JPH0793370B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0793370B2
JPH0793370B2 JP15933885A JP15933885A JPH0793370B2 JP H0793370 B2 JPH0793370 B2 JP H0793370B2 JP 15933885 A JP15933885 A JP 15933885A JP 15933885 A JP15933885 A JP 15933885A JP H0793370 B2 JPH0793370 B2 JP H0793370B2
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mos transistors
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mos
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幸人 大脇
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、MOSトランジスタを用いたセンス回路を含む
半導体装置に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor device including a sense circuit using a MOS transistor.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

近年、MOS型半導体メモリ等の集積回路の高集積化,素
子の微細化が急速に進んでいる。
In recent years, high integration of integrated circuits such as MOS semiconductor memory and miniaturization of elements have been rapidly advanced.

MOS型半導体メモリにおいて、一対のMOSトランジスタを
用いてそのコンダクタンスの差を利用して微少な電位差
を検知するセンス回路が、例えばアドレスバッファなど
に多く用いられている。
In a MOS type semiconductor memory, a sense circuit that uses a pair of MOS transistors to detect a minute potential difference by utilizing the difference in conductance is often used, for example, in an address buffer.

第4図はその様なセンス回路の基本構成を示す。第1の
MOSトランジスタQ1及び第2のMOSトランジスタQ2は、ソ
ースが共通接続され、ドレイン,ゲートが互いに交差接
続されていて、それぞれのゲート即ちノードN1,N2に入
る電位の差を、これらMOSトランジスタQ1,Q2のコンダク
タンスの差を利用して検知するようになっている。
FIG. 4 shows the basic configuration of such a sense circuit. First
MOS transistors Q 1 and a second MOS transistor Q 2 are sources commonly connected, a drain, a gate have been cross-connected to each other, the difference in the respective gate That potential entering nodes N 1, N 2, the MOS Detection is performed by using the difference in conductance between the transistors Q 1 and Q 2 .

第5図はこの様なセンス回路の半導体基板上でのレイア
ウト例を示す。51,52がそれぞれMOSトランジスタQ1,Q2
のゲート電極であり、通常多結晶シリコン膜により形成
される。53,54は各MOSトランジスタQ1,Q2のドレインと
なるn+型層、55は共通ソースとなるn+型層である。n+
層53,54,55は通常ゲート電極51及び52をマスクとしたイ
オン注入を利用して自己整合的に形成される。
FIG. 5 shows a layout example of such a sense circuit on a semiconductor substrate. 51 and 52 are MOS transistors Q 1 and Q 2 , respectively
Gate electrode and is usually formed of a polycrystalline silicon film. Reference numerals 53 and 54 denote n + type layers that serve as drains of the MOS transistors Q 1 and Q 2 , and 55 denotes an n + type layer that serves as a common source. The n + type layers 53, 54, 55 are usually formed in a self-aligned manner by using ion implantation with the gate electrodes 51 and 52 as a mask.

ところで現在、MOS型半導体メモリは、ゲート長2μm
程度まで微細化が進んでいるが、近い将来にはこれが1
μm程度まで縮小されようとしている。この様にゲート
長が短くなると、ドレイン近傍の高電界によりホットキ
ャリアが生成され、これがゲート絶縁膜中に注入されて
MOSトランジスタの特性変動をもたらす。これはいわゆ
るホットキャリア効果と呼ばれ、MOS集積回路の信頼性
上大きな問題となることが分っている。この問題を解決
する一つの有効な方法は、MOSトランジスタのソース,
ドレイン領域のチャネル領域側に低不純物濃度層を設け
るLDD構造あるいはGDD構造等を採用することである。
By the way, at present, MOS type semiconductor memory has a gate length of 2 μm.
Although miniaturization is progressing to some extent, this is 1 in the near future
It is about to be reduced to about μm. When the gate length is shortened in this way, hot carriers are generated by the high electric field near the drain, and these are injected into the gate insulating film.
It causes the characteristic variation of the MOS transistor. This is called the so-called hot carrier effect, and has been found to be a serious problem in the reliability of MOS integrated circuits. One effective way to solve this problem is to source the MOS transistor,
That is, the LDD structure or the GDD structure in which the low impurity concentration layer is provided on the channel region side of the drain region is adopted.

第6図にLDD構造のMOSトランジスタを示す。61はp型Si
基板であり、62はこの基板上に形成された多結晶シリコ
ン膜によるゲート電極であり、63,64はソース,ドレイ
ンとなるn+型層であって、これらはゲート電極62の側壁
部に選択的に絶縁膜を形成した状態(図示せず)でイオ
ン注入を行って形成する。これらn+型層63,64のチャネ
ル領域端部にはゲート電極62をマスクとしてイオン注入
を行って低不純物濃度のn-型層65,66が形成されてい
る。
FIG. 6 shows an LDD structure MOS transistor. 61 is p-type Si
A substrate, 62 is a gate electrode made of a polycrystalline silicon film formed on this substrate, 63 and 64 are n + type layers serving as a source and a drain, and these are selected on the side wall of the gate electrode 62. Ion implantation is performed while the insulating film is formed (not shown). At the ends of the channel regions of these n + type layers 63 and 64, ion implantation is performed using the gate electrode 62 as a mask to form n type layers 65 and 66 of low impurity concentration.

この様なLDD構造あるいはGDD構造のMOSトランジスタを
用いて、先に第4図,第5図に示したようなセンス回路
を構成した場合、MOSトランジスタのゲート長が現在よ
り更に短くなると、次のような問題が大きく顕在化す
る。前述のようにソース,ドレイン領域は、ゲート電極
をマスクとしてイオン注入により形成されるが、イオン
注入は通常基板でのチャネリング現象を防止するために
その注入方向を基板面に対して所定角度傾けて行われ
る。その様子を第7図に示す。67がイオン注入方向であ
る。この様なイオン注入によりソース,ドレインのn-
層65,66を形成すると、ゲート電極62の影になる側ではn
-型層65とゲート電極62の間に図示のような距離dのオ
フセットが生じる。この結果第6図に示す理想的な場合
に比べて、オフセットを生じた側では寄生抵抗が大きく
なる。よく知られているようにMOSトランジスタはソー
ス寄生抵抗が大きいと相互コンダクタンスが小さくな
る。つまり第7図のような構造では、ソース,ドレイン
が対称ではなく、オフセットを生じた側をソースとして
使う場合とドレインとして使う場合とで特性が異なるこ
とになる。従って第5図に示したような従来のレイアウ
トで第4図に示すセンス回路を構成した場合、対をなす
MOSトランジスタQ1,Q2の間に特性のアンバランスが生じ
る。この結果、電位差に対するセンス感度が大きく劣化
する。このセンス感度劣化の様子を第2図に破線で示し
た。このセンス感度劣化は、素子が微細になればなる程
大きいものとなる。
When a MOS transistor having such an LDD structure or GDD structure is used to previously configure the sense circuit as shown in FIGS. 4 and 5, when the gate length of the MOS transistor becomes shorter than the present, Such problems will become more serious. As described above, the source and drain regions are formed by ion implantation using the gate electrode as a mask. In general, ion implantation is performed by tilting the implantation direction at a predetermined angle with respect to the substrate surface in order to prevent the channeling phenomenon on the substrate. Done. This is shown in FIG. 67 is the ion implantation direction. When the n type layers 65 and 66 of the source and the drain are formed by such ion implantation, n is formed on the shadow side of the gate electrode 62.
- offset distance d as shown between the mold layer 65 and the gate electrode 62 occurs. As a result, the parasitic resistance becomes larger on the side where the offset occurs than in the ideal case shown in FIG. As is well known, a MOS transistor has a small transconductance when the source parasitic resistance is large. That is, in the structure as shown in FIG. 7, the source and drain are not symmetrical, and the characteristics differ when the offset side is used as the source and the drain. Therefore, when the sense circuit shown in FIG. 4 is constructed in the conventional layout as shown in FIG. 5, a pair is formed.
Characteristic imbalance occurs between the MOS transistors Q 1 and Q 2 . As a result, the sense sensitivity to the potential difference is greatly deteriorated. The state of this sense sensitivity deterioration is shown by the broken line in FIG. This deterioration in sense sensitivity becomes greater as the element becomes finer.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は上記した問題を解決したセンサ回路を有する半
導体装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a sensor circuit that solves the above problems.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は、センス回路の基板上でのパターン・レイアウ
トを考慮して、センス回路を構成する第1及び第2のMO
Sトランジスタが、ソース,ドレイン形成のイオン注入
においてその注入方向の傾きの影響を等しく受けるよう
にする。
The present invention considers the pattern layout on the substrate of the sense circuit, and the first and second MOs forming the sense circuit.
In the ion implantation for forming the source and drain, the S-transistor is equally affected by the inclination of the implantation direction.

すなわち、本発明は、ソースが共通接続され、ドレイン
とゲートが互いに交差接続された第1及び第2のMOSト
ランジスタにより構成され、それぞれのゲートに入る電
位の差をコンダクタンスの差を利用して検知するセンス
回路を有する半導体装置において、前記第1及び第2の
MOSトランジスタは、それぞれ一個または並列接続され
た複数個のトランジスタ領域を有し、かつこれら第1,第
2のMOSトランジスタ間で、チャネル電流の方向が同一
であるトランジスタ領域のゲート幅が等しくなるように
レイアウトされ、かつ前記第1,第2のMOSトランジスタ
間で、チャネル電流の方向が同一であるトランジスタ領
域に存在する全ての各ゲート電極とソース領域とが重な
る部分の面積が、前記チャネル電流の方向が同一である
トランジスタ領域に存在する全ての各ゲート電極とドレ
イン領域とが重なる部分の面積よりも大きいかまたは小
さいことを特徴とする。
That is, according to the present invention, the sources are commonly connected and the drain and the gate are cross-connected to each other, and the first and second MOS transistors are configured to detect the difference in potentials entering the respective gates by using the difference in conductance. In the semiconductor device having a sense circuit for
Each MOS transistor has one transistor region or a plurality of transistor regions connected in parallel, and the transistor regions having the same channel current direction have the same gate width between the first and second MOS transistors. The area of the portion where all the gate electrodes and the source region existing in the transistor region having the same channel current direction between the first and second MOS transistors overlap each other is It is characterized in that all the gate electrodes existing in the transistor regions having the same direction and the drain region are larger or smaller than the area of the overlapping portion.

換言すれば、本発明は、ソースが共通接続され、ドレイ
ンとゲートが互いに交差接続された第1及び第2のMOS
トランジスタにより構成され、それぞれのゲートに入る
電位の差をコンダクタンスの差を利用して検知するセン
ス回路を有する半導体装置において、前記第1及び第2
のMOSトランジスタは、それぞれ一個または並列接続さ
れた複数個のトランジスタ領域を有し、これら第1,第2
のMOSトランジスタにおいて、コンダクタンスはチャネ
ル電流の方向によって変わり、かつ前記第1,第2のMOS
トランジスタ間でチャネル電流の方向が同一であるトラ
ンジスタ領域においては、前記コンダクタンスの変わり
かたが同じであることを特徴とする。
In other words, the present invention provides first and second MOSs whose sources are commonly connected and whose drains and gates are cross-connected to each other.
A semiconductor device having a sense circuit configured by a transistor, the sense circuit detecting a potential difference between respective gates by using a difference in conductance.
The MOS transistor has a single transistor region or a plurality of transistor regions connected in parallel.
In the MOS transistor of, the conductance changes depending on the direction of the channel current, and the first and second MOS transistors
In the transistor region where the direction of the channel current is the same between the transistors, the conductances are changed in the same manner.

換言すれば、本発明は、ソースが共通接続され、ドレイ
ンとゲートが互いに交差接続された第1及び第2のMOS
トランジスタにより構成され、それぞれのゲートに入る
電位の差をコンダクタンスの差を利用して検知するセン
ス回路を有する半導体装置において、前記第1及び第2
のMOSトランジスタは、それぞれ一個または並列接続さ
れた複数個のトランジスタ領域を有し、これら第1,第2
のMOSトランジスタにおいて、ソースとドレインとの位
置関係がゲートに対して非対称関係にあり、かつ前記第
1,第2のMOSトランジスタ間でチャネル電流の方向が同
一であるトランジスタ領域においては、前記非対称関係
は同じものであることを特徴とする。
In other words, the present invention provides first and second MOSs whose sources are commonly connected and whose drains and gates are cross-connected to each other.
A semiconductor device having a sense circuit configured by a transistor, the sense circuit detecting a potential difference between respective gates by using a difference in conductance.
The MOS transistor has a single transistor region or a plurality of transistor regions connected in parallel.
In the above MOS transistor, the positional relationship between the source and the drain is asymmetrical with respect to the gate, and
In the transistor region in which the channel current directions are the same between the first and second MOS transistors, the asymmetric relationship is the same.

換言すれば、本発明は、ソースが共通接続され、ドレイ
ンとゲートが互いに交差接続された第1及び第2のMOS
トランジスタにより構成され、それぞれのゲートに入る
電位の差をコンダクタンスの差を利用して検知するセン
ス回路を有する半導体装置において、前記第1及び第2
のMOSトランジスタは、それぞれ一個または並列接続さ
れた複数個のトランジスタ領域を有し、かつこれら第1,
第2のMOSトランジスタにおいて、ソースの寄生抵抗と
ドレインのそれとが異なり、かつ前記第1,第2のMOSト
ランジスタ間でチャネル電流の方向が同一であるトラン
ジスタ領域においては、前記ソース及びドレインについ
ての寄生抵抗の異なりかたが同じであることを特徴とす
る。
In other words, the present invention provides first and second MOSs whose sources are commonly connected and whose drains and gates are cross-connected to each other.
A semiconductor device having a sense circuit configured by a transistor, the sense circuit detecting a potential difference between respective gates by using a difference in conductance.
The MOS transistor has a single transistor region or a plurality of transistor regions connected in parallel.
In the second MOS transistor, in the transistor region in which the parasitic resistance of the source and that of the drain are different and the direction of the channel current is the same between the first and second MOS transistors, the parasitic resistance for the source and drain is It is characterized in that the resistances differ in the same way.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、センス回路を構成する第1および第2
のMOSトランジスタがそのソース,ドレイン形成のイオ
ン注入工程での注入方向の傾きの影響を等しく受けるた
め、これらのソース及びドレイン寄生抵抗が等しくな
る。これにより、微細MOSトランジスタ構造を用いてセ
ンス感度の高いセンス回路を実現した半導体装置を得る
ことができる。
According to the present invention, the first and second parts forming the sense circuit
Since the MOS transistor is affected by the inclination of the implantation direction in the ion implantation process for forming the source and drain, the source and drain parasitic resistances become equal. As a result, it is possible to obtain a semiconductor device that realizes a sense circuit with high sense sensitivity by using a fine MOS transistor structure.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.

第1図は一実施例のセンス回路部のパターン・レイアウ
トである。センス回路の等価回路は先に説明した第4図
と同じである。この実施例では、第1及び第2のMOSト
ランジスタQ1及びQ2をそれぞれ並列接続された二つのト
ランジスタ領域により構成している。即ち連続する多結
晶シリコン膜により形成されたゲート電極111,112の部
分が第1のMOSトランジスタQ1を構成する二つのトラン
ジスタ領域Q11,Q12となっている。またこれと対称的に
レイアウトされた、連続する多結晶シリコン膜により形
成された二つのゲート電極113,114部分が第2のMOSトラ
ンジスタQ2を構成する二つのトランジスタ領域Q21,Q22
となっている。この実施例では各トランジスタ領域のゲ
ー長は全て等しく、またゲート幅も全て等しい。121
トランジスタ領域Q11及びQ21のソース領域となるn+型層
であり、122はトランジスタ領域Q12及びQ22のソース領
域となるn+型層である。また131はトランジスタ領域Q11
及びQ12のドレイン領域となるn+型層であり、132はトラ
ンジスタ領域Q21及びQ22のドレイン領域となるn+型層で
ある。これらn+型層は従来と同様に、ゲート電極111〜1
14の側壁部に絶縁膜を残した状態でイオン注入を行って
形成される。また図では示さないが、ゲート電極111〜1
14をマスクとしてイオン注入を行って各ソース,ドレイ
ン領域のチャネル領域側端部にn-型層を形成してLDD構
造またはGDD構造とする。センス回路を構成する金属配
線は図では便宜上太線で示してある。
FIG. 1 is a pattern layout of the sense circuit portion of one embodiment. The equivalent circuit of the sense circuit is the same as that of FIG. 4 described above. In this embodiment, the first and second MOS transistors Q 1 and Q 2 are each constituted by two transistor regions connected in parallel. That is, the portions of the gate electrodes 11 1 and 11 2 formed by the continuous polycrystalline silicon film become the two transistor regions Q 11 and Q 12 that form the first MOS transistor Q 1 . Also, two gate electrodes 11 3 and 11 4 formed by a continuous polycrystalline silicon film, which are laid out symmetrically with respect to this, form two transistor regions Q 21 and Q 22 which form the second MOS transistor Q 2.
Has become. In this embodiment, the gate lengths of all the transistor regions are all the same and the gate widths are all the same. Reference numeral 12 1 is an n + type layer which will be the source regions of the transistor regions Q 11 and Q 21 , and 12 2 is an n + type layer which will be the source regions of the transistor regions Q 12 and Q 22 . 13 1 is the transistor area Q 11
And an n + -type layer serving as a drain region of Q 12, 13 2 are n + -type layer serving as a drain region of the transistor region Q 21 and Q 22. These n + -type layers are the gate electrodes 11 1 to 1 1 as in the conventional case.
It is formed by ion implantation, leaving the insulating film on the sidewalls of 1 4. Although not shown in the figure, the gate electrodes 11 1 to 1
1 4 ion implanting respective source performs as a mask, n the channel region side end portion of the drain region - an LDD structure or GDD structure to form a mold layer. The metal wirings forming the sense circuit are shown by thick lines for convenience of illustration.

第1のMOSトランジスタQ1を構成する二つのトランジス
タ領域Q11とQ12ではチャネル電流の方向は基板上で逆で
ある。同様に第2のMOSトランジスタQ2を構成する二つ
のトランジスタ領域Q21とQ22の間ではチャネル電流の方
向は基板上で逆である。しかし第1のMOSトランジスタQ
1と第2のMOSトランジスタQ2の間でみると、トランジス
タ領域Q11とQ21ではチャネル電流の方向が同じであり、
同様にトランジスタ領域Q12とQ22ではチャネル電流の方
向が同じである。
In the two transistor regions Q 11 and Q 12 forming the first MOS transistor Q 1 , the directions of the channel currents are opposite on the substrate. Similarly, between the two transistor regions Q 21 and Q 22 forming the second MOS transistor Q 2 , the direction of the channel current is opposite on the substrate. But the first MOS transistor Q
Looking between 1 and the second MOS transistor Q 2 , the direction of the channel current is the same in the transistor regions Q 11 and Q 21 ,
Similarly, the transistor regions Q 12 and Q 22 have the same channel current direction.

このようなレイアウトとすれば、ソース,ドレイン形成
のイオン注入工程での注入方向の傾きによる影響はトラ
ンジスタ領域Q11とQ21の間で等しく現われ、同様にトラ
ンジスタ領域Q12とQ22の間で等しく現われる。結局この
実施例によれば、センス回路を構成する第1のMOSトラ
ンジスタQ1と第2のMOSトランジスタQ2の特性は、イオ
ン注入の傾きの影響を等しく受けることになり、同一ゲ
ート電圧が印加された時のコンダクタンスは等しくな
る。
With such a layout, the influence of the inclination of the implantation direction in the ion implantation process for forming the source and drain appears equally between the transistor regions Q 11 and Q 21 , and similarly between the transistor regions Q 12 and Q 22 . Appear equally. After all, according to this embodiment, the characteristics of the first MOS transistor Q 1 and the second MOS transistor Q 2 which form the sense circuit are equally affected by the inclination of ion implantation, and the same gate voltage is applied. Conductance becomes equal.

すなわち、第1,第2のMOSトランジスタQ1,Q2において、
コンダクタンスはチャネル電流の方向によって変わり、
かつ第1,第2のMOSトランジスタ間でチャネル電流の方
向が同一であるトランジスタ領域Q11とトランジスタ領
域Q21,並びにトランジスタ領域Q12とトランジスタ領域Q
22においては、コンダクタンスの変わりかたが同じにな
る。
That is, in the first and second MOS transistors Q1 and Q2,
Conductance depends on the direction of the channel current,
Further, the transistor region Q11 and the transistor region Q21, and the transistor region Q12 and the transistor region Q in which the channel current directions are the same between the first and second MOS transistors
At 22, the conductance changes are the same.

言い換えれば、イオン注入によって、第1,第2のMOSト
ランジスタQ1,Q2において、ソースとドレインとの位置
関係がゲートに対して非対称関係に形成され、かつ、第
1,第2のMOSトランジスタ間でチャネル電流の方向が同
一であるトランジスタ領域Q11とトランジスタ領域Q21に
おける上記非対称関係は同じであり、同様にトランジス
タ領域Q12とトランジスタ領域Q22における上記非対称関
係も同じになる。
In other words, the ion implantation forms a positional relationship between the source and drain in the asymmetrical relationship with respect to the gate in the first and second MOS transistors Q1 and Q2, and
The transistor regions Q11 and Q21 having the same channel current direction between the first and second MOS transistors have the same asymmetrical relationship, and similarly the transistor regions Q12 and Q22 have the same asymmetrical relationship. .

更に言い換えれば、イオン注入によって、第1,第2のMO
SトランジスタQ1,Q2において、ソースの寄生抵抗とドレ
インのそれとが異なってしまい、かつ第1,第2のMOSト
ランジスタ間でチャネル電流の方向が同一であるトラン
ジスタ領域Q11とトランジスタ領域Q21における上記寄生
抵抗の異なりかたは同じなり、同様にトランジスタ領域
Q12とトランジスタ領域Q22における上記上記寄生抵抗の
異なりかたも同じになる。
In other words, the first and second MOs are implanted by the ion implantation.
In the S transistors Q1 and Q2, the parasitic resistance of the source is different from that of the drain, and the direction of the channel current is the same between the first and second MOS transistors. The difference is the same, and similarly the transistor area
The difference in the above parasitic resistances in Q12 and transistor region Q22 is the same.

第2図の実線は、この実施例によるセンス回路の電位差
センス感度のシミュレーション結果を示す。従来例と比
較して優れたセンス感度特性を示すことが明かになって
いる。
The solid line in FIG. 2 shows the simulation result of the potential difference sense sensitivity of the sense circuit according to this embodiment. It is clear that it exhibits excellent sense sensitivity characteristics as compared with the conventional example.

上記実施例では、センス回路を構成する第1及び第2の
MOSトランジスタをそれぞれ二つのトランジスタ領域で
構成したが、本発明はそれぞれ一個のトランジスタ領域
で構成する場合も適用することができる。
In the above-mentioned embodiment, the first and the second which constitute the sense circuit
Although each MOS transistor is composed of two transistor regions, the present invention can be applied to the case where each MOS transistor is composed of one transistor region.

第3図はその様な実施例のセンス回路部のレイアウトで
ある。多結晶シリコン膜からなるゲート電極311,312
それぞれ第1,第2のMOSトランジスタQ1,Q2部を構成す
る。各トランジスタ部のゲート長は等しく,ゲート幅も
等しい。32は共通ソース領域となるn+型層、331,332
それぞれ第1,第2のMOSトランジスタQ1,Q2のドレイン領
域となるn+型層である。図では省略したがこの実施例で
も、各ドレイン及びソース領域のチャネル領域側端部に
n-型層が形成されてLDD構造またはGDD構造となってい
る。構造プロセスは先の実施例のものと同様である。
FIG. 3 is a layout of the sense circuit portion of such an embodiment. The gate electrodes 31 1 and 31 2 made of a polycrystalline silicon film form the first and second MOS transistors Q 1 and Q 2 , respectively. The gate length and the gate width of each transistor part are the same. Reference numeral 32 is an n + type layer that serves as a common source region, and 33 1 and 33 2 are n + type layers that serve as drain regions of the first and second MOS transistors Q 1 and Q 2 , respectively. Although omitted in the figure, in this embodiment as well, the drain region and the source region are provided at the end portions on the channel region side.
An n - type layer is formed to have an LDD structure or a GDD structure. The construction process is similar to that of the previous embodiment.

この実施例の場合、ゲート幅が大きいトランジスタを用
いると先の実施例と比較して細長いパターンとなるが、
他の回路との関係でこの様なパターン・レイアウトが許
されれば問題はない。そしてこの実施例の場合も、各MO
SトランジスタQ1,Q2のチャネル電流方向が同じになるよ
うにレイアウトされているから、ソース,ドレインのイ
オン注入工程での注入方向の傾きは両トランジスタQ1,Q
2に等しく現われる。この結果このセンス回路でも優れ
たセンス感度が得られる。
In the case of this embodiment, when a transistor having a large gate width is used, the pattern becomes elongated as compared with the previous embodiment.
If such a pattern layout is allowed in relation to other circuits, there is no problem. Also in the case of this embodiment, each MO
Since the S transistors Q 1 and Q 2 are laid out so that the channel current directions are the same, the inclinations of the implantation directions of the source and drain in the ion implantation process are the same for both transistors Q 1 and Q 2.
Appears equal to two . As a result, excellent sense sensitivity can be obtained even in this sense circuit.

本発明は上記実施例で説明したように、素子が微細化さ
れてLDD構造またはGDD構造を導入した場合に特に効果が
大きいが、これらの構造を用いない通常のMOSトランジ
スタ構造の場合に適用しても効果がある。その他本発明
はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施するこ
とができる。
The present invention is particularly effective when the element is miniaturized and the LDD structure or the GDD structure is introduced as described in the above embodiments, but it is applied to the case of a normal MOS transistor structure not using these structures. But still effective. Others The present invention can be variously modified and implemented without departing from the spirit thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例のセンス回路部のパターン・
レイアウト図、第2図はそのセンス回路の感度特性を従
来例と比較して示す図、第3図は他の実施例のセンス回
路部のパターン・レイアウト図、第4図はMOSトランジ
スタを用いたセンス回路の基本構成を示す図、第5図は
従来のセンス回路のパターン・レイアウト図、第6図は
MOSトランジスタのLDD構造を示す図、第7図はイオン注
入方向の傾きがトランジスタ特性に与える影響を説明す
るための図である。 Q11,Q12……第1のMOSトランジスタ(Q1)のトランジス
タ領域、Q21,Q22……第2のMOSトランジスタ(Q2)のト
ランジスタ領域、111〜114……ゲート電極、121,122
…n+型層(ソース領域)、131,132……n+型層(ドレイ
ン領域)、311,312……ゲート電極、32……n+型層(ソ
ース領域)、331,332……n+型層(ドレイン領域)。
FIG. 1 shows a pattern of a sense circuit unit according to an embodiment of the present invention.
A layout diagram, FIG. 2 is a diagram showing sensitivity characteristics of the sense circuit in comparison with a conventional example, FIG. 3 is a pattern layout diagram of a sense circuit portion of another embodiment, and FIG. 4 is a MOS transistor. FIG. 5 is a diagram showing the basic configuration of a sense circuit, FIG. 5 is a pattern layout diagram of a conventional sense circuit, and FIG. 6 is
FIG. 7 is a diagram showing the LDD structure of a MOS transistor, and FIG. 7 is a diagram for explaining the influence of the inclination in the ion implantation direction on the transistor characteristics. Q 11 , Q 12 ...... Transistor area of the first MOS transistor (Q 1 ), Q 21 , Q 22 ...... Transistor area of the second MOS transistor (Q 2 ), 11 1 to 11 4 ...... Gate electrode, 12 1 , 12, 2
… N + type layer (source region), 13 1 , 13 2 …… n + type layer (drain region), 31 1 , 31 2 …… Gate electrode, 32 …… n + type layer (source region), 33 1 , 33 2 …… n + type layer (drain region).

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ソースが共通接続され、ドレインとゲート
が互いに交差接続された第1及び第2のMOSトランジス
タにより構成され、それぞれのゲートに入る電位の差を
コンダクタンスの差を利用して検知するセンス回路を有
する半導体装置において、 前記第1及び第2のMOSトランジスタは、それぞれ一個
または並列接続された複数個のトランジスタ領域を有
し、 かつこれら第1,第2のMOSトランジスタ間で、チャネル
電流の方向が同一であるトランジスタ領域のゲート幅が
等しくなるようにレイアウトされ、 かつ前記第1,第2のMOSトランジスタ間で、チャネル電
流の方向が同一であるトランジスタ領域に存在する全て
の各ゲート電極とソース領域とが重なる部分の面積が、
前記チャネル電流の方向が同一であるトランジスタ領域
に存在する全ての各ゲート電極とドレイン領域とが重な
る部分の面積よりも大きいかまたは小さいことを特徴と
する半導体装置。
1. A first MOS transistor and a second MOS transistor, the sources of which are commonly connected, and the drain and the gate of which are cross-connected to each other. The difference between the potentials applied to the respective gates is detected by using the difference in conductance. In a semiconductor device having a sense circuit, each of the first and second MOS transistors has one or a plurality of transistor regions connected in parallel, and a channel current between the first and second MOS transistors. All the gate electrodes that are laid out so that the gate widths of the transistor regions having the same direction are the same, and that exist in the transistor regions having the same channel current direction between the first and second MOS transistors. And the area where the source region overlaps,
A semiconductor device, characterized in that the area is larger or smaller than the area of a portion where all the gate electrodes and the drain regions existing in the transistor regions having the same channel current direction overlap each other.
【請求項2】前記第1及び第2のMOSトランジスタは、
ソース及びドレイン領域のチャネル領域側に低不純物濃
度層を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の半導体装置。
2. The first and second MOS transistors,
The semiconductor device according to claim 1, further comprising a low impurity concentration layer on the channel region side of the source and drain regions.
【請求項3】ソースが共通接続され、ドレインとゲート
が互いに交差接続された第1及び第2のMOSトランジス
タにより構成され、それぞれのゲートに入る電位の差を
コンダクタンスの差を利用して検知するセンス回路を有
する半導体装置において、 前記第1及び第2のMOSトランジスタは、それぞれ一個
または並列接続された複数個のトランジスタ領域を有
し、これら第1,第2のMOSトランジスタにおいて、コン
ダクタンスはチャネル電流の方向によって変わり、かつ
前記第1,第2のMOSトランジスタ間でチャネル電流の方
向が同一であるトランジスタ領域においては、前記コン
ダクタンスの変わりかたが同じであることを特徴とする
半導体装置。
3. A first MOS transistor and a second MOS transistor, the sources of which are commonly connected, and the drain and the gate of which are cross-connected to each other. The difference between the potentials applied to the respective gates is detected by using the difference in conductance. In a semiconductor device having a sense circuit, each of the first and second MOS transistors has one or a plurality of transistor regions connected in parallel, and the conductance is a channel current. In the transistor region in which the direction of the channel current is the same between the first and second MOS transistors, the semiconductor device has the same change in the conductance.
【請求項4】前記第1及び第2のMOSトランジスタは、
ソース及びドレイン領域のチャネル領域側に低不純物濃
度層を有することを特徴とする特許請求の範囲第3項に
記載の半導体装置。
4. The first and second MOS transistors are
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the semiconductor device has a low impurity concentration layer on the channel region side of the source and drain regions.
【請求項5】ソースが共通接続され、ドレインとゲート
が互いに交差接続された第1及び第2のMOSトランジス
タにより構成され、それぞれのゲートに入る電位の差を
コンダクタンスの差を利用して検知するセンス回路を有
する半導体装置において、 前記第1及び第2のMOSトランジスタは、それぞれ一個
または並列接続された複数個のトランジスタ領域を有
し、これら第1,第2のMOSトランジスタにおいて、ソー
スとドレインとの位置関係がゲートに対して非対称関係
にあり、かつ前記第1,第2のMOSトランジスタ間でチャ
ネル電流の方向が同一であるトランジスタ領域において
は、前記非対称関係は同じものであることを特徴とする
半導体装置。
5. A first and a second MOS transistor, whose sources are commonly connected and whose drain and gate are cross-connected to each other, detect the potential difference between the respective gates by utilizing the difference in conductance. In a semiconductor device having a sense circuit, each of the first and second MOS transistors has one or a plurality of transistor regions connected in parallel, and the first and second MOS transistors have a source and a drain. Is asymmetrical with respect to the gate, and the asymmetrical relationship is the same in the transistor region in which the direction of the channel current is the same between the first and second MOS transistors. Semiconductor device.
【請求項6】前記第1及び第2のMOSトランジスタは、
ソース及びドレイン領域のチャネル領域側に低不純物濃
度層を有することを特徴とする特許請求の範囲第5項に
記載の半導体装置。
6. The first and second MOS transistors are
The semiconductor device according to claim 5, further comprising a low impurity concentration layer on the channel region side of the source and drain regions.
【請求項7】ソースが共通接続され、ドレインとゲート
が互いに交差接続された第1及び第2のMOSトランジス
タにより構成され、それぞれのゲートに入る電位の差を
コンダクタンスの差を利用して検知するセンス回路を有
する半導体装置において、 前記第1及び第2のMOSトランジスタは、それぞれ一個
または並列接続された複数個のトランジスタ領域を有
し、かつこれら第1,第2のMOSトランジスタにおいて、
ソースの寄生抵抗とドレインのそれとが異なり、かつ前
記第1,第2のMOSトランジスタ間でチャネル電流の方向
が同一であるトランジスタ領域においては、前記ソース
及びドレインについての寄生抵抗の異なりかたが同じで
あることを特徴とする半導体装置。
7. A first and a second MOS transistor whose sources are commonly connected and whose drain and gate are cross-connected to each other, and detect the potential difference between the respective gates by utilizing the difference in conductance. In a semiconductor device having a sense circuit, the first and second MOS transistors each have one or a plurality of transistor regions connected in parallel, and in these first and second MOS transistors,
In the transistor region where the parasitic resistance of the source is different from that of the drain and the direction of the channel current is the same between the first and second MOS transistors, the parasitic resistances of the source and the drain are different. A semiconductor device characterized by:
【請求項8】前記第1及び第2のMOSトランジスタは、
ソース及びドレイン領域のチャネル領域側に低不純物濃
度層を有することを特徴とする特許請求の範囲第7項に
記載の半導体装置。
8. The first and second MOS transistors are
8. The semiconductor device according to claim 7, further comprising a low impurity concentration layer on the channel region side of the source and drain regions.
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