JP3200862B2 - Semiconductor storage device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に関し、
特に半導体記憶装置におけるメモリセルの配列構造に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device,
In particular, it relates to an array structure of memory cells in a semiconductor memory device.
【0002】[0002]
【従来の技術】メモリセルが一対のトランスファートラ
ンジスタと一対の駆動トランジスタと一対の負荷抵抗と
からなるMOS型のSRAMを例にとり、図11,図1
2,および図13を参照して、従来の半導体記憶装置に
おけるメモリセルの配列に関する説明をする。図11,
図12,および図13は、メモリセルとビット線,接地
配線,および電源配線との間の電気的な接続関係を示す
平面模式図である。2. Description of the Related Art FIGS. 11 and 1 show an example of a MOS type SRAM in which a memory cell includes a pair of transfer transistors, a pair of driving transistors, and a pair of load resistors.
With reference to FIG. 2 and FIG. 13, a description will be given of an arrangement of memory cells in a conventional semiconductor memory device. FIG.
FIGS. 12 and 13 are schematic plan views showing the electrical connection relationship between the memory cell and the bit line, the ground wiring, and the power supply wiring.
【0003】N型シリコン基板(図示せず)表面にPウ
ェル(図示せず)が設けられ、その表面にはフィールド
酸化膜(図示せず)に囲まれて素子形成領域211が形
成される。素子形成領域211表面にはゲート酸化膜
(図示せず)が設けられている。フィールド酸化膜並び
にゲート酸化膜上には、第1層のN+型の多結晶シリコ
ン膜からなるワード線221,222,ゲート電極22
3が設けられている。素子形成領域211において、ワ
ード線221,222,ゲート電極223と交差しない
領域にはN+ 拡散層(図示せず)が形成されている。ワ
ード線221と素子形成領域211とによりトランスフ
ァートランジスタT21a,T22aが形成され、ワー
ド線222と素子形成領域211とによりトランスファ
ートランジスタT21b,T22bが形成される。A P-well (not shown) is provided on the surface of an N-type silicon substrate (not shown), and an element formation region 211 is formed on the surface thereof surrounded by a field oxide film (not shown). A gate oxide film (not shown) is provided on the surface of the element forming region 211. On the field oxide film and the gate oxide film, word lines 221 and 222 and a gate electrode 22 made of a first layer of N + type polycrystalline silicon film are formed.
3 are provided. In the element formation region 211, an N + diffusion layer (not shown) is formed in a region that does not intersect with the word lines 221 and 222 and the gate electrode 223. The transfer transistors T21a and T22a are formed by the word line 221 and the element formation region 211, and the transfer transistors T21b and T22b are formed by the word line 222 and the element formation region 211.
【0004】トランスファートランジスタT21a,T
21bが共有するN+ 拡散層にはビット線231との電
気的接続のためのコンタクト孔242が設けられ、トラ
ンスファートランジスタT22a,T22bが共有する
N+ 拡散層にはビット線232との電気的接続のための
コンタクト孔243が設けられている。アルミニウム膜
からなるビット線231,232は対を成し、逆相の関
係にある。ビット線231直下には駆動トランジスタT
23a,T23bが設けられ、ビット線232直下には
駆動トランジスタT24a,T24bが設けられてい
る。駆動トランジスタT23a並びにT24a,駆動ト
ランジスタT23b並びにT24bはダイレクトコンタ
クト孔241を介して各々フリップ・フロップ結合をし
ている。トランスファートランジスタT21aにおける
コンタクト孔242が設けられていない側のN+ 拡散層
は駆動トランジスタT23aのゲート電極223,駆動
トランジスタT24aのドレイン側のN+ 拡散層と接続
し、トランスファートランジスタT22aにおけるコン
タクト孔243が設けられていない側のN+ 拡散層は駆
動トランジスタT24aのゲート電極223,駆動トラ
ンジスタT23aのドレイン側のN+ 拡散層と接続し、
トランスファートランジスタT21bにおけるコンタク
ト孔242が設けられていない側のN+ 拡散層は駆動ト
ランジスタT23bのゲート電極223,駆動トランジ
スタT24bのドレイン側のN+ 拡散層と接続し、トラ
ンスファートランジスタT22bにおけるコンタクト孔
243が設けられていない側のN+ 拡散層は駆動トラン
ジスタT24bのゲート電極223,駆動トランジスタ
T23bのドレイン側のN+ 拡散層と接続している〔図
11〕。[0004] Transfer transistors T21a, T
21b there is provided a contact hole 242 for electrical connection between the bit line 231 to the N + diffusion layer shared, transfer transistor T22a, the N + diffusion layer T22b share electrical connection between the bit line 232 Contact hole 243 is provided. The bit lines 231 and 232 made of an aluminum film form a pair and have an opposite phase relationship. A drive transistor T is provided immediately below the bit line 231.
23a and T23b are provided, and drive transistors T24a and T24b are provided immediately below the bit line 232. The driving transistors T23a and T24a and the driving transistors T23b and T24b are flip-flop coupled via the direct contact holes 241 respectively. The N + diffusion layer of the transfer transistor T21a on which the contact hole 242 is not provided is connected to the gate electrode 223 of the driving transistor T23a and the N + diffusion layer of the drain side of the driving transistor T24a. The N + diffusion layer on the side not provided is connected to the gate electrode 223 of the driving transistor T24a and the N + diffusion layer on the drain side of the driving transistor T23a,
The N + diffusion layer of the transfer transistor T21b on the side where the contact hole 242 is not provided is connected to the gate electrode 223 of the drive transistor T23b and the N + diffusion layer of the drain side of the drive transistor T24b. The N + diffusion layer on the side not provided is connected to the gate electrode 223 of the driving transistor T24b and the N + diffusion layer on the drain side of the driving transistor T23b (FIG. 11).
【0005】アルミニウム膜からなる接地配線233は
ビット線231の左側に隣接してこれに平行に設けられ
ている。接地配線233はコンタクト孔245を介して
第2層のN+ 型の多結晶シリコン膜225a,225b
と電気的に接続されている。多結晶シリコン膜225a
はコンタクト孔244を介して駆動トランジスタT23
a,T24aのソース側のN+ 拡散層と電気的に接続さ
れている。同様に、多結晶シリコン膜225bはコンタ
クト孔244を介して駆動トランジスタT23b,T2
4bのソース側のN+ 拡散層と電気的に接続されている
〔図12〕。A ground wiring 233 made of an aluminum film is provided adjacent to and parallel to the left side of the bit line 231. The ground wiring 233 is connected to the second layer N + -type polycrystalline silicon films 225a and 225b through the contact holes 245.
Is electrically connected to Polycrystalline silicon film 225a
Is a driving transistor T23 through a contact hole 244.
a, are electrically connected to the N + diffusion layer on the source side of T24a. Similarly, the polycrystalline silicon film 225b is connected to the driving transistors T23b and T2 via the contact holes 244.
4b is electrically connected to the N + diffusion layer on the source side [FIG. 12].
【0006】アルミニウム膜からなる電源配線234は
接地配線233の左側に隣接してこれに平行に設けられ
ている。電源配線234はコンタクト孔247を介して
第3のN+ 型の多結晶シリコン膜226と電気的に接続
されている。多結晶シリコン膜226は第2層の高抵抗
の多結晶シリコン膜227と接続される。多結晶シリコ
ン膜227はコンタクト孔246を介して駆動トランジ
スタT23a,T24a,T23b,T24bのゲート
電極223に電気的に接続されている。多結晶シリコン
膜227は各々の駆動トランジスタの負荷抵抗として機
能している〔図13〕。なお、図示はしてないが、電源
配線234の左側に隣接する領域にもメモリセルが配列
されている。A power supply line 234 made of an aluminum film is provided adjacent to and parallel to the left side of the ground line 233. Power supply wiring 234 is electrically connected to third N + -type polycrystalline silicon film 226 via contact hole 247. The polycrystalline silicon film 226 is connected to the second-layer high-resistance polycrystalline silicon film 227. The polycrystalline silicon film 227 is electrically connected to the gate electrodes 223 of the driving transistors T23a, T24a, T23b, T24b via the contact holes 246. The polycrystalline silicon film 227 functions as a load resistance of each drive transistor [FIG. 13]. Although not shown, memory cells are also arranged in a region adjacent to the left side of the power supply wiring 234.
【0007】上述したように、接地配線233,電源配
線234からなる配線領域には、ワード線221,22
2,多結晶シリコン膜225a,225b,226は形
成されているが、素子形成領域211,ゲート電極22
3は形成されてない。従って、素子形成領域211,ゲ
ート電極223のパターンの連続性は、配線領域で途切
れることになる。As described above, the word lines 221 and 22 are located in the wiring region including the ground wiring 233 and the power supply wiring 234.
2. Although the polycrystalline silicon films 225a, 225b, and 226 are formed, the element formation region 211, the gate electrode 22
No 3 is formed. Therefore, the pattern continuity of the element formation region 211 and the gate electrode 223 is interrupted in the wiring region.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
記憶装置では、メモリセルが連続的に配列されている部
分では各種のパターンの幅は目標値どうりの寸法とな
る。しかし、配線領域に隣接する部分では、マイクロ・
ローディング効果とよばれる現象により、パターンの幅
が目標値からずれやすくなる。配線領域に隣接する部分
において、フォトレジスト膜を現像液で現像する段階で
は、フォトレジストの幅は太めになる。一方、フォトレ
ジスト膜をマスクにしたエッチングに際しては、これと
は逆に、素子形成領域,ゲート電極等のパターンの幅は
細めになる。現状では、現像段階での現象が支配的であ
る。In the above-mentioned conventional semiconductor memory device, the widths of various patterns in the portion where memory cells are continuously arranged have dimensions similar to the target values. However, in the area adjacent to the wiring area,
Due to a phenomenon called a loading effect, the width of the pattern is likely to deviate from a target value. At the stage where the photoresist film is developed with the developing solution in the portion adjacent to the wiring region, the width of the photoresist becomes large. On the other hand, when the etching is performed using the photoresist film as a mask, the width of the pattern of the element forming region, the gate electrode, and the like becomes narrower. At present, the phenomenon at the development stage is dominant.
【0009】従来例に沿って述べるならば、例えばトラ
ンジスタT21a並びにT23aのゲート幅およびゲー
ト長はトランジスタT22a並びにT24aのゲート幅
およびゲート長より太めとなる。トランスファートラン
ジスタT21a,T22aに関してはこのような現象に
よる半導体素子特性の半導体記憶装置特性に与える影響
は少ない。しかしながら、駆動トランジスタT23a,
T24aはフリップ・フロップ結合をしているため、半
導体素子特性の差が半導体記憶装置特性に与える影響は
大きく,かつ重大である。すなわち、記憶データの反転
が発生し易いという問題点がある。If described in accordance with the conventional example, for example, the gate width and the gate length of the transistors T21a and T23a are larger than the gate width and the gate length of the transistors T22a and T24a. Regarding the transfer transistors T21a and T22a, the effect of the semiconductor element characteristics on the semiconductor memory device characteristics due to such a phenomenon is small. However, the driving transistor T23a,
Since T24a is flip-flop coupled, the effect of the difference in semiconductor element characteristics on the characteristics of the semiconductor memory device is large and significant. That is, there is a problem that inversion of stored data is likely to occur.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、接地配線並びに電源配線からなる配線領域に疑似メ
モリセル(以後、ダミーセルと記す)が設けられてい
る。好ましくは、ダミーセルが接地配線およびワード線
との電気的な接続点を有している。好ましくは、ダミー
セルにおける素子形成領域のパターンは、メモリセルに
おける素子形成領域のパターンと同じである。メモリセ
ルを構成する素子にMOSトランジスタが含まれる場
合、好ましくは、ダミーセルにおけるゲート電極のパタ
ーンは、メモリセルにおけるゲート電極のパターンと同
じである。In a semiconductor memory device according to the present invention, a pseudo memory cell (hereinafter, referred to as a dummy cell) is provided in a wiring region including a ground wiring and a power supply wiring. Preferably, the dummy cell has an electrical connection point with a ground wiring and a word line. Preferably, the pattern of the element formation region in the dummy cell is the same as the pattern of the element formation region in the memory cell. When a MOS transistor is included in an element forming the memory cell, the pattern of the gate electrode in the dummy cell is preferably the same as the pattern of the gate electrode in the memory cell.
【0011】[0011]
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1〜図8は本発明の第1の実施例を説明するため
の図である。本実施例は、メモリセルが一対のトランス
ファートランジスタと一対の駆動トランジスタと一対の
負荷抵抗とからなるMOS型のSRAMに関するもので
ある。図1はメモリセル,ダミーセルの配列と接地電位
に印加された部分とを示す平面模式図である。図2はメ
モリセル2ビット分とダミーセル2ビット分とによる回
路図である。図3はメモリセルと一対のビット線との電
気的な接続関係を示す平面模式図である。図4はメモリ
セル並びにダミーセルと接地配線との電気的な接続関係
を示す平面模式図である。図5はメモリセルと電源配線
との電気的な接続関係を示す平面模式図である。図6,
図7,および図8は、図1並びに図3並びに図4並びに
図5における線分A−A’,線分B−B’,および線分
B−B’での断面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 8 are diagrams for explaining a first embodiment of the present invention. This embodiment relates to a MOS SRAM in which a memory cell includes a pair of transfer transistors, a pair of drive transistors, and a pair of load resistors. FIG. 1 is a schematic plan view showing an arrangement of memory cells and dummy cells and a portion applied to a ground potential. FIG. 2 is a circuit diagram showing two bits of memory cells and two bits of dummy cells. FIG. 3 is a schematic plan view showing an electrical connection relationship between a memory cell and a pair of bit lines. FIG. 4 is a schematic plan view showing an electrical connection relationship between the memory cell and the dummy cell and the ground wiring. FIG. 5 is a schematic plan view showing the electrical connection between the memory cell and the power supply wiring. Figure 6
FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views taken along line AA ′, line BB ′, and line BB ′ in FIGS. 1, 3, 4, and 5.
【0012】まず、図1,図2を参照して、メモリセル
とダミーセルとの配列を説明する。一対のビット線13
1並びに132の下にはメモリセル101a,101b
等が設けられ、接地配線133並びに電源配線134が
設けられた配線領域の下にはダミーセル102a,10
2b等が設けられている。一対のビット線131並びに
132は逆相の関係にある。ビット線131,132,
接地配線133,電源配線134は平行に設けられ、ワ
ード線121,122はこれらに概略直交して設けられ
ている。接地配線並びに電源配線の設けられた配線領域
は、ビット線に平行な方向に数ビット毎にメモリセルの
空隙を設けることにより、形成されている。図示はして
いないが、接地配線133の左側に隣接する領域にも、
メモリセルが設けられている。First, the arrangement of memory cells and dummy cells will be described with reference to FIGS. A pair of bit lines 13
Memory cells 101a and 101b are located below 1 and 132.
Are provided below the wiring area where the ground wiring 133 and the power supply wiring 134 are provided.
2b and the like are provided. The pair of bit lines 131 and 132 are in an opposite phase relationship. Bit lines 131, 132,
The ground wiring 133 and the power supply wiring 134 are provided in parallel, and the word lines 121 and 122 are provided substantially orthogonal thereto. The wiring area in which the ground wiring and the power supply wiring are provided is formed by providing a void in the memory cell every several bits in a direction parallel to the bit line. Although not shown, a region adjacent to the left side of the ground wiring 133 also
A memory cell is provided.
【0013】メモリセル101aは、一対のトランスフ
ァートランジスタT11a,T12aと、フリップ・フ
ロップ結合した一対の駆動トランジスタT13a,T1
4aと、一対の負荷抵抗とから構成される。同様に、メ
モリセル101bは、一対のトランスファートランジス
タT11b,T12bと、一対の駆動トランジスタT1
3b,T14bと、一対の負荷抵抗とから構成される。
ダミーセル102aは、疑似トランジスタ(以後、ダミ
ートランジスタと記す)D11a,D12a,D13
a,およびD14aとから構成される。同様に、ダミー
セル102bは、ダミートランジスタD11b,D12
b,D13b,およびD14bとから構成される。The memory cell 101a includes a pair of transfer transistors T11a and T12a and a pair of flip-flop coupled drive transistors T13a and T1.
4a and a pair of load resistors. Similarly, the memory cell 101b includes a pair of transfer transistors T11b and T12b and a pair of drive transistors T1
3b, T14b, and a pair of load resistors.
The dummy cell 102a includes pseudo transistors (hereinafter, referred to as dummy transistors) D11a, D12a, and D13.
a and D14a. Similarly, the dummy cell 102b includes dummy transistors D11b, D12
b, D13b, and D14b.
【0014】次に、図1,図2,図4,図6を参照し
て、メモリセルおよびダミーセルにおける接地電位に印
加された部分(図1における素子形成領域111並びに
ゲート電極123のハッチングされた部分が接地電位に
印加されている。)の説明を行なう。Referring to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, and FIG. 6, portions of memory cells and dummy cells to which a ground potential has been applied (element forming region 111 and gate electrode 123 in FIG. Are applied to the ground potential).
【0015】N型シリコン基板113表面にPウェル1
14が設けられ、その表面にはフィールド酸化膜115
に囲まれて素子形成領域111が形成される。素子形成
領域111表面にはゲート酸化膜116が設けられてい
る。フィールド酸化膜115並びにゲート酸化膜116
上には、第1層のN+ 型の多結晶シリコン膜からなるワ
ード線121,122,ゲート電極123,およびダミ
ーゲート電極124が設けられている。素子形成領域1
11において、ワード線121,122,ゲート電極1
23,もしくはダミーゲート電極124と交差しない領
域にはN+ 拡散層112が形成されている。A P well 1 is formed on the surface of the N-type silicon substrate 113.
14, a field oxide film 115 is provided on its surface.
, An element formation region 111 is formed. A gate oxide film 116 is provided on the surface of the element forming region 111. Field oxide film 115 and gate oxide film 116
On the upper side, word lines 121 and 122, a gate electrode 123, and a dummy gate electrode 124 made of a first layer N + type polycrystalline silicon film are provided. Element formation region 1
11, the word lines 121 and 122, the gate electrode 1
An N + diffusion layer 112 is formed in a region 23 that does not intersect with the dummy gate electrode 124.
【0016】ワード線121とN+ 拡散層112とによ
りトランスファートランジスタT11a,T12aおよ
びダミートランジスタD11a,D12aが形成され、
ワード線122とN+ 拡散層112とによりトランスフ
ァートランジスタT11b,T12bおよびダミートラ
ンジスタD11b,D12bが形成される。ゲート電極
123とN+ 拡散層112とにより駆動トランジスタT
13a,T14a,T13b,T14bが形成され、ダ
ミーゲート電極124とN+ 拡散層112とによりダミ
ートランジスタD13a,D14a,D13b,D14
bとが形成される。本実施例においては、例えばダミー
セル102aにおける素子形成領域111,およびダミ
ーゲート電極124のパターンとメモリセル101aに
おける素子形成領域111,およびゲート電極123の
パターンとは鏡像対称になっている。ダミーセル102
aにおける素子形成領域111,およびダミーゲート電
極124のパターンは、メモリセル101aの右隣のメ
モリセルにおける素子形成領域111,およびゲート電
極123のパターンと同一である。ダミーセル102b
とメモリセル101bとの間にも同様の関係が成り立っ
ている。The word line 121 and the N + diffusion layer 112 form transfer transistors T11a and T12a and dummy transistors D11a and D12a.
The word line 122 and the N + diffusion layer 112 form transfer transistors T11b and T12b and dummy transistors D11b and D12b. The driving transistor T is formed by the gate electrode 123 and the N + diffusion layer 112.
13a, T14a, T13b, and T14b are formed, and the dummy transistors D13a, D14a, D13b, and D14 are formed by the dummy gate electrode 124 and the N + diffusion layer 112.
b is formed. In this embodiment, for example, the pattern of the element formation region 111 and the dummy gate electrode 124 in the dummy cell 102a and the pattern of the element formation region 111 and the gate electrode 123 in the memory cell 101a are mirror-image-symmetric. Dummy cell 102
The pattern of the element formation region 111 and the pattern of the dummy gate electrode 124 in FIG. 5A are the same as the pattern of the element formation region 111 and the gate electrode 123 in the memory cell on the right of the memory cell 101a. Dummy cell 102b
A similar relationship holds between the memory cell 101b and the memory cell 101b.
【0017】アルミニウム膜からなる接地配線133は
ダミートランジスタD13a,ダミートランジスタD1
1a,ダミートランジスタD11b,ダミートランジス
タD13b等の上部に設けられている。ダミーセル10
2aにおいて、接地配線133は、コンタクト孔149
を介してダミートランジスタD13aのダミーゲート電
極124と電気的に接続し、コンタクト孔148を介し
てダミートランジスタD11aとダミートランジスタD
11bとが共有するN+ 拡散層112と接続している。
ダミートランジスタD13aはチャネル領域にダイレク
トコンタクト孔141が設けられているため、これのダ
ミーゲート電極124とソース,ドレインのN+ 拡散層
112とは短絡して接地電位に固定されることになる。
ダミートランジスタD14aのドレインのN+ 拡散層1
12,ダミーゲート電極124は、ダイレクトコンタク
ト孔141を介して接地電位に固定される。ダミートラ
ンジスタD13aのダイレクトコンタクト孔141,ダ
ミートランジスタD13aのソースのN+ 拡散層11
2,コンタクト孔144を介して、第2層のN+ 型の多
結晶シリコン膜125aは接地配線133と電気的に接
続される。ダミートランジスタD14aのソースのN+
拡散層112はコンタクト孔144を介して多結晶シリ
コン膜125aに電気的に接続されることから、これも
接地電位に固定される。ダミーセル102bについても
同様な構成となっており、接地配線133との接続に
は、ダミートランジスタD13bのチャネル領域に設け
られたダイレクトコンタクト孔141,第2層のN+ 型
の多結晶シリコン膜125b,コンタクト孔144,1
49が介在している。The ground wiring 133 made of an aluminum film includes a dummy transistor D13a and a dummy transistor D1.
1a, the dummy transistor D11b, the dummy transistor D13b, and the like. Dummy cell 10
2a, the ground wiring 133 is connected to the contact hole 149.
Is electrically connected to the dummy gate electrode 124 of the dummy transistor D13a through the contact hole 148, and the dummy transistor D11a and the dummy transistor D
11b is connected to the N + diffusion layer 112 shared by the N + diffusion layer 112b.
Since the dummy transistor D13a has the direct contact hole 141 in the channel region, the dummy gate electrode 124 and the source and drain N + diffusion layers 112 are short-circuited and fixed to the ground potential.
N + diffusion layer 1 of drain of dummy transistor D14a
12, the dummy gate electrode 124 is fixed to the ground potential via the direct contact hole 141. Direct contact hole 141 of dummy transistor D13a, N + diffusion layer 11 of source of dummy transistor D13a
2. The N + -type polycrystalline silicon film 125a of the second layer is electrically connected to the ground wiring 133 via the contact hole 144. N + of the source of the dummy transistor D14a
Since diffusion layer 112 is electrically connected to polycrystalline silicon film 125a through contact hole 144, it is also fixed at the ground potential. The dummy cell 102b has the same configuration, and is connected to the ground wiring 133 by connecting a direct contact hole 141 provided in the channel region of the dummy transistor D13b, an N + -type polycrystalline silicon film 125b of the second layer, Contact hole 144, 1
49 are interposed.
【0018】メモリセル101aにおいては、第2層の
N+ 型の多結晶シリコン膜125aおよびコンタクト孔
144の介在により、駆動トランジスタT13a,T1
4aのソースのN+ 拡散層112が接地配線133に電
気的に接続される。メモリセル101bについても同様
に、第2層のN+ 型の多結晶シリコン膜125bおよび
コンタクト孔144の介在により、駆動トランジスタT
13b,T14bのソースのN+ 拡散層112が接地配
線133に電気的に接続される。In the memory cell 101a, the drive transistors T13a and T1 are provided by the interposition of the second layer N + type polycrystalline silicon film 125a and the contact hole 144.
The N + diffusion layer 112 of the source of 4a is electrically connected to the ground wiring 133. Similarly, in the memory cell 101b, the driving transistor T is formed by the interposition of the second layer N + type polycrystalline silicon film 125b and the contact hole 144.
The N + diffusion layers 112 of the sources of 13b and T14b are electrically connected to the ground wiring 133.
【0019】次に、図3,図8を参照して、メモリセル
101aとビット線131,132との接続と、メモリ
セル101bとビット線131,132との接続とを説
明する。ビット線131,132はアルミニウム膜から
なる。ビット線131は駆動トランジスタT13a,ト
ランスファートランジスタT11a,トランスファート
ランジスタT11b,駆動トランジスタT13bの上部
に設けられ、ビット線132は駆動トランジスタT14
a,トランスファートランジスタT12a,トランスフ
ァートランジスタT12b,駆動トランジスタT14b
の上部に設けられている。ビット線131は、トランス
ファートランジスタT11aとトランスファートランジ
スタT11bとが共有するN+ 拡散層112に設けられ
たコンタクト孔142を介して、トランスファートラン
ジスタT11aとトランスファートランジスタT11b
とに電気的に接続する。同様に、ビット線132は、ト
ランスファートランジスタT12aとトランスファート
ランジスタT12bとが共有するN+ 拡散層112に設
けられたコンタクト孔143を介して、トランスファー
トランジスタT12aとトランスファートランジスタT
12bとに電気的に接続する。駆動トランジスタT13
a,T14aのフリップ・フロップ結合は、ダイレクト
コンタクト孔141の介在により実現する。Next, the connection between the memory cell 101a and the bit lines 131 and 132 and the connection between the memory cell 101b and the bit lines 131 and 132 will be described with reference to FIGS. The bit lines 131 and 132 are made of an aluminum film. The bit line 131 is provided above the drive transistor T13a, the transfer transistor T11a, the transfer transistor T11b, and the drive transistor T13b, and the bit line 132 is provided above the drive transistor T14.
a, transfer transistor T12a, transfer transistor T12b, drive transistor T14b
It is provided on the upper part. The bit line 131 is connected to the transfer transistor T11a and the transfer transistor T11b via a contact hole 142 provided in the N + diffusion layer 112 shared by the transfer transistor T11a and the transfer transistor T11b.
And electrically connected to. Similarly, the bit line 132 is connected to the transfer transistor T12a and the transfer transistor T12 via a contact hole 143 provided in the N + diffusion layer 112 shared by the transfer transistor T12a and the transfer transistor T12b.
12b. Drive transistor T13
a, T14a is realized by the interposition of the direct contact hole 141.
【0020】次に、図5,図7,図8を参照して、メモ
リセル101a,101bと電源配線134との接続を
説明する。電源配線134はアルミニウム膜からなる。
電源配線134はダミートランズシタD14a,ダミー
トランジスタD12a,ダミートランジスタD12b,
ダミートランジスタD14b等の上部に設けられてい
る。電源配線134とダミートランズシタD14a,ダ
ミートランジスタD12a,ダミートランジスタD12
b,ダミートランジスタD14b等との間には、第3層
のN+ 型の多結晶シリコン膜126が介在する。コンタ
クト孔147を介して、電源配線134と多結晶シリコ
ン膜126とは電気的に接続している。多結晶シリコン
膜126は第3層の高抵抗の多結晶シリコン膜127と
接続している。コンタクト孔146を介して、駆動トラ
ンジスタT13a,T14a,T13b,T14bのゲ
ート電極123と多結晶シリコン膜127とは接続して
いる。多結晶シリコン膜127はこれら駆動トランジス
タの負荷抵抗として機能する。多結晶シリコン膜127
の形成方法について説明する。第3層の高抵抗の多結晶
シリコン膜を全面に堆積し、これをパターニングした
後、多結晶シリコン膜127を形成する部分にのみこれ
を覆うシリコン窒化膜117を被着する。その後、シリ
コン窒化膜117で覆われていない部分にのみN型の不
純物を導入し、多結晶シリコン膜126,127を形成
する。Next, the connection between the memory cells 101a and 101b and the power supply wiring 134 will be described with reference to FIGS. The power supply wiring 134 is made of an aluminum film.
The power supply wiring 134 includes a dummy transistor D14a, a dummy transistor D12a, a dummy transistor D12b,
It is provided above the dummy transistor D14b and the like. Power supply wiring 134, dummy transistor D14a, dummy transistor D12a, dummy transistor D12
b, a dummy transistor D14b, etc., a third layer N + -type polycrystalline silicon film 126 is interposed. Power supply wiring 134 and polycrystalline silicon film 126 are electrically connected via contact hole 147. The polycrystalline silicon film 126 is connected to a third-layer high-resistance polycrystalline silicon film 127. The gate electrodes 123 of the driving transistors T13a, T14a, T13b, and T14b are connected to the polycrystalline silicon film 127 via the contact holes 146. The polycrystalline silicon film 127 functions as a load resistance of these drive transistors. Polycrystalline silicon film 127
The method for forming the film will be described. After depositing a third-layer high-resistance polycrystalline silicon film on the entire surface and patterning the same, a silicon nitride film 117 covering only the portion where the polycrystalline silicon film 127 is to be formed is deposited. Thereafter, N-type impurities are introduced only into portions not covered with the silicon nitride film 117 to form polycrystalline silicon films 126 and 127.
【0021】本実施例では、配線領域の下に設けられた
ダミーセルの素子形成領域およびダミーゲート電極のパ
ターンが、左右に隣接するメモリセルの間の素子形成領
域およびゲート電極のパターンの関係と同様に、隣接す
るメモリセルの素子形成領域およびゲート電極のパター
ンと鏡像関係にあるため、これらのパターンの連続性が
途切れることは避けられる。このため、マイクロ・ロー
ディング効果による影響は緩和される。また、ダミーセ
ルを構成するダミートランジスタの接続が上述のように
なっているため、各ダミートランジスタにおける少なく
とも1つの端子は接地電位に固定されている。In the present embodiment, the pattern of the element formation region and the dummy gate electrode of the dummy cell provided under the wiring region is the same as the relationship between the pattern of the element formation region and the gate electrode pattern between right and left adjacent memory cells. In addition, since there is a mirror image relationship with the pattern of the element formation region and the gate electrode of the adjacent memory cell, the continuity of these patterns can be avoided. Therefore, the effect of the micro loading effect is reduced. Further, since the connection of the dummy transistors constituting the dummy cell is as described above, at least one terminal of each dummy transistor is fixed to the ground potential.
【0022】図9,図10は本発明の第2の実施例を説
明するための図である。図9(a)は本実施例を説明す
るとめの平面模式図であり、図9(b)は本実施例を説
明するとめの回路図である。図10は図9(a)におけ
る線分D−D’での断面図である。FIG. 9 and FIG. 10 are views for explaining a second embodiment of the present invention. FIG. 9A is a schematic plan view for explaining the present embodiment, and FIG. 9B is a circuit diagram for explaining the present embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line DD ′ in FIG.
【0023】本実施例では、図9に示すように、メモリ
セルは一対の負荷抵抗と一対の駆動トランジスタT13
c,T14cと一対のトランスファートランジスタT1
1c,T12cとから構成されている。トランジスタ間
の接続は第1の実施例と同様である。また、ダミーセル
はダミートランジスタD11c,D12c,D13c,
D14cとから構成され、これらの接続も第1の実施例
と同様である。本実施例と第1の実施例との違いは、図
9(a),図10に示すように、接地配線133と第2
層のN+ 型の多結晶シリコン膜125cとの接続方法に
ある。すなわち、接地配線133は、コンタクト孔14
5を介して、多結晶シリコン膜125cと接続してい
る。多結晶シリコン膜125cは、コンタクト孔144
を介してダミートランジスタD13c,D14cのN+
拡散層112と接続し、コンタクト孔144を介して駆
動トランジスタT13c,T14cのソースとなるN+
拡散層112と接続している。ダミーセルにおける回路
接続は、第1の実施例と同様に、ダミートランジスタD
13cのチャネル領域にダイレクトコンタクト孔141
を設けることにより、実現される。In the present embodiment, as shown in FIG. 9, a memory cell includes a pair of load resistors and a pair of drive transistors T13.
c, T14c and a pair of transfer transistors T1
1c and T12c. The connection between the transistors is the same as in the first embodiment. Dummy cells are dummy transistors D11c, D12c, D13c,
D14c, and their connections are the same as in the first embodiment. The difference between the present embodiment and the first embodiment is that, as shown in FIGS.
This is in the method of connection with the N + type polycrystalline silicon film 125c. That is, the ground wiring 133 is
5, and is connected to the polycrystalline silicon film 125c. The polycrystalline silicon film 125c has a contact hole 144
Through the N + of the dummy transistors D13c and D14c.
N + which is connected to the diffusion layer 112 and becomes a source of the driving transistors T13c and T14c through the contact hole 144
It is connected to the diffusion layer 112. The circuit connection in the dummy cell is similar to that of the first embodiment.
A direct contact hole 141 is formed in the channel region 13c.
This is realized by providing
【0024】本実施例は、接地配線133と駆動トラン
ジスタT13c,T14cのソースとの接続に介在する
ものが第1の実施例より少ないため、接地配線とメモリ
セルとの間のコンタクト抵抗は第1の実施例より低減さ
れる。In this embodiment, since the number of intervening parts between the ground wiring 133 and the sources of the driving transistors T13c and T14c is smaller than that in the first embodiment, the contact resistance between the ground wiring and the memory cell is the first. Is reduced as compared with the embodiment of FIG.
【0025】なお、第1,第2の実施例はMOSトラン
ジスタによるSRAMに本発明を適用した例であるが、
本発明は他の半導体記憶装置,例えばDRAM,バイポ
ーラトランジスタによるSRAM,Bi−CMOSによ
るSRAM,マスクROM,不揮発性メモリ,等にも適
用できる。The first and second embodiments are examples in which the present invention is applied to an SRAM using MOS transistors.
The present invention can be applied to other semiconductor memory devices, for example, DRAM, SRAM using bipolar transistors, SRAM using Bi-CMOS, mask ROM, non-volatile memory, and the like.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体記憶
装置は、接地配線および電源配線からなる配線領域の下
に、少なくとも素子形成領域の形状がメモリセルのそれ
と同じになるダミーセルを設けることにより、配線領域
に隣接した部分におけるメモリセルを構成する素子の寸
法が目標値よりずれるマイクロ・ローディング効果を低
減することが可能となる。例えば、MOSトランジスタ
による構成されるSRAMにおいて、特に従来みられた
配線領域に隣接した部分における駆動トランジスタのゲ
ート長,ゲート幅が太ることによる記憶データの反転の
発生を防止するには有効である。As described above, in the semiconductor memory device of the present invention, a dummy cell having at least an element forming region having the same shape as that of a memory cell is provided below a wiring region including a ground wiring and a power supply wiring. In addition, it is possible to reduce the micro-loading effect in which the dimensions of the elements constituting the memory cell in the portion adjacent to the wiring region deviate from the target value. For example, in an SRAM constituted by MOS transistors, it is effective to prevent occurrence of inversion of stored data due to an increase in gate length and gate width of a driving transistor particularly in a portion adjacent to a wiring region, which has been conventionally seen.
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための平面模
式図である。FIG. 1 is a schematic plan view for explaining a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例を説明するための回路図
である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例を説明するための平面模
式図である。FIG. 3 is a schematic plan view for explaining the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施例を説明するための平面模
式図である。FIG. 4 is a schematic plan view for explaining the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施例を説明するための平面模
式図である。FIG. 5 is a schematic plan view for explaining the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1の実施例を説明するための断面図
であり、図1,図3,図4,図5における線分A−A’
での断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the first embodiment of the present invention, which is taken along line AA ′ in FIGS. 1, 3, 4, and 5;
FIG.
【図7】本発明の第1の実施例を説明するための断面図
であり、図1,図3,図4,図5における線分B−B’
での断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the first embodiment of the present invention, which is taken along line BB ′ in FIGS. 1, 3, 4, and 5;
FIG.
【図8】本発明の第1の実施例を説明するための断面図
であり、図1,図3,図4,図5における線分C−C’
での断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the first embodiment of the present invention, which is taken along line CC ′ in FIGS. 1, 3, 4, and 5;
FIG.
【図9】本発明の第2の実施例を説明するための図であ
り、分図(a)は平面模式図,分図(b)は回路図であ
る。FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining a second embodiment of the present invention. FIG. 9A is a schematic plan view, and FIG. 9B is a circuit diagram.
【図10】本発明の第2の実施例を説明するための断面
図であり、図9(a)における線分D−D’での断面図
である。FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line DD ′ in FIG. 9A.
【図11】従来の半導体記憶装置を説明するための平面
模式図である。FIG. 11 is a schematic plan view for explaining a conventional semiconductor memory device.
【図12】従来の半導体記憶装置を説明するための平面
模式図である。FIG. 12 is a schematic plan view for explaining a conventional semiconductor memory device.
【図13】従来の半導体記憶装置を説明するための平面
模式図である。FIG. 13 is a schematic plan view for explaining a conventional semiconductor memory device.
101a,101b,101c,201a,201b
メモリセル 102a,102b,102c ダミーセル 111,211 素子形成領域 112 N+ 拡散層 113 N型シリコン基板 114 Pウェル 115 フィールド酸化膜 116 ゲート酸化膜 117 シリコン窒化膜 121,122,221,222 ワード線 123,223 ゲート電極 124 ダミーゲート電極 125a,125b,125c,126,127,22
5a,225b,226,227 多結晶シリコン膜 131,132,231,232 ビット線 133,233 接地配線 134,234 電源配線 141,241 ダイレクタコンタクト孔 142,143,144,145,146,146,1
47,148,149,242,243,244,24
5,246,247 コンタクト孔101a, 101b, 101c, 201a, 201b
Memory cell 102a, 102b, 102c Dummy cell 111, 211 Element formation region 112 N + diffusion layer 113 N-type silicon substrate 114 P well 115 Field oxide film 116 Gate oxide film 117 Silicon nitride film 121, 122, 221, 222 Word line 123, 223 Gate electrode 124 Dummy gate electrode 125a, 125b, 125c, 126, 127, 22
5a, 225b, 226, 227 Polycrystalline silicon film 131, 132, 231, 232 Bit line 133, 233 Ground wiring 134, 234 Power supply wiring 141, 241 Director contact hole 142, 143, 144, 145, 146, 146, 1
47,148,149,242,243,244,24
5,246,247 Contact hole
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/11 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8244 G11C 11/412 H01L 21/82 H01L 21/822 H01L 27/04 H01L 27/11 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H01L 27/11 (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/8244 G11C 11/412 H01L 21/82 H01L 21 / 822 H01L 27/04 H01L 27/11
Claims (7)
線,前記ビット線に概略平行な接地配線並びに電源配
線,および前記ビット線に概略直交するワード線とを有
し、前記ビット線に平行な方向に所定ビット数毎に設け
られた前記メモリセルの空隙に前記接地配線および前記
電源配線の配線領域が形成された半導体記憶装置におい
て、前記接地配線および前記電源配線の前記配線領域に
疑似メモリセルを有することを特徴とする半導体記憶装
置。A memory cell, bit lines, a ground wiring and a power supply wiring substantially parallel to the bit line, and a word line substantially orthogonal to the bit line are arranged in a lattice pattern. A semiconductor memory device in which a wiring area of the ground wiring and the power supply wiring is formed in a gap of the memory cell provided for every predetermined number of bits in a predetermined direction, a pseudo memory is provided in the wiring area of the ground wiring and the power supply wiring. A semiconductor memory device having cells.
び前記ワード線との電気的な接続点を有することを特徴
とする請求項1記載の半導体記憶装置。2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said pseudo memory cell has an electrical connection point with said ground wiring and said word line.
端が前記接地配線との電気的な接続点を有することを特
徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein one end of an element forming said pseudo memory cell has an electrical connection point with said ground wiring.
状が前記メモリセルの素子形成領域の形状と概略同一で
あることを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。4. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the shape of the element forming region of said pseudo memory cell is substantially the same as the shape of the element forming region of said memory cell.
状が前記メモリセルの素子形成領域の形状と概略同一で
あることを特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。5. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the shape of the element forming region of the pseudo memory cell is substantially the same as the shape of the element forming region of the memory cell.
トランジスタが含まれる半導体記憶装置において、前記
疑似メモリセルのゲート電極の形状が前記メモリセルの
ゲート電極の形状と概略同一であることを特徴とする請
求項4記載の半導体記憶装置。6. An element constituting the memory cell is a MOS.
5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the shape of the gate electrode of the pseudo memory cell is substantially the same as the shape of the gate electrode of the memory cell.
トランジスタが含まれる半導体記憶装置において、前記
疑似メモリセルのゲート電極の形状が前記メモリセルの
ゲート電極の形状と概略同一であることを特徴とする請
求項5記載の半導体記憶装置。7. An element constituting the memory cell is a MOS.
6. The semiconductor memory device according to claim 5, wherein the shape of the gate electrode of the pseudo memory cell is substantially the same as the shape of the gate electrode of the memory cell.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010522 |
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