JPS6258672A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS6258672A
JPS6258672A JP60198069A JP19806985A JPS6258672A JP S6258672 A JPS6258672 A JP S6258672A JP 60198069 A JP60198069 A JP 60198069A JP 19806985 A JP19806985 A JP 19806985A JP S6258672 A JPS6258672 A JP S6258672A
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JP
Japan
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transistor
line
layer
drain
charge
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Pending
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JP60198069A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichiro Masuko
益子 耕一郎
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS6258672A publication Critical patent/JPS6258672A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内部増幅機能を有するダイナミック形メモ
リセル(以下ゲインセルと呼称する)により構成さhる
半導体R憶g直に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図(a)および(b) tryそhぞハ例えば工E
EE Tran−qactions  ON  Fil
ectron  Device日、  Vow、  E
T)−32゜No、2. Febrcary 1985
誌(PP、258〜281) !こ示さハた従来のゲイ
/セル金示す平面図及び断面図、π4 図(b)M %
 4図(a)のIVB−IVB面での断面図、9■4図
(a) l−を第4図(b)のIVA−IVA 面カラ
ミr平面図テする。そして、第5図は第4図1こ示した
ゲインセルの等価回路図である。!4図において、(!
1け電源VDD配線を形成する拡散配線、(2)は続出
し用ビット線(READ BIT L工NK)全形成す
る拡散配線、(3)は書込み用ビット線(WR工TE 
BIT L工NK) f形成するアルミニウム配線、(
4)は読出(7用ワード線(READ ”VO−RD 
L工NE)を形成する第3層多結晶シリコン配線、(5
)は書込入用ワード線(W’F工TFWORT) L工
NE)を形成する第2層多結晶シリコン配線、(6)は
分離用酸fヒ膜、(7)は第1@多結晶シリコン配線上
にこ形成されたポリシリコン・トランジスタ(SOX 
POLYSIL:rcONTRANf’+l5TOR)
であり、そのソース+81 HW’RITEBITL工
NE +31 jご接続され、ドレイン(911げ電荷
の蓄積部(CHARGFi 5TORAGE)101 
(7)il極となっている。01)は基板内に形成さh
に読出しトランジスタ(BULK 5EN−8ETRA
NSTSTOR)であり、そのドレインはVDD配線(
1)に、ソースけREAD B工TL工NE (21に
接続されている。
次に、第5図において、 C1はRKAD WORD 
L工NE(41とso工POLYS工り工OON TR
ANS工5TOR(7)のドレイン(9)とで構成、さ
ハるCHARGE 5TORA(TE flolの電気
容量であり、C21d C!HARGK 5TOFtA
GE部+10)の浮遊容量であり、VTP HS○工P
OLYS工り工CON TRANS工5TOR(71の
しきい値電圧であり、VTB n BULK sgNs
g TRANsrsToR(11)のしきい値電圧であ
り、 VRW n RRJD WORD IJNE +
41の高電位レベルである。
次に動作について説明する。書込み動作時にはWFI工
TF′、WORD L工NE telとREAD WO
IRD L工NE +41との両方を高電位にし、WR
工TE B工T訂NE +31に書込みたい情報電位を
印加する。獲込みが完了すると、まずWR工TK WO
RD L工NE +51を低電位にし、擾いてREAD
WORD L工NK +41全低レベルにすること番こ
より、C)TA−RGE 5TORAGE 001に書
込まf′1に電位(vH)が保持される。このとき、B
ULK 5KNSE TRANs工5TOR(11)が
導通しない条件として次式が与えらハる。
Va −01VRw/ (C,+O:)<VTn   
    ・・・〔1)ま1こ、 CHARGE 5TO
RA()E flol 1こ゛l□Itレベル((V)
が書込まね1こ場合(こは、保持状態においては柊母結
合ニヨリ、−CI VRw/(C1+C2)になるので
、ポリシリコン、トランジスタ(So工POLYS工り
工C!ON TRANS工5ToR)(7)が導通しな
い条件として次式が与えら台る。
−C! I VRw/ (C1’+02) < −VT
P       ・・・〔2〕したがって、++ On
レベルの保持状態における電位灯−VTPより低くなら
ない。
こハより、読出し動作時、すなわちW[TE WORD
L工NE +51が低レベル、READ WORD L
工NE +41が高レベル(VRW) 時に、“Olル
ベルか書込まf″IたメモリセルのFIULK SE?
JS11fl TRANS工5TORα℃が導通しない
条件として次式か辱らハる。
−VTP + CIVRw/(Oz+02) <VTR
−(31[1’)式キ〔3〕式を合せて次の関係式が導
出さハる。
VH−VTB<01VRw/(C1+04) <VTP
+VTR=−(41以上説明し1こように、〔41式を
満足するように容量値や電位を制御すること番こより、
メモリ動作が遂行さf7る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のゲインセル汀以上のように構狡されでいるので、
1)正確なメモリ動作全遂行する番ごあたり、〔4〕式
の関係全満足するよう正確にcHARGE 5TORA
−/G[部の容量値を制御する必要があろうil)ポリ
シリコン・トランジスタの11−り電流がバルク内に作
成したトランジスタのそhよりも制ett性か悪い1こ
め、記憶電荷の保持特性1こ不安か残るうの二点などの
問題点かあっ1こ。
この発明は上記のような問題点全解消するためになされ
たもので、 CHARGE 5TORAGE部の容量値
の制a性に影響されず正WIなメモリ動作を行うととも
に、記憶′重荷保持性の安定なゲインセルにより構成さ
れる半導体記憶装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決する1こめの手段〕 この発明Sこ係る半導体記憶装置け、WR工TE WO
RDL工?JPによって制御さhる書込み用トランジス
タが基板内に形駿され、その書込み用トランジスタのソ
ース≠:ビット線(書込み、続出し兼用)に19続さハ
、ドレインに記憶情報か電荷として保持され、その記憶
電荷により制御されるポリシリコン・トランジスタとR
EAD WORD L工1によって制御されるポリシリ
コン・トランジスタとがビット線、6Sg電位との間に
直列接続さハたゲインセルにより構成されるものである
〔代用〕
この発明による半導体記憶装置け、容量結合によらず1
こ記憶電荷(電位)そのものによってトランジスタ動作
を制御するので、製造プロセス変動等に起因する容量値
変動にメモリ動作が影響さハSこ(ぐ、また記憶電荷?
保持するトランジスタが基板内に形成されているので、
記憶電荷保持特性が安定化する。
〔2発明の実施例〕 以下、この発明の一実櫂例を図について説明する。第1
図において、(101)は第2層ポリシリコン層より構
成される基準1!源線であり、(102)。
(103) /′ipチャネル・ポリシリコン・トラン
ジスタ、  (XO4)けp−基板(SUB 5TRA
TE) (loo)°に形成埋込みコンタクト、(10
6) Hアルミ配線より形成さハるビット線(lo’7
)と第2層ポリシリコン層との間のフンタクト、(10
8)けpチャネル・ポリシリコン・トランジスタ(10
2)と(103)とをつなぐノード、(109)は第1
層ポリシリコン層で構成されるワード線(WL)、(1
10)は基準電源線(101)とpチャネル・ポリシリ
コン・トランジスタ(103)のゲートを構成する。十
拡散層との間に形成される電荷蓄積容量、(111)げ
シリコン峻化膜である。
なお、第1図(a)d平面図で、第1図(b) H第1
図(alの■B−iB線での断面図である。
第2図は@1図の実施例の等価回路因である。
第2図から、3トランジスタ形ダイナミツク・メモリセ
ルの変形であることがわかる。
第3図に示すタイミング図をもとに動作を説明する。゛
°1°°レベルを書込むにはワード線(1o9)fe高
電位にし、ビット線(lO7)にHI11レベルを印加
する。その時、選択されたワード線(109)に付随す
る書込み用トランジスタ(104)が導通状態となり、
ビット線(107)の電位が電荷蓄積容量(110)に
伝達される。ワード線(109)かOVに戻るとトラン
ジスタ(104)は非導通状態となりII I IIレ
ベルが電荷蓄積容(身(110)に保持される。ワード
線(109)を負電位にすると読出しEdJ f’lE
が実行さハる。電荷蓄積容量(xxo) lこパ1ムが
書込まハてAる場合Cごdセンス用ポリシリコン・トラ
ンジスタ(103) n 非導通状態となり、ワード線
(109)lこより制御さかる読出し用ポリシリコン・
トランジスタ(102)カ導通状態ζこなっても基部電
源線(101)とビット線(10’7)との間は高抵抗
状態となりビット線(10ツ)の電位は変化しない。一
方、電荷蓄積容量(110)lこ°l□11が考込ま台
てIAる場合tこσポリシリコン・トランジスタ(10
3)が導通状態となるので、ワード線(109)が負電
位となると、基準電源線(1o1)とビット線(10′
/)との開は低抵抗状態となり、ビット線(10’i’
)の電位は基準電源線(101)の電位の方向に充電ま
7:ハ放電(木説明では大地電位に放電)される。
電荷蓄積容量(ユニO)の蓄積電位と続出し時のビット
線(10’7) 電位の増幅方向とが一致しているので
、書込み時に非選択のビット線(1o7)に読出さ2I
−1′r−電荷8′項容量(1ユ○)の電荷全増幅して
電荷蓄フ懸客借(110)1こ戻すか、書込み・肋作前
に読出し仙fil:を行い、選択さ′hたビット線(1
0マ)にのみ外部から電圧を強制印加することlこより
、選択されたビット線(10’/) 、ワード線(10
9)の交点のメモリセルの情報のみを書換えることが可
能になる。
なお、上記実施例ではp形溝電型基板上に形成さfl 
7:nチャネル・トランジスタで構成されたものを示し
たが、n形基版上にpチャネル・トランジスタを形成し
たものであってもよいし、CMOSプロセスを用いたも
ので、ちってもよい。
また、電荷蓄積容量に記憶さf17:電荷と読出し時の
ピット線電位増幅の方向も必ずしも一致してい々くとも
、周辺回路の適当な変更により上P実施例と同様の効果
を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によハはゲインセルの書込み用
トランジスタを基板上のトランジスタにしたので、記憶
電荷保持特性が安定しており、また読出し用トランジス
タと記憶電荷により制御されるセンス・トランジスタを
基準電源線とビット線の間に直列に設けたので、メモリ
セル内のノードの静電容量の精密な制御が不要になり、
信頼性の高い半導体記憶g置が得らねる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)il″jこの発明の一実施例による半導体
1肥憶弯置の平面図、第1図(1)) h第1図(a)
の■B−IB線での断面図、第2図はこの実施例の等価
回路図、g113図はこの実施例の動作タイミング図、
第4図(a)及び(b)けそhぞハ従来の半導体記憶装
置の平面図及び断面図、第5図はこの従来装置の等価回
路図である。 図において、(100)は半導体基板、(101)は基
準電源線、(102)灯続出し用トランジスタ、(10
3) g−1センス用トランジスタ、(104) [書
込み用トランジスタ、(xo7)かピット線、(108
)はノード、(109)Hワード線、(110)tri
電荷蓄積容量である。 なお、図中向−符−+8−け同一または相当部分を示す

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に絶縁膜を介して形成されワード線
    を構成する第1層ポリシリコン層、この第1層ポリシリ
    コン層からなる上記ワード線をゲートとして上記半導体
    基板内に形成された書込み用トランジスタ、上記ワード
    線をゲートとし、上記書込み用トランジスタのソースに
    接続するように形成された第2層ポリシリコン層内に当
    該接続部をソースとするように形成された読出し用トラ
    ンジスタ、上記書込み用トランジスタのドレインをゲー
    トとし上記第2層ポリシリコン層内に当該第2層ポリシ
    リコン層の一部で構成される基準電源線にドレインが接
    続されソースは上記読出し用トランジスタのドレインと
    ノードで接続されるように形成されたセンス用トランジ
    スタ、上記書込み用トランジスタのドレインと上記基準
    電源線及び上記センス用トランジスタのドレインとの間
    に形成された電荷蓄積容量、及び上記第2層ポリシリコ
    ン層と上記読出し用トランジスタのソースにおいて接続
    され他の部分では絶縁膜を介するように設けられた金属
    層からなるビット線をそれぞれ備えた複数個のメモリセ
    ルをそれぞれX及びY方向に配列された複数の上記ワー
    ド線及び複数のビット線の立体交差する部分にそれぞれ
    形成されてなる半導体記憶装置。
JP60198069A 1985-09-06 1985-09-06 半導体記憶装置 Pending JPS6258672A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03259565A (ja) * 1989-06-30 1991-11-19 Texas Instr Inc <Ti> Sram
JPH0595125A (ja) * 1991-10-01 1993-04-16 Agency Of Ind Science & Technol 光電変換素子
JP2001195879A (ja) * 1999-11-05 2001-07-19 Hitachi Ltd 半導体装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03259565A (ja) * 1989-06-30 1991-11-19 Texas Instr Inc <Ti> Sram
JPH0595125A (ja) * 1991-10-01 1993-04-16 Agency Of Ind Science & Technol 光電変換素子
JP2001195879A (ja) * 1999-11-05 2001-07-19 Hitachi Ltd 半導体装置

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