JPH04294576A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH04294576A
JPH04294576A JP3083130A JP8313091A JPH04294576A JP H04294576 A JPH04294576 A JP H04294576A JP 3083130 A JP3083130 A JP 3083130A JP 8313091 A JP8313091 A JP 8313091A JP H04294576 A JPH04294576 A JP H04294576A
Authority
JP
Japan
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layer
power supply
wiring
mos transistor
resistance
Prior art date
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Pending
Application number
JP3083130A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Hashimoto
誠 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Priority to GB9301223A priority patent/GB2263018B/en
Priority to GB9206123A priority patent/GB2254487B/en
Priority to DE4209364A priority patent/DE4209364A1/de
Priority to US07/855,663 priority patent/US5332688A/en
Publication of JPH04294576A publication Critical patent/JPH04294576A/ja
Priority to US08/078,150 priority patent/US5363324A/en
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置、特にシー
ト抵抗の大きな材料で形成しても抵抗の小さな配線が得
られる半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】S(スタテック)RAMは、各メモリセ
ルに対して電源を供給しなければならない。そして、メ
モリセルにデータを書き込む場合、電源ラインから負荷
手段(高抵抗負荷あるいは負荷MOSトランジスタ)及
びスイッチング(ワード)MOSトランジスタを介して
ビット線に電流が流れる。そして、この書き込むときに
流れる電流が最も大きな値になり、この電流と電源ライ
ンの寄生抵抗との積であるところの無視できない大きさ
の電圧降下が電源ラインにおいて生じ、この電圧降下の
値を小さくする必要が生じている。
【0003】尤も、負荷をポリシリコンからなる高抵抗
素子で形成したタイプのSRAMの場合、負荷が高抵抗
なので書き込み時に電源ラインからビット線に流れる電
流を充分に小さくできるので、電源ラインはシート抵抗
が充分に小さいとはいえない多結晶シリコンを用いても
差し支えない。そして、実際に多結晶シリコンにより電
源ラインが構成されている。
【0004】それに対して、フルCMOSタイプのSR
AM、即ちnチャンネルMOSトランジスタを駆動トラ
ンジスタとして用い、pチャンネルMOSトランジスタ
を負荷トランジスタとして用いたSRAMの場合、負荷
がpチャンネルMOSトランジスタからなるので書き込
むときに流れる電流Iは相当に大きくなる。従って、電
源ラインの抵抗Rを相当に小さくしなければ電源ライン
での電圧降下が大きくなってしまう。このようにフルC
MOSタイプのSRAMには電源ラインで電圧降下が大
きいという問題を有するが、しかし、セル動作の安定性
、ソフトエラー耐性が強いという捨て難い非常に大きな
利点を有するのである。
【0005】ちなみに、4MのフルCMOS型SRAM
を例に採ると、書き込むときに1つのセルに流れる電流
Iが約60μAであるとすると電源ラインでの最大電圧
降下ΔVは次式で表わされる。 ΔV=8RI 尚、RIを8倍するのは、8ビットのセルが同時に書き
込まれるからである。
【0006】一方、メモリセル内のインバータ(フリッ
プフロップを構成するインバータ)が正常動作する条件
(主として駆動MOSトランジスタのしきい値電圧Vt
hにより決まる)や電源電圧の変動等を勘案すると、電
源ラインでの電圧降下ΔVの最大許容値はさほど大きく
はない。そして、これを仮に1Vとすると、この条件を
満たす電源ラインの抵抗Rはマージンを無視した場合次
式で表わされる。 R≦1/8・I≒2000[Ω] 即ち、電源ラインの抵抗Rは2KΩ以下でなければなら
ないということになる。しかし、マージンを確保しなけ
ればならないということも勘案すると実際上1KΩ以下
にする必要がある。
【0007】そこで、フルCMOS型SRAMにおいて
は、図3に示すようにセルa、a、…に直接電源を供給
する電源ラインbも、該電源ラインcと同様にアルミニ
ウム(1Al)で構成していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うにセルa、a、…に直接電源を供給する電源ラインb
も、該電源ラインcと同様にアルミニウム(1Al)で
構成した場合には、セル、セルアレイの占有面積が大き
くなり、RAMの高集積化が難しいという問題がある。 というのは、RAMには1Alにより形成しなければな
らないものが他にもあるからである。即ち、ビット線は
2Al(第2層目のアルミニウム膜)で形成するのが普
通であるが、グランド線と、メインワード線は1Alに
より形成しなければならず、これ等のほかに図3におけ
る電源ラインbまでも1Alにより形成するようにした
場合には、1Alの点からRAMの高集積化が妨げられ
てしまうことになる。
【0009】尚、メインワード線が1Alにより形成さ
れる点について述べると、ワード線は多結晶シリコンに
より構成されているのが普通であるが、デバイデッドワ
ードライン方式のSRAMはメインワードラインを1A
lにより形成し、セクションワードラインを多結晶シリ
コンにより形成している。そして、1M、4Mを問わず
SRAMは、デバイデッドワードライン方式を採用して
いる。このように、各メモリセルに直接電源電圧を供給
する電源ラインを1Alにより形成している限りこれ以
上の高集積化を図ることは難しかった。
【0010】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、シート抵抗の大きな材料で形成して
も抵抗の小さな配線が得られるようにすることを目的と
する。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明半導体装置は、全
面的に形成された導電層を配線として用いてなることを
特徴とする。
【0012】
【実施例】以下、本発明半導体装置を図示実施例に従っ
て詳細に説明する。図1の(A)乃至(C)は本発明を
SOI型フルCMOSSRAMに適用した一つの実施例
を説明するためのもので、(A)はメモリセルの回路図
、(B)は要部を示す断面図、(C)は平面図である。 図面において、Qp、Qpはpチャンネルの負荷MOS
トランジスタ、Qn、Qnはnチャンネルの駆動MOS
トランジスタ、Qw、Qwはnチャンネルのスイッチン
グMOSトランジスタであり、これ等のMOSトランジ
スタはSOI層に形成されている。
【0013】1はシリコンSiからなるSOI基板、2
は絶縁層、3は多結晶シリコンからなる配線層で、後述
するアルミニウム電源ライン(7)から受けた電源電流
を個々のメモリセルに供給する電源配線としての役割を
果す。即ち、図3に示す従来例における電源ラインbに
相当する役割を果す。この多結晶シリコンからなる配線
層3は全面的に、少なくともメモリセルアレイが形成さ
れた領域に敷き詰められるように形成されており、その
ように形成されることによって比抵抗、シート抵抗が低
いにも拘らず電源ラインの抵抗Rを小さくすることを可
能にする。
【0014】4は上記多結晶シリコンからなる配線層3
上に形成されたSOI層の下地となる絶縁膜、5はSO
I層で、該SOI層5に各MOSトランジスタが形成さ
れている。5aはSOI層5に形成されたところの一つ
のメモリセルのpチャンネルMOSトランジスタのソー
ス、5bはnチャンネルMOSトランジスタのソースで
ある。6は絶縁膜4に形成されたコンタクトホールで、
該コンタクトホール6を通してpチャンネルMOSトラ
ンジスタのソース5aが上記配線層3に接続されている
。7は2Alからなる電源ライン[図1の(B)には現
われない]で、絶縁膜4等に形成されたコンタクトホー
ル8、8、…を通して上記配線層3に接続されている。 i、i、…は一つの負荷MOSトランジスタQpに着目
した場合のそのソースに向って各部を流れる電流であり
、その総和が書き込み電流Iとなる。
【0015】このように、本SRAMにおいては、SO
I層5の下地となる絶縁膜4の更に下側に配線層3を少
なくともメモリセルアレイ下において全面的に敷き詰め
たので、配線層3の幅がきわめて広いものとなる。従っ
て、配線層3を多結晶シリコンの如く比較的シート抵抗
の高い導電材料で形成しても電源ラインの抵抗を充分に
小さくすることができる。依って、従来のようにグラン
ドラインやセクションワードラインによって電源ライン
の幅が制約されるという虞れがなくなるので全面的に敷
き詰めるという構成が可能になり、延いては電源ライン
の幅を極めて広くできる。
【0016】ちなみに、本実施例における電源ライン抵
抗Rは下記の式で表わされる。 R≒(ρs /2π)・1n(L−r)/rここで、ρ
s は多結晶シリコン層3のシート抵抗、Lはアルミニ
ウム電源ライン8・8間の距離、rは負荷MOSトラン
ジスタであるpチャンネルMOSトランジスタQpのソ
ース5aと配線層3との間を接続するコンタクトホール
6の半径である。そして、L=460.8μm(128
ビット分)、r=0.3μm、ρs=300Ω/口とす
ると、電源ラインの抵抗Rは約350Ωと相当に低い値
にすることができる。即ち、R≦1KΩという前記条件
を充分に満たす。
【0017】従って、本SRAMによれば、1Alによ
り電源ラインを形成する必要がなくなり、メモリアレイ
領域においては1Alによって裏打ちワードライン及び
グランドラインのみを構成すれば良いので、従来よりも
高集積化を図ることができる。
【0018】第2図は本発明半導体装置の一つの具体例
であるSOISRAMのレイアウトの要部を示す平面図
である。図面において、2点鎖線はSOI層からなるア
イランド、1点鎖線は多結晶シリコンからなり、駆動M
OSトランジスタQn及び負荷MOSトランジスタQp
のゲートを成すものと、スイッチングMOSトランジス
タQwのゲートを成すセクションワードラインとがある
。破線は1Alを、実線はビットラインを成す2Alを
それぞれ示す。尚、負荷MOSトランジスタQpのソー
スとコンタクトする配線層は、メモリセルアレイ下にお
いて全面的に敷き詰められたところのSOI層よりも下
側の多結晶シリコン層により構成され図2には現われな
い。また、駆動MOSトランジスタQn及びスイッチン
グMOSトランジスタQwのソース、ドレインにはゲー
トをマスクとしてn型不純物が拡散されているが、その
不純物拡散領域は図面がこみいるので図示しなかった。
【0019】
【発明の効果】本発明半導体装置は、半導体素子が形成
された半導体層の一方の面に絶縁膜を介して略全面的に
導電層が形成され、該導電層が上記絶縁膜のコンタクト
ホールを介して上記半導体素子に接続されて配線を成し
ていることを特徴とするものである。従って、本発明半
導体装置によれば、導電層をシート抵抗の大きな材料で
形成しても抵抗の小さな配線が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)乃至(C)は本発明半導体装置を、フル
CMOS型SRAMに適用した一つの実施例を説明する
ためのもので、(A)はメモリセルの回路図、(B)は
要部断面図、(C)は平面図である。
【図2】本発明半導体装置を実施したフルCMOS型S
RAMの具体的レイアウト例の要部を示す平面図である
【図3】従来例の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
3  略全面的に形成された配線を成す導電層4  絶
縁膜 5  半導体層 6  コンタクトホール

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体素子が形成された半導体層の一
    方の面に絶縁膜を介して略全面的に導電層が形成され、
    上記導電層が上記絶縁膜のコンタクトホールを介して上
    記半導体素子に接続されて配線を成していることを特徴
    とする半導体装置
JP3083130A 1991-03-23 1991-03-23 半導体装置 Pending JPH04294576A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3083130A JPH04294576A (ja) 1991-03-23 1991-03-23 半導体装置
GB9301223A GB2263018B (en) 1991-03-23 1992-03-20 Static random access memories
GB9206123A GB2254487B (en) 1991-03-23 1992-03-20 Full CMOS type static random access memories
DE4209364A DE4209364A1 (de) 1991-03-23 1992-03-23 Cmos-sram und verfahren zu dessen herstellung
US07/855,663 US5332688A (en) 1991-03-23 1992-03-23 Method of manufacturing full CMOS type SRAM
US08/078,150 US5363324A (en) 1991-03-23 1993-06-17 Full CMOS type SRAM and method of manufacturing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3083130A JPH04294576A (ja) 1991-03-23 1991-03-23 半導体装置

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JPH04294576A true JPH04294576A (ja) 1992-10-19

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ID=13793619

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JP3083130A Pending JPH04294576A (ja) 1991-03-23 1991-03-23 半導体装置

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JP (1) JPH04294576A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07183474A (ja) * 1993-12-22 1995-07-21 Nec Corp ゲートアレイ半導体装置
KR100635042B1 (ko) * 2001-12-14 2006-10-17 삼성에스디아이 주식회사 전면전극을 구비한 평판표시장치 및 그의 제조방법
KR100696518B1 (ko) * 2005-05-02 2007-03-19 삼성에스디아이 주식회사 평판표시장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07183474A (ja) * 1993-12-22 1995-07-21 Nec Corp ゲートアレイ半導体装置
KR100635042B1 (ko) * 2001-12-14 2006-10-17 삼성에스디아이 주식회사 전면전극을 구비한 평판표시장치 및 그의 제조방법
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