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cmosramInfo
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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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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/40—Integrated 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
- H10D84/401—Combinations of FETs or IGBTs with BJTs
- H10D84/403—Combinations of FETs or IGBTs with BJTs and with one or more of diodes, resistors or capacitors
- H10D84/406—Combinations of FETs or IGBTs with vertical BJTs and with one or more of diodes, resistors or capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B10/00—Static random access memory [SRAM] devices
- H10B10/15—Static random access memory [SRAM] devices comprising a resistor load element
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S257/00—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
- Y10S257/903—FET configuration adapted for use as static memory cell
Landscapes
- 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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) 。
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。
)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。
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。
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。
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。
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■。。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- (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)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)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)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)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)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
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/643,580 US4868628A (en) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | CMOS RAM with merged bipolar transistor |
| US643580 | 1984-08-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187361A true JPS6187361A (ja) | 1986-05-02 |
Family
ID=24581420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60181598A Pending JPS6187361A (ja) | 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 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4868628A (ja) |
| EP (1) | EP0173386B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6187361A (ja) |
| DE (1) | DE3570017D1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2632420B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1997-07-23 | 三菱電機株式会社 | 半導体集積回路 |
| KR960012252B1 (ko) * | 1993-03-05 | 1996-09-18 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 메모리장치 |
| TW372363B (en) * | 1996-04-04 | 1999-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacturing method for static semiconductor memory apparatus and semiconductor apparatus and bipolar transistor |
| JPH1092950A (ja) | 1996-09-10 | 1998-04-10 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPH10154393A (ja) * | 1996-11-22 | 1998-06-09 | Mitsubishi Electric Corp | スタティック型半導体記憶装置 |
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