JPH11224937A - トリプルウェル構造を有する半導体メモリ装置のレイアウト - Google Patents

トリプルウェル構造を有する半導体メモリ装置のレイアウト

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JPH11224937A
JPH11224937A JP10331678A JP33167898A JPH11224937A JP H11224937 A JPH11224937 A JP H11224937A JP 10331678 A JP10331678 A JP 10331678A JP 33167898 A JP33167898 A JP 33167898A JP H11224937 A JPH11224937 A JP H11224937A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トリプルウェル工程を使用する時、チップサ
イズの増加及び伝送速度の低下が防止できる半導体メモ
リ装置のレイアウトを提供すること。 【解決手段】 トリプルウェルを有する半導体メモリ装
置のレイアウトにおいて、マトリクスで配列されたメモ
リセル領域と、第1方向のメモリセル領域の間に各々配
列され、対応するメモリセル領域のワードラインに対す
るコーディング及び駆動のための回路を備えた第1領域
と、第1方向に直交する第2方向のメモリセルの間に各
々配列され、対応するメモリセル領域のビットライン電
位を感知するための回路を備えた第2領域と、第1領域
の間と第2領域の間に、各々配列され、第1及び第2領
域の回路を駆動するための素子を各々備え、駆動素子の
内、少なくとも2つのウェルバイアス電圧が印加される
第1駆動素子は、他のウェルバイアス電圧が印加される
第2駆動素子と互いに独立に配置される第3領域とを含
む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関す
るものであり、より詳しくはトリプルウェル構造(tr
iple well structure)を有するダ
イナミックランダムアクセスメモリ装置のレイアウトに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ダイナミックランダムアクセスメモリ
(dynamic random access me
mory:以下DRAMと称する)がP型基板を利用し
て製造される時、メモリセル領域のnチャンネルMOS
トランジスターと周辺回路領域のnチャンネル及びpチ
ャンネルMOSトランジスターは、他のウェル(タブ−
tub)に度々形成される。そのような構造は、次のよ
うにいろいろの利点を有する。第一に、周辺回路領域で
誘発されたノイズは、メモリセル領域にその影響が及ば
ない。第二に、メモリセル領域の基板バイアスは、周辺
回路領域に独立に制御することができる。第三に、周辺
回路領域の狭チャンネル効果(short−chann
el effect)は容易に制御することができる。
第四に、基板電圧発生回路は、より小さく形成すること
ができる。
【0003】しかし、メモリセル領域のnチャンネルM
OSトランジスターと周辺回路領域のnチャンネル及び
pチャンネルMOSトランジスターを他のウェルに形成
するため、メモリセル領域のpウェルは、p型シリコン
基板と分離されなければならない。その結果、メモリセ
ル領域のpウェルを覆うように、pウェルより、もっと
深いnウェルを形成することが必要で、それによってト
リプルウェル構造(triple well stru
cture)を形成する。そのような技術がUSP N
O.5、397、734に“METHOD OF FA
BRICATING A SEMICONDUCTOR
MEMORY DEVICE HAVING A T
RIPLE WELL STRUCTURE”に掲載さ
れている。
【0004】図1を参照すると、階層的な(hiera
rchical)ワードライン構造、即ちサブワードラ
イン構造を有するDRAM装置の概略的な構成を示すブ
ロック図が図示されている。
【0005】DRAM装置は、マトリクス形態で配列さ
れた複数のメモリセル領域10を含む。サブワードライ
ンSWLiを選択するためのサブワードラインデコーダ
21(以下、SWDと称する)は、ワードライン方向に
メモリセル領域10の間の領域20に配置されており、
図示されないが、1対のビットラインを通して選択され
るセルのデータを感知し、増幅するための感知増幅回路
32(以下、SAと称する)は、ビットライン方向にメ
モリセル領域10の間の領域30に配置されている。図
1で分かるように、領域20及び30に電源及びデコー
ディング信号PXjを供給するための駆動回路(以下、
DRVと称する)は、SWD領域20の間に、SA領域
30の間の領域40に、各々配置されている。
【0006】ここで、駆動回路は、対応するSWD21
で、2つの別のレベルVPP及びVINTを有するデコ
ーディング信号PXID及びPXIBを駆動するための
第1駆動回路41と、SAのP及びNラッチセンスアン
プ回路33及び34(図2(a)を参照)に電源を供給
するための第2駆動回路42とを含む。
【0007】図2(a)は、DRAM装置で一般的に使
用される感知増幅回路及びそのPラッチ感知増幅器の駆
動回路を示す回路図であり、図2(b)は、DRAM装
置で一般的に使用されるサブワードラインデコーダの駆
動回路を示す回路図である。図3(a)は、ツインウェ
ル(twin well)構造を示す平面図であり、図
3(b)は、図3(a)で3−3’に沿って切断された
断面図である。
【0008】p型半導体基板を使用するDRAM装置に
おいて、SA領域30でNMOSトランジスターはp型
半導体基板1に形成され、PMOSトランジスターは、
nウェル2に形成されることは自明である。従って、S
A32のNラッチセンスアンプ34を構成するトランジ
スターのウェルバイアス電圧で接地電圧VSSが印加さ
れ、PMOSトランジスターのウェルバイアス電圧で内
部電源電圧VINTが印加されることは、この分野の通
常的な知識を持っている者に自明である。この場合、S
A領域30は、ツインウェル構造によって十分に図3
(a)及び図3(b)に図示された構造でレイアウトさ
れることができる。
【0009】図1に図示されるように、SWD及びSA
駆動回路41及び42は、DRV領域40に一緒に配置
されているし、SWD駆動回路41を構成するインバー
タ回路IV1、IV2、そしてIV3によってデコーデ
ィング信号PXjは、2つの電源(例えば、VPP及び
VINT)で駆動するため、少なくとも2つのウェルが
要求される。即ち、インバータ回路IV1−IV3のP
MOSトランジスターは、電圧VPPでバイアスされる
nウェルと電圧VINTでバイアスされるnウェルに独
立的に配置されなければならない。
【0010】しかし、DRV領域40の駆動回路41及
び42は、図1で分かるように限定された領域、即ちS
WD領域20及びSA領域30によって定義される面積
を有する領域内に配置されなければならないし、他のウ
ェルバイアス電源が印加されるPMOSトランジスター
のため少なくとも2つのnウェルが形成されなければな
らない。
【0011】これに対するレイアウトは、図4に図示さ
れた構造を有さなければならないし、そのようなレイア
ウトによってSWD及びSA駆動回路20及び30を構
成するPMOSトランジスターが限定されたDRV領域
40内に配置されることは不可能である。即ち、ウェル
とウェルとの間の空間Wと、素子アクティブ領域の境界
面とウェル境界面との間の空間Sを確保した後、余りの
DRV領域A(図4で、A=L−2*[S+W+S’+
W’]、ここで、Lは、SWD領域の幅)にPMOSト
ランジスターを形成することは不可能である。
【0012】これを解決するため、DRV領域40に配
置されるSWD及びSA用駆動素子のサイズを縮小した
り、又はセル領域10を除外した外部領域に配置でき
る。しかし、そのような方法を利用する場合、駆動素子
の駆動能力が低下したり、外部に配置された駆動回路と
内部のSA、又はSWDの間に配線された信号ラインの
遅延時間によって速度低下は必然的である。又、DRV
領域40の大きさを増加させることによって、前述され
た問題点が解決できるが、この場合、チップサイズが増
加する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、トリプルウェル工程を使用する時、チップサイズの
増加及び伝送速度の低下が防止できる半導体メモリ装置
のレイアウトを提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上述のような目的を達成
するための本発明の一特徴によると、トリプルウェルを
有する半導体メモリ装置のレイアウトにおいて、マトリ
クス形態で配列された複数のメモリセル領域と、第1方
向のメモリセル領域の間に各々配列され、対応するメモ
リセル領域のワードラインに対するコーディング及び駆
動のための回路を備えた複数の第1領域と、第1方向に
直交する第2方向のメモリセルの間に、各々配列され、
対応するメモリセル領域のビットラインの電位を感知す
るための回路を備えた複数の第2領域と、第1領域の間
と、第2領域の間に、各々配列され、第1及び第2領域
の回路を駆動するための素子を各々備え、駆動素子のう
ち、少なくとも2つのウェルバイアス電圧が印加される
第1駆動素子は、他のウェルバイアス電圧が印加される
第2駆動素子と互いに独立的に配置される複数の第3領
域とを含む。
【0015】この望ましい態様において、第1及び第2
駆動素子は、PMOSトランジスターを含む。
【0016】この望ましい態様において、第1駆動素子
を備えた第3領域と第2駆動素子を備えた第3領域は、
第1又は第2方向の第1領域を基準にZ字型に配置され
る。
【0017】この望ましい態様において、第2駆動素子
に印加されるウェルバイアス電圧は、第1駆動素子に印
加されるウェルバイアス電圧のうちの1つと同一のレベ
ルを有する。
【0018】このようなレイアウトによって、他のウェ
ルバイアス電圧を有するPMOSトランジスターで構成
された駆動回路と、1つのウェルバイアス電圧を有する
PMOSトランジスターで構成された駆動回路を独立に
配置できる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態による参
照図面、図4乃至図7に基づいて詳細に説明する。
【0020】図5を参照すると、本発明の新規した半導
体メモリ装置のレイアウトにおいて、SWD領域20の
間に、SA領域30の間に配置されたDRV領域100
(100a及び100b)は、SWD及びSA領域20
及び30回路(例えば、デコーダ回路及びセンスアンプ
回路)に、各々デコーディング信号PXj及び電源VI
NTを供給するためのPMOSトランジスターを含み、
PMOSトランジスターのうち、少なくとも2つのウェ
ルバイアス電圧(例えば、VPP及びVINT)が印加
される第1PMOSトランジスターは、1つのウェルバ
イアス電圧(例えば、VINT)が印加される第2PM
OSトランジスターと互いに独立的にDRV領域100
a及び100bに配置され、第1及び第2PMOSトラ
ンジスターが、各々形成されるDRV領域100a及び
100bは、メモリセル領域100を基準にZ字型に配
置される。
【0021】その結果として、トリプルウェル構造を有
する半導体メモリ装置、特にDRAM装置で、本発明に
よるレイアウトによってDRV領域100にSA及びS
WD用PMOSトランジスターを独立的に配置すること
によって、DRV領域100の増加によるチップサイズ
が増加することが防止できる。それだけではなく、DR
V領域100内に配置される駆動回路をメモリセル領域
10外部に配置する場合、誘発される信号遅延問題が解
決できる。
【0022】図4を参照すると、本発明の望ましい実施
形態のDRAM装置によるDRV領域の配置を示す図面
が図示されている。
【0023】図4で、記号●及び○は、SWD及びSA
領域の回路(例えば、デコーダ回路及びセンスアンプ回
路)に、各々デコーディング信号PXj及び電源VIN
Tを供給するためのPMOSトランジスターを含んだD
RV領域100a及び100bを、各々示す。記号●
は、少なくとも2つのウェルバイアス電圧が印加される
領域20(SWD領域)に対応するDRV領域100a
を示し、記号○は、他のウェルバイアス電圧が印加され
る領域30(SA領域)に対応するDRV領域100b
を示す。
【0024】DRV領域100は、そのウェルバイアス
電圧の数(実施形態の場合、互いに異なる2つのウェル
バイアス電圧と1つのウェルバイアス電圧)によって独
立に配置され、その結果によるDRV領域100の配置
は、任意の列に沿って配列されたメモリセル領域10を
基準にZ字型(zig−zag)を有することが、図4
で分かる。例えば、2つのウェルバイアス電圧が印加さ
れるDRV領域100aのうち、行及び列方向に隣接す
るDRV領域に同一のDRV領域100aは、配置され
ない。
【0025】図5は、本発明の望ましい実施形態による
図4の点線部分8を拡大したDRAM装置の概略的な構
成を示すブロック図である。図6(a)は、トリプルウ
ェル構造を有するDRAM装置で、本発明による図5の
サブワードラインデコーダの駆動回路のためのDRV領
域のレイアウトを示す平面図であり、図6(b)は、図
6(a)で6−6’に沿って切断した断面図である。そ
して、図7(a)は、トリプルウェル構造を有するDR
AM装置で、本発明による図5のPラッチセンスアンプ
の駆動回路のためのDRV領域のレイアウトを示す平面
図であり、図7(b)は、図7(a)で7−7’に沿っ
て切断した断面図である。
【0026】半導体メモリ装置が高集積化されることに
よって、トリプルウェル工程を利用するDRAM装置に
おいて、ウェルとウェルとの間の空間が増加するため、
前述のように限定されたDRV領域内にSWD及びSA
用PMOSトランジスターを配置する空間が減るように
なる。その結果、従来のようなDRV領域40の配置方
法によってSWD及びSA領域20及び30に、各々別
のレベルを有するデコーディング信号PXj(例えば、
VPP及びVINT)と電源VINTを供給するための
PMOSトランジスターを同一のDRV領域40に配置
すると、トリプルウェル構造で、ウェルとウェルとの間
の、素子アクティブ領域の境界面とウェル境界面との間
の空間増加のため、同一のDRV領域40にSWD及び
SA用PMOSトランジスターを全部配置できない。
【0027】しかし、本発明によるレイアウトによる
と、従来技術による問題点が解決できる。即ち、図5で
図示されるように、他のウェルバイアス電圧(例えば、
VPP及びVINT)が要求されるPMOSトランジス
ターを含んだ少なくとも2つの回路[本発明の実施形態
において、図2(b)に図示されるサブワードラインデ
コーダの駆動回路21]は、同時に1つのDRV領域1
00aに配置される。1種類のウェルバイアス電圧(例
えば、VINT)が要求されるPMOSトランジスター
を含んだ回路[本発明の実施形態において、図2(a)
に図示されたPラッチセンスアンプ駆動回路41]は、
図5で分かるように回路41が配置されたDRV領域1
00aに配置されない。
【0028】従って、前者の場合、単に他のウェルバイ
アス電圧が要求されるPMOSトランジスターが、図6
(a)及び図6(b)に図示されるように、1つのDR
V領域100aの分離された他のnウェル2に配置され
るため、トランジスターを配置するための素子アクティ
ブ領域が従来の素子アクティブ領域に比べて相対的に広
く確保されることが自明である。即ち、従来の場合、1
つのDRV領域40にSWD及びSAのための駆動回路
41及び42が同時に配置される反面、本発明の場合、
1つのDRV領域100にSWD及びSAのための駆動
回路41及び42が独立に配置される。その結果とし
て、トリプルウェル構造のDRAM装置で、DRV領域
に配置される素子によってチップの大きさが大きくなる
ことが防止できる。
【0029】続いて、後者の場合、1つのウェルバイア
ス電圧が要求されるPMOSトランジスターが、図7
(a)及び図7(b)に図示されるように、1つのDR
V領域100bの1つのnウェル2に配置され、図5に
図示されたように、他のウェルバイアス電圧が要求され
るDRV領域100aを間において、1つのDRV領域
100bに1つのPラッチセンスアンプ駆動回路42が
配置される。即ち行及び列方向に任意のDRV領域(例
えば、100a)に隣接するDRV領域には、同一の用
度のDRV領域(例えば、100a)が配置されない。
【0030】従って、DRV領域100bは、互いに異
なるウェルバイアス電圧を有するPMOSトランジスタ
ーを含まないため、図6(a)及び図6(b)のような
ウェル構造ではなく、1つのPMOSトランジスター用
nウェル2を有することによって、周辺制御用回路をよ
り効率的に配置できる。ここで、図7(a)及び図7
(b)で分かるように、図6(a)及び図6(b)によ
る従来レイアウトに比べて素子アクティブ領域が広く確
保されるため、従来のような駆動能力を有するサイズで
PMOSトランジスターを形成しないし、それより大き
い駆動能力を有するサイズで対応するDRV領域100
bにPMOSトランジスターを形成することによって、
本発明によるレイアウトにより、Pラッチセンスアンプ
駆動回路42の駆動能力が低下することが防止できる。
【0031】
【発明の効果】本発明によるDRV領域のレイアウトに
よると、ウェルバイアス電圧の種類によって、DRV領
域を分離・配置して工程マージンを従来に比べてもっと
確保することによって、ウェルとウェルとの間の空間に
よって、トランジスターの配置空間が不足することを防
止することができる。又、DRV領域に感知増幅回路と
他のウェルバイアス電圧を有する駆動回路をアレー領域
外部に配置する場合、ローディング増加による速度遅延
問題を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 サブワードライン構造を有するDRAM装置
の概略的な構成を示すブロック図である。
【図2】 DRAM装置で、一般的に使用される感知増
幅回路及びそのPラッチ駆動回路を示す回路図と、DR
AM装置で一般的に使用されるサブワードラインデコー
ダの駆動回路を示す回路図である。
【図3】 ツインウェル(twin well)構造を
示す平面図および断面図である。
【図4】 本発明の望ましい実施形態によるDRAM装
置のDRV領域の配置を示す図面である。
【図5】 本発明の望ましい実施形態による図4の点線
部分8を拡大したDRAM装置の概略的な構成を示すブ
ロック図である。
【図6】 トリプルウェル(triple well)
構造を有するDRAM装置で、本発明による図5のサブ
ワードラインデコーダの駆動回路のためのDRV領域の
レイアウトを示す平面図および断面図である。
【図7】 トリプルウェル構造を有するDRAM装置
で、本発明による図5のPラッチセンスアンプ駆動回路
のためのDRV領域のレイアウトを示す断面図と平面図
である。
【符号の説明】
10;メモリセル領域 20:サブワードラインデコーダ領域 30:感知増幅領域 40、100、100a、100b:DRV領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/092

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トリプルウェルを有する半導体メモリ装
    置のレイアウトにおいて、 マトリクス形態で配列された複数のメモリセル領域と、 第1方向のメモリセル領域の間に各々配列され、対応す
    るメモリセル領域のワードラインに対するコーディング
    及び駆動のための回路を備えた複数の第1領域と、 前記第1方向に直交する第2方向のメモリセルの間に、
    各々配列され、対応するメモリセル領域のビットライン
    の電位を感知するための回路を備えた複数の第2領域
    と、 前記第1領域の間と、前記第2領域の間に、各々配列さ
    れ、前記第1及び第2領域の回路を駆動するための素子
    を各々備え、前記駆動素子のうち、少なくとも2つのウ
    ェルバイアス電圧が印加される第1駆動素子は、他のウ
    ェルバイアス電圧が印加される第2駆動素子と互いに独
    立に配置される複数の第3領域とを含むことを特徴とす
    るレイアウト。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2駆動素子は、PMOS
    トランジスターを含むことを特徴とする請求項1に記載
    のレイアウト。
  3. 【請求項3】 前記第1駆動素子を備えた第3領域と第
    2駆動素子を備えた第3領域は、第1又は第2方向の第
    1領域を基準にZ字型に配置されることを特徴とする請
    求項2に記載のレイアウト。
  4. 【請求項4】 前記第2駆動素子に印加されるウェルバ
    イアス電圧は、前記第1駆動素子に印加される前記ウェ
    ルバイアス電圧のうちの1つと同一のレベルを有するこ
    とを特徴とする請求項1に記載のレイアウト。
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