JPH036665B2 - - Google Patents

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JPH036665B2
JPH036665B2 JP56086212A JP8621281A JPH036665B2 JP H036665 B2 JPH036665 B2 JP H036665B2 JP 56086212 A JP56086212 A JP 56086212A JP 8621281 A JP8621281 A JP 8621281A JP H036665 B2 JPH036665 B2 JP H036665B2
Authority
JP
Japan
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fet
electrode
memory cell
current
region
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP56086212A
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English (en)
Other versions
JPS57201067A (en
Inventor
Toshuki Ishijima
Kazuo Terada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP56086212A priority Critical patent/JPS57201067A/ja
Publication of JPS57201067A publication Critical patent/JPS57201067A/ja
Publication of JPH036665B2 publication Critical patent/JPH036665B2/ja
Granted 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

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微細化に適しかつα線に対して強い
構造にしたメモリセルに関するものである。
従来電荷の形で2進情報を貯蔵する半導体メモ
リセルとして、1対の相補型電界効果トランジス
タを用いてその接合容量及び電界効果トランジス
タ(以下FETと略す)の浮遊容量に電荷を貯蔵
し得るように構成されたメモリセルがあり、昭和
53年公告特許第20353号公報において提案されて
いる。この特公昭53−20353号公報の中で提案さ
れているメモリセル(以下2Tセルと略す)は、
メモリセル・サイクルの読み出し期間中に2種類
の異なつた大きさの電流を流し得るように感知ト
ランジスタの闘値を制御すべく、相補型素子対の
一方の素子の基板感度を所定の値に制御して構成
してある。
第1図は2Tセルの基本回路の概略を示したも
のであり、1対の相補型FET T1及びT2より成
るメモリセルが示されている。語線AA′はT1及
びT2の各々のゲート電極12及び19へ共通に
接続されている。T1及びT2は相補型であるため
語線AA′上の一方の極性のパルスT1をターンオ
ンし、同時にT2をターンオフする。これに対し
反対極性パルスはT2をターンオンし、同時にT1
をターンオフする。書き込み線WW′はT1の拡散
領域11に接続され、読み取り線RR′はT2の拡
散領域18に接続される。T1拡散領域14はT2
の基板領域17に接続される。T1の拡散領域1
4及びT2の基板領域17には、接合キヤパシタ
ンス及び酸化膜キヤパシタンスより成る寄生キヤ
パシタンスであるコンデンサ15が接続されてい
る。コンデンサ15、T1の基板領域13及びT2
の拡散領域16はすべて並列に接地接続体20へ
接続されている。
第2図は第1図のメモリセルを集積化すること
を想定し、従来のシリコンゲートプロセスで構成
した場合の断面構造を模式的に示したものであ
る。第1図の書き込み線WW′は電気的には拡散
領域11と同じであり、第2図においてはこれに
対応するn型基板33中のp型拡散領域に記号3
1を付してあり、又n型基板33は、電気的には
第1図の基板領域13、拡散領域16、コンデン
サ15の接地側、及び接地領域20として働いて
いる。T1のp型拡散層領域14及びT2のp型拡
散層領域17は、第2図においては、p型拡散層
領域34によつて表わされている。またこの拡散
領域34は、第1図に示したコンデンサ15の他
方の側を形成し、基板33と協働してコンデンサ
15によつて表わされた全回路キヤパシタンスの
一部である接合キヤパシタンスを与える。拡散領
域34は又基板内基板即ち浮遊領域として特徴付
けられている。読取り線RR′は第2図において拡
散領域38を含んでいる。語線AA′のうち薄い誘
電体膜42によつて基板33から隔てられている
部分は、第1図に示したゲート電極12及び19
として働き、第2図においては、互いに反対導電
型のチヤンネル領域32′及び39′上に配置され
ている。第2図において、拡散領域31及び34
並びに基板33及び拡散領域38に対するゲート
32A及び39Aの並置からも明らかなように、
ゲート32A及び39Aへ同時に同一電圧が印加
されたとしても、その極性に応じてチヤンネル領
域32′及び39′の何れか一方だけが導通可能に
なり、他方は非導通状態に保たれる。
しかしながら以上説明してきた従来の2Tセル
構造は、接合容量及び電界効果トランジスタの浮
遊量から成るキヤパシタンスに電荷を貯蔵し得る
ように構成されているため、高集積化がさらに進
んで素子寸法が小さくなつた場合、2Tセル面積
の減少に伴いキヤパシタンスを構成する面積も小
さくなつてくる。このため、α線等に起因する所
謂ソフトエラーに対して2Tセルが弱くなる欠点
が生じ、さらに特公昭53−20353号公報の中でも
説明されているように、深いp型拡散領域34を
形成しなくてはならないため、2Tセル間に設け
る素子分離幅は広く取らなくてはならなくなる、
という欠点を有しており、結果として微細化によ
る高集化が難しい。
本発明の目的は、従来の2Tセルの利点はその
まま活用し、しかも微細化した場合にもα線に強
くかつ高集積化に適した半導体メモリセルを提供
することである。
本発明によれば、ゲート電極、第1通電電極、
電気的に浮いた状態にある第2通電電極、及び基
準電位が供給される基板領域、を有する第1導電
型の第1FETと、ゲート電極、第1通電電極、上
記基準電位が供給される第2通電電極、及び上記
第1FETの第2通電電極に直結されて電気的に浮
いた状態にある基板領域、を有する第2導電型の
第2FETと、書き込み時に上記第1FETを介して
上記第2FETの基板領域へ電荷を供給し、上記第
2FETの闘値電圧を高低何れかに設定する書き込
み信号を供給する、上記第1FETの第1通電電極
に接続された書き込み線と、読み取り時に上記第
2FETの導通状態を検出する読み取り信号を感知
するように、上記第2FETの第1通電電極に接続
された読み取り線と、書き込み時には上記第
1FETのみをオンにする信号を供給し、読み取り
時には上記第2FETの高低の闘値電圧の中間の電
圧値を有する信号を供給するように、上記第
1FET及び上記第2FETの各ゲート電極に共通接
続された語線と、を備えた半導体集積化記憶装置
に用いる半導体メモリセルであつて、上記第
1FETの第2通電電極に直結され電気的に浮いた
状態にある上記第2FETの基板領域に隣接して溝
を設け、この溝の壁面に沿つて形成した誘電体膜
とさらにこの誘電体膜の内面に形成した導電性物
質とを用いてキヤパシタンスを構成したことによ
り、前記従来の欠点をなくした新らたな効果をも
つた半導体メモリセルを得る。
本発明の特徴は、前述したように従来の2Tセ
ルの周囲に溝を設け、この溝の周囲に薄い誘電体
膜を形成したかつこの溝を誘電性物質で被覆した
更に好ましくは埋めることにより、電気的に浮い
た状態にあるp型拡散領域側面にキヤパシタンス
を形成し、従来の2Tセルに比べて電荷蓄積容量
を増加させていることである。
次に第3図及び第4図を参照しながら本発明に
おいて採用した構造について、従来のシリコンゲ
ートプロセスを用いかつn型基板を用いて製造し
た場合を一実施例として、その詳細および効果に
ついて説明する。第3図は本発明によるメモリセ
ルの平面図、第4図は第3図の平面図を語線
AA′に沿つてその中央を切り開いた時の模式的断
面図をそれぞれ示している。
第3図、第4図において、p型拡散層領域61
は相補型電界効果トランジスタの一方であるpチ
ヤンネルFET(以下第1FETと略す)における第
1導電型拡散層を形成するとともに、書き込み線
を兼ねている。又電気的に浮いた状態にあるp型
拡散層領域64は、第1FETのもう一方の第1導
電型拡散層を形成するとともに、相補型電界効果
トランジスタにおけるもう一つのnチヤンネル
FET(以下第2FETと略す)における基板領域を
も兼ねている。そしてこのp型拡散層領域64の
周囲にキヤパシタンスが成形されており、ここに
電荷が貯えられる。従来の2Tセルでは、p型拡
散層領域64とn型基板63およびn型拡散層領
域68の間の接合キヤンパシタンスおよびp型拡
散層領域64と語線62(AA′)間の浮遊容量か
ら全蓄積容量が形成されているが、本発明におい
ては、上記キヤパシタンスの他にp型拡散層領域
64とその周囲側面に形成された溝に埋め込まれ
た導電性物質73の間に形成される浮遊容量があ
り、全体のキヤバシタンスが従来の2Tセルに比
べて大きくなつている。62(AA′)は語線を示
し、62(AA′)内の62Aは第1FETのゲート
電極を、62′は第1FETにおけるチヤンネル領
域をそれぞれ示している。次にn型基板63とn
型拡散層領域68は、相補型FETにおける第
2FETの第2導電型電極を形成し、語線62
(AA′)内の39Aの部分がゲート電極を、6
9′がチヤンネル領域をそれぞれ表わしており、
n型拡散層領域68は読み取り線RR′と電気的に
接続されている。又誘電体膜72は、第1及び第
2FETのゲート絶縁膜を表している。さらに溝の
周囲に形成された誘電体膜74は、溝に埋め込ま
れた導電性物質73とn型基板63、p型拡散領
域61,64、n型拡散層領域68、とを絶縁
し、誘電体膜71は、導電性物質73と語線62
(AA′)及び読み取り線RR′とを絶縁し、誘電体
72は、読み取り線RR′と語線62(AA′)とを
絶縁している。
以上述べたように本発明は、従来の2Tセルの
周囲に溝を設けさらに溝の周囲を薄い誘電体膜で
被い、かつこの溝を導電性物質で覆いもしくは埋
めることにより、p型拡散層領域64側面にキヤ
パシタンスを設けている。本発明のような構造を
取ることにより、従来の2Tセルに比べ電荷蓄積
容量が増加し、α線等に起因するソフトエラーに
対して強いメモリセルが得られる。さらに本発明
によれば、セル間の素子分離幅は溝の幅により決
つてくるため、深いp型拡散層を形成しても、溝
の深さをこのp型拡散層に合わせて深く形成する
ことにより広い素子分離幅を必要としない利点を
有するとともに、深いp型拡散層領域側面の3方
が溝により囲まれているため、熱処理による不純
物の拡散は基板の深さ方向およびチヤンネル方向
だけとなり特性制御が容易にとなる利点をも併せ
有する。以上述べたように、本発明によれば、高
集積化に適した半導体メモリ・セルが容易に得ら
れる。
以上の説明では、本発明のメモリ・セルの構造
を説明する便宜上板にp型結晶板を用いたが、こ
れはn型結晶基板でもよいことは当然である。た
だしその際前述してきたn型とp型を入れ替える
必要がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、2Tセルの基本回路の概略を示した
ものであり、図において、AA′……語線、
WW′……書き込み線、RR′……読み取り線、1
1……書き込み線に接続された拡散層領域、1
2,19……語線に接続されたT1、T2のゲート
電極、14……T1の拡散層領域、15……コン
デンサ、17……T2の基板領域、18……読み
取り線に接続された拡散層領域、をそれぞれを示
す。第2図は第1図のメモリセルを集積化するこ
とを想定し、従来のシリコンゲートプロセスで構
成した場合の断面構造を模式的に示したものであ
り、図において、31(WW′)……書き込み線
を兼ねる拡散層領域、32(AA′)……語線、3
2A,39A……T1、T2のゲート領域部、3
2′,39′……T1、T2のチヤンネル領域部、3
2……シリコン基部、34……T2の基板領域、
38(RR′)……読み取り線を兼ねた拡散層領
域、41……フイールド酸化膜、42……ゲート
酸化膜、をそれぞれ示す。第3図は本発明による
メモリセルの平面図を、第4図は第3図の平面図
を語線AA′に沿つてその中央を切り開いた時の模
式的断面図をそれぞれ示したものであり、図にお
いて、61、WW′……書き込み線を兼ねた拡散
層領域、62、AA′……語線、62A、69A…
…T1、T2のゲート電極部、62′,69′……
T1、T2のチヤンネル領域部、63……シリコン
基板、64……T2の基板領域、68……拡散層
領域、RR′……読み取り線、71,72,74…
…二酸化珪素膜、73……ポリシリコン、をそれ
ぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ゲート電極、第1通電電極、電気的に浮いた
    状態にある第2通電電極、及び基準電位が供給さ
    れる基板領域、を有する第1導電型の第1FET
    と、ゲート電極、第1通電電極、上記基準電位が
    供給される第2通電電極、及び上記第1FETの第
    2通電電極に直結されて電気的に浮いた状態にあ
    る基板領域、を有する第2導電型の第2FETと、
    書き込み時に上記第1FETを介して上記第2FET
    の基板領域へ電荷を供給し、上記第2FETの闘値
    電圧を高低何れかに設定する書き込み信号を供給
    する、上記第1FETの第1通電電極に接続された
    書き込み線と、読み取り時に上記第2FETの導通
    状態を検出する読み取り信号を感知するように、
    上記第2FETの第1通電電極に接続された読み取
    り線と、書き込み時には上記第1FETのみをオン
    にする信号を供給し、読み取り時には上記第
    2FETの高低の闘値電圧の中間の電圧値を有する
    信号を供給するように、上記第1FET及び上記第
    2FETの各ゲート電極に共通接続された語線と、
    を備えた半導体集積化記憶装置に用いる半導体メ
    モリセルであつて、上記第1FETの第2通電電極
    に直結され電気的に浮いた状態にある上記第
    2FETの基板領域に隣接して溝を設け、この溝の
    壁面に沿つて形成した誘電体膜とさらにこの誘電
    体膜の内面に形成した導電性物質とを用いてキヤ
    パシタンスを構成したことを特徴とする半導体メ
    モリセル。
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JP2682021B2 (ja) * 1988-06-29 1997-11-26 富士通株式会社 半導体メモリ装置

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