JPH05218349A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH05218349A
JPH05218349A JP4047985A JP4798592A JPH05218349A JP H05218349 A JPH05218349 A JP H05218349A JP 4047985 A JP4047985 A JP 4047985A JP 4798592 A JP4798592 A JP 4798592A JP H05218349 A JPH05218349 A JP H05218349A
Authority
JP
Japan
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word lines
word line
lines
transistor
bit
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Application number
JP4047985A
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English (en)
Inventor
Hideharu Nakajima
英晴 中嶋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Priority to US08/003,595 priority patent/US5363326A/en
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】折り返しビット線構成を形成することができる
にも拘らず、トランジスタのソース・ドレインの一方及
び他方を結ぶ方向で隣接している記憶セル同士の間の非
選択ワード線部の除去等を行って、高集積化を実現す
る。 【構成】トランジスタのソース・ドレインの一方及び他
方を結ぶ方向で記憶セルA〜H同士の間に第1ワード線
1WL1〜1WL3を延在させ、それに直交する方向へ
第2ワード線2WL0〜2WL3とビット線BL0〜B
L2とを延在させる。記憶セルから記憶データを読み出
す際には、第2ワード線2WL0〜2WL3の電位を1
本おきに0Vと5Vとにする。この結果、ビット線BL
0〜BL2の1本おきにのみ記憶データが出力され、折
り返しビット線構成を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、DRAMと称されてい
る半導体記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、折り返しビット線構成の積層キ
ャパシタ型DRAMの一従来例を示している。なお、図
面を見易くするために、図4では繰り返しパターンのう
ちの一部が省略されている。DRAMでは、1個のトラ
ンジスタ11と1個のキャパシタ12とで1個の記憶セ
ルが構成されており、ワード線WL1が記憶セルXにお
けるトランジスタ11のゲート電極になっている。
【0003】トランジスタ11のソース・ドレインの一
方であるN+ 型の拡散層13には、コンタクト孔14を
介して、キャパシタ12の記憶ノード電極15がコンタ
クトしている。また、ソース・ドレインの他方であるN
+ 型の拡散層16には、コンタクト孔17を介して、記
憶セルXに対してはビット線BL2がコンタクトしてい
る。
【0004】この一従来例では、図4から明らかな様
に、拡散層13、16同士を結ぶ方向、つまり図4中の
y方向へビット線BL0、BL1、BL2、…が延在し
ており、このy方向に直交するx方向へワード線WL
0、WL1、WL2、WL3、…が延在している。
【0005】ところで、この一従来例は折り返しビット
線構成であるので、拡散層13、16同士の間のワード
線WL1等がx方向へ延在した部分は、y方向で隣接し
ている記憶セル同士の間のフィールド絶縁膜21上に位
置している。従って、ワード線WL1等のうちで拡散層
13、16同士の間の部分がいわゆる選択ワード線部2
2になっており、ワード線WL1等のうちでフィールド
絶縁膜21上の部分がいわゆる非選択ワード線部23に
なっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の様にy
方向で隣接している記憶セル同士の間に2本の非選択ワ
ード線部23が延在していると、非選択ワード線部23
自体の線幅のみならず、非選択ワード線部23同士の間
隔がy方向において必要である。つまり、非選択ワード
線部23のラインアンドスペースがy方向において必要
であり、y方向で記憶セルの辺の長さを縮めることが難
しい。
【0007】しかも、ビット線BL2等がy方向へ延在
しているので、このビット線BL2等がコンタクト孔1
4上を通過している。このため、ビット線BL2等より
も上層にキャパシタ12を形成することができず、記憶
セルの面積に対してキャパシタ12の面積を大きくする
ことに制約がある。これらの理由によって、図4に示し
た一従来例では、記憶セル面積を縮小することが難し
く、高集積化を実現することができなかった。
【0008】なお、オープンビット線構成には、いわゆ
る非選択ワード線部が存在しない。しかし、折り返しビ
ット線構成では、互いに隣接している一対のビット線の
一方にのみ記憶セルの記憶データが出力され、他方には
記憶セルの記憶データが出力されないので、センス増幅
器を差動動作させて同相モードの雑音を相殺し、センス
増幅器の感度を向上させることができる等の利点がある
のに対して、オープンビット線構成ではこれらの利点が
ない。従って、オープンビット線構成を採用することは
できない。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体記憶
装置では、ビット線BL0〜BL2はトランジスタ11
のソース・ドレインの一方13及び他方16を結ぶ第1
の方向yに直交する第2の方向xへ延在しており、第1
のワード線1WL0〜1WL3は前記第2の方向xで隣
接している記憶セルA〜H、X同士の間を前記第1の方
向yへ延在すると共にその両側の前記記憶セルA〜H、
Xへ互い違いに延在している分枝部25を有しており、
第2のワード線2WL0〜2WL3が前記第2の方向x
で並んでいる前記分枝部25に沿って延在している。
【0010】
【作用】本発明による半導体記憶装置では、選択すべき
記憶セルA〜H、Xに分枝部25を有している第1のワ
ード線1WL0〜1WL3にトランジスタ11を導通さ
せるための電圧を印加すると共に、この分枝部25に沿
って延在している第2のワード線2WL0〜2WL3に
隣接している他の第2のワード線2WL0〜2WL3に
上記電圧による電界を相殺する電圧を印加すれば、選択
すべき記憶セルA〜H、Xに接続されているビット線B
L0〜BL2にのみその記憶セルA〜H、Xの記憶デー
タが出力され、このビット線BL0〜BL2に隣接して
いる他のビット線BL0〜BL2には記憶セルA〜H、
Xの記憶データが出力されない。従って、これらのビッ
ト線BL0〜BL2で折り返しビット線構成を形成する
ことができる。
【0011】一方、第1のワード線1WL0〜1WL3
が記憶セルA〜H、X同士の間を第1の方向yへ延在し
ており、記憶セルA〜H、Xへは分枝部25が延在して
いるだけである。このため、折り返しビット線構成であ
っても、第1の方向yで隣接している記憶セルA〜H、
X同士の間に、いわゆる非選択ワード線部のラインアン
ドスペースが不要である。
【0012】しかも、ビット線BL0〜BL2が第2の
方向xへ延在しているので、トランジスタ11のソース
・ドレインの一方13とキャパシタ12との接続部14
上をビット線BL0〜BL2が通過しない。このため、
第1及び第2のワード線1WL0〜1WL3、2WL0
〜2WL3のみならずビット線BL0〜BL2よりも上
層にキャパシタ12を形成することができる。
【0013】また、トランジスタ11のソース・ドレイ
ンの一方13とキャパシタ12との接続部14は、三方
を第1及び第2のワード線1WL0〜1WL3、2WL
0〜2WL3並びに第1のワード線1WL0〜1WL3
の分枝部25に囲まれると共に、一方をビット線BL0
〜BL2に囲まれている。このため、一方がフィールド
絶縁膜に囲まれている場合にはエッチング条件が厳しい
コントロールエッチング等が必要であるが、接続部14
にはこれらが不要であり、この接続部14に自己整合コ
ンタクト孔を開孔し易い。
【0014】
【実施例】以下、折り返しビット線構成の積層キャパシ
タ型DRAMに適用した本発明の一実施例を、図1〜3
を参照しながら説明する。なお、図4に示した一従来例
と同一の構成部分には、同一の符号を付してある。ま
た、図面を見易くするために、図1でも繰り返しパター
ンのうちの一部が省略されている。
【0015】本実施例では、図1、2に示す様に、半導
体基板24上の第1層目の導電膜で第1ワード線1WL
0、1WL1、1WL2、1WL3、…が形成されてい
る。これらの第1ワード線1WL1等は、拡散層13、
16同士を結ぶ方向である図1中のy方向に直交するx
方向で隣接している記憶セル同士の間のフィールド絶縁
膜21上を、y方向へ延在している。
【0016】第1ワード線1WL1等はそれらの両側の
記憶セルへ互い違いに延在して拡散層13、16同士の
間をx方向へ延びている分枝部25を有しており、これ
らの分枝部25が各記憶セルにおけるトランジスタ11
のゲート電極になっている。
【0017】そして、やや屈曲しながらx方向で並んで
いる分枝部25上を延在している第2ワード線2WL
0、2WL1、2WL2、2WL3、…が、半導体基板
24上の第2層目の導電膜で形成されている。
【0018】ビット線BL0、BL1、BL2、…は、
半導体基板24上の第3層目の導電膜で形成されてお
り、x方向へ延在している。これらのビット線BL1等
は、コンタクト孔17を介して、拡散層16にコンタク
トしている。
【0019】キャパシタ12の記憶ノード電極15は、
半導体基板24上の第4層目の導電膜で形成されてお
り、コンタクト孔14を介して拡散層13にコンタクト
している。記憶ノード電極15上にはキャパシタ誘電体
膜26が形成されており、半導体基板24上の第5層目
の導電膜でキャパシタ12の対向電極27が形成されて
いる。そして、対向電極27上にオーバコート膜28が
形成されて、本実施例が完成されている。
【0020】この様な本実施例のDRAMで、例えば記
憶セルAから記憶データを読み出すためには、まず、こ
の記憶セルAに分枝部25を有している第1ワード線1
WL1の電位を5Vにし、他の総ての第1ワード線1W
L0、1WL2、1WL3、…の電位を0Vにする。
【0021】そして、同時に、記憶セルAの分枝部25
に沿って延在している第2ワード線2WL0を含む1本
おきの第2ワード線、つまり第2ワード線2WL0、2
WL2、…の電位を0Vにし、他の総ての第2ワード線
2WL1、2WL3、…の電位を−5Vにする。
【0022】ところで、第1ワード線1WL1の電位を
5Vにし、他の総ての第1ワード線1WL0、1WL
2、1WL3、…の電位を0Vにしただけでは、第1ワ
ード線1WL1が分枝部25を有している総ての記憶セ
ルA、F、C、H、…の記憶データがビット線BL0、
BL1、BL2、…の各々に出力される。
【0023】このため、これでは、センス増幅器に接続
されている一対のビット線の一方の電位を基準にして他
方の電位から記憶セルの記憶データを読み出す際に、基
準電位を与えるビット線として隣接ビット線を用いると
いう折り返しビット線構成を形成することができない。
【0024】これに対して、本実施例では、第2ワード
線2WL0、2WL1、2WL2、2WL3、…を上述
の電位にしているので、電位が5Vである第1ワード線
1WL1の分枝部25と電位が0Vである第2ワード線
2WL0、2WL2、…とが積層している記憶セルA、
C、…では、トランジスタ11が導通して、これらの記
憶セルA、C、…の記憶データがビット線BL0、BL
2、…の各々に出力される。
【0025】しかし、電位が5Vである第1ワード線1
WL1の分枝部25と電位が−5Vである第2ワード線
2WL1、2WL3、…とが積層している記憶セルF、
H、…では、これらの第1及び第2ワード線1WL1、
2WL1、2WL3、…の電界が相殺され、ゲート電極
の電位が0Vであるのと等価になる。このため、トラン
ジスタ11が導通せず、記憶セルF、H、…の記憶デー
タはビット線BL1、…には出力されない。
【0026】また、電位が0Vである第1ワード線1W
L0、1WL2、1WL3、…の分枝部25と電位が0
Vである第2ワード線2WL0、2WL2、…とが積層
している記憶セルE、G、…でも、トランジスタ11が
当然に導通せず、記憶セルE、G、…の記憶データもビ
ット線BL1、…には出力されない。
【0027】更に、電位が0Vである第1ワード線1W
L0、1WL2、1WL3、…の分枝部25と電位が−
5Vである第2ワード線2WL1、2WL3、…とが積
層している記憶セルB、D、…では、トランジスタ11
のチャネル領域が蓄積状態になる。このため、トランジ
スタ11はますます導通せず、記憶セルB、D、…の記
憶データもビット線BL1、…には出力されない。
【0028】結局、記憶セルA、C、…の記憶データが
ビット線BL0、BL2、…の各々に出力されるだけで
あるので、本実施例では、互いに隣接している一対のビ
ット線BL0、BL1、…を用いて、折り返しビット線
構成を形成することができる。
【0029】なお、以上の例では、電位が5Vである第
1ワード線1WL1の分枝部25をゲート電極にしてい
る記憶セルA、F、C、H、…のうちで記憶セルA、
C、…の記憶データがビット線BL0、BL2、…の各
々に出力されるが、以上の例とは逆に第2ワード線2W
L0、2WL2、…の電位を−5Vにし、他の総ての第
2ワード線2WL1、2WL3、…の電位を0Vにする
と、記憶セルF、H、…の記憶データをビット線BL
1、…の各々に出力することができる。
【0030】図3は、以上の実施例の変形例を示してい
る。図1、2に示した実施例では第2ワード線2WL
0、2WL1、2WL2、2WL3…が第1ワード線1
WL0、1WL1、1WL2、1WL3…の分枝部25
上に完全に積層しているが、図3(a)に示す様に一部
のみが積層していてもよく、図3(b)に示す様に全く
積層していなくてもよい。要するに、分枝部25の電界
を相殺し得る様に、第2ワード線2WL0、2WL1、
2WL2、2WL3…が分枝部25に沿って延在してい
ればよい。
【0031】
【発明の効果】本発明による半導体記憶装置では、折り
返しビット線構成を形成することができるにも拘らず、
トランジスタのソース・ドレインの一方及び他方を結ぶ
第1の方向で隣接している記憶セル同士の間に、いわゆ
る非選択ワード線部のラインアンドスペースが不要であ
るので、上記第1の方向で記憶セルの辺の長さを大幅に
縮めることができる。
【0032】しかも、第1及び第2のワード線のみなら
ずビット線よりも上層にキャパシタを形成することがで
きるので、記憶セル面積の割にキャパシタの面積を大き
くすることができる。従って、記憶セル面積を縮小する
ことができて、高集積化を実現することができる。
【0033】また、トランジスタのソース・ドレインの
一方とキャパシタとの接続部に自己整合コンタクト孔を
開孔し易いので、製造プロセスが簡易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の平面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う位置における側断面
図である。
【図3】一実施例の変形例の要部の側断面図である。
【図4】本発明の一従来例の平面図である。
【符号の説明】
A 記憶セル B 記憶セル C 記憶セル D 記憶セル E 記憶セル F 記憶セル G 記憶セル H 記憶セル X 記憶セル BL0 ビット線 BL1 ビット線 BL2 ビット線 1WL0 第1ワード線 1WL1 第1ワード線 1WL2 第1ワード線 1WL3 第1ワード線 2WL0 第2ワード線 2WL1 第2ワード線 2WL2 第2ワード線 2WL3 第2ワード線 11 トランジスタ 12 キャパシタ 13 拡散層 16 拡散層 25 分枝部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トランジスタとこのトランジスタのソース
    ・ドレインの一方に接続されているキャパシタとで記憶
    セルが構成されており、前記ソース・ドレインの他方に
    ビット線が接続されている半導体記憶装置において、 前記ビット線は前記ソース・ドレインの一方及び他方を
    結ぶ第1の方向に直交する第2の方向へ延在しており、 第1のワード線は前記第2の方向で隣接している前記記
    憶セル同士の間を前記第1の方向へ延在すると共にその
    両側の前記記憶セルへ互い違いに延在している分枝部を
    有しており、 第2のワード線が前記第2の方向で並んでいる前記分枝
    部に沿って延在している半導体記憶装置。
JP4047985A 1992-02-04 1992-02-04 半導体記憶装置 Pending JPH05218349A (ja)

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US08/003,595 US5363326A (en) 1992-02-04 1993-01-13 Semiconductor memory device having crossed word lines, and method of operating same

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