DE69024167T2

DE69024167T2 - Halbleiterspeicheranordnung

Info

Publication number: DE69024167T2
Application number: DE69024167T
Authority: DE
Inventors: Syuso Fujii; Munehiro Yoshida
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-10-19
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2010-10-20
Also published as: JPH07114259B2; EP0423825B1; DE69024167D1; KR940001288B1; KR910008836A; EP0423825A2; EP0423825A3; JPH03133174A; US5231607A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterspeichereinrichtung, umfassend einen Speicherzellenfeldbereich und eine Vielzahl von Energieversorgungsleitungen oder Masseverbindungsleitungen, die jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen. Eine derartige Halbleiterspeichereinrichtung ist in der EP-A- 0 041 844 offenbart. Die Erfindung findet sich in Anwendungen einer Verbesserung eines Musters, in dem die Energieversorgungs- und Masseverbindungsleitungen verbunden mit einer Peripherieschaltung angeordnet sind.
Die Energieversorgungsleitung und Masseverbindungsleitung einer herkömmlichen Halbleitereinrichtung sind in einem solchen Muster angeordnet, wie in Figur 1 gezeigt. In Figur 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 einen Halbleiterchip; 2 und 2' bezeichnen Speicherzellenfeld-Bereiche; 3 bezeichnet einen Peripherieschaltungsbereich; 4 bezeichnet eine Energieversorgungsleitung; 5 bezeichnet eine Masseverbindungsleitung; 6 bezeichnet einen Energieversorgungs-Anschlußflecken; und 7 bezeichnet einen Masseverbindungs-Anschlußflecken.
Wie in Figur 1 gezeigt sind zwei Speicherzellen-Feldbereiche 2 und 2' auf dem Halbleiterchip 1 gebildet. Der Peripherieschaltungsbereich 3 ist zwischen den beiden Speicherzellenfeldbereichen 2 und 2' gebildet. Ein Bondungsfleckenbereich, ein Eingangsschutzschaltungsbereich und andere erforderliche Schaltungsbereiche sind in denjenigen Bereichen um die Speicherzellenfeldbereiche 2 und 2', mit Ausnahme des Peripherieschaltungsbereichs 3 gebildet.
(Zur Vereinfachung wird der Bondungsfleckenbereich, der Eingangsschutzschaltungsbereich und andere erforderliche Schaltungsbereiche zusammengenommen als ein "Bondungsfleckenbereich" bezeichnet, außer wenn dies anders angezeigt wird).
Die Energieversorgungsleitung 4 und die Masseverbindungsleitung 5 sind in den Bereichen um die Speicherzellenfeldbereiche 2 und 2' herum so gebildet, daß sie an den Peripherieschaltungsbereich 3 und den Bondungsfleckenbereich eine Energieversorgung oder ein Massepotential zuführen. Mit anderen Worten, sind die Energiezuführungsleitung 4 und die Masseverbindungsleitung 5 mit sowohl dem Peripherieschaltungsabschnitt 3 als auch dem Bondungsfleckenbereich verbunden. Die Energieversorgungsleitung 4 ist auch mit dem Energieversorgungsflecken 6 verbunden, während die Masseverbindungsleitung 5 auch mit dem Masseverbindungsflecken 7 verbunden ist.
In dem voranstehend erwähnten Muster sind die Energieversorgungsleitung 4 und die Masseverbindungsleitung 5 in den Bereichen um die Speicherzellenfeldbereiche 2 und 2' herum angeordnet. Demzufolge belegen sie eine bestimmte Fläche auf den Bereichen um die Speicherzellenfeldbereiche 2 und 2'. Zusätzlich müssen sie über die gesamte Länge eine bestimmte Breite aufweisen, da ein stabiles Energieversorgungspotential selbst an ihren Endpunkten angelegt werden muß. Wenn ihre Breiten verkleinert werden, steigt die Impedanz der Leitungen an, mit dem Ergebnis, daß das für einen normalen Betrieb der Peripherieschaltungen erforderliche Potential nicht zugeführt wird. Ferner muß die Halbleiterspeichereinrichtung einen größeren Chip gemäß einer Vergrößerung der Kapazität der Einrichtung verwenden. Deshalb sind die Energieversorgungsleitung 4 und die Masseverbindungsleitung 5, die um die Speicherzellenfelder 2 und 2' herum angeordnet sind, Jahr für Jahr verlängert worden. Gemäß dieser Tendenz wurde ein Zuwachs in dem Widerstand der Verdrahtungsleitungen ein Problem. Mit anderen Worten, die Energieversorgungsleitung 4 und die Masseverbindungsleitung 5, die um die Speicherzellenfelder 2 und 2' angeordnet sind, müssen gemäß dem Zuwachs der Kapazität verbreitert werden. Da deshalb die Energieversorgungsleitung 4 und die Masseverbindungsleitung 5 eine größere Installationsfläche benötigen, ist es schwierig die Größe des Halbleiterchips zu verringern.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die voranstehend erwähnten Probleme zu lösen und ihre Aufgabe besteht darin,
- eine Halbleiterspeichereinrichtung bereitzustellen, bei der eine Energieversorgungsleitung und eine Masseverbindungsleitung nur eine sehr kleine Installationsfläche belegen, selbst für den Fall, aß sie in den Bereichen um die Speicherzellenfeldbereiche angeordnet sind, und wobei eine Energieversorgung und ein Massepotential in einer stabilen Weise zugeführt werden können, selbst an die Abschlußeneden der Energieversorgungs- und Masseverbindungsleitungen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterspeichereinrichtung gemäß dem Anfangssatz der vorliegenden Beschreibung und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Signalleitungen über dem Speicherzellenfeldbereich angeordnet sind und die Energieversorgungsleitungen oder Masseverbindungsleitungen zwischen den Signalleitungen in einem ähnlichen Muster wie das der Signalleitungen angeordnet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Halbleiterspeichereinrichtung wenigstens zwei Speicherzellenfeldbereiche und ein Peripherieschaltungsbereich befindet sich zwischen zwei Speicherzellenfeldbereichen, wobei Energieversorgungsleitungen und Masseverbindungsleitungen mit dem Peripherieschaltungsbereich verbunden sind.
Diese Erfindung läßt sich vollständiger aus der folgenden eingehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht, die zeigt, wie in einer herkömmlichen Halbleiterspeichereinrichtung eine Energieversorgungsleitung und eine Masseverbindungsleitung angeordnet sind;
Figur 2 eine schematische Ansicht, die zeigt, wie in einer Halbleiterspeichereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Energieversorgungsleitung und eine Masseverbindungsleitung angeordnet sind;
Figur 3 eine vergrößerte schematische Ansicht, die zeigt wie die Energieversorgungsleitung und die Masseverbindungsleitung über einen Speicherzellenfeldbereich angeordnet sind; und
Figur 4 eine schematische Ansicht eines 16-M DRAM, auf den die Halbleiterspeichereinrichtung der Ausführungsform angewendet ist.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend eingehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Figur 2 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, wie eine Energieversorgungsleitung und eine Masseverbindungsleitung in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet sind. In Figur 2 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 einen Halbleiterchip; 12 und 12' bezeichnen jeweils Speicherzellenfeldbereiche; 13 bezeichnet einen Peripherieschaltungsbereich; 14 bezeichnet einen Energieversorgungs-Anschlußflecken; 15 bezeichnet einen Masseverbindungs-Anschlußflecken; d1, d2, ... dn bezeichnen jeweils Energieversorgungsleitungen; und s1, s2, ..., sn bezeichne jeweils Masseverbindungsleitungen.
Wie in Figur 2 gezeigt weist der Halbleiterchip 12 z.B. zwei Speicherzellenfeldbereiche 12 und 12' auf. Der Peripherieschaltungsbereich 13 befindet sich zwischen diesen zwei Speicherzellenfeldbereichen 12 und 12'. In den Bereichen, die sich um die Speicherzellenfeldbereiche 12 und 12' befinden, ist ein Bondungs-Anschlußfleckenbereich gebildet. Der Energieversorgungs-Anschlußflecken 14 und der Masseverbindungs-Anschlußflecken 15 sind mit diesem Bondungs- Anschlußfleckenbereich verbunden.
Die Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn sind an einem Ende mit dem Energieversorgungs-Anschlußflecken 14 verbunden und sind regelmäßig über den Speicherzellenfeldbereichen 12 und 12' angeordnet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn nicht mit den Speicherzellenfeldern, sondern mit dem Peripherieschaltungsbereich 13 verbunden sind, der sich zwischen den Speicherzellenfeldbereichen 12 und 12' befindet. Vorzugsweise sind die Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn über dem Peripherieschaltungsabschnitt 13 zusammengeschaltet. Soweit erforderlich, können die Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn auch an ihren Abschlußenden zusammen geschaltet werden.
Die Masseverbindungsleitungen s1, s2, ... sn sind an einem Ende mit dem Masseverbindungs-Anschlußflecken 15 verbunden und regelmäßig über den Speicherzellenfeldbereichen 12 und 12' angeordnet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Masseverbindungsleitungen s1, s2 ... sn elektrisch nicht mit den Speicherzellenfeldern, sondern mit dem Peripherieschaltungsbereich 13 verbunden sind. Vorzugsweise sind die Masseverbindungsleitungen s1, s2, ... sn auf dem Peripherieschaltungsbereich 13 zusammen verbunden. Soweit erforderlich, können die Masseverbindungsleitungen s1, s2, ... sn auch an ihren Abschlußenden zusammen geschaltet sein.
Bei der voranstehend erwähnten Verdrahtungsanordnung sind die Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn und die Masseverbindungsleitungen s1, s2, ... sn, die über den Speicherzellenfeldbereichen 12 und 12' angeordnet sind, mit dem Peripherieschaltungsbereich 13, der sich zwischen den Speicherzellenfeldbereichen 12 und 12' befindet, verbunden. Mit dieser Anordnung benötigen die Energieversorgungs- und Masseverbindungsleitungen keine große Installationsfläche in den Bereichen um die Speicherzellenfeldbereiche 12 und 12' herum; die Installationsfläche kann schmal sein, so lange die Energieversorgungs- und Masseverbindungsleitungen eine ausreichende Energieversorgung oder ein ausreichendes Massepotential an einer Eingangsschutzschaltung oder an anderen Schaltungen ermöglichen. Das heißt, die Installationsfläche um die Speicherzellenfeldbereiche 12 und 12' herum kann verkleinert werden, wodurch die Verwendung eines kleinen Chips ermöglicht wird.
Ferner muß jede der Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn nicht verbreitert werden, da die Anzahl von Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn anstelle davon vergrößert werden kann. Genauso muß jede der Masseverbindungsleitungen s1, s2, ... sn nicht verbreitert werden, da die Anzahl der Masseverbindungsleitungen s1, s2, ... dn anstelle davon vergrößert werden kann. Demzufolge ist die Impedanz jeder Energieversorgungsleitung und diejenige jeder Masseverbindungsleitung klein. Infolgedessen kann ein stabiles Energieversorgungspotential zugeführt werden, selbst an die Abschlußenden der Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn und ein stabiles Massepotential kann zugeführt werden, selbst an die Endpunkte der Masseverbindungsleitungen s1, s2, ... sn.
Im Falle, daß die Eingangsschutzschaltung und andere Schaltungen nicht um die Speicherzellenfeldbereiche 12 und 12' herum gebildet sind, müssen die Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn und die Masseverbindungsleitungen s1, s2, ... sn nicht um die Speicherzellenfeldbereiche 12 und 12' herum angeordnet werden. Demzufolge kann die Installationsfläche für diese vollständig von dem Gebiet um die Speicherzellenfeldbereiche 12 und 12' herum eliminiert werden.
Figur 3 ist eine schematische Ansicht, die vergrößert die Energieversorgungs- und Masseverbindungsleitungen darstellt, die über einem Speicherzellenfeldbereich angeordnet sind. In Figur 3 bezeichnet ein Bezugszeichen 16 eine Spaltenwählleitung; 17 bezeichnet ein Kontaktloch, durch das die Spaltenwählleitung 17 und ein Speicherzellenfeld miteinander verbunden sind; dk bezeichnet eine Energieversorungsleitung; sk bezeichnet eine Masseverbindungsleitung.
Wie in Figur 3 gezeigt sind die Spaltenwählleitungen 16 (d.h. Signalleitungen) regelmäßig auf dem Speicherzellenfeldbereich 12 angeordnet und mit dem Speicherzellenfeld durch die Kontaktlöcher 17 verbunden. Die Energieversorgungsleitung dk und/oder die Masseverbindungsleitung sk sind regelmäßig zwischen den benachbarten der Spaltenwählleitungen 16 in einem ähnlichen Muster wie das der Spaltenwählleitungen 16 angeordnet. Beispielsweise sind die Energieversorgungsleitung dk und die Masseverbindungsleitung sk alternierend zwischen den Spaltenwählleitungen 16 angeordnet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Energieversorgungsleitung dk und die Masseverbindungsleitung sk nicht mit den Speicherzellenfeld verbunden sind.
Wie voranstehend erwähnt, sind die Energieversorgungsleitungen dk und die Masseverbindungsleitungen sk regelmäßig in einem ähnlichen Muster wie das der Spaltenwählleitungen 16 angeordnet. Mit dieser Anordnung führen die Energieversorgungs- und Masseverbindungsleitungen dk und sk, die über dem Speicherzellenfeldbereich 12 angeordnet sind, nicht zu einer Verteilung in der parasitären Kapazität von Bitleitungen, die unter dem Spaltenwählleitungen 16 gebildet sind. Deshalb wird in den Bitleitungen wenig Rauschen erzeugt und das Auslesen von Information wird in keinerlei Weise ungünstig beeinflußt.
Die Energieversorgungsleitung dk und die Masseverbindungsleitung sk müssen nicht alternierend angeordnet werden; beide können regelmäßig zwischen den benachbarten der Spaltenwählleitungen 16 angeordnet werden. Selbst wenn sowohl die Energieversorgungsleitung dk als auch die Masseverbindungsleitung sk zwischen zwei benachbarten Spaltenwählleitungen 16 angeordnet sind, sind die Vorteile, die sich aus dieser Anordnung ergeben, im wesentlichen die gleichen. Ferner kann die Energieversorgungsleitung dk und die Masseverbindungsleitung sk zwischen Spaltensignal-Lese- /Schreibleitungen oder dergleichen, nicht zwischen den Spaltenwählleitungen 16 angeordnet werden.
Figur 4 ist eine schematische Ansicht, die eine 16-M DRAM zeigt, auf den die Halbleiterspeichereinrichtung der Ausführungsform angewendet ist. In Figur 4 bezeichnet ein Bezugszeichen 21 einen Halbleiterchip; 22 bezeichnet einen Peripherieschaltungsabschnitt; 23 bezeichnet ein Speicherzellenfeld; 24 bezeichnet einen Spaltendecoderbereich; 25 bezeichnet einen Zeilendekoderbereich; 26 bezeichnet einen Masseverbindungs- Anschlußflecken; 28 bezeichnet eine Masseverbindungsleitung; und 29 bezeichnet eine Spaltenwählleitung.
In der voranstehend erwähnten Ausführungsform sind sowohl die Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn als auch die Masseverbindungsleitungen s1, s2, ... sn über den Speicherzellenfeldbereichen 12 und 12' angeordnet. Jedoch können entweder die Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn oder die Masseverbindungsleitungen s1, s2, ... sn über den Speicherzellenfeldbereichen 12 und 12' angeordnet werden. Ferner können die Energieversorgungsleitungen d1, d2, ... dn mit einem Energieversorgungspotential versorgt werden, welches innerhalb des Chips verkleinert ist, anstelle mit einem von dem Energieversorgungs-Anschlußflecken 14 gelieferten Energieversorgungspotential versorgt zu werden.
Bezugszeichen in den Ansprüchen dienen dem besseren Verständnis und engen den Umfang nicht ein.

Claims

1. Halbleiterspeichereinrichtung, umfassend:

einen Speicherzellenfeldbereich (12); und

eine Vielzahl von Energieversorgungsleitungen (dk) oder Masseverbindungsleitungen (sk), die jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen; dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Signalleitungen (16) über dem Speicherzellenfeldbereich angeordnet ist und die Energieversorgungsleitungen (dk) oder Masseverbindungsleitungen (sk) zwischen den Signalleitungen in einem ähnlichen Muster wie das der Signalleitungen angeordnet sind.

2. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei Speicherzellenfeldbereiche (12, 12') umfaßt und daß sich ein Peripherieschaltungsbereich (13) zwischen den zwei Speicherzellenfeldbereichen befindet, wobei Energieversorgungsleitungen (d1, d2 ... dn, dk) oder Masseverbindungsleitungen (s1, s2 ..., sn, sk) mit dem Peripherieschaltungsbereich verbunden sind.

3. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungsleitungen über dem Peripherieschaltungsbereich untereinander verbunden sind.

4. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseverbindungsleitungen über dem Peripherieschaltungsabschnitt untereinander verbunden sind.

5. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Energieversorgungsleitungen oder Masseverbindungsleitungen regelmäßig zwischen den Signalleitungen angeordnet sind.

6. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Enden der Energieversorgungsleitungen miteinander verbunden sind, während die zweiten Enden der Energieversorgungsleitungen untereinander verbunden sind.

7. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ende der ersten und zweiten Enden von jeder Energieversorgungsleitung mit einem Energieversorgungs- Anschlußflecken (14) verbunden ist.

8. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Enden der Masseverbindungsleitungen miteinander verbunden sind, während die zweiten Enden der Masseverbindungsleitungen miteinander verbunden sind.

9. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ende der ersten und zweiten Enden von jeder Masseverbindungsleitung mit einem Masseverbindungs- Anschlußflecken (15,28) verbunden ist.

10. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungsleitungen oder die Masseverbindungsleitungen alternierend zwischen den Signalleitungen angeordnet sind.

11. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleitungen Spaltenwählleitungen sind.

12. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleitungen Spaltensignallese-/Schreibleitungen sind.