DE69103176T2 - Halbleiterspeichervorrichtung. - Google Patents

Halbleiterspeichervorrichtung.

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DE69103176T2
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices
    • H10B10/15Static random access memory [SRAM] devices comprising a resistor load element

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  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung Fachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterspeichereinrichtung und insbesondere den Aufbau innerhalb des Speicherzellen-Matrixgebiets.
  • Beschreibung des Standes der Technik Im allgemeinen ist eine Halbleiterspeichereinrichtung aufgebaut aus Speicherzellen-Matrixgebieten, einer Dekodierer-Schaltung und einer Wahlschaltung, die angrenzend an die Speicherzellen-Matrixgebiete angeordnet sind, u.dgl. Von diese Bestandteilen sind insbesondere die Speicherzellen-Matrixgebiete so aufgebaut, daß die Speicherzellen regelmäßig angeordnet sind. Infolgedessen sind Transistoren (im allgemeinen MOS- Transistoren), die die Speicherzellen bilden, regelmäßig innerhalb der Speicherzellen-Matrixgebiete angeordnet.
  • In einem SRAM sind eine Stromversorgungsleitung Vcc und eine geerdete Stromversorgungsleitung GND in einem Speicherzellen-Matrixgebiet vorhanden. Demzufolge ist die Regelmäßigkeit der Anordnung der Transistoren, die in den Abschnitten angeordnet sind, wo die Stromversorgungsleitungen liegen, gestört.
  • Die Transistoren, die eine Speicherzelle bilden, werden bei ihrer Herstellung in den aktiven Gebieten ausgebildet, die während einer selektiven Oxidation in einem anfänglichen Verfahren ausgebildet worden sind. Demzufolge sind die meisten dieser aktiven Gebiete mit einer regelmäßigen Struktur innerhalb des Speicherzellen-Matrixgebiets ausgebildet, wobei jedoch, wie oben erwähnt, die Regelinäßigkeit der Ausbildungsstruktur der aktiven Gebiete, die an die Stroinversorgungsleitungen angrenzen, gestört ist.
  • Der Erfinder hat herausgefunden, daß die Ungleichmäßigkeit der Größe relativ zu einem Entwurfszielwert sehr groß ist im Vergleich zur Größe bei anderen aktiven Gebieten, die regelinäßig ausgebildet sind. Insbesondere wenn die Größe des aktiven Gebiets kleiner ist als der Entwurfszielwert, wird die Gate-Breite des Transistors, der innerhalb des aktiven Gebiets ausgebildet wird, kleiner als ein Entwurfszielwert. Wenn die Gate-Breite klein wird, so bedeutet das, daß der Drain-Strom entsprechend klein wird und die Leistung des Transistors sich verringert.
  • Eine Verringerung der Transistorleistung ist die Ursache für eine Verzögerung der Potentialverschiebung der Datenleitung, die mit diesem Transistor verbunden ist, bewirkt, daß die Datenausgabezeit verzögert wird, und führt nicht nur zu einer deutlichen Verringerung der Leistung, sondern auch zur Entstehung von Fehlern in der Halbleiterspeichereinrichtung.
  • Infolgedessen hat eine Halbleiterspeichereinrichtung, die ein Verdrahtungsgebiet oder Leiterbahnen-Gebiet innerhalb des Speicherzellen-Matrixgebietes aufweist, ein Problem, nämlich daß die Leistung eines Teils der Transistoren, die eine Speicherzelle bilden, verringert wird, was zu einer Verringerung der Leistung der Halbleiterspeichereinrichtung als Ganzes und zu einer Verringerung der Zuverlässigkeit aufgrund der Erzeugung von Fehlern führt.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung Aufgabe der Erfindung
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Minderung der Leistung der Transistoren, die Speicherzellen bilden, zu verringern und die Minderung der Leistung und die Entstehung von Fehlern einer Halbleiterspeichereinrichtung zu verringern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Halbleiterspeichereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Speicherzellen-Matrixgebiet mit einer Vielzahl von Speicherzellen, die darin ausgebildet sind, und ein Verdrahtungsbildungsgebiet auf, über das eine Verdrahtung gebildet ist, wobei das Verdrahtungsbildungsgebiet zwischen einem ersten Satz von Speicherzellen und einem zweiten Satz von Speicherzellen vorgesehen ist, wobei jede des ersten Satzes von Speicherzellen ein aktives Gebiet hat, das angrenzend an das Verdrahtungsbildungsgebiet ausgebildet ist und durch einen Feldoxidfilm unterteilt ist, der durch ein selektives Oxidationsverfahren gebildet ist, und wobei jede des zweiten Satzes von Speicherzellen ein zweites aktives Gebiet hat, das angrenzend an das Verdrahtungsbildungsgebiet ausgebildet ist 10und durch den Feldoxidfilm unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherzellen-Matrixgebiet weiter ein Blind- oder Leergebiet einschließt, das in dem VerdraLtungs bildungsgebiet zwischen dem ersten und dem zweiten aktiven Gebiet ausgebildet ist und durch den Feldoxidfilm unterteilt ist, um die Regelmäßigkeit der räumlichen Anordnung der aktiven Gebiete der Speicherzellen zu bewahren.
  • Das Blind- oder Leergebiet kann eine Form haben, die der anderer aktiver Gebiete ähnlich ist. In der bevorzugten Ausführungsform wird das Blind- oder Leergebiet in dein gleichen Herstellungsverfahren wie für andere aktive Gebiete ausgebildet.
  • Die ältere japanische Patentveröffentlichung Nr. 63-211 739 des Anmelders offenbart eine Blind- oder Leerstruktur, die zwischen Verdrahtungsstrukturen ausgebildet ist, um die Höhe des Substrats überall dort, wo geätzt wird, annähernd gleich zu machen. Die ältere japanische Patentveröffentlichung Nr. 63-181 355 des Anmelders beschreibt Aluminiumverdrahtung auf einem Siliziumnitridfilm und vermittelt, daß die Stickstoffatome in dem Film während des reaktiven Ionenätzens Seitenätzen der Verdrahtung bewirken.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher werden. Dabei zeigen:
  • Fig. 1 ein Beispiel eines Schaltbildes eines SRAM;
  • Fig. 2 eine Draufsicht der Struktur eines Teils des Speicherzellen-Matrixgebiets einer Halbleiterspeichereinrichtung gemäß Fig. 1;
  • Fig. 3 eine Draufsicht, die die Struktur eines Teils der aktiven Gebiete des Speicherzellen-Matrixgebiets gemäß Fig. 1 zeigt;
  • Fig. 4 eine Schnittdarstellung entsprechend der Linie X-X gemäß Fig. 2;
  • Fig. 5 ein Diagramm, das die Ungleichinäßigkeit der Gate-Breite relativ zu einem Entwurfszielwert in der Halbleiterspeichereinrichtung gemäß Fig. 2 zeigt;
  • Fig. 6 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen Gate-Breite und dem Drain-Strom des Transistors zeigt;
  • Fig. 7 ein Wellenformdiagramm, das die Spannungspegel wellenform und die Ausgangswellenform einer Datenleitung der Halbleiterspeichereinrichtung zeigt;
  • Fig. 8 eine Draufsicht, die die Struktur eines Teils der Halbleiterspeichereinrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • Fig. 9 eine Draufsicht, die die Struktur eines Teils der aktiven Gebiete des Speicherzellen-Matrixgebiets der Halbleiterspeichereinrichtung gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • Fig. 10 eine Schnittdarstellung entlang der Linie X-X in Fig. 8; und
  • Fig. 11 ein Diagramm, das die Ungleichinäßigkeit der Gate-Breite relativ zu einem Entwurfszielwert in der Halbleiterspeichereinrichtung gemäß Fig. 8 zeigt.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Vor der Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die von der Erfindung zu lösenden Probleme dargestellt.
  • Fig. 1 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel des Aufbaus eines SRAM zeigt, dessen Speicherzellen aus nMOS-Transistoren aufgebaut sind. Ein Speicherzellen-Natrixgebiet ist gebildet durch Anordnen von Speicherzellen S11, S12,..., S21, S22,... in einer Matrixform. Die entsprechenden Speicherzelleii sind jeweils verbunden mit einer der Wortleitungen W1, W2,... und mit einem der Paare der Datenleitung D1, D2;... Das Datenleitungspaar D1 und D2 ist verbunden mit einer Lastschaltung, die aus Transistoren T1 und T2 besteht, und einer Ausgleichsschal tung, die aus einem Transistor T3 besteht, und einer Signalleitung , um die Potentiale der beiden Leitungen mit vorbestimmten Potentialen auszugleichen. Ferner sind Spaltenwahlschaltungen T4, T5,... zum Wählen einer der Kombinationen der paarigen Datenleitungen vorhanden, und ein Leseverstärker SAMP zum Verstärken der Potentialdifferenz eines gewählten Paares von Datenleitungen ist mit der Gruppe der Datenleitungspaare verbunden.
  • Eine Speicherzelle, die einen SRAM (z.B. S1) bildet, besteht aus einer Flipflop-Schaltung, die dadurch entsteht, daß das Eingangsende und das Ausgangsende der beiden Inverter (ein Inverter besteht aus einem Transistor Ml und einem Widerstand R1, und ein Inverter besteht aus einem Transistor M2 und einem Widerstand R2) über Kreuz miteinander verbunden werden, und Transfer-Gate-Transistoren M3 und M4, die jeweils zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsende C und D des Flipflops und die Datenleitungen D1 und D2 geschaltet sind, wobei ihre Gates mit der Wortleitung W1 verbunden sind.
  • Eine solche Halbleiterspeichereinrichtung legt fest, ob die in einer Speicherzelle gespeicherten Daten "0" oder "1" sind, indem sie entscheidet, ob die Kombination der Potentiale der Knoten C und D innerhalb der Speicherzelle ein hohes und ein niedriges Potential oder ein niedriges und ein hohes Potential aufweist.
  • Bei einem Lesevorgang wird eine gewählte Wortleitung (z.B. Wl) aktiviert, und die Transfer-Gate-Transistoren M3 und M4 verbinden die Knoten C und D mit den Datenleitungen D1 und D2. Eines der Potentiale dieser beiden Datenleitungen fällt ab als Antwort auf die Zustände der beiden Knoten C und D innerhalb der Speicherzelle, wodurch eine Potentialdifferenz zwischen den beiden erzeugt wird. Der Leseverstärker SAMP erfaßt und verstärkt die Potentialdifferenz und übergibt sie an eine Ausgangsschaltung (nicht dargestellt).
  • Bei einem Schreibvorgang wird im Gegensatz zum Lesevorgang eine Potentialdifferenz, die einem Schreibdatenelement entspricht, an die Datenleitungen D1 und D2 übergeben, die Transfer-Gate-Transistoren M3 und M4 werden mit Strom versorgt, und der Potentialzustand innerhalb der Speicherzelle wird zwangsweise hergestellt.
  • Fig. 2 ist eine Draufsicht, die die Struktur eines Teils des Speicherzellen-Matrixgebiets der Transistorspeichereinrichtung gemäß Fig. 1 zeigt. Den Bestandteilen, die mit denen in Fig. 1 identisch sind, sind identische Bezugszeichen zugeordnet. In der Figur bezeichnen die Gebiete, die von dünnen durchgezogenen Linien umgeben sind, die aktiven Gebiete, die durch einen Feldoxidf ilm unterteilt sind, der durch eine selektive Oxidation gebildet ist, die schraffierten Gebiete bezeichnen die polykristallinen Siliziumgebiete in der oberen Schicht der aktiven Gebiete, die kreuzweise schraffierten Gebiete bezeichnen die Direktkontaktgebiete zwischen den polykristallinen Siliziumgebieten und den aktiven Bereicheri, und die Bereiche, die von der dicken durchgezogenen Linie umgeben sind, bezeichnen die Aluminiumverdrahtungen weiterhin in der oberen Schicht der polykristallinen Siliziumgebiete.
  • Der Transistor M1 ist innerhalb eines aktiven Gebietes 1 angeordnet, seine Gate-Elektrode G1, die aus einem polykristallinen Siliziumfilm besteht, ist mit einem Drain-Gebiet D2 (Knoten D) des Transistors M2 über einen direkten Kontakt 7 verbunden, sein Source-Gebiet scl ist mit einer polykristalli nen Siliziumverdrahtung 11 über einen direkten Kontakt 10 verbunden, und sein Drain-Gebiet d1 ist mit der aus einem polykristallinen Siliziumfilm bestehenden Gate-Elektrode G2 (Knoten C) des Transistors M2 über einen direkten Kontakt 8 verbunden.
  • Der Transistor M2 ist innerhalb eines aktiven Gebietes 2 ausgebildet, wobei sein Source-Gebiet sc2 mit der polykristallinen Siliziumverdrahtung 11 über einen direkten Kontakt 12 und mit der geerdeten Stromversorgungsleitung GND, die aus einer Aluminiumverdrahtung besteht, über ein Kontaktloch 4 verbunden.
  • Der Transistor M3 ist innerhalb eines aktiven Gebiets 3a angeordnet, das ein erweiterter Teil eines aktiven Gebiets 3 ist, sein Source- und Drain-Weg ist angeordnet zwischen einein Kontaktloch 5 (Knoten A), das mit der Datenleitung D1 verbunden ist, und einem direkten Kontakt 9 (Knoten C), der mit der Gate-Elektrode G2 des Transistors M2 verbunden ist, und das querverlaufende Gebiet der Wortleitung W1, das aus einer polykristallinen Siliziumverdrahtung und einem aktiven Gebiet 3a besteht, dient als Gate-Elektrode G3.
  • Der Transistor M4 ist innerhalb eines aktiven Gebiets 2a angeordnet, das ein erweiterter Teil des aktiven Gebiets 2 ist, und läuft parallel zur Längsrichtung des aktiven Gebiets 3a. Das querverlaufende Gebiet der Wortleitung Wl, das aus einer polykristallinen Siliziumverdrahtung und dem aktiven Gebiet 2a besteht und angeordnet ist zwischen einem Kontaktloch 6 (Knoten B), das den Source- und Drain-Weg des Transistors M4 und die Datenleitung D2 verbindet, und einem direkten Kontakt 7 (Knoten D), der mit der Gate-Elektrode G1 des Transistors M1 verbunden ist, dient als Gate-Elektrode G4 des Transistors M4.
  • Es sollte erwähnt werden, daß die Lastwiderstände R1 und R2 und die Stromversorgungsleitung Vcc in Fig. 2 nicht dargestellt sind, sie sind beide innerhalb des Speicherzellen-Matrixgebiets unter Verwendung eines polykristallinen Siliziumfilms auf einer Schicht ausgebildet, die sich von der des polykristallinen Siliziumfilms, der den Transistor bildet, unterscheidet.
  • Eine der Speicherzellen, nämlich S11, ist aus den Transistoren M1 bis M4 u.dgl., die oben beschrieben worden sind, aufgebaut. Die Speicherzellen S12, S21 und S22 mit dem gleichen Schaltungsaufbau sind auch in Fig. 2 dargestellt.
  • In dem Speicherzellen-Matrixgebiet werden die Stromversorgungsleitungen Vcc zur Versorgung der Speicherzellen mit Strom und die geerdeten Stromversorgungsleitungen GND aus dem äußeren Teil außerhalb des Speicherzellen-Matrixgebiets in das Innere des Speicherzellen-Matrixgebiets geführt und zwischen den Speicherzellen angeordnet. Im allgemeinen ist für je 6 bis 12 Speicherzellen eine Stromversorgungsleitung vorgesehen. In Fig. 2 ist ein Abschnitt dargestellt, in dem eine geerdete Stromversorgungsleitung GND, die aus einer Aluminiumverdrahtung besteht, zwischen der Gruppe von Speicherzellen S11 und S21 und der Gruppe der Speicherzellen S12 und S22 auf einer Schicht angeordnet, die über derjenigen der aktiven Gebiete und der polykristallinen Siliziumschichten liegt.
  • Die Transistoren, die die Speicherzellen bilden, sind innerhalb der aktiven Gebiete ausgebildet, die durch einen Feldoxidfilm unterteilt sind, der durch eine selektive Oxydation in der Anfangsstufe eines Herstellungsverfahrens gebildet wird. Infolgedessen sind innerhalb des Speicherzellen-Ma trixgebiets, wo die Speicherzellen in einer Matrixform angeordnet sind, die Mehrheit der aktiven Gebiete zur Realisierung der Transistoren mit einer regelmäßigen Struktur ausgebildet. Zum Beispiel sind die aktiven Gebiete zur Realisierung der Transistoren M1, M2, M3 und M4, die in Fig. 2 dargestellt sind, innerhalb des Speicherzellen-Matrixgebiets mit einer regelmäßigen Struktur ausgebildet. Dies wird nachstehend mit Bezug auf Fig. 3 erläutert.
  • Fig. 3 ist eine Draufsicht, die nur die aktiven Gebiete innerhalb des Speicherzellen-Matrixgebiets zeigt, die ein größeres Gebiet einnehmen, als in Fig. 2 gezeigt wird. Das Gebiet 200, der von der gestrichelten Linie eingerahmt ist, ist der in Fig. 2 dargestellte Bereich. Wie oben beschrieben, ist der Transistor M2 innerhalb des Gebiets 3a ausgebildet, das ein erweiterter Teil des aktiven Gebiets 3 ist, und der Transistor M4 ist innerhalb des Bereichs 2a ausgebildet, der ein erweiterter Teil des aktiven Gebiets 2 ist und parallel zur Längsrichtung des Gebiets 3a läuft. Wie aus Fig. 3 deutlich wird, ist innerhalb des Speicherzellen-Matrixgebiets, das in Fig. 2 nicht speziell dargestellt ist, die Ausbildungsstruktur für die aktiven Gebiete (2a und 3a) regelmäßig mit einem Abstand GAP2 versehen.
  • Da jedoch die Stromversorgungsleitungen innerhalb des Speicherzellen-Matrixgebiets angeordnet sind, ist die Regelmäßigkeit der Anordnung für die Transistoren gestört, die in der Umgebung der Gebiete, wo die Stromversorgungsleitungen angeordnet sind, ausgebildet sind. Und zwar ist, wie in Fig. 2 dargestellt, eine geerdete Stromversorgungsleitung GND zwischen der Gruppe der Speicherzellen S11 und S21 und der Gruppe der Speicherzellen S12 und S22 angeordnet, so daß der Abstand GAP1 zwischen den Gebieten 3a, in denen die Transistoren M3 innerhalb der betreffenden Speicherzellen ausgebildet sind, größer wird als der Abstand GAP2 zwischen anderen aktiven Gebieten (2a oder 3a) (siehe auch Fig. 3). Infolgedessen ist die Regelmäßigkeit der Ausbildungsstruktur der aktiven Gebiete 3a zur Ausbildung dieser Transistoren in den Abschnitten, die an die geerdete Stromversorgungsleitung GND angrenzen, gestört.
  • Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie XX in Fig. 2. Ein Gate-Oxidfilm 30 ist auf den aktiven Gebieten 3 ausgebildet, die durch einen Feldisolierfilm 31 im Oberflächenteil eines p-leitenden Siliziumsubstrats 32 unterteilt sind, und eine Wortleitung W1, die aus einem polykristallinen Siliziumfilm besteht, ist darauf angeordnet. Die Abschnitte der aktiven Gebiete 3a werden die Gate-Elektroden G3 der Transistoren M3 (Fig. 1 und 2), und WD wird die Gate-Breite dieser Transistoren. Auf der Wortleitung W1 sind Datenleitungen D1 und die geerdete Stromversorgungsleitung GND, die aus Aluminiumverdrahtungen bestehen, mit Hilfe einer Isolierschicht 33 so angeordnet, daß sie die Wortleitung Wl rechtwinklig überqueren. Da Transistoren nicht auf dem unteren Schichtteil ausgebildet werden können, wo die geerdete Stromversorgungsleitung GND angeordnet ist, sind dort keine aktiven Gebiete ausgebildet, und der Feldisolierfilm 31 ist dort allein vorhanden. Folglich wird der Abstand zwischen den Transistoren M3 in den angrenzenden Abschnitten der geerdeten Stromversorgungsleitung GND, und zwar der Abstand GAP1 zwischen den aktiven Gebieten 3a, größer als der Abstand GAP2 zwischen anderen aktiven Gebieten (2a oder 3a), und somit ist die Regelmäßigkeit der Ausbildungsstruktur der aktiven Gebiete 3 in diesen Abschnitten gestört.
  • Die Regelmäßigkeit der Ausbildungsstruktur der aktiven Gebiete zur Ausbildung der Transistoren, die eine Speicherzelle bilden, ist in den angrenzenden Abschnitten der Stromversorgungsverdrahtung gestört. In den aktiven Gebieten, wo die Regelmäßigkeit der Ausbildungsstruktur gestört ist, ist die Ungleichmäßigkeit der Größe relativ zu einem Entwurfszielwert sehr groß im Vergleich zur Größe bei anderen aktiven Gebieten, die regelmäßig ausgebildet sind.
  • Ein Beispiel für eine solche Ungleichmäßigkeit ist in Fig. 5 dargestellt. In der Figur zeigt die Ordinate die Breite des aktiven Gebiets 3a gemäß Fig. 4, und zwar die Breite WD, die die Gate-Breite des Transistors M3 (Fig. 1 und 2) werden soll, und die Abszisse zeigt die Entfernung L von einem aktiven Gebiet bis zu der geerdeten Stromversorgungsleitung GND. Außerdem ist GW ein Entwurfszielwert der Gate-Breite. Wie aus Fig. 5 deutlich wird, wird die Differenz (ΔW1) zwischen der Breite WD des aktiven Gebiets, die die Gate-Breite des Transistors wird, und dem Entwurfszielwert GW größer, wenn das aktive Gebiet näher an der geerdeten Stromversorgungsleitung GND liegt. Bei einem Entwurfszielwert von 7 -im wird der maximale Wert von ΔW1 3 um.
  • Wenn die Ungleichmäßigkeit der Größe des aktiven Gebiets, insbesondere die Ungleichmäßigkeit der Gate-Breite des Transistors kleiner ist als der Entwurfszielwert, treten folgende Probleme auf. Wenn nämlich, wie in Fig. 6 dargestellt, die Breite WD um ΔW1 kleiner wird als der Entwurfszielwert GW, verringert sich der Drain-Strom I des Transistors um Δ1. Wenn z.B. die Gate-Breite sich um 3 um verringert, wie in dein oben erwähnten Beispiel beim dem Drain-Strom von 0,25 mA, wo die Gate-Breite gleich dem Entwurfszielwert ist, verringert sich der Drain-Strom um 0,144 mA, und der Drain-Strom erreicht nur einen Wert von etwa 40% des Stroms, wenn die Gate-Breite mit dem Entwurfszielwert übereinstimmt. Das heißt, die Transistorleistung verringert sich.
  • Wie in Fig. 7 dargestellt, bewirkt eine Verringerung der Transistorleistung (1.) eine Verzögerung der Potentialverschiebung der Datenleitung, die mit dem Transistor verbunden ist (Verschiebung von der durchgezogenen Linie zur gestrichelten Linie) und (2.) eine Verzögerung des Ausgangssignals des Leseverstärkers, der die Potentialdifferenz der Datenleitung verstärkt. Infolgedessen wird (3.) die Datenausgabezeit der Halbleiterspeichereinrichtung (um etwa 5 ns) verzögert, was nicht nur die Leistung der Halbleiterspeichereinrichtung stark verringert, sondern auch mitunter die Ursache für das Entstehen von Fehlern ist.
  • Es wird angenommen, daß die Ungleichmäßigkeit der Größe der aktiven Gebiete, die die Ursache für die oben erwähnten Probleme ist, folgendermaßen entsteht.
  • Die aktiven Gebiete werden ausgebildet, nachdem ein Oxidfilm durch thermische Oxydation auf die Oberfläche eines Substrats aufgewachsen worden ist, ein Siliziumnitridfilm mittels eines CVD-Verfahrens darauf aufgebracht worden ist und der Siliziumnitridfilm mittels der Lithograf ietechnik von der Oberfläche selektiv entfernt worden ist, außer in den Abschnitten, die die aktiven Gebiete werden sollen, und zwar durch Ausbildung eines Feldisolierfilms, indem die Abschnitte die Siliziumnitridfilms, die nach der selektiven Oxydation als oxydationsresistente Maske dafür verwendet werden, und durch anschließendes Abtrennen des Siliziumnitridfilms. Das heißt, die Größe der aktiven Gebiete wird bestimmt durch die Größe des Siliziumnitridfilms, der selektiv durch die Lithografietechnik zurückgelassen worden ist.
  • Wenn jedoch die Regelmäßigkeit der Ausbildungsstruktur der aktiven Gebiete in den angrenzenden Abschnitten der Stromversorgungsverdrahtungen gestört ist, dann ändern sich während der Anwendung der Lithografietechnik zum selektiven Entfernen des Siliziumnitridfilms, d.h. während der Belichtung unter Verwendung einer vorbestimmten Maskenstruktur nach Beschichtung mit einem Fotoresist, die Belichtungsbedingungen n den Bereichen, wo die Regelmäßigkeit aufgrund der Änderungen der Lichtinterferenz gestört ist. Änderungen der Belichtungsbedingungen führen zu einer großen Variabilität der Größe der Siliziumnitridfilmstücke, die relativ zu dem Entwurfszielwert selektiv unbeeinflußt bleiben, was zu einer Ungleichmäßigkeit der Größe der aktiven Gebiete führt.
  • Nachstehend wird mit Bezug auf Fig. 8 bis Fig. 11 eine erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird auch eine Beschreibung dargeboten, die analog zu der Einrichtung gemäß Fig. 1 ist, und zwar mit Bezug auf ein Beispiel eines SRAM, dessen Speicherzellen aus nMOS- Transistoren aufgebaut sind. Folglich ist der Schaltungsaufbau, z.B. die Speicherzellen S11, S12, S21, S22,... u.dgl. der gleiche wie in Fig. 1, so daß die Beschreibung des Aufbaus und das Arbeitsprinzip weggelassen werden können.
  • Fig. 8 ist eine Draufsicht, die die Struktur eines Teils des Speicherzellenmatrixgebiets der Halbleiterspeichereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Bestandteile, die mit denen in Fig. 1 und Fig. 2 identisch sind, werden mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. In Fig. 8 sind vier Speicherzellen S11, S12, S21 und S22 dargestellt, die identischen Schaltungsaufbau haben, nämlich wie in dem Fall gemäß Fig. 2. Der Strukturaufbau jeder der Speicherzellen ist vollständig mit dem gemäß Fig. 2 identisch.
  • Der Unterschied der vorliegenden Ausführungsform gegenüber der bekannten Einrichtung gemäß Fig. 2 besteht nicht im Strukturaufbau der Gebiete, in denen die Apeicherzellen S11, S12, S21 und S22 ausgebildet sind, sondern im Strukturaufbau der Gebiete, in denen die geerdete Stromversorgungsleitung GND innerhalb des Speicherzellenmatrixgebiets angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine geerdete Stromversorgungsleitung GND zwischen der Speicherzelle S11 und der Speicherzelle S12 angeordnet. Wie bereits erwähnt, sind in diesem Gebiet die Transistoren M3 innerhalb der betreffenden Speicherzellen mit einem solchen Abstand zwischen sich versehen, der größer ist als der Abstand GAP2 zwischen den aktiven Gebieten (2a und 3a), in denen die Transistoren (M3 oder M4) ausgebildet sind.
  • Deshalb sind in der vorliegenden Ausführungsform Blindoder Leergebiete mit einer Form, die der der aktiven Gebiete 3a ähnlich ist, zwischen zwei aktiven Gebieten 3a im Herstellungsverfahren ausgebildet worden, das das gleiche ist wie das für die Ausbildung der aktiven Gebiete 3a, in denen die Transistoren M3 ausgebildet werden. Bei dieser Anordnung ward der Abstand zwischen den aktiven Gebieten 3a und dem Blind- oder Leergebiet 17 gleich dem Abstand GAP2 zwischen anderen aktiven Gebieten (2a oder 3a), wie aus Fig. 9 hervorgeht. Hier ist das Blind- oder Leergebiet 17 mit der geerdeten Stromversorgungsleitung GND über Kontakte 15 verbunden, um zu verhindern, daß das Blind- oder Leergebiet 17 einen potentialfreien oder schwebenden Zustand annimmt.
  • Mit einem solchen Aufbau kann erreicht werden, daß durch die Regelmäßigkeit der Ausbildungsstruktur der aktiven Gebiete zum Ausbilden von Transistoren, die die Speicherzellen bilden, Störungen in den Abschnitten, die an die Stromversorgungsverdrahtungen angrenzen, vermieden werden.
  • Fig. 10 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie X-X in Fig. 8. Ein Gate-Oxidfilm 30 ist auf den aktiven Gebieten 3 ausgebildet, die durch einen Feldisolierfilm 31 unterteilt sind, und eine Wortleitung W1, die aus einem polykristallinen Siliziumfilm besteht, ist darauf angeordnet. Die Datenleitungen D1 und eine geerdete Stromversorgungsleitung GND, die aus Aluminiumverdrahtungen bestehen, sind so angeordnet, daß sie die Wortleitung W1 mit Hilfe einer Isolierschicht 33 rechtwinklig überqueren. In den unteren Schichtgebieten, in denen die geerdeten Stromversorgungsleitungen GND angeordnet sind, sind Blind- oder Leergebiete 17 angeordnet, die eine ähnliche Form aufweisen wie die der aktiven Gebiete 3a. Bei dieser Anordnung wird der Abstand zwischen dem aktiven Gebiet 3a und dem Blind- oder Leergebiet 17 gleich dem Abstand GAP2 zwischen anderen aktiven Gebiete (2a oder 3a).
  • In Fig. 11 ist die Ungleichmäßigkeit der Größe des aktiven Gebiets relativ zu einem Entwurfszielwert dargestellt, und zwar für den Fall, wo die aktiven Gebiete mit einer regelmäßigen Struktur ausgebildet sind. Wie aus der Figur hervorgeht, weicht die Breite WD des aktiven Gebiets, die die Gate-Breite des Transistors werden soll, auch in der Nähe der geerdeten Stromversorgungsleitung GND nicht im geringsten von einem Entwurfszielwert GW. Das heißt, es ist möglich, zu verhindern, daß sich die Leistung der Transistoren innerhalb des Speicherzellenmatrixgebiets verringert.
  • Durch die Wahl eines Aufbaus gemäß der vorliegenden Ausführungsform wurde es möglich, die Ungleichmäßigkeit der Größe der aktiven Gebiete zu verhindern. Man geht davon aus, daß der Grund dafür darin besteht, daß die Regelmäßigkeit der Ausbildungsstruktur der aktiven Gebiete auch in den angrenzenden Gebieten der Stromversorgungsverdrahtungen auf Grund der Blind- oder Leergebiete 17 nicht gestört wird, so daß während der Maskenstrukturbelichtung zur Ausbildung der aktiven Gebiete keine Veränderungen der Lichtinterferenz hervorgerufen werden, was die Entstehung der Veränderungen, wie sie bei herkömmlichen Belichtungsbedingungen auftreten, verhindert.
  • Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Minderung der Transistorleistung der Transistoren innerhalb des Speicherzellenmatrixgebiets zu verringern, so daß keine Verzögerung der Potentialverschiebung in der Datenleitung entsteht, die mit dem Transistor verbunden ist, und daß keine Verzögerung des Ausgangssignals des Leseverstärkers entsteht, der die Potentialdifferenz zwischen den Datenleitungen verstärkt.
  • Folglich wurde es möglich, Leistungsminderungen und Störungen einer Halbleiterspeichereinrichtung zu verhindern, die durch eine Verzögerung der Datenausgabezeit der Halbleiterspeichereinrichtung hervorgerufen werden.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform ist ein SRAM, der aus nMOS-Transistoren besteht, als Beispiel gewählt worden, die vorliegende Erfindung muß jedoch nicht nur auf diesen Fall beschränkt sein. Die vorliegende Erfindung kann zum Beispiel auf einem SRAM, der aus einer Anzahl von pMOS besteht, angewendet werden. In diesem Fall muß man lediglich die geerdete Stromversorgungsleitung GND der Verdrahtungsstruktur gemäß Fig. 8 durch die Stromversorgungsleitung Vcc ersetzen.
  • Außerdem ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf SRAMs beschränkt, sondern kann auch auf Speicher angewendet werden, in denen Speicherzellen angeordnet sind, d.h. solche, die eine regelmäßig angeordnete Speicherzellenmatrix aufweisen, z.B. dynamische RAMs (DRAMs), programmierbare Festwertspeicher (PROMs), löschbare PROMs (EPROMs), elektrisch löschbare PROMs (EEPROMs), Schieberegister, CCD-Speicher u.dgl. Der mögliche Schaltungsaufbau und der mögliche Strukturaufbau sind also nicht auf diejenigen beschränkt, die in Fig. 1 und Fig. 8 dargestellt sind.
  • Ferner bedeutet der Begriff aktives Gebiet, der in Verbindung mit der obigen Beschreibung verwendet worden ist, einfach ein Gebiet, das für Elementausbildung verwendbar ist, die durch einen Feldoxidfilm unterteilt ist, der durch ein selektives Oxidationsverfahren ausgebildet wird. Das heißt, ein solches Gebiet muß nicht unbedingt ein Gebiet sein, in das Fremdatome o.dgl. implantiert oder diffundiert sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden nach der Ausbildung der Blind- oder Leergebiete 17 durch ein selektives Oxidationsverfahren und nach der Ausbildung der polykristallinen Siliziumfilme zur Schaffung der Gate-Elektroden wie in anderen aktiven Gebieten in die Blind- oder Leergebiete 17 Fremdatome implantiert, und zwar durch ein Fremdatomimplantierungsverfahren zur Ausbildung der Source- und Drain-Gebiete. Es ist jedoch bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Implantierung von Fremdatomen in die Blind- oder Leergebiete zu verbindern durch Schaffung einer Maskenstruktur, Erhöhung der Anzahl der Maskierungsverfahren o.dgl.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine spezifische Ausführungsform beschrieben worden ist, ist diese Beschreibung nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen. Verschiedene Modifikationen der offenbarten Ausführungsform werden nach Kenntnisnahme der Beschreibung der Erfindung dem Fachmann deutlich. Der Umfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.

Claims (3)

1. Halbleiterspeichereinrichtung, die ein Speicherzellen-Matrixgebiet mit einer Vielzahl von Speicherzellen (S11, S12..., S21, S22,...), die darin ausgebildet sind, und ein Verdrahtungsbildungsgebiet aufweist, über das eine Verdrahtung (GND) gebildet ist, wobei das Verdrahtungs bildungsgebiet zwischen einem ersten Satz von Speicherzellen (S11, S21) und einem zweiten Satz von Speicherzellen (S12, S22) vorgesehen ist, wobei jede des ersten Satzes von Speicherzellen ein aktives Gebiet (3a) hat, das dem Verdrahtungsbildungsgebiet benachbart ausgebildet ist und durch einen Feldoxidfilm (31) unterteilt ist, der durch ein selektives Oxidationsverfahren gebildet ist, und wobei jede des zweiten Satzes von Speicherzellen ein zweites aktives Gebiet (3a) hat, der dem Verdrahtungs bildungsgebiet benachbart ausgebildet ist und durch den Feldoxidfilm (31) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, ,dar das SPeicherzellen-Matrixgebiet weiter ein Blind- oder Leergebiet (17) einschließt, das in dem Verdrahtungs bildungsgebiet zwischen den ersten und zweiten aktiyen Bereichen ausgebildet ist und durch den Feldoxidfilm (31) unterteilt ist, um die Regelmäßigkeit der räumlichen Anordnung der aktiven Bereiche der Speicherzellen zu bewahren.
2. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blind- oder Leergebiet (17) eine Form hat, die jedem der ersten und zweiten aktiven Gebiete ähnlich ist.
3. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dar das Blind- oder Leergebiet (17) mit der Verdrahtung (GND) über einen Kontakt (15) verbunden ist.
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