コンタクト85を介して、ローカル配線51と接続されている。配線75は、コンタクト86を介して、ローカル配線58と接続されている。配線76は、コンタクト(Gate-contact)87を介して、ゲート配線31と接続されている。配線77は、コンタクト88を介して、ゲート配線34と接続されている。
 M1配線層の上層であるM2配線層に、セルの図面左右両端にかけてX方向に延びる配線91が形成されている。配線91が、ワード線WLに相当する。配線91は、コンタクト101を介して配線76と接続されており、コンタクト102を介して配線77と接続されている。
 以上の構成により、ロードトランジスタPU1は、パッド46が電源電圧VDDを供給する埋込電源配線11および配線71に、パッド47がローカル配線55(第1ノードNA)に、ゲート配線32がシェアードコンタクト61(第2ノードNB)にそれぞれ接続されている。ロードトランジスタPU2は、パッド49が電源電圧VDDを供給する埋込電源配線11および配線71に、パッド48がローカル配線54(第2ノードNB)に、ゲート配線33がシェアードコンタクト62(第1ノードNA)にそれぞれ接続されている。ドライブトランジスタPD1は、パッド44がローカル配線55(第1ノードNA)に、パッド43が電源電圧VSSを供給する埋込電源配線13および配線73に、ゲート配線32がシェアードコンタクト61(第2ノードNB)にそれぞれ接続されている。ドライブトランジスタPD2は、パッド41がローカル配線54(第2ノードNB)に、パッド42が電源電圧VSSを供給する埋込電源配線12および配線72に、ゲート配線33がシェアードコンタクト62(第1ノードNA)にそれぞれ接続されている。アクセストランジスタPG1は、パッド45が埋込配線15および配線75(ビット線BL)に、パッド44がローカル配線55(第1ノードNA)に、ゲート配線34が配線91(ワード線WL)にそれぞれ接続されている。アクセストランジスタPG2は、パッド40が埋込配線14および配線74(ビット線BLB)に、パッド41がローカル配線54(第2ノードNB)に、ゲート配線31が配線91(ワード線WL)にそれぞれ接続されている。埋込配線14,15は埋込配線層にY方向に延びるように形成されており、配線74,75は埋込配線層より上層のM1配線層にY方向に延びるように形成されている。
 すなわち、ビット線BLに相当する埋込配線15および配線75が埋込配線層およびM1配線層にそれぞれ形成されており、ビット線BLBに相当する埋込配線14および配線74が埋込配線層およびM1配線層にそれぞれ形成される。これにより、ビット線BL,BLBの抵抗値を低減することができるため、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 また、ビット線BL,BLBのそれぞれを埋込配線層およびM1配線層のいずれか一方のみで形成した場合、ビット線BL,BLBのそれぞれの配線幅を広くすることによってビット線BL,BLBの抵抗値を低減することができるが、半導体記憶装置の面積増加が発生する。これに対して、本実施形態では、埋込配線層およびM1配線層のそれぞれにビット線BL,BLBが形成されているため、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、ビット線BL,BLBの抵抗値を低減することができる。
 したがって、ビット線が埋込配線層に設けられたSRAMセルのレイアウト構造において、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 また、埋込配線層の配線は、トランジスタが配置されていない領域のみにしか設けることができないが、M1配線層の配線には、そのような配置の制約がない。このため、ビット線BL,BLBのそれぞれを埋込配線層およびM1配線層に設けることにより、配線74,75の配線位置や配線幅についての設計自由度が高くなり、SRAMセルの性能と消費電力を最適化することができる。
 また、電源電圧VDDを供給する埋込電源配線11および配線71が、埋込配線層およびM1配線層にそれぞれ形成されている。また、電源電圧VSSを供給する埋込電源配線12(13)および配線72(73)が、埋込配線層およびM1配線層にそれぞれ形成されている。これにより、SRAMセルに供給される電源を強化することができるため、半導体記憶装置の動作の安定性が向上する。
 また、上述したように、埋込配線層の配線は、トランジスタが配置されていない領域のみにしか設けることができないが、M1配線層の配線には、そのような配置の制約がない。このため、電源電圧を供給する配線を埋込配線層およびM1配線層のそれぞれに設けることにより、配線71~73の配線位置や配線幅についての設計自由度が高くなり、SRAMセルの性能を最適化することができる。
 なお、ナノシート21,23,24,26のX方向の幅はナノシート22,25のX方向の幅の2倍であるが、これに限られない。ナノシート21~26のそれぞれのX方向の幅(すなわち、各トランジスタのゲート幅)は、1ポートSRAM回路の動作安定性等を考慮して決定すればよい。
 (変形例1)
 図5は第1実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図である。具体的に、図5(a)はセル上部を示し、図5(b)はセル下部を示す。図5では、図1と比較すると、埋込電源配線11が省略されている。
 図5(b)に示すように、ナノシート22,25のX方向における間隔は、他の隣接するナノシート同士のX方向における間隔(例えば、ナノシート22,23のX方向における間隔)よりも狭い。このため、埋込電源配線11をナノシート22,25の間に配置することは容易ではない。したがって、埋込電源配線11を省略することにより、半導体記憶装置を製造しやすくなる。
 その他、図1と同様の効果を得ることができる。
 (変形例2)
 図6は第1実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図である。具体的に、図6(a)はセル上部を示し、図6(b)はセル下部を示す。図6では、図5と比較すると、埋込電源配線12,13が省略されている。
 変形例2によれば、図5と同様の効果を得ることができる。
 (変形例3)
 図7は第1実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図である。具体的に、図7(a)はセル上部を示し、図7(b)はセル下部を示す。図7では、図5と比較すると、配線72,73が省略されており、配線71,74,75の配線幅が広くなっている。また、配線71,74,75は、埋込配線14,15よりも配線幅が広い。
 図7(a)に示すように、配線72,73を省略することにより、配線74,75の配線幅を広くすることができる。これにより、ビット線BL,BLBの抵抗値を低減することができるため、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 また、配線72,73を省略することにより、配線71の配線幅を広くすることができる。これにより、電源電圧VDDを供給する電源配線の抵抗値を低減することができるため、SRAMセルに供給される電源を強化することができ、半導体記憶装置の動作の安定性が向上する。
 また、配線72,73を省略することにより、配線71~73の配線位置や配線幅についての設計自由度が高くなり、SRAMセルの性能を最適化することができる。
 その他、図5と同様の効果を得ることができる。
 (第2実施形態)
 図8は、第2実施形態に係る2ポートSRAMセルのレイアウト構造の例を示す平面図である。具体的に、図8(a)はセル下部を示し、図8(b)はセル上部を示す。
 図9は図8の2ポートSRAMセルの構成を示す回路図である。図9に示すように、2ポートSRAMセルには、ロードトランジスタPU1,PU2と、ドライブトランジスタPD1,PD2と、アクセストランジスタPG1,PG2と、リードドライブトランジスタRPDと、リードアクセストランジスタRPGとにより構成される2ポートのメモリセル回路が構成されている。ロードトランジスタPU1,PU2は、P型FETであり、ドライブトランジスタPD1,PD2、アクセストランジスタPG1,PG2、リードドライブトランジスタRPDおよびリードアクセストランジスタRPGは、N型FETである。
 ロードトランジスタPU1は、電源電圧VDDと第1ノードNAとの間に設けられており、ドライブトランジスタPD1は、第1ノードNAと電源VSSとの間に設けられている。ロードトランジスタPU1およびドライブトランジスタPD1は、ゲートが第2ノードNBに接続されており、インバータINV1を構成している。ロードトランジスタPU2は、電源電圧VDDと第2ノードNBとの間に設けられており、ドライブトランジスタPD2は、第2ノードNBと電源VSSとの間に設けられている。ロードトランジスタPU2およびドライブトランジスタPD2は、ゲートが第1ノードNAに接続されており、インバータINV2を構成している。すなわち、一方のインバータの出力は他方のインバータの入力に接続されており、これにより、ラッチが構成されている。
 アクセストランジスタPG1は、ライトビット線WBLと第1ノードNAとの間に設けられており、ゲートがライトワード線WWLに接続されている。アクセストランジスタPG2は、ライトビット線WBLBと第2ノードNBとの間に設けられており、ゲートがライトワード線WWLに接続されている。なお、ライトビット線WBL,WBLBは、相補ライトビット線対を構成する。
 リードドライブトランジスタRPDは、ソースが電源VSSに、ゲートが第2ノードNBに、ドレインがリードアクセストランジスタRPGのソースにそれぞれ接続されている
。リードアクセストランジスタRPGは、ゲートがリードワード線RWLに、ドレインがリードビット線RBLにそれぞれ接続されている。
 図9のメモリセル回路では、相補ライトビット線対を構成するライトビット線WBL,WBLBを、ハイレベルおよびローレベルにそれぞれ駆動し、ライトワード線WWLをハイレベルに駆動すると、第1ノードNAにハイレベルが書き込まれ、第2ノードNBにローレベルが書き込まれる。一方、ライトビット線WBL,WBLBを、ローレベルおよびハイレベルにそれぞれ駆動し、ライトワード線WWLをハイレベルに駆動すると、第1ノードNAにローレベルが書き込まれ、第2ノードNBにハイレベルが書き込まれる。そして、第1および第2ノードNA,NBにデータがそれぞれ書き込まれている状態で、ライトワード線WWLをローレベルに駆動すると、ラッチ状態が確定し、第1および第2ノードNA,NBに書き込まれているデータが保持される。
 また、予めリードビット線RBLをハイレベルにプリチャージしておき、リードワード線RWLをハイレベルに駆動すると、第2ノードNBに書き込まれたデータに応じてリードビット線RBLの状態が確定するため、メモリセルからのデータの読み出しを行うことができる。具体的に、第2ノードNBがハイレベルであれば、リードビット線RBLはローレベルにディスチャージされる。一方、第2ノードNBがローレベルであれば、リードビット線RBLはハイレベルを保持する。
 以上に説明したように、2ポートSRAMセルは、ライトビット線WBL,WBLB,リードビット線RBL、ライトワード線WWLおよびリードワード線RWLを制御することによって、2ポートSRAMセルへのデータ書き込み、データ保持および2ポートSRAMセルからのデータ読み出し機能を有する。
 図8の2ポートSRAMセルは、図1と比較すると、図面右側に、リードドライブトランジスタRPDおよびリードアクセストランジスタRPGが形成されている。
 具体的に、図8に示すように、ナノシート23,26の図面右側に、ナノシート27,28がそれぞれ形成されている。ナノシート27,28がリードドライブトランジスタRPDおよびリードアクセストランジスタRPGのチャネル部をそれぞれ構成する。また、ナノシート27,28は、Y方向に並んで形成されている。また、ナノシート27,28のX方向の幅は、ナノシート22,25のX方向の幅の2倍となっている。
 ゲート配線34の図面右側に、X方向およびZ方向に延びるゲート配線35が形成されている。ゲート配線32がリードドライブトランジスタRPDのゲートとなり、ゲート配線35がリードアクセストランジスタRPGのゲートとなる。
 ナノシート27の図面上端、ナノシート27,28の間およびナノシート28の図面下端に、N型の不純物がドーピングされたパッド50a~50cがそれぞれ形成されている。パッド50a,50bがリードドライブトランジスタRPDのノードを構成する。パッド50b,50cがリードアクセストランジスタRPGのノードを構成する。
 ローカル配線層には、X方向に延びるローカル配線59,60が形成されている。ローカル配線53は、パッド50aと接続されている。ローカル配線59は、パッド50bと接続されている。ローカル配線60は、パッド50cと接続されている。
 M1配線層には、Y方向に延びる配線78が形成されている。また、配線79が形成されている。配線78は、リードビット線RBLに相当する。配線78は、コンタクト89を介して、ローカル配線60と接続されている。配線79は、コンタクト90を介して、ゲート配線35と接続されている。
 M2配線層には、X方向に延びる配線92,93が形成されている。配線92は、リードワード線RWLに相当し、配線93は、ライトワード線WWLに相当する。配線92は、コンタクト103を介して、配線79と接続されている。配線93は、コンタクト101を介して、配線76と接続されている。また、配線93は、コンタクト102を介して、配線77と接続されている。
 なお、図8では、埋込配線14および配線74がライトビット線WBLBに相当し、埋込配線15および配線75がライトビット線WBLに相当する。
 以上の構成により、ロードトランジスタPU1は、パッド46が電源電圧VDDを供給する埋込電源配線11および配線71に、パッド47がローカル配線55(第1ノードNA)に、ゲート配線32がシェアードコンタクト61(第2ノードNB)にそれぞれ接続されている。ロードトランジスタPU2は、パッド49が電源電圧VDDを供給する埋込電源配線11および配線71に、パッド48がローカル配線54(第2ノードNB)に、ゲート配線33がシェアードコンタクト62(第1ノードNA)にそれぞれ接続されている。ドライブトランジスタPD1は、パッド44がローカル配線55(第1ノードNA)に、パッド43が電源電圧VSSを供給する埋込電源配線13および配線73に、ゲート配線32がシェアードコンタクト61(第2ノードNB)にそれぞれ接続されている。ドライブトランジスタPD2は、パッド41がローカル配線54(第2ノードNB)に、パッド42が電源電圧VSSを供給する埋込電源配線12および配線72に、ゲート配線33がシェアードコンタクト62(第1ノードNA)にそれぞれ接続されている。アクセストランジスタPG1は、パッド45が埋込配線15および配線75(ライトビット線WBL)に、パッド44がローカル配線55(第1ノードNA)に、ゲート配線34が配線93(ライトワード線WWL)にそれぞれ接続されている。アクセストランジスタPG2は、パッド40が埋込配線14および配線74(ライトビット線WBLB)に、パッド41がローカル配線54(第2ノードNB)に、ゲート配線31が配線93(ライトワード線WWL)にそれぞれ接続されている。リードドライブトランジスタRPDは、パッド50aが埋込電源配線13および配線73に、ゲートがシェアードコンタクト61(第2ノードNB)にそれぞれ接続されている。リードアクセストランジスタRPGは、パッド50bをリードドライブトランジスタRPDと共有し、パッド50cが配線78(リードビット線RBL)に接続され、ゲートが配線92(リードワード線RWL)にそれぞれ接続されている。埋込配線14,15は埋込配線層にY方向に延びるように形成されており、配線74,75は埋込配線層より上層のM1配線層にY方向に延びるように形成されている。
 すなわち、ライトビット線WBLに相当する埋込配線15および配線75が埋込配線層およびM1配線層にそれぞれ形成されており、ライトビット線WBLBに相当する埋込配線14および配線74が埋込配線層およびM1配線層にそれぞれ形成される。これにより、ライトビット線WBL,WBLBの抵抗値を低減することができるため、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 また、ライトビット線WBL,WBLBのそれぞれを埋込配線層およびM1配線層のいずれか一方のみで形成した場合、ライトビット線WBL,WBLBのそれぞれの配線幅を広くすることによってライトビット線WBL,WBLBの抵抗値を低減することができるが、半導体記憶装置の面積増加が発生する。これに対して、本実施形態では、埋込配線層およびM1配線層のそれぞれにライトビット線WBL,WBLBが形成されているため、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、ライトビット線WBL,WBLBの抵抗値を低減することができる。
 したがって、ビット線が埋込配線層に設けられたSRAMセルのレイアウト構造において、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 また、埋込配線層の配線は、トランジスタが配置されていない領域のみにしか設けることができないが、M1配線層の配線には、そのような配置の制約がない。このため、ライトビット線WBL,WBLBのそれぞれを埋込配線層およびM1配線層に設けることにより、配線74,75の配線位置や配線幅についての設計自由度が高くなり、SRAMセルの性能を最適化することができる。
 また、電源電圧VDDを供給する埋込電源配線11および配線71が、埋込配線層およびM1配線層にそれぞれ形成されている。また、電源電圧VSSを供給する埋込電源配線12(13)および配線72(73)が、埋込配線層およびM1配線層にそれぞれ形成されている。これにより、SRAMセルに供給される電源を強化することができるため、半導体記憶装置の動作の安定性が向上する。
 なお、図8において、埋込電源配線11を省略してもよい。また、埋込電源配線12,13を省略してもよい。
 また、ナノシート21,23,24,26,27,28のX方向の幅はナノシート22,25のX方向の幅の2倍であるが、これに限られない。ナノシート21~28のそれぞれのX方向の幅(すなわち、各トランジスタのゲート幅)は、2ポートSRAM回路の動作安定性等を考慮して決定すればよい。
 (変形例1)
 図10は第2実施形態に係る2ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図である。具体的に、図10(a)はセル上部を示し、図10(b)はセル下部を示す。図10では、図8と比較すると、埋込配線層に、埋込配線16が形成されている。
 具体的には、埋込配線16は、平面視において、ナノシート23(26)とナノシート27(28)との間に形成されている。埋込配線16は、コンタクト117を介して、ローカル配線60と接続されている。埋込配線16は、リードビット線RBLに相当する。
 本変形例では、リードビット線RBLに相当する埋込配線16および配線78が埋込配線層およびM1配線層にそれぞれ形成されている。これにより、リードビット線RBLの抵抗値を低減することができるため、半導体記憶装置の読み出し特性の向上を図ることができる。
 また、リードビット線RBLを埋込配線層およびM1配線層のいずれか一方のみで形成した場合、リードビット線RBLのそれぞれの配線幅を広くすることによってリードビット線RBLの抵抗値を低減することができるが、半導体記憶装置の面積増加が発生する。これに対して、本実施形態では、埋込配線層およびM1配線層のそれぞれにリードビット線RBLが形成されているため、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、リードビット線RBLの抵抗値を低減することができる。
 したがって、ビット線が埋込配線層に設けられたSRAMセルのレイアウト構造において、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、半導体記憶装置の読み出し特性の向上を図ることができる。
 その他、図8と同様の効果を得ることができる。
 (変形例2)
 図11は第2実施形態に係る2ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図である。具体的に、図11(a)はセル上部を示し、図11(b)はセル下部を示す。図11では、図8と比較すると、埋込電源配線11および配線72,73が省略されている。また、配線71,74,75,78の配線幅が広くなっている。また、配線71,74,75,78は、埋込配線14,15よりも配線幅が広い。
 図11(a)に示すように、配線72,73を省略することにより、配線74,75,78の配線幅を広くすることができる。これにより、ライトビット線WBL,WBLBおよびリードビット線RBLの抵抗値を低減することができるため、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 また、配線72,73を省略することにより、配線71の配線幅を広くすることができる。これにより、電源電圧VDDを供給する電源配線の抵抗値を低減することができるため、SRAMセルに供給される電源を強化することができ、半導体記憶装置の動作の安定性が向上する。
 また、配線72,73を省略することにより、配線71,74,75,78の配線位置や配線幅についての設計自由度が高くなり、SRAMセルの性能を最適化することができる。
 また、図11(b)に示すように、ナノシート22,25のX方向における間隔は、他の隣接するナノシート同士のX方向における間隔(例えば、ナノシート22,23のX方向における間隔)よりも狭い。このため、埋込電源配線11をナノシート22,25の間に配置することは容易ではない。したがって、埋込電源配線11を省略することにより、半導体記憶装置を製造しやすくなる。
 その他、図8と同様の効果を得ることができる。
 (第3実施形態)
 図12は第3実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロックのレイアウト構造の例を示す平面図である。図12は、各セルの配置と、埋込配線層における埋込配線14,15の配置と、埋込配線14,15のそれぞれに接続されるコンタクト111,116の配置と、M1配線層における配線74,75の配置と、配線74,75のそれぞれに接続されるコンタクト85,86の配置とを模式的に示したものである。
 図12に示すように、第3実施形態に係る半導体記憶装置は、Y方向に並んで配置されたサブメモリアレイA1,A2を備える。サブメモリアレイA1,A2の間には、領域A3が形成されており、サブメモリアレイA2の図面下部には、領域A4が形成されている。
 サブメモリアレイA1,A2は、それぞれ、複数のSRAMセルC1を含む。図12では、サブメモリアレイA1,A2は、それぞれ、X方向に8つ、Y方向に8つのSRAMセルC1がアレイ状に並んで配置されている。なお、SRAMセルC1には、図1、図5、図6、図7、図8、図10および図11のいずれかのSRAMセルが配置される。
 また、領域A3,A4には、ウェルタップやローカルアンプなどを含むセルが配置される。
 図12に示すように、サブメモリアレイA1,A2において、Y方向に隣接するSRAMセルC1は、埋込配線14,15および配線74,75同士が、互いに接続されている。また、領域A3において、サブメモリアレイA1の図面下端のSRAMセルC1における埋込配線14,15および配線74,75と、サブメモリアレイA2の図面上端のSRAMセルC1における埋込配線14,15および配線74,75とがそれぞれ接続されている。すなわち、本実施形態に係る半導体記憶装置では、埋込配線14,15および配線74,75が、それぞれ、Y方向に延びる配線として形成される。そして、埋込配線14,15および配線74,75を介して、各SRAMセルC1への信号の書き込みが行われる。
 また、サブメモリアレイA1,A2の外部の領域において、埋込配線14と配線74とが接続されており、埋込配線15と配線75とが接続されている。例えば、図12では、領域A3において、埋込配線14と配線74とは141で模式的に表される配線やコンタクトを介して接続されており、埋込配線15と配線75とは142で模式的に表される配線やコンタクトを介して接続されている。
 上述したように、SRAMセルC1は、セル内において、埋込配線14と配線74とが接続されており、埋込配線15と配線75とが接続されている。また、サブメモリアレイA1,A2の以外の領域(例えば、領域A3)において、埋込配線14と配線74とが接続されており、埋込配線15と配線75とが接続されている。これにより、ビット線BL,BLBの抵抗値を低減することができるため、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 (変形例1)
 図13は第3実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロックのレイアウト構造の他の例を示す平面図である。図13では、図12と比較すると、サブメモリアレイA1,A2にSRAMセルC1に代えてSRAMセルC2が配置されている。
 図14は第3実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図である。具体的に、図14(a)はセル上部を示し、図14(b)はセル下部を示す。図14に示すSRAMセルは、図13におけるSRAMセルC2として配置されるものである。図14では、図1と比較すると、配線74,75にそれぞれ接続されるコンタクト85,86が省略されている。すなわち、図13および図14では、各SRAMセルC2において、配線74,75がアクセストランジスタPG2,PG1とそれぞれ接続されていない。
 図13および図14では、SRAMセルC2は、セル内において、埋込配線14と配線74および埋込配線15と配線75とが、各々ローカル配線51,58を介して接続されていないが、サブメモリアレイA1,A2の外部の領域(例えば、領域A3)において、埋込配線14と配線74とが接続されており、埋込配線15と配線75とが接続されている。これにより、ビット線BL,BLBの抵抗値を低減することができるため、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 また、配線74,75をSRAMセルC2内のトランジスタに接続する必要がないため、配線74,75の設計自由度が向上する。
 なお、本変形例では、サブメモリアレイA1,A2にSRAMセルC2が配置されているが、サブメモリアレイA1,A2の一部にSRAMセルC2に代えてSRAMセルC1が配置されていてもよい。
 図15は第3実施形態に係る1ポートSRAMセルのレイアウト構造の他の例を示す平面図である。具体的に、図15(a)はセル上部を示し、図15(b)はセル下部を示す。図15では、図1と比較すると、埋込配線14,15にそれぞれ接続されるコンタクト111,116が省略されている。図13において、図14に示すSRAMセルに代えて、図15に示すSRAMセルを、SRAMセルC2として配置してもよい。この場合、各SRAMセルC2において、埋込配線14,15がアクセストランジスタPG2,PG1とそれぞれ接続されていない。
 図15によって、図14と同様の効果を得ることができる。
 (変形例2)
 図16は第3実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロックのレイアウト構造の他の例を示す平面図である。図16は、図12と比較すると、メモリサブアレイA2にSRAMセルC2が配置されている。また、図16は、図12、図13と比較すると、領域A3においてサブメモリセルアレイA2の埋め込み配線14,15が、サブメモリアレイA1の埋込配線14,15と接続されていない。
 さらに、領域A4には、サブメモリアレイA1,A2の各列に対応するように、セレクタC3が配置されている。領域A4に配置された各セレクタC3は、対応するSRAMセルC2の埋込配線14,15および配線74,75と接続されている。
 図16に示すように、サブメモリアレイA1の配線74,75は、同一列の各SRAMセルC1内および領域A3で埋込配線14,15に接続され、サブメモリアレイA2において同一列の各SRAMセルC2とは接続されることなく、セレクタC3に接続されている。一方、サブメモリアレイA2の埋込配線14,15は、同一列のSRAMセルC2と接続され、サブメモリアレイA1の埋込配線14,15、および、サブメモリアレイA1,A2の配線74,75と接続されることなく、セレクタC3に接続されている。
 セレクタC3は、サブメモリアレイA1,A2に対応する選択アドレス信号addrを受信し、埋込配線14,15と配線74,75とのいずれか一方の一対の信号が選択される。選択された信号対はビット線対BL,BLBに接続されて、図示しない読み出し回路または書き込み回路に接続される。
 本変形例では、サブメモリアレイA1におけるビット線BLB,BL(埋込配線14,15および配線74,75)が、サブメモリアレイA2の配線74,75をそれぞれ介して、領域A4に配置されたセレクタと接続される。メモリサブアレイA2に、アクセストランジスタPG2,PG1に配線74,75がそれぞれ接続されていない図14のSRAMセルC2が配置されているため、サブメモリアレイA1におけるビット線BLB,BLに、SRAMセルC2の負荷容量が生じず、サブメモリアレイA1に配置されたSRAMセルC1のデータを高速に読み出すことができる。
 なお、本変形例では、サブメモリアレイA1におけるビット線BLB,BL(埋込配線14,15および配線74,75)が、サブメモリアレイA2の埋込配線14,15をそれぞれ介して、領域A4に配置されたセレクタと接続されてもよい。その場合、サブメモリアレイA2の配線74,75が、同一列のSRAMセルC2と接続され、サブメモリアレイA1の埋込配線14,15、および、サブメモリアレイA1,A2の配線74,75と接続されることなく、セレクタC3に接続される。この場合、サブメモリアレイA2のSRAMセルC2に図15のSRAMセルが配置される。
 ここで、サブメモリアレイA2のSRAMセルC2の配線74,75、および、埋込配線14,15のうち、より低抵抗である配線を、サブメモリアレイA1のSRAMセルC1のビット線BL,BLBとして動作通過配線として選択することにより、ビット線BL,BLBの低抵抗化の効果を高めることができる。さらに、領域A4のセレクタによって、接続するビット線BL,BLBを切り替えることによって、動作時に充放電されるビット線BL,BLBの負荷容量を低減できるので、低電力化を図ることができる。
 なお、上述の各実施形態および変形例では、各トランジスタはそれぞれ3枚のナノシートを備えるものとしたが、トランジスタの一部または全部は、1枚,2枚または4枚以上のナノシートを備えてもよい。
 また、上述の各実施形態および変形例では、ナノシートの断面形状は長方形としているが、これに限られるものではない。例えば、正方形、円形、楕円形等であってもよい。
 また、上述の各実施形態および変形例では、シェアードコンタクト61,62はコンタクト(Gate-Contact)やローカル配線と同プロセス工程で製造されてもよいし、別プロセス工程にて製造されてもよい。
 また、上述の各実施形態および変形例において、P型基板2はPウェルであってもよい。
 本開示では、ビット線が埋込配線層に設けられたSRAMセルのレイアウト構造において、半導体記憶装置の面積増加を抑制しつつ、半導体記憶装置の高速化および書き込み特性の向上を図ることができる。
 11~13 埋込電源配線
 14~16 埋込配線
 21~28 ナノシート
 31~36 ゲート配線
 40~49,50a~50c パッド
 51~58 ローカル配線
 61,62 シェアードコンタクト
 71~79 配線
 PU1,PU2 ロードトランジスタ
 PD1,PD2 ドライブトランジスタ
 PG1,PG2 アクセストランジスタ
 BL,BLB ビット線
 WBL,WBLB ライトビット線
 RBL リードビット線
 WL ワード線
 WWL ライトワード線
 RWL リードワード線
 A1,A2 サブメモリアレイ
 A3,A4 領域

Claims (15)

  1.  1ポートSRAMセルを含む半導体記憶装置であって、
     前記1ポートSRAMセルは、
     一方のノードが第1電圧を供給する第1電源に、他方のノードが第1ノードに、ゲートが第2ノードにそれぞれ接続された第1トランジスタと、
     一方のノードが前記第1電源に、他方のノードが前記第2ノードに、ゲートが前記第1ノードにそれぞれ接続された第2トランジスタと、
     一方のノードが前記第1ノードに、他方のノードが前記第1電圧と異なる第2電圧を供給する第2電源に、ゲートが前記第2ノードにそれぞれ接続された第3トランジスタと、
     一方のノードが前記第2ノードに、他方のノードが前記第2電源に、ゲートが前記第1ノードにそれぞれ接続された第4トランジスタと、
     一方のノードが第1ビット線に、他方のノードが前記第1ノードに、ゲートがワード線にそれぞれ接続された第5トランジスタと、
     一方のノードが前記第1ビット線と相補ビット線対を構成する第2ビット線に、他方のノードが前記第2ノードに、ゲートが前記ワード線にそれぞれ接続された第6トランジスタと
     を備え、
     前記第1ビット線は、
      埋込配線層に形成されており、第1方向に延びる第1埋込配線と、
      前記第1~第6トランジスタよりも上層の第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第1配線とを含み、
     前記第2ビット線は、
      前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2埋込配線と、
      前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2配線とを含む
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  2.  請求項1記載の半導体記憶装置において、
     前記1ポートSRAMセルは、
     前記埋込配線層に形成されており、前記第2電源に接続されており、前記第1方向に延びる第1埋込電源配線と、
     前記第1配線層に形成されており、前記第2電源に接続されており、前記第1方向に延びる第3配線とをさらに備える
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  3.  請求項1記載の半導体記憶装置において、
     前記1ポートSRAMセルは、
     前記埋込配線層に形成されており、前記第1電源に接続されており、前記第1方向に延びる第2埋込電源配線と、
     前記第1配線層に形成されており、前記第1電源に接続されており、前記第1方向に延びる第4配線とをさらに備える
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  4.  請求項1記載の半導体記憶装置において、
     前記第1配線は、前記第1埋込配線よりも配線幅が広く、
     前記第2配線は、前記第2埋込配線よりも配線幅が広い
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  5.  2ポートSRAMセルを含む半導体記憶装置であって、
     前記2ポートSRAMセルは、
      一方のノードが第1電圧を供給する第1電源に、他方のノードが第1ノードに、ゲートが第2ノードにそれぞれ接続された第1トランジスタと、
      一方のノードが前記第1電源に、他方のノードが前記第2ノードに、ゲートが前記第1ノードにそれぞれ接続された第2トランジスタと、
      一方のノードが前記第1ノードに、他方のノードが前記第1電圧と異なる第2電圧を供給する第2電源に、ゲートが前記第2ノードにそれぞれ接続された第3トランジスタと、
      一方のノードが前記第2ノードに、他方のノードが前記第2電源に、ゲートが前記第1ノードにそれぞれ接続された第4トランジスタと、
      一方のノードが第1ライトビット線に、他方のノードが前記第1ノードに、ゲートがライトワード線にそれぞれ接続された第5トランジスタと、
      一方のノードが前記第1ライトビット線と相補ビット線対を構成する第2ライトビット線に、他方のノードが前記第2ノードに、ゲートが前記ライトワード線にそれぞれ接続された第6トランジスタと、
      一方のノードが前記第2電源に、ゲートが前記第2ノードにそれぞれ接続された第7トランジスタと、
      一方のノードが前記第7トランジスタの他方のノードに、他方のノードがリードビット線に、ゲートがリードワード線にそれぞれ接続された第8トランジスタと
     を備え、
     前記第1ライトビット線は、
      埋込配線層に形成されており、第1方向に延びる第1埋込配線と、
      前記第1~第6トランジスタよりも上層の第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第1配線とを含み、
     前記第2ライトビット線は、
      前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2埋込配線と、
      前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2配線とを含む
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  6.  請求項5記載の半導体記憶装置において、
     前記リードビット線は、
      前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第3埋込配線と、
      前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第3配線とを含む
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  7.  請求項5記載の半導体記憶装置において、
     前記第1配線は、前記第1埋込配線よりも配線幅が広く、
     前記第2配線は、前記第2埋込配線よりも配線幅が広い
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  8.  アレイ状に配置されたSRAMセルをそれぞれ含む第1および第2サブメモリアレイを含む半導体記憶装置であって、
     前記第1サブメモリアレイは、相補ビット線対を構成する第1ビット線および第2ビット線を備え、
     前記第2サブメモリアレイは、相補ビット線対を構成する第3ビット線および第4ビット線を備え、
     前記第1ビット線は、
      埋込配線層に形成されており、第1方向に延びる第1埋込配線と、
      前記埋込配線層よりも上層の第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第1配線とを含み、
     前記第2ビット線は、
      前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2埋込配線と、
      前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第2配線とを含み、
     前記第3ビット線は、
      前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第3埋込配線、および、前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第3配線の少なくともいずれか一方を含み、
     前記第4ビット線は、
      前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第4埋込配線、および、前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第4配線の少なくともいずれか一方を含む
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  9.  請求項8に記載の半導体記憶装置において、
     前記第3ビット線は、
      前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第3埋込配線と、
      前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第3配線とを含み、
     前記第4ビット線は、
      前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第4埋込配線と、
      前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第4配線とを含み、
     前記第1埋込配線は、前記第3埋込配線と接続されており、
     前記第2埋込配線は、前記第4埋込配線と接続されており、
     前記第1配線は、前記第3配線と接続されており、
     前記第2配線は、前記第4配線と接続されている
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  10.  請求項9に記載の半導体記憶装置において、
     前記第1および第2サブメモリアレイの間には、第1領域が形成されており、
     前記第1埋込配線および前記第3埋込配線は、前記第1領域において、前記第1配線および前記第3配線と接続されており、
     前記第2埋込配線および前記第4埋込配線は、前記第1領域において、前記第2配線および前記第4配線と接続されている
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  11.  請求項10に記載の半導体記憶装置において、
     前記第1サブメモリアレイにおける前記SRAMセルは、前記第1サブメモリアレイが配置されている領域内において、前記第1配線および前記第2配線と接続されておらず、
     前記第2サブメモリアレイにおける前記SRAMセルは、前記第2サブメモリアレイが配置されている領域内において、前記第3配線および前記第4配線と接続されていない
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  12.  請求項10に記載の半導体記憶装置において、
     前記第1サブメモリアレイにおける前記SRAMセルは、前記第1サブメモリアレイが配置されている領域内において、前記第1埋込配線および前記第2埋込配線と接続されておらず、
     前記第2サブメモリアレイにおける前記SRAMセルは、前記第2サブメモリアレイが配置されている領域内において、前記第3配線および前記第4配線と接続されていない
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  13.  請求項8に記載の半導体記憶装置において、
     前記第3ビット線は、前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第3埋込配線を含み、
     前記第4ビット線は、前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第4埋込配線を含む
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  14.  請求項8に記載の半導体記憶装置において、
     前記第2サブメモリアレイは、
      前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第3配線と、
      前記第1配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第4配線とを含み、
     前記第2サブメモリアレイにおける前記SRAMセルは、前記第2サブメモリアレイが配置されている領域内において、前記第3配線および前記第4配線と接続されておらず、
     前記第1および第2サブメモリアレイの間には、第1領域が形成されており、
     前記第3配線は、前記第1領域において、前記第1配線および前記第1埋込配線と接続されており、
     前記第4配線は、前記第1領域において、前記第2配線および前記第2埋込配線と接続されている
     ことを特徴とする半導体記憶装置。
  15.  請求項8に記載の半導体記憶装置において、
     前記第2サブメモリアレイは、
      前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第3配線と、
      前記埋込配線層に形成されており、前記第1方向に延びる第4配線とを含み、
     前記第2サブメモリアレイにおける前記SRAMセルは、前記第2サブメモリアレイが配置されている領域内において、前記第3配線および前記第4配線と接続されておらず、
     前記第1および第2サブメモリアレイの間には、第1領域が形成されており、
     前記第3配線は、前記第1領域において、前記第1配線および前記第1埋込配線と接続されており、
     前記第4配線は、前記第1領域において、前記第2配線および前記第2埋込配線と接続されている
    ことを特徴とする半導体記憶装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025046216A1 (en) * 2023-08-31 2025-03-06 Arm Limited Multi-transistor bitcell structure
WO2025182764A1 (ja) * 2024-02-28 2025-09-04 株式会社ソシオネクスト 半導体記憶装置
WO2025187559A1 (ja) * 2024-03-06 2025-09-12 株式会社ソシオネクスト 半導体記憶装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7640861B2 (ja) * 2019-10-18 2025-03-06 株式会社ソシオネクスト 半導体集積回路装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019155559A1 (ja) * 2018-02-07 2019-08-15 株式会社ソシオネクスト 半導体集積回路装置
JP2019525484A (ja) * 2016-08-08 2019-09-05 東京エレクトロン株式会社 三次元半導体デバイス及び製造方法
WO2020255801A1 (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 株式会社ソシオネクスト 半導体記憶装置
WO2021153169A1 (ja) * 2020-01-27 2021-08-05 株式会社ソシオネクスト 半導体記憶装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019525484A (ja) * 2016-08-08 2019-09-05 東京エレクトロン株式会社 三次元半導体デバイス及び製造方法
WO2019155559A1 (ja) * 2018-02-07 2019-08-15 株式会社ソシオネクスト 半導体集積回路装置
WO2020255801A1 (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 株式会社ソシオネクスト 半導体記憶装置
WO2021153169A1 (ja) * 2020-01-27 2021-08-05 株式会社ソシオネクスト 半導体記憶装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025046216A1 (en) * 2023-08-31 2025-03-06 Arm Limited Multi-transistor bitcell structure
WO2025182764A1 (ja) * 2024-02-28 2025-09-04 株式会社ソシオネクスト 半導体記憶装置
WO2025187559A1 (ja) * 2024-03-06 2025-09-12 株式会社ソシオネクスト 半導体記憶装置

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