JPS6158984B2 - - Google Patents
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- JPS6158984B2 JPS6158984B2 JP52114316A JP11431677A JPS6158984B2 JP S6158984 B2 JPS6158984 B2 JP S6158984B2 JP 52114316 A JP52114316 A JP 52114316A JP 11431677 A JP11431677 A JP 11431677A JP S6158984 B2 JPS6158984 B2 JP S6158984B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、集積度が高く、書き込み読み出し速
度が速い半導体メモリに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor memory with a high degree of integration and a fast read/write speed.
静電誘導トランジスタ(以下SITと称す。)の
概念に基づいたダイナミツクRAM(Random
Access Memory)については、特願昭52―18465
号「半導体メモリ」、特願昭52―20653号「半導体
記憶装置」、特願昭52―35956号「半導体メモ
リ」、特願昭52―36304号「半導体メモリ」などで
詳述した。また、光による書き込みが行え画像記
憶のできるRAMについては、特願昭52―37905号
「半導体メモリ」で詳述した。不揮発性メモリに
ついても、その一部を特願昭52―18465号「半導
体メモリ」に、またその改良型を特願昭52―
72352号「半導体メモリ」及び特願昭52―83226号
「半導体メモリ」にて示した。 Dynamic RAM (Random RAM) is based on the concept of static induction transistor (hereinafter referred to as SIT).
Regarding Access Memory), please refer to the patent application No. 52-18465.
It was detailed in Japanese Patent Application No. 1983-20653 "Semiconductor Memory Device", Japanese Patent Application No. 35956-1983 "Semiconductor Memory", and Japanese Patent Application No. 36304-1983 "Semiconductor Memory". Furthermore, RAM that can be written with light and that can store images was detailed in Japanese Patent Application No. 52-37905 ``Semiconductor Memory.'' As for non-volatile memory, a part of it is published in Japanese Patent Application No. 18465, ``Semiconductor Memory'', and an improved version of it is published in Japanese Patent Application No. 18465, 18465.
No. 72352 "Semiconductor Memory" and Japanese Patent Application No. 1983-83226 "Semiconductor Memory".
これらの半導体メモリのメモリセル構造に共通
していることは、メモリセルが半導体表面でなく
半導体内部にセルを設けるなど立体的な構造に構
成することによつて、集積度を高くしていること
にある。従来のMOSFETのメモリが、メモリを
構成するFETの電極や容量がすべて表面に配置
された構造であるのとは対照的である。同時に、
表面伝導でなくバルク伝導を使つていることか
ら、キヤリアの移動度が大きく、書き込み、読み
出しの速度が速くなつていることも特徴の一つで
ある。 What the memory cell structures of these semiconductor memories have in common is that the degree of integration is increased by configuring the memory cells in a three-dimensional structure, such as by providing cells inside the semiconductor rather than on the semiconductor surface. It is in. This is in contrast to conventional MOSFET memory, which has a structure in which the FET electrodes and capacitors that make up the memory are all placed on the surface. at the same time,
Because it uses bulk conduction rather than surface conduction, one of its features is that carrier mobility is high and writing and reading speeds are fast.
第1図はこれら半導体メモリの一具体例で、a
は平面図、bはa図中A―A′線に沿つた断面
図、cはa図中B―B′線に沿つた断面図である。
n+領域よりなる二つの主電極11,13のうち
11はP領域15に囲まれた浮遊電極になつてい
る。ここでは、11をソース、13をドレインと
呼んでおく。P領域14は静電誘導トランジスタ
(SIT)のゲートになつている。P領域15は基
板、13′はドレイン13に接続された電極金属
でビツト線、14はゲート14に接続されたワー
ド線になつている。15′は基板の接触電極、1
6はSiO2、Si3N4、Al2O3等の絶縁層もしくはこ
れらを複数個組み合せた複合絶縁層であり、17
はこれら絶縁層もしくはポリイミド等の絶縁性樹
脂である。ワード線、ビツト線の各交点にソース
が浮遊電極となつたSITが配置された構成になつ
ている。各領域の不純物密度は、11が1017〜
1012cm-3程度、12が1010〜1016cm-3程度、13が
1018〜1021cm-3程度、14が1015〜1021cm-3程度、
15が1014〜1018cm-3程度である。ゲート14に
囲まれたチヤンネル部の幅はn-領域12の不純
物密度によつて決定し、ゲートとチヤンネル領域
間の拡散電位だけでチヤンネルが完全にピンチオ
フして遮断状態にあるように設定される。勿論、
蓄積用コンデンサでもあるソース領域11に電荷
が蓄積されてある程度の電位に上昇しても、外部
から読み出し用の電圧が印加されない限り、ドレ
イン13からソース11に向つて電子が流れ込ま
ない程度の電位障壁がチヤンネル中に生じている
ような寸法及び不純物密度に選定されていなけれ
ばならない。たとえば、n-領域の不純物密度が
1×1013cm-3、1×1014cm-3、1×1015cm-3の場合
には、チヤンネルの幅はそれぞれ20μ、6μ、2
μ以下の適当な値に選定する。メモリセルにデー
タをストアしている状態のときには、ゲートに逆
方向電圧を印加し、読み出し、書き込み時にたと
えばO電圧にするような動作の場合には、この限
りではない。たとえば、ゲートがO電圧のときチ
ヤンネルが導通状態になり、ゲート−3V印加し
たときにチヤンネルが十分な遮断状態にあるよう
に設定してもよい。ソース・ドレイン間は短い
程、書き込み読み出し時の電子の走行時間が短く
て望ましい。たとえば、0.5〜15μ程度である。
第1図a,b,cい書かれた一メモリセルの等価
回路は、第1図fのように表わすことができる。
18が蓄積用容量である。第1図a,b,cで、
蓄積用容量は領域11と基板15の間の接合容量
で構成される。データ書き込み時には、ビツト線
13′に所定の正電圧を印加する。同時にゲート
(ワード線)正方向の電圧を印加してチヤンネル
中に作られている電位障壁高さを引き下げて、ソ
ース領域11から電子がドレインに流れるように
する。電子が流れ出すにつれて、ソース11は正
に帯電して電位が正で高くなり、書き込み電圧と
ソースの電位がつり合つたところで電子の流出は
停止し、書き込み電圧が取り去られるとソース領
域11の帯電状態はそのまま保持される。 Figure 1 shows a specific example of these semiconductor memories.
1 is a plan view, b is a cross-sectional view taken along the line A-A' in FIG. a, and c is a cross-sectional view taken along the line B-B' in FIG.
Of the two main electrodes 11 and 13 made of n + regions, 11 is a floating electrode surrounded by a P region 15. Here, 11 is called a source and 13 is called a drain. P region 14 serves as the gate of a static induction transistor (SIT). P region 15 is a substrate, 13' is an electrode metal connected to drain 13 and serves as a bit line, and 14 is a word line connected to gate 14. 15' is a contact electrode of the substrate, 1
6 is an insulating layer such as SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 or a composite insulating layer combining multiple of these;
is these insulating layers or insulating resin such as polyimide. The structure is such that an SIT whose source is a floating electrode is placed at each intersection of a word line and a bit line. The impurity density of each region is 11 = 10 17 ~
10 12 cm -3 , 12 is about 10 10 to 10 16 cm -3 , 13 is about 10 10 to 10 16 cm -3
10 18 to 10 21 cm -3 , 14 to 10 15 to 10 21 cm -3 ,
15 is about 10 14 to 10 18 cm -3 . The width of the channel portion surrounded by the gate 14 is determined by the impurity density of the n - region 12, and is set so that the channel is completely pinched off and in a cutoff state only by the diffusion potential between the gate and the channel region. . Of course,
Even if charge is accumulated in the source region 11, which is also a storage capacitor, and the potential rises to a certain level, the potential barrier is such that electrons will not flow from the drain 13 toward the source 11 unless a readout voltage is applied from the outside. The dimensions and impurity density must be such that impurities occur in the channel. For example, when the impurity density in the n -region is 1×10 13 cm -3 , 1×10 14 cm -3 , and 1×10 15 cm -3 , the channel widths are 20 μ, 6 μ, and 2 μ, respectively.
Select an appropriate value below μ. This does not apply in the case of an operation in which a reverse voltage is applied to the gate when data is stored in the memory cell, and the gate is set to, for example, an O voltage during reading and writing. For example, the channel may be set to be in a conductive state when the gate is at O voltage, and to be in a sufficiently cut-off state when -3V is applied to the gate. The shorter the distance between the source and the drain, the shorter the travel time of electrons during writing and reading, which is desirable. For example, it is about 0.5 to 15μ.
The equivalent circuit of one memory cell drawn in FIGS. 1a, b, and c can be expressed as shown in FIG. 1f.
18 is a storage capacity. In Figure 1 a, b, c,
The storage capacitor is constituted by the junction capacitance between the region 11 and the substrate 15. When writing data, a predetermined positive voltage is applied to the bit line 13'. At the same time, a positive voltage is applied to the gate (word line) to lower the height of the potential barrier created in the channel, so that electrons flow from the source region 11 to the drain. As the electrons flow out, the source 11 is positively charged and the potential becomes positive and high. When the write voltage and the source potential are balanced, the flow of electrons stops, and when the write voltage is removed, the charged state of the source region 11 changes. is retained as is.
書き込みのアドレスイングは、チヤンネル部の
構成により2通り存在する。チヤンネル幅が狭
く、かつ不純物密度が十分に低く設定されて十分
に高い電位障壁がチヤンネル中に生じている場合
には(イ)、ビツト線に正電圧を印加しただけでは、
電位障壁を十分に低くすることができず、書き込
もうとするメモリセルのゲートにビツト線に電圧
を加えると同時にワード線により順方向電圧を印
加して電位障壁を下げて書き込みを行う。この場
合には、ワード線に電圧が印加されないメモリセ
ルにはデータは書き込まれない。チヤンネル部が
ビツト線に正電圧を加えるだけで十分ソースから
の電子の流出を行わせるような状態になつている
場合には(ロ)、データを書き込まないメモリセルの
ゲートにワード線を通して逆方向電圧が加わるよ
うにしておけばよい。データの読み出しは、(イ)の
場合には、ワード線に順方向電圧(この例では正
電圧)を加えると、あるいは逆方向にバイアスさ
れていた場合にはO電圧にもどすと、ドレイン1
3から正電位状態にあるソース11に電子が流れ
込み、その時の電流の有無によつて、データの蓄
積の有無が検出される。すなわちチヤンネルが開
いて、ソース・ドレイン間が導通するから、ソー
ス領域の電位が外部に読み出される。第1図b,
cの構造だと、ソース領域11から電子が流出し
て、ソース領域の電位が高くなると、ソース領域
11から基板15側に延びる空乏層が次第に拡が
つて、蓄積容量Cが減少して、ソース領域に帯電
する電荷量Qに対する電位Q/Cが急激に高くな
る。こうした電位の変化が不都合の場合には、第
1図dに示すようにソース領域11と基板15の
間に高抵抗領域19を挿入すればよい。この例で
は高抵抗領域19はP-層になつているが、n-層
でもよく、ソース領域11と基板15の拡散電位
により空乏層となるような不純物密度及び厚さに
選定する。こうすると、ソース領域の電位によら
ず、蓄積用容量Cは一定に保たれ、ソースから流
出した電荷Qに対して、ソースの電位は簡単に
Q/Cで与えられる。もちろん、ソースから流出
する電荷量に対し所望の電位変化をするようにソ
ース領域11と基板15の間に不純物分布を設け
ることも有効である。第1図dには、各メモリセ
ルのゲート間に分離用のn領域20が設けられて
いる。これは、隣り合うメモリセルのゲート間に
パンチスルー電流が流れないようにするためのも
ので、隣り合うメモリセルのゲート間でパンチス
ルー電流が流れるような場合には、この分離用の
領域20を挿入すればよい。上述した動作と殆ん
ど同様のメモリセルが、ベースが殆んどもしくは
完全にパンチスルー状態にあるバイポーラトラン
ジスタによつても構成できる。その一例を、第1
図eに示す。ベースが殆んどパンチスルー状態に
あるバイポーラトランジスタがSITとよく似た動
作をすることは、すでに特願昭52―15879号「半
導体装置及び半導体集積回路」及び特願昭52―
17327号「半導体集積回路」上詳述してある。P-
領域14″の不純物密度が十分低くまたその厚さ
も十分薄いときには、前述した(ロ)の場合の動作と
なり、P-領域の不純物密度が高いかもしくは厚
さが厚い場合には前述した(イ)の場合の動作とな
る。 There are two types of write addressing depending on the configuration of the channel section. If the channel width is narrow and the impurity density is set low enough to create a sufficiently high potential barrier in the channel (a), simply applying a positive voltage to the bit line will not
Since the potential barrier cannot be lowered sufficiently, a voltage is applied to the bit line to the gate of the memory cell to be written, and at the same time, a forward voltage is applied via the word line to lower the potential barrier and write is performed. In this case, no data is written to memory cells to which no voltage is applied to the word line. If the channel section is in such a state that applying a positive voltage to the bit line is enough to cause electrons to flow out from the source (b), then the word line can be passed through the gate of the memory cell to which data is not written and the reverse direction is applied. All you have to do is apply voltage. In case (a), data can be read by applying a forward voltage (positive voltage in this example) to the word line, or by returning it to the O voltage if it was biased in the reverse direction.
3 flows into the source 11 which is in a positive potential state, and whether or not data is accumulated is detected based on the presence or absence of current at that time. In other words, the channel is opened and conduction occurs between the source and drain, so that the potential of the source region is read out to the outside. Figure 1b,
In structure c, when electrons flow out from the source region 11 and the potential of the source region increases, the depletion layer extending from the source region 11 to the substrate 15 side gradually expands, the storage capacitance C decreases, and the source The potential Q/C with respect to the amount of charge Q charged in the region suddenly increases. If such a change in potential is undesirable, a high resistance region 19 may be inserted between the source region 11 and the substrate 15, as shown in FIG. 1d. In this example, the high resistance region 19 is a P - layer, but it may also be an N - layer, and the impurity density and thickness are selected so that the diffusion potential of the source region 11 and the substrate 15 forms a depletion layer. In this way, the storage capacitance C is kept constant regardless of the potential of the source region, and the potential of the source is simply given by Q/C with respect to the charge Q flowing out from the source. Of course, it is also effective to provide an impurity distribution between the source region 11 and the substrate 15 so as to cause a desired potential change with respect to the amount of charge flowing out from the source. In FIG. 1d, an isolation n region 20 is provided between the gates of each memory cell. This is to prevent punch-through current from flowing between the gates of adjacent memory cells.If punch-through current flows between the gates of adjacent memory cells, this isolation region 20 Just insert . A memory cell much the same in operation as described above can also be constructed with a bipolar transistor whose base is mostly or completely punched through. An example of this is shown in
Shown in Figure e. It has already been shown in Japanese Patent Application No. 52-15879 "Semiconductor Device and Semiconductor Integrated Circuit" that a bipolar transistor whose base is almost in a punch-through state operates in a manner similar to SIT.
No. 17327, ``Semiconductor Integrated Circuits,'' as detailed above. P-
When the impurity density of the region 14'' is sufficiently low and its thickness is sufficiently thin, the operation will be as described in (b) above, and when the impurity density of the P - region is high or thick, the operation will be as described in (a) above. This is the behavior in the case of .
第1図に示された実施例では、基板とゲート間
にパンチスルー電流を流れないように配慮すると
か、ソース領域に蓄積された電荷が十分長い時間
保持されるとかの要請から、あまり高い電位を各
領域に与えることができないという制限が存在す
る。また、ゲート容量が大きく、ワード線の容量
が大きくなつて高速化をさまたげることがある。 In the embodiment shown in FIG. 1, the potential is not too high due to considerations such as preventing punch-through current from flowing between the substrate and the gate and ensuring that the charges accumulated in the source region are retained for a sufficiently long time. There is a restriction that cannot be given to each area. Furthermore, the gate capacitance is large, and the word line capacitance becomes large, which may impede speeding up.
SITメモリには、第1図の例のように半導体内
部に埋込んだ浮遊領域と基板の間に蓄積容量を設
けるのではなく、半導体表面にMOS容量を設け
たメモリとすることも可能である。このタイプの
SITメモリにも同様にパンチスルー電流の問題、
大きいゲート容量によるワード線容量の増大によ
る高速化の低下の欠点が存在する。 In SIT memory, it is also possible to create a memory in which a MOS capacitor is provided on the surface of the semiconductor, instead of providing a storage capacitor between the floating region buried inside the semiconductor and the substrate as in the example shown in Figure 1. . of this type
SIT memory also has punch-through current issues,
There is a drawback that high speed performance is reduced due to an increase in word line capacitance due to a large gate capacitance.
本発明の目的は、こうした欠点を克服し所望の
電位を各領域に加えられるようにしてしかもワー
ド線容量を小さくして高速の書き込み、読み出し
が行えるようにした半導体メモリを提供すること
である。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to overcome these drawbacks and provide a semiconductor memory in which a desired potential can be applied to each region, and the word line capacitance can be reduced to enable high-speed writing and reading.
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第2図に本発明の一具体例を示す。第2図aは、
平面図、第2図bはAA′線に沿つた断面図、第2
図cはBB′線に沿つた断面図、第2図dは本発明
のメモリセルの他の断面構造である。第2図b,
cの断面図から明らかなように、各メモリセルは
基板15に達するP領域14″によつて分離され
ている。基本的には各領域の役割は第1図と同じ
である。分離用P領域14″を導入することによ
つて、隣り合うメモリセルのゲート間及びゲート
14と基板15間にパンチスルー電流が流れるこ
とはなくなる。同時に、同心円状に外部に存在す
るチヤンネルをその中に存在するゲート14で制
御する中型ゲート構造になつていることから、ゲ
ート容量が減少して、ワード線の容量が小さくな
り高速化が一層進められる。各メモリセルのゲー
ト間はAl、Mo等の金属もしくは低抵抗ポリシリ
コンなどの配線14′によつて接続され、ワード
線が形成されている。同じく、各メモリセルのド
レイン13は、Al,Mo等の金属13′により接続
されビツト線を構成している。書き込み、スト
ア、読み出しの動作及び各領域の不純物密度の寸
法は、第1図について述べたことと殆んど同様で
ある。蓄積容量は浮遊領域11と基板15の間で
形成される。浮遊領域の寸法及び基板の不純物密
度は、蓄積容量が所望の値たとえば0.18PFにな
るように選定する。23μmφ程度のメモリセルで
書き込み電圧たとえば10Vのときに0.18PFの容量
を実現するには、基板の不純物密度を1×1017cm
-3程度にすればよい。また、第2図のメモリでは
各メモリセルがコンパクトに配列できること、絶
縁層16を厚くしたり、ドレイン13をできるだ
け薄く(たとえば0.3μm以下)、しかも隣り合う
P領域14,14″から離して構成すれば、従来
のメモリのビツト線容量の1/10程度にはできるか
ら、蓄積容量も0.018pFでよくメモリセルの大き
さも7μmφ程度になる。この中型構造メモリセ
ルでは、外側の切り離しゲートが各メモリセルの
分離領域を構成していて、面積効率がきわめてよ
い。また、第1図のものにくらべれば、蓄積容量
を大きくし易い。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.
FIG. 2 shows a specific example of the present invention. Figure 2 a is
Plan view, Figure 2b is a sectional view along line AA', Figure 2b is
FIG. 2c is a sectional view taken along line BB', and FIG. 2d is another sectional view of the memory cell of the present invention. Figure 2b,
As is clear from the cross-sectional view in FIG. By introducing the region 14'', no punch-through current flows between the gates of adjacent memory cells and between the gate 14 and the substrate 15. At the same time, because it has a medium-sized gate structure in which channels that exist concentrically outside are controlled by the gate 14 that exists inside, the gate capacitance is reduced, and the word line capacitance is also reduced, further increasing speed. It will be done. The gates of each memory cell are connected by a wiring 14' made of metal such as Al or Mo or low resistance polysilicon to form a word line. Similarly, the drain 13 of each memory cell is connected by a metal 13' such as Al or Mo to constitute a bit line. The write, store, and read operations and the impurity density dimensions of each region are almost the same as described with respect to FIG. A storage capacitor is formed between the floating region 11 and the substrate 15. The dimensions of the floating region and the impurity density of the substrate are chosen such that the storage capacitance is the desired value, for example 0.18PF. To achieve a capacitance of 0.18PF at a write voltage of, say, 10V in a memory cell with a diameter of approximately 23μm, the impurity density of the substrate must be 1×10 17 cm.
It should be around -3 . In addition, in the memory shown in FIG. 2, each memory cell can be arranged compactly, the insulating layer 16 is made thick, and the drain 13 is made as thin as possible (for example, 0.3 μm or less) and separated from the adjacent P regions 14 and 14''. In this way, the bit line capacitance of conventional memory can be reduced to about 1/10, so the storage capacitance is only 0.018pF, and the size of the memory cell is about 7μmφ.In this medium-sized structure memory cell, the outer isolation gate is connected to each It constitutes the isolation region of the memory cell, and has extremely high area efficiency.Furthermore, compared to the one shown in FIG. 1, it is easier to increase the storage capacity.
第2図dは本発明の他の具体例で、ドレイン接
触電極13′がドレイン領域13全部に設けられ
た例である。 FIG. 2d shows another embodiment of the present invention, in which a drain contact electrode 13' is provided over the entire drain region 13.
第2図で示した中型ゲート構造では、小さなゲ
ートで広いチヤンネルを有効に制御できることか
ら変換コンダクタンスgmが大きく、ワード線容
量はきわめて小さくなり、高速化する。 In the medium-sized gate structure shown in FIG. 2, since a wide channel can be effectively controlled with a small gate, the conversion conductance gm is large, the word line capacitance is extremely small, and the speed is increased.
ビツト線容量を小さくして、メモリセルを小さ
くして集積度を向上させるには、絶縁層16の厚
さを薄くすると同時に、ドレイン領域13を薄く
すること、及びP+領域14やP領域14″から離
して構成することが有効である。ドレイン領域を
小さくしても電流は集束されるからほとんど影響
されない。 In order to reduce the bit line capacitance, make the memory cell smaller, and improve the degree of integration, it is necessary to reduce the thickness of the insulating layer 16 and the drain region 13, as well as the P + region 14 and the P region 14. It is effective to configure the drain region away from the drain region. Even if the drain region is made small, the current is focused, so it has almost no effect.
第3図に、表面にMOS構造蓄積容量を備え
た、本発明の他の具体例を示す。平面図は第2図
aと同様同心円状に構成されたメモリセルの場合
について、それぞれAA′線,BB′線に沿う断面図
を第3図a,bに示す。ビツト線23が半導体内
部に埋込まれたn+領域23により構成されてい
る。蓄積容量はn+領域21とAl,Mo等の金属も
しくは低抵抗ポリシリコンあるいはこれ等を組み
合せた電極21′との間に形成される。書き込み
は、ワード線14′に正方向電圧を印加してチヤ
ンネルを導通状態にしたとき、ビツト線23に正
電圧を印加することによつて行う。n+領域21
から電子がビツト線に流れて領域21は正に帯電
する。ワード線の正方向電圧が除去されると、こ
の帯電状態はそのまま保持される。ワード線に正
方向電圧を印加してチヤンネルを導通状態にすれ
ば、この帯電状態は外部に読み出せる。ビツト線
23の容量を減少するには、ビツト線23と基板
の間に高抵抗領域(n-,P-またはi領域)を挿
入したり、P領域14″とビツト線を少し離した
りすればよい。蓄積容量を増加するためにn+領
域21の上の絶縁層は薄く形成されている。たと
えば100Å〜1500Åである。絶縁層の他の部分は
ワード線容量を減少させるために厚くなされてい
る。たとえば3000Å〜2μmである。 FIG. 3 shows another embodiment of the invention with a MOS structure storage capacitor on the surface. 3a and 3b are cross-sectional views taken along lines AA' and BB', respectively, in the case of a memory cell having a concentric configuration similar to that shown in FIG. 2a. The bit line 23 is constituted by an n + region 23 buried inside the semiconductor. The storage capacitor is formed between the n + region 21 and an electrode 21' made of metal such as Al or Mo, low resistance polysilicon, or a combination of these. Writing is performed by applying a positive voltage to the bit line 23 when a positive voltage is applied to the word line 14' to make the channel conductive. n + area 21
Electrons flow from the bit line to the bit line, and the region 21 becomes positively charged. When the positive voltage on the word line is removed, this charged state is maintained. This charged state can be read externally by applying a positive voltage to the word line to make the channel conductive. In order to reduce the capacitance of the bit line 23, it is possible to insert a high resistance region (n - , P - or i region) between the bit line 23 and the substrate, or to separate the P region 14'' and the bit line a little. Good. The insulating layer above the n + region 21 is made thin to increase storage capacitance, for example 100 Å to 1500 Å. Other parts of the insulating layer are made thick to reduce word line capacitance. For example, it is 3000 Å to 2 μm.
第2図,第3図に示した実施例は、本発明の半
導体メモリの一具体例を示したものであり、これ
らに限らないことはいうまでもない。導電型を全
く反転した構造のものでも、印加する電圧の極性
を反対にすれば同様の動作をする。また、ゲート
は全て接合型で示したが、ゲートは接合型に限る
ものではなく、シヨツトキー型,MOS・MIS型
など整流性を示すものであればよい。 The embodiments shown in FIGS. 2 and 3 are specific examples of the semiconductor memory of the present invention, and it goes without saying that the present invention is not limited thereto. Even a device with a structure in which the conductivity type is completely reversed will operate in the same way if the polarity of the applied voltage is reversed. Further, although all gates are shown as junction type, gates are not limited to junction type, and may be of any type that exhibits rectifying properties, such as Schottky type, MOS/MIS type, etc.
また、具体例としては主にSITで本発明の半導
体メモリを説明したが、電界効果トランジスタ
(FET)でもよいことは勿論である。二つの主電
極が立体的に構成され、一方が半導体内部もしく
は表面に浮遊領域となつており、二つの主電極間
のキヤリアの流出流入が中型ゲート電極すなわち
中型制御電極により制御されるものであり、各メ
モリセルがチヤンネルと反対導電型領域により分
離されるものであれば、如何なるものでもよい。
チヤンネルの構造も、ここでは同心円状のものに
限つて図示したが、矩形,正方向形,楕円,スト
ライプ状等如何なるものでもよい。浮遊電極を内
部に設けた第2図のもので、表面の主電極の接触
電極を第2図cのように一部に設けてもよいし、
第2図dのように全面に設けてもよい。第3図
の、表面の主電極を浮遊領域にしたものでは、全
面にMOS容量を設けたものが図示されている
が、一部でもよいことは勿論である。 Moreover, as a specific example, although the semiconductor memory of the present invention has mainly been described using SIT, it goes without saying that a field effect transistor (FET) may also be used. Two main electrodes are configured three-dimensionally, one of which is a floating region inside or on the surface of the semiconductor, and the inflow and outflow of carriers between the two main electrodes is controlled by a medium-sized gate electrode, that is, a medium-sized control electrode. , any memory cell may be used as long as each memory cell is separated by a channel and a region of an opposite conductivity type.
Although the structure of the channel is limited to a concentric one in the drawings, it may be of any shape such as a rectangular shape, a directional shape, an ellipse shape, or a striped shape. The floating electrode is provided inside as shown in Fig. 2, and the contact electrode of the main electrode on the surface may be provided in a part as shown in Fig. 2c.
It may be provided over the entire surface as shown in FIG. 2d. In the case of FIG. 3 in which the main electrode on the front surface is made into a floating region, a MOS capacitor is provided over the entire surface, but it goes without saying that a portion may be provided.
本発明の具体例の構造は、従来公知の選択成
長,選択拡散,イオン打ち込み,微細加工,選択
エツチング,プラズマエツチング,スパツタリン
グ,熱酸化,CVD法等の諸技術を駆使すれば容
易に製造できる。 The structure of the embodiment of the present invention can be easily manufactured by making full use of conventionally known techniques such as selective growth, selective diffusion, ion implantation, microfabrication, selective etching, plasma etching, sputtering, thermal oxidation, and CVD.
本発明の半導体メモリは、バルク伝導を用い、
しかもキヤリアの移動を電界によつて行うため書
き込み読み出し速度が速く、しかも立体構造を取
つているため大容量化が行え、各メモリセルがチ
ヤンネルと反対導電型領域により分離されている
ため、動作電位の選択に制限が少なく、中型ゲー
ト構造をとることからワード線容量が減少してき
わめて高速の動作が行え、その工業的価値は非常
に高い。 The semiconductor memory of the present invention uses bulk conduction,
Moreover, since the carrier movement is performed by an electric field, the read/write speed is fast, and the three-dimensional structure allows for large capacity, and since each memory cell is separated by a channel and a region of the opposite conductivity type, the operating voltage There are few restrictions on the selection of gates, and since the gate structure is medium-sized, the word line capacitance is reduced and extremely high-speed operation can be performed, and its industrial value is extremely high.
第1図a乃至fは従来のSITメモリ、第2図a
乃至dは本発明の半導体メモリ、第3図a乃至b
は本発明の半導体メモリである。
Figure 1 a to f are conventional SIT memories, Figure 2 a
3a to d are semiconductor memories of the present invention; FIGS. 3a to 3b
is a semiconductor memory of the present invention.
Claims (1)
電極を半導体表面と内部にそれぞれ半導体表面に
対してほぼ垂直に設け、前記二つの主電極の一方
を浮遊電極となし、前記両電極間に存在する電位
障壁を反対導電型不純物領域よりなる中型構造制
御電極とメモリセル間に設けた分離領域により制
御すべくなし、前記制御電極よりなるワード用列
線及び前記主電極に接続されたビツト用行線の行
列線からなるマトリツクスの交点中少なくとも一
部に前記メモリセルを含んだことを特徴とする半
導体メモリ。 2 前記半導体表面に設けられ主電極を浮遊電極
となし、前記浮遊電極上に絶縁層を介して電極を
設けたことを特徴とする前記特許請求の範囲第1
項記載の半導体メモリ。 3 前記半導体内部に設けられた主電極を浮遊電
極となし、前記半導体表面に設けられた主電極を
ビツト線に接続したことを特徴とする前記特許請
求の範囲第1項記載の半導体メモリ。 4 前記制御電極を接合型、シヨツトキー型、
MIS型電極となしたことを特徴とする前記特許請
求の範囲第1項記載の半導体メモリ。[Claims] 1. Two main electrodes made of high impurity density regions of the same conductivity type are provided on the surface and inside of the semiconductor, respectively, substantially perpendicular to the semiconductor surface, and one of the two main electrodes is used as a floating electrode, A potential barrier existing between the two electrodes is to be controlled by a medium-sized structure control electrode made of an impurity region of opposite conductivity type and a separation region provided between the memory cell, and a word column line made of the control electrode and the main electrode. A semiconductor memory characterized in that the memory cell is included in at least some of the intersections of a matrix made up of connected bit row lines and matrix lines. 2. Claim 1, characterized in that the main electrode provided on the semiconductor surface is a floating electrode, and an electrode is provided on the floating electrode via an insulating layer.
Semiconductor memory described in Section 1. 3. The semiconductor memory according to claim 1, wherein the main electrode provided inside the semiconductor is a floating electrode, and the main electrode provided on the surface of the semiconductor is connected to a bit line. 4 The control electrode may be a junction type, a shot key type,
The semiconductor memory according to claim 1, characterized in that it is an MIS type electrode.
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
| JP11431677A JPS5447587A (en) | 1977-09-22 | 1977-09-22 | Semiconductor memory |
| US05/920,542 US4284997A (en) | 1977-07-07 | 1978-06-29 | Static induction transistor and its applied devices |
| NL7807236A NL191914C (en) | 1977-07-07 | 1978-07-04 | Semiconductor device. |
| GB7828927A GB2000908B (en) | 1977-07-07 | 1978-07-05 | Static induction transistor and its applied devices |
| FR7820381A FR2397070A1 (en) | 1977-07-07 | 1978-07-07 | INDUCTION, STATIC AND MOUNTING TRANSISTOR CONTAINING SUCH TRANSISTORS |
| DE2858191A DE2858191C2 (en) | 1977-07-07 | 1978-07-07 | |
| DE2829966A DE2829966C2 (en) | 1977-07-07 | 1978-07-07 | Semiconductor memory device |
| DE2858190A DE2858190C2 (en) | 1977-07-07 | 1978-07-07 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11431677A JPS5447587A (en) | 1977-09-22 | 1977-09-22 | Semiconductor memory |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5447587A JPS5447587A (en) | 1979-04-14 |
| JPS6158984B2 true JPS6158984B2 (en) | 1986-12-13 |
Family
ID=14634795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11431677A Granted JPS5447587A (en) | 1977-07-07 | 1977-09-22 | Semiconductor memory |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5447587A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5994455A (en) * | 1983-10-31 | 1984-05-31 | Hitachi Ltd | Semiconductor memory |
| AU2016277995B2 (en) * | 2015-06-16 | 2018-11-08 | Dyson Technology Limited | Diffuser |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3986180A (en) * | 1975-09-22 | 1976-10-12 | International Business Machines Corporation | Depletion mode field effect transistor memory system |
-
1977
- 1977-09-22 JP JP11431677A patent/JPS5447587A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5447587A (en) | 1979-04-14 |
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