JPS6187361A - 併合したバイポ−ラトランジスタを有するcmosram - Google Patents

併合したバイポ−ラトランジスタを有するcmosram

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JPS6187361A
JPS6187361A JP60181598A JP18159885A JPS6187361A JP S6187361 A JPS6187361 A JP S6187361A JP 60181598 A JP60181598 A JP 60181598A JP 18159885 A JP18159885 A JP 18159885A JP S6187361 A JPS6187361 A JP S6187361A
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JP
Japan
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transistor
transistors
well
memory cell
semiconductor material
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JP60181598A
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English (en)
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ジヨージ ヒユーストン シモンズ
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
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    • 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
    • H10D84/40Integrated 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 H10D12/00 or H10D30/00 with at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of IGFETs with BJTs
    • H10D84/401Combinations of FETs or IGBTs with BJTs
    • H10D84/403Combinations of FETs or IGBTs with BJTs and with one or more of diodes, resistors or capacitors
    • H10D84/406Combinations of FETs or IGBTs with vertical BJTs and with one or more of diodes, resistors or capacitors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices
    • H10B10/15Static random access memory [SRAM] devices comprising a resistor load element
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/903FET configuration adapted for use as static memory cell

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  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔所業上の利用分野〕 本発明は、集積回路メモリセルに関し、特に第1導電形
半導体材刺の基板と、この基板内に配置されてその内部
に7表面を有するウェルを形成する第、2導電形半導体
材料の領域と、前言eウェル内に配置され電界効果トラ
ンジスタのソース領域及びドレイン領域を形成する第1
導電形材料の複数の領域とから成り、前記電界効果トラ
ンジスタが交差接法f−)電極とともに2つのデータ記
憶トランジスタを構成するようになった集積回路メモリ
セルに関する。
〔従来の技術〕
このようなメモリセルは、たとえばヨーロッパ特許出願
公開番号θ02θ//3により公知である。スタティッ
クランダムアクセスメモリ(RAM)を製造するために
、通常、相補形金属酸化物半導体(CMO3)の技術が
用いられている。今までにNチャンネルメモリ装置及び
Pチャンネルメモリ装置の双方が設計されている。しか
しながら、従来、特にPチャンネルセルの多くは、実用
上遅すぎると考えられてきた。
〔発明が解決すべき問題点〕
本発明の目的は、cM6sのスタティックRAMセル、
特に従来のセルよりも速い0MO5のN形つェル/p形
チャンネルスタティックRAMセルを提供することであ
る。
〔問題点を解決すべき手段〕
本発明による集積回路メモリセルは、前記ウェル内に配
置されて6個のポケットを形成する第1導電形半導体材
料の6つの領域を有し、このポケットをそれぞれ3個づ
つ一組のポケットセットに分けて配列し、各ポケットセ
ットの第7及び肌3のポケットと182のポケットとの
間を、前記ウェル表面全体にわたってウェル材料のq個
所の部分によって隔離し、前記ウェル材料の4を個所の
部分上に配置されて絶縁層となる薄い酔化物層とこの絶
縁層上に配置畑れたゲート電極とを有し、このゲートN
極と前記6個のポケットとでqつの′1i界効果トラン
ジスタ、前記一つのデータ記憶トランジスタ及び一つの
アクセストランジスタを構成し、各ポケットセット内の
7つのポケットに前記第a導電形半導体材料の領域を配
置し、この/ポケット内の領域をバイプーラトラン・ゾ
スタのエミッタとし、ポケット自体をベースとし、前記
ウェルをそのバイポーラトランジスタのコレクタとする
ことを特徴とする。
〔発明のダl果〕
本発明の特徴の7っは、各セルごとに併合したNPNバ
イポーラトランジスタを与えてセルの動作を促進するこ
とである。これらのNPNトランジスタは、従来のソー
ス/ドレイン拡散の間に製造してもよく、またセルの固
有P領域内にN領域を拡散させることによって装造して
もよい。結果として、NPN)?ンソスタを設けること
は、セルのサイズを大きくしない。
本発明の他の目的、特徴及び利点は、特許請求の範囲並
びに添付図面とともに下記説明を参照することによシ明
らかになるだろう。
〔実施例〕
図面を参照すると、第7図に、第1導電形すなわちP形
半導体材料の基板が示されている。基板1)内には、内
部に7つの表面15を有するウェル18を形成する第コ
導電形すなわちN形半導体材料の領域が配置されている
。ウェル内には、P形半導体材料の6つの領域が配置さ
れている。これらの410城は、O/  、 015(
Q3.) 、 Q、?、(Q58) 。
Q!o 、 Q、2s((%’S)及び04o(OA9
)として示されている。これらの領域はウェル内に6つ
のポケットを形成し、このポケットは、それぞれ3つの
ポケットで成る2組のポケットヒツトに分けて配列され
ている。各ポケットセットの第1ポケツトQ10゜Q2
o及び第3ポケツトQIIo(Q〜)、Q3o(QSB
)と第1ポケツトQ10(Q35) 、 Q、25(O
II5)との間は、ウェルの表面15全体にわたって、
ウェル材料のxi ay所の部分によって隔離されてい
る。このウェル材料のq個所の離隔部分上に薄い酸化物
#(図示せず)が形成される。これらの酸化物属が絶み
層となる。グー) Q/G、 Q2G、 Q3G 、 
Q鮨となるポリシリコン材料のff−)電極が、qつの
絶縁層上に形成される。
各?ケラトセットの第3ポケツトにN形半導体材料の領
域が拡散される。これらの領域は、ポケットQ夕。、Q
乙8をベースとしN形つェルをコレクタとした一つのバ
イポーラトランジスタのエミッタQ、t、 、 OA、
を構成する。ウェル18内の6つのP形材料頓域とtつ
のデートとが第3図に示されるように接続されたグつの
πi、界効果トランジスタQ/、Qツ、03 、Qll
を構成する。第3図には、λつのバイナリPNP形トラ
ンジスタT/及びTノも示されている。トランジスタT
/について第2図に示したように、これらトランジスタ
は、それぞれ基板内にN形つェルを拡散してそのトラン
ジスタのベースT/8とすることによシ基板上に形成さ
れる。トランジスタT/のエミッタT/、は、N−ウェ
ル内にP形材料を拡散することにより形成される。基板
は、トランジスタT/のコレクタT/。となる。抵抗R
/及びR,2(第1図に図示せず)を周知の方法により
基板上に薄膜装置して形成してもよい。
動作に際して、第3図に示されたセルを読み出す場合、
ラインRAを低状態にしてトランジスタQ3及びOII
をターンオンする。トランジスタO/が充電され、トラ
ンジスタQ、2が放電された状態忙セルがあると仮定す
る。トランジスタQ3がターンオンすると、トランジス
タQ/は導錦セず卵、圧v0゜はトランジスタQ5のベ
ースに印加されない。結果として、トランジスタ05は
オフ状態のまま維持され、ラインBLは細状シヒのまま
維持される。Q’4がターンオンするとトランジスタQ
、2I/i放律されるので、トランジスタQA(7)ベ
ースにトランジスタQ2及びQ4を介して電圧V。0が
加えらね、トランジスタ06はターンオンする。
結果として、7u圧vccがラインBLに加えられトラ
ンジスタQ2が充電されていないことを示す。
書込み動作を示すために、トランジスタQ/は虐辿状態
であり、トランジスタQ2が非汎通状角であると仮定す
る。この状態を反転させてトランジスタQ/を非28通
状態とし、トランジスタQ2を4電状態とするために、
セルの書込みが行なわれる。これを行なうために、ライ
ンRAは再び低状態となってトランジスタQ3及びQ”
+をターンオンする。トランジスタQ/を放雷させるた
めに、ライン17を介してトランジスタT/のベースに
適当な低僕圧が加えられ、トランジスタT/がターンオ
ンする。この結果、ライン日/が低電位■ssに維持さ
れる。同時に、ライン19を介してトランジスタT、!
のベースに適当なS圧が加えられ、そのトランジスタT
2をオフ状態に維持する。
ライン17上の低電、圧によって、BLが低電位vss
となる。というのは、トランジスタT/のエミッタ′r
↓1圧はコレクタ電圧vssとわずかに異なるからであ
る。トランジスタQ3(及び04)がターンオンすると
、QSのベース電圧は■ssよりも/v、e(約0.7
 V )だけ大きくなる。トランジスタQ3のソース電
圧は、ドレイン箱、圧よりもわずかたけ大きい。結果と
して、トランジスタQ2のゲート電圧は、約/■、すな
わち/ V、。にT/とQとの間の小さな電圧降下分を
加えた分だけ■ssよりも大きい。Q/及びQ2はスレ
ッショルド電圧的/■のエンハンスメント形FETであ
ると仮定する。したがって、Q2のゲート電圧が■。。
よりも/V以上降下すると、Q、2けターンオンする。
■。。がvSSよりも少なくともλ■だけ大きい(たと
えば5V)と仮定すると、ライン17に低1f圧を加え
た場合、トランジスタQ2のゲート’[ii、 FEは
V よりも約/■だけ太きいからV。。よりも少なS ぐとも/■だけ小官くなり、トランジスタ02はターン
オンする。Q2がターンオンすると、そのドレイン重圧
が上昇してトランジスタQ/のゲート電圧を引き上げ、
Q/をターンオフする。
当業者ならばわかるように、本明細書に記載した実施例
は説明上のためであシ限定的に考えるべきではない。
本発明を、特にPチャンネル装置だけについて説明した
が、Nチャンネル装置についても同様に大きな利点を得
ることができる。Nチャンネル装置では、Q/、Qコ、
Q3及びQグがP形つェル内のNチャンネルFETとし
て設けられ、一方、トランジスタQ、を及びQ乙が併合
したPNPトランジスタによって形成される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のメモリセルの横断面図、第Ω図は第7
図で示す型式のメモリセルアレイに用いるPNPトラン
ジスタの横断面図、第3図は、第2図に示すPNPトラ
ンジスタを一個具備する、第1南のメモリセルの回路図
である。 1)・・・・・・pb板、   13・・曲ウェル、 
 15・曲・ウェル表面、  17.19・・・・・・
ライン。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電形半導体材料の基板と、この基板内に配
    置されてその内部に1表面を有するウェルを形成する第
    2導電形半導体材料の領域と、前記ウェル内に配置され
    電界効果トランジスタのソース領域及びドレイン領域を
    形成する前記第1導電形半導体材料の複数の領域から成
    り、前記電界効果トランジスタが交差ゲート電極ととも
    に2つのデータ記憶トランジスタを構成するようになつ
    た集積回路メモリセルにおいて、前記ウェル内に配置さ
    れて6個のポケットを形成する前記第1導電形半導体材
    料の6つの領域を有し、このポケットをそれぞれ3個づ
    つ2組のポケットセットに分けて配列し、各ポケットセ
    ットの第1及び第3のポケットと第2のポケットとの間
    を、前記ウェル表面全体にわたつてウェル材料の4個所
    の部分によつて隔離し、前記ウェル材料の4個所の部分
    上に配置されて絶縁層となる薄い酸化物層とこの絶縁層
    上に配置されたゲート電極とを有し、このゲート電極と
    前記6個のポケットとで4つの電界効果トランジスタ、
    前記2つのデータ記憶トランジスタ及び2つのアクセス
    トランジスタを構成し、各ポケットセット内の1つのポ
    ケットに前記第2導電形半導体材料の領域を配置し、こ
    の1ポケット内の領域をバイポーラトランジスタのエミ
    ッタとし、ポケット自体をベースとし、前記ウェルをそ
    のバイポーラトランジスタのコレクタとすることを特徴
    とする集積回路メモリセル。
  2. (2)前記第1導電形半導体材料はp形材料であり、前
    記第2導電形半導体材料はN形材料であることを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項記載の集積回路メモリセ
    ル。
  3. (3)前記データ記憶トランジスタのソース領域は相互
    に接続され、ドレイン領域はそれぞれ他のデータ記憶ト
    ランジスタのゲート電極に接続されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第(2)項記載の集積回路メモリセ
    ル。
  4. (4)前記2つのアクセストランジスタのうちの1方の
    トランジスタのソース領域は前記2つのデータ記憶トラ
    ンジスタのうちの一方のトランジスタのゲート消極に接
    続され、他方のアクセストランジスタのソース領域は他
    方のデータ記憶トランジスタのゲート電極に接続され、
    前記一方のアクセストランジスタのドレインや領域は前
    記バイポーラトランジスのうちの一方のトランジスタの
    ベースに接続され、前記他方のアクセストランジスタの
    ドレイン領域は他方のバイポーラトランジスタのベース
    に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第(
    3)項記載の集積回路メモリセル。
  5. (5)前記バイポーラトランジスタのコレクタは相互に
    接続され、エミッタはメモリセルの出力となつているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(4)項記載の集積回
    路メモリセル。
  6. (6)2つのPNP形トランジスタを有し、一方のPN
    P形トランジスタのエミッタが前記バイポーラトランジ
    スタの1つのエミッタと接続され、他方のPNP形トラ
    ンジスタのエミッタが他のバイポーラトランジスタのエ
    ミッタと接続され、PNPトランジスタのコレクタが低
    電圧源に接続され、PNPトランジスタのベースが適当
    な書込み信号を受けるようになつていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第(5)項記載の集積回路メモリセル
JP60181598A 1984-08-22 1985-08-19 併合したバイポ−ラトランジスタを有するcmosram Pending JPS6187361A (ja)

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US06/643,580 US4868628A (en) 1984-08-22 1984-08-22 CMOS RAM with merged bipolar transistor
US643580 1984-08-22

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JPS6187361A true JPS6187361A (ja) 1986-05-02

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ID=24581420

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