JPS6129150B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6129150B2
JPS6129150B2 JP55039408A JP3940880A JPS6129150B2 JP S6129150 B2 JPS6129150 B2 JP S6129150B2 JP 55039408 A JP55039408 A JP 55039408A JP 3940880 A JP3940880 A JP 3940880A JP S6129150 B2 JPS6129150 B2 JP S6129150B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
terminal
collector
epitaxial layer
load resistor
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.)
Expired
Application number
JP55039408A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56135961A (en
Inventor
Masatoshi Sekine
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.)
CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI filed Critical CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority to JP3940880A priority Critical patent/JPS56135961A/ja
Publication of JPS56135961A publication Critical patent/JPS56135961A/ja
Publication of JPS6129150B2 publication Critical patent/JPS6129150B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/60Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of BJTs
    • H10D84/611Combinations of BJTs and one or more of diodes, resistors or capacitors
    • H10D84/613Combinations of vertical BJTs and one or more of diodes, resistors or capacitors
    • H10D84/617Combinations of vertical BJTs and only diodes

Landscapes

  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はバイポーラトランジスタを集積した
半導体記憶装置に関する。
近年、半導体集積回路の高密度化、高速化は目
ざましいものがあり、特にMOS集積回路の集積
度向上の進展は顕著である。バイポーラ集積回路
の場合、素子分離をしなければならないこと、抵
抗素子を必要とすること、コレクタのシリーズ抵
抗を下げるため深い埋込み層を形成しなければな
らず、従つて横方向のマージンを大きくとらなけ
ればならないこと、等の理由でMOS集積回路に
比べると集積度の点で劣つているのが実情であ
る。またバイポーラ集積回路では、抵抗素子とし
て通常拡散層が用いられるが、これにpn接合容
量が付随すること、コレクタ埋込み層を設けるこ
とによりコレクタに付随する容量が増大するこ
と、等が高速動作を妨げる大きな原因となつてい
る。
ところで半導体記憶装置のメモリセルとして使
用されるバイポーラ形のフリツプフロツプの基本
的構成は、一方のコレクタを他方のベースに接続
する如くコレクタ、ベースが交差結合された一対
のトランジスタおよびこのトランジスタのコレク
タにそれぞれ接続された負荷抵抗からなつている
が、上記したようにMOS形素子と異なり、各ト
ランジスタおよび抵抗をそれぞれ分離形成しなけ
ればならない。さらに動作の高速化を計るために
は、メモリセルからの読み出し電流を大きくしな
ければならないのであるが、このときフリツプフ
ロツプが深く飽和するのを防止するために、負荷
抵抗として非線型な抵抗が必要である。一方、フ
リツプフロツプ内にたくわえられるデータは、一
対のトランジスタのオン、オフ動作により生じる
負荷抵抗における電圧降下の形で保持されること
は周知のとおりであり、このフリツプフロツプを
深い飽和状態にさせないためには、すくなくとも
負荷抵抗における降下電圧は0.4V以下にするこ
とが好ましい。また、フリツプフロツプにたくわ
えられているデータの破壊を防ぐためには、デー
タ保持時の負荷抵抗における降下電圧としては
0.1V〜0.2V程度が必要とされている。このよう
に負荷として抵抗のみを使用する限りにおいて
は、読み出し電流は保持電流の数倍しか取り出す
ことができない。そのために従来では動作の高速
化を計るために、負荷抵抗に並列にシヨツトキー
ダイオードを接続して、選択時に大きな読み出し
電流を得ている。ところがメモリセル内にシヨツ
トキーダイオードを設けると占有面積が増加する
ため、素子の集積度が低下し、ひいては製造価格
の上昇につながることになる。したがつてメモリ
セルのレイアウト構成を十分に考える必要があ
る。
この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的は高速動作が可能である
とともに集積した場合の占有面積を小さくするこ
とができる半導体記憶装置を提供することにあ
る。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第1図はこの発明の半導体記憶装置の一
つのメモリセルを示す回路構成図である。図にお
いてQ1,Q2はそれぞれNPN型のトランジス
タである。上記各トランジスタQ1,Q2はそれ
ぞれそのベース層からベース端子Bが、エミツタ
層からエミツタ端子Eが取り出されている。さら
にそれぞれのコレクタ層からは比較的抵抗値の高
い抵抗RHを介して電源端子CPが、比較的抵抗値
の低い抵抗RLおよびシヨツトキー接合端子DS
介してシヨツトキー接合端子Sが、および出力端
子COがそれぞれ取り出されている。上記一方の
トランジスタQ1のベース端子Bは他方のトラン
ジスタQ2の出力端子COに接続され、これと同
様にトランジスタQ2のベース端子Bはトランジ
スタQ1の出力端子COに接続される。すなわ
ち、上記一対のトランジスタQ1,Q2において
そのベース端子Bと出力端子COとが交差結合さ
れてフリツプフロツプを構成している。上記一対
のトランジスタQ1,Q2の電源端子CPは共通
接続され、さらにこの接続点は選択時に高レベル
に保持されるワード線W+に接続される。上記一
対のトランジスタQ1,Q2のエミツタ端子Eは
共通接続され、さらにこの接続点はカレントシン
クに接続されたもう一つのワード線W-に接続さ
れる。また上記一方のトランジスタQ1のシヨツ
トキー接合端子Sは一方のビツト線B1に、他方
のトランジスタQ2のシヨツトキー接合端子Sは
他方のビツト線B2にそれぞれ接続される。
第2図は上記メモリセルを集積した場合の平面
図であり、上記第1図と対応する箇所には同じ符
号を付してある。また図において縦方向に走る配
線は一層目のものであり、横方向の走る配線は二
層目のものである。
第3図は上記メモリセルを構成するトランジス
タQ1あるいはQ2の素子構造を示す断面図であ
る。この構造は、後に製造工程を詳述するが、
p-型Si基板1に局在化したn+型埋み込み層2お
よびp+型埋込層3を介してn型エピタキシヤル
層4を成長させ、酸化膜6,6とp+型埋込
み層3により素子分離を行ない。さらに拡散法を
利用してn型コレクタ層7,7,7、p型
ベース層13,14、n+型エミツタ層16、n+
型コレクタコンタクト層17,18を形成し、さ
らにn型コレクタ層7の表面に金属膜19を設
けてシヨツトキー接合を形成して得られる。コレ
クタ層7,7は酸化膜6で表面部は分離さ
れているが内部でp+型埋込み層2により接続さ
れている。そして上記金属膜19からは前記シヨ
ツトキー接合端子Sが、n+型コレクタコンタク
ト層17,18からは前記出力端子COおよび電
源端子CPが、n+型エミツタ層16からは前記エ
ミツタ端子Eが、p型ベース層14からは前記ベ
ース端子Bがそれぞれ取り出される。また前記比
較的抵抗値の高い抵抗RHは、上記p型ベース層
13,14下のn型エピタキシヤル層4によつて
得られ、前記比較的抵抗値の低い抵抗RLは、上
記p+型埋込み層2によつて得られる。
前記第1図のように構成されたメモリセルにお
いて、ビツト線B1,B2から選択電流ISが、
ワード線W+から保持電流IHがトランジスタQ1
あるいはQ2に流入する。いまビツト線B1から
の選択電流ISはトランジスタQ1のシヨツトキ
ー接合端子S、シヨツトキー接合端子DS、抵抗
Lを介してベース層を通過した後、エミツタ端
子Eを介してワード線W-に流れ出る。一方ワー
ド線W+からの保持電流IHは電源端子CP、抵抗
Hを介してベース層を通過した後、エミツタ端
子Eを介してワード線W-に流れ出る。ここでシ
ヨツトキー接合端子DSの非線型特性のために、
ビツト線B1,B2が流入する選択電流ISは、
ワード線W+から流入する保持電流IHに比べて十
分大きな値とすることができる。すなわち、この
メモリセルは保持動作時と選択動作時とでは異な
つたインピーダンス状態となる。たとえば従来の
メモリセルでは保持電流、選択電流ともに負荷抵
抗を流れるために、その電流比は高々3倍程度し
かとれないことは周知であるが、この発明によれ
ば通常のトランジスタサイズ、不純物濃度で数10
倍の電流比を得ることができる。
このように上記実施例によれば、コレクタ層7
内の分布抵抗をそのままコレクタに接続される
べき負荷抵抗として用いているため、従来のよう
にトランジスタとは分離された領域に抵抗素子を
形成する場合に比べて大幅に集積度が向上する。
また、従来のように抵抗素子に独立に形成した場
合の抵抗素子に付随する容量がなくなり、しかも
従来のようにコレクタ抵抗を下げるためにコレク
タ層の下に広い面積にわたつて埋込み層を設ける
必要はなく、図示するように埋込み層2は低抵抗
で端子を取出すためにだけ局在化させて設ければ
よいので、コレクタに付随する容量も小さくな
り、従つて高速動作が可能である。また新たにシ
ヨツトキー接合端子を設けたことにより、選択電
流すなわち読み出し電流は保持電流の数10倍取出
すことができるため、より高速に動作させること
が可能である。
次に上記第3図に示すような構造を得る製造工
程を第4図a〜iを用いて詳細に説明する。ま
ず、p-型Si基板1に局部的にn+型埋込み層2と
p+型埋込み層3を介して約2.5μmのn型エピタ
キシヤル層4を成長させるa。この埋込み層2
は、たとえば基板に選択的にAsあるいはSbを拡
散し、その上にPH3をキヤリアガスに混合して
1050℃にてSiH4のガスの熱分解法でn型エピタ
キシヤル層4を成長させることで得られる。この
後、全面に3000Åのシリコン窒化膜5を堆積形成
するb。この後、上記窒化膜5を選択的にエツチ
ング除去し、露出したn型エピタキシヤル層4を
KOHとイソプロピルアルコールの混合液により
たとえば0.7μmの深さエツチングするc。そし
て、ウエツトO2雰囲気中でたとえば1100℃、300
分の酸化を行ない、溝部をシリコン酸化膜6
,6,6で埋め、n型コレクタ層7
,7を形成し、続いて窒化膜5を除去して
改めて熱酸化によりシリコン酸化膜8を形成し、
ホトレジストマスク9をつけて内部ベース形成領
域にボロンイオンを90KeV、8×1013/cm2で注入
してボロンイオン注入層10を形成するd。次い
でホトレジストマスク9を除去して改めてホトレ
ジストマスク11を形成し、外部ベース形成領域
にボロンイオンを90KeV、1×1015/cm2で注入し
てボロンイオン層12を形成するe。そして全体
を1000℃で20分熱処理してボロンイオン注入層1
0,12からボロンを拡散させてp型内部ベース
層13、p+型外部ベース層14を形成するf。
この後、酸化膜8のエミツタ形成領域およびコレ
クタ端子取出し領域に開孔し、n型不純物として
たとえばヒ素を含む多結晶シリコン膜15を
CVD法により1000Å程堆積するg。そして、こ
の多結晶シリコン膜15をパターニングし、窒素
雰囲気中で1000℃、20分の熱処理を行なつて、
n+型のエミツタ層16、コレクタ端子取出し層
17,18を形成するh。そして最後に、ベース
コンタクト用開孔およびシヨツトキー接合用開孔
を設け、Alの蒸着、パターニングにより、エミ
ツタ端子電極19、ベース端子電極19、コ
レクタからの3つの外部端子電極すなわち電源端
子電極19、出力端子電極19、シヨツトキ
ー接合端子電極19を形成して完成するi。
このように上記トランジスタQ1あるいはQ2
を製造する場合にも何ら特別な工程を必要としな
い。
なおこの発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、たとえば上記実施例ではメモリセルは一
対のNPN型のトランジスタによつて構成する場
合について説明したが、これはPNP型のトランジ
スタで構成するようにしても良い。
以上説明したようにこの発明によれば高速動作
が可能であるとともに集積した場合の占有面積を
小さくすることができる半導体記憶装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路構成
図、第2図は上記回路を集積した場合の平面図、
第3図はその一部の断面図、第4図a〜iはその
製造工程を示す断面図である。 Q1……NPN型のトランジスタ、Q2……
NPN型のトランジスタ、B……ベース端子、E
……エミツタ端子、CP……電源端子、CO……出
力端子、S……シヨツトキー接合端子、RH……
抵抗、RL……抵抗、DS……シヨツトキー接合素
子、W+……ワード線、W-……ワード線、B1…
…ビツト線、B2……ビツト線、1……p-型Si
基板、2……n+型埋込み層、7,7,7
……n型コレクタ層、13……p型内部ベース
層、14……p+型外部ベース層、16……エミ
ツタ層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1及び第2のトランジスタのベース端子と
    コレクタ端子をそれぞ交差結合し、これら第1、
    第2トランジスタのコレクタ端子をそれぞれ高抵
    抗の第1、第2の負荷抵抗を介して第1ワード線
    に接続し、前記第1、第2トランジスタのエミツ
    タ端子をそれぞれ第2ワード線に接続し、前記第
    1トランジスタのコレクタ端子と第1ビツト線と
    の間に低抵抗の第3の負荷抵抗および第1のシヨ
    ツトキーダイオードを直列接続し、前記第2トラ
    ンジスタのコレクタ端子と第2ビツト線との間に
    低抵抗の第4の負荷抵抗および第2のシヨツトキ
    ーダイオードを直列接続して形成され、前記第1
    トランジスタ、第1負荷抵抗、第3負荷抵抗およ
    び第1シヨツトキーダイオード、あるいは第2ト
    ランジスタ、第2負荷抵抗、第4負荷抵抗および
    第2シヨツトキーダイオードはそれぞれ、第1導
    電形の半導体基板と、この基板上に形成されたコ
    レクタ層としての第2導電形のエピタキシヤル層
    と、このエピタキシヤル層の一部表面領域に形成
    された第1導電形のベース層と、このベース層の
    一部表面領域に形成された第2導電形のエミツタ
    層と、前記半導体基板と前記エピタキシヤル層の
    一端部近傍から側方に延在するように形成された
    第2導電形の高不純物濃度埋込み層と、この埋込
    み層の延在端部上の前記エピタキシヤル層の表面
    上に形成された金属膜と、前記ベース層の他端部
    から側方に離間した位置のエピタキシヤル層表面
    に接続され且つ第1ワード線あるいは第2ワード
    線に接続される電源端子と、前記ベース層及びエ
    ミツタ層に夫々接続されたベース端子及びエミツ
    タ端子と、前記埋込み層上のエピタキシヤル層表
    面に接続されたコレクタ端子と、前記金属膜に接
    続され且つ前記第1ビツト線あるいは第2ビツト
    線に接続されたシヨツトキー接合端子とを備え、
    前記エピタキシヤル層中、ベース層と電源端子と
    の間に存在する部分を前記第1あるいは第2の負
    荷抵抗とし、前記埋込み層の内部抵抗を前記第3
    あるいは第4の負荷抵抗としたことを特徴とする
    半導体記憶装置。
JP3940880A 1980-03-27 1980-03-27 Semiconductor memory device Granted JPS56135961A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3940880A JPS56135961A (en) 1980-03-27 1980-03-27 Semiconductor memory device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3940880A JPS56135961A (en) 1980-03-27 1980-03-27 Semiconductor memory device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56135961A JPS56135961A (en) 1981-10-23
JPS6129150B2 true JPS6129150B2 (ja) 1986-07-04

Family

ID=12552158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3940880A Granted JPS56135961A (en) 1980-03-27 1980-03-27 Semiconductor memory device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS56135961A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0245809U (ja) * 1988-09-27 1990-03-29

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0245809U (ja) * 1988-09-27 1990-03-29

Also Published As

Publication number Publication date
JPS56135961A (en) 1981-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4152627A (en) Low power write-once, read-only memory array
JPS58212164A (ja) バイポ−ラメモリセル
EP0080730B1 (en) Semiconductor device with wiring layers and method of manufacturing the same
US4433471A (en) Method for the formation of high density memory cells using ion implantation techniques
JPS6057707B2 (ja) 記憶回路
JPS6156627B2 (ja)
US4376984A (en) Programmable read-only memory device
JPH06105765B2 (ja) 半導体romアレイを作成するプロセス
US4400712A (en) Static bipolar random access memory
EP0043007B1 (en) Saturation-limited bipolar transistor circuit structure and method of making
US4654824A (en) Emitter coupled logic bipolar memory cell
EP0186421A1 (en) ECL memory cells
EP0078222B1 (en) Integrated circuit bipolar memory cell
US4228451A (en) High resistivity semiconductor resistor device
US4329703A (en) Lateral PNP transistor
JPS61113270A (ja) モノリシックトランジスタ論理回路
JPS6231832B2 (ja)
JPS6129150B2 (ja)
US5016075A (en) Semiconductor memory device
JPS6037621B2 (ja) 半導体記憶装置
EP0186422A1 (en) Emitter coupled logic bipolar memory cells
JPS6241424B2 (ja)
Vora et al. A 2 micron high performance bipolar 64K ECL static RAM technology with 200 square microns contactless memory cell
JPH0128507B2 (ja)
JPS59149045A (ja) 半導体装置の製造方法