JPH0461095A - Semiconductor memory device - Google Patents
Semiconductor memory deviceInfo
- Publication number
- JPH0461095A JPH0461095A JP2173557A JP17355790A JPH0461095A JP H0461095 A JPH0461095 A JP H0461095A JP 2173557 A JP2173557 A JP 2173557A JP 17355790 A JP17355790 A JP 17355790A JP H0461095 A JPH0461095 A JP H0461095A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- level
- voltage
- load
- node
- storage node
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C2211/00—Indexing scheme relating to digital stores characterized by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C2211/56—Indexing scheme relating to G11C11/56 and sub-groups for features not covered by these groups
- G11C2211/561—Multilevel memory cell aspects
- G11C2211/5614—Multilevel memory cell comprising negative resistance, quantum tunneling or resonance tunneling elements
Landscapes
- Static Random-Access Memory (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、半導体記憶装置に関し、特にそのメモリセル
の構成に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device, and particularly to the structure of a memory cell thereof.
[従来の技術]
従来、半導体記憶装置におけるメモリセルとしては、交
差接続した2つのインバータからなるフリップフロップ
を用いたものかあり、その−例が例えば1981年 1
nternationnal Electron De
viceMeeting(IEDM)の予稿集第83頁
に記載されている。これは第4図に示すように、ノーマ
リオフ型の金属−半導体電界効果トランラスタ(MES
FET)をドライバー、ノーマリオン型のMESFET
を負荷としたインバータを2台有しているものである。[Prior Art] Conventionally, as a memory cell in a semiconductor memory device, a flip-flop consisting of two cross-connected inverters has been used.
international Electron De
It is described on page 83 of the proceedings of viceMeeting (IEDM). As shown in Figure 4, this is a normally-off metal-semiconductor field effect transaster (MES).
FET) as a driver, normally-on type MESFET
It has two inverters with a load of .
即ち、3はドライバーであるノーマリオフ型のMESF
ETて、その共通電極、例えばソースは第1の電源、例
えば接地電位に接続され、その出力電極、例えばトレイ
ンは出力ノード8に接続されている。この出力ノード8
は、負荷となるノーマリオンのMESFET15のソー
ス電極とゲート電極に接続されている。また、このME
SFET15のトレインは、第2の電源7、例えば+V
に接続されている。これらMESFET3.15によっ
て1台のエンハンスメント/デュプレッション(E/D
)インバータINVIか構成され、同様にドライバーと
なるノーマリオフ型のMESFET4と、負荷となるノ
ーマリオン型のMESFET16とによって、出力ノー
ド9を有するE/DインバータINV2か構成されてい
る。インバータINV1の出力ノード8が、インバータ
l NV2の入力ノードに接続されたMESFET4の
制御電極、例えばゲートに接続され、インバータI N
V2の出力ノード9が、インバータINV】の入力ノー
ドに接続されたMESFET3の制御電極、例えばゲー
トに接続されて、フリップフロップを構成している。以
後、出力ノードを記憶ノードと称する。なお、同図にお
いて、10. 1.1はビット線、12はワー■[5,
6はノーマリオフ型のMESFETによって構成された
トランスファゲートである。なお、このメモリセルは、
ガリウム砒素半導体基板上に形成されている。That is, 3 is a normally-off type MESF that is a driver.
The ET has its common electrode, e.g. source, connected to a first power supply, e.g. ground potential, and its output electrode, e.g. train, connected to output node 8. This output node 8
are connected to the source electrode and gate electrode of the normally-on MESFET 15 serving as a load. Also, this ME
The train of SFETs 15 is connected to a second power supply 7, e.g. +V
It is connected to the. These MESFETs 3.15 provide one enhancement/dupression (E/D
) An inverter INVI is configured, and an E/D inverter INV2 having an output node 9 is similarly configured by a normally-off type MESFET 4 serving as a driver and a normally-on type MESFET 16 serving as a load. The output node 8 of the inverter INV1 is connected to the control electrode, for example the gate, of the MESFET 4 connected to the input node of the inverter INV2,
The output node 9 of V2 is connected to the control electrode, eg, the gate, of MESFET 3, which is connected to the input node of the inverter INV, thereby forming a flip-flop. Hereinafter, the output node will be referred to as a storage node. In addition, in the same figure, 10. 1.1 is the bit line, 12 is the word line [5,
Reference numeral 6 denotes a transfer gate constituted by a normally-off type MESFET. Note that this memory cell is
It is formed on a gallium arsenide semiconductor substrate.
このメモリセルては、これか非選択の状態においてワー
ド線]2かLレベルて、トランスファゲート5.6は共
に非導通状態となるのて、記憶ノード8.9はビット線
10.11から電気的に切り難される。このとき以下の
ようにしてメモリセルには、H,Lレベルの1対のデー
タか保持される。In this memory cell, in the non-selected state, the word line]2 or L level, transfer gates 5.6 are both non-conductive, and storage node 8.9 is electrically connected to bit line 10.11. It is difficult to cut. At this time, a pair of data at H and L levels is held in the memory cell in the following manner.
例えばドライバーMESFET3のゲートへの入力電圧
がLレベルのとき、MESFET3か非導通状態になる
ので、記憶ノード8の電圧は負荷MESFETI5によ
ってHレベルに引き上げられる。ここて+Vを例えば1
vとすると、記憶ノード8の電圧はIVまで引き上げら
れようとするが、記憶ノード8の電圧はもう一方のイン
バータINv2ノドライバー M E S F E T
4 (7)ゲートニモ供給されているため、記憶ノー
ド8の電圧は、MESFET4のゲート・ソース間に形
成される寄生ショットキーダイオードの存在によってシ
ミツトキーバリア高さΦ6程度にクランプされる。通常
、このクランプ値は0.6v程度である。次に、INV
Iへの入力電圧か上昇して、ドライバーMESFET3
のしきい値を超えると、ドライバーMESFET3か導
通状態となる。通常、ドライバーMESFET3の導通
状態にあける電流駆動能力は、負荷MESFET15の
電流駆動能力よりも数倍以上大きく設定されているのて
、記憶ノード8の電圧は急速にLレベルに低下する。入
力電圧かさらに上昇すると、今度はドライバーMESF
ET3のケートとトレインとの間に形成される寄生ショ
ットキータイオートか導通を開始し、INVIの入力ノ
ードから記憶ノード8に電流か流れ始め、記憶ノード8
の電圧か徐々に引き上げられる。このようにしてメモリ
セルか非選択状態におけるインバータINVIの伝達特
性は第5図の実線17のようになり、インバータINV
2の伝達特性も同様な特性となる。但し、インバータI
NVIの記憶ノード8は、インバータrNV2の入力ノ
ードに接続され、インバータ1NV2の入力ノードは、
インへ−夕INVIの記憶ノード8に接続されているの
て、即ち交差接続されているのて1例えばインバータI
NVIの伝達特性か実線17であるとすると、インバー
タINV2の伝達特性は実線17をy=xに関して対象
に折り返した破線18で表わされ、非選択状態における
記憶ノード8.9の電圧は安定点である実線17と破線
18との交点A、Bて決定される。即ち、記憶ノード8
.9にはH,Lレベル1対のデータか保持される。For example, when the input voltage to the gate of driver MESFET 3 is at L level, MESFET 3 becomes non-conductive, so the voltage at storage node 8 is pulled up to H level by load MESFET I5. For example, set +V to 1
v, the voltage of the storage node 8 is about to be raised to IV, but the voltage of the storage node 8 is increased by the voltage of the other inverter INv2.
4 (7) Since the gate voltage is supplied, the voltage of the storage node 8 is clamped to about the Schmittky barrier height Φ6 due to the presence of the parasitic Schottky diode formed between the gate and source of the MESFET 4. Usually, this clamp value is about 0.6v. Next, INV
The input voltage to I increases and the driver MESFET3
When the threshold value is exceeded, the driver MESFET 3 becomes conductive. Normally, the current driving capability of the driver MESFET 3 in the conductive state is set to be several times larger than the current driving capability of the load MESFET 15, so the voltage of the storage node 8 rapidly drops to the L level. When the input voltage increases further, the driver MESF
The parasitic Schottky tie formed between the gate of ET3 and the train starts conducting, and current starts to flow from the input node of INVI to the storage node 8.
voltage is gradually increased. In this way, the transfer characteristic of the inverter INVI in the non-selected state becomes as shown by the solid line 17 in FIG.
The transfer characteristics of No. 2 are also similar. However, inverter I
The storage node 8 of NVI is connected to the input node of inverter rNV2, and the input node of inverter 1NV2 is
The inverter I is connected to the storage node 8 of the inverter INVI, i.e. cross-connected to the inverter I
Assuming that the transfer characteristic of NVI is a solid line 17, the transfer characteristic of inverter INV2 is represented by a broken line 18 which is the solid line 17 folded back symmetrically with respect to y=x, and the voltage of storage node 8.9 in the non-selected state is at a stable point. The intersection points A and B of the solid line 17 and the broken line 18 are determined. That is, storage node 8
.. 9 holds data of a pair of H and L levels.
メモリセルからのデータの読出しは、ワード線I2をH
レベルとしてメモリセルを選択状態にすることによって
トランスファゲート5.6を導通状態とし、保持されて
いたデータをビット線10.11に出力することによっ
て行なわれる。ビット線10.11に読出されたデータ
は、さらに後段の回路(図示せず)て増幅され、外部へ
出力される。また、メモリセルへのデータの書き込みは
、ワード線12をHレベルとしてメモリセルを選択状態
とし、ビット線10及び11を書き込み回路(図示せず
)により、一方をHレベル、他方をLレベルとすること
によってビット線10.11のデータをメモリセルの記
憶ノード8.9に伝達することによって行なわれる。To read data from memory cells, set the word line I2 to H.
This is done by setting the memory cell in a selected state as a level, thereby making transfer gate 5.6 conductive, and outputting the held data to bit line 10.11. The data read onto the bit lines 10 and 11 is further amplified by a subsequent circuit (not shown) and output to the outside. To write data to a memory cell, the word line 12 is set to H level to put the memory cell in a selected state, and the bit lines 10 and 11 are set to H level and the other to L level by a write circuit (not shown). This is done by transmitting the data on bit line 10.11 to storage node 8.9 of the memory cell.
[発明が解決しようとする課B]
上記のようなメモリセルては、メモリセルに保持される
データのHレベルがドライバーMESFET3.4のゲ
ート・ソース間のショットキーバリア高さΦ8て制限さ
れ、0.6 V程度となる。このため、メモリセルか保
持するデータの電圧振幅か小さく、α線の入射によりソ
フトエラーを起しやすいという問題点かあった。[Problem B to be Solved by the Invention] In the above memory cell, the H level of data held in the memory cell is limited by the Schottky barrier height Φ8 between the gate and source of the driver MESFET 3.4, The voltage will be approximately 0.6 V. Therefore, the voltage amplitude of the data held in the memory cell is small, and there is a problem that soft errors are likely to occur due to the incidence of alpha rays.
即ち、一般にMESFETはガリーウム砒素半導体基板
に不純物を混入した活性領域を有し、この活性領域か高
電位になっていると、α線の入射によって半導体基板内
に生成された電子が、この高電位の活性領域に収集され
る。従って、メモリセルのHレベルである記憶ノードの
活性領域にα線か入射すると、このノードに電子か収集
され、電位が低下する。この低下量は通常には0.6
Vを上回る値となり、Hレベルである記憶ノードの電位
かLレベルである記憶ノードの電位よりも低下する。メ
モリセルは上述したようにフリップフロップによって構
成されており、このようなフリップフロップで上記のよ
うな電位の逆転か一瞬でも生じると、データが反転して
回復不能となる。このようなデータの反転は、次のデー
タの書き込みまで回復せず、実際に用いられる場合、誤
動作な引き起こすことになる。That is, in general, MESFETs have an active region in which impurities are mixed in a gallium arsenide semiconductor substrate, and when this active region is at a high potential, electrons generated in the semiconductor substrate by the incidence of alpha rays are absorbed by this high potential. collected in the active area of Therefore, when α rays are incident on the active region of the storage node at the H level of the memory cell, electrons are collected at this node and the potential is lowered. This reduction is usually 0.6
It becomes a value exceeding V, and is lower than the potential of the storage node which is at H level or the potential of the storage node which is at L level. As described above, the memory cell is constituted by a flip-flop, and if the above-mentioned potential reversal occurs even momentarily in such a flip-flop, the data will be inverted and cannot be recovered. Such data inversion will not recover until the next data is written, and will cause malfunction when actually used.
α線の入射によってデータか反転する確率を低減させる
方法としては、例えば第6図に示すように記憶ノード8
.9と接地電位との間に容量素子19.20を付加する
ことか知られている。これによって記憶ノード8.9の
容量値か増加し、α線の入射時に収集される電子による
記憶ノードの電位の低下を低減させることがてきる。し
かし、これては、容量素子を付加することによってメモ
リセルの構成素子数か増加し、メモリセルの面積か増加
する。一般にメモリチップにおいては、最も大きな面積
をメモリセルが占めるので、チップ面積を低減させるた
めにはメモリセルの面積を低減させる必要かある。しか
し、上記のように容量素子を付加すると、チップ面積が
増加するのて、製造コストの面から好ましくない上に、
小型化を図る上の障害となる。As a method for reducing the probability that data is inverted due to the incidence of α rays, for example, as shown in FIG.
.. It is known to add a capacitive element 19, 20 between the capacitor 9 and the ground potential. As a result, the capacitance value of the storage node 8.9 increases, and the decrease in the potential of the storage node due to electrons collected upon incidence of α rays can be reduced. However, by adding a capacitive element, the number of constituent elements of the memory cell increases, and the area of the memory cell also increases. Generally, in a memory chip, the memory cells occupy the largest area, so in order to reduce the chip area, it is necessary to reduce the area of the memory cells. However, adding a capacitive element as described above increases the chip area, which is undesirable from a manufacturing cost standpoint.
This becomes an obstacle to miniaturization.
素子数を増加させずにα線に対する耐性を増加させる方
法としては、例えば負荷MESFET15.16の電流
駆動能力を増加させることも考えられる。即ち、第7図
は負荷MESFET15.16の負荷特性を示したもの
で、ゲートとソースを共通としたノーマリオン型のME
SFETで負荷を構成しているので、同図からも明らか
なように負荷特性は飽和し、この飽和電流かメモリセル
の保持電流となる。負荷M E S F E T I5
.16の保持電流を増加させれば、記憶ノードの電位を
高い側へ弓き上げる能力か向上し、α線の入射による電
子の収集に対して記憶ノードのレベルの低下か緩和され
、データの反転の確率か低減される。しかし、これては
メモリセルの保持電流を増加させねばならず、メモリセ
ルの消費電力か増大する。一般にメモリ素子ては、その
消費電力を低減させるために、メモリセルての消費電力
は極力押える必要かある。従って負荷MESFET15
.16の電流駆動能力を増加させることは消費電力低減
の観点から好ましくない。As a method of increasing the resistance to α rays without increasing the number of elements, for example, increasing the current drive capability of the load MESFETs 15 and 16 can be considered. In other words, Figure 7 shows the load characteristics of the load MESFET 15.16, which is a normally-on type MESFET with a common gate and source.
Since the load is composed of SFETs, the load characteristics are saturated, as is clear from the figure, and this saturation current becomes the holding current of the memory cell. Load M E S F E T I5
.. If the holding current of 16 is increased, the ability to raise the potential of the storage node to a higher side will be improved, and the reduction in the level of the storage node will be alleviated against the collection of electrons due to the incidence of alpha rays, resulting in data inversion. The probability of However, this requires an increase in the holding current of the memory cell, which increases the power consumption of the memory cell. In general, in order to reduce the power consumption of a memory element, it is necessary to suppress the power consumption of each memory cell as much as possible. Therefore the load MESFET15
.. Increasing the current drive capability of 16 is not preferable from the viewpoint of reducing power consumption.
本発明は、上記のような各問題点を解決するためになさ
れたものて、素子数を増加させることなく、かつ消費電
力を増加させることなく、α線の入射によるデータの反
転か生しる確率を低減させたメモリセルを得ることを目
的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is capable of inverting data due to incidence of alpha rays without increasing the number of elements or increasing power consumption. The purpose is to obtain a memory cell with reduced probability.
[課題を解決するための手段]
上記の問題点を解決するために、本発明は、第1及び第
2のインバータ回路の入力ノードと出力ノードとをそれ
ぞれ交差接続させたフリップフロップを有するメモリセ
ルを形成し、上記第1及び第2のインバータ回路が、そ
れぞれ制御電極を上記入力ノードに、出力電極を上記出
力ノードに、上記共通電極を第1の電源に接続したFE
Tと、上記出力ノードと第2の電源との間に接続した負
荷素子とを有する半導体記憶装置において、上記負荷素
子としてI”ETを用いるのではなく、負性抵抗を有す
る素子を用いたちのである。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a memory cell having a flip-flop in which the input node and the output node of the first and second inverter circuits are respectively cross-connected. and the first and second inverter circuits each have a control electrode connected to the input node, an output electrode connected to the output node, and a common electrode connected to the first power source.
In a semiconductor memory device having a load element connected between the output node and a second power supply, an element having negative resistance is used instead of using I''ET as the load element. be.
[作用]
本発明によれば、上述したように負荷素子として負性抵
抗特性を有するものを使用している。従って、詳細は後
述するが、インバータの出力ノード(記憶ノード)かH
レベルのとき、出力ノードの電圧は第3図のインバータ
の負荷特性13におけるvHの近傍の電圧となり、Hレ
ベルに維持するための保持電流は非常に小さい。またイ
ンバータの出力ノードかLレベルのとき、出力ノードの
電圧は第3図に示す負荷特性13上のVLとなり、Lレ
ベルに維持するための保持電流も非常に小さい。また、
出力ノードがHレベルにある状態において、α線の入射
により出力ノードの電位か下がると、負荷特性13に沿
って電流か増加するのて電流駆動能力が増大し、出力ノ
ードの電圧はHレベルに維持される。[Function] According to the present invention, as described above, a load element having negative resistance characteristics is used. Therefore, the details will be described later, but whether the output node (storage node) of the inverter
At the high level, the voltage at the output node becomes a voltage near vH in the inverter load characteristic 13 of FIG. 3, and the holding current for maintaining the high level is very small. Further, when the output node of the inverter is at L level, the voltage at the output node becomes VL on the load characteristic 13 shown in FIG. 3, and the holding current for maintaining it at L level is also very small. Also,
In a state where the output node is at H level, when the potential of the output node decreases due to the incidence of alpha rays, the current increases in accordance with load characteristic 13, so the current drive capability increases, and the voltage at the output node goes to H level. maintained.
[実施例コ
第1図に示すように、この実施例は、負荷素子を負性抵
抗素子、例えばエサキダイオード1.2に変更した以外
、上述した従来のものと同様に構成されている。同等部
分には同一符号を付して。Embodiment As shown in FIG. 1, this embodiment has the same structure as the conventional one described above, except that the load element is changed to a negative resistance element, for example, an Esaki diode 1.2. Equivalent parts are given the same symbols.
その説明を省略する。The explanation will be omitted.
エサキダイオード1は、そのアノードか第2の電源7で
ある+Vに接続され、カソードか記憶ノード8に接続さ
れている。同様にエサキダイオード2は、そのアノード
か第2の電源7に接続され、カソードかta−Itノー
ド9に接続されている。The Esaki diode 1 has its anode connected to the second power supply 7 , +V, and its cathode connected to the storage node 8 . Similarly, the Esaki diode 2 has its anode connected to the second power supply 7 and its cathode connected to the ta-It node 9.
ところて、エサキタイオートl、2は、公知のように第
2図に示すような電圧−電流特性を有している。即ち、
順方向電圧か増加していくと、当初にはトンネル電流か
流れて、電流は増加していくが、順方向電圧が尖頭値電
圧vP、例えば0.2乃至0.3vになったときに尖頭
値電流1pとなり、これ以後順方向電圧か増加すると、
電流は減少していく。さらに、順方向電圧か増加し、谷
点電圧vv、例えば0.3vを超えると、拡散電流か流
れ始め、電流は谷点電流Ivより再び増加を開始し、以
後は単調に増加する。従って、順方向電圧か尖頭値電圧
VPから谷点電圧Vvまての間では、順方向電圧の増加
に従って電流か減少する負性抵抗特性を呈する。By the way, the Esakita autos 1 and 2 have voltage-current characteristics as shown in FIG. 2, as is well known. That is,
When the forward voltage increases, a tunnel current initially flows and the current increases, but when the forward voltage reaches the peak voltage vP, for example 0.2 to 0.3V, The peak current becomes 1p, and if the forward voltage increases after this,
The current is decreasing. Furthermore, when the forward voltage increases and exceeds the valley point voltage vv, for example 0.3v, a diffusion current begins to flow, the current starts to increase again from the valley point current Iv, and thereafter increases monotonically. Therefore, the forward voltage exhibits a negative resistance characteristic in which the current decreases as the forward voltage increases from the peak voltage VP to the valley voltage Vv.
このような負性抵抗特性を有するエサキダイオード1,
2を負荷素子として用いたインバータINV1. IN
V2の動作を、第3図に示すインバータINV1..
INV2の負荷特性曲線13とドライバー特性曲線14
を参照しながら説明する。なお、負荷特性曲線13は、
第2図に示す電圧−電流特性を裏返したものに相当し、
第3図における電圧VHの点か第2図に8ける原点に対
応し、第3図におけるvLが第2図における谷点電圧v
vに相当する。なお、電圧V。は電源電圧+Vに等しい
とする。Esaki diode 1 having such negative resistance characteristics,
Inverter INV1.2 using INV1.2 as a load element. IN
The operation of V2 is determined by inverter INV1.V2 shown in FIG. ..
INV2 load characteristic curve 13 and driver characteristic curve 14
This will be explained with reference to. Note that the load characteristic curve 13 is
This corresponds to the voltage-current characteristic shown in Figure 2, which is reversed.
The point of voltage VH in FIG. 3 corresponds to the origin at 8 in FIG. 2, and vL in FIG. 3 corresponds to the valley point voltage v in FIG.
Corresponds to v. Note that the voltage V. is equal to the power supply voltage +V.
ここて、例えば記憶ノード9かLレベルのとき、インバ
ータINv1ノドライy<−MESFET3のゲートも
Lレベルとなり、このMESFET3か非導通状態とな
る。このときエサキダイオードlの両端間の電位差はO
であるので、記憶ノード8の電圧は+V、即ち第3図に
示すV□に引き上げられる。この■イはMESFET4
のショットキーバリア高さΦ8よりも高い値になるのて
、記憶ノード8の電圧がMESFET4のゲートに入力
されていても、記憶ノード8はHレベルを維持する。Here, for example, when the storage node 9 is at the L level, the gate of the inverter INv1 node y<-MESFET3 is also at the L level, and this MESFET3 becomes non-conductive. At this time, the potential difference between both ends of the Esaki diode l is O
Therefore, the voltage at storage node 8 is raised to +V, that is, to V□ shown in FIG. This I is MESFET4
Since the value is higher than the Schottky barrier height Φ8, the storage node 8 maintains the H level even if the voltage of the storage node 8 is input to the gate of the MESFET 4.
また記憶ノード9がHレベルのとき、MESFET4の
ゲートもHレベルとなり、MESFET3が導通状態と
なり、第3図に符号14て示すドライバー特性となる。Further, when the storage node 9 is at H level, the gate of MESFET 4 also goes to H level, MESFET 3 becomes conductive, and the driver characteristics shown by reference numeral 14 in FIG. 3 are obtained.
ここで、ドライバーMESFET3の導通状態における
電流駆動能力を、エサキタイオート1の尖頭値電流IP
より充分に大きく設定されているとすると、記憶ノード
8の電圧は、ドライバー特性14と負荷特性13との交
点、この実施例てはエサキダイオードlの谷点電圧に決
定され、vL、即ちLレベルとなる。このときの電流、
即ち保持電流も谷点電流Ivと小さく抑えられる。この
ように、入力レベルかHレベルのとき出力レベルかLレ
ベルとなり、入力レベルかLレベルのとき出力レベルか
Hレベルとなり、インバータ特性は第5図に示した従来
のものと同様になる。またインバータINV2でも記憶
ノード8がLレベルのとき記憶ノード9かHレベルとな
り、記憶ノード8かHレベルのとき記憶ノード9かLレ
ベルとなる。このようなインバータINVI、I NV
2を交差接続して構成したメモリセルも従来のものと同
様に2つの安定点を有し、H,Lレベル1対のデータか
保持される。また、保持電流もIvを適当に設定するこ
とによって従来のものと同様にすることかてきる。メモ
リセルに対するデータの読出し、書き込みも従来のもの
と同様に行なえる。Here, the current drive capability of the driver MESFET 3 in the conductive state is expressed as the peak value current IP of the Esaki tie auto 1.
If it is set sufficiently larger, the voltage of the storage node 8 is determined to be the intersection of the driver characteristic 14 and the load characteristic 13, in this example, the valley point voltage of the Esaki diode l, and becomes vL, that is, the L level. becomes. The current at this time,
That is, the holding current can also be suppressed to a small valley point current Iv. In this way, when the input level is H level, the output level is L level, and when the input level is L level, the output level is H level, and the inverter characteristics are similar to the conventional inverter shown in FIG. Also, in the inverter INV2, when the storage node 8 is at the L level, the storage node 9 goes to the H level, and when the storage node 8 is at the H level, the storage node 9 goes to the L level. Such inverters INVI, I NV
The memory cell configured by cross-connecting two cells also has two stable points, as in the conventional one, and holds one pair of data at H and L levels. Furthermore, the holding current can be made similar to the conventional one by appropriately setting Iv. Reading and writing data to and from memory cells can also be performed in the same manner as in the prior art.
ここて、例えば記憶ノード8かHレベルである状態にお
いて、記憶ノード8の近傍にα線か入射した場合を考え
ると、従来のものと同様にα線の入射によって発生した
電子が電位の高い記憶ノード8へ収集され、記憶ノード
8のHレベル、即ち■oから低下する。例えば、第3図
に示すようにV、に低下したとすると、エサキダイオー
ド1には■□−v14.の順方向電圧か印加され、エサ
キダイオード1は第3図に示すI□の電流を記憶ノード
8に流す。即も電流駆動入力か高まり、その結果、記憶
ノード8のHレベルの低下か抑制される。記憶ノード9
かHレベルの際にα線が入射した場合にも、同様にして
Hレベルの低下か抑制される。従って、α線か入射して
もデータの反転の生しる確率を低減させることかでき、
α線に対するメモリの耐性を高めることかできる。For example, if we consider the case where α rays are incident near the storage node 8 while the storage node 8 is at H level, the electrons generated by the incidence of the α rays will be used to store the high potential memory. The signal is collected to the node 8 and decreases from the H level of the storage node 8, that is, ①o. For example, if the voltage drops to V as shown in FIG. 3, the Esaki diode 1 will have ■□-v14. A forward voltage of is applied, and Esaki diode 1 causes a current of I□ shown in FIG. 3 to flow to storage node 8. Immediately, the current drive input increases, and as a result, the H level of storage node 8 is suppressed from decreasing. memory node 9
Even if α rays are incident when the H level is high, the decrease in the H level is similarly suppressed. Therefore, even if α rays are incident, the probability of data inversion occurring can be reduced.
It is possible to increase the resistance of memory to alpha rays.
上記の実施例では、負性抵抗素子としてエサキダイオー
ドを使用したが、負性抵抗特性を有するものならば、他
の負性抵抗素子を使用することもできる。また、上記の
実施例ては、ガリウム砒素半導体基板上に形成した記憶
装置に本発明を実施したが、他の半導体基板上に形成し
た記憶装置にも本発明を実施することかできる。In the above embodiment, an Esaki diode was used as the negative resistance element, but other negative resistance elements may be used as long as they have negative resistance characteristics. Further, in the above embodiments, the present invention was applied to a memory device formed on a gallium arsenide semiconductor substrate, but the present invention can also be applied to a memory device formed on other semiconductor substrates.
[発明の効果]
以上のように、本発明によれば、半導体記憶装置の負荷
素子に負性抵抗特性を有するものを使用したのて、メモ
リセルの構成素子数を増加させることなく、かつ消費電
力を増加させることなく、α線の入射によるデータの反
転の確率を低減させることかできる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by using a load element having negative resistance characteristics as a load element of a semiconductor memory device, consumption can be reduced without increasing the number of constituent elements of a memory cell. The probability of data inversion due to incidence of alpha rays can be reduced without increasing power.
第1図は本発明による半導体記憶装置の1実施例の回路
図、第2図はエサキダイオードの電圧−電流特性図、第
3図は本実施例におけるインバータ回路の負荷特性及び
ドライバー特性を示す図、S4図は従来の半導体記憶装
置のメモリセルの回路図、第5図は従来のメモリセルの
インバータの伝達特性を示す図、第6図は従来の゛メモ
リセルに容量を負荷したメモリセルの回路図、第7図は
従来のメモリセルに8ける負荷FETの負荷特性を示す
図である。
1.2・・・・エサキタイオート、3.4・・・・ME
SFET (FET)、8.9・・・・出力ノード、I
NVI、1NV2・・・・・インバータ。
第
閏FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention, FIG. 2 is a voltage-current characteristic diagram of an Esaki diode, and FIG. 3 is a diagram showing load characteristics and driver characteristics of an inverter circuit in this embodiment. , S4 is a circuit diagram of a memory cell of a conventional semiconductor memory device, FIG. 5 is a diagram showing the transfer characteristics of an inverter of a conventional memory cell, and FIG. 6 is a diagram of a conventional memory cell with a capacitance loaded. The circuit diagram, FIG. 7, is a diagram showing the load characteristics of a load FET in a conventional memory cell. 1.2...Esakita Auto, 3.4...ME
SFET (FET), 8.9...output node, I
NVI, 1NV2...Inverter. Leap
Claims (1)
力ノードとをそれぞれ交差接続させたフリップフロップ
を有するメモリセルを形成し、上記第1及び第2のイン
バータ回路が、それぞれ制御電極を上記入力ノードに、
出力電極を上記出力ノードに、上記共通電極を第1の電
源に接続したFETと、上記出力ノードと第2の電源と
の間に接続した負荷素子とを有する半導体記憶装置にお
いて、上記負荷素子を、負性抵抗を有する素子によって
構成したことを特徴とする半導体記憶装置。(1) Form a memory cell having a flip-flop in which the input node and the output node of the first and second inverter circuits are respectively cross-connected, and the first and second inverter circuits each connect the control electrode to the In the input node,
A semiconductor memory device comprising an FET having an output electrode connected to the output node and the common electrode connected to a first power source, and a load element connected between the output node and a second power source, wherein the load element is connected to the first power source. , a semiconductor memory device comprising an element having negative resistance.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2173557A JPH0461095A (en) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | Semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2173557A JPH0461095A (en) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | Semiconductor memory device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0461095A true JPH0461095A (en) | 1992-02-27 |
Family
ID=15962757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2173557A Pending JPH0461095A (en) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | Semiconductor memory device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0461095A (en) |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP2173557A patent/JPH0461095A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3745539A (en) | Latch type regenerative circuit for reading a dynamic memory cell | |
| EP0348326B1 (en) | Static MESFET random access memory cell | |
| US5600589A (en) | Static random access memory | |
| JPS5922359A (en) | Integrated semiconductor storage device | |
| US5327376A (en) | Static memory cell | |
| JPS6118839B2 (en) | ||
| JPH0516119B2 (en) | ||
| EP0136106B1 (en) | Static random-access memory device | |
| JP2823294B2 (en) | Gallium arsenide semiconductor memory device | |
| JP3224306B2 (en) | Semiconductor memory device | |
| JPH03228292A (en) | Gaas semiconductor storage | |
| JPH0459717B2 (en) | ||
| JP3263876B2 (en) | Semiconductor storage device | |
| JPH0728009B2 (en) | Gallium arsenide semiconductor memory integrated circuit | |
| JPH01253957A (en) | Gallium arsenide semiconductor memory integrated circuit | |
| JPH0687499B2 (en) | Semiconductor memory device | |
| JPS6038864A (en) | Semiconductor memory cell | |
| US10148254B2 (en) | Standby current reduction in digital circuitries | |
| JPS58147890A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
| JPH06203570A (en) | Semiconductor memory device | |
| JP2515020B2 (en) | Gallium arsenide semiconductor integrated circuit | |
| JPS61206998A (en) | Semiconductor memory device | |
| JPS628396A (en) | Information holding circuit | |
| JPH0325946B2 (en) | ||
| JPH05183128A (en) | Semiconductor memory |