專利名稱：具有高空間效率的布圖的半導(dǎo)體存儲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如大容量動態(tài)隨機(jī)存儲器(DRAM)那樣的半導(dǎo)體存儲器。更具體地說，本發(fā)明涉及具有高空間效率布圖的半導(dǎo)體存儲器，這種高效空間布圖(layout)包含了安裝在存儲器中的放大器驅(qū)動器，而觸點(diǎn)的數(shù)目減少。
大容量存儲器典型地包含位于存儲單元陳列之間的感測放大器組。這些感測放大器組占據(jù)芯片的表面上的空間。隨著對更高容量存儲芯片的需求，盡可能保存和高效率地利用可用的表面區(qū)域變得越來越重要。存儲器芯片是以多個行和列的方式排列起來的。舉例來說，降低一列的尺寸，就能很大地影響芯片的尺寸。
一個典型的存儲器陣列10顯示在

圖1中。對于存儲單元18的一列16來說感測放大器組12包含了一組感測(sense)放大器14。存儲單元18的每一列16均包括一對互補(bǔ)位線20。在工作過程中，感測放大器14“感測”這對互補(bǔ)位線20之間的差分電壓。在感測差分電壓的過程中，感測放大器14將差分電壓放大使該對位線中一條位線處于位線高電壓上并使另一條位線接地。根據(jù)需要任一條位線都可以被驅(qū)動到高電壓(位線高)上或低電壓(地)上。這使得存儲器單元可以根據(jù)需要在其列中既可以存儲高位也可以存儲低位。圖中所示的區(qū)域22包含了三個感測放大器14和縫合區(qū)域(stitch-region)23的一部分，縫合區(qū)23中沒有存儲單元。進(jìn)一步，在分段字線結(jié)構(gòu)中，一個局域字線驅(qū)動器可以位于相應(yīng)的空白區(qū)中。
從圖2中可見，感測放大器14通常包含用來驅(qū)動感測放大器14的兩個分開的半部的大晶體管。感測放大器14的兩個半部包括一個P型放大器24和一個N型放大器26?？p合區(qū)23走向一般靠近列16，和縫合區(qū)23與列16有相同的基本取向?？p合區(qū)23是一個間斷空間，它沒有位線20，因此，創(chuàng)造了這樣的空間，其中可以方便地放置必要的部件。用于包含隔離(isolation)晶體管的多路復(fù)用電路的區(qū)域位于MUX區(qū)28和30中。包含均衡晶體管的位線均衡器電路位于EQ區(qū)32和34中。如果一個EQ位于MUX區(qū)28和30之間，那么EQ區(qū)32和34可以被共享。MUX區(qū)和EQ區(qū)都位于朝向感測放大器組12的端部的位置上(圖1)。
P型放大器24位于P型放大器區(qū)36中和N型放大器26位于N型放大器區(qū)38中。位于縫合區(qū)23中的晶體管包括一個PSET晶體管(PSET)驅(qū)動器40和一個NSET晶體管(NSET)驅(qū)動器42。如上所述，感測放大器14包括一個N型放大器38和一個P型放大器36。N型放大器38由NSET驅(qū)動器42驅(qū)動的信號NSET來控制，和P型放大器40由PSET驅(qū)動器40驅(qū)動的信號PSET來控制。根據(jù)具體情況，PSET 40和NSET42驅(qū)動器通常用來驅(qū)動多個P型放大器或N型放大器。PSET驅(qū)動器40和NSET驅(qū)動器42趨向于相對較大。用于PSET驅(qū)動器40和NSET驅(qū)動器42的公用的布局位置是在縫合區(qū)23中，因?yàn)槟抢镉羞m合于這種布局的空間。然而，隨著需求的提高，運(yùn)個空間對于這些器件的布局顯得不夠大。而且，PSET驅(qū)動器40要求在N-阱上的布局，而NSET驅(qū)動器42要求在P-阱上的布局。這樣進(jìn)一步限制了PSET驅(qū)動器40的布局位于靠近縫合區(qū)23中P型放大器區(qū)24的區(qū)域中，和NSET驅(qū)動器42靠近縫合區(qū)23中的N型放大器區(qū)26、EQ區(qū)32和34或MUX區(qū)28和30。
為了更好地容納PSET驅(qū)動器40和NSET驅(qū)動器42，能夠?qū)SET驅(qū)動器40和NSET驅(qū)動器42的一部分分別放置在區(qū)域24和26中是有好處的。在它們各自的放大器區(qū)域中具有驅(qū)動器40和42將降低RC時間延遲。然而，由于與PSET驅(qū)動器40和NSET驅(qū)動器42的源極、柵極和漏極相連所需要觸點(diǎn)，這樣的布局可能引起要對位線進(jìn)行重新布線。
從圖3可以看出，所顯示的位線20繞著觸點(diǎn)46、48和50進(jìn)行布線。觸點(diǎn)46和50通過層M0向下伸展到有源區(qū)AA，層M0是位線20所在的這一層。金屬線54和56用來連接NEST驅(qū)動器42的源極58和漏極60。N型放大器26被示意地顯示出來。位線20還必須避開NSET驅(qū)動器42的觸點(diǎn)48。位線20的重新布線減少了可用芯片區(qū)域，降低了芯片布圖的空間效率，這是與期望減少芯片尺寸直接相沖突。
從圖4中看到，所顯示的位線20繞著觸點(diǎn)46＇、48＇和50＇進(jìn)行布線，觸點(diǎn)46＇和50＇通過位線20所在的層M0向下伸展到有源區(qū)AA。金屬線54′和56＇用來連接PSET驅(qū)動器40′的源極58＇和漏極60＇。P型放大器24被示意地顯示出來。位線20還必須避開PSET驅(qū)動器40的觸點(diǎn)48′。而且，位線20的重新布線減少了可用芯片區(qū)域，降低了芯片布圖的空間效率，這與期望減少芯片尺寸直接相沖突。
因此，有必要將感測放大器驅(qū)動器放置在它們各自的感測放大器區(qū)中以縮短RC時間延遲，而并不需要較多地重新布線可能影響整個芯片大小的位線。
本發(fā)明的公開內(nèi)容包括具有高空間效率布圖的半導(dǎo)體存儲器。半導(dǎo)體存儲器芯片含有多個以行和列方式排列的存儲單元。半導(dǎo)體存儲器，例如，動態(tài)隨機(jī)存儲器(DRAM)，包括一組感測放大器，這組感測放大器設(shè)在通常為長方形的第一區(qū)域中，該長方形區(qū)域的長邊與所述的行平行，在這組感測放大器中的每一個感測放大器設(shè)于相關(guān)的列的感測放大器區(qū)中。多個放大器由至少一個驅(qū)動器來驅(qū)動，該多個放大器的每一個位于一對互補(bǔ)位線之間，并位于感測放大器區(qū)之中。該至少一個驅(qū)動器與至少另一個驅(qū)動器共享沿著列方向的橫向伸展的至少一個擴(kuò)散區(qū)，使得感測放大器組的觸點(diǎn)數(shù)量最小化。
根據(jù)本發(fā)明的一個方案，該至少一個驅(qū)動器有一個擴(kuò)散區(qū)和一個與各列垂直地轉(zhuǎn)動的柵極。該至少一個驅(qū)動器可以被劃分成第一部分和第二部分，其中第一部分位于縫合區(qū)中或位于由局域字線驅(qū)動器創(chuàng)建的空白區(qū)中，第二部分位于感測放大器區(qū)中。并且，在一對互補(bǔ)的位線之間第二部分可以被分段，和MDQ開關(guān)可以設(shè)于在被分段的各部分之間的感測放大器區(qū)中。
每一個感測放大器區(qū)包括一個含有由多個驅(qū)動器驅(qū)動的多個放大器的放大器區(qū)。該多個放大器的每一個均設(shè)在一對互補(bǔ)位線之間和位于放大器區(qū)中。該多個驅(qū)動器可以共享一個第一擴(kuò)散區(qū)和一個第二擴(kuò)散區(qū)。第一擴(kuò)散區(qū)和第二擴(kuò)散區(qū)位于該放大器區(qū)中，每一個驅(qū)動器有一個與局域柵極連線相連接的柵極。第一觸點(diǎn)用來將第一全局金屬線與第一共享擴(kuò)散區(qū)連接在一起。第二觸點(diǎn)用來將第二全局金屬線與第二共享擴(kuò)散區(qū)連接在一起。第三觸點(diǎn)用來將第三全局金屬線與局域柵極連線連接在一起，這樣使感測放大器組的觸點(diǎn)數(shù)最小化。舉例來說，如果柵極導(dǎo)線具足夠低的電阻，那么一些全局金屬線可以是沒有必要的，于是可以去掉全局柵極金屬連線和相應(yīng)的觸點(diǎn)。
通過減少觸點(diǎn)的數(shù)目，可以減少位線的重新布線的量，因而降低了半導(dǎo)體存儲器的尺寸。并且，第一觸點(diǎn)、第二觸點(diǎn)和第三觸點(diǎn)的大小可以做得適合于位線之間的空間，消除重新布線位線的必要性。
放大器區(qū)包括在每對互補(bǔ)位線之間的N型放大器和P型放大器。因此，該多個驅(qū)動器可以是位于放大器區(qū)內(nèi)的P型放大器區(qū)中的PSET驅(qū)動器，也可以是位于放大器區(qū)內(nèi)的N型放大器區(qū)中的NSET驅(qū)動器。
半導(dǎo)體存儲器可以包括分別直接位于第一共享擴(kuò)散區(qū)、第二共享擴(kuò)散區(qū)和局域柵極連接線之上的第一全局金屬線、第二全局金屬線和全局柵極連線。該多個放大器晶體管可以設(shè)在放大器區(qū)之中，這些晶體管可以與驅(qū)動器共享第一擴(kuò)散區(qū)，從而減少半導(dǎo)體存儲器布圖所需要的空間和更容易地把驅(qū)動器放置在放大器區(qū)之中。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，從而更清楚地說明了本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。其中附圖包括圖1是在現(xiàn)有技術(shù)中用于半導(dǎo)體存儲器的感測放大器組布圖的平面圖；圖2是將圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中的區(qū)域22的分解平面圖，圖中顯示了在感測放大器組中的一個縫合區(qū)和幾個列；圖3是顯示在現(xiàn)有技術(shù)中N型放大器和位于N型放大器區(qū)中的NSET驅(qū)動器，該N型放大器區(qū)有與每個NSET驅(qū)動器的每個源極、漏極和柵極相連的觸點(diǎn)，和顯示重新布線的位線的示意圖；圖4是顯示在現(xiàn)有技術(shù)中P型放大器和位于P型放大器區(qū)中的PSET驅(qū)動器，該P(yáng)型放大器區(qū)帶有與每個PSET驅(qū)動器的每個源極、漏極和柵極相連的觸點(diǎn)，和顯示重新布線的位線的示意圖；圖5是顯示在現(xiàn)有技術(shù)中在感測放大器的各放大器區(qū)之外帶有PSET驅(qū)動器和NSET驅(qū)動器的感測放大器電路的一列的示意圖；圖6是顯示在感測放大器的各放大器區(qū)之內(nèi)帶有PSET驅(qū)動器和NSET驅(qū)動器的感測放大器電路的一列的示意圖；圖7是顯示將多個NSET驅(qū)動器與各全局金屬線連接在一起的觸點(diǎn)的數(shù)目減少后的N型放大器區(qū)和顯示重新布線被最小化后的位線的示意圖；圖8是顯示將多個PSET驅(qū)動器與各全局金屬線連接在一起的觸點(diǎn)的數(shù)目減少后的P型放大器區(qū)和顯示重新布線被最小化后的位線的示意圖；圖9是平行一對于互補(bǔ)位線所截取的并在一對互補(bǔ)位線之間的N型放大器區(qū)的剖視圖，圖中顯示了NSET驅(qū)動器和N型放大器共享的擴(kuò)散區(qū)；圖10是平行一對于互補(bǔ)位線所截取的并在一對互補(bǔ)位線之間的P型放大器區(qū)的剖視圖，圖中顯示了PSET驅(qū)動器和P型放大器共享的擴(kuò)散區(qū)；和圖11是顯示分布在放大器區(qū)中的驅(qū)動器和顯示分布在驅(qū)動器的各段之間的MDQ開關(guān)的感測放大器組的平面視圖。
象動態(tài)RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、或組合DRAM-邏輯芯片(嵌入式DRAM)那樣的隨機(jī)存取存儲器(RAM)芯片包含了許多個感測放大器組。人們不斷期望減少芯片的大小而同時要求增加芯片上器件的密度迫使技術(shù)朝著高效率利用芯片布圖區(qū)域的方向發(fā)展。長方形的縫合區(qū)典型地被用來容納較大的PSET和NSET驅(qū)動器。為了減小時間延遲和容納更大尺寸的驅(qū)動器，能夠使PSET驅(qū)動器和NSET驅(qū)動器的全部或一部分分布在布圖區(qū)域的其它部分是有好處的。然而，把這些驅(qū)動器布局在感測放大器區(qū)中要求各位線環(huán)繞著與驅(qū)動器的源極、漏極和柵極相連的觸點(diǎn)進(jìn)行布線。通過減少穿過位線金屬層M0的觸點(diǎn)的數(shù)目，PSET和NSET驅(qū)動器可以設(shè)于感測放大器區(qū)中和使位線能夠布線或降低環(huán)繞觸點(diǎn)的重新布線的量。這樣就導(dǎo)致了更有效率的布圖。
現(xiàn)有技術(shù)中的感測放大器14的示意圖表示顯示在圖5之中。位線20勾劃出了感測放大器14設(shè)于其中的一列16。PSET驅(qū)動器40和NSET驅(qū)動器42顯示在列16的外面并位于，例如，一個行解碼器(圖中未畫出)中。平衡器電路32和34也顯示在圖中。位于MUX區(qū)28和30中的MUX隔離開關(guān)也顯示了出來。N型放大器區(qū)26含有兩個N型晶體管26a和26b。N型晶體管26a和26b在節(jié)點(diǎn)N1上被連接起來以便其中之一的源極是另一個的漏極。NSET驅(qū)動器42的漏極也連到N1。P型放大器區(qū)24含有兩個P型晶體管24a和24b。P型晶體管24a和24b在節(jié)點(diǎn)N2上被連接起來以便其中之一的源極是另一個的漏極。PSET驅(qū)動器40的漏極也連至N2。NSET驅(qū)動器42和PSET驅(qū)動器40都位于感測放大器14的邊界的外面。只示出單個列是為了討論的目的，實(shí)際上NSET驅(qū)動器和PSET驅(qū)動器常常驅(qū)動多個感測放大器。例如，運(yùn)些驅(qū)動器可以驅(qū)動512個感測放大器。
含有移到感測放大器區(qū)內(nèi)的PSET驅(qū)動器140和NSET驅(qū)動器142的感測放大器114的示意表示顯示在圖6中。位線120勾劃出了感測放大器114設(shè)于其中的一列116。PSET驅(qū)動器140和NSET驅(qū)動器142顯示在與它們相對應(yīng)的放大器區(qū)之內(nèi)。例如，NSET驅(qū)動器142位于N型放大器區(qū)126之中和PSET驅(qū)動器140位于P型放大器區(qū)124之中。均衡器電路132和134以及在MUX區(qū)128和130中的MUX隔離開關(guān)(isolation switches)也顯示在圖中。N型放大器區(qū)126含有兩個N型晶體管126a和126b，以及NSET驅(qū)動器142。N型晶體管126a和126b在節(jié)點(diǎn)N3上被連接起來以便其中之一的源極是另一個的漏極。NSET驅(qū)動器的漏極也連至N3。P型放大器區(qū)124含有兩個P型晶體管124a和124b，以及PSET驅(qū)動器140。P型晶體管124a和124b在節(jié)點(diǎn)N4上被連接起來以便其中之一的源極是另一個的漏極。PSET驅(qū)動器140的漏極也連至N4。NSET驅(qū)動器142和PSET驅(qū)動器140都位于感測放大器114的邊界的內(nèi)部。這樣，通過縮短驅(qū)動器和放大器之間的距離就可以縮短RC延遲。
為了實(shí)現(xiàn)將驅(qū)動器140和142置入感測放大器區(qū)之內(nèi)這個優(yōu)點(diǎn)，有必要提出此前在圖4中所述的位線環(huán)繞源極、柵極和漏極的觸點(diǎn)重新布線的問題。這個問題在減少其中位線120必須旁路的觸點(diǎn)的數(shù)目中提出。
圖7中的示意圖顯示了本發(fā)明的構(gòu)思。觸點(diǎn)146、148和150用來取代圖3中的觸點(diǎn)46、48和50。由于多個現(xiàn)有技術(shù)的感測放大器觸點(diǎn)46、48和50被觸點(diǎn)146、148和150所取代，故總觸點(diǎn)數(shù)可以明顯地減少。N型放大器126有設(shè)于位線120之間的N型放大晶體管126a和126b。第一擴(kuò)散區(qū)154由各NSET驅(qū)動器142共享。多個NSET驅(qū)動器142可以被連接到區(qū)域1 54上，區(qū)域154是漏極，例如對所有與此相連的NSET驅(qū)動器來說是漏極。第一擴(kuò)散區(qū)154位于有源區(qū)域(AA)之中。在芯片布圖中AA代表最底層。高一層是柵極導(dǎo)線(GC)、M0，接下來一層是M1層，如此等等。位線120是在AA層上面通過的M0層上，因此從區(qū)域154之上通過。第二擴(kuò)散區(qū)156也位于AA層上。多個NSET驅(qū)動器142可以與區(qū)域156相連，例如，對于所有與之相連的NSET驅(qū)動器來說，區(qū)域156是源極。
區(qū)域154通過觸點(diǎn)146與位于較高一層(例如M1層)上的全局金屬線152相連接。觸點(diǎn)146連接多個通過單個觸點(diǎn)146的NSET驅(qū)動器的源極。如果NSET驅(qū)動器142在N3上與N型放大器126共享擴(kuò)散區(qū)154，那么全局金屬線152是不必要的。運(yùn)樣就取代了以前所需要的觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)對于每個感測放大器列具有一個觸點(diǎn)，例如，圖3的觸點(diǎn)46。觸點(diǎn)146可以取代許多現(xiàn)有技術(shù)中的觸點(diǎn)，例如，512觸點(diǎn)。觸點(diǎn)146表示當(dāng)連線168使之與全局金屬線152相連時所用的布圖區(qū)域。在一個實(shí)施例中，全局金屬線152直接在區(qū)域154的上面，請參考圖9。
觸點(diǎn)150連接多個經(jīng)過那里的NSET驅(qū)動器的源極。這樣就取代了以前所需要的觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)對于每個晶體管源極具有一個觸點(diǎn)，例如圖3中的觸點(diǎn)50。觸點(diǎn)150可以取代許多現(xiàn)有技術(shù)中的觸點(diǎn)，例如512觸點(diǎn)。觸點(diǎn)150使全局接地金屬線160與區(qū)域150相連接。觸點(diǎn)150通過連線164與全局接地金屬線160相連接。在一個實(shí)施例中，全局接地金屬線160直接在區(qū)域156的上面，請見圖9。
觸點(diǎn)148連接多個經(jīng)過那里的NSET驅(qū)動器的柵極。這樣就取代了以前所需要的觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)對于每個晶體管柵極具有一個觸點(diǎn)，例如，圖3中的觸點(diǎn)48。觸點(diǎn)148可以取代許多現(xiàn)有技術(shù)中的觸點(diǎn)，例如512觸點(diǎn)。觸點(diǎn)148使柵極導(dǎo)線158與全局柵極連接金屬線162相連接。在一個實(shí)施例中，柵極導(dǎo)線158可以足夠地用來連接多個NSET驅(qū)動器142的柵極，因此消除了對全局柵極連接金屬線162的需要，從而進(jìn)一步減少了觸點(diǎn)的數(shù)目，請見圖9。如果柵極導(dǎo)線158的電阻足夠低，就可以省去全局柵極連接金屬線162。觸點(diǎn)148表示當(dāng)連線166使之與全局柵極連接金屬線160相連時所用的布圖區(qū)域。在一個實(shí)施例中，全局柵極連接金屬線160直接在柵極導(dǎo)線158的上面，請見圖9。在另一個實(shí)施例中，柵極導(dǎo)線158垂直于各列取向，并且由許多器件共享，例如由轉(zhuǎn)動驅(qū)動器器件共享。
在圖8中，P型放大器124含有位于位線120之間的P型放大晶體管124a和124b。第一擴(kuò)散區(qū)172由PSET驅(qū)動器140共享。多個PSET驅(qū)動器140可以被連接到區(qū)域172上，區(qū)域172是漏極，例如對所有與此相連的PSET驅(qū)動器142來說是漏極。第一擴(kuò)散區(qū)172位于有源區(qū)(AA)之中。在芯片布圖中，AA代表最底層。高一層是柵極導(dǎo)線層(GC)、M0，接下來一層是M1層，如此等等。位線120是在AA層上面通過的M0層上，因此也就從區(qū)域172上面通過。第二擴(kuò)散區(qū)174也位于AA層中。多個PSET驅(qū)動器140可以被連接到區(qū)域174上，區(qū)域174是源極，例如對于所有與之相連的PSET驅(qū)動器來說是源極。
區(qū)域172通過觸點(diǎn)182與位于較高一層，例如M1層的全局金屬線170相連接。如果PSET驅(qū)動器140在N4上與P型放大器124共享擴(kuò)散區(qū)172，那么全局金屬線170是不必要的。觸點(diǎn)182連接多個通過單個觸點(diǎn)182的PSET驅(qū)動器140的漏極。這樣就取代了以前所需要的觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)對于每個感測放大器列具有一個觸點(diǎn)，例如，圖4中的觸點(diǎn)46′。觸點(diǎn)182可以取代許多現(xiàn)有技術(shù)中的觸點(diǎn)，例如，512觸點(diǎn)。觸點(diǎn)182表示當(dāng)連線188使之與全局金屬線170相連時所用的布圖區(qū)域。在一個實(shí)施例中，全局金屬線170直接在區(qū)域172的上面，請見圖9。
觸點(diǎn)184連接多個經(jīng)過那里的PSET驅(qū)動器140的源極。這樣就取代了以前所需要的觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)對于每個晶體管源極具有一個觸點(diǎn)，例如，圖4中的觸點(diǎn)50＇。觸點(diǎn)184可以取代許多現(xiàn)有技術(shù)中的觸點(diǎn)，例如，512觸點(diǎn)。觸點(diǎn)184使全局接地金屬線178與區(qū)域174相連接。觸點(diǎn)184代表當(dāng)連線190使之與全局位線高金屬線178相連時所用的布圖區(qū)域。在一個實(shí)施例中，全局位線高的金屬線178直接在區(qū)域174的上面，請見圖9。
觸點(diǎn)186連接多個經(jīng)過那里的PSET驅(qū)動器140的柵極。這樣就取代了以前需要的觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)對于每個晶體管柵極具有一個觸點(diǎn)，例如，圖4中的觸點(diǎn)48＇。觸點(diǎn)186可以取代許多現(xiàn)有技術(shù)中的觸點(diǎn)，例如，512觸點(diǎn)。觸點(diǎn)186使局域柵極連接線176與全局柵極連接金屬線180相連接。在一個實(shí)施例中，柵極導(dǎo)線176可以足夠用來連接多個PSET驅(qū)動器140的柵極，因此消除了對全局柵極連接金屬線180的需要，從而進(jìn)一步減少了觸點(diǎn)數(shù)。請見圖10。如果柵極導(dǎo)線176的電阻足夠小，就可以省略掉全局柵極連接金屬線180。觸點(diǎn)186代表當(dāng)連線192使之與全局柵極連接金屬線178相連時所用的布圖區(qū)域。在一個實(shí)施例中，全局柵極連接金屬線178直接在柵極導(dǎo)線176的上面，請見圖9。在另一個實(shí)施例中，柵極導(dǎo)線176垂直于各列取向，并且由許多器件，例如，轉(zhuǎn)動驅(qū)動器器件共享。
正如圖7和8中所示的，觸點(diǎn)146、148、150、182、184和186大大減少了將PSET驅(qū)動器140和NSET驅(qū)動器142放置在感測放大器114中所需要的觸點(diǎn)數(shù)。由于減少了觸點(diǎn)的數(shù)目，因此也就減少了環(huán)繞觸點(diǎn)區(qū)域的對位線的重新布線，或者說使位線的重新布線成為可能。結(jié)果是，為芯片提供了空間效率更高的布圖。在一個實(shí)施例中，觸點(diǎn)是這樣形成的，它使觸點(diǎn)146、150、182、184和186與位線120之間的空間相匹配，因而并不需要對位線120的布線作顯著的變動。
圖9顯示了一個實(shí)施例的截面，它含有直接設(shè)于NSET驅(qū)動器142擴(kuò)散區(qū)156上面的全局金屬線160。觸點(diǎn)150使全局金屬線160與擴(kuò)散區(qū)156連接起來。NSET驅(qū)動器142有設(shè)于擴(kuò)散區(qū)154和擴(kuò)散區(qū)156之間的柵極導(dǎo)線152。在一個實(shí)施例中，為了更有效地利用可用的空間，擴(kuò)散區(qū)154沿著擴(kuò)散區(qū)156的橫向方向，最好是垂直方向擴(kuò)散。多個NSET驅(qū)動器142可以共享擴(kuò)散區(qū)156。在另一個實(shí)施例中，擴(kuò)散區(qū)156與N型放大器126共享。
圖9顯示了省掉金屬線152和162和觸點(diǎn)146和148的感測放大器組12(見圖2)的N型放大器區(qū)38的截面。P型阱200位于N型放大器區(qū)38(圖2)之中。擴(kuò)散區(qū)154和擴(kuò)散區(qū)156是N型摻雜。在一個實(shí)施例中，擴(kuò)散區(qū)154被N型放大器晶體管126a和126b所使用，因而使擴(kuò)散區(qū)154被，例如，N型放大器晶體管126a和126b和NSET驅(qū)動器142所共享。這樣就進(jìn)一步減少了觸點(diǎn)的數(shù)目和減少了在感測放大器區(qū)上面的全局金屬線的數(shù)目。
帶有擴(kuò)散區(qū)154和156的P型阱200位于AA層上。柵極導(dǎo)線158位于GC 5。位于120位于GC和M1之間的M0層(未示出)上。全局金屬線160可以在M1、M2等層上。
圖10顯示了一個實(shí)施例的截面，它含有直接位于PSET驅(qū)動器140的擴(kuò)散區(qū)174上面的全局金屬線178。觸點(diǎn)184使全局金屬線178與擴(kuò)散區(qū)174連接在一起。PSET驅(qū)動器140有位于擴(kuò)散區(qū)172和擴(kuò)散區(qū)174之間的柵極導(dǎo)線176。在一個實(shí)施例中，為了更有效地利用可用的空間，擴(kuò)散區(qū)174沿著擴(kuò)散區(qū)172的橫向方向，最好是垂直方向伸展。多個PSET驅(qū)動器140可以共享擴(kuò)散區(qū)174。在另一個實(shí)施例中，擴(kuò)散區(qū)174被P型放大器126共享。
圖10顯示了省掉金屬線170和180和觸點(diǎn)182和186的感測放大器組12(見圖2)的P型放大器區(qū)36的截面。N型阱210位于P型放大器區(qū)36(圖2)之中。擴(kuò)散區(qū)172和擴(kuò)散區(qū)174是P型摻雜。在一個實(shí)施例中，擴(kuò)散區(qū)172被N型放大器晶體管124a或124b所使用，因而使擴(kuò)散區(qū)172被，例如，P型放大晶體管124a和124b和PSET驅(qū)動器140所共享。這樣就進(jìn)一步減少了觸點(diǎn)的數(shù)目和減少了在感測放大器區(qū)上面的全局金屬線的數(shù)目。
帶有擴(kuò)散區(qū)172和174的N型阱210位于AA層。柵極導(dǎo)線176位于GC上。位線120位于GC和M1之間的M0(未示出)上。全局金屬線178可以在M1、M2等層上。
在圖11中，驅(qū)動器222分布在感測放大器組中。驅(qū)動器222可以是，例如，一個NSET驅(qū)動器或一個PSET驅(qū)動器。該驅(qū)動器的第一部分222a位于縫合區(qū)228中或?yàn)榫钟蜃志€驅(qū)動器創(chuàng)建的空白空間中，和第二部分222b位于放大器區(qū)224中，例如，依賴于所使用的驅(qū)動器在N型放大器區(qū)或P型放大器區(qū)中。第二部分222b可以分段成多個部分。在PSET驅(qū)動器或NSET驅(qū)動器的被分段的部分之間的區(qū)域226可以由主數(shù)據(jù)線(MDQ)開關(guān)230或MDQ開關(guān)的一部分占據(jù)。MDQ開關(guān)230包括用來從地址緩沖器接收行地址以確定選擇那一陣列的適當(dāng)?shù)倪壿嬰娐贰atanabe等人寫的發(fā)表在IEEE《固態(tài)電路雜志》，V0l.31 No.4,1996年4月中的標(biāo)題為“帶有X32雙端DQ的286mm2 256Mb DRAM”的文章對MDQ開關(guān)作了說明。Watanabe等人的文章作為參考文獻(xiàn)列在這里。將MDQ開關(guān)放置在被分段的部分之間是便利的和有益的。
在此說明書中所描述的實(shí)施例除了適用于上面所述的縫合字線結(jié)構(gòu)之外還可以應(yīng)用于其它的布圖結(jié)構(gòu)中。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用到被分段的字線布圖的結(jié)構(gòu)中。此外，除了這里所描述的長方形狀的區(qū)域之外，還可以用于多種形狀的擴(kuò)散區(qū)。
在描述了具有高空間效率布圖的半導(dǎo)體存儲芯片的實(shí)施例(它們是用來示范性的而不是限定性的)之后，應(yīng)該注意到，熟悉該技術(shù)的專業(yè)人員可以根據(jù)上面的技術(shù)作出各種修改和變動。因此，應(yīng)該理解為，所作的所有這些變動均屬這里公開的本發(fā)明的具體實(shí)施例，它們都落入所附權(quán)利要求界定的本發(fā)明的范圍和精神之中。
權(quán)利要求
1．一種具有多個以行和列的方式排列的存儲單元的半導(dǎo)體存儲器，該存儲器包括一設(shè)在一般為長方形形狀的其長邊平行于所述行的第一區(qū)域之中的感測放大器組，該組中的每個感測放大器設(shè)在相關(guān)列的相應(yīng)感測放大器區(qū)之中；多個由至少一個驅(qū)動器驅(qū)動的放大器，該多個放大器的每一個位于設(shè)在一對互補(bǔ)位線之間的相關(guān)列的感測放大器區(qū)之中；和所述至少一個驅(qū)動器位于設(shè)在互補(bǔ)位線之間的至少一個感測放大器區(qū)中，并與至少一個其它驅(qū)動器共享設(shè)在互補(bǔ)位線之間并沿著列方向的橫向方向伸展的至少一個擴(kuò)散區(qū)，使得感測放大器組的觸點(diǎn)數(shù)得到減少。
2．如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲器，其中所述至少一個驅(qū)動器具有沿著與列方向基本垂直的方向伸展的擴(kuò)散區(qū)和柵極。
3．如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲器，其中所述至少一個驅(qū)動器具有沿著列方向的橫向方向伸展的源極、漏極和柵極。
4．如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲器，其中所述至少一個驅(qū)動器被分成第一部分和第二部分，其中第一部分置于第一區(qū)域中，第二部分置于所述至少一個感測放大器區(qū)之中。
5．如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體存儲器，其中第二部分在互補(bǔ)位線的對之間被分段。
6．如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲器，其中所述至少一個驅(qū)動器與所述多個放大器共享一個擴(kuò)散區(qū)。
7．一種具有多個以行和列的方式排列的存儲單元的半導(dǎo)體存儲器，該存儲器包括一設(shè)在一般為長方形形狀的其長邊平行于所述行的第一區(qū)域之中的感測放大器組，該組中的每個感測放大器設(shè)在相關(guān)列的感測放大器區(qū)之中；包括一放大器區(qū)的每個感測放大器區(qū)；多個由多個驅(qū)動器驅(qū)動的放大器，該多個放大器的每一個設(shè)在一對互補(bǔ)位線之間并位于所述放大器區(qū)之中；所述多個驅(qū)動器，該多個驅(qū)動器共享沿著列方向的橫向方向伸展的第一擴(kuò)散區(qū)，所述第一擴(kuò)散區(qū)和一第二擴(kuò)散區(qū)位于所述放大器區(qū)之中，每一個所述驅(qū)動器均具有與柵極導(dǎo)線相連接的柵極；和用來將第一全局金屬線與所述第一共享擴(kuò)散區(qū)連接起來的第一觸點(diǎn)，用來將第二全局金屬線與所述第二擴(kuò)散區(qū)連接起來的第二觸點(diǎn)和用來將第三全局金屬線與所述柵極導(dǎo)線連接起來的第三觸點(diǎn)，使得所述感測放大器組的觸點(diǎn)數(shù)得到減少。
8．如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體存儲器，其中所述放大器區(qū)包括在每對互補(bǔ)位線之間的N型放大器和P型放大器。
9．如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體存儲器，其中所述多個驅(qū)動器是位于所述放大器區(qū)中的P型放大器區(qū)中的PSET驅(qū)動器。
10．如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體存儲器，其中所述多個驅(qū)動器是位于所述放大器區(qū)中的N型放大器區(qū)中的NSET驅(qū)動器。
11．如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體存儲器，其中所述第一全局金屬線、第二全局金屬線和全局柵極連線均分別直接位于所述第一共享擴(kuò)散區(qū)、所述第二共享擴(kuò)散區(qū)和所述柵極導(dǎo)線之上。
12．如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體存儲器，進(jìn)一步包括多個位于所述放大器區(qū)之中的放大晶體管，所述放大晶體管與所述驅(qū)動器共享所述第一擴(kuò)散區(qū)。
13．如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體存儲器，其中被共享的第二擴(kuò)散區(qū)與所述各放大晶體管連接到一個公共節(jié)點(diǎn)上，從而去掉所述第二觸點(diǎn)和第二全局金屬線。
14．如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體存儲器，其中所述柵極導(dǎo)線的電阻足夠小，從而去掉所述第三觸點(diǎn)和第三全局金屬線。
15．一種具有多個以行和列的方式排列的存儲單元的半導(dǎo)體存儲器，該存儲器包括一設(shè)在一般為長方形形狀的其長邊平行于所述行的第一區(qū)域之中的感測放大器組，該組中的每個感測放大器設(shè)在相關(guān)列的感測放大器區(qū)之中；包括設(shè)在一對互補(bǔ)位線之間的N型放大器區(qū)和P型放大器區(qū)的每個感測放大器區(qū)；設(shè)在所述N型放大器區(qū)之中的N型放大器，設(shè)在所述P型放大器區(qū)之中的P型放大器，所述N型放大器由設(shè)在N型放大器區(qū)中的NSET驅(qū)動器驅(qū)動，和所述P型放大器由設(shè)在P型放大器區(qū)中的PSET驅(qū)動器驅(qū)動；與多個PSET驅(qū)動器共享沿著列方向的橫向方向伸展的第一擴(kuò)散區(qū)的所述PSET驅(qū)動器，所述第一擴(kuò)散區(qū)和一第二擴(kuò)散區(qū)位于所述P型放大器區(qū)之中，每個所述PSET驅(qū)動器均有一個與一柵極導(dǎo)線相連接的柵極；和用來將第一全局金屬線與所述第一共享擴(kuò)散區(qū)連接起來的第一觸點(diǎn)，用來將第二全局金屬線與所述第二共享擴(kuò)散區(qū)連接起來的第二觸點(diǎn)和用來將第三全局金屬線與所述柵極導(dǎo)線連接起來的第三觸點(diǎn)，使得減少感測放大器組的觸點(diǎn)數(shù)。
16．如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體存儲器，其中所述第一全局金屬線、第二全局金屬線和所述全局柵極連線分別直接位于第一共享擴(kuò)散區(qū)、第二共享擴(kuò)散區(qū)和所述柵極導(dǎo)線的上面。
17．如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體存儲器，進(jìn)一步包括多個設(shè)在所述P型放大器區(qū)之中的P型放大晶體管，所述各晶體管與所述PSET驅(qū)動器共享第一擴(kuò)散區(qū)。
18．如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體存儲器，其中所述NSET驅(qū)動器與多個NSET驅(qū)動器共享第一擴(kuò)散區(qū)和第二擴(kuò)散區(qū)，所述第一擴(kuò)散區(qū)和所述第二擴(kuò)散區(qū)位于所述N型放大器區(qū)之中，每一個所述NSET驅(qū)動器均有一個與局域柵極連線相連的柵極。
19．如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體存儲器，進(jìn)一步包括多個設(shè)在所述N型放大器區(qū)之中的N型放大晶體管，所述各晶體管與所述NSET驅(qū)動器共享第一擴(kuò)散區(qū)。
全文摘要
一種具有高空間效率布圖的半導(dǎo)體存儲器。DRAM芯片有多個以行和列的方式排列的存儲單元(18)。其包括一設(shè)在一般為長方形的其長邊平行于行的第一區(qū)域之中的感測放大器組(14),該組中的每一個感測放大器均位于相關(guān)列(16)的感測放大器區(qū)中。多個放大器(124或126)由至少一個驅(qū)動器(140或142)驅(qū)動,每一放大器設(shè)在一對互補(bǔ)位線(120)之間并位于感測放大器區(qū)之中。該至少一個驅(qū)動器與至少一個其它驅(qū)動器共享至少一個沿列的橫向伸展的擴(kuò)散區(qū),這樣可減少感測放大器組的觸點(diǎn)數(shù)。
文檔編號H01L21/8242GK1218262SQ9812072
公開日1999年6月2日 申請日期1998年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月26日
發(fā)明者格哈德·米勒, 桐畑敏明 申請人:西門子公司, 國際商業(yè)機(jī)器公司