JPH11135748A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPH11135748A JPH11135748A JP9298161A JP29816197A JPH11135748A JP H11135748 A JPH11135748 A JP H11135748A JP 9298161 A JP9298161 A JP 9298161A JP 29816197 A JP29816197 A JP 29816197A JP H11135748 A JPH11135748 A JP H11135748A
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- JP
- Japan
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- wiring
- memory cell
- sub
- semiconductor integrated
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 局所的な金属配線の集中を防止し、チップ面
積を低減する。 【解決手段】 ワード線W、列選択信号線YSに加えて
メモリセルアレー領域15、16、17、18上に垂直
方向配線VL(通り抜け配線)および水平方向配線HL
(通り抜け配線)を追加する。垂直方向配線VLおよび
水平方向配線HLの接続は、メモリセルアレー上に形成
されたスルーホールを介して行う。
積を低減する。 【解決手段】 ワード線W、列選択信号線YSに加えて
メモリセルアレー領域15、16、17、18上に垂直
方向配線VL(通り抜け配線)および水平方向配線HL
(通り抜け配線)を追加する。垂直方向配線VLおよび
水平方向配線HLの接続は、メモリセルアレー上に形成
されたスルーホールを介して行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関し、特に、半導体メモリのメモリセルアレイ上に
配置される配線に適用して有効な技術に関するものであ
る。
置に関し、特に、半導体メモリのメモリセルアレイ上に
配置される配線に適用して有効な技術に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体技術の発展に伴って、単一の半導
体基板上に形成される回路数は益々増大し、そのためデ
ザインルールの値(設計最小寸法)は益々小さくなって
いる。このデザインルールの微細化は、金属配線の寸法
(幅と厚さ)を小さくし、その抵抗を増大させる。ま
た、回路数の増大は、その多数の回路のパルス動作に起
因する電源ノイズを発生し、動作余裕や動作速度に与え
る影響が深刻になっている。これらの問題すべてはチッ
プの動作を遅らせ、チップに格納されているデータを破
損させることさえあり得る。金属配線の抵抗の増大を抑
制することは、ダイナミックランダムアクセスメモリ
(DRAM)の設計も含めて、ほとんどの半導体設計の
分野で重要な課題となっている。
体基板上に形成される回路数は益々増大し、そのためデ
ザインルールの値(設計最小寸法)は益々小さくなって
いる。このデザインルールの微細化は、金属配線の寸法
(幅と厚さ)を小さくし、その抵抗を増大させる。ま
た、回路数の増大は、その多数の回路のパルス動作に起
因する電源ノイズを発生し、動作余裕や動作速度に与え
る影響が深刻になっている。これらの問題すべてはチッ
プの動作を遅らせ、チップに格納されているデータを破
損させることさえあり得る。金属配線の抵抗の増大を抑
制することは、ダイナミックランダムアクセスメモリ
(DRAM)の設計も含めて、ほとんどの半導体設計の
分野で重要な課題となっている。
【0003】この問題に対する1つの解決策として、Ya
mada, A 64-Mb DRAM with Meshed Power Line, 26 IEEE
Journal of Solid-State Circuits 11 (1991)に説明さ
れているように、チップに対するメッシュ状の電源バス
システムが開発されている。このメッシュ状電源バスシ
ステムは、DRAMのメモリセルアレー内に分散された
センスアンプドライバ(CMOSスイッチ)に内部抵抗
の低い電源線を介して電源電圧を供給し、センスアンプ
を高速化するものである。DRAMのような半導体集積
回路装置ではセンスアンプドライバが分散して存在して
いるため、多数の電源バスがメモリセルアレー上に設け
られ、このメッシュ状電源バスシステムによりセンスア
ンプドライバに十分な電力を供給することができる。
mada, A 64-Mb DRAM with Meshed Power Line, 26 IEEE
Journal of Solid-State Circuits 11 (1991)に説明さ
れているように、チップに対するメッシュ状の電源バス
システムが開発されている。このメッシュ状電源バスシ
ステムは、DRAMのメモリセルアレー内に分散された
センスアンプドライバ(CMOSスイッチ)に内部抵抗
の低い電源線を介して電源電圧を供給し、センスアンプ
を高速化するものである。DRAMのような半導体集積
回路装置ではセンスアンプドライバが分散して存在して
いるため、多数の電源バスがメモリセルアレー上に設け
られ、このメッシュ状電源バスシステムによりセンスア
ンプドライバに十分な電力を供給することができる。
【0004】一方、たとえば、K. Noda et Al., a Boos
ted Dual Word-line Decoding Scheme for 256 Mbit DR
AM's, 1992 Symp. on VLSI Circuit Dig. of Tech. Pap
ers,pp. 112-113 (1992) に記載されているように、階
層的なワード線構造が提案されている。この提案は、第
2の金属配線層に形成されたメインワード線と、多結晶
シリコンで形成されたサブワード線とでワード線選択を
行うものであり、8本のサブワード線毎に2本のメイン
ワード線(True,Bar)を設けるものである。こ
れにより、メインワード線のピッチをサブワード線のピ
ッチの4倍に緩和し、配線加工を容易にすることができ
る。
ted Dual Word-line Decoding Scheme for 256 Mbit DR
AM's, 1992 Symp. on VLSI Circuit Dig. of Tech. Pap
ers,pp. 112-113 (1992) に記載されているように、階
層的なワード線構造が提案されている。この提案は、第
2の金属配線層に形成されたメインワード線と、多結晶
シリコンで形成されたサブワード線とでワード線選択を
行うものであり、8本のサブワード線毎に2本のメイン
ワード線(True,Bar)を設けるものである。こ
れにより、メインワード線のピッチをサブワード線のピ
ッチの4倍に緩和し、配線加工を容易にすることができ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のメッシ
ュ状電源バスシステムには、以下のような問題がある。
すなわち、このメッシュ状電源バスシステムは、電源線
を列選択線の間にそれと並行に配置し、その電源線をセ
ンスアンプ上のスルーホールを介して他層の配線(列選
択線と垂直方向の配線)に接続して方向を90度変換
し、その配線をセンスアンプ領域とワード線ドライバ領
域との交差部(交差領域)に延伸させるものである。そ
して、交差領域に配置されたセンスアンプドライバに、
列選択線と平行な電源線、センスアンプ上のスルーホー
ル、およびこのスルーホールからセンスアンプ上の配線
により交差領域のセンスアンプドライバまで電力を供給
するものである。
ュ状電源バスシステムには、以下のような問題がある。
すなわち、このメッシュ状電源バスシステムは、電源線
を列選択線の間にそれと並行に配置し、その電源線をセ
ンスアンプ上のスルーホールを介して他層の配線(列選
択線と垂直方向の配線)に接続して方向を90度変換
し、その配線をセンスアンプ領域とワード線ドライバ領
域との交差部(交差領域)に延伸させるものである。そ
して、交差領域に配置されたセンスアンプドライバに、
列選択線と平行な電源線、センスアンプ上のスルーホー
ル、およびこのスルーホールからセンスアンプ上の配線
により交差領域のセンスアンプドライバまで電力を供給
するものである。
【0006】ところが、この方式ではスルーホールの位
置がセンスアンプ上に限られ、スルーホールから交差領
域のセンスアンプドライバまでを接続する配線はセンス
アンプ領域に形成されることとなる。センスアンプ上
は、元来多数の制御信号配線が集中する領域であり、セ
ンスアンプドライバに十分な電力を供給するために必要
な配線幅を確保しようとすれば、この配線の存在により
センスアンプ領域の寸法が大きくならざるを得ず、その
ためチップ寸法が大きくなる問題がある。一方、センス
アンプ領域を小さく保とうとすればセンスアンプドライ
バに電力を供給する配線の幅を小さくせざるを得ず、配
線抵抗が問題となって、このシステムを採用した本来の
目的が達成できなくなる。
置がセンスアンプ上に限られ、スルーホールから交差領
域のセンスアンプドライバまでを接続する配線はセンス
アンプ領域に形成されることとなる。センスアンプ上
は、元来多数の制御信号配線が集中する領域であり、セ
ンスアンプドライバに十分な電力を供給するために必要
な配線幅を確保しようとすれば、この配線の存在により
センスアンプ領域の寸法が大きくならざるを得ず、その
ためチップ寸法が大きくなる問題がある。一方、センス
アンプ領域を小さく保とうとすればセンスアンプドライ
バに電力を供給する配線の幅を小さくせざるを得ず、配
線抵抗が問題となって、このシステムを採用した本来の
目的が達成できなくなる。
【0007】また、センスアンプ領域に形成されたスル
ーホールの存在は、そのスルーホールを覆うために配線
領域の幅を配線の最小幅よりも一般的に大きくするた
め、この点からも配線の密度が過密状態となり、センス
アンプ領域の寸法を大きくすることとなる。
ーホールの存在は、そのスルーホールを覆うために配線
領域の幅を配線の最小幅よりも一般的に大きくするた
め、この点からも配線の密度が過密状態となり、センス
アンプ領域の寸法を大きくすることとなる。
【0008】さらに、前記メッシュ状電源バスシステム
を用いるか否かにかかわらず、チップ内の回路数の増大
により、チップ内の配線数の増大をも引き起こし、信号
配線の引き回しに起因するチップ内の特定領域での局所
的な信号配線領域の不足が生じ、この不足領域のためチ
ップ寸法が増大する問題がある。特に、行方向の間接周
辺回路領域と列方向の間接周辺回路領域とが交差するチ
ップ中央領域での配線領域の確保が困難となっている。
を用いるか否かにかかわらず、チップ内の回路数の増大
により、チップ内の配線数の増大をも引き起こし、信号
配線の引き回しに起因するチップ内の特定領域での局所
的な信号配線領域の不足が生じ、この不足領域のためチ
ップ寸法が増大する問題がある。特に、行方向の間接周
辺回路領域と列方向の間接周辺回路領域とが交差するチ
ップ中央領域での配線領域の確保が困難となっている。
【0009】一方、従来の階層ワード線方式では金属配
線によるメインワード線のサブワード線に対するピッチ
緩和はせいぜい4倍であり、メインワード線の間に金属
配線を設けてメッシュ状電源バスシステムに適用するす
るには困難がある。すなわち、メモリセルアレーの上部
に形成するメインワード線の加工では、DRAMの集積
度の向上に伴う情報蓄積用容量素子の立体化に起因して
下地形状が凹凸となり、フォトリソグラフィのフォーカ
スマージンがとり難くなっている。このため、メモリセ
ル容量形成前にゲート電極の一部として多結晶シリコン
膜等を用いて形成するサブワード線とは異なり、十分大
きな配線幅とスペースを必要とする。また、メインワー
ド線で選択される一群のサブワード線を選択するサブワ
ードドライバ用のプリデコーダ線を配置する必要もあ
る。したがって、前記程度のピッチ緩和ではさらに別の
配線をメインワード線の間に形成することは困難であ
る。
線によるメインワード線のサブワード線に対するピッチ
緩和はせいぜい4倍であり、メインワード線の間に金属
配線を設けてメッシュ状電源バスシステムに適用するす
るには困難がある。すなわち、メモリセルアレーの上部
に形成するメインワード線の加工では、DRAMの集積
度の向上に伴う情報蓄積用容量素子の立体化に起因して
下地形状が凹凸となり、フォトリソグラフィのフォーカ
スマージンがとり難くなっている。このため、メモリセ
ル容量形成前にゲート電極の一部として多結晶シリコン
膜等を用いて形成するサブワード線とは異なり、十分大
きな配線幅とスペースを必要とする。また、メインワー
ド線で選択される一群のサブワード線を選択するサブワ
ードドライバ用のプリデコーダ線を配置する必要もあ
る。したがって、前記程度のピッチ緩和ではさらに別の
配線をメインワード線の間に形成することは困難であ
る。
【0010】本発明の目的は、メモリセルアレー上に配
置されるメインワード線または列選択線のピッチを緩和
して、その間に別の信号線または電源線を埋め込むこと
によりチップ内の局所的な金属配線の集中を防止し、チ
ップ面積を低減することにある。特に、本発明では、行
方向の間接周辺回路領域と列方向の間接周辺回路領域と
が交差するチップ中央領域での配線領域の確保を目的と
する。
置されるメインワード線または列選択線のピッチを緩和
して、その間に別の信号線または電源線を埋め込むこと
によりチップ内の局所的な金属配線の集中を防止し、チ
ップ面積を低減することにある。特に、本発明では、行
方向の間接周辺回路領域と列方向の間接周辺回路領域と
が交差するチップ中央領域での配線領域の確保を目的と
する。
【0011】また、本発明の目的は、メモリセルアレー
上の配線の接続信頼性を向上することにある。
上の配線の接続信頼性を向上することにある。
【0012】また、本発明の目的は、半導体集積回路装
置の動作速度を向上することにある。
置の動作速度を向上することにある。
【0013】また、本発明の目的は、半導体集積回路装
置の耐ノイズ性を向上し、その信頼性を向上することに
ある。
置の耐ノイズ性を向上し、その信頼性を向上することに
ある。
【0014】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
【0015】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0016】(1)本発明の半導体集積回路装置は、第
1方向に延伸されたサブワード線と、第1方向に直交す
る第2方向に延伸されたビット線と、サブワード線の一
部をゲート電極とし、ソース・ドレイン領域の一方が情
報蓄積用容量素子に接続され、他方がビット線に接続さ
れた選択MISFETとを有する半導体集積回路装置で
あって、選択MISFETおよび情報蓄積用容量素子か
らなるメモリセルの上部に層間絶縁膜を介して形成され
た配線を有し、配線には、第1方向に延伸して形成され
サブワード線の一群を選択するメインワード線、または
第2方向に延伸して形成されビット線が接続されるセン
スアンプの一群を選択する列選択線、以外の通り抜け配
線が含まれるものである。
1方向に延伸されたサブワード線と、第1方向に直交す
る第2方向に延伸されたビット線と、サブワード線の一
部をゲート電極とし、ソース・ドレイン領域の一方が情
報蓄積用容量素子に接続され、他方がビット線に接続さ
れた選択MISFETとを有する半導体集積回路装置で
あって、選択MISFETおよび情報蓄積用容量素子か
らなるメモリセルの上部に層間絶縁膜を介して形成され
た配線を有し、配線には、第1方向に延伸して形成され
サブワード線の一群を選択するメインワード線、または
第2方向に延伸して形成されビット線が接続されるセン
スアンプの一群を選択する列選択線、以外の通り抜け配
線が含まれるものである。
【0017】このような半導体集積回路装置によれば、
メモリセルの上部すなわちメモリセルアレー上に形成さ
れた配線にメインワード線または列選択線以外の通り抜
け配線が含まれるため、この通り抜け配線をたとえば信
号線あるいは電源線に活用することができ、信号線ある
いは電源線の込み合う領域の配線を前記通り抜け配線に
代えて結線することができる。その結果、信号線あるい
は電源線の込み合う領域の配線数を少なくして、そのよ
うな配線の込み合う領域の配線による面積の増大を低減
することができる。
メモリセルの上部すなわちメモリセルアレー上に形成さ
れた配線にメインワード線または列選択線以外の通り抜
け配線が含まれるため、この通り抜け配線をたとえば信
号線あるいは電源線に活用することができ、信号線ある
いは電源線の込み合う領域の配線を前記通り抜け配線に
代えて結線することができる。その結果、信号線あるい
は電源線の込み合う領域の配線数を少なくして、そのよ
うな配線の込み合う領域の配線による面積の増大を低減
することができる。
【0018】このようにメモリセルアレー上にメインワ
ード線または列選択線以外の配線を形成できるのは、後
に説明するように階層ワード線方式を採用してメインワ
ード線の本数を低減できる技術、あるいは1本の列選択
線により選択されるセンスアンプの数を複数にすること
により配線ピッチを緩和することができるためである。
この緩和された配線領域を活用し、配線の込み合う周辺
回路領域の配線を通り抜け配線に置き換えてチップ全体
としての配線形成を最適化し、チップ面積を低減しよう
とする技術が本発明の主要な内容である。
ード線または列選択線以外の配線を形成できるのは、後
に説明するように階層ワード線方式を採用してメインワ
ード線の本数を低減できる技術、あるいは1本の列選択
線により選択されるセンスアンプの数を複数にすること
により配線ピッチを緩和することができるためである。
この緩和された配線領域を活用し、配線の込み合う周辺
回路領域の配線を通り抜け配線に置き換えてチップ全体
としての配線形成を最適化し、チップ面積を低減しよう
とする技術が本発明の主要な内容である。
【0019】上記半導体集積回路装置の場合、配線は、
メモリセルの上部に、第1層間絶縁膜を介して形成され
た第1配線と、第1配線を覆う第2層間絶縁膜を介して
形成された第2配線との2層の配線とすることができ、
第1配線または第2配線の何れか一方の配線にメインワ
ード線および通り抜け配線を適用し、他方の配線に列選
択線および通り抜け配線を適用することができる。
メモリセルの上部に、第1層間絶縁膜を介して形成され
た第1配線と、第1配線を覆う第2層間絶縁膜を介して
形成された第2配線との2層の配線とすることができ、
第1配線または第2配線の何れか一方の配線にメインワ
ード線および通り抜け配線を適用し、他方の配線に列選
択線および通り抜け配線を適用することができる。
【0020】また、通り抜け配線は、間接周辺回路の間
を接続する信号線とすることもできる。この場合、行方
向間接周辺回路と列方向間接周辺回路との交差領域の配
線数を低減できる。行方向間接周辺回路と列方向間接周
辺回路との交差領域では、特に配線が込み合うため、本
発明を適用して配線数を低減する効果が大きい。
を接続する信号線とすることもできる。この場合、行方
向間接周辺回路と列方向間接周辺回路との交差領域の配
線数を低減できる。行方向間接周辺回路と列方向間接周
辺回路との交差領域では、特に配線が込み合うため、本
発明を適用して配線数を低減する効果が大きい。
【0021】また、通り抜け配線は、その伝達する信号
のクリティカルパスとすることができる。通り抜け配線
は周辺回路領域に形成する配線よりも配線幅を大きくと
ることができるため配線抵抗を低減することができ、ク
リティカルパスとなっている場合であっても比較的安定
に信号を伝送することができる。すなわち、周辺回路領
域にクリティカルパスを配置した場合には周辺回路領域
の配線幅は細く配線抵抗が問題となる場合があるが、本
発明では配線抵抗の問題を低減することが可能である。
また、周辺回路領域にクリティカルパスを配置する場合
には配線を迂回して長く配置することが避けられない場
合があるが、メモリセルアレー上に配置する配線では、
最短距離を選択することが可能ともなる。
のクリティカルパスとすることができる。通り抜け配線
は周辺回路領域に形成する配線よりも配線幅を大きくと
ることができるため配線抵抗を低減することができ、ク
リティカルパスとなっている場合であっても比較的安定
に信号を伝送することができる。すなわち、周辺回路領
域にクリティカルパスを配置した場合には周辺回路領域
の配線幅は細く配線抵抗が問題となる場合があるが、本
発明では配線抵抗の問題を低減することが可能である。
また、周辺回路領域にクリティカルパスを配置する場合
には配線を迂回して長く配置することが避けられない場
合があるが、メモリセルアレー上に配置する配線では、
最短距離を選択することが可能ともなる。
【0022】(2)本発明の半導体集積回路装置は、前
記した半導体集積回路装置であって、第1配線の通り抜
け配線と第2配線の通り抜け配線とは、メモリセルの上
部に形成された接続孔を介して互いに接続されるもので
ある。これによりメモリセルアレー上の配線の方向を任
意の場所で変換することが可能となり、配線設計の自由
度を向上することができる。
記した半導体集積回路装置であって、第1配線の通り抜
け配線と第2配線の通り抜け配線とは、メモリセルの上
部に形成された接続孔を介して互いに接続されるもので
ある。これによりメモリセルアレー上の配線の方向を任
意の場所で変換することが可能となり、配線設計の自由
度を向上することができる。
【0023】なお、メモリセルアレーの上部では周辺回
路領域とは相違して、立体的な情報蓄積用容量素子の高
さに起因して凹凸が激しく、一般にフォトリソグラフィ
が容易でない。そのため、本発明では、メモリセルアレ
ー上の接続孔を、周辺回路領域に形成された接続孔より
も大きな開口径とすることも可能である。また、第1配
線の通り抜け配線と第2配線の通り抜け配線との接続
を、同一の信号線について複数の接続孔を介して接続さ
れるものとすることができる。このように、大きな口径
の接続孔により、または、複数の接続孔により第1配線
の通り抜け配線と第2配線の通り抜け配線と接続するこ
とにより、フォトリソグラフィの困難性に起因するパタ
ーニング不良の発生を抑制し、また、パターニング不良
が発生しても複数接続孔のうち何れかの接続孔が期待通
りの機能を発揮することにより、結果的に半導体集積回
路装置の動作を保証して、その歩留まりおよび信頼性を
向上できる。
路領域とは相違して、立体的な情報蓄積用容量素子の高
さに起因して凹凸が激しく、一般にフォトリソグラフィ
が容易でない。そのため、本発明では、メモリセルアレ
ー上の接続孔を、周辺回路領域に形成された接続孔より
も大きな開口径とすることも可能である。また、第1配
線の通り抜け配線と第2配線の通り抜け配線との接続
を、同一の信号線について複数の接続孔を介して接続さ
れるものとすることができる。このように、大きな口径
の接続孔により、または、複数の接続孔により第1配線
の通り抜け配線と第2配線の通り抜け配線と接続するこ
とにより、フォトリソグラフィの困難性に起因するパタ
ーニング不良の発生を抑制し、また、パターニング不良
が発生しても複数接続孔のうち何れかの接続孔が期待通
りの機能を発揮することにより、結果的に半導体集積回
路装置の動作を保証して、その歩留まりおよび信頼性を
向上できる。
【0024】(3)本発明の半導体集積回路装置は、メ
モリセルが行列状に配置されたメモリセルサブアレー、
メモリセルサブアレーの周辺に配置された直接周辺回路
(センスアンプ、サブワードドライバ)、およびメモリ
セルサブアレーおよび直接周辺回路が規則的に配置され
たメモリセルアレーを有し、メモリセルアレー内外に信
号または電源電位を伝送するために、メモリセルサブア
レーを通り抜ける配線がメモリセルを覆う層間絶縁膜上
に形成された半導体集積回路装置であって、複数のメモ
リセルサブアレーのうち任意のメモリセルサブアレーの
その領域における配線のパターンが、その他のメモリセ
ルサブアレーのその領域における配線のパターンと相違
し、または、複数のメモリセルサブアレーのうち任意の
メモリセルサブアレーのその領域における配線が伝送す
る信号もしくは電源電位の種類が、その他のメモリセル
サブアレーのその領域における配線が伝送する信号もし
くは電源電位の種類と相違するものである。
モリセルが行列状に配置されたメモリセルサブアレー、
メモリセルサブアレーの周辺に配置された直接周辺回路
(センスアンプ、サブワードドライバ)、およびメモリ
セルサブアレーおよび直接周辺回路が規則的に配置され
たメモリセルアレーを有し、メモリセルアレー内外に信
号または電源電位を伝送するために、メモリセルサブア
レーを通り抜ける配線がメモリセルを覆う層間絶縁膜上
に形成された半導体集積回路装置であって、複数のメモ
リセルサブアレーのうち任意のメモリセルサブアレーの
その領域における配線のパターンが、その他のメモリセ
ルサブアレーのその領域における配線のパターンと相違
し、または、複数のメモリセルサブアレーのうち任意の
メモリセルサブアレーのその領域における配線が伝送す
る信号もしくは電源電位の種類が、その他のメモリセル
サブアレーのその領域における配線が伝送する信号もし
くは電源電位の種類と相違するものである。
【0025】このような半導体集積回路装置は、メモリ
セルサブアレー毎の配線パターンあるいは配線の機能が
相違するものある。これは、従来の技術においてはメモ
リセルサブアレー毎の配線パターンあるいは配線の機能
を同一として設計を簡略化していたものと相違し、積極
的に配線パターンおよび機能を相違させるものである。
この結果、配線の設計パターンの自由度を向上して、そ
の半導体集積回路装置に最適な配線設計を可能とする。
セルサブアレー毎の配線パターンあるいは配線の機能が
相違するものある。これは、従来の技術においてはメモ
リセルサブアレー毎の配線パターンあるいは配線の機能
を同一として設計を簡略化していたものと相違し、積極
的に配線パターンおよび機能を相違させるものである。
この結果、配線の設計パターンの自由度を向上して、そ
の半導体集積回路装置に最適な配線設計を可能とする。
【0026】たとえば、メモリセルアレーの周辺に配置
される間接周辺回路の遠方に位置するメモリセルサブア
レーには、同一のワード線選択信号が伝送される複数の
配線を配置し、間接周辺回路の近傍に位置するメモリセ
ルサブアレーには、間接周辺回路間の信号およびワード
線選択信号が伝送される配線を配置することが可能であ
る。このように、遠方のワード線選択信号線を複数と
し、これを並列に接続することによって配線抵抗に起因
する信号遅延を防止することが可能となる。一方、近傍
のワード線選択信号線については相対的に信号遅延の問
題が大きくないため、配線は1本で十分であり、余った
配線形成領域を周辺回路間の信号伝送配線に割り当て
て、間接周辺回路の交差領域の信号線の込み合いを緩和
することが可能である。これにより、半導体集積回路装
置のチップ面積を低減しつつ、同時に半導体集積回路装
置の性能を向上することが可能となる。
される間接周辺回路の遠方に位置するメモリセルサブア
レーには、同一のワード線選択信号が伝送される複数の
配線を配置し、間接周辺回路の近傍に位置するメモリセ
ルサブアレーには、間接周辺回路間の信号およびワード
線選択信号が伝送される配線を配置することが可能であ
る。このように、遠方のワード線選択信号線を複数と
し、これを並列に接続することによって配線抵抗に起因
する信号遅延を防止することが可能となる。一方、近傍
のワード線選択信号線については相対的に信号遅延の問
題が大きくないため、配線は1本で十分であり、余った
配線形成領域を周辺回路間の信号伝送配線に割り当て
て、間接周辺回路の交差領域の信号線の込み合いを緩和
することが可能である。これにより、半導体集積回路装
置のチップ面積を低減しつつ、同時に半導体集積回路装
置の性能を向上することが可能となる。
【0027】なお、前記した(1)〜(3)の半導体集
積回路装置においては、メモリセルは、配線とメモリセ
ルを構成する情報蓄積用容量素子の蓄積電極との間にプ
レート電極を有するもの、つまりいわゆるCOB(Ca
pacitor on Bit−line)構造とする
ことができる。このようにCOB構造とすることによ
り、ビット線を覆うプレート電極のシールド効果により
配線からビット線へ誘起するノイズを小さくして半導体
集積回路装置のメモリ情報の信頼性を向上できる。
積回路装置においては、メモリセルは、配線とメモリセ
ルを構成する情報蓄積用容量素子の蓄積電極との間にプ
レート電極を有するもの、つまりいわゆるCOB(Ca
pacitor on Bit−line)構造とする
ことができる。このようにCOB構造とすることによ
り、ビット線を覆うプレート電極のシールド効果により
配線からビット線へ誘起するノイズを小さくして半導体
集積回路装置のメモリ情報の信頼性を向上できる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【0029】図1は、本発明の一実施の形態である64
MビットDRAMの一例を全体チップについて示した平
面図である。
MビットDRAMの一例を全体チップについて示した平
面図である。
【0030】本実施の形態のDRAMは、メモリチップ
10に形成され、図1において、その長辺方向の中央部
分にメインローデコーダとアレーコントロール領域1
1、その左右両側にメインワードドライバ領域12を有
し、短辺方向の中央部分に間接周辺回路領域14、その
上下両側に列(カラム)デコーダ領域13を有する。ま
た、メモリチップ10の上下左右の四つのメモリセルア
レー領域には多数のメモリセルサブアレー15が形成さ
れている。
10に形成され、図1において、その長辺方向の中央部
分にメインローデコーダとアレーコントロール領域1
1、その左右両側にメインワードドライバ領域12を有
し、短辺方向の中央部分に間接周辺回路領域14、その
上下両側に列(カラム)デコーダ領域13を有する。ま
た、メモリチップ10の上下左右の四つのメモリセルア
レー領域には多数のメモリセルサブアレー15が形成さ
れている。
【0031】メインローデコーダ領域11およびメイン
ワードドライバ領域12からはサブワードドライバを制
御するためのメインワード線MWBおよびプリデコーダ
線FXBが左方向あるいは右方向に形成される。周辺回
路領域14はボンディングパッドを含み、列デコーダ領
域13からはセンスアンプを制御する列選択信号線YS
が上方向あるは下方向に形成される。メモリチップ10
の中央部分のメインローデコーダ領域11およびメイン
ワードドライバ領域12と列デコーダ領域13とが交差
する領域、あるいはメインローデコーダ領域11および
メインワードドライバ領域12と周辺回路領域14とが
交差する領域では、必要信号本数が多くなりこの部分で
チップ面積が決まる可能性がある。
ワードドライバ領域12からはサブワードドライバを制
御するためのメインワード線MWBおよびプリデコーダ
線FXBが左方向あるいは右方向に形成される。周辺回
路領域14はボンディングパッドを含み、列デコーダ領
域13からはセンスアンプを制御する列選択信号線YS
が上方向あるは下方向に形成される。メモリチップ10
の中央部分のメインローデコーダ領域11およびメイン
ワードドライバ領域12と列デコーダ領域13とが交差
する領域、あるいはメインローデコーダ領域11および
メインワードドライバ領域12と周辺回路領域14とが
交差する領域では、必要信号本数が多くなりこの部分で
チップ面積が決まる可能性がある。
【0032】図2は、図1のA部を拡大した平面図であ
る。メモリセルサブアレー15の上下両側にはセンスア
ンプ領域16が形成され、メモリセルサブアレー15の
左右両側にはサブワードドライバ領域17が形成されて
いる。センスアンプ領域16およびサブワードドライバ
領域17が交差する領域には交差領域18が形成されて
いる。センスアンプ領域16、サブワードドライバ領域
17および交差領域18は、一般に直接周辺回路領域と
いわれる周辺回路領域である。
る。メモリセルサブアレー15の上下両側にはセンスア
ンプ領域16が形成され、メモリセルサブアレー15の
左右両側にはサブワードドライバ領域17が形成されて
いる。センスアンプ領域16およびサブワードドライバ
領域17が交差する領域には交差領域18が形成されて
いる。センスアンプ領域16、サブワードドライバ領域
17および交差領域18は、一般に直接周辺回路領域と
いわれる周辺回路領域である。
【0033】メモリセルサブアレー15には選択MIS
FETQtおよび情報蓄積用容量素子Cからなるメモリ
セルが形成され、センスアンプ領域16には主にセンス
アンプSAが形成される。サブワードドライバ領域17
にはサブワードドライバSWDが形成される。交差領域
18にはセンスアンプドライバSAD、IOスイッチI
OSW等が形成される。
FETQtおよび情報蓄積用容量素子Cからなるメモリ
セルが形成され、センスアンプ領域16には主にセンス
アンプSAが形成される。サブワードドライバ領域17
にはサブワードドライバSWDが形成される。交差領域
18にはセンスアンプドライバSAD、IOスイッチI
OSW等が形成される。
【0034】図3は、本実施の形態のDRAMのメモリ
セルアレーまわりの回路図である。
セルアレーまわりの回路図である。
【0035】メモリセルサブアレー15に形成された選
択MISFETQtおよび情報蓄積用容量素子Cによっ
て1bitの情報が記憶される。
択MISFETQtおよび情報蓄積用容量素子Cによっ
て1bitの情報が記憶される。
【0036】本実施の形態では、階層ワード線方式を用
いる。すなわち、メインワード線MWBにより選択され
た一群のサブワードドライバSWDはプリデコーダ線F
Xによりさらに選択され、1つのサブワード線SWが選
択される。このサブワード線SWの選択により行(Ro
w)方向のメモリセルが特定される。プリデコーダ回路
52の出力はメインワードドライバ領域12でワード線
昇圧電圧VPPに昇圧され、メインワード線MWBおよ
びプリデコーダ線FXに供給される。ワード線昇圧電圧
Vppはたとえば3.8Vを例示できる。
いる。すなわち、メインワード線MWBにより選択され
た一群のサブワードドライバSWDはプリデコーダ線F
Xによりさらに選択され、1つのサブワード線SWが選
択される。このサブワード線SWの選択により行(Ro
w)方向のメモリセルが特定される。プリデコーダ回路
52の出力はメインワードドライバ領域12でワード線
昇圧電圧VPPに昇圧され、メインワード線MWBおよ
びプリデコーダ線FXに供給される。ワード線昇圧電圧
Vppはたとえば3.8Vを例示できる。
【0037】また、本実施の形態では、周辺回路動作電
圧VPERIとメモリセル蓄積電圧VDLとを電源電圧
より降下させる内部降圧方式を用いる。周辺回路動作電
圧VPERIおよびメモリセル蓄積電圧VDLとしては
たとえば2.5Vおよび2.0Vを例示できる。電源電圧は
たとえば3.3Vを例示できる。
圧VPERIとメモリセル蓄積電圧VDLとを電源電圧
より降下させる内部降圧方式を用いる。周辺回路動作電
圧VPERIおよびメモリセル蓄積電圧VDLとしては
たとえば2.5Vおよび2.0Vを例示できる。電源電圧は
たとえば3.3Vを例示できる。
【0038】また、本実施の形態では、センスアンプS
Aを上下のメモリセルサブアレー15で共用するシェア
ドセンスアンプとしている。交差領域18にセンスアン
プドライバSADを配置してセンスアンプSAをオーバ
ードライブ駆動している。シェアドセンスアンプは、シ
ェアドセンスアンプ分離信号線SH1,SH2により制
御される。オーバードライブ駆動は、第1センスアンプ
充電信号線SAP1によりVDDに充電することにより
行う。その後、センスアンプSAをVDLに充電する場
合には第2センスアンプ充電信号線SAP2により行
う。センスアンプSAを放電するにはセンスアンプ放電
信号線SANにより行う。
Aを上下のメモリセルサブアレー15で共用するシェア
ドセンスアンプとしている。交差領域18にセンスアン
プドライバSADを配置してセンスアンプSAをオーバ
ードライブ駆動している。シェアドセンスアンプは、シ
ェアドセンスアンプ分離信号線SH1,SH2により制
御される。オーバードライブ駆動は、第1センスアンプ
充電信号線SAP1によりVDDに充電することにより
行う。その後、センスアンプSAをVDLに充電する場
合には第2センスアンプ充電信号線SAP2により行
う。センスアンプSAを放電するにはセンスアンプ放電
信号線SANにより行う。
【0039】また、本実施の形態では、ローカルIO線
LIOとメインIO線MIOを交差領域18でIOスイ
ッチIOSW(MOSスイッチ)に接続する階層IO線
構造を用いる。図3において、書込み回路は省略してい
るがメインアンプ61と並列に配置することができる。
LIOとメインIO線MIOを交差領域18でIOスイ
ッチIOSW(MOSスイッチ)に接続する階層IO線
構造を用いる。図3において、書込み回路は省略してい
るがメインアンプ61と並列に配置することができる。
【0040】本実施の形態のDRAMの記憶情報である
蓄積電荷は情報蓄積用容量素子Cに蓄積された電荷であ
り、ビット線BL、BLBを介してセンスアンプSAに
より検出される。センスアンプSAの選択は、列デコー
ダ領域13に形成された列デコーダにより駆動される列
選択信号線YSにより特定される。前記したサブワード
線SWの選択と列選択信号線YSの選択により特定され
たメモリセルの情報がローカルIO線LIO、メインI
O線MIOを介してメインアンプ61に読み出され、デ
ータ出力回路62により出力される。データの書き込み
は、データ入力回路63を介して行われる。
蓄積電荷は情報蓄積用容量素子Cに蓄積された電荷であ
り、ビット線BL、BLBを介してセンスアンプSAに
より検出される。センスアンプSAの選択は、列デコー
ダ領域13に形成された列デコーダにより駆動される列
選択信号線YSにより特定される。前記したサブワード
線SWの選択と列選択信号線YSの選択により特定され
たメモリセルの情報がローカルIO線LIO、メインI
O線MIOを介してメインアンプ61に読み出され、デ
ータ出力回路62により出力される。データの書き込み
は、データ入力回路63を介して行われる。
【0041】なお、ビット線BL、BLBをプリチャー
ジする場合はビット線プリチャージ信号線PCBを用い
て、ビット線プリチャージ電圧VBLRに充電する。V
BLRはたとえば1.0Vを例示できる。また、プレート
電圧VPLTおよび基板電圧VBBは、たとえば1.0V
および−1.0Vを例示できる。
ジする場合はビット線プリチャージ信号線PCBを用い
て、ビット線プリチャージ電圧VBLRに充電する。V
BLRはたとえば1.0Vを例示できる。また、プレート
電圧VPLTおよび基板電圧VBBは、たとえば1.0V
および−1.0Vを例示できる。
【0042】図4は、本実施の形態の特徴的な部分をチ
ップ全体について表した平面図である。図面をわかりや
すくするため、メモリセルアレーおよび間接周辺回路領
域上に配置される金属配線の一部のみを示している。図
5は、比較検討のために示した、本発明を用いない場合
についての図4に対比される平面図である。なお、以下
の説明ではアレー上の水平方向のワード線W、HLは第
2層金属(アルミなどの低抵抗材料)とし、垂直方向の
列選択信号線YS、VLは第3層金属(アルミなどの低
抵抗材料)とすることができる。しかしこれに限られ
ず、その逆でもよい。また3層金属を使わない場合は水
平方向の配線は第1層金属とし、垂直方向は第2層金属
とすることができる。
ップ全体について表した平面図である。図面をわかりや
すくするため、メモリセルアレーおよび間接周辺回路領
域上に配置される金属配線の一部のみを示している。図
5は、比較検討のために示した、本発明を用いない場合
についての図4に対比される平面図である。なお、以下
の説明ではアレー上の水平方向のワード線W、HLは第
2層金属(アルミなどの低抵抗材料)とし、垂直方向の
列選択信号線YS、VLは第3層金属(アルミなどの低
抵抗材料)とすることができる。しかしこれに限られ
ず、その逆でもよい。また3層金属を使わない場合は水
平方向の配線は第1層金属とし、垂直方向は第2層金属
とすることができる。
【0043】図5において、本実施の形態と比較される
DRAMにおいては、メモリセルアレー領域15、1
6、17、18上には金属配線としてワード線W、列選
択信号線YSが配置される。ワード線Wはワードシャン
ト方式を用いる場合、メモリセルと同一ピッチで並んだ
金属ワード線であるが、階層ワード線方式を用いる場合
では、複数のメモリセルピッチで共用されるメインワー
ド線MWBである。ワードシャント方式は、その一部が
ゲート電極となるワード線(たとえば多結晶シリコン膜
からなる)に低抵抗の金属配線を第2金属配線M2とし
て形成し、これをゲート電極となるワード線上にのせ、
ところどころに設けたシャント部で短絡してワード線の
抵抗を等価的に減少させるものである。64kbitD
RAMの時代から用いられてきた技術である。ワードシ
ャント方式では金属配線からなるワード線とゲート電極
となるワード線とはメモリセルと等しい細かいピッチで
並ぶので金属配線からなるワード線以外の金属配線をワ
ード線と平行に同一層で配置する余地はない。しかし階
層ワード線方式ではメインワード線MWBの繰り返しピ
ッチを工夫することによりその余地がある。
DRAMにおいては、メモリセルアレー領域15、1
6、17、18上には金属配線としてワード線W、列選
択信号線YSが配置される。ワード線Wはワードシャン
ト方式を用いる場合、メモリセルと同一ピッチで並んだ
金属ワード線であるが、階層ワード線方式を用いる場合
では、複数のメモリセルピッチで共用されるメインワー
ド線MWBである。ワードシャント方式は、その一部が
ゲート電極となるワード線(たとえば多結晶シリコン膜
からなる)に低抵抗の金属配線を第2金属配線M2とし
て形成し、これをゲート電極となるワード線上にのせ、
ところどころに設けたシャント部で短絡してワード線の
抵抗を等価的に減少させるものである。64kbitD
RAMの時代から用いられてきた技術である。ワードシ
ャント方式では金属配線からなるワード線とゲート電極
となるワード線とはメモリセルと等しい細かいピッチで
並ぶので金属配線からなるワード線以外の金属配線をワ
ード線と平行に同一層で配置する余地はない。しかし階
層ワード線方式ではメインワード線MWBの繰り返しピ
ッチを工夫することによりその余地がある。
【0044】一方、図5で示されるメモリセルアレー領
域15、16、17、18以外の領域の問題は、チップ
中央部においては長辺方向の周辺回路13、14と短辺
方向の周辺回路11、12とが交錯し、多数の電源配線
や信号配線を配置する必要から、このような配線領域確
保のためチップ寸法が大きくなってしまうという点があ
る。
域15、16、17、18以外の領域の問題は、チップ
中央部においては長辺方向の周辺回路13、14と短辺
方向の周辺回路11、12とが交錯し、多数の電源配線
や信号配線を配置する必要から、このような配線領域確
保のためチップ寸法が大きくなってしまうという点があ
る。
【0045】そこで、図4に示す本実施の形態のDRA
Mでは、図5に示すDRAMとは異なり、ワード線W、
列選択信号線YSに加えてメモリセルアレー領域15、
16、17、18上に垂直方向配線VL(通り抜け配
線)および水平方向配線HL(通り抜け配線)を追加し
ている。図4では垂直方向配線VLおよび水平方向配線
HLを各々1本だけを示したが、配線ピッチのプロセス
許容値から配線本数を追加することが可能である。
Mでは、図5に示すDRAMとは異なり、ワード線W、
列選択信号線YSに加えてメモリセルアレー領域15、
16、17、18上に垂直方向配線VL(通り抜け配
線)および水平方向配線HL(通り抜け配線)を追加し
ている。図4では垂直方向配線VLおよび水平方向配線
HLを各々1本だけを示したが、配線ピッチのプロセス
許容値から配線本数を追加することが可能である。
【0046】この垂直方向配線VLおよび水平方向配線
HLとしては、各種の電源配線(VDD,VSS、VD
L,VPP,VBB,VBLR,VPLTなど)、プリ
デコーダ配線(Row系、Column系)、各種の制
御信号線などで長辺方向の周辺回路13、14と短辺方
向の周辺回路11、12とをつなぐ必要があるすべての
配線に適用できる。また、欠陥救済のためのアドレス設
定ヒューズとその信号を用いたアドレス比較回路間との
多数の信号のつなぎ、プリデコーダとデコーダとの多数
の信号つなぎあるいはIO線など、さまざまな用途が可
能である。
HLとしては、各種の電源配線(VDD,VSS、VD
L,VPP,VBB,VBLR,VPLTなど)、プリ
デコーダ配線(Row系、Column系)、各種の制
御信号線などで長辺方向の周辺回路13、14と短辺方
向の周辺回路11、12とをつなぐ必要があるすべての
配線に適用できる。また、欠陥救済のためのアドレス設
定ヒューズとその信号を用いたアドレス比較回路間との
多数の信号のつなぎ、プリデコーダとデコーダとの多数
の信号つなぎあるいはIO線など、さまざまな用途が可
能である。
【0047】このように、垂直方向配線VLおよび水平
方向配線HLを用いてチップ中央部の配線が過密する領
域の配線のあふれを解決することができる。すなわち、
従来チップ中央部に配置せざるを得なかった配線を垂直
方向配線VLおよび水平方向配線HLを用いてメモリセ
ルアレー領域15、16、17、18上に配置すること
ができ、チップ中央の十文字部分の信号線を減らすこと
ができる。つまり、本実施の形態では、階層ワード線構
造によるメインワード線MWBの緩和された配線ピッチ
を使って、アレー上にワード線Wや列選択信号線YS以
外の信号線や電源線の配線を配置し、チップ面積を減少
させることができる。
方向配線HLを用いてチップ中央部の配線が過密する領
域の配線のあふれを解決することができる。すなわち、
従来チップ中央部に配置せざるを得なかった配線を垂直
方向配線VLおよび水平方向配線HLを用いてメモリセ
ルアレー領域15、16、17、18上に配置すること
ができ、チップ中央の十文字部分の信号線を減らすこと
ができる。つまり、本実施の形態では、階層ワード線構
造によるメインワード線MWBの緩和された配線ピッチ
を使って、アレー上にワード線Wや列選択信号線YS以
外の信号線や電源線の配線を配置し、チップ面積を減少
させることができる。
【0048】次に、上記に示したメモリセルアレー領域
15、16、17、18上でワード線W、列選択信号線
YSに加え、このような垂直方向配線VLおよび水平方
向配線HLの配置が可能となる理由を階層ワード線のサ
ブワードドライバとセンスアンプの簡略なレイアウト図
を用いて説明する。
15、16、17、18上でワード線W、列選択信号線
YSに加え、このような垂直方向配線VLおよび水平方
向配線HLの配置が可能となる理由を階層ワード線のサ
ブワードドライバとセンスアンプの簡略なレイアウト図
を用いて説明する。
【0049】図6(a)は、階層ワード線方式でのサブ
ワードドライバの説明のための回路図であり、図6
(b)は、そのタイミングチャートである。また、図7
は、サブワードドライバ領域のレイアウトの一例を示し
た平面図である。
ワードドライバの説明のための回路図であり、図6
(b)は、そのタイミングチャートである。また、図7
は、サブワードドライバ領域のレイアウトの一例を示し
た平面図である。
【0050】図6(a)は、代表的なサブワードドライ
バの回路構成である。MP1,MN1,MN2の3つの
トランジスタからなる。ここでVPPはワード線の選択
電位となるチップ内昇圧電圧である。FXBとFXは相
補的なレベル関係をとるプリデコーダ線である。メイン
ワード線MWBがLow,FXBがLow,FXがHi
ghの時、サブワード線SWはHighレベル(VP
P)の選択状態となる。MN2はメインワード線MWB
が選択、プリデコーダ線FXB、FXが非選択(MWB
がLow,FXBがHigh,FXがLow)の時にサ
ブワード線SWをVSSレベル(0V)に固定するため
に必要である。
バの回路構成である。MP1,MN1,MN2の3つの
トランジスタからなる。ここでVPPはワード線の選択
電位となるチップ内昇圧電圧である。FXBとFXは相
補的なレベル関係をとるプリデコーダ線である。メイン
ワード線MWBがLow,FXBがLow,FXがHi
ghの時、サブワード線SWはHighレベル(VP
P)の選択状態となる。MN2はメインワード線MWB
が選択、プリデコーダ線FXB、FXが非選択(MWB
がLow,FXBがHigh,FXがLow)の時にサ
ブワード線SWをVSSレベル(0V)に固定するため
に必要である。
【0051】メモリセルサブアレー15が例えば256
本のサブワード線SWから成るとき、MWB線が32
本、FXB線が8本、FX線が8本のサブワードドライ
バで論理動作を行い、256本のサブワード線SWから
1本を選択する。メインワード線MWBとプリデコーダ
線FXBは金属配線層(例えばアルミ層)、サブワード
線SWは多結晶シリコン膜またはポリサイドで構成する
ことができる。サブワード線SWがメモリセルの選択M
ISFETQtを駆動するので、サブワード線SWの繰
り返しピッチはメモリセルの繰り返しピッチと等しく微
細である。サブワード線SWをつくる工程は情報蓄積用
容量素子Cを形成する工程の前なので微細なパタンの加
工も可能である。
本のサブワード線SWから成るとき、MWB線が32
本、FXB線が8本、FX線が8本のサブワードドライ
バで論理動作を行い、256本のサブワード線SWから
1本を選択する。メインワード線MWBとプリデコーダ
線FXBは金属配線層(例えばアルミ層)、サブワード
線SWは多結晶シリコン膜またはポリサイドで構成する
ことができる。サブワード線SWがメモリセルの選択M
ISFETQtを駆動するので、サブワード線SWの繰
り返しピッチはメモリセルの繰り返しピッチと等しく微
細である。サブワード線SWをつくる工程は情報蓄積用
容量素子Cを形成する工程の前なので微細なパタンの加
工も可能である。
【0052】一方、金属配線は情報蓄積用容量素子Cの
形成後に加工するのでピッチ緩和が望ましい。
形成後に加工するのでピッチ緩和が望ましい。
【0053】特に限定されないが8本のFXBは、32
本のMWBと平行にメモリセルサブアレー15上に第2
金属配線M2(第2層アルミ)として配置することがで
きる。8本のうち4本が1つのサブワードドライバ領域
17上で第3金属配線M3(第3層アルミ)に変換さ
れ、その領域のサブワードドライバのN形MOSFET
のゲートに印加されるとともに交差領域18まで延伸さ
れ、プリデコーダドライバに入力される。その出力であ
るFXが第3金属配線M3の配線を介してサブワードド
ライバのP形MOSFETのソースを駆動する。このよ
うな駆動方式を採用すれば、メモリセルサブアレー15
上の金属配線層は、MWB線が32本、FXB線が8本
で済むので、その繰り返しピッチはメモリセル繰り返し
ピッチに比べ256/(32+8)=6.4倍に緩和され
ることとなる。もしFXB線をアレー上に置かず32本
のMWB線だけのときは8倍のピッチ緩和が実現できる
が、8本のFXB線をセンスアンプ上に置くとセンスア
ンプ上の配線が過密となる。
本のMWBと平行にメモリセルサブアレー15上に第2
金属配線M2(第2層アルミ)として配置することがで
きる。8本のうち4本が1つのサブワードドライバ領域
17上で第3金属配線M3(第3層アルミ)に変換さ
れ、その領域のサブワードドライバのN形MOSFET
のゲートに印加されるとともに交差領域18まで延伸さ
れ、プリデコーダドライバに入力される。その出力であ
るFXが第3金属配線M3の配線を介してサブワードド
ライバのP形MOSFETのソースを駆動する。このよ
うな駆動方式を採用すれば、メモリセルサブアレー15
上の金属配線層は、MWB線が32本、FXB線が8本
で済むので、その繰り返しピッチはメモリセル繰り返し
ピッチに比べ256/(32+8)=6.4倍に緩和され
ることとなる。もしFXB線をアレー上に置かず32本
のMWB線だけのときは8倍のピッチ緩和が実現できる
が、8本のFXB線をセンスアンプ上に置くとセンスア
ンプ上の配線が過密となる。
【0054】図7に示す平面図では、8個のサブワード
ドライバを単位とするレイアウト配置を示す。2本のM
WB線がそれぞれ4個ずつのサブワードドライバを制御
する。1つのサブワードドライバ領域にはFXB,FX
線が4組存在する。メモリセルサブアレー15を鋏んだ
隣のサブワードドライバ領域17では残りの4組のFX
B,FX線が同様に当該メモリセルサブアレー15のサ
ブワードドライバに供給される。偶数番号SW0,SW
2〜SW14の8本のSWが出力である。奇数番号SW
1,SW3〜SW15の8本は隣のサブワードドライバ
領域17から交互に配置される。
ドライバを単位とするレイアウト配置を示す。2本のM
WB線がそれぞれ4個ずつのサブワードドライバを制御
する。1つのサブワードドライバ領域にはFXB,FX
線が4組存在する。メモリセルサブアレー15を鋏んだ
隣のサブワードドライバ領域17では残りの4組のFX
B,FX線が同様に当該メモリセルサブアレー15のサ
ブワードドライバに供給される。偶数番号SW0,SW
2〜SW14の8本のSWが出力である。奇数番号SW
1,SW3〜SW15の8本は隣のサブワードドライバ
領域17から交互に配置される。
【0055】このレイアウト例では16本のサブワード
線の幅のなかに2本のMWB線と、それと同時に形成さ
れる同一層の金属配線(通り抜け配線)を追加すること
は充分可能である。金属配線の用途としては、前記の8
本のFXB線に使用できるが、さらに残りの8本は別の
任意の目的に使用できる。こうしても第2金属配線M2
は、サブワード線SWに対して5.3倍(256/(32
+8+8)=5.33)に緩和できる。
線の幅のなかに2本のMWB線と、それと同時に形成さ
れる同一層の金属配線(通り抜け配線)を追加すること
は充分可能である。金属配線の用途としては、前記の8
本のFXB線に使用できるが、さらに残りの8本は別の
任意の目的に使用できる。こうしても第2金属配線M2
は、サブワード線SWに対して5.3倍(256/(32
+8+8)=5.33)に緩和できる。
【0056】なお、レイアウトの工夫によってはさらに
多数の第2金属配線M2を使用することができる。ただ
し階層ワード線方式の利点を生かす範囲で第2金属配線
M2の幅とスペースを選択するべきである。
多数の第2金属配線M2を使用することができる。ただ
し階層ワード線方式の利点を生かす範囲で第2金属配線
M2の幅とスペースを選択するべきである。
【0057】このように階層ワード線方式を用いて、ワ
ード線シャント方式に比べメタル線ピッチの緩和による
製造歩留りの向上が得られるうえに、メモリセルサブア
レー15上にはMWB線およびFXB線とは別の目的用
途に使用できる配線(水平方向配線HL)を配置するこ
とができる。
ード線シャント方式に比べメタル線ピッチの緩和による
製造歩留りの向上が得られるうえに、メモリセルサブア
レー15上にはMWB線およびFXB線とは別の目的用
途に使用できる配線(水平方向配線HL)を配置するこ
とができる。
【0058】図8は、センスアンプSAの一例を示した
回路図であり、図9は、そのセンスアンプ領域のレイア
ウトの一例を示した平面図である。
回路図であり、図9は、そのセンスアンプ領域のレイア
ウトの一例を示した平面図である。
【0059】センスアンプSAは、交互に配置され、2
ビット線対(BL、BLB)の幅に1個のセンスアンプ
SAが配置される。1本のYS線は隣接する2個のセン
スアンプを制御し、2対のローカルIO線LIOとの間
で読み出し、書き込み情報の授受を行なう。
ビット線対(BL、BLB)の幅に1個のセンスアンプ
SAが配置される。1本のYS線は隣接する2個のセン
スアンプを制御し、2対のローカルIO線LIOとの間
で読み出し、書き込み情報の授受を行なう。
【0060】図9に示すレイアウトでは、図8に対応す
る4個のセンスアンプをレイアウトの基本繰り返し単位
とする。4個のセンスアンプの幅に2本のYS線が必要
であるが、さらに1本追加してYS線の他に3本目の第
3金属配線M3(垂直方向配線VL)を配置することは
十分可能である。追加したVL線はセンスアンプ上のス
ルーホールで水平方向の第2金属配線M2に変換しても
よいし、センスアンプを通り過ぎてもよい。
る4個のセンスアンプをレイアウトの基本繰り返し単位
とする。4個のセンスアンプの幅に2本のYS線が必要
であるが、さらに1本追加してYS線の他に3本目の第
3金属配線M3(垂直方向配線VL)を配置することは
十分可能である。追加したVL線はセンスアンプ上のス
ルーホールで水平方向の第2金属配線M2に変換しても
よいし、センスアンプを通り過ぎてもよい。
【0061】図10は、メモリセルサブアレー15上の
第2金属配線M2および第3金属配線M3の関係を示し
たものである。3本のM2と3本のM3の1つの交点に
スルーホールTHを置いたところを示している。メモリ
セルサブアレー15上の水平方向のM2、垂直方向のM
3の切り換えはメモリセルアレー上に配置されたスルー
ホールTHによってなされる。M2とM3との交点のス
ルーホールは必要によって置けばよく、すべての交点に
置く必要はない。
第2金属配線M2および第3金属配線M3の関係を示し
たものである。3本のM2と3本のM3の1つの交点に
スルーホールTHを置いたところを示している。メモリ
セルサブアレー15上の水平方向のM2、垂直方向のM
3の切り換えはメモリセルアレー上に配置されたスルー
ホールTHによってなされる。M2とM3との交点のス
ルーホールは必要によって置けばよく、すべての交点に
置く必要はない。
【0062】また、スルーホールTHの位置はメモリセ
ルサブアレー15上であって、特にその位置はメモリセ
ルの構成部品との関連はない。またスルーホールは平坦
な領域上の周辺回路よりむしろレイアウトルールを緩和
するか、後述の複数のスルーホールを設けることにより
確実に接続ができるようにすることが望ましい。これに
よりDRAMの歩留まりおよび信頼性を向上できる。
ルサブアレー15上であって、特にその位置はメモリセ
ルの構成部品との関連はない。またスルーホールは平坦
な領域上の周辺回路よりむしろレイアウトルールを緩和
するか、後述の複数のスルーホールを設けることにより
確実に接続ができるようにすることが望ましい。これに
よりDRAMの歩留まりおよび信頼性を向上できる。
【0063】またM2やM3の幅やスペースは均等に配
置してもよいし、目的によって互いに異なる値としても
よい。
置してもよいし、目的によって互いに異なる値としても
よい。
【0064】図10に示した配線の具体的な数値の一例
を説明する。1つのメモリセルの寸法が0.6μm(SW
ピッチ)×1.2μm(2BLピッチ)と仮定し、メモリ
セルサブアレー15が256本のSW線×256本のB
L対である場合には、1つのメモリセルサブアレー15
につき64kbitの情報量となる。このとき、M2と
してMWB線を32本とFXB線8本をサブワード線S
Wの選択のために確保し、それ以外に水平方向の配線を
8本確保したとき、M2の繰り返しピッチは0.6×25
6/(32+8+8)=3.2μmピッチとなる。M3と
してYS線以外に垂直方向に32本確保したとき、繰り
返しピッチは1.2×256/(64+32)=3.2μm
ピッチとなる。これらM2とM3のピッチは、フォトリ
ソグラフィの困難性を考慮しても充分に製造可能な値で
ある。メモリセルサブアレー15が512本のSWを有
する場合には、情報量は1つのメモリセルサブアレー1
5につき512×256BL対=128kbitとな
る。このとき、M2としてMWB線を64本とFXB線
を8本確保し、それ以外に水平方向に24本の配線を確
保したとしても、M2の繰り返しピッチは0.6×512
/(64+8+24)=3.2μmピッチとなり、64k
bitの場合よりもより多くの水平配線(24本←8
本)を確保できる。
を説明する。1つのメモリセルの寸法が0.6μm(SW
ピッチ)×1.2μm(2BLピッチ)と仮定し、メモリ
セルサブアレー15が256本のSW線×256本のB
L対である場合には、1つのメモリセルサブアレー15
につき64kbitの情報量となる。このとき、M2と
してMWB線を32本とFXB線8本をサブワード線S
Wの選択のために確保し、それ以外に水平方向の配線を
8本確保したとき、M2の繰り返しピッチは0.6×25
6/(32+8+8)=3.2μmピッチとなる。M3と
してYS線以外に垂直方向に32本確保したとき、繰り
返しピッチは1.2×256/(64+32)=3.2μm
ピッチとなる。これらM2とM3のピッチは、フォトリ
ソグラフィの困難性を考慮しても充分に製造可能な値で
ある。メモリセルサブアレー15が512本のSWを有
する場合には、情報量は1つのメモリセルサブアレー1
5につき512×256BL対=128kbitとな
る。このとき、M2としてMWB線を64本とFXB線
を8本確保し、それ以外に水平方向に24本の配線を確
保したとしても、M2の繰り返しピッチは0.6×512
/(64+8+24)=3.2μmピッチとなり、64k
bitの場合よりもより多くの水平配線(24本←8
本)を確保できる。
【0065】図11はメモリセルとその上部に形成され
るスルーホールの一部を示した断面図である。
るスルーホールの一部を示した断面図である。
【0066】SNは蓄積ノード、PLはプレート、BL
CTとSNCTは接続孔を示す。メモリセルの構造は、
情報蓄積用容量素子C(蓄積ノードSN)がビット線B
L上に形成されたCOB(Capacitor on
Bit−line)構造が好適である。COB構成はメ
モリセルの蓄積ノードSNやビット線BLの上にプレー
ト層PLが配置され、その上にM2とM3が配置される
のでプレート層PLのシールド効果によりM2,M3の
パルス信号からのカップリングによるメモリセル情報破
壊のおそれがない。本実施の形態のようにメモリセルサ
ブアレー15上の配線にパルス信号が伝送される時には
特に好適である。
CTとSNCTは接続孔を示す。メモリセルの構造は、
情報蓄積用容量素子C(蓄積ノードSN)がビット線B
L上に形成されたCOB(Capacitor on
Bit−line)構造が好適である。COB構成はメ
モリセルの蓄積ノードSNやビット線BLの上にプレー
ト層PLが配置され、その上にM2とM3が配置される
のでプレート層PLのシールド効果によりM2,M3の
パルス信号からのカップリングによるメモリセル情報破
壊のおそれがない。本実施の形態のようにメモリセルサ
ブアレー15上の配線にパルス信号が伝送される時には
特に好適である。
【0067】図12はメモリセルサブアレー15上のさ
まざまな配線を利用した例を示した平面図である。
まざまな配線を利用した例を示した平面図である。
【0068】メモリセルサブアレー15上でメインワー
ド線MWBi,プリデコーダ線FXBj,列選択信号線
YSkを配置しつつ、その空隙部分(スペース)にV
L,HLを配置する。スルーホールTH(■印)により
VLとHLは電気的に接続される。
ド線MWBi,プリデコーダ線FXBj,列選択信号線
YSkを配置しつつ、その空隙部分(スペース)にV
L,HLを配置する。スルーホールTH(■印)により
VLとHLは電気的に接続される。
【0069】メモリセルサブアレー15の大きさは、例
えば256本のサブワード線×256本のビット線対の
64kビットメモリセルアレーであり、メインワード線
MWBiは32本、プリデコーダ線FXBjは8本,列
選択信号線YSkは64本存在する。
えば256本のサブワード線×256本のビット線対の
64kビットメモリセルアレーであり、メインワード線
MWBiは32本、プリデコーダ線FXBjは8本,列
選択信号線YSkは64本存在する。
【0070】VL1およびHL1はメモリセルサブアレ
ー15上の通り抜け配線であり、この図に記載されてい
ない回路間を接続する。これにより、たとえば周辺回路
間の交差する領域を避けて結線することができ、交差す
る領域の配線数を低減してチップ面積を低減できる。
ー15上の通り抜け配線であり、この図に記載されてい
ない回路間を接続する。これにより、たとえば周辺回路
間の交差する領域を避けて結線することができ、交差す
る領域の配線数を低減してチップ面積を低減できる。
【0071】VL2およびHL2は交差領域18に給電
するための電源線であり、メモリセルサブアレー15上
の配線を用いて給電する。ボンディングパッドからYS
線と平行な垂直配線VL2、メモリセルサブアレー15
上のスルーホールTH、水平配線HL2、サブワードド
ライバ領域17のスルーホールTHおよびサブワードド
ライバ上のPS線を介して交差領域18にあるセンスア
ンプドライバに供給される。PS線はサブワードドライ
バ領域17上に配置されるがその領域には他の多数の信
号や電源のために充分な幅をとれず、メモリセルサブア
レー15上の配線VL2を使わないとパッドから遠方の
交差領域18への抵抗が高くなりセンスアンプ動作が遅
くなる。しかし、メモリセルサブアレー15上の配線は
個々は細くても多数とれるので総合的な抵抗を大幅に下
げることができる。
するための電源線であり、メモリセルサブアレー15上
の配線を用いて給電する。ボンディングパッドからYS
線と平行な垂直配線VL2、メモリセルサブアレー15
上のスルーホールTH、水平配線HL2、サブワードド
ライバ領域17のスルーホールTHおよびサブワードド
ライバ上のPS線を介して交差領域18にあるセンスア
ンプドライバに供給される。PS線はサブワードドライ
バ領域17上に配置されるがその領域には他の多数の信
号や電源のために充分な幅をとれず、メモリセルサブア
レー15上の配線VL2を使わないとパッドから遠方の
交差領域18への抵抗が高くなりセンスアンプ動作が遅
くなる。しかし、メモリセルサブアレー15上の配線は
個々は細くても多数とれるので総合的な抵抗を大幅に下
げることができる。
【0072】VL3およびHL3はセンスアンプ上で電
源あるいは信号を方向変換するものである。このケース
は前述の公知例:Yamada et al,"A 64-Mb DRAM with Me
shedPower Line",IEEE Journal of Solid-State Circui
ts,1991.11 月で述べられている。しかしこの論文の方
式ではセンスアンプ内の水平方向の配線が用いられるだ
けでセンスアンプの面積制約から充分な幅を確保できな
いので電源抵抗を下げる効果は充分ではない。
源あるいは信号を方向変換するものである。このケース
は前述の公知例:Yamada et al,"A 64-Mb DRAM with Me
shedPower Line",IEEE Journal of Solid-State Circui
ts,1991.11 月で述べられている。しかしこの論文の方
式ではセンスアンプ内の水平方向の配線が用いられるだ
けでセンスアンプの面積制約から充分な幅を確保できな
いので電源抵抗を下げる効果は充分ではない。
【0073】図13はM2とM3の接続が3個のスルー
ホールTHで結線された例を示したものである。
ホールTHで結線された例を示したものである。
【0074】メモリセルサブアレー15上のスルーホー
ルTHを形成するための下地は周辺回路と比べ段差が大
きく1個のスルーホールでは導通の歩留まりが悪いおそ
れがある。しかし、本実施の形態ではこのように複数の
スルーホールTHを配置し、そのうち1個でも導通すれ
ば目的が達成されるようにすることができるため、その
ようなおそれは生じない。同時に、前述のようにスルー
ホールの口径を大きくする方策を講じてもよいことは言
うまでもない。
ルTHを形成するための下地は周辺回路と比べ段差が大
きく1個のスルーホールでは導通の歩留まりが悪いおそ
れがある。しかし、本実施の形態ではこのように複数の
スルーホールTHを配置し、そのうち1個でも導通すれ
ば目的が達成されるようにすることができるため、その
ようなおそれは生じない。同時に、前述のようにスルー
ホールの口径を大きくする方策を講じてもよいことは言
うまでもない。
【0075】図14は本発明をさらに応用した他のDR
AMの例を示した平面図である。
AMの例を示した平面図である。
【0076】このDRAMの例では、図4のW線、YS
線、電源線(図示せず)に追加してメモリセルサブアレ
ー15の位置に応じて配線の様子を変えている。すなわ
ち、メモリセルサブアレー15の位置によっては、配線
の形状、機能が相違するものである。
線、電源線(図示せず)に追加してメモリセルサブアレ
ー15の位置に応じて配線の様子を変えている。すなわ
ち、メモリセルサブアレー15の位置によっては、配線
の形状、機能が相違するものである。
【0077】中央部のメモリセルサブアレー15(領域
B)ではFXB線を8本(各FXBiで1本)のみとし
メモリセルサブアレー15上の配線HLをその他の目的
に利用する。中央部から遠いメモリセルサブアレー15
(領域A)ではメモリセルサブアレー15の速度が遅く
なる可能性があるのでFXB線に2本の配線を割り当
て、ワード線の選択動作を少しでもはやくするよう対処
している。すなわち、図中A部では2本のFXB線によ
り信号が伝送され、図中B部では1本のFXB線により
信号が伝送される。ここで図示するように、FXBの途
中で1本から2本に増えるようにしてもよい。
B)ではFXB線を8本(各FXBiで1本)のみとし
メモリセルサブアレー15上の配線HLをその他の目的
に利用する。中央部から遠いメモリセルサブアレー15
(領域A)ではメモリセルサブアレー15の速度が遅く
なる可能性があるのでFXB線に2本の配線を割り当
て、ワード線の選択動作を少しでもはやくするよう対処
している。すなわち、図中A部では2本のFXB線によ
り信号が伝送され、図中B部では1本のFXB線により
信号が伝送される。ここで図示するように、FXBの途
中で1本から2本に増えるようにしてもよい。
【0078】一方、中央部分の間接周辺回路領域が交差
する領域では信号線の必要本数が多くなりこの部分でチ
ップ面積が決まる可能性がある。しかしこの例のDRA
Mでは2本のFXB線を配置しない(したがって、FX
B線が一本のみの領域)の配線を間接周辺回路間の接続
に用いて、充分な配線領域を確保できる。
する領域では信号線の必要本数が多くなりこの部分でチ
ップ面積が決まる可能性がある。しかしこの例のDRA
Mでは2本のFXB線を配置しない(したがって、FX
B線が一本のみの領域)の配線を間接周辺回路間の接続
に用いて、充分な配線領域を確保できる。
【0079】なお、図には示されていないが垂直方向の
メモリセルサブアレー15上の配線も多数とれるので、
電源線に使用する場合にはチップ外周部まで延ばしたう
え、チップ外周部でリング状に結線することも可能であ
る。
メモリセルサブアレー15上の配線も多数とれるので、
電源線に使用する場合にはチップ外周部まで延ばしたう
え、チップ外周部でリング状に結線することも可能であ
る。
【0080】本実施の形態により、チップ面積がどの程
度低減できたかを具体的に数値を用いて説明する。図1
に示す64Mbit DRAMの場合、256本のサブ
ワードSWで構成される1つのメモリセルサブアレー1
5では8本の水平方向の通り抜け信号線を配置可能であ
るが、短辺方向の16個のメモリセルサブアレー15の
うち遠方の8個では8本ともFXB線の補強に使うと仮
定する。近方の8メモリセルサブアレー15では8本す
べてを通り抜け信号に使うとすると64本の配線が使え
る。
度低減できたかを具体的に数値を用いて説明する。図1
に示す64Mbit DRAMの場合、256本のサブ
ワードSWで構成される1つのメモリセルサブアレー1
5では8本の水平方向の通り抜け信号線を配置可能であ
るが、短辺方向の16個のメモリセルサブアレー15の
うち遠方の8個では8本ともFXB線の補強に使うと仮
定する。近方の8メモリセルサブアレー15では8本す
べてを通り抜け信号に使うとすると64本の配線が使え
る。
【0081】一方、垂直方向では各メモリセルサブアレ
ー15あたりで32本の配線が使えるのでチップ全体で
は1024本可能となるが、一部は電源強化用に使って
も、実質的な信号線数は水平方向の64本で律則され
る。チップ上下で各々64本なので128本の新たな信
号線の配置可能領域が生じる。周辺回路ではM2,M3
の配線ピッチを1.6μmとるとすると128×1.6=2
04μmの幅をかせいだことになる。
ー15あたりで32本の配線が使えるのでチップ全体で
は1024本可能となるが、一部は電源強化用に使って
も、実質的な信号線数は水平方向の64本で律則され
る。チップ上下で各々64本なので128本の新たな信
号線の配置可能領域が生じる。周辺回路ではM2,M3
の配線ピッチを1.6μmとるとすると128×1.6=2
04μmの幅をかせいだことになる。
【0082】チップ面積が中央十文字部の配線が混み合
う領域で決まるとし、チップ寸法が11mm×6mm=
66mm2 のものの場合、(11−0.2)×(6.5−0.
2)=63.5mm2 と約4%の面積縮小を実現できるこ
とになる。さらに信号線をこのように使うことと伴に、
サブワードドライバに沿った垂直方向の電源強化にも余
分の配線を使うことができ、アクセス時間の高速化やメ
モリの安定動作にも寄与することができる。
う領域で決まるとし、チップ寸法が11mm×6mm=
66mm2 のものの場合、(11−0.2)×(6.5−0.
2)=63.5mm2 と約4%の面積縮小を実現できるこ
とになる。さらに信号線をこのように使うことと伴に、
サブワードドライバに沿った垂直方向の電源強化にも余
分の配線を使うことができ、アクセス時間の高速化やメ
モリの安定動作にも寄与することができる。
【0083】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0084】たとえば、上記実施の形態のなかで述べた
メモリセルの集積度やメモリセルサブアレー15の単位
の大きさ、ワード線、ビット線の方向、金属配線の層数
などは変更しても本発明を適用できることはいうまでも
ない。
メモリセルの集積度やメモリセルサブアレー15の単位
の大きさ、ワード線、ビット線の方向、金属配線の層数
などは変更しても本発明を適用できることはいうまでも
ない。
【0085】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0086】(1)メモリセルアレー上に水平および垂
直方向に通り抜け配線を設置することにより、局所的な
金属配線の集中を防止し、チップ面積を低減することが
できる。
直方向に通り抜け配線を設置することにより、局所的な
金属配線の集中を防止し、チップ面積を低減することが
できる。
【0087】(2)周辺回路の交差領域への金属配線の
集中を緩和することができる。
集中を緩和することができる。
【0088】(3)配線の接続信頼性を向上することが
できる。
できる。
【0089】(4)半導体集積回路装置の動作速度を向
上し、安定な動作が実現できる。
上し、安定な動作が実現できる。
【0090】(5)半導体集積回路装置の耐ノイズ性を
向上し、その信頼性を向上できる。
向上し、その信頼性を向上できる。
【図1】本発明の一実施の形態であるDRAMの一例を
全体チップについて示した平面図である。
全体チップについて示した平面図である。
【図2】図1のA部を拡大した平面図である。
【図3】本実施の形態のDRAMのメモリセルアレーま
わりの回路図である。
わりの回路図である。
【図4】本実施の形態のDRAMの特徴的な部分をチッ
プ全体について表した平面図である。
プ全体について表した平面図である。
【図5】本発明者の検討した本発明を用いない場合につ
いてのDRAMを示す平面図である。
いてのDRAMを示す平面図である。
【図6】(a)は、階層ワード線方式でのサブワードド
ライバの説明のための回路図であり、(b)は、そのタ
イミングチャートである。
ライバの説明のための回路図であり、(b)は、そのタ
イミングチャートである。
【図7】サブワードドライバ領域のレイアウトの一例を
示した平面図である。
示した平面図である。
【図8】センスアンプの一例を示した回路図である。
【図9】センスアンプ領域のレイアウトの一例を示した
平面図である。
平面図である。
【図10】メモリセルアレー上の第2層配線および第3
層配線の関係を示した平面図である。
層配線の関係を示した平面図である。
【図11】メモリセルとその上部に形成されるスルーホ
ールの一部を示した断面図である。
ールの一部を示した断面図である。
【図12】メモリセルアレー上のさまざまな配線を利用
した例を示した平面図である。
した例を示した平面図である。
【図13】M2とM3の接続が3個のスルーホールTH
で結線された例を示したものである。
で結線された例を示したものである。
【図14】本発明をさらに応用した他のDRAMの例を
示した平面図である。
示した平面図である。
10 メモリチップ 11 メインローデコーダとアレーコントロール領域 12 メインワードドライバ領域 13 列デコーダ領域 14 周辺回路領域(間接周辺回路) 15 メモリセルサブアレー(メモリセルアレー領域) 16 センスアンプ領域(メモリセルアレー領域) 17 サブワードドライバ領域(メモリセルアレー領
域) 18 交差領域(メモリセルアレー領域) 51 入力回路(入力バッファ回路) 52 プリデコーダ回路 61 メインアンプ 62 データ出力回路 63 データ入力回路 BL ビット線 C 情報蓄積用容量素子 FX プリデコーダ線 FXB プリデコーダ線 FXBj プリデコーダ線 HL 水平方向配線 VL 垂直方向配線 M2 第2金属配線 M3 第3金属配線 IOSW IOスイッチ LIO ローカルIO線 MIO メインIO線 MWB メインワード線 MWBi メインワード線 PCB ビット線プリチャージ信号線 PL プレート層 Qt 選択MISFET SA センスアンプ SAD センスアンプドライバ SAN センスアンプ放電信号線 SAP1 第1センスアンプ充電信号線 SAP2 第2センスアンプ充電信号線 SH1,SH2 シェアドセンスアンプ分離信号線 SN 蓄積ノード SW サブワード線 SW0〜SW14 サブワード線(偶数番目) SW1〜SW15 サブワード線(奇数番目) SWD サブワードドライバ TH スルーホール VBB 基板電圧 VBLR ビット線プリチャージ電圧 VDL メモリセル蓄積電圧 VPERI 周辺回路動作電圧 VPLT プレート電圧 VPP チップ内昇圧電圧(ワード線昇圧電圧) W ワード線 YS 列選択信号線
域) 18 交差領域(メモリセルアレー領域) 51 入力回路(入力バッファ回路) 52 プリデコーダ回路 61 メインアンプ 62 データ出力回路 63 データ入力回路 BL ビット線 C 情報蓄積用容量素子 FX プリデコーダ線 FXB プリデコーダ線 FXBj プリデコーダ線 HL 水平方向配線 VL 垂直方向配線 M2 第2金属配線 M3 第3金属配線 IOSW IOスイッチ LIO ローカルIO線 MIO メインIO線 MWB メインワード線 MWBi メインワード線 PCB ビット線プリチャージ信号線 PL プレート層 Qt 選択MISFET SA センスアンプ SAD センスアンプドライバ SAN センスアンプ放電信号線 SAP1 第1センスアンプ充電信号線 SAP2 第2センスアンプ充電信号線 SH1,SH2 シェアドセンスアンプ分離信号線 SN 蓄積ノード SW サブワード線 SW0〜SW14 サブワード線(偶数番目) SW1〜SW15 サブワード線(奇数番目) SWD サブワードドライバ TH スルーホール VBB 基板電圧 VBLR ビット線プリチャージ電圧 VDL メモリセル蓄積電圧 VPERI 周辺回路動作電圧 VPLT プレート電圧 VPP チップ内昇圧電圧(ワード線昇圧電圧) W ワード線 YS 列選択信号線
Claims (10)
- 【請求項1】 第1方向に延伸されたサブワード線と、
前記第1方向に直交する第2方向に延伸されたビット線
と、前記サブワード線の一部をゲート電極とし、ソース
・ドレイン領域の一方が情報蓄積用容量素子に接続さ
れ、他方が前記ビット線に接続された選択MISFET
とを有する半導体集積回路装置であって、 前記選択MISFETおよび情報蓄積用容量素子からな
るメモリセルの上部に層間絶縁膜を介して形成された配
線を有し、 前記配線には、前記第1方向に延伸して形成され前記サ
ブワード線の一群を選択するメインワード線、または前
記第2方向に延伸して形成され前記ビット線が接続され
るセンスアンプの一群を選択する列選択線、以外の通り
抜け配線が含まれることを特徴とする半導体集積回路装
置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記メモリセルの上部に、第1層間絶縁膜を介して形成
された第1配線と、前記第1配線を覆う第2層間絶縁膜
を介して形成された第2配線とを有し、 前記第1配線または第2配線の何れか一方の配線が前記
メインワード線および通り抜け配線からなり、他方の配
線が前記列選択線および通り抜け配線からなることを特
徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置であって、 前記通り抜け配線は、前記メモリセルが行列状に配置さ
れたメモリセルアレー領域の外側の周辺回路の間を接続
する信号線であることを特徴とする半導体集積回路装
置。 - 【請求項4】 請求項3記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記通り抜け配線は、間接周辺回路の間を接続する信号
線であることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項5】 請求項2、3または4記載の半導体集積
回路装置であって、 前記第1配線の通り抜け配線と前記第2配線の通り抜け
配線とは、前記メモリセルアレーの上部に形成された接
続孔を介して互いに接続されることを特徴とする半導体
集積回路装置。 - 【請求項6】 請求項5記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記接続孔は、周辺回路領域に形成された接続孔よりも
大きな開口径を有することを特徴とする半導体集積回路
装置。 - 【請求項7】 請求項5記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記第1配線の通り抜け配線と前記第2配線の通り抜け
配線との接続は、同一の信号線について複数の接続孔を
介して接続されることを特徴とする半導体集積回路装
置。 - 【請求項8】 メモリセルが行列状に配置されたメモリ
セルサブアレー、前記メモリセルサブアレーの周辺に配
置された直接周辺回路(センスアンプ、サブワードドラ
イバ)、および前記メモリセルサブアレーおよび直接周
辺回路が規則的に配置されたメモリセルアレーを有し、
前記メモリセルアレー内外に信号または電源電位を伝送
するために、前記メモリセルサブアレーを通り抜ける配
線が前記メモリセルを覆う層間絶縁膜上に形成された半
導体集積回路装置であって、 複数の前記メモリセルサブアレーのうち任意のメモリセ
ルサブアレーのその領域における前記配線のパターン
が、その他のメモリセルサブアレーのその領域における
前記配線のパターンと相違し、 または、複数の前記メモリセルサブアレーのうち任意の
メモリセルサブアレーのその領域における前記配線が伝
送する信号もしくは電源電位の種類が、その他のメモリ
セルサブアレーのその領域における前記配線が伝送する
信号もしくは電源電位の種類と相違することを特徴とす
る半導体集積回路装置。 - 【請求項9】 請求項8記載の半導体集積回路装置であ
って、 前記メモリセルアレーの周辺に配置される間接周辺回路
の遠方に位置する前記メモリセルサブアレーには、同一
のワード線選択信号が伝送される複数の前記配線が配置
され、前記間接周辺回路の近傍に位置する前記メモリセ
ルサブアレーには、前記間接周辺回路間に信号または電
源電位を伝送する前記配線、および前記ワード線選択信
号が伝送される前記配線が配置されていることを特徴と
する半導体集積回路装置。 - 【請求項10】 請求項1〜9の何れか一項に記載の半
導体集積回路装置であって、 前記メモリセルは、前記配線と前記メモリセルを構成す
る情報蓄積用容量素子の蓄積電極との間にプレート電極
を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9298161A JPH11135748A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9298161A JPH11135748A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11135748A true JPH11135748A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17855996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9298161A Pending JPH11135748A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11135748A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006270126A (ja) * | 2006-06-22 | 2006-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JP2012252762A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-20 | Elpida Memory Inc | 半導体装置 |
| CN115968205A (zh) * | 2018-03-22 | 2023-04-14 | 铠侠股份有限公司 | 半导体存储装置 |
-
1997
- 1997-10-30 JP JP9298161A patent/JPH11135748A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006270126A (ja) * | 2006-06-22 | 2006-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JP2012252762A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-20 | Elpida Memory Inc | 半導体装置 |
| CN115968205A (zh) * | 2018-03-22 | 2023-04-14 | 铠侠股份有限公司 | 半导体存储装置 |
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