JPH04162473A - semiconductor storage device - Google Patents
semiconductor storage deviceInfo
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- JPH04162473A JPH04162473A JP2284241A JP28424190A JPH04162473A JP H04162473 A JPH04162473 A JP H04162473A JP 2284241 A JP2284241 A JP 2284241A JP 28424190 A JP28424190 A JP 28424190A JP H04162473 A JPH04162473 A JP H04162473A
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- gate electrode
- storage node
- load
- drive
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置に係り、特にソフトエラー耐性に優
れ、かつ高集積なスタティック型ランダムアクセスメモ
リ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device, and particularly to a highly integrated static random access memory device with excellent soft error resistance.
従来の装置は、アイ・イー・イー・イー・トランザクシ
ョン オン ニュークリア サイエンスエヌエス−32
(1985年)第4133頁から第4139頁(IEE
E、trans、Nuc、 N S −32(1985
)PP4133−4139に記載されており、第4図に
示すようにトランジスタT7.T8は基板表面に形成さ
れるpチャネルMOSトランジスタで完全CMOSスタ
ティックメモリセルとなっており、記憶ノードN1とト
ランジスタT8のゲート電極間と記憶ノードN2とトラ
ンジスタT7のゲート電極間に抵抗が設けられている。The conventional device is IEE Transaction on Nuclear Science NS-32.
(1985) pp. 4133-4139 (IEE
E, trans, Nuc, NS-32 (1985
) PP4133-4139, and as shown in FIG. T8 is a p-channel MOS transistor formed on the surface of the substrate, and is a complete CMOS static memory cell, and a resistor is provided between the storage node N1 and the gate electrode of the transistor T8, and between the storage node N2 and the gate electrode of the transistor T7. There is.
また、アイ・イー・イー・イー・エレクトロンデバイス
レターズ イーデイ−エル8 (1987年)第7頁
から第9頁(IEEE Elec Dev Lett
E D L 8 (1987)PP7−9)にも同様の
装置が記憶されている。In addition, IEEE Electron Device Letters ED-L8 (1987) pages 7 to 9 (IEEE Elec Dev Lett
A similar device is also stored in EDL 8 (1987) PP7-9).
上記従来技術は高集積化の点について配慮がされておら
ず、負荷トランジスタ、駆動トランジスタともに半導体
基板上に形成されたものとすると、記憶ノードと負荷ト
ランジスタのゲート電極間。The above-mentioned conventional technology does not take into consideration high integration, and if both the load transistor and the drive transistor are formed on a semiconductor substrate, the gap between the storage node and the gate electrode of the load transistor.
あるいは記憶ノードと駆動トランジスタのゲート電極間
に抵抗を設ける場合、メモリセルの面積が大きくなると
いう問題があった。Alternatively, when a resistor is provided between the storage node and the gate electrode of the drive transistor, there is a problem that the area of the memory cell increases.
本発明は、負荷トランジスタおよび駆動トランジスタの
ゲート電極の抵抗値を高くすることにより抵抗を設ける
ことができるので、メモリセル面積を大きくすることな
く、ソフトエラー耐性の高いメモリセルを提供できる。According to the present invention, a resistance can be provided by increasing the resistance values of the gate electrodes of the load transistor and the drive transistor, so a memory cell with high soft error resistance can be provided without increasing the memory cell area.
上記目的は、負荷トランジスタと駆動トランジスタから
成るインバータを2組交差接続して成るスタティック型
メモリセルにおいて、2J¥0以上の単結晶半導体層、
あるいは多結晶手心体層を用いて、上記負荷および駆動
トランジスタを形成し、2つの駆動トランジスタおよび
負荷トランジスタの一方、あるいは両方のゲート電極の
抵抗値を、10にΩ以上、より好ましくは20にΩ以上
と設定することにより達成される。The above object is to provide a static memory cell formed by cross-connecting two sets of inverters each consisting of a load transistor and a drive transistor, a single crystal semiconductor layer of 2J¥0 or more;
Alternatively, the load and the drive transistor are formed using a polycrystalline core layer, and the resistance value of the gate electrode of one or both of the two drive transistors and the load transistor is set to 10Ω or more, more preferably 20Ω or more. This is achieved by setting the above.
スタティック型メモリセルの2コの記憶ノードのうち、
高電位状態にある第1の記憶ノードにα線が入射し第1
の記憶ノードの電位が低下した場合、第1の記憶ノード
と、低電位状態にある第2の記憶ノードにドレイン電極
が接続されている第2の負荷トランジスタのゲート電極
との間に抵抗が介在しているため、第2の負荷トランジ
スタのゲート電位は直ちには低下せず、従って上記第2
の負荷トランジスタの電流も直ちには増加せず、抵抗の
ない場合に比べ情報は容易に反転せず、ソフトエラー耐
性の高いメモリセルが実現できる。Of the two storage nodes of the static memory cell,
α rays are incident on the first storage node which is in a high potential state, and the first
When the potential of the storage node decreases, a resistor is interposed between the first storage node and the gate electrode of the second load transistor whose drain electrode is connected to the second storage node that is in a low potential state. Therefore, the gate potential of the second load transistor does not drop immediately, and therefore the second
The current in the load transistor does not increase immediately, and information is not reversed as easily compared to a case without a resistor, making it possible to realize a memory cell with high soft error resistance.
また、上記高電位状態にある第1の記憶ノードと低電位
状態にある第2の記憶ノードにドレイン電極が接続され
ている第2の駆動トランジスタのゲート電極間に抵崎が
介在している場合、第1の記憶ノードにα線が入射し電
位が低下した場合、第2の駆動トランジスタのゲート電
位は直ちには低下せず、抵抗のない場合に比べ第2の駆
動トランジスタが非導通となる時間は長くなり、第2の
記憶ノードの電位の上昇が遅れるため、メモリセルに保
持されている情報の反転は容易に生ぜず、ソフトエラー
耐性の高いメモリセルが実現できる。Further, when a resistor is interposed between the gate electrode of the second drive transistor whose drain electrode is connected to the first storage node in the high potential state and the second storage node in the low potential state, , when α rays are incident on the first storage node and the potential drops, the gate potential of the second drive transistor does not drop immediately, and the time during which the second drive transistor becomes non-conductive is longer than in the case where there is no resistance. becomes long and the rise in the potential of the second storage node is delayed, so that the information held in the memory cell does not easily invert, and a memory cell with high soft error resistance can be realized.
第1図(a)〜(c)に変発明の一実施例を示す。(、
)に平面図、(b)に断面図、(c)に回路図を示す。An embodiment of the modified invention is shown in FIGS. 1(a) to 1(c). (,
) shows a plan view, (b) a cross-sectional view, and (c) a circuit diagram.
第1図(b)において、n型基板37内に設けられたp
型ウェル15内にn型高濃度不純物領域5a、5b (
ドレイン電極、ソース電極)と、第1層ポリシリコン膜
6(ゲート電極)により転送トランジスタを形成し、ま
た駆動MO3トランジスタのゲート電極4b(第1層ポ
リシリコン層)上に設けられた酸化膜11上に、第2層
ポリシリコン膜にてゲート電極14bを形成し、第3層
ポリシリコン膜にてドレイン電極8.ソース電極18.
チャネル部17を設けることにより、ポリシコン層から
成る負荷トランジスタを形成している。In FIG. 1(b), a p
In the type well 15, n-type high concentration impurity regions 5a, 5b (
A transfer transistor is formed by the drain electrode, source electrode) and the first layer polysilicon film 6 (gate electrode), and the oxide film 11 provided on the gate electrode 4b (first layer polysilicon layer) of the drive MO3 transistor. A gate electrode 14b is formed on the second layer polysilicon film, and a drain electrode 8.b is formed on the third layer polysilicon film. Source electrode 18.
By providing the channel portion 17, a load transistor made of a polysilicon layer is formed.
また、転送トランジスタのドレイン電極5bは、ポリシ
リコンバッド9および第1層メタル配線12を介して、
さらに第2層メタル配線13へ接続される。この時、負
荷トランジスタのゲート電極14bの一部分、あるいは
全体にインプラを行なわない、もしくは少量のインプラ
を行なうことによりグー1−電極14bの抵抗値を3O
KΩ以上とする。Further, the drain electrode 5b of the transfer transistor is connected via the polysilicon pad 9 and the first layer metal wiring 12.
Furthermore, it is connected to the second layer metal wiring 13. At this time, by not implanting a part or the entire gate electrode 14b of the load transistor, or by implanting a small amount, the resistance value of the goo 1-electrode 14b can be reduced to 30
KΩ or more.
この時の平面図を第1図(a)に示し、この平面図A−
A’の断面図を第1図(b)に示す。また回路図を第1
図(c)に示す。第1図(a)に示す平面図の中で、ポ
リシリコンpMOsトランジスタのゲート電極の中で斜
線部がインプラを行なわない、もしくは少量インプラ領
域である。第1図(c)において、第1の駆動トランジ
スタT1のドレイン電極と第1の負荷トランジスタT5
のドレイン電極が接続され、第1の記憶ノードが形成さ
れる。同様に第2の駆動トランジスタT2のドレイン電
極と第2の負荷トランジスタT6のドレイン電極が接続
され、第2の記憶ノードが形成される。さらに、上記記
憶ノードNl。The plan view at this time is shown in FIG. 1(a), and this plan view A-
A cross-sectional view of A' is shown in FIG. 1(b). Also, the circuit diagram is the first
Shown in Figure (c). In the plan view shown in FIG. 1(a), the shaded area in the gate electrode of the polysilicon pMOS transistor is a region where no implantation is performed or where a small amount of implantation is performed. In FIG. 1(c), the drain electrode of the first drive transistor T1 and the first load transistor T5 are connected to each other.
are connected to form a first storage node. Similarly, the drain electrode of the second drive transistor T2 and the drain electrode of the second load transistor T6 are connected to form a second storage node. Furthermore, the storage node Nl.
N2に情報の「書き込み」を行ない、また記憶ノードN
l、N2に記憶されている情報の「読み出し」を行うた
めの転送用nMO8)−ランジスタT3.T4が設けら
れる。上記フリップフロップ回路には、正の電源電圧■
CCと接地電位が供給されており、」1記転送MOSト
ランジスタT3゜T4にはデータ線1,2が接続されて
おり、T3゜T4のグー1−電極はワード線3に接続さ
れることにより構成される。このようなスタティック型
ランダムアクセスメモリの動作は、ワード線3を高電位
とすることにより、転送Mo5t〜ランジスタT3.T
4を導通させ、データ線1,2から、“Ql′、tLI
ITの情報を記憶ノードNl、N2に記憶させ、また記
憶ノードNu、N2の情報をデータ線1,2へ読み出す
。令弟4図(b)に示す回路において、記憶ノードN1
が高電位状態、N2が低電位状態である時、メモリセル
内にα線が入射し、記憶ノードN1に電子が収集される
と、記憶ノードN1の電位は低下し、ポリ2932PM
OSトランジスタT6のゲート電位が低下し、1゛6を
流れる電流が増加するため、記憶ノードN2の電位は十
昇する。この記憶ノードN2の電位上昇に従い、ポリシ
リコン2MO8トランジスタT5のゲート電位が上昇す
るため、T5を流れる電流が減少し、記憶ノードN1の
電位」1昇が遅れる。この結果、記憶ノードN1が低電
位状態、N2が高電位状態となり、いわゆるラフ1−エ
ラーが生じる。本発明の一実施例である第1図(C)に
示すような回路構成にすることにより、α線が入射し電
子が記憶ノードN1に収集されることにより、記憶ノー
ドN1の電位が低下した時、ポリシリコンpMOsトラ
ンジスタT6のゲート電位は、はぼ抵抗R3とT6のゲ
ート容量で決まる時定数により、指数関数的に低下する
。“Write” information to N2, and also write information to storage node N2.
1, transfer nMO8) for "reading" information stored in N2 - transistor T3. T4 is provided. The above flip-flop circuit has a positive power supply voltage ■
CC and ground potential are supplied, and the data lines 1 and 2 are connected to the transfer MOS transistors T3 and T4, and the goo1 electrode of T3 and T4 is connected to the word line 3. configured. Such a static random access memory operates by setting the word line 3 to a high potential to transfer data from transfer Mo5t to transistor T3. T
4 is made conductive, and from data lines 1 and 2, "Ql', tLI
IT information is stored in storage nodes Nl and N2, and information in storage nodes Nu and N2 is read out to data lines 1 and 2. In the circuit shown in Figure 4(b), storage node N1
When N2 is in a high potential state and N2 is in a low potential state, when α rays enter the memory cell and electrons are collected at the storage node N1, the potential of the storage node N1 decreases, and the poly 2932PM
Since the gate potential of the OS transistor T6 decreases and the current flowing through 16 increases, the potential of the storage node N2 increases by ten. As the potential of the storage node N2 rises, the gate potential of the polysilicon 2MO8 transistor T5 rises, so the current flowing through T5 decreases, and the rise in the potential of the storage node N1 by 1 is delayed. As a result, the storage node N1 becomes a low potential state and the storage node N2 becomes a high potential state, resulting in a so-called rough 1-error. By adopting a circuit configuration as shown in FIG. 1(C), which is an embodiment of the present invention, α rays are incident and electrons are collected at the storage node N1, thereby reducing the potential of the storage node N1. At this time, the gate potential of the polysilicon pMOS transistor T6 decreases exponentially due to a time constant determined by the resistor R3 and the gate capacitance of T6.
従って、T6を流れる電流は直ちには増加せず、記憶ノ
ードN2の電位も直ちには上昇しない。Therefore, the current flowing through T6 does not increase immediately, and the potential of storage node N2 does not increase immediately.
これに対し、記憶ノードN2に接続されているポリ29
32PMOSトランジスタT5のゲート電位は、これに
接続されている記憶ノードN2の電位が接地電位にあっ
て、変化せず、従ってT5を流れる電流は減少しない。On the other hand, the poly 29 connected to the storage node N2
The gate potential of the 32PMOS transistor T5 does not change because the potential of the storage node N2 connected thereto is at the ground potential, so the current flowing through T5 does not decrease.
この結果、記憶ノードN1の電位は再び高電位に回復し
、記憶ノードN2の電位は接地電位に保持され、ソフト
エラーは生じない。第2図に本発明の他の実施例を示す
。As a result, the potential of the storage node N1 is restored to a high potential again, the potential of the storage node N2 is held at the ground potential, and no soft error occurs. FIG. 2 shows another embodiment of the invention.
ポリシリコンpMOSトランジスタのゲート電極を高抵
抗化することは、第1図で示す実施例と同じであるが、
本実施例は従来のインプラを行なった第2層ポリシリコ
ン層14. b上に、インプラを行なわないか、もしく
は少量インプラを行なった第3層ポリシリコン層9aを
積層した二重構造とすることにより、ゲート電極の抵抗
値を高くし、ポリシリコンpMos+−ランジスタのゲ
ート電極と記憶ノード間に抵抗素子を設けることができ
る。Increasing the resistance of the gate electrode of the polysilicon PMOS transistor is the same as in the embodiment shown in FIG.
In this embodiment, the second layer polysilicon layer 14 was implanted using conventional implantation. By forming a double structure in which a third layer polysilicon layer 9a is laminated on top of b with no implantation or with a small amount of implantation, the resistance value of the gate electrode is increased and the gate of the polysilicon pMos+- transistor is A resistive element can be provided between the electrode and the storage node.
第3図に他の実施例を示す。FIG. 3 shows another embodiment.
第1図、第2図に示ず実施例がポリシリコン2開OSト
ランジスタのゲート電極を高抵抗化したのに対し、第3
図に示す実施例は駆動トランジスタのゲート電極と記憶
ノード間に抵抗素子を設けた場合である。第3図(c)
において、メモリセルにα線が入射し、高電位状態にあ
る記憶ノードN1の電位が低下した場合、記憶ノードN
1と駆動トランジスタT2のゲート電極間に抵抗が介在
する場合、T2は直ちに非導通状態にはならず、従って
、記憶ノードN2の電位も直ちには上昇しない。このよ
うな観点から記憶ノードN1と駆動トランジスタT2の
ゲート電極間、記憶ノードN2と駆動トランジスタT1
のゲート電極間に、それぞれ抵抗を設けた場合において
もソフトエラー耐性の強度ま高くなる。In the embodiment not shown in FIGS. 1 and 2, the gate electrode of the polysilicon two-open OS transistor has a high resistance, whereas the third embodiment
The embodiment shown in the figure is a case where a resistance element is provided between the gate electrode of the drive transistor and the storage node. Figure 3(c)
, when α rays are incident on the memory cell and the potential of the storage node N1, which is in a high potential state, decreases, the storage node N1
If a resistor is interposed between the gate electrode of the drive transistor T2 and the gate electrode of the drive transistor T2, T2 will not immediately become non-conductive, and therefore the potential of the storage node N2 will not rise immediately. From this point of view, between the storage node N1 and the gate electrode of the drive transistor T2, between the storage node N2 and the drive transistor T1
Even when a resistor is provided between the gate electrodes of each gate electrode, the strength of soft error resistance is also increased.
この時の平面図を第3図(、)に、断面図を第3図(b
)に示す。図中の抵抗R2,R4は駆動トランジスタの
ゲート電極4a、4bを、インプラを行なわないか、も
しくは少量インプラを行なうことにより高抵抗化させ、
記憶ノードN1とT2のゲート電極間、記憶ノードN2
とT1のゲート電極間に抵抗素子を設ける。第3図(a
)。The plan view at this time is shown in Figure 3 (,), and the cross-sectional view is shown in Figure 3 (b).
). Resistors R2 and R4 in the figure are made by increasing the resistance of the gate electrodes 4a and 4b of the drive transistor by not performing implantation or by performing a small amount of implantation.
Between the gate electrodes of storage nodes N1 and T2, storage node N2
A resistance element is provided between the gate electrodes of T1 and T1. Figure 3 (a
).
(b)の26内に示す斜線の部分がインプラを行なわな
い、もしくは少量インプラ領域である。第5図に、ソフ
トエラーの生ずる臨界電荷量の抵抗値依存性の計算結果
を示す。この図より、ポリシリコン2開OSトランジス
タのゲート電極と記憶ノード間に抵抗R1およびR3を
設けた場合は、抵抗値20にΩ以上で急激に臨界電荷量
が大きくなり、また、駆動トランジスタのゲート電極と
記憶ノード間に抵抗R2,R4を設けた場合は、抵抗値
10にΩ以上で急激に臨界電荷量が大きくなす、それぞ
れソフトエラー耐性が極めて強くなる。The shaded area within 26 in (b) is an area where no implantation is performed or where a small amount of implantation is performed. FIG. 5 shows the calculation results of the resistance value dependence of the critical charge amount at which a soft error occurs. From this figure, when resistors R1 and R3 are provided between the gate electrode of the polysilicon 2-open OS transistor and the storage node, the critical charge increases rapidly when the resistance value exceeds 20 Ω, and the gate electrode of the drive transistor When resistors R2 and R4 are provided between the electrode and the storage node, the critical charge amount increases rapidly when the resistance value exceeds 10Ω, and the soft error resistance becomes extremely strong.
抵抗R1,R3に比べ、R2,R4が抵抗値が小さいの
は、ポリシリコンpMOsトランジスタと、駆動トラン
ジスタの電流駆動能力差に起因する。The reason why R2 and R4 have a smaller resistance value than resistors R1 and R3 is due to the difference in current driving ability between the polysilicon pMOS transistor and the drive transistor.
ポリシリコン2開OSトランジスタのそれは約数μA、
Ilu動トランジスタは約数mAと、はぼ3桁も差があ
り、電流駆動能力の大きいトランジスタの方を制御する
ように抵抗を設けた方がより効果的である。また、第6
図に第5図の計算に用いたポリシリコン2開OSトラン
ジスタの電流−電圧特性を示す。That of a polysilicon 2-open OS transistor is about several μA,
The Ilu dynamic transistor has a difference of about several mA, which is about three orders of magnitude, and it is more effective to provide a resistor to control the transistor with a larger current driving ability. Also, the 6th
The figure shows the current-voltage characteristics of the polysilicon 2-open OS transistor used in the calculation of FIG.
第7図に本発明の他の実施例を示す。(a)に平面図、
(b)に断面図を示す。第1図に示した実施例では転送
MOSトランジスタ、駆動トランジスタのゲート電極は
、ともに第1層ポリシリコンで形成されているのに対し
、本実施例は、転送MOSトランジスタのゲート電極は
第2層ポリシリコン膜、駆動トランジスタのゲート電極
を第1層ポリシリコン層、ポリシリコン2開OSトラン
ジスタのゲート電極を第3層ポリシリコン膜により形成
した、2層グート方式で形成されたメモリセルである。FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. (a) is a plan view;
A cross-sectional view is shown in (b). In the embodiment shown in FIG. 1, the gate electrodes of the transfer MOS transistor and the drive transistor are both formed of the first layer polysilicon, whereas in this embodiment, the gate electrode of the transfer MOS transistor is formed of the second layer polysilicon. This is a memory cell formed using a two-layer gout method in which a polysilicon film is formed, the gate electrode of a drive transistor is formed of a first layer polysilicon layer, and the gate electrode of a polysilicon 2-open OS transistor is formed of a third layer polysilicon film.
第7図(b)において、n+型シリコン基板37に設け
たp型ウェル15内に、n+型高濃度不純物領域5a、
5b (ドレイン電極。In FIG. 7(b), an n+ type high concentration impurity region 5a,
5b (Drain electrode.
ソース電極)と第2層ポリシリコン膜25a(ゲート電
極により転送MOSトランジスタを形成し、また駆動M
OSトランジスタのゲート電極4C上に設けら武た酸化
膜11上に、第3層ポリシリコン膜26d(ゲート電極
)と第4層ポリシリコン膜(ドレイン電極、ソース電極
、チャネル部)14cを設けることにより負荷であるポ
リシリコン2開OSトランジスタを形成している。また
、転送トランジスタのドレイン電極5aは、シリコンパ
ッド9および第1層メタル配線12を通して、さらに第
2層メタル配線13へと接続される。この時、駆動MO
Sトランジスタのゲート電極4c。The transfer MOS transistor is formed by the source electrode) and the second layer polysilicon film 25a (gate electrode), and the drive M
A third layer polysilicon film 26d (gate electrode) and a fourth layer polysilicon film (drain electrode, source electrode, channel portion) 14c are provided on the oxide film 11 provided on the gate electrode 4C of the OS transistor. A polysilicon double-open OS transistor serving as a load is formed by this. Further, the drain electrode 5a of the transfer transistor is further connected to the second layer metal interconnect 13 through the silicon pad 9 and the first layer metal interconnect 12. At this time, the drive MO
Gate electrode 4c of the S transistor.
4dにインプラを行なわないか、もしくは少量のインプ
ラを行うことにより、グー1−電極の抵抗値を2OKΩ
以上とする。第7図(、)において、斜線で示す部分が
、インプラを行なわない、もしく14)
くは少量インプラ領域である。これにより、記憶ノード
と駆動トランジスタのゲート電極間に、抵抗素子を設け
ることができる。By not performing implantation at 4d or by performing a small amount of implantation, the resistance value of the goo 1-electrode can be reduced to 2OKΩ.
The above shall apply. In FIG. 7(,), the shaded areas are areas where no implantation is performed, or where a small amount of implantation is performed. Thereby, a resistance element can be provided between the storage node and the gate electrode of the drive transistor.
第8図に他の実施例を示す。本発明は第7図に示す実施
例が駆動トランジスタのゲート電極を高抵抗化したのに
対し、ポリシリコンpMO8+−ランジスタのゲート電
極を高抵抗化し抵抗値を1OKΩ以上としたものである
。FIG. 8 shows another embodiment. In contrast to the embodiment shown in FIG. 7 in which the gate electrode of the drive transistor has a high resistance, the present invention has a gate electrode of a polysilicon pMO8+- transistor with a high resistance and a resistance value of 1 OKΩ or more.
この時の平面図を第8図(a)、断面図を第8図(1)
)に示す。第8図(a )の図中で、斜線で示す部分が
、インプラを行なわない、もしくは少量インプラ領域で
ある。第9図に他の実施例を示す。本発明は、第1図と
同様に、転送Mos+−ランジスタ、駆動トランジスタ
のゲート電極ともに第1層ポリシリコン膜、ポリシリコ
ンpMO8+−ランジスタのゲート電極を第3層ポリシ
リコン膜で形成したものである。第9図(a)において
、p型基板内37aに、n+型高濃度不純物領域15a
を設け、さらにp型不純物領域15を形成する。The plan view at this time is shown in Figure 8 (a), and the cross-sectional view is shown in Figure 8 (1).
). In FIG. 8(a), the shaded areas are areas where no implantation is performed or where a small amount of implantation is performed. FIG. 9 shows another embodiment. In the present invention, as in FIG. 1, the gate electrodes of the transfer Mos+- transistor and the drive transistor are both formed of a first-layer polysilicon film, and the gate electrode of the polysilicon pMO8+- transistor is formed of a third-layer polysilicon film. . In FIG. 9(a), an n+ type high concentration impurity region 15a is located in the p type substrate 37a.
A p-type impurity region 15 is further formed.
またn+型高濃度不純物領域5a、5b (ドレイン電
極、ソース電極)と、第1層ポリシリコン膜4a′(ゲ
ート電極)により転送トランジスタを形成し、同様にn
+型高濃度不純物領域5a。In addition, a transfer transistor is formed by the n+ type high concentration impurity regions 5a, 5b (drain electrode, source electrode) and the first layer polysilicon film 4a' (gate electrode), and similarly the n
+ type high concentration impurity region 5a.
5c(ドレイン電極、ソース電極)と第1層ポリシリコ
ン膜4c(ゲート電極)により駆動MOSトランジスタ
を形成し、また第5層ポリシリコン膜39b(ドレイン
電極、ソース電極、チャネル部)と、第3層ポリシリコ
ン膜26d(ゲート電極)により負荷であるポリシリコ
22開OSトランジスタを形成している。この時、第3
層ポリシリコン膜26d上に形成された、酸化膜上に、
第4層ポリシリコン層38を設け、さらに第5層ポリシ
リコン層を形成するが、第4層、第5層ポリシリコン層
間には酸化膜はなく、しかも、第4層。5c (drain electrode, source electrode) and the first layer polysilicon film 4c (gate electrode) form a drive MOS transistor, and the fifth layer polysilicon film 39b (drain electrode, source electrode, channel part) and the third layer polysilicon film 4c (gate electrode) form a drive MOS transistor. The layered polysilicon film 26d (gate electrode) forms an open OS transistor of the polysilicon layer 22, which is a load. At this time, the third
On the oxide film formed on the polysilicon film 26d,
A fourth polysilicon layer 38 is provided, and a fifth polysilicon layer is formed, but there is no oxide film between the fourth and fifth polysilicon layers.
第5層ポリシリコン膜による二重構造となっているのは
ソース電極部のみであり、このような構成にすることに
よりソース電極部を低抵抗化する。Only the source electrode portion has a double structure formed by the fifth layer polysilicon film, and by adopting such a structure, the resistance of the source electrode portion is reduced.
転送MoSトランジスタのドレイン電極は、第1層メタ
ル配線12を介し第2層メタル配線13へと接続される
。この時、ポリシリコンpMO8トランジスタのゲート
電極26cを高抵抗化した時の断面図を第9図(b)に
、また平面図を第9図(a)に示す。この場合は、ポリ
シリコンp MOSトランジスタのゲート電極26c、
26dの抵抗値を、インプラを行なわないか、少量のイ
ンプラを行なうことにより、ゲート電極の抵抗値を3O
KΩ以上とする。第9図(a)において斜線で示す部分
が、インプラを行なわないか、少量インプラ領域である
。また第9図(b)においては、ポリシリコンpMO8
トランジスタのゲート電極26c、26dが、インプラ
を行なわないか、少量インプラ領域である。第10図に
他の実施例を示す。The drain electrode of the transfer MoS transistor is connected to the second layer metal interconnect 13 via the first layer metal interconnect 12 . At this time, a cross-sectional view when the gate electrode 26c of the polysilicon pMO8 transistor is made high in resistance is shown in FIG. 9(b), and a plan view is shown in FIG. 9(a). In this case, the gate electrode 26c of the polysilicon PMOS transistor,
The resistance value of the gate electrode can be reduced to 3O by not performing implantation or by performing a small amount of implantation.
KΩ or more. The shaded areas in FIG. 9(a) are areas where no implantation is performed or where a small amount of implantation is performed. In addition, in FIG. 9(b), polysilicon pMO8
The gate electrodes 26c and 26d of the transistors are not implanted or have a small amount of implantation. FIG. 10 shows another embodiment.
本発明は、第9図に示す実施例がポリシリコン2量OS
トラランジスタのグーl−電極を高抵抗化したのに対し
、駆動トランジスタのゲート電極を高抵抗化したもので
ある。この時の平面図を第10図(a)に、断面図を第
10図(b)に示す。In the present invention, the embodiment shown in FIG.
In contrast to the high resistance electrode of the transistor, the gate electrode of the drive transistor is made high resistance. A plan view at this time is shown in FIG. 10(a), and a cross-sectional view is shown in FIG. 10(b).
この場合、第10図(、)に示すように第1層ポリシリ
コン膜のうち、駆動トランジスタのゲート電極4c、4
dを含む斜線で囲まれた領域に、インプラを行なわない
か、もしくは少量のインプラを行うことにより駆動トラ
ンジスタのグー1へ電極の抵抗値を10KΩ以上とする
抵抗素子を設ける。In this case, as shown in FIG.
In the area surrounded by diagonal lines including d, a resistive element is provided with an electrode resistance value of 10 KΩ or more to goo 1 of the drive transistor by not performing implantation or by performing a small amount of implantation.
また、本発明はCMO3SRAMに限らず、バイポーラ
。Further, the present invention is not limited to CMO3SRAM, but is applicable to bipolar.
Bi −CMO3回路にも適用できる。It can also be applied to Bi-CMO3 circuits.
本発明によれば、α線が入射して高電位状態にある記憶
ノードの電位が低下した時、負荷l・ランジスタ、ある
いは駆動トランジスタのグー1へ電極の一部分あるいは
全体にインプラを行なわないか、少量のインプラを行な
うことにより、ゲート電極の抵抗値を3OKΩ以上とし
、これにより高電位状態にある記憶ノードに流れる電流
が減少するのを防ぎ、この結果情報は反転しないので、
ソフトエラー耐性強度向上の効果がある。According to the present invention, when the potential of a storage node that is in a high potential state decreases due to incidence of α rays, implantation is not performed on a part or all of the electrode of the load L/transistor or the drive transistor G1. By performing a small amount of implantation, the resistance value of the gate electrode is set to 3 OKΩ or more, which prevents the current flowing to the storage node that is in a high potential state from decreasing, and as a result, the information is not inverted.
This has the effect of improving soft error resistance.
また、この抵抗は、負荷トランジスタおよび駆動トラン
ジスタのゲート電極自体の抵抗値を高くするため、メモ
リセル面積を大きくすることなく可能となるので、高集
積化の効果がある。Further, since this resistance increases the resistance value of the gate electrode itself of the load transistor and the drive transistor, it is possible to achieve this without increasing the memory cell area, which has the effect of increasing integration.
第1図は本発明の実施例の断面図、平面図および回路図
、第2図は本発明の実施例の断面図、第3図は本発明の
実施例の断面図、平面図、および回路図、第4図は従来
の実施例、第5図はソフトエラーの生じる臨界電荷基の
抵抗値依存性、第6図はシミュレーションに用いたポリ
シリコンprosトランジスタの電流−電圧特性、第7
図、第8図。
第9図、第10図は本発明の実施例の平面図、および断
面図である。
1.2・・・ビット線、3・・・ワード線、4.4a。
4b・・・ゲート電極(第1層ポリシリコン膜)、4c
、4d・・・ゲート電極(第1層ポリシリコン膜少量イ
ンプラ領域) 、5,5a〜5f・・・高濃度n型不純
物領域、6・・・グーl〜電極(第1層ポリシリコン膜
)、7・・・誘電体、8・・ポリシリコンp MO31
ヘランジスタドレイン領域(第4Mポリシリコン膜)、
9a、9b・・・ポリシリコンpMO8+−ランジスタ
ゲート電極(第3層ポリシリコン膜)、10.11・・
・誘電体、12・・・第1層メタル配線、13・・・第
2層メタル配線、14.a、14b・・・ポリシリコン
pMOsトランジスタグー1へ電極(第3層ポリシリコ
ン膜少量インプラ領域)14.c。
14e・・・第4層ポリシリコン膜、15・・・p型ウ
ェル、15a・・・低濃度n型不純物領域、15b・・
・p型シリコン基板、16−8in2.17a、17b
・・・ポリシリコンpMOsトランジスタチャネル領域
(第2層ポリシリコン膜)、18・・・ポリシリコン2
開OSトランジスタソース領域(第4層ポリシリコン膜
)、19,21.23a、23b。
24、a、24b、28,30,31,34,35゜3
6・・・接続孔、20・・・誘電体、22・・・高能度
n型不純物領域、25a、25f・・・第2層ポリシリ
コン膜(ワード線)、25b・・・第2層ポリシリコン
膜(接地配線) 、25 c 、 25 d 、 25
e ・□・第2層ポシリコン膜、26a、26b・・
・第1層ポリシリコン膜少量インプラ領域、26c、2
6d・・第3層ポリシリコン膜少量インプラ領域、27
・第3層ポリシリコン膜少量インプラ領域、32゜33
・・・アルミ電極、37・・・n型シリコン基板、37
a・・・p型シリコン基板、38・・・第4層ポリシリ
コン層(接地配線)、39a、39b・・・第5Mポリ
シリコン膜(ポリシリコンp M OS hランジ第1
図(久う
第 1 図(C)
¥i 園Cb)
弔 Z 閃
羽 3 図 (υ
A′
13 図 (C)
纂 4 因
Gす
■3図(b)
1 ・・訓 丙T8 1
第5図
柩肱g <xtρ4) A
葛 7 図(L)
舅 6 図
ケート1賦MVθ <V)
不 7 団 (b)
第8図(幻
第 q 面 (^少
■B 回 (b)
慧 q 国 (b)FIG. 1 is a cross-sectional view, a plan view, and a circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view, a plan view, and a circuit diagram of an embodiment of the present invention. Figure 4 shows the conventional example, Figure 5 shows the resistance value dependence of the critical charge group that causes soft errors, Figure 6 shows the current-voltage characteristics of the polysilicon PROS transistor used in the simulation, and Figure 7 shows the current-voltage characteristics of the polysilicon pros transistor used in the simulation.
Figure, Figure 8. 9 and 10 are a plan view and a sectional view of an embodiment of the present invention. 1.2...Bit line, 3...Word line, 4.4a. 4b...gate electrode (first layer polysilicon film), 4c
, 4d... Gate electrode (first layer polysilicon film small amount implant region), 5, 5a to 5f... High concentration n-type impurity region, 6... Glue ~ electrode (first layer polysilicon film) , 7... Dielectric, 8... Polysilicon p MO31
Helangister drain region (4th M polysilicon film),
9a, 9b...Polysilicon pMO8+- transistor gate electrode (third layer polysilicon film), 10.11...
- Dielectric, 12... First layer metal wiring, 13... Second layer metal wiring, 14. a, 14b... Electrode to polysilicon pMOS transistor 1 (3rd layer polysilicon film small amount implant region) 14. c. 14e... Fourth layer polysilicon film, 15... P type well, 15a... Low concentration n type impurity region, 15b...
・P-type silicon substrate, 16-8in2.17a, 17b
...Polysilicon pMOS transistor channel region (second layer polysilicon film), 18...Polysilicon 2
Open OS transistor source region (fourth layer polysilicon film), 19, 21. 23a, 23b. 24, a, 24b, 28, 30, 31, 34, 35°3
6... Connection hole, 20... Dielectric material, 22... High-potency n-type impurity region, 25a, 25f... Second layer polysilicon film (word line), 25b... Second layer polysilicon film Silicon film (ground wiring), 25 c, 25 d, 25
e ・□・Second layer polysilicon film, 26a, 26b...
・First layer polysilicon film small amount implant region, 26c, 2
6d... Third layer polysilicon film small amount implantation region, 27
・3rd layer polysilicon film small amount implant area, 32°33
...Aluminum electrode, 37...N-type silicon substrate, 37
a...p-type silicon substrate, 38...4th layer polysilicon layer (ground wiring), 39a, 39b...5M polysilicon film (polysilicon pMOS h range 1)
Figure (1st Figure (C) ¥i Garden Cb) Funeral Z Senba 3 Figure (υ A' 13 Figure (C) 纂 4 Cause G ■ 3 Figure (b) 1...Kun C8 1 5th Figure 8 (phantom q side (^小■B times) (b) Kei q country (b)
Claims (1)
荷トランジスタのドレイン電極が接続され第1の記憶ノ
ードを形成し、同様に第2の駆動トランジスタのドレイ
ン電極と第2の負荷トランジスタのドレイン電極が接続
され第2の記憶ノードを形成し、上記第1の駆動トラン
ジスタのゲート電極と第1の負荷トランジスタのゲート
電極が上記第2の記憶ノードに接続され、また上記第2
の駆動トランジスタのゲート電極と第2の負荷トランジ
スタのゲート電極が上記第1の記憶ノードに接続されて
成るスタティック型メモリセルにおいて、上記第1およ
び第2の駆動トランジスタ、ならびに上記第1および第
2の負荷トランジスタが2層以上の単結晶半導体層ある
いは多結晶半導体層、あるいは単結晶半導体層と多結晶
半導体層を用いた2層以上の積層構造で形成され、上記
第1および第2の駆動トランジスタのゲート電極、ある
いは上記第1および第2の負荷トランジスタのゲート電
極が10KΩ以上の抵抗値を有することを特徴とする半
導体記憶装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置であっ
て、特に、上記第1および第2の負荷トランジスタがポ
リシリコン膜で形成されたpチャネル、もしくはnチャ
ネル型薄膜MOSトランジスタであり、上記第1および
第2の駆動トランジスタが半導体基板上に形成されたn
チャネルもしくはpチャネル型MOSトランジスタであ
ることを特徴とする半導体記憶装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置であっ
て、特に第1および第2の負荷トランジスタが駆動トラ
ンジスタ上に形成された絶縁膜上に設けられた単結晶半
導体層で形成されることを特徴とする半導体記憶装置。 4、第1の駆動トランジスタのドレイン電極と第2の駆
動トランジスタのゲート電極が接続され、第1の記憶ノ
ードを形成し、第2の駆動トランジスタのドレイン電極
と第1の駆動トランジスタのゲート電極が接続され第2
の記憶ノードを形成し、駆動トランジスタ上に設けられ
た酸化膜上に形成される、第1の抵抗素子と第1の記憶
ノードが接続され、また同様に、第2の抵抗素子と第2
の記憶ノードが接続されて成るスタティック型メモリセ
ルにおいて、上記第1および第2の駆動トランジスタの
ゲート電極が5KΩ以上の抵抗値を有することを特徴と
する半導体記憶装置。[Claims] 1. The drain electrode of the first drive transistor and the drain electrode of the first load transistor are connected to form a first storage node, and similarly the drain electrode of the second drive transistor and the drain electrode of the first load transistor are connected. The drain electrodes of the load transistors are connected to form a second storage node, the gate electrodes of the first drive transistor and the gate electrode of the first load transistor are connected to the second storage node, and the gate electrodes of the first drive transistor and the first load transistor are connected to the second storage node. 2
In a static memory cell in which a gate electrode of a drive transistor and a gate electrode of a second load transistor are connected to the first storage node, the first and second drive transistors and the first and second load transistors are connected to the first storage node. The load transistor is formed of two or more single crystal semiconductor layers or polycrystalline semiconductor layers, or a laminated structure of two or more layers using a single crystal semiconductor layer and a polycrystalline semiconductor layer, and the first and second drive transistors are or the gate electrodes of the first and second load transistors have a resistance value of 10 KΩ or more. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first and second load transistors are p-channel or n-channel thin film MOS transistors formed of a polysilicon film, The first and second drive transistors are formed on a semiconductor substrate.
A semiconductor memory device characterized by being a channel or p-channel type MOS transistor. 3. A semiconductor memory device according to claim 1, in which the first and second load transistors are formed of a single crystal semiconductor layer provided on an insulating film formed on a drive transistor. A semiconductor memory device characterized by: 4. The drain electrode of the first drive transistor and the gate electrode of the second drive transistor are connected to form a first storage node, and the drain electrode of the second drive transistor and the gate electrode of the first drive transistor are connected. connected second
A first resistance element formed on an oxide film provided on the drive transistor is connected to the first storage node, and similarly, a second resistance element and the second storage node are connected to each other.
1. A semiconductor memory device, characterized in that, in a static memory cell comprising storage nodes connected to each other, gate electrodes of the first and second drive transistors have a resistance value of 5KΩ or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2284241A JPH04162473A (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | semiconductor storage device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2284241A JPH04162473A (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | semiconductor storage device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04162473A true JPH04162473A (en) | 1992-06-05 |
Family
ID=17675998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2284241A Pending JPH04162473A (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | semiconductor storage device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04162473A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04274363A (en) * | 1991-03-01 | 1992-09-30 | Fujitsu Ltd | Semiconductor storage device |
| US5506802A (en) * | 1993-12-17 | 1996-04-09 | Nec Corporation | Static random access memory device having high soft error immunity |
| US5818089A (en) * | 1994-10-31 | 1998-10-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP2284241A patent/JPH04162473A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04274363A (en) * | 1991-03-01 | 1992-09-30 | Fujitsu Ltd | Semiconductor storage device |
| US5506802A (en) * | 1993-12-17 | 1996-04-09 | Nec Corporation | Static random access memory device having high soft error immunity |
| US5818089A (en) * | 1994-10-31 | 1998-10-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device |
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