JP2787852B2 - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JP2787852B2
JP2787852B2 JP3082160A JP8216091A JP2787852B2 JP 2787852 B2 JP2787852 B2 JP 2787852B2 JP 3082160 A JP3082160 A JP 3082160A JP 8216091 A JP8216091 A JP 8216091A JP 2787852 B2 JP2787852 B2 JP 2787852B2
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潔 竹内
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体メモリ装置に関
し、特に対をなすビット線間の信号を増幅するセンス増
幅器を備えたDRAM型の半導体メモリ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリ(DRAM)では、通常1個のメモリセルが1個の
容量素子と1個のスイッチング用MOS型のトランジス
タからなり、容量素子に蓄積された電荷の量を“0”と
“1”とに対応させて情報を記録する。その情報を読出
すためには、スイッチング用のトランジスタを介して容
量素子に接続されたビット線に現れる微小な電位の変化
を検出しなければならないため、ビット線に対する外部
からの雑音の影響を極力排除する必要があるが、このた
めには折り返しビット線構成のものが有効である。
【0003】DRAMでの情報の読出しは、通常読出す
対象のメモリセルが接続されたビット線と、ダミーセル
が接続されたもう1本のビット線との間の電位差をセン
ス増幅器により差動増幅することにより行うが、これら
2本のビット線を隣接して走るように配置するのが折り
返しビット線構成であり、外来雑音の大部分を同相モー
ドとして排除することができる。
【0004】一方、これら2本のビット線をセンス増幅
器のそれぞれ反対側に延ばす構成のものを開放ビット線
構成と呼ぶ。
【0005】折り返しビット線構成は上記のような著し
い利点を有するが、これを実現するためには各ビット線
が全ワード線(ビット線と交差するように走り、メモリ
セルのスイッチング用のトランジスタのゲートと接続す
る)の半分だけと結合するセルを配置する必要があるた
め、開放ビット線構成に比べて占有面積が大きくなると
いう欠点がある。
【0006】図5(A),(B)はそれぞれ従来の折り
返しビット線構成の半導体メモリ装置の第1の例を示す
レイアウト図及び等価回路図である。
【0007】この例は、基板上に設けられた、互いに平
行かつ所定の間隔で配置された複数のワード線2と、こ
れら各ワード線2と絶縁されて直交し互いに平行かつ所
定の間隔で配置された複数のビット線3と、ソース・ド
レインの一方をビット線3の所定の1本に共通接続しソ
ース・ドレインの他方をワード線の隣接する所定の2本
にそれぞれ対応して接続するスイッチング用の第1及び
第2のトランジスタTr1,Tr2、並びに一端をこれ
ら第1及び第2のトランジスタTrのソース・ドレイン
の他方とそれぞれ対応して接続する第1及び第2の容量
素子11をそれぞれ備えた複数のメモリ素子領域1とを
有し、複数のメモリ素子領域1が同一のビット線3と接
続する各メモリ素子領域1は2本おきにかつ隣接する2
本のワード線2と接続し、互いに隣接する2本のビット
線と接続する各メモリ素子領域1は、片方のビット線3
のメモリ素子領域1と接続する2本のワード線2が、他
方のビット線3のメモリ素子領域1とは接続しないよう
な形状に配置されている。
【0008】図6は従来の折り返しビット線構成の第2
の例を示すレイアウト図である。
【0009】この例は図5に示された第1に対しメモリ
素子領域1の配置が若干相違している。この例では、互
いに隣接する2本のビット線3と接続する各メモリ素子
領域1は、紙面左下隅を原点としたとき、原点に近い方
のビット線3のメモリ素子領域1の第2のトランジスタ
及び容量素子の接続点と接続するワード線2に、原点に
遠い方のビット線3のメモリ素子領域1の第1のトラン
ジスタ及び容量素子の接続点を接続するように配置され
ている。
【0010】これら第1及び第2の例では、隣接するメ
モリ素子領域1の間に、メモリ素子領域が形成されてい
ない、ワード線2が素通りするだけの無駄な領域5が存
在する。
【0011】図7は従来の開放ビット線構成の半導体メ
モリ装置の一例を示すレイアウト図である。
【0012】この例では、メモリ素子領域1が、これら
を分離するに必要な領域だけで分離されており、ワード
線が素通りするだけの無駄な領域5はない。
【0013】なお、これらの例において、容量素子11
としてはワード線2より上側に堆積した電極により形成
されたスタック型容量または基板に掘って穴の壁面を利
用したトレンチ型容量を想定している。また、図面を見
やすくするため、ビット線3は1本の直線により接続関
係のみを示した。また、上述したように、折り返しビッ
ト線構成では、全ワード線2の半分がメモリ素子領域1
と結合せずにビット線3を素通りできるようにするた
め、開放ビット線構成に比べて余分な面積(無駄な領域
5)が必要になる。仮に各種の設計可能な最小寸法がす
べてある値Fに等しいとし、位置合わせ余裕を無視した
とき、従来の配置で可能なセルあたりの面積の最小値は
開放ビット線構成で6F2 であるのに対し、折り返しビ
ット線構成では8F2 となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
メモリ装置は、折り返しビット線構成では全ワード線2
の半分がメモリ素子領域1と結合せずビット線3を素通
りするため、無駄な領域5が存在しチップ面積が大きく
なり、開放ビット線構成では無駄な領域5はなくなるが
センス増幅器の両側にビット線3が延在するので、外来
雑音に対して弱いという欠点がある。
【0015】本発明の目的は、外来雑音に対して強く、
しかもチップ面積を縮小することができる半導体メモリ
装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体メモリ装
置は、基板上の一つの角に原点を設定してこの原点を通
り互いに交差するX軸及びY軸を定め、X及びYがいず
れも正となる前記基板上の領域に、前記Y軸と平行しか
つ互いに所定の間隔で配置された複数のワード線と、前
記X軸と平行しかつ互いに所定の間隔で前記各ワード線
と絶縁されて交差するように配置された複数のビット線
と、ソース・ドレインの一方を前記ビット線の所定の1
本に共通接続しゲートを前記ワード線の隣接する所定の
2本にそれぞれ対応して接続するスイッチング用の第1
及び第2のトランジスタ、並びに一端をこれら第1及び
第2のトランジスタのソース・ドレインの他方とそれぞ
れ対応して接続する第1及び第2の容量素子をそれぞれ
備えた複数のメモリ素子領域とを有し、各メモリ素子領
域内では第1のトランジスタ及び第1の容量素子は原点
に近い側に、第2のトランジスタ及び第2の容量素子は
原点に近い側にそれぞれ配置され、前記複数のワード線
及び前記複数のビット線はそれぞれ直線状であり、前記
複数のメモリ素子領域が、同一の前記ビット線と接続す
る各メモリ素子領域は2本おきにかつ隣接する2本の前
記ワード線と接続し、互いに隣接する2本の前記ビット
線と接続する各メモリ素子領域は、前記原点に近い方の
ビット線のメモリ素子領域の第2のトランジスタ及び容
量素子の接続点と接続するワード線に、前記原点に遠い
方のビット線のメモリ素子領域の第1のトランジスタ及
び容量素子の接続点を接続するように配置された折り返
しビット線構成の半導体メモリ装置において、前記X軸
と前記Y軸が交差する角度を90度よりも小さい角度と
し、同一のビット線に接続する各メモリ素子領域を、そ
れぞれのメモリ素子領域におけるソース・ドレイン接続
部からY軸に対して引いた垂線とY軸との交差点が前記
ビット線に沿って原点から遠いメモリ素子領域に対応す
る交差点ほど原点から遠くなるように配置し、かつ各メ
モリ素子領域の容量素子は該メモリ素子が接続するビッ
ト線に対して、第1の容量素子は原点から遠い側に、第
2の容量素子は原点に近い側に配置して構成される。
【0017】
【作用】この発明に従ってワード線(2)とビット線
(3)のなす角を90度からずらすことにより、折り返
しビット線構成における無駄な領域(5)の面積を減ら
すことができ、その結果、チップ面積を削減することが
でき、また無駄な領域(5)が減少した分の面積をメモ
リ素子領域(1)に割り当てることができるので、チッ
プ面積の増加を抑えながらメモリ容量を増大させること
ができる。
【0018】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0019】図1は本発明の第1の実施例を示すレイア
ウト図である。
【0020】この実施例が図6に示された従来の半導体
メモリ装置と相違する点は、各ビット線3及び各メモリ
素子領域1を、最も原点に近いワード線2上のメモリ素
子領域1は固定しておき、原点からビット線3の走る方
向に遠ざかるに従って順次移動量が多くなるように、原
点から遠い方のビット線方向3方向へ、各ワード線2と
平行に、隣接するビット線3のメモリ素子領域1が一直
線上に並ぶまで移動させた配置とした点にある。
【0021】このように各ビット線3及び各メモリ素子
領域1を配置することにより、図5,図6に示された無
駄な領域5は完全になくなり、1セル当りの面積を図7
に示された開放ビット線構成の限界と等しい6F2 とす
ることができ、チップ面積を小さくすることができる。
この面積は、図5,図6の場合に比べ25%程度の減少
となる。
【0022】図2は本発明の第2の実施例を示すレイア
ウト図である。
【0023】この第2の実施例は、ビット線3及びメモ
リ素子領域1の移動量を第1の実施例より少なくしたも
ので、チップ面積の削減効果は第1の実施例より小さく
なるが、ビット線3,メモリ素子領域1の移動量を大き
くすることによりビット線3のピッチが小さくなるのを
防ぐことができる利点がある。
【0024】そこで設計においては、実現できるビット
線ピッチ、所望のメモリ素子領域幅などの要因に応じ
て、これらを移動する量を選択するとよい。通常、メモ
リ素子領域1の短辺の幅はコンタクト穴との目合せ余裕
を見込んで最小設計寸法より大きめとする必要がある
が、この場合は従来例ではビット線ピッチに余裕があ
る。従って、ビット線のピッチが実現できる最小値にな
るように移動量を選択すればよく、その移動量に応じて
面積削減効果が得られる。
【0025】図3は本発明の第3の実施例を示すレイア
ウト図である。
【0026】この実施例は、移動量が図1に示された第
1の例よりも小さい場合に、メモリ素子領域1aの容量
素子11をワード線3の走る方向に突出させた例であ
る。高密度のDRAMでスタック型容量を用いる場合、
メモリ容量素子をビット線よりも上側に形成することが
作製するうえで有利であるが、そのためには、ワード線
2との接続部(13)がビット線3と重なり合わないよ
うにする必要がある。この例は、移動量が小さくて無駄
な領域が完全にはなくならない状態で、この残った無駄
な領域部分に向かってメモリ素子領域を延長することに
より接続部(12)をビット線3からずらしている。
【0027】図4は本発明の第4の実施例を示すレイア
ウト図である。
【0028】この実施例は、第3の実施例と同様の効果
を、メモリ素子領域1bの形状を斜めに変えることによ
り実現したものである。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、各ビット
線及び各メモリ素子領域を、原点からビット線の走る方
向に遠ざかるに従って順次移動量が多くなるように、原
点から遠い方のビット線方向へ各ワード線と平行に移動
させた配置とすることにより、折り返しビット線構成の
半導体メモリ装置がもつ外来雑音に強いという特徴を備
え、かつ従来の折り返しビット線構成の半導体メモリ装
置に存在する無駄な領域を少なくすることができ、チッ
プ面積を縮小することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すレイアウト図であ
る。
【図2】本発明の第2の実施例を示すレイアウト図であ
る。
【図3】本発明の第3の実施例を示すレイアウト図であ
る。
【図4】本発明の第4の実施例を示すレイアウト図であ
る。
【図5】従来の半導体メモリ装置の第1の例を示すレイ
アウト図及び等価回路図である。
【図6】従来の半導体メモリ装置の第2の例を示すレイ
アウト図である。
【図7】従来の半導体メモリ装置の第3の例を示すレイ
アウト図である。
【符号の説明】
1,1a,1b メモリ素子領域 2 ワード線 3 ビット線 5 無駄な領域 11 容量素子 12 ソース・ドレイン接続部 13 ゲート接続部 Tr トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/108 H01L 21/8242

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上の一つの角に原点を設定してこの
    原点を通り互いに交差するX軸及びY軸を定め、X及び
    Yがいずれも正となる前記基板上の領域に、前記Y軸と
    平行しかつ互いに所定の間隔で配置された複数のワード
    線と、前記X軸と平行しかつ互いに所定の間隔で前記各
    ワード線と絶縁されて交差するように配置された複数の
    ビット線と、ソース・ドレインの一方を前記ビット線の
    所定の1本に共通接続しゲートを前記ワード線の隣接す
    る所定の2本にそれぞれ対応して接続するスイッチング
    用の第1及び第2のトランジスタ、並びに一端をこれら
    第1及び第2のトランジスタのソース・ドレインの他方
    とそれぞれ対応して接続する第1及び第2の容量素子を
    それぞれ備えた複数のメモリ素子領域とを有し、各メモ
    リ素子領域内では第1のトランジスタ及び第1の容量素
    子は原点に近い側に、第2のトランジスタ及び第2の容
    量素子は原点に近い側にそれぞれ配置され、前記複数の
    ワード線及び前記複数のビット線はそれぞれ直線状であ
    り、前記複数のメモリ素子領域が、同一の前記ビット線
    と接続する各メモリ素子領域は2本おきにかつ隣接する
    2本の前記ワード線と接続し、互いに隣接する2本の前
    記ビット線と接続する各メモリ素子領域は、前記原点に
    近い方のビット線のメモリ素子領域の第2のトランジス
    タ及び容量素子の接続点と接続するワード線に、前記原
    点に遠い方のビット線のメモリ素子領域の第1のトラン
    ジスタ及び容量素子の接続点を接続するように配置され
    折り返しビット線構成の半導体メモリ装置において、
    前記X軸と前記Y軸が交差する角度を90度よりも小さ
    い角度とし、同一のビット線に接続する各メモリ素子領
    域を、それぞれのメモリ素子領域におけるソース・ドレ
    イン接続部からY軸に対して引いた垂線とY軸との交差
    点が前記ビット線に沿って原点から遠いメモリ素子領域
    に対応する交差点ほど原点から遠くなるように配置し、
    かつ各メモリ素子領域の容量素子は該メモリ素子が接続
    するビット線に対して、第1の容量素子は原点から遠い
    側に、第2の容量素子は原点に近い側に配置されたこと
    を特徴とする半導体メモリ装置。
  2. 【請求項2】前記原点からみて最外周にあるメモリ素子
    領域以外の任意のメモリ素子領域を第1のメモリ素子領
    域、該第1のメモリ素子領域が接続するビット線に接続
    しか つ前記第1のメモリ素子領域よりも原点から遠い方
    向に隣接するメモリ素子領域を第2のメモリ素子領域、
    前記第1のメモリ素子領域が接続するビット線と原点か
    ら遠い側で隣接するビット線と接続するメモリ素子領域
    であって該メモリ素子領域内の前記第2のトランジスタ
    のゲートが前記第1のメモリ素子領域内の前記第1のト
    ランジスタのゲートに接続するワード線に接続するメモ
    リ素子領域を第3のメモリ素子領域としたとき、第2の
    メモリ素子領域のソース・ドレイン接続部からY軸に対
    して引いた垂線とY軸とが交差する点の位置が、第1の
    メモリ素子領域のソース・ドレイン接続部からY軸に対
    して引いた垂線とY軸とが交差する点よりも原点から遠
    い位置にあり、かつ第3のメモリ素子領域のソース・ド
    レイン接続部からY軸に対して引いた垂線とY軸とが交
    差する点と同じ位置もしくは原点に近い位置にあること
    を特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ素子。
  3. 【請求項3】 前記メモリ素子領域の平面形状は矩形状で
    あり、かつ該矩形の長手方向は前記ワード線と直交する
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導
    体メモリ装置。
  4. 【請求項4】 前記メモリ素子領域の平面形状は矩形の両
    端部をワード線に平行かつ互いに逆の方向に突出させた
    形状であり、前記矩形の長手方向はワード線と直交し、
    前記第1のトランジスタ側の矩形端部は原点から離れる
    方向に、前記第2のトランジスタ側の矩形端部は原点に
    近づく方向にそれぞれ突出し、各突出部においてそれぞ
    れ前記第1、第2の容量素子と接続することを特徴とす
    る請求項1または請求項2に記載の半導体メモリ装置。
  5. 【請求項5】 前記メモリ素子領域を、メモリ素子領域と
    ワード線が直交する場合よりも第1のトランジスタ側が
    X軸から離れ第2のトランジスタ側がX軸に近づく方向
    に傾けて配置したことを特徴とする請求項1または請求
    項2に記載の半導体メモリ装置。
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JP2974252B2 (ja) * 1989-08-19 1999-11-10 富士通株式会社 半導体記憶装置

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