JP2013012553A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態によれば、半導体記憶装置は、半導体基板と、半導体基板上に設けられ、積層された複数のメモリセルを含む複数のメモリユニットと、カラム方向に配列された複数のメモリユニット上に複数本形成されたビット線とを備え、複数のビット線のロウ方向の配列ピッチは、メモリユニットのロウ方向の配列ピッチよりも小さく、カラム方向に配列された各メモリユニットの端部は、複数本形成されたビット線のいずれか1つに接続される。
【選択図】図3
Description
[全体構成]
先ず、図1を参照して、第1実施形態に係る半導体記憶装置の全体構成について説明する。図1は、第1実施形態に係る半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。
次に、図2〜図7を参照して、メモリセルアレイ11の構成について説明する。図2はメモリセルアレイ11の一つのメモリセルブロックMBの一部を示す回路図である。
一方の側の柱状の半導体層30Aの周囲には、半導体基板20側から垂直方向上方にかけて、ワード線WL4,WL3,WL2,WL1及びソース側選択ゲート線SGSを形成する導電層が絶縁層を介してこの順に積層される。これら導電層が半導体層30の側面に接続される。また、他方の側の柱状の半導体層30Bの周囲には、半導体基板20側から垂直方向上方にかけて、ワード線WL5,WL6,WL7,WL8及びドレイン側選択ゲート線SGDを形成する導電層が絶縁層を介してこの順に積層されており、これら導電層が半導体層30の側面に接続されている。これにより、メモリセルMTr1〜8は、ワード線WL1〜8を制御ゲート、U字型の半導体ボディ31をチャネルボディーとする。又、ソース側選択ゲート線SGS、ドレイン側選択ゲート線SGD及びバックゲートBGをゲートとして、U字型半導体層30をボディとして、それぞれソース側選択ゲートトランジスタSSTr、ドレイン側選択ゲートトランジスタSDTr及びバックゲートトランジスタBTrを構成している。
次に、図9を参照して本実施形態に係る半導体記憶装置のロウデコーダ12及び13の構成について説明する。図9は、本実施形態に係る半導体記憶装置のロウデコーダ12及び13の構成を説明する為の回路図である。
次に、図10〜図12を参照して、第2の実施形態に係るメモリセルアレイ11の構成について説明する。図10はメモリセルアレイの一部の構成を示す平面図、図11は図10に示す平面図をY−Y′線で切った断面図、図12はメモリセルアレイの一部の構成を示す回路図である。尚、第1の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
尚、本実施形態においてはビット線BLをメモリユニットMUの1/3のピッチで配列しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ビット線BLをメモリストリングMSの整数分の1倍のピッチで配列することが可能である。又、一部のメモリユニットMUにのみ整数分の1倍のピッチのビット線BLを配列することも可能である。
次に、図13〜図15を参照して、第3の実施形態に係る半導体記憶装置について説明する。図13は本実施形態に係る半導体記憶装置のメモリセルアレイ11の一部の構成を示す回路図、図14は全体構成を示すブロック図、図15は周辺回路の構成を示す回路図である。
次に、図16を参照して第4の実施形態について説明する。図16は、本実施形態に係る半導体記憶装置の概略構成を示すブロック図である。
図17は、第5の実施形態に係る半導体記憶装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の基本的な構成は第1の実施形態と同様であるが、センスアンプ14として差動式のセンスアンプを使用している点において異なっている。本実施形態において、カラム方向に隣接するメモリユニットMUの対応するメモリトランジスタMTrのペアによりペアセルを構成し、このペアセルに互いに論理が異なるデータを記憶する。この場合、隣接するビット線BLからペアのデータを読み出し、センスアンプ14で差動検出する。
図18は、第6の実施形態に係る半導体記憶装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態では、2本のビット線BLのうち、一方のビット線BLをセンスアンプ14に接続し、他方のビット線BLを接地して、シールド線として使用する。
Claims (5)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられ、積層された複数のメモリセルを含む複数のメモリユニットと、
カラム方向に配列された前記複数のメモリユニット上に複数本形成されたビット線と
を備え、
前記複数のビット線のロウ方向の配列ピッチは、前記メモリユニットのロウ方向の配列ピッチよりも小さく、
前記カラム方向に配列された各メモリユニットの端部は、前記複数本形成されたビット線のいずれか1つに接続される
ことを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記ビット線は、ロウ方向の配列ピッチが前記メモリユニットのロウ方向の配列ピッチの1/n(nは自然数)となるように形成され、
カラム方向に配列された1つの前記メモリユニットの列にn本のビット線が割り当てられ、
前記カラム方向に配列されたメモリユニットの中からカラム方向に順番に選択されたメモリユニットの端部は、前記n本のビット線の中から順番に選択された1本のビット線に接続されている
ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。 - 前記メモリユニットは、
前記半導体基板に対して垂直方向に延びる柱状に形成された半導体ボディと、
前記半導体ボディの側面を取り囲むように形成された電荷蓄積層と、
前記電荷蓄積層を介して前記半導体ボディの側面に接続され垂直方向に多層に配置された複数のワード線と、
前記複数のワード線に対して前記半導体ボディの端部側に配置された選択ゲート線と、
を備える
ことを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。 - 前記カラム方向に配列された複数のメモリユニットのうちそれぞれ異なるビット線に接続されたn個のメモリユニットは、前記選択ゲート線により同時に活性化され、n本のビット線を介してデータを書き込み又は読み出す
ことを特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。 - 前記ビット線のロウ方向の幅は、前記半導体ボディの幅よりも細く
前記半導体ボディと前記ビット線とは、
前記n本のビット線の幅に対応する幅を有し前記半導体ボディの端部と接続される第1のビット線コンタクトと、
前記第1のビット線コンタクトと前記ビット線とを接続する第2のビット線コンタクトと
を介して接続されている
ことを特徴とする請求項4記載の半導体記憶装置。
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