JP2002343886A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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JP2002343886A
JP2002343886A JP2001371802A JP2001371802A JP2002343886A JP 2002343886 A JP2002343886 A JP 2002343886A JP 2001371802 A JP2001371802 A JP 2001371802A JP 2001371802 A JP2001371802 A JP 2001371802A JP 2002343886 A JP2002343886 A JP 2002343886A
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channel body
memory device
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Takashi Osawa
澤 隆 大
Takashi Yamada
田 敬 山
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田 佳 久 岩
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory device realizing dynamic memory by the memory cell of simple transistor structure. SOLUTION: Each MIS transistor of the semiconductor memory device is provided with a semiconductor layer 12, a source area 15 formed at the semiconductor layer 12, a drain area 14 which is formed separately from the source area 15 on the semiconductor layer 12 and where the semiconductor layer between the source area 15 and the drain area becomes a channel body in a floating state, a first gate 13 for forming a channel at the channel body, a second gate 20 for controlling the potential of the channel body by capacity connection, and a high density area 21 formed on the second gate side of the channel body and having impurity density higher than that of the channel body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、トランジスタの
チャネルボディを記憶ノードとしてダイナミックにデー
タ記憶を行う半導体メモリ装置に関する。
The present invention relates to a semiconductor memory device for dynamically storing data using a channel body of a transistor as a storage node.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のDRAMは、MOSトランジスタ
とキャパシタによりメモリセルが構成されている。DR
AMの微細化は、トレンチキャパシタ構造やスタックト
キャパシタ構造の採用により大きく進んでいる。現在、
単位メモリセルの大きさ(セルサイズ)は、最小加工寸
法をFとして、2F×4F=8Fの面積まで縮小され
ている。つまり、最小加工寸法Fが世代と共に小さくな
り、セルサイズを一般にαFとしたとき、係数αも世
代と共に小さくなり、F=0.18μmの現在、α=8
が実現されている。
2. Description of the Related Art In a conventional DRAM, a memory cell is constituted by a MOS transistor and a capacitor. DR
The miniaturization of AM has been greatly advanced by adopting a trench capacitor structure or a stacked capacitor structure. Current,
Size of a unit memory cell (cell size), the minimum feature size is F, it is reduced to an area of 2F × 4F = 8F 2. That is, when the minimum processing dimension F decreases with generation and the cell size is generally αF 2 , the coefficient α also decreases with generation, and when F = 0.18 μm, α = 8 at present.
Has been realized.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】今後も従来と変わらな
いセルサイズ或いはチップサイズのトレンドを確保する
ためには、F<0.18μmでは、α<8、更にF<
0.13μmでは、α<6を満たすことが要求され、微
細加工と共に如何にセルサイズを小さい面積に形成する
かが大きな課題になる。そのため、1トランジスタ/1
キャパシタのメモリセルを6Fや4Fの大きさにす
る提案も種々なされている。しかし、トランジスタを縦
型にしなければならないといった技術的困難や、隣接メ
モリセル間の電気的干渉が大きくなるといった問題、更
に加工や膜生成等の製造技術上の困難があり、実用化は
容易ではない。
In order to secure the same trend of cell size or chip size as in the past, if F <0.18 μm, α <8 and F <0.1
In the case of 0.13 μm, α <6 is required to be satisfied, and how to form the cell size in a small area together with the fine processing is a major issue. Therefore, 1 transistor / 1
It proposed that the memory cell capacitor to the size of 6F 2 or 4F 2 is also made various. However, there are technical difficulties such as the need to make the transistors vertical, problems such as increased electrical interference between adjacent memory cells, and difficulties in manufacturing techniques such as processing and film formation. Absent.

【0004】そこで、この発明は、単純なトランジスタ
構造のメモリセルにより、ダイナミックにデータを記憶
可能な半導体メモリ装置を提供することを1つの目的と
している。
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of dynamically storing data using a memory cell having a simple transistor structure.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る半導体メモリ装置は、メモリセルを構
成するための複数のMISトランジスタを有する半導体
メモリ装置であって、各MISトランジスタは、半導体
層と、前記半導体層に形成されたソース領域と、前記半
導体層に前記ソース領域と離れて形成されたドレイン領
域であって、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間
の前記半導体層が、フローティング状態のチャネルボデ
ィとなる、ドレイン領域と、前記チャネルボディにチャ
ネルを形成するための第1のゲートと、前記チャネルボ
ディの電位を容量結合により制御するための第2のゲー
トと、前記チャネルボディの前記第2のゲート側に形成
された高濃度領域であって、前記チャネルボディの不純
物濃度よりも高い不純物濃度を有する、高濃度領域と、
を備え、前記MISトランジスタは、前記チャネルボデ
ィを第1の電位に設定した第1データ状態と、前記チャ
ネルボディを第2の電位に設定した第2データ状態とを
ダイナミックに記憶する、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor memory device according to the present invention is a semiconductor memory device having a plurality of MIS transistors for forming a memory cell, wherein each MIS transistor comprises: A semiconductor layer, a source region formed in the semiconductor layer, and a drain region formed apart from the source region in the semiconductor layer, wherein the semiconductor layer between the source region and the drain region is A drain region serving as a floating channel body; a first gate for forming a channel in the channel body; a second gate for controlling a potential of the channel body by capacitive coupling; A high concentration region formed on the side of the second gate, wherein the impurity concentration is higher than an impurity concentration of the channel body. Having things density, and a high concentration region,
Wherein the MIS transistor dynamically stores a first data state in which the channel body is set to a first potential and a second data state in which the channel body is set to a second potential. And

【0006】また、本発明に係る半導体メモリ装置は、
メモリセルを構成するための複数のMISトランジスタ
を有する半導体メモリ装置であって、各MISトランジ
スタは、半導体層と、前記半導体層に形成されたソース
領域と、前記半導体層に前記ソース領域と離れて形成さ
れたドレイン領域であって、前記ソース領域と前記ドレ
イン領域との間の前記半導体層が、フローティング状態
のチャネルボディとなる、ドレイン領域と、前記チャネ
ルボディにチャネルを形成するための第1のゲートと、
を備え、前記MISトランジスタは、前記ソース領域か
ら前記ドレイン領域へチャネル電流が流れる場合と、前
記ドレイン領域から前記ソース領域へチャネル電流が流
れる場合とで、同じ電位を前記第1のゲートに与えた場
合でも異なる特性を有しており、且つ、前記MISトラ
ンジスタは、ドレイン接合近傍でインパクトイオン化を
起こすかもしくは前記第1のゲートにより誘起されるド
レインリーク電流により前記半導体層を第1の電位に設
定した第1データ状態と、前記ドレイン領域と前記チャ
ネルボディとの間に順バイアス電流を流して前記半導体
層を第2の電位に設定した第2データ状態とをダイナミ
ックに記憶する、ことを特徴とする。
Further, a semiconductor memory device according to the present invention comprises:
A semiconductor memory device having a plurality of MIS transistors for forming a memory cell, wherein each MIS transistor includes a semiconductor layer, a source region formed in the semiconductor layer, and a semiconductor region separated from the source region in the semiconductor layer. A drain region formed, wherein the semiconductor layer between the source region and the drain region serves as a floating channel body; and a first region for forming a channel in the channel body. Gate and
Wherein the MIS transistor applies the same potential to the first gate when a channel current flows from the source region to the drain region and when a channel current flows from the drain region to the source region. In this case, the MIS transistor has an impact ionization near the drain junction or sets the semiconductor layer to a first potential by a drain leak current induced by the first gate. Dynamically storing a first data state and a second data state in which a forward bias current is applied between the drain region and the channel body to set the semiconductor layer to a second potential. I do.

【0007】また、本発明に係る半導体メモリ装置は、
メモリセルを構成するための複数のMISトランジスタ
を有する半導体メモリ装置であって、各MISトランジ
スタは、半導体層と、前記半導体層に形成されたソース
領域と、前記半導体層に前記ソース領域と離れて形成さ
れたドレイン領域であって、前記ソース領域と前記ドレ
イン領域との間の前記半導体層が、フローティング状態
のチャネルボディとなる、ドレイン領域と、前記チャネ
ルボディにチャネルを形成するためのゲートと、を備
え、前記MISトランジスタは、ゲートに負の電位を印
加することにより誘起されるドレインリーク電流を流す
ことで、前記半導体層を第1の電位に設定した第1デー
タ状態と、前記ドレイン領域と前記チャネルボディとの
間に順バイアス電流を流して前記チャネルボディを第2
の電位に設定した第2データ状態とをダイナミックに記
憶する、ことを特徴とする半導体メモリ装置。
[0007] A semiconductor memory device according to the present invention comprises:
A semiconductor memory device having a plurality of MIS transistors for forming a memory cell, wherein each MIS transistor includes a semiconductor layer, a source region formed in the semiconductor layer, and a semiconductor region separated from the source region in the semiconductor layer. A drain region formed, wherein the semiconductor layer between the source region and the drain region is a floating channel body, a drain region, and a gate for forming a channel in the channel body; The MIS transistor has a first data state in which the semiconductor layer is set to a first potential by flowing a drain leak current induced by applying a negative potential to a gate; A forward bias current flows between the channel body and the
And a second data state set at the potential of the semiconductor memory device.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】[基本コンセプト]図1は後述する各実施
の形態によるDRAMの単位メモリセルMCの基本断面
構造を示し、図2はその等価回路を示している。メモリ
セルMCは、SOI構造のNチャネルMISトランジス
タにより構成されている。即ち、シリコン基板10上に
絶縁膜としてシリコン酸化膜11が形成され、このシリ
コン酸化膜11上にp型シリコン層12が形成されたS
OI基板が用いられている。この基板のシリコン層12
上に、ゲート酸化膜16を介してゲート電極13が形成
され、ゲート電極13に自己整合されてn型ソース、ド
レイン拡散層14,15が形成されている。
[Basic Concept] FIG. 1 shows a basic sectional structure of a unit memory cell MC of a DRAM according to each embodiment described later, and FIG. 2 shows an equivalent circuit thereof. The memory cell MC includes an N-channel MIS transistor having an SOI structure. That is, a silicon oxide film 11 is formed as an insulating film on a silicon substrate 10, and a p-type silicon layer 12 is formed on the silicon oxide film 11.
An OI substrate is used. Silicon layer 12 of this substrate
A gate electrode 13 is formed thereon via a gate oxide film 16, and n-type source / drain diffusion layers 14 and 15 are formed so as to be self-aligned with the gate electrode 13.

【0010】ソース、ドレイン14,15は、底部のシ
リコン酸化膜11に達する深さに形成されている。従っ
て、p型シリコン層12からなるチャネルボディは、チ
ャネル幅方向(図の紙面に直交する方向)の分離を酸化
膜で行うとすれば、底面及びチャネル幅方向の側面が他
から絶縁分離され、チャネル長方向はpn接合分離され
たフローティング状態になる。
The source and drain 14 and 15 are formed to a depth reaching the silicon oxide film 11 at the bottom. Therefore, if the channel body made of the p-type silicon layer 12 is separated by an oxide film in the channel width direction (the direction perpendicular to the plane of the drawing), the bottom surface and the side surfaces in the channel width direction are insulated and separated from each other. The channel length direction is in a floating state in which a pn junction is separated.

【0011】このメモリセルMCをマトリクス配列する
場合、ゲート13はワード線WLに接続され、ソース1
5は固定電位線(接地電位線)に接続され、ドレイン1
4はビット線BLに接続される。
When the memory cells MC are arranged in a matrix, the gate 13 is connected to the word line WL and the source 1
5 is connected to a fixed potential line (ground potential line),
4 is connected to the bit line BL.

【0012】図3は、メモリセルアレイのレイアウトを
示し、図4A及び図4Bはそれぞれ図3のA−A’,B
−B’断面を示している。p型シリコン層12は、シリ
コン酸化膜22の埋め込みにより、格子状にパターン形
成される。即ちドレインを共有する二つのトランジスタ
の領域がワード線WL方向にシリコン酸化膜22により
素子分離されて配列される。或いはシリコン酸化膜22
の埋め込みに代わって、シリコン層12をエッチングす
ることにより、横方向の素子分離を行っても良い。ゲー
ト13は一方向に連続的に形成されて、これがワード線
WLとなる。ソース15は、ワード線WL方向に連続的
に形成されて、これが固定電位線(共通ソース線)とな
る。
FIG. 3 shows a layout of the memory cell array, and FIGS. 4A and 4B are AA 'and B of FIG. 3, respectively.
The section taken along the line -B 'is shown. The p-type silicon layer 12 is formed in a lattice pattern by burying the silicon oxide film 22. That is, the regions of the two transistors sharing the drain are separated from each other by the silicon oxide film 22 in the direction of the word line WL. Alternatively, the silicon oxide film 22
Instead of the burying, lateral isolation may be performed by etching the silicon layer 12. The gate 13 is formed continuously in one direction, and this becomes the word line WL. The source 15 is formed continuously in the direction of the word line WL and serves as a fixed potential line (common source line).

【0013】トランジスタ上は層間絶縁膜23で覆われ
この上にビット線BLが形成される。ビット線BLは、
二つのトランジスタで共有するドレイン14にコンタク
トして、ワード線WLと交差するように配設される。な
おソース15の固定電位線(共通ソース線)の配線抵抗
を低下させるために、ビット線BLの上又は下に、ワー
ド線WLと平行な金属配線を形成し、これを複数のビツ
ト線毎に固定電位線に接続するようにしてもよい。
The transistor is covered with an interlayer insulating film 23, on which a bit line BL is formed. The bit line BL is
The drain 14 is arranged so as to contact the drain 14 shared by the two transistors and to cross the word line WL. In order to reduce the wiring resistance of the fixed potential line (common source line) of the source 15, a metal wiring parallel to the word line WL is formed above or below the bit line BL, and is formed for each of a plurality of bit lines. It may be connected to a fixed potential line.

【0014】これにより、各トランジスタのチャネルボ
ディであるシリコン層12は、底面及びチャネル幅方向
の側面が酸化膜により互いに分離され、チャネル長方向
にはpn接合により互いに分離されてフローティング状
態に保たれる。
As a result, the silicon layer 12, which is the channel body of each transistor, is separated from the bottom surface and the side surface in the channel width direction by the oxide film, and is separated from each other by the pn junction in the channel length direction to keep a floating state. It is.

【0015】そしてこのメモリセルアレイ構成では、ワ
ード線WLおよびビット線BLを最小加工寸法Fのピッ
チで形成したとして、単位セル面積は、図3に破線で示
したように、2F×2F=4Fとなる。
In this memory cell array configuration, assuming that the word lines WL and the bit lines BL are formed at the pitch of the minimum processing size F, the unit cell area is 2F × 2F = 4F 2 as shown by the broken line in FIG. Becomes

【0016】このnチャネル型MISトランジスタから
なるメモリセルMCの動作原理は、MISトランジスタ
のチャネルボディ(他から絶縁分離されたp型シリコン
層12)の多数キャリアであるホールの蓄積を利用す
る。即ち、トランジスタを5極管領域で動作させること
により、ドレイン14から大きな電流を流し、ドレイン
14の近傍でインパクトイオン化を起こす。このインパ
クトイオン化により生成される多数キャリアであるホー
ルをp型シリコン層12に保持させ、そのホール蓄積状
態を例えばデータ“1”とする。ドレイン14とp型シ
リコン層12の間のpn接合を順方向バイアスして、p
型シリコン層12の過剰ホールをドレイン側に放出した
状態をデータ“0”とする。
The operating principle of the memory cell MC composed of the n-channel MIS transistor utilizes the accumulation of holes, which are majority carriers, in the channel body of the MIS transistor (the p-type silicon layer 12 insulated and separated from the others). That is, by operating the transistor in the pentode region, a large current flows from the drain 14 and impact ionization occurs near the drain 14. Holes, which are majority carriers generated by the impact ionization, are held in the p-type silicon layer 12, and the hole accumulation state is, for example, data "1". The pn junction between the drain 14 and the p-type silicon layer 12 is forward-biased to
The state in which the excess holes in the type silicon layer 12 are released to the drain side is defined as data “0”.

【0017】データ“0”,“1”は、チャネルボディ
の電位の差として、従ってトランジスタのしきい値電圧
の差として記憶される。即ち、ホール蓄積によりチャネ
ルボディの電位が高いデータ“1”状態のしきい値電圧
Vth1は、データ“0”状態のしきい値電圧Vth0
より低い。ボデイに多数キャリアであるホールを蓄積し
た“1”データ状態を保持するためには、ワード線には
負のバイアス電圧を印加することが必要になる。このデ
ータ保持状態は、理論上、リニア領域で読み出し動作を
行っている限り、且つ、逆データの書き込み動作(消
去)を行わない限り、読み出し動作を行っても変わな
い。即ち、キャパシタの電荷蓄積を利用する1トランジ
スタ/1キャパシタのDRAMと異なり、非破壊読み出
しが可能である。
The data "0" and "1" are stored as a difference between the potentials of the channel bodies and thus as a difference between the threshold voltages of the transistors. That is, the threshold voltage Vth1 in the data “1” state where the potential of the channel body is high due to the accumulation of holes becomes the threshold voltage Vth0 in the data “0” state.
Lower. In order to maintain the "1" data state in which holes serving as majority carriers are accumulated in the body, it is necessary to apply a negative bias voltage to the word lines. This data holding state is theoretically the same even if the read operation is performed, as long as the read operation is performed in the linear area, and the reverse data write operation (erase) is not performed. That is, non-destructive reading is possible, unlike a one-transistor / one-capacitor DRAM utilizing the charge storage of a capacitor.

【0018】データ読み出しの方式には、いくつか考え
られる。ワード線電位Vwlとチャネルボディ電位VB
の関係は、データ“0”,“1”との関係で図5のよう
になる。従ってデータ読み出しの第1の方法は、ワード
線WLにデータ“0”,“1”のしきい値電圧Vth
0,Vth1の中間になる読み出し電位を与えて、
“0”データのメモリセルでは電流が流れず、“1”デ
ータのメモリセルでは電流が流れることを利用する。具
体的には例えば、ビット線BLを所定の電位VBLにプ
リチャージして、その後ワード線WLを駆動する。これ
により、図6に示すように、“0”データの場合、ビッ
ト線プリチャージ電位VBLの変化がなく、“1”デー
タの場合はプリチャージ電位VBLが低下する。
There are several data reading methods. Word line potential Vwl and channel body potential VB
Is as shown in FIG. 5 in relation to data "0" and "1". Therefore, the first method of data reading is that the threshold voltage Vth of data “0” and “1” is applied to the word line WL.
0, Vth1, a read potential is given,
The fact that a current does not flow in a memory cell of "0" data and a current flows in a memory cell of "1" data is used. Specifically, for example, the bit line BL is precharged to a predetermined potential VBL, and then the word line WL is driven. Thus, as shown in FIG. 6, the bit line precharge potential VBL does not change in the case of "0" data, and the precharge potential VBL decreases in the case of "1" data.

【0019】第2の読み出し方式は、ワード線WLを立
ち上げてから、ビット線BLに電流を供給して、
“0”,“1”の導通度に応じてビット線電位の上昇速
度が異なることを利用する。簡単には、ビット線BLを
0Vにプリチャージし、図7に示すようにワード線WL
を立ち上げて、ビット線電流を供給する。このとき、ビ
ット線の電位上昇の差をダミーセルを利用して検出する
ことにより、データ判別が可能となる。
In the second reading method, a current is supplied to the bit line BL after the word line WL is activated,
The fact that the rising speed of the bit line potential varies depending on the degree of conduction of “0” and “1” is used. Briefly, the bit line BL is precharged to 0V, and the word line WL is precharged as shown in FIG.
To supply a bit line current. At this time, data difference can be determined by detecting a difference in potential rise of the bit line by using a dummy cell.

【0020】第3の読み出し方式は、ビット線BLを所
定の電位にクランプしたときの、“0”,“1”で異な
るビット線電流の差を読む方式である。電流差を読み出
すには、電流−電圧変換回路が必要であるが、最終的に
は電位差を差動増幅して、センス出力を出す。
The third read method is a method of reading a difference between bit line currents different between "0" and "1" when the bit line BL is clamped at a predetermined potential. To read the current difference, a current-voltage conversion circuit is required, but finally, the potential difference is differentially amplified to output a sense output.

【0021】この発明において、選択的に“0”データ
を書き込むためには、即ちメモリセルアレイのなかで選
択されたワード線WLとビット線BLの電位により選択
されたメモリセルのチャネルボディのみからホールを放
出させるには、ワード線WLとチャネルボディの間の容
量結合が本質的になる。データ“1”でチャネルボディ
にホールが蓄積された状態は、ワード線を十分負方向に
バイアスして、メモリセルのゲート・チャネルボディ間
容量が、ゲート酸化膜容量となる状態(即ち表面に空乏
層が形成されていない状態)で保持することが必要であ
る。
According to the present invention, in order to selectively write "0" data, that is, holes are formed only from the channel body of the memory cell selected by the potential of the word line WL and bit line BL selected in the memory cell array. , The capacitive coupling between the word line WL and the channel body becomes essential. The state in which holes are accumulated in the channel body by data "1" is a state in which the word line is sufficiently biased in the negative direction, and the capacitance between the gate and the channel body of the memory cell becomes the gate oxide film capacitance (ie, the surface is depleted). (A state in which no layer is formed).

【0022】また、書き込み動作は、“0”,“1”共
に、パルス書き込みとして消費電力を減らすことが好ま
しい。“0”書き込み時、選択トランジスタのチャネル
ボディからドレインにホール電流が、ドレインからチャ
ネルボディに電子電流が流れるが、チャネルボディにホ
ールが注入されることはない。
In the writing operation, it is preferable to reduce the power consumption as pulse writing for both "0" and "1". At the time of writing “0”, a hole current flows from the channel body to the drain of the selection transistor and an electron current flows from the drain to the channel body, but no hole is injected into the channel body.

【0023】より具体的な動作波形を説明する。図8〜
図11は、選択セルによるビット線の放電の有無により
データ判別を行う第1の読み出し方式を用いた場合のリ
ード/リフレッシュ及びリード/ライトの動作波形であ
る。
A more specific operation waveform will be described. Fig. 8-
FIG. 11 shows read / refresh and read / write operation waveforms in the case of using the first read method in which data is determined based on whether or not a selected cell discharges a bit line.

【0024】図8及び図9は、それぞれ“1”データ及
び“0”データのリード/リフレッシュ動作である。時
刻t1までは、データ保持状態(非選択状態)であり、
ワード線WLには負電位が与えられている。時刻t1で
ワード線WLを正の所定電位に立ち上げる。このときワ
ード線電位は、“0”,“1”データのしきい値Vth
0,Vth1の間に設定する。これにより、“1”デー
タの場合、予めプリチャージされていたビット線VBL
は放電により低電位になる。“0”データの場合はビッ
ト線電位VBLは保持される。これにより“1”,
“0”データが判別される。
FIGS. 8 and 9 show the read / refresh operation of "1" data and "0" data, respectively. Until time t1, the data is held (non-selected state).
A negative potential is applied to the word line WL. At time t1, the word line WL is raised to a predetermined positive potential. At this time, the word line potential is set to the threshold value Vth of “0” and “1” data.
It is set between 0 and Vth1. Thereby, in the case of "1" data, the bit line VBL which has been precharged in advance is
Become low potential by discharge. In the case of “0” data, the bit line potential VBL is held. As a result, "1",
"0" data is determined.

【0025】そして、時刻t2で、ワード線WLの電位
を更に高くし、同時に読み出しデータが“1”の場合に
は、ビット線BLに正電位を与え(図8)、読み出しデ
ータが“0”の場合はビット線BLに負電位を与える
(図9)。これにより、選択メモリセルが“1”データ
の場合、5極管動作により大きなチャネル電流が流れて
インパクトイオン化が起こり、チャネルボディに過剰の
ホールが注入保持されて再度“1”データが書き込まれ
る。“0”データの場合には、ドレイン接合が順方向バ
イアスになり、チャネルボディに過剰ホールが保持され
ていない“0”データが再度書き込まれる。
Then, at time t2, the potential of the word line WL is further increased. At the same time, when the read data is "1", a positive potential is applied to the bit line BL (FIG. 8), and the read data becomes "0". In this case, a negative potential is applied to the bit line BL (FIG. 9). As a result, when the selected memory cell is "1" data, a large channel current flows due to the pentode operation, impact ionization occurs, excess holes are injected and held in the channel body, and "1" data is written again. In the case of "0" data, the drain junction becomes forward biased, and "0" data in which no excess holes are held in the channel body is written again.

【0026】そして、時刻t3でワード線WLを負方向
にバイアスして、リード/リフレッシュ動作を終了す
る。“1”データ読み出しを行ったメモリセルと同じビ
ット線BLにつながる他の非選択メモリセルでは、ワー
ド線WLが負電位、従ってチャネルボディが負電位に保
持されて、インパクトイオン化は起こらない。“0”デ
ータ読み出しを行ったメモリセルと同じビット線BLに
つながる他の非選択メモリセルでは、やはりワード線W
Lが負電位に保持されて、ホール放出は起こらない。
Then, at time t3, the word line WL is biased in the negative direction, and the read / refresh operation ends. In other unselected memory cells connected to the same bit line BL as the memory cell from which "1" data has been read, the word line WL is kept at a negative potential, and thus the channel body is kept at a negative potential, so that impact ionization does not occur. In other unselected memory cells connected to the same bit line BL as the memory cell from which "0" data was read, the word line W
L is held at a negative potential and no hole emission occurs.

【0027】図10及び図11は、同じ読み出し方式に
よるそれぞれ“1”データ及び“0”データのリード/
ライト動作である。図10及び図11での時刻t1での
読み出し動作はそれぞれ、図8及び図9と同様である。
読み出し後、時刻t2でワード線WLを更に高電位と
し、同じ選択セルに“0”データを書き込む場合には同
時に、ビット線BLに負電位を与え(図10)、“1”
データを書き込む場合にはビット線BLに正電位を与え
る(図11)。これにより、“0”データが与えられた
セルでは、ドレイン接合が順方向バイアスになり、チャ
ネルボディのホールが放出される。“1”データが与え
られたセルでは、ドレイン近傍でインパクトイオン化が
起こり、チャネルボディに過剰ホールが注入保持され
る。
FIGS. 10 and 11 show reading / writing of “1” data and “0” data by the same read method, respectively.
This is a write operation. The read operation at time t1 in FIGS. 10 and 11 is the same as in FIGS. 8 and 9, respectively.
After the reading, at time t2, the word line WL is set to a higher potential, and when writing "0" data to the same selected cell, a negative potential is applied to the bit line BL at the same time (FIG. 10), and "1"
When writing data, a positive potential is applied to the bit line BL (FIG. 11). As a result, in the cell to which "0" data is given, the drain junction becomes forward biased, and holes in the channel body are emitted. In a cell to which "1" data is given, impact ionization occurs near the drain, and excess holes are injected and held in the channel body.

【0028】図12〜図15は、ビット線BLを0Vに
プリチャージし、ワード線選択後にビット線BLに電流
を供給して、ビット線BLの電位上昇速度によりデータ
判別を行う第2の読み出し方式を用いた場合のリード/
リフレッシュ及びリード/ライトの動作波形である。
FIGS. 12 to 15 show a second read operation in which the bit line BL is precharged to 0 V, a current is supplied to the bit line BL after the word line is selected, and data is determined based on the potential rising speed of the bit line BL. / When using the method
It is an operation waveform of refresh and read / write.

【0029】図12及び図13は、それぞれ“1”デー
タ及び“0”データのリード/リフレッシュ動作であ
る。負電位に保持されていたワード線WLを、時刻t1
で正電位に立ち上げる。このときワード線電位は、図7
に示したように、“0”,“1”データのしきい値Vt
h0,Vth1のいずれよりも高い値に設定する。或い
は・ワード線電位を、第1の読み出し方式と同様に、
“0”,“1”データのしきい値Vth0,Vth1の
間に設定してもよい。そして、時刻t2でビット線に電
流を供給する。これにより、“1”データの場合、メモ
リセルが深くオンしてビット線BLの電位上昇は小さく
(図12)、“0”データの場合メモリセルの電流が小
さく(或いは電流が流れず)、ビット線電位は急速に上
昇する。これにより“1”,“0”データが判別され
る。
FIGS. 12 and 13 show the read / refresh operation of "1" data and "0" data, respectively. The word line WL held at the negative potential is changed to the time t1
To rise to a positive potential. At this time, the word line potential is
As shown in the figure, the threshold value Vt of the “0” and “1” data
The value is set to a value higher than h0 or Vth1. Alternatively, the word line potential is set in the same manner as in the first read method,
It may be set between threshold values Vth0 and Vth1 of “0” and “1” data. Then, a current is supplied to the bit line at time t2. As a result, in the case of "1" data, the memory cell is turned ON deeply and the potential rise of the bit line BL is small (FIG. 12). In the case of "0" data, the current of the memory cell is small (or no current flows). The bit line potential rises rapidly. Thus, "1" and "0" data are determined.

【0030】そして、時刻t3で・読み出しデータが
“1”の場合には、ビット線BLに正の電位を与え(図
12)、読み出しデータが“0”の場合はビット線BL
に負の電位を与える(図13)。これにより、選択メモ
リセルが“1”データの場合、ドレイン電流が流れてイ
ンパクトイオン化が起こり、チャネルボディに過剰ホー
ルが注入保持されて再度“1”データが書き込まれる。
“0”データの場合には、ドレイン接合が順方向バイア
スになり、チャネルボディに過剰ホールのない“0”デ
ータが再度書き込まれる。
At time t3, when the read data is "1", a positive potential is applied to the bit line BL (FIG. 12), and when the read data is "0", the bit line BL
Is given a negative potential (FIG. 13). As a result, when the selected memory cell is “1” data, a drain current flows, impact ionization occurs, excess holes are injected and held in the channel body, and “1” data is written again.
In the case of "0" data, the drain junction becomes forward-biased, and "0" data without excess holes in the channel body is written again.

【0031】時刻t4でワード線WLを負方向にバイア
スして、リード/リフレッシュ動作を終了する。
At time t4, the word line WL is biased in the negative direction, and the read / refresh operation ends.

【0032】図14及び図15は、同じ読み出し方式に
よるそれぞれ“1”データ及び“0”データのリード/
ライト動作である。図14及び図15での時刻t1及び
t2での読み出し動作はそれぞれ、図12及び図13と
同様である。読み出し後、同じ選択セルに“0”データ
を書き込む場合には、ビット線BLに負電位を与え(図
14)、“1”データを書き込む場合にはビット線BL
に正電位を与える(図15)。これにより、“0”デー
タが与えられたセルでは、ドレイン接合が順方向バイア
スになり、チャネルボディの過剰ホールが放出される。
“1”データが与えられたセルでは、大きなドレイン電
流が流れてドレイン近傍でインパクトイオン化が起こ
り、チャネルボディに過剰ホールが注入保持される。
FIGS. 14 and 15 show reading / writing of “1” data and “0” data by the same read method, respectively.
This is a write operation. The read operation at times t1 and t2 in FIGS. 14 and 15 is the same as in FIGS. 12 and 13, respectively. After reading, when writing “0” data to the same selected cell, a negative potential is applied to the bit line BL (FIG. 14), and when writing “1” data, the bit line BL
Is given a positive potential (FIG. 15). As a result, in the cell to which "0" data is given, the drain junction becomes forward-biased, and excess holes in the channel body are emitted.
In a cell to which "1" data is given, a large drain current flows, impact ionization occurs near the drain, and excess holes are injected and held in the channel body.

【0033】以上のようにこの発明によるメモリセルM
Cは、他から電気的に分離されたフローティングのチャ
ネルボディを持つ単純なMISトランジスタにより構成
され、4Fのセルサイズが実現可能である。また、フ
ローティングのチャネルボディの電位制御は、ゲート電
極からの容量結合を利用しており、ソースも固定電位で
ある。即ち、読み出し/書き込みの制御は、ワード線W
Lとビット線BLで行われ、簡単である。更にメモリセ
ルMCは基本的に非破壊読み出しであるので、センスア
ンプをビット線毎に設ける必要がなく、センスアンプの
レイアウトは容易になる。更に電流読み出し方式である
ので、ノイズにも強く、例えばオープンビット線方式で
も読み出しが可能である。また、メモリセルの製造プロ
セスも簡単である。
As described above, the memory cell M according to the present invention
C is constituted by a simple MIS transistor having the floating channel body which is electrically isolated from the other, the cell size of 4F 2 can be realized. The potential control of the floating channel body utilizes the capacitive coupling from the gate electrode, and the source is also at a fixed potential. That is, the read / write control is performed by the word line W
L and bit line BL are simple. Furthermore, since the memory cell MC is basically a non-destructive read, it is not necessary to provide a sense amplifier for each bit line, and the layout of the sense amplifier is simplified. Further, since the current reading method is used, the resistance to noise is high. For example, reading can be performed by an open bit line method. Also, the manufacturing process of the memory cell is simple.

【0034】また、SOI構造は、今後のロジックLS
Iの性能向上を考えたときに重要な技術となる。この発
明によるDRAMは、この様なSOI構造のロジックL
SIとの混載を行う場合にも非常に有望である。キャパ
シタを用いる従来のDRAMと異なり、ロジックLSI
のプロセスと異なるプロセスを必要とせず、製造工程が
簡単になるからである。
Also, the SOI structure will be used in the future logic LS
This is an important technology when considering the performance improvement of I. The DRAM according to the present invention has a logic L having such an SOI structure.
It is also very promising when mixed loading with SI. Unlike conventional DRAM using capacitors, logic LSI
This is because a process different from the above process is not required, and the manufacturing process is simplified.

【0035】更に、この発明によるSOI構造のDRA
Mは、従来の1トランジスタ/1キャパシタ型のDRA
MをSOI構造とした場合に比べて、優れた記憶保持特
性が得られるという利点がある。即ち従来の1トランジ
スタ/1キャパシタ型のDRAMをSOI構造とする
と、フローティングのチャネルボディにホールが蓄積さ
れてトランジスタのしきい値が下がり、トランジスタの
サブスレッショルド電流が増加する。これは記憶保持特
性を劣化させる。これに対してこの発明による1トラン
ジスタのみのメモリセルでは、記憶電荷を減少させるト
ランジスタパスは存在せず、データ保持特性は純粋にp
n接合のリークのみで決まり、サブスレッショルドリー
クという問題がなくなる。
Further, a DRA having an SOI structure according to the present invention is provided.
M is a conventional one transistor / one capacitor type DRA
There is an advantage that superior memory retention characteristics can be obtained as compared with the case where M has an SOI structure. That is, when the conventional one-transistor / one-capacitor type DRAM has the SOI structure, holes are accumulated in the floating channel body, the threshold value of the transistor decreases, and the sub-threshold current of the transistor increases. This degrades the memory retention characteristics. On the other hand, in the memory cell having only one transistor according to the present invention, there is no transistor path for reducing the storage charge, and the data retention characteristic is purely p.
It is determined only by the leakage at the n-junction, and the problem of subthreshold leakage is eliminated.

【0036】ここまでに説明した基本的なメモリセルに
おいて、チャネルボディの電位の差として記憶されるデ
ータ“0”,“1”のしきい値電圧差をどれだけ大きく
とれるかがメモリ特性にとって重要になる。この点に関
してシミュレーションを行った結果によると、ゲートか
らの容量結合によるチャネルボディの電位制御を伴うデ
ータ書き込みに際して、書き込み直後の“0”,“1”
データのチャネルボデイ電位差に比べて、その後のデー
タ保持状態での“0”,“1”データのチャネルボディ
電位差が小さくなることが明らかになった。そのシミュ
レーション結果を次に説明する。
In the basic memory cell described above, how large a threshold voltage difference between data "0" and "1" stored as a difference in potential of the channel body is important for memory characteristics. become. According to a result of a simulation performed on this point, when data is written with potential control of the channel body by capacitive coupling from the gate, “0” and “1” immediately after writing are performed.
It has become clear that the channel body potential difference of "0" and "1" data in the subsequent data holding state is smaller than the channel body potential difference of data. The result of the simulation will be described below.

【0037】デバイス条件は、ゲート長Lg=0.35
μm、p型シリコン層12は厚さがtSi=100n
m、アクセプタ濃度がNA=5×1017/cmであ
り、ソース14及びドレイン15のドナー濃度がND=
5×1020/cm、ゲート酸化膜厚がtox=10
nmである。
The device conditions are as follows: gate length Lg = 0.35
μm, the thickness of the p-type silicon layer 12 is tSi = 100 n
m, the acceptor concentration is NA = 5 × 10 17 / cm 3 , and the donor concentration of the source 14 and the drain 15 is ND =
5 × 10 20 / cm 3 , gate oxide film thickness tox = 10
nm.

【0038】図16は、“0”データ書き込みと、その
後のデータ保持及びデータ読み出し(それぞれ瞬時で示
している)におけるゲート電位Vg、ドレイン電位V
d、及びチャネルボディの電位VBを示している。図1
7は同じく、“1”データ書き込みと、その後のデータ
保持及びデータ読み出し(それぞれ瞬時で示している)
におけるゲート電圧Vg、ドレイン電圧Vd、及びチャ
ネルボディ電圧VBを示している。
FIG. 16 shows the gate potential Vg and the drain potential Vg in "0" data writing, and thereafter, data holding and data reading (each shown instantaneously).
d and the potential VB of the channel body. FIG.
7 is the same as “1” data writing, and subsequent data holding and data reading (each shown instantaneously).
, The gate voltage Vg, the drain voltage Vd, and the channel body voltage VB.

【0039】また、時刻t6−t7のデータ読み出し動
作における“0”データのしきい値電圧Vth0と
“1”データのしきい値電圧Vth1を見るために、そ
の時間のドレイン電流Idsとゲート・ソース間電圧V
gsを描くと、図18のようになる。但し、チャネル幅
Wとチャネル長LをW/L=0.175μm/0.35
μmとし、ドレイン・ソース間電圧をVds=0.2V
としている。
In order to look at the threshold voltage Vth0 of "0" data and the threshold voltage Vth1 of "1" data in the data read operation from time t6 to time t7, the drain current Ids and the gate-source Voltage V
Drawing gs is as shown in FIG. Here, the channel width W and the channel length L are defined as W / L = 0.175 μm / 0.35
μm, and the drain-source voltage is Vds = 0.2V
And

【0040】図18から、“0”書き込みセルのしきい
値電圧Vth0と“1”書き込みセルのしきい値電圧V
th1の差ΔVthは、ΔVth=0.32Vとなって
いる。以上の解析結果から、問題になるのは、図16及
び図17において、“0”書き込み直後(時刻t3)の
チャネルボディ電位がVB=−0.77V、“1”書き
込み直後のチャネルボディ電位がVB=0.85Vであ
り、その差が1.62Vであるのに対し、データ保持状
態(時刻t6)では、“0”書き込みセルのチャネルボ
ディ電位がVB=−2.04V、“1”書き込みセルの
ボデイ電位がVB=−1.6Vであり、その差が0.4
4Vと書き込み直後より小さくなっていることである。
FIG. 18 shows that the threshold voltage Vth0 of the “0” write cell and the threshold voltage Vth of the “1” write cell
The difference ΔVth of th1 is ΔVth = 0.32V. From the above analysis results, the problem is that the channel body potential immediately after writing “0” (time t3) is VB = −0.77 V and the channel body potential immediately after writing “1” in FIGS. VB = 0.85 V, and the difference is 1.62 V. In the data holding state (time t6), the channel body potential of the “0” write cell is VB = −2.04 V, “1” write The body potential of the cell is VB = -1.6 V, and the difference is 0.4
4V, which is smaller than immediately after writing.

【0041】このように書き込み直後に比べて、その後
のデータ保持状態でのチャネルボディ電位のデータによ
る差が小さくなる要因は、二つ考えられる。
As described above, there are two possible factors that reduce the difference in channel body potential due to data in the subsequent data holding state as compared to immediately after writing.

【0042】その一つは、ゲートからチャネルボディヘ
の容量カップリングがデータにより異なることである。
“0”書き込み直後(t3−t4)では、ドレインは−
1.5Vであるが、“1”書き込み直後ではドレインが
2Vである。従って、その後ゲート電位Vgを下げたと
き、“1”書き込みセルではチャネルが容易に消失し、
ゲート・チャネルボディ間の容量が顕在化して、次第に
チャネルボディにホールが蓄積されて容量が大きくな
る。一方、“0”書き込みセルではチャネルが容易には
消失せず、ゲート・チャネルボディ間容量が顕在化しな
い。
One is that the capacitance coupling from the gate to the channel body differs depending on the data.
Immediately after writing “0” (t3−t4), the drain is −
Although it is 1.5 V, the drain voltage is 2 V immediately after "1" is written. Therefore, when the gate potential Vg is subsequently reduced, the channel easily disappears in the “1” write cell,
The capacitance between the gate and the channel body becomes apparent, and holes gradually accumulate in the channel body to increase the capacitance. On the other hand, in the "0" write cell, the channel does not easily disappear, and the capacitance between the gate and the channel body does not appear.

【0043】ゲート電位を下げ始めるより先にドレイン
電位を200mVにリセットすれば、上述したアンバラ
ンスは解消されるかに思われる。しかしこの場合には、
“0”書き込みを行ったセルでは、チャネルが形成され
た状態でドレイン電位が上昇して3極管動作による電流
が流れる。そして、“0”書き込みにより折角下げたチ
ャネルボディ電位が、n型のドレイン及びチャネル反転
層とp型のチャネルボディとの間の容量結合により上昇
してしまい、好ましくない。
If the drain potential is reset to 200 mV before starting to lower the gate potential, it seems that the above-mentioned imbalance is eliminated. But in this case,
In the cell in which “0” write has been performed, the drain potential rises in a state where the channel is formed, and a current flows by the triode operation. Then, the channel body potential lowered by writing “0” undesirably increases due to capacitive coupling between the n-type drain and the channel inversion layer and the p-type channel body.

【0044】もう一つは、書き込み後の時刻t4−t5
の間で、ソース或いはドレインとチャネルボディとの間
のpn接合の容量でチャネルボディ電位が影響され、こ
れが“0”,“1”データの信号量を減らす方向に作用
することである。
The other is time t4 to t5 after writing.
During this period, the channel body potential is affected by the capacitance of the pn junction between the source or drain and the channel body, and this acts to reduce the signal amount of "0" and "1" data.

【0045】そこで、上記基本メモリセルに対して、チ
ャネル形成の制御を行うためのゲート(第1のゲート)
とは別に、チャネルボディを容量結合により電位制御す
るためのゲート(第2のゲート)を付加する。第2のゲ
ートとチャネルボディとの間の容量を確保するために、
第2のゲート側の表面には、チャネル反転層が形成され
ることなく、蓄積状態(アキュミュレーション状態)を
保つように、チャネルボディと同じ導電型の高濃度領域
を形成する。そして、第2のゲートは、例えば第1のゲ
ートより低い電位で、或いは同じ電位で第1のゲートと
同期して駆動する。或いはまた第2のゲートは例えば、
ソースに与えられる基準電位或いはそれより低い電位
(nチャネルの場合であれば、負電位)に固定してもよ
い。
Therefore, a gate (first gate) for controlling the channel formation for the basic memory cell.
Separately, a gate (second gate) for controlling the potential of the channel body by capacitive coupling is added. In order to secure the capacitance between the second gate and the channel body,
On the surface on the second gate side, a high-concentration region of the same conductivity type as that of the channel body is formed so as to maintain an accumulation state (accumulation state) without forming a channel inversion layer. The second gate is driven, for example, at a lower potential than the first gate or at the same potential in synchronization with the first gate. Alternatively, the second gate is, for example,
The potential may be fixed to a reference potential applied to the source or a potential lower than the reference potential (a negative potential in the case of an n-channel).

【0046】以下に具体的な実施の形態を説明する。A specific embodiment will be described below.

【0047】[実施の形態1]図19Aは、この発明の
実施の形態1によるメモリセルMCの構造を、図1に対
応させて示している。基本構造は、図1と同様であり、
図1と異なる点は、チャネル制御を行う第1のゲート1
3とは別に、シリコン層12にゲート絶縁膜19を介し
て対向して容量結合する第2のゲート20が酸化膜11
に埋め込まれている点、及びシリコン層12の第2のゲ
ート20側の表面には、チャネル反転層が形成されない
程度の高濃度のp型層21を形成している点である。
すなわち、シリコン層12には、このシリコン層12と
同じ導電型で、且つ、シリコン層12の不純物濃度より
も高い不純物濃度を有する、p型層21が形成されて
いる。このp型層21が存在することにより、第1の
ゲート13と第2のゲート20に正の電位を印加して書
き込みを行う場合でも、第1のゲート13側のチャネル
ボディにはチャネルが形成されるが、第2のゲート20
側のチャネルボディにはチャネルが形成されにようにな
る。
[First Embodiment] FIG. 19A shows a structure of a memory cell MC according to a first embodiment of the present invention, corresponding to FIG. The basic structure is the same as in FIG.
The difference from FIG. 1 is that the first gate 1
Separately from the oxide film 11 is a second gate 20 which is capacitively opposed to the silicon layer 12 via a gate insulating film 19.
And a point that a p + -type layer 21 having a high concentration such that a channel inversion layer is not formed is formed on the surface of the silicon layer 12 on the second gate 20 side.
That is, the p + -type layer 21 having the same conductivity type as the silicon layer 12 and an impurity concentration higher than the impurity concentration of the silicon layer 12 is formed in the silicon layer 12. The presence of the p + -type layer 21 allows a channel to be formed in the channel body on the first gate 13 side even when writing is performed by applying a positive potential to the first gate 13 and the second gate 20. Formed, but the second gate 20
A channel is formed in the side channel body.

【0048】なお、この実施の形態のメモリセルMCに
おいては、ゲート絶縁膜19は、第1のゲート13側の
ゲート絶縁膜16と同じ膜厚としている。
In the memory cell MC of this embodiment, the gate insulating film 19 has the same thickness as the gate insulating film 16 on the first gate 13 side.

【0049】実際のメモリセルアレイ構成では、図19
Aに示すメモリセルMCが複数個マトリクス配列され、
第1のゲート13は第1のワード線WL1として連続的
に形成され、第2のゲート20はこれと並行する第2の
ワード線WL2として配設される。
In an actual memory cell array configuration, FIG.
A, a plurality of memory cells MC shown in FIG.
The first gate 13 is formed continuously as a first word line WL1, and the second gate 20 is provided as a second word line WL2 parallel to the first word line WL1.

【0050】図19Bは、この様なメモリセルMCを複
数、マトリクス配列したメモリセルアレイの等価回路を
示している。一方向に並ぶ複数のメモリセルMCの第1
のゲート(G1)13は、第1のワード線WL1に接続
され、第2のゲート(G2)20は、第2のワード線W
L2に接続される。これらのワード線WL1,WL2と
交差する方向に、メモリセルMCのドレインが接続され
るビット線BLが配設される。全メモリセルMCのソー
ス15は固定電位線(接地電位線VSS)に接続され
る。
FIG. 19B shows an equivalent circuit of a memory cell array in which a plurality of such memory cells MC are arranged in a matrix. First of a plurality of memory cells MC arranged in one direction
Gate (G1) 13 is connected to the first word line WL1, and the second gate (G2) 20 is connected to the second word line W1.
L2. A bit line BL to which the drain of the memory cell MC is connected is arranged in a direction crossing these word lines WL1 and WL2. Sources 15 of all memory cells MC are connected to a fixed potential line (ground potential line VSS).

【0051】図19Cは、メモリセルアレイのレイアウ
トを示し、図19D、図19Eはそれぞれ図19CのA
−A’,B−B’線断面を示している。p型シリコン層
12は、シリコン酸化膜22の埋め込みにより、格子状
にパターン形成される。即ちドレイン14を共有する二
つのトランジスタの領域がワード線WL1,WL2の方
向にシリコン酸化膜22により素子分離されて配列され
る。或いはシリコン酸化膜22の埋め込みに代わって、
シリコン層12をエッチングすることにより、横方向の
素子分離を行っても良い。第1のゲート13及び第2の
ゲート20は、一方向に連続的に形成されて、これらが
ワード線WL1及びWL2となる。ソース15は、ワー
ド線WL1,WL2の方向に連続的に形成されて、これ
が固定電位線(共通ソース線)となる。トランジスタ上
は層間絶縁膜17で覆われこの上にビット線(BL)1
8が形成される。ビット線18は、二つのトランジスタ
で共有するドレイン14にコンタクトして、ワード線W
L1,WL2と交差するように配設される。
FIG. 19C shows the layout of the memory cell array, and FIGS. 19D and 19E show the layout of A in FIG. 19C, respectively.
The cross section taken along line -A 'and BB' is shown. The p-type silicon layer 12 is formed in a lattice pattern by burying the silicon oxide film 22. That is, the regions of the two transistors sharing the drain 14 are arranged in the direction of the word lines WL1 and WL2 by element isolation by the silicon oxide film 22. Alternatively, instead of embedding the silicon oxide film 22,
By etching the silicon layer 12, lateral element isolation may be performed. The first gate 13 and the second gate 20 are continuously formed in one direction, and become the word lines WL1 and WL2. The source 15 is formed continuously in the direction of the word lines WL1 and WL2, and serves as a fixed potential line (common source line). The transistor is covered with an interlayer insulating film 17 on which the bit line (BL) 1
8 are formed. The bit line 18 contacts the drain 14 shared by the two transistors, and the word line W
It is arranged so as to intersect L1 and WL2.

【0052】これにより、各トランジスタのチャネルボ
ディであるシリコン層12は、底面及びチャネル幅方向
の側面が酸化膜により互いに分離され、チャネル長方向
にはpn接合により互いに分離されて、フローティング
状態に保たれる。
Thus, the silicon layer 12, which is the channel body of each transistor, is separated from each other by the oxide film on the bottom surface and the side surface in the channel width direction, and is separated from each other by the pn junction in the channel length direction, and is kept in a floating state. Dripping.

【0053】そしてこのメモリセルアレイ構成では、ワ
ード線WL1,WL2およびビット線BLを最小加工寸
法Fのピッチで形成したとして、単位セル面積は、図1
9Cに破線で示したように、2F×2F=4F2とな
る。
In this memory cell array configuration, assuming that the word lines WL1 and WL2 and the bit lines BL are formed at the pitch of the minimum processing size F, the unit cell area is as shown in FIG.
As indicated by the broken line in FIG. 9C, 2F × 2F = 4F 2 .

【0054】この様な構成として、先に基本メモリセル
を用いて説明したと同様の動作を行う。このとき、第2
のワード線WL2は、第1のワード線WL1と同期し
て、第1のワード線WL1より低い電位で駆動するもの
する。この様に、第2のゲート20を第1のゲート13
と共に駆動することにより、しきい値電圧差の大きい
“0”,“1”データ書き込みができる。即ち、第2の
ゲート20をデータ保持状態では負電位にして、“1”
データの蓄積状態を良好に保持しながら、データ書き込
み時にその電位を上昇させることにより、容量結合によ
りチャネルボディ電位を上昇させて、データ書き込みを
確実にすることができる。
With such a configuration, the same operation as described above using the basic memory cell is performed. At this time, the second
The word line WL2 is driven at a lower potential than the first word line WL1 in synchronization with the first word line WL1. Thus, the second gate 20 is connected to the first gate 13
, Data “0” and “1” with a large difference in threshold voltage can be written. That is, the second gate 20 is set to a negative potential in the data holding state, and is set to “1”.
By raising the potential at the time of data writing while maintaining the data accumulation state in a good state, the channel body potential is raised by capacitive coupling, and data writing can be ensured.

【0055】すなわち、“0”データ書き込みの場合
に、第1のゲート13に正の電位を印加するが、そうす
ると、チャネルボディの第1のゲート13側にチャネル
反転層が形成される。しかし、チャネル反転層が形成さ
れると、このチャネル反転層が阻害要因となり、第1の
ゲート13によるチャネルボディへの容量結合が弱くな
る。このため、第1のゲート13に正の電位を印加して
もチャネルボディの電位を十分に上昇させることができ
なくなってしまう。
That is, in the case of writing “0” data, a positive potential is applied to the first gate 13. Then, a channel inversion layer is formed on the first gate 13 side of the channel body. However, when the channel inversion layer is formed, the channel inversion layer becomes a hindrance factor, and the capacitive coupling to the channel body by the first gate 13 is weakened. Therefore, even if a positive potential is applied to the first gate 13, the potential of the channel body cannot be sufficiently increased.

【0056】しかし、この実施の形態では、第2のゲー
ト20にも正の電位を印加することにより、チャネルボ
ディの電位を十分に上昇させることができる。なぜな
ら、p 型層21が形成されているため、チャネルボデ
ィの第2のゲート20側にはチャネル反転層が形成され
ず、したがって、第2のゲート20に正の電位を印加す
ることにより、容量結合でチャネルボディの電位を十分
に上昇させることができるのである。このため、的確な
“0”データ書き込みが可能である。
However, in this embodiment, the second game
By applying a positive potential to the
The potential of D can be sufficiently increased. Why
And p +Since the mold layer 21 is formed, the channel body
A channel inversion layer is formed on the second gate 20 side of the transistor.
Therefore, a positive potential is applied to the second gate 20.
By doing so, the potential of the channel body can be sufficiently
Can be raised. For this reason,
"0" data writing is possible.

【0057】また、非選択の第1のワード線WL1の電
位を下げることでデータ保持を行うが、このとき対をな
す第2のワード線WL2の電位も下げてチャネルボディ
電位を低く制御することにより、同じビット線に接続さ
れた他のセルで“0”データ書き込みを行う場合に、
“1”データを保持する非選択セルでのデータ破壊が確
実に防止される。更に、“1”書き込みビット線に接続
される非選択の“0”データセルでは、表面ブレークダ
ウンやGIDL電流によるデータ破壊の懸念があるが、
この実施の形態の場合、第2のワード線によりチャネル
ボディ電位を下げることで、これらの懸念も解消され
る。
The data is held by lowering the potential of the unselected first word line WL1. At this time, the potential of the paired second word line WL2 is also lowered to control the channel body potential lower. When writing “0” data in another cell connected to the same bit line,
Data destruction in non-selected cells holding "1" data is reliably prevented. Furthermore, in a non-selected "0" data cell connected to a "1" write bit line, there is a concern that data may be destroyed due to surface breakdown or GIDL current.
In the case of this embodiment, these concerns are resolved by lowering the channel body potential by the second word line.

【0058】更に、“0”書き込み時、ビット線の電位
を大きく下げると、ソースからビット線に電流が流れる
が、この実施の形態の場合、第2のゲート20によりチ
ャネルボディ電位を上昇せしめるため、ビット線電位を
それほど下げる必要がない。例えばビット線電位をソー
スの基準電位と同じ程度として、ソースからビット線に
流れる電流を抑制することが可能である。
Further, when writing "0", if the potential of the bit line is greatly reduced, a current flows from the source to the bit line. In this embodiment, however, the second gate 20 increases the channel body potential. It is not necessary to lower the bit line potential so much. For example, the current flowing from the source to the bit line can be suppressed by setting the bit line potential to the same level as the reference potential of the source.

【0059】またデータ読み出し時は、誤まって“1”
書き込みにならないように、3極管動作させることが必
要である。このため、ビット線電位は“1”書き込み時
より低いが、このためドレインとチャネルボディ間の空
乏層の伸びは、“1”書き込み時より小さく、従ってビ
ット線とチャネルボディの容量結合が大きくなる。この
ことは、書き込み時にチャネルボディに注入されたキャ
リアが容量再分配されて、チャネルボディ電位の低下の
原因となる。この実施の形態においては、第2のゲート
20による制御によって、チャネルボディの多数キャリ
ア蓄積状態を良好に保持することができる。
When data is read, "1" is erroneously detected.
It is necessary to operate the triode so as not to write. Therefore, the potential of the bit line is lower than that at the time of “1” writing, but the extension of the depletion layer between the drain and the channel body is smaller than that at the time of “1” writing, so that the capacitive coupling between the bit line and the channel body becomes larger. . This causes the carriers injected into the channel body at the time of writing to be redistributed in capacity, causing a decrease in the channel body potential. In this embodiment, the majority carrier accumulation state of the channel body can be favorably maintained by the control by the second gate 20.

【0060】なお、上の説明では、第1のゲート13に
対して第2のゲート20を低い電位で駆動するようにし
たが、第2のゲート20側のチャネルボディ表面にはp
型層21を形成しているため、第2のゲート20を第
1のゲート13と同じ電位で駆動してもチャネル反転層
が形成されることはなく、チャネルボディに対して大き
な容量結合で電位制御することができる。
In the above description, the second gate 20 is driven at a lower potential with respect to the first gate 13.
Since the + type layer 21 is formed, even if the second gate 20 is driven at the same potential as the first gate 13, a channel inversion layer is not formed, and a large capacitive coupling to the channel body is achieved. The potential can be controlled.

【0061】また、第1のゲート13側のゲート絶縁膜
16と第2のゲート20側のゲート絶縁膜19は、厚み
が同じでなくてもよく、必要とする容量結合の大きさに
応じてそれぞれ最適設定することができる。
The thickness of the gate insulating film 16 on the first gate 13 side and the thickness of the gate insulating film 19 on the second gate 20 side do not need to be the same. Each can be set optimally.

【0062】また、この実施の形態では、第1のゲート
13と第2のゲート20をシリコン層の上下面に対向さ
せたが、同じ面に対向させるようにしてもよい。具体的
には、第1のゲートと第2のゲートを一体として配設
し、チャネル領域の一部にチャネル反転層の形成を防止
する高濃度領域を形成することにより、上記実施の形態
と同様の動作が可能になる。第1のゲートと第2のゲー
トをシリコン層の同じ面に別々に配置することもでき
る。
Although the first gate 13 and the second gate 20 face the upper and lower surfaces of the silicon layer in this embodiment, they may face the same surface. Specifically, the first gate and the second gate are integrally provided, and a high-concentration region for preventing formation of a channel inversion layer is formed in a part of the channel region. Operation becomes possible. The first gate and the second gate can be separately arranged on the same surface of the silicon layer.

【0063】図19Fは、第1のゲート13と第2のゲ
ート20を一体にしたメモリセルMCの構成を示す斜視
図であり、図19Gは、図19FのA−A’断面を示し
ており、図19Hは、図19FのB−B’断面を示して
いる。
FIG. 19F is a perspective view showing a configuration of a memory cell MC in which the first gate 13 and the second gate 20 are integrated, and FIG. 19G is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 19F. 19H shows a BB ′ section of FIG. 19F.

【0064】これらの図から分かるように、この例で
は、第2のゲート20は形成されておらず、第1のゲー
ト13が第2のゲート20と同様の役割を果たすように
している。このために、シリコン層12の表面側半分の
領域に、高濃度のp型層21が形成されている。すな
わち、この例では、シリコン層12が不純物濃度の低い
型の領域として形成されており、p型層21がこ
れよりも不純物濃度が高いp型の領域として形成され
ている。
As can be seen from these figures, in this example, the second gate 20 is not formed, and the first gate 13 plays a role similar to that of the second gate 20. For this purpose, a high-concentration p + -type layer 21 is formed in a half region on the surface side of the silicon layer 12. That is, in this example, the silicon layer 12 is formed as a p -type region having a low impurity concentration, and the p + -type layer 21 is formed as a p + -type region having a higher impurity concentration.

【0065】p型層21は、その平面視において、シ
リコン層12のおよそ半分の領域に形成されている。p
型層21の深さは、ゲート絶縁膜16と酸化膜11と
の間の位置まで形成されている。あるいは、酸化膜11
まで届いても構わない。このp型層21を形成する大
きさは任意であり、第1のゲート13を駆動した場合に
チャネル反転層が形成されないようにして、チャネルボ
ディに対して大きな容量結合で電位制御できればよい。
The p + type layer 21 is formed in a region approximately half of the silicon layer 12 in plan view. p
The depth of the + type layer 21 is formed up to a position between the gate insulating film 16 and the oxide film 11. Alternatively, the oxide film 11
You can reach it. The size of the p + -type layer 21 is arbitrary. It is sufficient that the potential can be controlled by a large capacitive coupling to the channel body so that the channel inversion layer is not formed when the first gate 13 is driven.

【0066】図19Iは、図19Fに示したメモリセル
MCをマトリクス状に配置したメモリセルアレイのレイ
アウトを示す図であり、図19Cに対応する図である。
図19Jは、図19IのA−A’断面を示す図であり、
図19Kは、図19IのB−B’断面を示す図であり、
図19Lは、図19IのC−C’断面を示す図である。
FIG. 19I is a diagram showing a layout of a memory cell array in which the memory cells MC shown in FIG. 19F are arranged in a matrix, and is a diagram corresponding to FIG. 19C.
FIG. 19J is a diagram showing a cross section AA ′ of FIG. 19I,
FIG. 19K is a diagram showing a BB ′ cross section of FIG. 19I,
FIG. 19L is a diagram showing a CC ′ cross section of FIG. 19I.

【0067】これらの図から分かるように、ゲート13
は一方向に連続的に形成されて、1つのワード線WLと
なる。但し、この例では、上述した第2のゲート20が
存在しないので、第2のワード線WL2は形成されてい
ない。ビット線18は、二つのトランジスタで共有する
ドレイン14にコンタクトして、ワード線WLと交差す
るように配設される。そして、ドレイン14及びソース
15の間のチャネルボディにおけるワード線WL側の一
部に、p型層21が形成される。
As can be seen from these figures, the gate 13
Are continuously formed in one direction to form one word line WL. However, in this example, the second word line WL2 is not formed because the second gate 20 does not exist. The bit line 18 is disposed so as to contact the drain 14 shared by the two transistors and cross the word line WL. Then, ap + -type layer 21 is formed on a part of the channel body between the drain 14 and the source 15 on the word line WL side.

【0068】なお、このメモリセルMCにおいては、図
19Hに示すように、p型層21は、そのB−B’断
面方向において、ドレイン領域14とソース領域15に
接するように形成されている。但し、必ずしもp型層
21は、ドレイン領域14とソース領域15に接してい
なくともよい。
In the memory cell MC, as shown in FIG. 19H, the p + -type layer 21 is formed so as to be in contact with the drain region 14 and the source region 15 in the BB ′ cross-sectional direction. . However, the p + type layer 21 does not necessarily have to be in contact with the drain region 14 and the source region 15.

【0069】そのような例を、図19M及び図19Nに
示す。図19Mは、メモリセルMCの構成を示す斜視図
であり、図19Fに対応する図である。図19Nは、図
19MにおけるB−B’断面を示す図であり、図19H
に対応する図である。図19MにおけるA−A’断面
は、先に示した図19Gと同様である。
FIGS. 19M and 19N show such examples. FIG. 19M is a perspective view showing the configuration of the memory cell MC, and corresponds to FIG. 19F. FIG. 19N is a diagram showing a BB ′ cross section in FIG. 19M, and FIG.
FIG. The section taken along the line AA ′ in FIG. 19M is the same as FIG. 19G shown above.

【0070】これら図19M及び図19Nに示すよう
に、p型層21は、ドレイン領域14とソース領域1
5と接していない。このようにすることにより、このメ
モリセルMCのリテンション時間が短くなってしまうの
を、回避することができる。より詳しく説明すると、p
型層21とn型のドレイン領域14とソース領域15
とが直接的に接すると、pn接合に逆バイアスが印加さ
れた場合の空乏層の延びが小さくなってしまう。する
と、電界の強さが大きくなり、pn接合部分のリーク電
流が増加してしまい、メモリセルMCがデータを保持す
ることのできる時間であるリテンション時間が短くなっ
てしまうのである。
As shown in FIGS. 19M and 19N, the p + -type layer 21 has a drain region 14 and a source region 1.
No contact with 5. This can prevent the retention time of the memory cell MC from being shortened. More specifically, p
+ -Type layer 21, n-type drain region 14, and source region 15
Directly contact with each other, the extension of the depletion layer when a reverse bias is applied to the pn junction is reduced. Then, the strength of the electric field increases, the leakage current at the pn junction increases, and the retention time, which is the time during which the memory cell MC can hold data, is shortened.

【0071】これに対して、図19M及び図19Nに示
すように、p型層21をドレイン領域14とソース領
域15と接しないように形成することにより、このよう
な事態を回避することができる。つまり、p型層21
がドレイン領域14とソース領域15と接する場合と比
べて、メモリセルMCのリテンション時間を長くするこ
とができるのである。
On the other hand, as shown in FIGS. 19M and 19N, such a situation can be avoided by forming the p + -type layer 21 so as not to contact the drain region 14 and the source region 15. it can. That is, the p + type layer 21
Can make the retention time of the memory cell MC longer than in the case where the drain region 14 and the source region 15 are in contact with each other.

【0072】[実施の形態2]図20は、実施の形態2
によるメモリセルMCの構造である。図19Aの実施の
形態と異なりこの実施の形態では、第2のゲート20
は、配線としてパターニングされず、セルアレイ領域全
体をカバーするように共通のゲート(バックプレート)
として配設される。すなわち、第2のゲート20は、こ
のメモリセルアレイ内にあるすべてのMISトランジス
タに共通に設けられている。この様な構造とすれば、第
2のゲート20と第1のゲート13の位置合わせが不要
であり、製造プロセスが簡単になる。
[Second Embodiment] FIG. 20 shows a second embodiment.
Is the structure of the memory cell MC. Unlike the embodiment of FIG. 19A, in this embodiment, the second gate 20
Is a common gate (backplate) that is not patterned as wiring and covers the entire cell array area
It is arranged as. That is, the second gate 20 is provided commonly to all the MIS transistors in the memory cell array. With such a structure, the alignment of the second gate 20 and the first gate 13 is not required, and the manufacturing process is simplified.

【0073】この様な構成として、第2のゲート20を
例えばソース電位或いはそれより低い電位に固定して、
先の基本メモリセルで説明したと同様の動作を行う。こ
の場合にも、第1のゲート13(ワード線WL)の振幅
を大きくすることにより、“0”,“1”データの信号
差を大きくすることができる。即ち、第2のゲート20
を固定電位でチャネルボディに容量結合させると、第1
のゲート13からのチャネルボディに対する容量結合は
基本メモリセルの場合に比べて容量分割により小さくな
る。しかしその分、第1のゲート13の駆動振幅を上げ
ることによって、第1のゲート13によるチャネルボデ
ィの電位を、“0”,“1”データについて大きな差の
ない状態で制御することができ、データ保持状態で
“0”,“1”データのしきい値電圧差を大きくするこ
とが可能になる。
With such a configuration, the second gate 20 is fixed to, for example, the source potential or a potential lower than the source potential.
The same operation as described in the previous basic memory cell is performed. Also in this case, by increasing the amplitude of the first gate 13 (word line WL), the signal difference between “0” and “1” data can be increased. That is, the second gate 20
Is capacitively coupled to the channel body at a fixed potential,
The capacitance coupling from the gate 13 to the channel body is reduced by the capacitance division as compared with the case of the basic memory cell. However, by increasing the driving amplitude of the first gate 13, the potential of the channel body by the first gate 13 can be controlled without a large difference between “0” and “1” data. In the data holding state, it is possible to increase the difference between the threshold voltages of “0” and “1” data.

【0074】[実施の形態3]図21は、実施の形態3
によるメモリセルアレイのレイアウトを示し、図22は
そのA−A’断面を示している。ここまでの実施の形態
では、フローティングのチャネルボディを持つトランジ
スタを作るためにSOI基板を用いたのに対し、この実
施の形態では、いわゆるSGT(Surroundin
g GateTransistor)構造を利用して、
フローティングのチャネルボディを持つ縦型MISトラ
ンジスタによりメモリセルを構成する。
[Third Embodiment] FIG. 21 shows a third embodiment.
22 shows a layout of the memory cell array, and FIG. 22 shows a section taken along the line AA ′. In the embodiments described above, an SOI substrate is used to manufacture a transistor having a floating channel body. In this embodiment, a so-called SGT (Surroundin) is used.
g GateTransistor) structure,
A memory cell is constituted by a vertical MIS transistor having a floating channel body.

【0075】シリコン基板10には、RIEにより、縦
横に走る溝を加工して、p型柱状シリコン30が配列形
成される。これらの各柱状シリコン30の両側面に対向
するように、第1のゲート13と第2のゲート20が形
成される。第1のゲート13と第2のゲート20は、図
22の断面において、柱状シリコン30の間に交互に埋
め込まれる。第1のゲート13は、側壁残しの技術によ
り、隣接する柱状シリコン30の間で隣接する柱状シリ
コン30に対して独立したゲート電極として分離形成さ
れる。一方第2のゲート20は、隣接する柱状シリコン
30の間にこれらが共有するように埋め込まれる。第
1,第2のゲート13,20はそれぞれ、第1,第2の
ワード線WL1,WL2として連続的にパターン形成さ
れる。
In the silicon substrate 10, grooves running vertically and horizontally are processed by RIE to form p-type columnar silicon 30 in an array. A first gate 13 and a second gate 20 are formed so as to face both side surfaces of each of the columnar silicon 30. The first gate 13 and the second gate 20 are alternately embedded between the columnar silicon 30 in the cross section of FIG. The first gate 13 is formed as an independent gate electrode between the adjacent columnar silicon 30 between the adjacent columnar silicon 30 by the technique of leaving the side wall. On the other hand, the second gates 20 are buried between adjacent columnar silicons 30 so that they are shared. The first and second gates 13 and 20 are continuously patterned as first and second word lines WL1 and WL2, respectively.

【0076】柱状シリコン30の上面にn型ドレイン拡
散層14が形成され、下部には全セルで共有されるn型
ソース拡散層15が形成される。また柱状シリコン層3
0の第2のゲート20側の側面には、p型層21が形
成される。これにより、各チャネルボディがフローティ
ングである縦型トランジスタからなるメモリセルMCが
構成される。ゲート13,20が埋め込まれた基板には
層間絶縁膜17が形成され、この上にビット線18が配
設される。
An n-type drain diffusion layer 14 is formed on the upper surface of the columnar silicon 30, and an n-type source diffusion layer 15 shared by all cells is formed below. The columnar silicon layer 3
The p + -type layer 21 is formed on the side surface of the second gate 20 on the side of the second gate 20. As a result, a memory cell MC including a vertical transistor in which each channel body is floating is configured. An interlayer insulating film 17 is formed on the substrate in which the gates 13 and 20 are embedded, and a bit line 18 is provided thereon.

【0077】この実施の形態によっても、先の各実施の
形態と同様の動作ができる。この実施の形態によれば、
SOI基板を用いる必要がなく、従ってメモリセルのみ
縦型トランジスタによるフローティングのチャネルボデ
ィを持たせ、セルアレイ以外のセンスアンプ、トランス
ファゲート、ロウ/カラムデコーダ等の周辺回路は通常
の平面型トランジスタを用いることができる。このた
め、SOI基板を用いた場合のように、チャネルボディ
浮遊効果による回路の不安定性がなくすために周辺回路
トランジスタのチャネルボディ電位を固定するためのコ
ンタクトを形成するという必要がなく、それだけ周辺回
路部の面積縮小が可能になる。
According to this embodiment, the same operation as each of the previous embodiments can be performed. According to this embodiment,
It is not necessary to use an SOI substrate, so that only memory cells have a floating channel body of vertical transistors, and peripheral circuits other than the cell array, such as sense amplifiers, transfer gates, row / column decoders, use ordinary planar transistors. Can be. Therefore, unlike the case of using the SOI substrate, it is not necessary to form a contact for fixing the channel body potential of the peripheral circuit transistor in order to eliminate the instability of the circuit due to the channel body floating effect. The area of the part can be reduced.

【0078】[実施の形態4]図23及び図24は、実
施の形態3と同様のSGT構造を用いた実施の形態のセ
ルアレイのレイアウトとそのA−A’断面を、図21及
び図22に対応させて示している。実施の形態3との相
違は、ゲート13と20とが一体に柱状シリコン層30
の周囲を取り巻いて、共通のワード線WLとして配設さ
れていることである。柱状シリコン層30のゲート20
が対向する側面には、実施の形態3と同様に、p型層
21が形成されている。
[Embodiment 4] FIGS. 23 and 24 show a cell array layout and an AA ′ cross section of an embodiment using an SGT structure similar to that of Embodiment 3 in FIGS. 21 and 22, respectively. It is shown correspondingly. The difference from the third embodiment is that the gates 13 and 20 are integrally formed with the columnar silicon layer 30.
Is arranged as a common word line WL. Gate 20 of columnar silicon layer 30
The p + -type layer 21 is formed on the side surface facing the same as in the third embodiment.

【0079】この実施の形態の場合、ゲート13,20
は、ワード線WLとして一体に同電位で駆動されること
になる。ゲート20側はp型層21があるためにチャ
ネル反転層が形成されることはなく、従ってワード線W
Lは大きな容量でチャネルボディに結合して、その電位
を制御することができる。このp型層21が形成され
る面は、柱状シリコン層30の1つの面に限られるもの
ではなく、2つの面、3つの面に形成するようにしても
よい。つまり、p型層21は、柱状シリコン層30の
一つ以上の面に形成されていればよい。
In the case of this embodiment, the gates 13 and 20
Are driven integrally at the same potential as the word line WL. Since the gate 20 has the p + -type layer 21, no channel inversion layer is formed.
L can be coupled to the channel body with a large capacitance to control its potential. The surface on which the p + -type layer 21 is formed is not limited to one surface of the columnar silicon layer 30, but may be formed on two surfaces or three surfaces. That is, the p + type layer 21 may be formed on one or more surfaces of the columnar silicon layer 30.

【0080】[実施の形態5]図25Aは、“0”デー
タ書き込みの信頼性の改善を可能とした実施の形態のメ
モリセルMCの構造を、図1に対応させて示す。この実
施の形態のメモリセル構造が図1と異なる点は、ゲート
13がドレイン14に対してオフセットを持つようにし
ていることである。すなわち、チャネルボディ側のソー
ス15上には、ゲート絶縁膜16を介して、ゲート13
が形成されている。つまり、ゲート13のソース15に
対する重なり量は正である。これに対して、ドレイン1
4上には、ゲート13が形成されていない。つまり、ゲ
ート13のドレイン14に対する重なり量は負である。
[Fifth Embodiment] FIG. 25A shows a structure of a memory cell MC according to an embodiment capable of improving the reliability of writing "0" data, corresponding to FIG. The difference of the memory cell structure of this embodiment from FIG. 1 is that the gate 13 has an offset with respect to the drain 14. That is, the gate 13 is formed on the source 15 on the channel body side via the gate insulating film 16.
Are formed. That is, the amount of overlap of the gate 13 with the source 15 is positive. On the other hand, drain 1
No gate 13 is formed on 4. That is, the amount of overlap of the gate 13 with the drain 14 is negative.

【0081】これは、図25Aに示したように、ドレイ
ン14及びソース15のイオン注入を斜めイオン注入と
することにより、容易に実現することができる。或いは
斜めイオン注入によらず、ドレイン側のゲート側壁にの
み側壁絶縁膜を形成した状態で通常のイオン注入を行う
ことによっても、同様のオフセット構造を得ることがで
きる。その他は、図1と変わらない。
This can be easily realized by oblique ion implantation for the drain 14 and the source 15 as shown in FIG. 25A. Alternatively, the same offset structure can be obtained by performing normal ion implantation in a state where a sidewall insulating film is formed only on the gate side wall on the drain side, instead of oblique ion implantation. Others are the same as FIG.

【0082】上述した実施の形態におけるメモリセルで
は、“0”書き込みは、ドレイン領域14とチャネルボ
デイの間に順バイアスを与えて、チャネルボディの多数
キャリアをドレイン領域14に放出させる。この場合、
図1に示した通常のトランジスタ構造では、チャネル反
転層が形成されてこれがゲート13とチャネルボディの
間のシールド層となり、チャネル反転層とチャネルボデ
ィとの間の容量結合が大きくなる。この結果、ドレイン
領域14を負電位から0Vに戻すときに、チャネル反転
層とチャネルボディの容量結合によりチャネルボディ電
位が上昇し、十分に“0”書き込みができなくなる可能
性がある。また、チャネル反転層のためにゲート13と
チャネルボディの間の容量が小さくなるため、ビット線
の影響をより大きく受けやすくなる。更にチャネル反転
層が形成されると、チャネル電流(nチャネルの場合電
子電流)が流れる。このチャネル電流は、書き込み動作
には無用の電流であり、書き込み電力の増大を招くだけ
でなく、もしインパクトイオン化が生じれば、“1”書
き込みモードとなり、“0”書き込みの信頼性が低下す
る。
In the memory cell according to the above-described embodiment, “0” writing applies a forward bias between the drain region 14 and the channel body to discharge majority carriers in the channel body to the drain region 14. in this case,
In the normal transistor structure shown in FIG. 1, a channel inversion layer is formed and serves as a shield layer between the gate 13 and the channel body, and the capacitive coupling between the channel inversion layer and the channel body increases. As a result, when the drain region 14 is returned from the negative potential to 0 V, the channel body potential increases due to the capacitive coupling between the channel inversion layer and the channel body, and there is a possibility that sufficient “0” writing cannot be performed. In addition, since the capacitance between the gate 13 and the channel body is reduced due to the channel inversion layer, the effect of the bit line is increased. Further, when a channel inversion layer is formed, a channel current (an electron current in the case of n-channel) flows. This channel current is a current unnecessary for a write operation, and not only causes an increase in write power, but also, if impact ionization occurs, a "1" write mode is set, and the reliability of "0" write is reduced. .

【0083】これに対して、図25Aに示すように、ド
レイン側にオフセット構造を持たせると、ドレイン領域
14に正電位が与えられてドレイン接合が逆バイアスと
なる通常のトランジスタ動作の場合は、図25Bに示す
ように、ドレイン領域14から拡がる空乏層DLがゲー
ト13直下まで延びる。このため、ゲート13に正の電
圧を印加することにより、ドレイン領域14からの空乏
層DLとソース領域15との間にチャネル反転層CHが
形成され、ドレイン領域14とソース領域15との間に
チャネル電流が流れる状態になる。つまり、図25Aに
示すメモリセルMCは、図26に示すように、MISト
ランジスタとして、正常動作する。この図26は、ドレ
イン領域14に印加される電圧Vdと、ソース/ドレイ
ン間を流れる電流Idとの関係を示すグラフを示してい
る。そして、ゲート13に印加される電圧Vgを変化さ
せた場合の特性を示している。
On the other hand, as shown in FIG. 25A, when an offset structure is provided on the drain side, in a normal transistor operation in which a positive potential is applied to the drain region 14 and the drain junction is reverse-biased, As shown in FIG. 25B, a depletion layer DL extending from the drain region 14 extends right below the gate 13. Therefore, by applying a positive voltage to the gate 13, a channel inversion layer CH is formed between the depletion layer DL from the drain region 14 and the source region 15, and between the drain region 14 and the source region 15. The channel current flows. That is, the memory cell MC shown in FIG. 25A normally operates as a MIS transistor as shown in FIG. FIG. 26 is a graph showing the relationship between the voltage Vd applied to the drain region 14 and the current Id flowing between the source and the drain. The graph shows characteristics when the voltage Vg applied to the gate 13 is changed.

【0084】しかし、ドレイン領域14に負電位が与え
られた場合には、トランジスタ動作としてはドレイン,
ソースの機能が逆となり、図25Cに示すように、空乏
層DLはソース領域15側に形成されるとともに、チャ
ネル反転層CHがソース領域14から離れて形成され
る。このため、図26に示すように、ドレイン領域14
とソース領域15との間にチャネル電流が殆ど流れな
い。
However, when a negative potential is applied to the drain region 14, the transistor operates as a drain,
The function of the source is reversed. As shown in FIG. 25C, the depletion layer DL is formed on the source region 15 side, and the channel inversion layer CH is formed away from the source region 14. For this reason, as shown in FIG.
Almost no channel current flows between the gate electrode and the source region 15.

【0085】従ってこの実施の形態によると、“0”書
き込み時(つまり、図25Cに示すように、ドレイン領
域14とチャネルボディとの間に順バイアスを与えた
時)、ドレイン領域14とチャネルボディとの無用な容
量結合によるチャネルボディ電位の上昇が抑えられ、
“0”書き込みマージンを上げることができる。また
“0”書き込み時に無用なチャネル電流を抑えて、ビッ
ト線BLに流れる書き込み電流を低減し、書き込み電力
を低減することができる。
Therefore, according to this embodiment, at the time of writing "0" (ie, when a forward bias is applied between the drain region 14 and the channel body as shown in FIG. 25C), the drain region 14 and the channel body The rise of the channel body potential due to unnecessary capacitive coupling with
The “0” write margin can be increased. Further, unnecessary channel current at the time of writing “0” can be suppressed, the write current flowing through the bit line BL can be reduced, and the write power can be reduced.

【0086】上では、逆方向について殆ど電流が流れな
い場合について述べたが、チャネル電流に10%以上の
差がつく軽い非対称性を持たせることで、同様に電流低
減等の効果が得られる。また、ドレイン領域14側にオ
フセットを持たせるのは、ソース、ドレイン逆転時のチ
ャネル電流を非対称とする手段の一つであり、ソース、
ドレインの順逆時のチャネル電流に非対称を与えるため
に他の手法を用いることもできる。すなわち、MISト
ランジスタが、ソース領域15からドレイン領域14へ
チャネル電流が流れる場合と、ドレイン領域14からソ
ース領域15へチャネル電流が流れる場合とで、同じ電
位をゲート13に与えた場合でも異なる特性を有するよ
うにすればよい。
In the above, the case where almost no current flows in the reverse direction has been described. However, by giving a slight asymmetry with a difference of 10% or more in the channel current, the effect of similarly reducing the current can be obtained. An offset on the drain region 14 side is one of means for making the channel current asymmetric when the source and the drain are reversed.
Other techniques can be used to impart asymmetry to the channel current when the drain is reversed. That is, the MIS transistor has different characteristics between the case where a channel current flows from the source region 15 to the drain region 14 and the case where a channel current flows from the drain region 14 to the source region 15 even when the same potential is applied to the gate 13. What is necessary is just to have.

【0087】[実施の形態6]図27及び図28はそれ
ぞれ、図19A及び図20のメモリセルMCについて、
同様にゲートオフセット構造を導入した実施の形態を示
している。この実施の形態によっても同様に、“0”書
き込み時の無用な電流を低減することができる。
[Embodiment 6] FIGS. 27 and 28 show the memory cell MC of FIGS. 19A and 20 respectively.
Similarly, an embodiment in which a gate offset structure is introduced is shown. According to this embodiment, similarly, unnecessary current at the time of writing “0” can be reduced.

【0088】図29A及び図29Bは、SGT構造を用
いたメモリセルMCについて、同様にゲートオフセット
構造を導入した実施の形態を示している。図29Aは、
そのようなメモリセルMCにより構成されたメモリセル
アレイのレイアウトを示す平面図であり、図29Bは、
図29AのA−A’断面を示す図である。これら図29
A及び図29Bに示すように、ゲート13は柱状シリコ
ン層30を取り巻く一体のものである。また、柱状シリ
コン30には、p型層21の高濃度領域は形成されて
いない。
FIGS. 29A and 29B show an embodiment in which a gate offset structure is similarly introduced for the memory cell MC using the SGT structure. FIG. 29A
FIG. 29B is a plan view showing a layout of a memory cell array constituted by such memory cells MC, and FIG.
It is a figure which shows the AA 'cross section of FIG. 29A. These FIG.
As shown in FIG. 29A and FIG. 29B, the gate 13 is a single body surrounding the columnar silicon layer 30. Also, the high concentration region of the p + type layer 21 is not formed in the columnar silicon 30.

【0089】図29Bに示すように、柱状シリコン層3
0におけるチャネルボディ側のソース15の周囲には、
ゲート絶縁膜を介して、ゲート13が形成されている。
つまり、ゲート13のソース15に対する重なり量は正
である。これに対して、柱状シリコン層30におけるド
レイン14の周囲には、ゲート13が形成されていな
い。つまり、ゲート13のドレイン14に対する重なり
量は負である。
As shown in FIG. 29B, the columnar silicon layer 3
0, around the source 15 on the channel body side,
The gate 13 is formed via the gate insulating film.
That is, the amount of overlap of the gate 13 with the source 15 is positive. On the other hand, the gate 13 is not formed around the drain 14 in the columnar silicon layer 30. That is, the amount of overlap of the gate 13 with the drain 14 is negative.

【0090】図30Aは、図21及び図22の実施の形
態3において、ゲートオフセット構造を導入したメモリ
セルで構成されたメモリセルアレイのレイアウトを示す
平面図である。図30Bは、図30AにおけるA−A’
断面を示す図である。これら図30A及び図30Bに示
すように、第1のゲート13は、ソース領域15側にシ
フトして形成されている。すなわち、柱状シリコン層3
0におけるソース15の側面には、ゲート絶縁膜を介し
て、第1のゲート13が形成されている。つまり、第1
のゲート13のソース15に対する重なり量は正であ
る。これに対して、柱状シリコン層30におけるドレイ
ン14の側面には、第1のゲート13が形成されていな
い。つまり、第1のゲート13のドレイン14に対する
重なり量は負である。それ以外の構成は、上述した実施
の形態3と同様であり、第1のゲート13と第2のゲー
ト20は、別々のワード線として配設されている。
FIG. 30A is a plan view showing a layout of a memory cell array composed of memory cells having a gate offset structure introduced in the third embodiment shown in FIGS. 21 and 22. FIG. 30B is a view showing AA ′ in FIG. 30A.
It is a figure showing a section. As shown in FIGS. 30A and 30B, the first gate 13 is formed shifted to the source region 15 side. That is, the columnar silicon layer 3
The first gate 13 is formed on the side surface of the source 15 at 0 through a gate insulating film. That is, the first
Of the gate 13 with respect to the source 15 is positive. On the other hand, the first gate 13 is not formed on the side surface of the drain 14 in the columnar silicon layer 30. That is, the amount of overlap of the first gate 13 with the drain 14 is negative. Other configurations are the same as those of the third embodiment described above, and the first gate 13 and the second gate 20 are provided as separate word lines.

【0091】図30Cは、図23及び図24の実施の形
態4において、ゲートオフセット構造を導入したメモリ
セルにより構成されたメモリセルアレイのレイアウトを
示す平面図である。図30Dは、図30CにおけるA−
A’断面を示す図である。これら図30C及び図30D
に示すように、第1のゲート13は、ソース領域15側
にシフトして形成されている。すなわち、柱状シリコン
層30におけるソース15の側面には、ゲート絶縁膜を
介して、第1のゲート13が形成されている。つまり、
第1のゲート13のソース15に対する重なり量は正で
ある。これに対して、柱状シリコン層30におけるドレ
イン14の側面には、第1のゲート13が形成されてい
ない。つまり、第1のゲート13のドレイン14に対す
る重なり量は負である。それ以外の構成は、上述した実
施の形態4と同様であり、第1のゲート13と第2のゲ
ート20は、共通のワード線として配設されている。
FIG. 30C is a plan view showing a layout of a memory cell array constituted by memory cells having a gate offset structure introduced in the fourth embodiment of FIGS. 23 and 24. FIG. 30D shows A-
It is a figure which shows A 'cross section. These FIGS. 30C and 30D
As shown in (1), the first gate 13 is formed shifted to the source region 15 side. That is, the first gate 13 is formed on the side surface of the source 15 in the columnar silicon layer 30 via the gate insulating film. That is,
The amount of overlap of the first gate 13 with the source 15 is positive. On the other hand, the first gate 13 is not formed on the side surface of the drain 14 in the columnar silicon layer 30. That is, the amount of overlap of the first gate 13 with the drain 14 is negative. Other configurations are the same as those of the above-described fourth embodiment, and the first gate 13 and the second gate 20 are arranged as a common word line.

【0092】この実施の形態6によっても同様に、
“0”書き込み時の無用な電流をなくすことができる。
Similarly, according to the sixth embodiment,
Unnecessary current at the time of writing “0” can be eliminated.

【0093】[実施の形態7]ここまでの実施の形態で
は、“1”書き込みにはドレイン接合近傍でのインパク
トイオン化による基板電流を利用したが、インパクトイ
オン化に代わり、ゲートにより誘起されるドレインリー
ク電流、いわゆるGIDL電流を利用することもでき
る。図31は、ゲート長/ゲート幅=0.175μm/
10μmのMISFETでのゲート電圧−ドレイン電流
特性を示している。ゲート長が短くなると、図示のよう
にゲート電圧Vgが負の領域で正のドレイン電圧Vdが
かかると、大きな基板電流が流れる。これが、GIDL
電流であり、これを利用することで“1”書き込みが可
能である。
[Embodiment 7] In the embodiments described so far, the substrate current caused by impact ionization near the drain junction is used for writing “1”, but instead of the impact ionization, the drain leakage induced by the gate is used. A current, a so-called GIDL current, can also be used. FIG. 31 shows that the gate length / gate width = 0.175 μm /
4 shows a gate voltage-drain current characteristic of a 10 μm MISFET. When the gate length becomes short, a large substrate current flows when a positive drain voltage Vd is applied in a region where the gate voltage Vg is negative as shown in the figure. This is GIDL
This is a current, and "1" can be written by using the current.

【0094】図32は、GIDL電流を利用した“1”
書き込み/読み出しの動作波形を示している。インパク
トイオン化を利用する場合と異なり、“1”書き込み
時、ゲート電圧Vgを負、ドレイン電圧Vdを正にす
る。これにより、GIDL電流により、チャネルボディ
にホールを注入蓄積することができる。
FIG. 32 shows "1" using the GIDL current.
3 shows operation waveforms of writing / reading. Unlike the case where impact ionization is used, at the time of writing "1", the gate voltage Vg is made negative and the drain voltage Vd is made positive. Thereby, holes can be injected and accumulated in the channel body by the GIDL current.

【0095】なおGIDL電流を利用する“1”書き込
み方式は、図1に示した基本メモリセル構造はもちろ
ん、図19A以下に示した各実施の形態のメモリセル構
造の場合にも同様に適用が可能である。
The "1" write method using the GIDL current can be applied not only to the basic memory cell structure shown in FIG. 1 but also to the memory cell structure of each embodiment shown in FIG. It is possible.

【0096】[実施の形態8]図33、図34A及び図
34Bは、シリコン層12を絶縁膜11上で凸型のスト
ライプ状に形成した実施の形態である。図33は、その
ようなメモリセルによるメモリセルアレイのレイアウト
を示す平面図であり、図34Aは図33におけるA−
A’断面を示す図であり、図34Bは図33におけるB
−B’断面を示す図である。
[Eighth Embodiment] FIGS. 33, 34A and 34B show an embodiment in which the silicon layer 12 is formed in a convex stripe shape on the insulating film 11. FIG. FIG. 33 is a plan view showing a layout of a memory cell array including such memory cells, and FIG.
FIG. 34B is a view showing a section taken along the line A ′, and FIG.
It is a figure which shows the -B 'cross section.

【0097】この場合、ゲート13は、上記各実施の形
態の第1のゲートと第2のゲートを一体に形成したもの
ということができ、凸型シリコン層12の上面と両側面
に対向させる。具体的にこの構造は、素子分離絶縁膜2
4の埋め込み時に、シリコン層12が突出した状態に埋
め込むことにより、得られる。そして、シリコン層12
のゲート13が対向する3面のうち、例えば両側面にp
型層21を形成して、ここをチャネル反転層が形成さ
れない容量結合部とする。なお、p型層21は、シリ
コン層12の上面及び両側面からなる3つの面のうち、
一つ以上の面に形成されていればよい。
In this case, the gate 13 can be said to be the one in which the first gate and the second gate of each of the above embodiments are integrally formed, and are opposed to the upper surface and both side surfaces of the convex silicon layer 12. Specifically, this structure is formed by the element isolation insulating film 2
4 can be obtained by embedding the silicon layer 12 in a protruding state. And the silicon layer 12
Out of the three surfaces facing each other, for example, p
The + type layer 21 is formed, and this is used as a capacitive coupling portion where the channel inversion layer is not formed. In addition, the p + type layer 21 is formed of three surfaces of the upper surface and both side surfaces of the silicon layer 12.
It may be formed on one or more surfaces.

【0098】これにより、先の各実施の形態と同様の動
作ができる。
Thus, the same operation as in each of the above embodiments can be performed.

【0099】[実施の形態9]上述した各実施の形態に
よれば、一つのMISトランジスタを1ビットのメモリ
セルMCとして、ダイナミック記憶ができるメモリセル
アレイが構成される。そして、上述したように、第1の
ゲート13と第2のゲート20とを別々に形成した場
合、第1のワード線WL1と第2のワード線WL2は異
なる電位で同期駆動してもよいし、同じ電位で同期駆動
してもよい。
[Embodiment 9] According to each of the above-described embodiments, a memory cell array capable of dynamic storage is constructed by using one MIS transistor as a 1-bit memory cell MC. Then, as described above, when the first gate 13 and the second gate 20 are formed separately, the first word line WL1 and the second word line WL2 may be driven synchronously at different potentials. , May be driven synchronously at the same potential.

【0100】図35A及び図35Bは、データ書き込み
時のワード線WL1,WL2及びビット線BLの電圧波
形を示している。対をなす第1のワード線WL1と第2
のワード線WL2は同期して駆動する。図35Aは、第
1のゲート13と第2のゲート20とを別々に形成した
場合に、第2のゲート20を第1のゲート13より低い
電位で制御して、チャネルボディの第2のゲート20側
に多数キャリア蓄積を可能とするものである。一方、図
35Bは、第1のゲート13と第2のゲート20を同じ
電位で駆動して、チャネルボディの第2のゲート20側
に多数キャリア蓄積を可能とするものである。この図3
5Bの電圧波形は、第1のゲート13と第2のゲート2
0とを共通に形成した場合にも、同様に適用される。
FIGS. 35A and 35B show voltage waveforms of the word lines WL1 and WL2 and the bit line BL at the time of data writing. A pair of the first word line WL1 and the second word line WL1
Are synchronously driven. FIG. 35A shows that the second gate 20 is controlled at a lower potential than the first gate 13 when the first gate 13 and the second gate 20 are separately formed, and the second gate of the channel body is formed. 20 enables the majority carrier accumulation. On the other hand, FIG. 35B shows that the first gate 13 and the second gate 20 are driven at the same potential to enable majority carrier accumulation on the second gate 20 side of the channel body. This figure 3
5B has a first gate 13 and a second gate 2
The same applies to the case where 0 is commonly formed.

【0101】図35Aの場合、“1”データ書き込み
時、選択された第1のワード線WL1に基準電位VSS
より高い正の電位VWL1Hを与え、同時に選択された
第2のワード線WL2にはそれより低い電位VWL2H
(図の例では基準電位VSSより高い正電位)を与え、
選択されたビット線BLには、基準電位VSSより高い
正の電位VBLHを与える。これにより、選択されたメ
モリセルMCにおいて、5極管動作によるインパクトイ
オン化が生じ、ホールがチャネルボディに蓄積される。
In the case of FIG. 35A, when "1" data is written, the reference potential VSS is applied to the selected first word line WL1.
The higher potential VWL1H is applied, and the lower potential VWL2H is applied to the second word line WL2 selected at the same time.
(In the example of the figure, a positive potential higher than the reference potential VSS).
A positive potential VBLH higher than the reference potential VSS is applied to the selected bit line BL. Thereby, in the selected memory cell MC, impact ionization occurs due to the pentode operation, and holes are accumulated in the channel body.

【0102】データ保持は、第1のワード線WL1に基
準電位VSSより低い負の電位VWL1Lを与え、第2
のワード線WL2にはそれより更に低い電位VWL2L
を与える。これにより、チャネルボディに過剰ホールを
蓄積した状態である“1”データを保持する。
For data retention, a negative potential VWL1L lower than the reference potential VSS is applied to the first word line WL1,
Has a lower potential VWL2L.
give. As a result, "1" data in which excess holes are accumulated in the channel body is held.

【0103】“0”データ書き込み時は、選択された第
1及び第2のワード線WL1及びWL2にそれぞれ
“1”書き込み時と同様の電位VWL1H及びVWL2
Hを与え、選択されたビット線BLには基準電位VSS
より低い負の電位VBLLを与える。これにより、選択
されたメモリセルMCにおいて、ドレイン接合が順バイ
アスになり、チャネルボディのホールがドレイン14に
排出されて、チャネルボディ電位の低い状態である
“0”データが書かれる。
At the time of writing "0" data, the same potentials VWL1H and VWL2 as at the time of "1" writing are respectively applied to the selected first and second word lines WL1 and WL2.
H, and the reference potential VSS is applied to the selected bit line BL.
Apply a lower negative potential VBLL. As a result, in the selected memory cell MC, the drain junction becomes forward-biased, holes in the channel body are discharged to the drain 14, and "0" data with a low channel body potential is written.

【0104】図35Bの場合、“1”データ書き込み
時、選択された第1及び第2のワード線WL1及びWL
2に基準電位VSSより高い正の電位VWLHを与え、
選択ビット線BLには、基準電位VSSより高い正の電
位VBLHを与える。これにより、選択されたメモリセ
ルMCにおいて、5極管動作によるインパクトイオン化
が生じ、ホールがチャネルボディに蓄積される。
In the case of FIG. 35B, when "1" data is written, the selected first and second word lines WL1 and WL
2 is given a positive potential VWLH higher than the reference potential VSS,
A positive potential VBLH higher than the reference potential VSS is applied to the selected bit line BL. Thereby, in the selected memory cell MC, impact ionization occurs due to the pentode operation, and holes are accumulated in the channel body.

【0105】データ保持は、第1及び第2のワード線W
L1及びWL2に基準電位VSSより低い負の電位VW
LLを与える。これにより、チャネルボディに過剰ホー
ルを蓄積した状態である“1”データを保持する。
The data is held by the first and second word lines W
A negative potential VW lower than the reference potential VSS is applied to L1 and WL2.
Give LL. As a result, "1" data in which excess holes are accumulated in the channel body is held.

【0106】“0”データ書き込み時は、選択された第
1及び第2のワード線WL1及びWL2に“1”書き込
み時と同様の電位VWLHを与え、選択ビット線BLに
は基準電位VSSより低い負の電位VBLLを与える。
これにより、選択されたメモリセルMCでドレイン接合
が順バイアスになり、チャネルボディのホールがドレイ
ンに排出されて、チャネルボディ電位の低い状態である
“0”データが書かれる。
At the time of writing “0” data, the same potential VWLH as at the time of “1” writing is applied to the selected first and second word lines WL1 and WL2, and the selected bit line BL is lower than the reference potential VSS. A negative potential VBLL is applied.
As a result, the drain junction of the selected memory cell MC becomes forward-biased, holes in the channel body are discharged to the drain, and "0" data with a low channel body potential is written.

【0107】次に、この実施の形態におけるロウデコー
ダとワード線ドライバの具体的な回路構成の一例を説明
する。図35Cは、ロウデコーダの一例と、図35Bに
示したワード線WL1、WL2の電圧波形を生成するた
めのワード線ドライバWDDV1の一例を示す図であ
る。
Next, an example of a specific circuit configuration of the row decoder and the word line driver in this embodiment will be described. FIG. 35C is a diagram illustrating an example of the row decoder and an example of the word line driver WDDV1 for generating the voltage waveforms of the word lines WL1 and WL2 illustrated in FIG. 35B.

【0108】この図35Cに示すように、ロウデコーダ
RDECは、NAND回路C10により構成されてお
り、ワード線ドライバWDDV1は、インバータ回路C
11と、レベル変換回路C12と、レベル変換回路C1
3と、出力バッファ回路C14とにより構成されてい
る。この構成により、ロウデコーダRDECにより選択
されたワード線ドライバWDDV1は、ハイレベルの電
位を、正の電位VCCより高い電位であるVWLHに変
換して、ワード線WL1、WL2に供給する。
As shown in FIG. 35C, the row decoder RDEC includes a NAND circuit C10, and the word line driver WDDV1 includes an inverter circuit C10.
11, a level conversion circuit C12, and a level conversion circuit C1.
3 and an output buffer circuit C14. With this configuration, the word line driver WDDV1 selected by the row decoder RDEC converts a high-level potential to VWLH, which is higher than the positive potential VCC, and supplies it to the word lines WL1 and WL2.

【0109】より具体的には、NAND回路C10に
は、ロウアドレス信号RADDとワード線イネーブル信
号WLENとが、入力される。選択されたワード線WL
1、WL2に対応するワード線ドライバWDDV1に
は、すべてハイレベルのロウアドレス信号RADDと、
ハイレベルのワード線イネーブル信号WLENが入力さ
れる。したがって、選択されたワード線WL1、WL2
に対応するワード線ドライバWDDV1のNAND回路
C10の出力は、ローレベル、つまり基準電位VSSに
なる。NAND回路C10の出力は、インバータ回路C
11に入力される。
More specifically, the row address signal RADD and the word line enable signal WLEN are input to the NAND circuit C10. Selected word line WL
1, the word line driver WDDV1 corresponding to WL2 has a row address signal RADD of high level,
A high-level word line enable signal WLEN is input. Therefore, the selected word lines WL1, WL2
The output of the NAND circuit C10 of the word line driver WDDV1 corresponding to the low level becomes the low level, that is, the reference potential VSS. The output of the NAND circuit C10 is
11 is input.

【0110】このインバータ回路C11は、入力された
信号を反転して出力する。したがって、選択されたワー
ド線ドライバWDDV1においては、インバータ回路C
11の出力はハイレベル、つまり正の電位VCCにな
る。このインバータ回路C11の出力は、レベル変換回
路C12とレベル変換回路C13とに入力される。ま
た、レベル変換回路C12とレベル変換回路C13に
は、NAND回路C10の出力も、入力される。
This inverter circuit C11 inverts the input signal and outputs the inverted signal. Therefore, in the selected word line driver WDDV1, the inverter circuit C
The output of No. 11 is at a high level, that is, a positive potential VCC. The output of the inverter circuit C11 is input to the level conversion circuits C12 and C13. The output of the NAND circuit C10 is also input to the level conversion circuits C12 and C13.

【0111】このレベル変換回路C12及びレベル変換
回路C13の出力は、出力バッファ回路C14に入力さ
れる。レベル変換回路C12と出力バッファ回路C14
とにより、インバータ回路C11のハイレベル出力電位
であるVCCの出力を、VCCよりも高い正の電位であ
るVWLHに変換して、ワード線WL1、WL2に供給
する。また、レベル変換回路C13と出力バッファ回路
C14とにより、インバータ回路C11のローレベル出
力電位であるVSSの出力を、VSSよりも低い電位で
あるVWLLに変換して、ワード線WL1、WL2に供
給する。
The outputs of the level conversion circuits C12 and C13 are input to an output buffer circuit C14. Level conversion circuit C12 and output buffer circuit C14
As a result, the output of VCC, which is the high-level output potential of the inverter circuit C11, is converted to VWLH, which is a positive potential higher than VCC, and supplied to the word lines WL1, WL2. Further, the level conversion circuit C13 and the output buffer circuit C14 convert the output of VSS, which is the low-level output potential of the inverter circuit C11, to VWLL, which is lower than VSS, and supply it to the word lines WL1, WL2. .

【0112】この実施の形態においては、レベル変換回
路C12は、p型MOSトランジスタPM10、PM1
1と、n型MOSトランジスタNM10、NM11と
を、備えて構成されている。p型MOSトランジスタP
M10、PM11のソース端子は、それぞれ、電位VW
LHの供給線に接続されており、そのドレイン端子は、
それぞれ、n型MOSトランジスタNM10、NM11
のドレイン端子に接続されている。また、p型MOSト
ランジスタPM10のゲート端子は、p型MOSトラン
ジスタPM11とn型MOSトランジスタNM11の間
のノードに接続されており、p型MOSトランジスタP
M11のゲート端子は、p型MOSトランジスタPM1
0とn型MOSトランジスタNM10の間のノードに接
続されている。
In this embodiment, level conversion circuit C12 includes p-type MOS transistors PM10, PM1
1 and n-type MOS transistors NM10 and NM11. p-type MOS transistor P
The source terminals of M10 and PM11 are connected to the potential VW
LH supply line, and its drain terminal is
N-type MOS transistors NM10, NM11
Is connected to the drain terminal. The gate terminal of the p-type MOS transistor PM10 is connected to a node between the p-type MOS transistor PM11 and the n-type MOS transistor NM11.
The gate terminal of M11 is a p-type MOS transistor PM1
It is connected to a node between 0 and the n-type MOS transistor NM10.

【0113】n型MOSトランジスタNM10のゲート
端子には、インバータ回路C11の出力が入力され、n
型MOSトランジスタNM11のゲート端子には、NA
ND回路C10の出力が入力される。これらn型MOS
トランジスタNM10、NM11のソース端子は、ぞれ
ぞれ、電位VSSの供給線に接続されている。
The output of the inverter circuit C11 is input to the gate terminal of the n-type MOS transistor NM10.
The gate terminal of the type MOS transistor NM11 has an NA
The output of the ND circuit C10 is input. These n-type MOS
Source terminals of the transistors NM10 and NM11 are respectively connected to a supply line of the potential VSS.

【0114】一方、レベル変換回路C13は、p型MO
SトランジスタPM12、PM13と、n型MOSトラ
ンジスタNM12、NM13とを、備えて構成されてい
る。p型MOSトランジスタPM12、PM13のソー
ス端子は、それぞれ、電位VCCの供給線に接続されて
おり、そのドレイン端子は、それぞれ、n型MOSトラ
ンジスタNM12、NM13のドレイン端子に接続され
ている。また、p型MOSトランジスタPM12のゲー
ト端子には、インバータ回路C11の出力が入力され、
p型MOSトランジスタPM13のゲート端子には、N
AND回路C10の出力が入力される。
On the other hand, the level conversion circuit C13 is a p-type MO
It comprises S transistors PM12 and PM13 and n-type MOS transistors NM12 and NM13. The source terminals of the p-type MOS transistors PM12 and PM13 are respectively connected to a supply line of the potential VCC, and the drain terminals are connected to the drain terminals of the n-type MOS transistors NM12 and NM13, respectively. The output of the inverter circuit C11 is input to the gate terminal of the p-type MOS transistor PM12.
The gate terminal of the p-type MOS transistor PM13 has N
The output of the AND circuit C10 is input.

【0115】n型MOSトランジスタNM12のゲート
端子は、p型MOSトランジスタPM13とn型MOS
トランジスタNM13との間のノードに接続されてお
り、n型MOSトランジスタNM13のゲート端子は、
p型MOSトランジスタPM12とn型MOSトランジ
スタNM12との間のノードに接続されている。また、
これらn型MOSトランジスタNM12、NM13のソ
ース端子は、ぞれぞれ、電位VWLLの供給線に接続さ
れている。
The gate terminal of the n-type MOS transistor NM12 is connected to the p-type MOS transistor PM13 and the n-type MOS transistor NM12.
The gate terminal of the n-type MOS transistor NM13 is connected to a node between the transistor NM13 and the transistor NM13.
It is connected to a node between the p-type MOS transistor PM12 and the n-type MOS transistor NM12. Also,
Source terminals of these n-type MOS transistors NM12 and NM13 are connected to a supply line of the potential VWLL.

【0116】出力バッファ回路C14は、p型MOSト
ランジスタPM14、PM15と、n型MOSトランジ
スタNM14、NM15とを、直列的に接続することに
より、構成されている。
The output buffer circuit C14 is configured by connecting p-type MOS transistors PM14 and PM15 and n-type MOS transistors NM14 and NM15 in series.

【0117】p型MOSトランジスタPM14のソース
端子は、電位VWLHの供給線に接続されており、その
ゲート端子は、レベル変換回路C12におけるp型MO
SトランジスタPM11のゲート端子に接続されてい
る。p型MOSトランジスタPM14のドレイン端子
は、p型MOSトランジスタPM15のソース端子に接
続されている。このp型MOSトランジスタPM15の
ゲート端子には、電位VSSが入力されている。このた
め、p型MOSトランジスタPM15は、ノーマリーオ
ンのMOSトランジスタとなる。また、p型MOSトラ
ンジスタPM15のドレイン端子は、n型MOSトラン
ジスタNM14のドレイン端子に接続されている。これ
らp型MOSトランジスタPM15とn型MOSトラン
ジスタNM14との間のノードから、ワード線WL1、
WL2を駆動するための電圧が出力される。
The source terminal of the p-type MOS transistor PM14 is connected to the supply line of the potential VWLH, and the gate terminal is connected to the p-type MOS transistor of the level conversion circuit C12.
It is connected to the gate terminal of S transistor PM11. The drain terminal of the p-type MOS transistor PM14 is connected to the source terminal of the p-type MOS transistor PM15. The potential VSS is input to the gate terminal of the p-type MOS transistor PM15. For this reason, the p-type MOS transistor PM15 is a normally-on MOS transistor. The drain terminal of the p-type MOS transistor PM15 is connected to the drain terminal of the n-type MOS transistor NM14. From the node between the p-type MOS transistor PM15 and the n-type MOS transistor NM14, a word line WL1,
A voltage for driving WL2 is output.

【0118】n型MOSトランジスタNM14のゲート
端子には、電位VCCが供給されている。このため、n
型MOSトランジスタNM14は、ノーマリーオンのM
OSトランジスタとなる。n型MOSトランジスタNM
14のソース端子は、n型MOSトランジスタNM15
のドレイン端子に接続されている。このn型MOSトラ
ンジスタNM15のゲート端子は、レベル変換回路C1
3におけるn型MOSトランジスタNM13のゲート端
子に接続されている。また、n型MOSトランジスタN
M15のソース端子は、電位VWLLの供給線に接続さ
れている。
The potential VCC is supplied to the gate terminal of the n-type MOS transistor NM14. Therefore, n
Type MOS transistor NM14 is a normally on M
It becomes an OS transistor. n-type MOS transistor NM
The source terminal of the n-type MOS transistor NM15
Is connected to the drain terminal. The gate terminal of the n-type MOS transistor NM15 is connected to the level conversion circuit C1.
3 is connected to the gate terminal of the n-type MOS transistor NM13. Also, an n-type MOS transistor N
The source terminal of M15 is connected to the supply line of the potential VWLL.

【0119】以上のような構成のロウデコーダRDEC
とワード線ドライバWDDV1を用いて、図35Bに示
す電位VWLH、VWLLを生成し、ワード線WL1、
WL2に供給する。なお、図35Cにおいては、各MO
Sトランジスタでバックゲート接続がなされているが、
これは必ずしも必要なものではない。
The row decoder RDEC having the above configuration
And the word line driver WDDV1 to generate the potentials VWLH and VWLL shown in FIG.
Supply to WL2. In FIG. 35C, each MO
Back gate connection is made by S transistor,
This is not necessary.

【0120】なお、このワード線ドライバWDDV1の
出力バッファ回路C14は、ノーマリーオンのMOSト
ランジスタPM15、NM14を備えているが、これ
は、MOSトランジスタPM14、NM15に、直接、
電位VWLHと電位VWLLの電位差が印加しないよう
にするためである。すなわち、ノーマリーオンのMOS
トランジスタPM15、NM14により、そのしきい値
落ちをする分の電圧だけ、電位差が減少する。したがっ
て、直接この電位差が、MOSトランジスタPM14、
PM15に印加されてもよいのであれば、MOSトラン
ジスタPM15、NM14は、図35Dに示すように、
省略することも可能である。
The output buffer circuit C14 of the word line driver WDDV1 includes normally-on MOS transistors PM15 and NM14, which are directly connected to the MOS transistors PM14 and NM15.
This is for preventing a potential difference between the potential VWLH and the potential VWLL from being applied. That is, normally-on MOS
By the transistors PM15 and NM14, the potential difference is reduced by the voltage for dropping the threshold. Therefore, this potential difference is directly generated by the MOS transistor PM14,
If the voltage can be applied to PM15, the MOS transistors PM15 and NM14 are connected as shown in FIG.
It can be omitted.

【0121】これら図35C又は図35Dに示したロウ
デコーダRDECとワード線ドライバWDDV1とを、
メモリセルアレイMCAに配置したレイアウト図を、図
35Eに示す。この図35Eに示すように、ワード線ド
ライバWDDV1のレイアウトピッチが、ワード線WL
1、WL2の配線ピッチと一致する場合は、メモリセル
アレイMCAの片側に、ロウデコーダRDECとワード
線ドライバWDDV1とを配置することができる。
The row decoder RDEC and the word line driver WDDV1 shown in FIG. 35C or FIG.
FIG. 35E shows a layout diagram arranged in the memory cell array MCA. As shown in FIG. 35E, the layout pitch of word line driver WDDV1 is
1, if the wiring pitch matches WL2, the row decoder RDEC and the word line driver WDDV1 can be arranged on one side of the memory cell array MCA.

【0122】これに対して、ワード線ドライバWDDV
1のレイアウト面積が大きくなり、ワード線ドライバW
DDV1のレイアウトピッチを、ワード線WL1、WL
2の配線ピッチに一致させることができない場合、図3
5Fに示すようなレイアウトが考えられる。すなわち、
メモリセルアレイMCAの両側にロウデコーダRDEC
とワード線ドライバWDDV1とを配置し、例えば、メ
モリセルアレイMCAの左側のロウデコーダRDECと
ワード線ドライバWDDV1で、奇数番目のワード線W
L1、WL2のデコードと駆動を行い、メモリセルアレ
イMCAの右側のロウデコーダRDECとワード線ドラ
イバWDDV1で、偶数番目のワード線WL1、WL2
のデコードと駆動を行うようにする。
On the other hand, word line driver WDDV
1 has a large layout area, and the word line driver W
The layout pitch of DDV1 is changed to word lines WL1, WL
3 cannot be matched with the wiring pitch of FIG.
A layout as shown in FIG. 5F is conceivable. That is,
Row decoders RDEC are provided on both sides of the memory cell array MCA.
And a word line driver WDDV1, for example, the odd-numbered word line W is provided by the row decoder RDEC and the word line driver WDDV1 on the left side of the memory cell array MCA.
L1 and WL2 are decoded and driven, and the even-numbered word lines WL1 and WL2 are decoded by the row decoder RDEC and the word line driver WDDV1 on the right side of the memory cell array MCA.
Decoding and driving.

【0123】次に、図35Aに対応するロウデータとワ
ード線ドライバの回路構成を説明する。図35Gは、ロ
ウデコーダの一例と、図35Aに示したワード線WL
1、WL2の電圧波形を生成するためのワード線ドライ
バWDDV2の一例を示す図である。
Next, the circuit configuration of the row data and word line driver corresponding to FIG. 35A will be described. FIG. 35G shows an example of the row decoder and the word line WL shown in FIG. 35A.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a word line driver WDDV2 for generating a voltage waveform of WL2.

【0124】この図35Gに示すように、ロウデコーダ
RDECは、NAND回路C10により構成されてお
り、ワード線ドライバWDDV2は、インバータ回路C
11と、レベル変換回路C22と、レベル変換回路C2
3と、出力バッファ回路C24と、レベル変換回路C2
5と、出力バッファ回路C26とにより構成されてい
る。ここでの電圧の高低関係は、図35Aの例に従っ
て、VWL1H>VWL2H>VSS>VWL1L>V
WL2Lである。
As shown in FIG. 35G, the row decoder RDEC is constituted by a NAND circuit C10, and the word line driver WDDV2 is connected to the inverter circuit C10.
11, a level conversion circuit C22, and a level conversion circuit C2.
3, an output buffer circuit C24, and a level conversion circuit C2.
5 and an output buffer circuit C26. The relationship between the voltage levels is as follows: VWL1H>VWL2H>VSS>VWL1L> V according to the example of FIG. 35A.
WL2L.

【0125】図35Cと異なる点のみ説明すると、レベ
ル変換回路C22は基本的に図35Cのレベル変換回路
C12と同様の構成であり、p型MOSトランジスタP
M20、PM21と、n型MOSトランジスタNM2
0、NM21とを備えている。但し、p型MOSトラン
ジスタPM20、PM21のソース端子は、電位VWL
1Hの供給線に接続されている。
Explaining only the points different from FIG. 35C, the level conversion circuit C22 has basically the same configuration as the level conversion circuit C12 in FIG.
M20, PM21 and n-type MOS transistor NM2
0 and NM21. However, the source terminals of the p-type MOS transistors PM20 and PM21 are connected to the potential VWL.
It is connected to the 1H supply line.

【0126】レベル変換回路C23も、基本的に図35
Cのレベル変換回路C13と同様の構成であり、p型M
OSトランジスタPM22、PM23と、n型MOSト
ランジスタNM22、NM23とを備えている。但し、
n型MOSトランジスタNM22、NM23のソース端
子は、電位VWL1Lの供給線に接続されている。
The level conversion circuit C23 is also basically the same as that shown in FIG.
It has the same configuration as the level conversion circuit C13 of C
OS transistors PM22 and PM23 and n-type MOS transistors NM22 and NM23 are provided. However,
Source terminals of the n-type MOS transistors NM22 and NM23 are connected to a supply line for the potential VWL1L.

【0127】出力バッファ回路C24も、基本的に図3
5Cの出力バッファ回路C14と同様の構成であり、直
列的に接続されたp型MOSトランジスタPM24、P
M25と、n型MOSトランジスタNM24、NM25
とを備えている。但し、p型MOSトランジスタPM2
4のソース端子は、電位VWL1Hの供給線に接続され
ており、n型MOSトランジスタNM25のソース端子
は、電位VWL1Lの供給線に接続されている。
The output buffer circuit C24 is also basically the same as that shown in FIG.
It has the same configuration as the 5C output buffer circuit C14, and has p-type MOS transistors PM24, PM
M25, n-type MOS transistors NM24, NM25
And However, the p-type MOS transistor PM2
4 is connected to the supply line of the potential VWL1H, and the source terminal of the n-type MOS transistor NM25 is connected to the supply line of the potential VWL1L.

【0128】これに加えて、図35Gのワード線ドライ
バWDDV2は、レベル変換回路C25と出力バッファ
回路C26とを備えている。レベル変換回路C25の構
成はレベル変換回路C23の構成と同様であり、p型M
OSトランジスタPM26、PM27と、n型MOSト
ランジスタNM26、NM27とを備えている。但し、
n型MOSトランジスタNM26、NM27のソース端
子は、電位VWL2Lの供給線に接続されている。
In addition, the word line driver WDDV2 of FIG. 35G includes a level conversion circuit C25 and an output buffer circuit C26. The configuration of the level conversion circuit C25 is the same as the configuration of the level conversion circuit C23,
OS transistors PM26 and PM27 and n-type MOS transistors NM26 and NM27 are provided. However,
Source terminals of the n-type MOS transistors NM26 and NM27 are connected to a supply line for the potential VWL2L.

【0129】出力バッファ回路C26は、出力バッファ
回路C24と同様の構成であるが、p型MOSトランジ
スタPM28とn型MOSトランジスタNM28の2つ
のMOSトランジスタにより構成されている。そして、
p型MOSトランジスタPM28のソース端子は、電位
VWL2Hの供給線に接続されており、n型MOSトラ
ンジスタNM28のソース端子は、電位VWL2Lの供
給線に接続されている。
The output buffer circuit C26 has the same configuration as the output buffer circuit C24, but includes two MOS transistors, a p-type MOS transistor PM28 and an n-type MOS transistor NM28. And
The source terminal of the p-type MOS transistor PM28 is connected to a supply line for the potential VWL2H, and the source terminal of the n-type MOS transistor NM28 is connected to a supply line for the potential VWL2L.

【0130】ノーマリーオンのMOSトランジスタが挿
入されていないのは、図35Aからも分かるように、電
位VWL2Hと電位VWL2Lとの電位差はそれほど大
きくないので、この電位差が直接MOSトランジスタP
M28、NM28に印加されても、問題が生じないから
である。
The reason why the normally-on MOS transistor is not inserted is that the potential difference between the potential VWL2H and the potential VWL2L is not so large, as can be seen from FIG. 35A, and this potential difference is directly applied to the MOS transistor P.
This is because no problem occurs even if the voltage is applied to M28 and NM28.

【0131】この構成から分かるように、出力バッファ
回路C24の出力は、電位VWL1Hと電位VWL1L
との間で振幅し、これにより、第1のワード線WL1が
駆動される。また、出力バッファ回路C26の出力は、
電位VWL2Hと電位VWL2Lとの間で、出力バッフ
ァ回路C24の出力と同期して振幅し、これにより、第
2のワード線WL2が駆動される。なお、図35Gにお
いては、各MOSトランジスタでバックゲート接続がな
されているが、これは必ずしも必要なものではない。
As can be seen from this configuration, the output of output buffer circuit C24 has potential VWL1H and potential VWL1L.
, Whereby the first word line WL1 is driven. The output of the output buffer circuit C26 is
The voltage swings between the potential VWL2H and the potential VWL2L in synchronization with the output of the output buffer circuit C24, whereby the second word line WL2 is driven. In FIG. 35G, the back gate connection is made in each MOS transistor, but this is not always necessary.

【0132】また、図35Dに示したワード線ドライバ
WDDV1と同様に、図35Hに示すようにワード線ド
ライバWDDV2においても、p型MOSトランジスタ
PM25とn型MOSトランジスタNM24とを、省く
ことも可能である。
As in the case of the word line driver WDDV1 shown in FIG. 35D, the p-type MOS transistor PM25 and the n-type MOS transistor NM24 can be omitted in the word line driver WDDV2 as shown in FIG. 35H. is there.

【0133】これら図35G又は図35Hに示したロウ
デコーダRDECとワード線ドライバWDDV2とを、
メモリセルアレイMCAに配置したレイアウト図を、図
35Iに示す。図35G及び図35Hに示したワード線
ドライバWDDV2においては、第1のワード線WL1
と第2のワード線WL2を異なる電位で同期的に駆動す
る関係上、そのレイアウト面積が図35C及び図35D
に示したワード線ドライバWDDV1よりも大きくなっ
てしまう。したがって、ワード線WL1、WL2の配線
ピッチに、ワード線ドライバWDDV2のレイアウトピ
ッチを一致させることは困難であると考えられる。この
ため、図35Iに示したレイアウトにおいては、メモリ
セルアレイMCAの両側に、ロウデコーダRDECとワ
ード線ドライバWDDV2とを配置している。すなわ
ち、メモリセルアレイMCAの左側のロウデコーダRD
ECとワード線ドライバWDDV2で、奇数番目のワー
ド線WL1、WL2のデコードと駆動を行い、メモリセ
ルアレイMCAの右側のロウデコーダRDECとワード
線ドライバWDDV2で、偶数番目のワード線WL1、
WL2のデコードと駆動を行う。
The row decoder RDEC and the word line driver WDDV2 shown in FIG. 35G or FIG.
FIG. 35I shows a layout diagram arranged in the memory cell array MCA. In the word line driver WDDV2 shown in FIGS. 35G and 35H, the first word line WL1
And the second word line WL2 are driven synchronously at different potentials, the layout area of which is shown in FIGS.
The word line driver WDDV1 shown in FIG. Therefore, it is considered difficult to match the layout pitch of the word line driver WDDV2 with the wiring pitch of the word lines WL1 and WL2. Therefore, in the layout shown in FIG. 35I, the row decoder RDEC and the word line driver WDDV2 are arranged on both sides of the memory cell array MCA. That is, the row decoder RD on the left side of the memory cell array MCA
The EC and the word line driver WDDV2 decode and drive the odd-numbered word lines WL1 and WL2, and the row decoder RDEC and the word line driver WDDV2 on the right side of the memory cell array MCA provide the even-numbered word lines WL1 and WLDD.
Decode and drive WL2.

【0134】また、図35Jに示すように、例えば、第
1のワード線WL1用のワード線ドライバWDDV3
を、メモリセルアレイMCAの左側に配置し、第2のワ
ード線WL2のワード線ドライバWDDV4を、メモリ
セルアレイMCAの右側に配置するようにしてもよい。
このように配置することにより、電源配線の引き回しを
楽にすることができる。すなわち、第1のワード線WL
1用のワード線ドライバWDDV3のあるメモリセルア
レイMCAの左側にのみ、電位VWL1Hと電位VWL
1Lの電位供給線を配線し、第2のワード線WL2用の
ワード線ドライバWDDV4のあるメモリセルアレイM
CAの右側にのみ、電位VWL2Hと電位VWL2Lの
電位供給線を配線すればよい。
As shown in FIG. 35J, for example, a word line driver WDDV3 for the first word line WL1 is provided.
May be arranged on the left side of the memory cell array MCA, and the word line driver WDDV4 of the second word line WL2 may be arranged on the right side of the memory cell array MCA.
By arranging in this manner, the arrangement of the power supply wiring can be facilitated. That is, the first word line WL
The potential VWL1H and the potential VWL are located only on the left side of the memory cell array MCA having the one word line driver WDDV3.
1L potential supply line, and a memory cell array M having a word line driver WDDV4 for the second word line WL2.
A potential supply line for the potential VWL2H and the potential VWL2L may be provided only on the right side of CA.

【0135】但し、このレイアウトの場合、ワード線ド
ライバWDDV3とワード線ドライバWDDV4の双方
に、個別にロウデコーダRDECが必要になる。そのよ
うなワード線ドライバWDDV3の例を図35Kに示
し、ワード線ドライバWDDV4の例を図35Lに示
す。
However, in the case of this layout, both the word line driver WDDV3 and the word line driver WDDV4 require separate row decoders RDEC. An example of such a word line driver WDDV3 is shown in FIG. 35K, and an example of the word line driver WDDV4 is shown in FIG. 35L.

【0136】図35Kに示すように、第1のワード線W
L1用のワード線ドライバWDDV3は、インバータ回
路C11を介してロウデコーダRDECに接続されたレ
ベル変換回路C22と、直接ロウデコーダRDECに接
続されたレベル変換回路C23と、出力バッファ回路C
24とを備えている。これらの構成は上述した図35G
のワード線ドライバWDDV2と同様である。
As shown in FIG. 35K, the first word line W
The word line driver WDDV3 for L1 includes a level conversion circuit C22 connected to the row decoder RDEC via an inverter circuit C11, a level conversion circuit C23 directly connected to the row decoder RDEC, and an output buffer circuit C
24. These configurations are the same as those shown in FIG.
Of the word line driver WDDV2.

【0137】一方、図35Lに示すように、第2のワー
ド線WL2用のワード線ドライバWDDV4は、ロウデ
コーダRDECと、インバータ回路C11と、レベル変
換回路C25と、出力バッファ回路C26とを備えて構
成されている。レベル変換回路C25と出力バッファ回
路C26の構成は、上述した図35Gのワード線ドライ
バWDDV2と同様である。但し、ワード線ドライバW
DDV4はメモリセルアレイMCAの右側に設けられて
いるため、ロウデコーダRDECをワード線ドライバW
DDV3と共用することができないため、独自にロウデ
コーダRDECとインバータ回路C11とを設けてい
る。
On the other hand, as shown in FIG. 35L, the word line driver WDDV4 for the second word line WL2 includes a row decoder RDEC, an inverter circuit C11, a level conversion circuit C25, and an output buffer circuit C26. It is configured. The configurations of the level conversion circuit C25 and the output buffer circuit C26 are the same as those of the word line driver WDDV2 of FIG. 35G described above. However, the word line driver W
Since the DDV4 is provided on the right side of the memory cell array MCA, the row decoder RDEC is connected to the word line driver W
Since it cannot be shared with the DDV3, a row decoder RDEC and an inverter circuit C11 are independently provided.

【0138】ワード線ドライバWDDV3のロウデコー
ダRDECと、WDD4のロウデコーダRDECとに
は、ロウアドレス信号RADDとWLENとが同期して
入力されるので、結果的に、異なる電圧振幅で同期した
ワード線駆動電位が出力される。
Since the row address signals RADD and WLEN are synchronously input to the row decoder RDEC of the word line driver WDDV3 and the row decoder RDEC of the WDD4, as a result, the word lines synchronized with different voltage amplitudes are input. The driving potential is output.

【0139】なお、図35K及び図35Lにおいては、
各MOSトランジスタでバックゲート接続がなされてい
るが、これは必ずしも必要なものではない。また、図3
5Kに示したワード線ドライバWDDV3においても、
図35Mに示すように、p型MOSトランジスタPM2
5とn型MOSトランジスタNM24とを、省くことも
可能である。
Note that in FIGS. 35K and 35L,
Although a back gate connection is made in each MOS transistor, this is not always necessary. FIG.
The word line driver WDDV3 shown in FIG.
As shown in FIG. 35M, the p-type MOS transistor PM2
5 and the n-type MOS transistor NM24 can be omitted.

【0140】[0140]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、一
つのメモリセルは、フローティングの半導体層を持つ単
純な一つのトランジスタにより形成され、セルサイズを
4Fと小さくすることができる。トランジスタのソー
スは固定電位に接続され、ドレインに接続されたビット
線とゲートに接続されたワード線の制御のみによって、
読み出し,書き換え及びリフレッシュの制御が行われ
る。トランジスタのチャネルボディに対向する第2のゲ
ートを設け、この第2のゲートが対向する表面部には高
濃度層を設けることにより、第2のゲートをチャネルボ
ディに容量結合させることによって、“0”,“1”デ
ータのしきい値電圧差を大きくすることができる。
According to the present invention as described above, according to the present invention, one memory cell is formed by a simple single transistor having a semiconductor layer of floating, it is possible to reduce the cell size and 4F 2. The source of the transistor is connected to a fixed potential, and only by controlling the bit line connected to the drain and the word line connected to the gate,
Read, rewrite, and refresh are controlled. By providing a second gate facing the channel body of the transistor and providing a high-concentration layer on a surface portion facing the second gate, the second gate is capacitively coupled to the channel body, thereby achieving "0". The difference between the threshold voltages of "1" and "1" data can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の基本コンセプトによるメモリセルの
基本構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a basic structure of a memory cell according to a basic concept of the present invention.

【図2】同メモリセルの等価回路である。FIG. 2 is an equivalent circuit of the same memory cell.

【図3】同メモリセルを用いてDRAMのメモリセルア
レイを構成した場合のレイアウトである。
FIG. 3 is a layout when a memory cell array of a DRAM is configured using the same memory cell.

【図4A】図3のA−A’断面図である。FIG. 4A is a sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 3;

【図4B】図3のB−B’断面図である。FIG. 4B is a sectional view taken along line B-B 'of FIG.

【図5】同メモリセルのワード線電位とチャネルボディ
電位の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a word line potential and a channel body potential of the same memory cell.

【図6】同メモリセルの読み出し方式を説明するための
図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a reading method of the memory cell.

【図7】同メモリセルの他の読み出し方式を説明するた
めの図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining another reading method of the memory cell.

【図8】同DRAMの“1”データ読み出し/リフレッ
シュの動作波形を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing operation waveforms of “1” data read / refresh of the DRAM.

【図9】同DRAMの“0”データ読み出し/リフレッ
シュの動作波形を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an operation waveform of “0” data read / refresh of the DRAM.

【図10】同DRAMの“1”データ読み出し/“0”
データ書き込みの動作波形を示す図である。
FIG. 10 shows “1” data read / “0” of the DRAM.
FIG. 6 is a diagram illustrating operation waveforms of data writing.

【図11】同DRAMの“0”データ読み出し/“1”
データ書き込みの動作波形を示す図である。
FIG. 11 shows “0” data read / “1” of the same DRAM.
FIG. 6 is a diagram illustrating operation waveforms of data writing.

【図12】同DRAMの他の読み出し方式による“1”
データ読み出し/リフレッシュの動作波形を示す図であ
る。
FIG. 12 shows “1” by another reading method of the DRAM.
FIG. 6 is a diagram showing operation waveforms of data read / refresh.

【図13】同DRAMの他の読み出し方式による“0”
データ読み出し/リフレッシュの動作波形を示す図であ
る。
FIG. 13 shows “0” by another reading method of the DRAM.
FIG. 4 is a diagram showing operation waveforms of data read / refresh.

【図14】同DRAMの他の読み出し方式による“1”
データ読み出し/“0”データ書き込みの動作波形を示
す図である。
FIG. 14 shows “1” by another reading method of the DRAM.
FIG. 9 is a diagram showing operation waveforms of data reading / data writing “0”.

【図15】同DRAMの他の読み出し方式による“0”
データ読み出し/“1”データ書き込みの動作波形を示
す図である。
FIG. 15 shows “0” by another reading method of the DRAM.
FIG. 9 is a diagram showing operation waveforms of data reading / “1” data writing.

【図16】同メモリセルの“0”書き込み/読み出しの
シミュレーションによるチャネルボディ電位変化を示す
図である。
FIG. 16 is a diagram showing a change in channel body potential by a simulation of “0” write / read of the memory cell.

【図17】同メモリセルの“1”書き込み/読み出しの
シミュレーションによるチャネルボディ電位変化を示す
図である。
FIG. 17 is a diagram showing a channel body potential change by a simulation of “1” write / read of the same memory cell.

【図18】同シミュレーションによる“0”,“1”デ
ータの読み出し時のドレイン電流−ゲート電圧特性を示
す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a drain current-gate voltage characteristic when reading “0” and “1” data by the same simulation.

【図19A】この発明の実施の形態1によるメモリセル
の構造を示す断面図である。
FIG. 19A is a sectional view showing the structure of the memory cell according to the first embodiment of the present invention;

【図19B】図19Aに示すメモリセルをマトリクス配
列したメモリセルアレイの等価回路を示す図である。
19B is a diagram showing an equivalent circuit of a memory cell array in which the memory cells shown in FIG. 19A are arranged in a matrix.

【図19C】図19Aに示すメモリセルをマトリクス配
列したメモリセルアレイのレイアウトを示す図である。
FIG. 19C is a diagram showing a layout of a memory cell array in which the memory cells shown in FIG. 19A are arranged in a matrix.

【図19D】図19CのA−A’断面図である。FIG. 19D is a sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 19C.

【図19E】図19CのB−B’断面図である。FIG. 19E is a sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 19C.

【図19F】実施の形態1によるメモリセルの変形例を
示す斜視図である。
FIG. 19F is a perspective view showing a modification of the memory cell according to the first embodiment.

【図19G】図19FのメモリセルのA−A’断面図で
ある。
FIG. 19G is a sectional view taken along the line AA ′ of the memory cell in FIG. 19F.

【図19H】図19FのメモリセルのB−B’断面図で
ある。
FIG. 19H is a cross-sectional view of the memory cell of FIG. 19F along the line BB ′.

【図19I】図19Fに示すメモリセルをマトリクス配
列したメモリセルアレイのレイアウトを示す図である。
FIG. 19I is a diagram showing a layout of a memory cell array in which the memory cells shown in FIG. 19F are arranged in a matrix.

【図19J】図19IのA−A’断面図である。FIG. 19J is a sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 19I.

【図19K】図19IのB−B’断面図である。FIG. 19K is a sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 19I.

【図19L】図19IのC−C’断面図である。FIG. 19L is a sectional view taken along the line C-C ′ of FIG. 19I.

【図19M】実施の形態1によるメモリセルの別の変形
例を示す斜視図である。
FIG. 19M is a perspective view showing another modification of the memory cell according to the first embodiment;

【図19N】図19MのメモリセルのB−B’断面図で
ある。
FIG. 19N is a cross-sectional view of the memory cell of FIG. 19M taken along line BB ′.

【図20】実施の形態2によるメモリセルの構造を示す
断面図である。
FIG. 20 is a sectional view showing the structure of the memory cell according to the second embodiment;

【図21】実施の形態3によるメモリセルアレイの平面
図である。
FIG. 21 is a plan view of a memory cell array according to a third embodiment.

【図22】図21のA−A’断面図である。FIG. 22 is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 21;

【図23】実施の形態4によるメモリセルアレイの平面
図である。
FIG. 23 is a plan view of a memory cell array according to a fourth embodiment.

【図24】図23のA−A’断面図である。24 is a sectional view taken along line A-A 'of FIG.

【図25A】実施の形態5によるメモリセルの構造を示
す断面図である。
FIG. 25A is a sectional view showing a structure of a memory cell according to a fifth embodiment.

【図25B】図25Aに示すメモリセルにおいて、ドレ
イン領域に正の電位を印加し、ゲートに正の電位を印加
し、ソース領域をグランドに接続した場合における、メ
モリセルの状態を示す模式図である。
FIG. 25B is a schematic diagram showing a state of the memory cell in the case where a positive potential is applied to the drain region, a positive potential is applied to the gate, and the source region is connected to the ground in the memory cell shown in FIG. 25A. is there.

【図25C】図25Aに示すメモリセルにおいて、ドレ
イン領域に負の電位を印加し、ゲートに正の電位を印加
し、ソース領域をグランドに接続した場合における、メ
モリセルの状態を示す模式図である。
25C is a schematic diagram showing a state of the memory cell in the case where a negative potential is applied to the drain region, a positive potential is applied to the gate, and the source region is connected to the ground in the memory cell shown in FIG. 25A. is there.

【図26】同実施の形態のメモリセルの特性を示す図で
ある。
FIG. 26 is a diagram showing characteristics of the memory cell of the embodiment.

【図27】実施の形態6によるメモリセルの構造を示す
断面図である。
FIG. 27 is a sectional view showing a structure of a memory cell according to a sixth embodiment.

【図28】実施の形態6によるメモリセルの別の構造を
示す断面図である。
FIG. 28 is a sectional view showing another structure of the memory cell according to the sixth embodiment.

【図29A】SGT構造のメモリセルにゲートオフセッ
ト構造を適用した場合のメモリセルアレイの平面図であ
る(実施の形態6)。
FIG. 29A is a plan view of a memory cell array when a gate offset structure is applied to a memory cell having an SGT structure (Embodiment 6).

【図29B】図29AによるメモリセルアレイのA−
A’断面図である。
FIG. 29B is a diagram of A- of the memory cell array according to FIG. 29A;
It is A 'sectional drawing.

【図30A】実施の形態3において、ゲートオフセット
構造を導入した場合のメモリセルアレイの平面図である
(実施の形態6)。
FIG. 30A is a plan view of a memory cell array when a gate offset structure is introduced in a third embodiment (Embodiment 6).

【図30B】図30AによるメモリセルアレイのA−
A’断面図である。
FIG. 30B is a diagram showing A- of the memory cell array according to FIG. 30A.
It is A 'sectional drawing.

【図30C】実施の形態4において、ゲートオフセット
構造を導入した場合のメモリセルアレイの平面図である
(実施の形態6)。
FIG. 30C is a plan view of a memory cell array in the case where a gate offset structure is introduced in the fourth embodiment (sixth embodiment).

【図30D】図30CによるメモリセルアレイのA−
A’断面図である。
FIG. 30D is a view A- of the memory cell array shown in FIG. 30C;
It is A 'sectional drawing.

【図31】MISFETのGIDL電流を示す特性図で
ある(実施の形態7)。
FIG. 31 is a characteristic diagram showing a GIDL current of a MISFET (Embodiment 7).

【図32】GIDL電流を用いた“1”書き込み/読み
出しの動作波形図である。
FIG. 32 is an operation waveform diagram of “1” write / read using a GIDL current.

【図33】実施の形態8によるメモリセルアレイの平面
図である。
FIG. 33 is a plan view of a memory cell array according to an eighth embodiment.

【図34A】図33のA−A’断面図である。34A is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 33.

【図34B】図33のB−B’断面図である。34B is a sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 33.

【図35A】第1のゲートと第2のゲートとを異なる電
位で同期駆動した場合における、メモリセルの書き込み
動作を示す波形図である(実施の形態9)。
FIG. 35A is a waveform chart showing a write operation of a memory cell when a first gate and a second gate are driven synchronously at different potentials (Embodiment 9).

【図35B】第1のゲートと第2のゲートとを同電位で
駆動した場合における、メモリセルの書き込み動作を示
す波形図である(実施の形態9)。
FIG. 35B is a waveform chart showing a write operation of the memory cell in the case where the first gate and the second gate are driven at the same potential (Embodiment 9).

【図35C】図35Bの書き込み動作波形を生成するた
めのワード線ドライバとロウデコーダの回路構成の一例
を示す図である。
FIG. 35C is a diagram showing an example of a circuit configuration of a word line driver and a row decoder for generating the write operation waveform of FIG. 35B.

【図35D】図35Cに示したワード線ドライバの変形
例を示す図である。
FIG. 35D is a diagram showing a modification of the word line driver shown in FIG. 35C.

【図35E】図35C又は図35Dに示したロウデコー
ダとワード線ドライバとを、メモリセルアレイに対して
配置した場合のレイアウトの一例を示す図である(片側
配置)。
FIG. 35E is a diagram showing an example of a layout when the row decoder and the word line driver shown in FIG. 35C or 35D are arranged for a memory cell array (one-sided arrangement).

【図35F】図35C又は図35Dに示したロウデコー
ダとワード線ドライバとを、メモリセルアレイに対して
配置した場合のレイアウトの一例を示す図である(両側
配置)。
FIG. 35F is a diagram showing an example of a layout when the row decoder and the word line driver shown in FIG. 35C or 35D are arranged for a memory cell array (both sides are arranged).

【図35G】図35Aの書き込み動作波形を生成するた
めのワード線ドライバとロウデコーダの回路構成の一例
を示す図である。
FIG. 35G is a diagram showing an example of a circuit configuration of a word line driver and a row decoder for generating the write operation waveform of FIG. 35A.

【図35H】図35Gに示したワード線ドライバの変形
例を示す図である。
FIG. 35H is a diagram showing a modification of the word line driver shown in FIG. 35G.

【図35I】図35G又は図35Hに示したロウデコー
ダとワード線ドライバとを、メモリセルアレイに対して
配置した場合のレイアウトの一例を示す図である(第1
のワード線と第2のワード線とからなる対のワード線に
対して、左右交互にロウデコーダとワード線ドライバと
を設けた場合)。
FIG. 35I is a diagram showing an example of a layout when the row decoder and the word line driver shown in FIG. 35G or 35H are arranged for a memory cell array (first)
(A case where a row decoder and a word line driver are alternately provided on the left and right sides of a pair of word lines including the word line and the second word line).

【図35J】図35G又は図35Hに示したロウデコー
ダとワード線ドライバとを、メモリセルアレイに対して
配置した場合のレイアウトの一例を示す図である(片側
に第1のワード線用のロウデコーダとワード線ドライバ
とを設け、もう片側に第2のワード線のロウデコーダと
ワード線ドライバとを設けた場合)。
FIG. 35J is a diagram showing an example of a layout when the row decoder and the word line driver shown in FIG. 35G or 35H are arranged for a memory cell array (a row decoder for the first word line on one side) And a word line driver, and a row decoder and a word line driver for a second word line on the other side.

【図35K】図35Jに示したレイアウトを採用する場
合における、第1のワード線用のロウデコーダとワード
線ドライバの回路構成の一例を示す図である。
FIG. 35K is a diagram showing an example of a circuit configuration of a first word line row decoder and a word line driver when the layout shown in FIG. 35J is adopted.

【図35L】図35Jに示したレイアウトを採用する場
合における、第2のワード線用のロウデコーダとワード
線ドライバの回路構成の一例を示す図である。
FIG. 35L is a diagram showing an example of a circuit configuration of a second word line row decoder and a word line driver when the layout shown in FIG. 35J is adopted;

【図35M】図35Kに示したワード線ドライバの変形
例を示す図である。
FIG. 35M is a diagram showing a modification of the word line driver shown in FIG. 35K.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 シリコン基板 11 シリコン酸化膜 12 p型シリコン層 13 第1のゲート 14 ドレイン拡散層 15 ソース拡散層 20 第2のゲート Reference Signs List 10 silicon substrate 11 silicon oxide film 12 p-type silicon layer 13 first gate 14 drain diffusion layer 15 source diffusion layer 20 second gate

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11C 11/34 352C 354D (72)発明者 山 田 敬 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 岩 田 佳 久 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 Fターム(参考) 5F083 AD69 HA02 LA12 LA16 5F110 AA30 BB04 BB06 CC02 CC09 DD05 DD13 EE30 GG02 GG12 GG31 HM14 NN02 5M024 AA58 BB02 BB35 BB36 BB39 CC20 CC22 CC50 CC70 EE10 HH01 LL04 LL05 LL11 PP01 PP02 PP03 PP04 PP07 PP10Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme Court II (Reference) G11C 11/34 352C 354D (72) Inventor Takashi Yamada 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Toshiba Yokohama Business Co., Ltd. In-house (72) Inventor Yoshihisa Iwata 1F, Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term (reference) 5F083 AD69 HA02 LA12 LA16 5F110 AA30 BB04 BB06 CC02 CC09 DD05 DD13 EE30 GG02 GG12 GG31 HM14 NN02 5M024 AA58 BB02 BB35 BB36 BB39 CC20 CC22 CC50 CC70 EE10 HH01 LL04 LL05 LL11 PP01 PP02 PP03 PP04 PP07 PP10

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】メモリセルを構成するための複数のMIS
トランジスタを有する半導体メモリ装置であって、各M
ISトランジスタは、 半導体層と、 前記半導体層に形成されたソース領域と、 前記半導体層に前記ソース領域と離れて形成されたドレ
イン領域であって、前記ソース領域と前記ドレイン領域
との間の前記半導体層が、フローティング状態のチャネ
ルボディとなる、ドレイン領域と、 前記チャネルボディにチャネルを形成するための第1の
ゲートと、 前記チャネルボディの電位を容量結合により制御するた
めの第2のゲートと、 前記チャネルボディの前記第2のゲート側に形成された
高濃度領域であって、前記チャネルボディの不純物濃度
よりも高い不純物濃度を有する、高濃度領域と、 を備え、 前記MISトランジスタは、前記チャネルボディを第1
の電位に設定した第1データ状態と、前記チャネルボデ
ィを第2の電位に設定した第2データ状態とをダイナミ
ックに記憶する、 ことを特徴とする半導体メモリ装置。
1. A plurality of MISs for forming a memory cell
A semiconductor memory device having a transistor, wherein each M
An IS transistor includes: a semiconductor layer; a source region formed in the semiconductor layer; and a drain region formed in the semiconductor layer apart from the source region, wherein the drain region is formed between the source region and the drain region. A drain region in which the semiconductor layer is a floating channel body; a first gate for forming a channel in the channel body; and a second gate for controlling a potential of the channel body by capacitive coupling. A high-concentration region formed on the second gate side of the channel body, wherein the high-concentration region has an impurity concentration higher than the impurity concentration of the channel body. Channel body first
And a second data state in which the channel body is set to a second potential and a second data state in which the channel body is set to a second potential.
【請求項2】前記第1データ状態は、前記MISトラン
ジスタを5極管動作させることによりドレイン接合近傍
でインパクトイオン化を起こすとにより書き込まれ、 前記第2データ状態は、前記第1のゲートからの容量結
合により所定電位が与えられた前記チャネルボディと前
記ドレイン領域との間に順方向バイアスを与えることに
より書き込まれる、 ことを特徴とする請求項1記載の半導体メモリ装置。
2. The first data state is written by causing the MIS transistor to operate as a pentode, causing impact ionization near the drain junction, and the second data state is written by the first gate from the first gate. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein data is written by applying a forward bias between said channel body to which a predetermined potential is applied by capacitive coupling and said drain region.
【請求項3】前記第1のゲートと前記第2のゲートと
は、別個に形成されていることを特徴とする請求項1記
載の半導体メモリ装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said first gate and said second gate are formed separately.
【請求項4】前記MISトランジスタが複数個マトリク
ス配列され、第1の方向に並ぶMISトランジスタのド
レイン領域がビット線に、第2の方向に並ぶMISトラ
ンジスタの第1のゲートが第1のワード線に、前記MI
Sトランジスタのソース領域が固定電位に、前記第2の
方向に並ぶ前記MISトランジスタの第2のゲートが第
2のワード線にそれぞれ接続されてメモリセルアレイが
構成されている、 ことを特徴とする請求項3記載の半導体メモリ装置。
4. The MIS transistor according to claim 1, wherein a plurality of MIS transistors are arranged in a matrix, and a drain region of the MIS transistors arranged in a first direction is a bit line, and a first gate of the MIS transistors arranged in a second direction is a first word line. And the MI
The memory cell array is formed by connecting the source region of the S transistor to a fixed potential and connecting the second gates of the MIS transistors arranged in the second direction to a second word line. Item 4. The semiconductor memory device according to item 3.
【請求項5】前記MISトランジスタが複数個マトリク
ス配列され、第1の方向に並ぶMISトランジスタのド
レイン領域がビット線に、第2の方向に並ぶMISトラ
ンジスタの第1のゲートがワード線に、前記MISトラ
ンジスタのソース領域が第1の固定電位に、前記MIS
トランジスタの第2のゲートは全MISトランジスタの
共通プレートとして第2の固定電位にそれぞれ接続され
てメモリセルアレイが構成されている、 ことを特徴とする請求項3記載の半導体メモリ装置。
5. A semiconductor device comprising: a plurality of MIS transistors arranged in a matrix; a drain region of the MIS transistors arranged in a first direction arranged on a bit line; a first gate of the MIS transistors arranged in a second direction arranged on a word line; The source region of the MIS transistor is set to the first fixed potential,
4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein a second gate of the transistor is connected to a second fixed potential as a common plate of all MIS transistors to form a memory cell array.
【請求項6】前記半導体層は、半導体基板上に絶縁膜に
より分離されて形成されたものであり、 前記第1のゲートは、前記半導体層の上部に第1のワー
ド線として連続的に配設され、前記第2のゲートは、前
記半導体層の下部に前記第1のワード線と並行する第2
のワード線として連続的に配設されている、 ことを特徴とする請求項3記載の半導体メモリ装置。
6. The semiconductor layer is formed on a semiconductor substrate by being separated by an insulating film, and the first gate is continuously arranged as a first word line on the semiconductor layer. And the second gate is provided below the semiconductor layer in a second direction parallel to the first word line.
4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the word lines are continuously arranged.
【請求項7】前記半導体層は、半導体基板上に形成され
た柱状半導体であり、 前記第1のゲートは、前記柱状半導体層の一つの側面に
対向するように形成され、前記第2のゲートは、前記柱
状半導体層の前記第1のゲートと反対側の側面に形成さ
れた前記高濃度領域に対向するように形成され、前記ド
レイン領域が前記柱状半導体の上面に、前記ソース領域
が前記柱状半導体の下部に形成されている、 ことを特徴とする請求項3記載の半導体メモリ装置。
7. The semiconductor device, wherein the semiconductor layer is a columnar semiconductor formed on a semiconductor substrate, the first gate is formed to face one side surface of the columnar semiconductor layer, and the second gate Is formed so as to face the high-concentration region formed on the side surface of the columnar semiconductor layer opposite to the first gate, the drain region is on the upper surface of the columnar semiconductor, and the source region is the columnar semiconductor. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the semiconductor memory device is formed below the semiconductor.
【請求項8】前記第1のゲートは、前記ソース領域に対
する重なり量が正であり、前記ドレイン領域に対する重
なり量が負である、ことを特徴とする請求項3記載の半
導体メモリ装置。
8. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein said first gate has a positive amount of overlap with said source region and a negative amount of overlap with said drain region.
【請求項9】前記第1のゲートは、前記ソース領域に対
する重なり量が正であり、前記ドレイン領域に対する重
なり量が負である、ことを特徴とする請求項5記載の半
導体メモリ装置。
9. The semiconductor memory device according to claim 5, wherein said first gate has a positive overlapping amount with respect to said source region and a negative overlapping amount with respect to said drain region.
【請求項10】前記第1のゲートは、前記ソース領域に
対する重なり量が正であり、前記ドレイン領域に対する
重なり量が負である、ことを特徴とする請求項7記載の
半導体メモリ装置。
10. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein said first gate has a positive overlapping amount with respect to said source region and a negative overlapping amount with respect to said drain region.
【請求項11】前記第1のゲートと前記第2のゲートと
を駆動する駆動回路であって、前記第2のゲートを、前
記第1のゲートより低い電位で同期して駆動する、駆動
回路を、さらに備えることを特徴とする請求項3記載の
半導体メモリ装置。
11. A driving circuit for driving the first gate and the second gate, wherein the driving circuit drives the second gate in synchronization with a lower potential than the first gate. 4. The semiconductor memory device according to claim 3, further comprising:
【請求項12】前記第1のゲートと前記第2のゲートを
同じ電位で同期して駆動する、駆動回路を、さらに備え
ることを特徴とする請求項3記載の半導体メモリ装置。
12. The semiconductor memory device according to claim 3, further comprising a drive circuit that drives the first gate and the second gate in synchronization with the same potential.
【請求項13】前記第1のゲートと前記第2のゲートと
は、共通に形成された共通ゲートとして構成されてい
る、ことを特徴とする請求項1記載の半導体メモリ装
置。
13. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said first gate and said second gate are configured as a common gate formed in common.
【請求項14】前記高濃度領域は、前記チャネルボディ
における前記共通ゲート側表面の一部に形成されてい
る、ことを特徴とする請求項13記載の半導体メモリ装
置。
14. The semiconductor memory device according to claim 13, wherein said high-concentration region is formed in a part of said common gate side surface of said channel body.
【請求項15】前記高濃度領域は、前記ソース領域と前
記ドレイン領域とに接している、ことを特徴とする請求
項14記載の半導体メモリ装置。
15. The semiconductor memory device according to claim 14, wherein said high concentration region is in contact with said source region and said drain region.
【請求項16】前記高濃度領域は、前記ソース領域と前
記ドレイン領域とのいずれにも接していない、ことを特
徴とする請求項14記載の半導体メモリ装置。
16. The semiconductor memory device according to claim 14, wherein said high concentration region is not in contact with either said source region or said drain region.
【請求項17】前記半導体層は、半導体基板上に形成さ
れた柱状半導体層であり、 前記共通ゲートは、前記柱状半導体層の周囲を取り囲む
ように形成され、前記柱状半導体層の一つ以上の側面に
前記高濃度領域が形成され、前記ドレイン領域が前記柱
状半導体の上面に、前記ソース領域が前記柱状半導体の
下部に形成されている、 ことを特徴とする請求項13記載の半導体メモリ装置。
17. The semiconductor device according to claim 17, wherein the semiconductor layer is a columnar semiconductor layer formed on a semiconductor substrate, and the common gate is formed so as to surround a periphery of the columnar semiconductor layer. 14. The semiconductor memory device according to claim 13, wherein the high-concentration region is formed on a side surface, the drain region is formed on an upper surface of the columnar semiconductor, and the source region is formed below the columnar semiconductor.
【請求項18】前記共通ゲートは、前記ソース領域に対
する重なり量が正であり、前記ドレイン領域に対する重
なり量が負である、ことを特徴とする請求項17記載の
半導体メモリ装置。
18. The semiconductor memory device according to claim 17, wherein said common gate has a positive overlapping amount with respect to said source region and a negative overlapping amount with respect to said drain region.
【請求項19】前記半導体層は、半導体基板上に形成さ
れた凸型半導体層であり、 前記共通ゲートは、前記凸型半導体層の上面及び両側面
に対向するように形成され、前記凸型半導体層の前記共
通ゲートが対向する一つ以上の側面に前記高濃度領域が
形成され、前記凸型半導体層に前記共通ゲートを挟んで
前記ドレイン領域及び前記ソース領域が形成されてい
る、 ことを特徴とする請求項13記載の半導体メモリ装置。
19. The semiconductor layer is a convex semiconductor layer formed on a semiconductor substrate, and the common gate is formed so as to face an upper surface and both side surfaces of the convex semiconductor layer. The high-concentration region is formed on one or more side surfaces of the semiconductor layer opposite to the common gate, and the drain region and the source region are formed on the convex semiconductor layer with the common gate interposed therebetween. 14. The semiconductor memory device according to claim 13, wherein:
【請求項20】前記第1データ状態は、負の電位が印加
された前記第1のゲートにより誘起されるドレインリー
ク電流により書き込まれ、 前記第2データ状態は、前記第1のゲートからの容量結
合により所定電位が与えられた前記半導体層と前記ドレ
イン領域との間に順方向バイアスを与えることにより書
き込まれる、 ことを特徴とする請求項1記載の半導体メモリ装置。
20. The first data state is written by a drain leakage current induced by the first gate to which a negative potential is applied, and the second data state is a capacitance from the first gate. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein writing is performed by applying a forward bias between the semiconductor layer to which a predetermined potential is applied by coupling and the drain region. 3.
【請求項21】メモリセルを構成するための複数のMI
Sトランジスタを有する半導体メモリ装置であって、各
MISトランジスタは、 半導体層と、 前記半導体層に形成されたソース領域と、 前記半導体層に前記ソース領域と離れて形成されたドレ
イン領域であって、前記ソース領域と前記ドレイン領域
との間の前記半導体層が、フローティング状態のチャネ
ルボディとなる、ドレイン領域と、 前記チャネルボディにチャネルを形成するための第1の
ゲートと、 を備え、 前記MISトランジスタは、前記ソース領域から前記ド
レイン領域へチャネル電流が流れる場合と、前記ドレイ
ン領域から前記ソース領域へチャネル電流が流れる場合
とで、同じ電位を前記第1のゲートに与えた場合でも異
なる特性を有しており、且つ、 前記MISトランジスタは、ドレイン接合近傍でインパ
クトイオン化を起こすかもしくは前記第1のゲートによ
り誘起されるドレインリーク電流により前記半導体層を
第1の電位に設定した第1データ状態と、前記ドレイン
領域と前記チャネルボディとの間に順バイアス電流を流
して前記半導体層を第2の電位に設定した第2データ状
態とをダイナミックに記憶する、 ことを特徴とする半導体メモリ装置。
21. A plurality of MIs for forming a memory cell.
A semiconductor memory device having an S transistor, wherein each MIS transistor includes a semiconductor layer, a source region formed in the semiconductor layer, and a drain region formed in the semiconductor layer apart from the source region, The MIS transistor, comprising: a drain region in which the semiconductor layer between the source region and the drain region becomes a floating channel body; and a first gate for forming a channel in the channel body. Has different characteristics between a case where a channel current flows from the source region to the drain region and a case where a channel current flows from the drain region to the source region even when the same potential is applied to the first gate. And the MIS transistor has impact ionization near the drain junction. Or a forward bias current is applied between the drain region and the channel body, with a first data state in which the semiconductor layer is set to a first potential by a drain leak current induced by the first gate. And dynamically storing a second data state in which the semiconductor layer is set to a second potential.
【請求項22】前記第1のゲートは、前記ソース領域に
対する重なり量が正であり、前記ドレイン領域に対する
重なり量が負である、ことを特徴とする請求項21記載
の半導体メモリ装置。
22. The semiconductor memory device according to claim 21, wherein the first gate has a positive overlapping amount with respect to the source region, and has a negative overlapping amount with respect to the drain region.
【請求項23】前記MISトランジスタは、同じ電位を
前記第1のゲートに与えた場合でも、前記ドレイン領域
から前記ソース領域へ流れるチャネル電流の方が、前記
ソース領域から前記ドレイン領域へ流れるチャネル電流
よりも多い、ことを特徴とする請求項22記載の半導体
メモリ装置。
23. In the MIS transistor, even when the same potential is applied to the first gate, the channel current flowing from the drain region to the source region is larger than the channel current flowing from the source region to the drain region. 23. The semiconductor memory device according to claim 22, wherein the number is larger than the number.
【請求項24】前記MISトランジスタは、前記第1の
ゲートとは別に、前記チャネルボディの電位を容量結合
により制御するための第2のゲートを、さらに備えるこ
とを特徴とする請求項21記載の半導体メモリ装置。
24. The MIS transistor according to claim 21, further comprising a second gate for controlling a potential of said channel body by capacitive coupling, separately from said first gate. Semiconductor memory device.
【請求項25】前記MISトランジスタは、前記チャネ
ルボディにおける前記第2のゲート側の表面に形成さ
れ、且つ、前記チャネルボディと同じ導電型で前記半導
体層よりも高い不純物濃度を有する高濃度領域を、さら
に備えることを特徴とする請求項24記載の半導体メモ
リ装置。
25. The MIS transistor includes a high-concentration region formed on a surface of the channel body on the second gate side and having the same conductivity type as the channel body and having a higher impurity concentration than the semiconductor layer. The semiconductor memory device according to claim 24, further comprising:
【請求項26】メモリセルを構成するための複数のMI
Sトランジスタを有する半導体メモリ装置であって、各
MISトランジスタは、 半導体層と、 前記半導体層に形成されたソース領域と、 前記半導体層に前記ソース領域と離れて形成されたドレ
イン領域であって、前記ソース領域と前記ドレイン領域
との間の前記半導体層が、フローティング状態のチャネ
ルボディとなる、ドレイン領域と、 前記チャネルボディにチャネルを形成するためのゲート
と、 を備え、 前記MISトランジスタは、ゲートに負の電位を印加す
ることにより誘起されるドレインリーク電流を流すこと
で、前記半導体層を第1の電位に設定した第1データ状
態と、前記ドレイン領域と前記チャネルボディとの間に
順バイアス電流を流して前記チャネルボディを第2の電
位に設定した第2データ状態とをダイナミックに記憶す
る、 ことを特徴とする半導体メモリ装置。
26. A semiconductor device comprising a plurality of MIs for forming a memory cell.
A semiconductor memory device having an S transistor, wherein each MIS transistor includes a semiconductor layer, a source region formed in the semiconductor layer, and a drain region formed in the semiconductor layer apart from the source region, The semiconductor layer between the source region and the drain region includes a drain region serving as a floating channel body, and a gate for forming a channel in the channel body. A forward bias is applied between a first data state in which the semiconductor layer is set to a first potential and the drain region and the channel body by flowing a drain leak current induced by applying a negative potential to the semiconductor layer. A current is supplied to dynamically record the second data state in which the channel body is set to the second potential. To, a semiconductor memory device, characterized in that.
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Cited By (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004297048A (en) * 2003-03-11 2004-10-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Integrated circuit, semiconductor display unit having integrated circuit, and integrated circuit driving method
JP2005158952A (en) * 2003-11-25 2005-06-16 Toshiba Corp Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2005191451A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Toshiba Corp Semiconductor memory device
JP2006505948A (en) * 2002-11-08 2006-02-16 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド One-transistor DRAM cell structure and manufacturing method
EP1739738A2 (en) * 2005-06-30 2007-01-03 STMicroelectronics (Crolles 2) SAS Memory cell with an isolated-body MOS transistor with reinforced memory effect
JP2007018588A (en) * 2005-07-06 2007-01-25 Toshiba Corp Semiconductor storage device and method of driving the semiconductor storage device
KR100720230B1 (en) 2006-07-27 2007-05-23 주식회사 하이닉스반도체 Non-volatile ferroelectric memory device using silicon substrate, and method for manufacturing thereof and method for refresh thereof
US7256459B2 (en) 2004-09-09 2007-08-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Floating body-type DRAM cell with increased capacitance
JP2009071275A (en) * 2007-09-11 2009-04-02 Samsung Electronics Co Ltd Capacitorless dram and methods of manufacturing and operating the same
KR100894683B1 (en) 2007-08-28 2009-04-24 경북대학교 산학협력단 High performance 1T-DRAM cell device and manufacturing method thereof
US7541614B2 (en) 2003-03-11 2009-06-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Integrated circuit, semiconductor device comprising the same, electronic device having the same, and driving method of the same
US7683430B2 (en) 2005-12-19 2010-03-23 Innovative Silicon Isi Sa Electrically floating body memory cell and array, and method of operating or controlling same
JP2010103536A (en) * 2008-10-21 2010-05-06 Samsung Electronics Co Ltd Operation method of semiconductor device
US7733693B2 (en) 2003-05-13 2010-06-08 Innovative Silicon Isi Sa Semiconductor memory device and method of operating same
US7732816B2 (en) 2001-06-18 2010-06-08 Innovative Silicon Isi Sa Semiconductor device
US7736959B2 (en) 2003-07-22 2010-06-15 Innovative Silicon Isi Sa Integrated circuit device, and method of fabricating same
JP2010250921A (en) * 2009-04-14 2010-11-04 Hynix Semiconductor Inc Semiconductor memory apparatus and refresh control method of the same
US7924630B2 (en) 2008-10-15 2011-04-12 Micron Technology, Inc. Techniques for simultaneously driving a plurality of source lines
US7933142B2 (en) 2006-05-02 2011-04-26 Micron Technology, Inc. Semiconductor memory cell and array using punch-through to program and read same
US7933140B2 (en) 2008-10-02 2011-04-26 Micron Technology, Inc. Techniques for reducing a voltage swing
US7932547B2 (en) 2006-07-27 2011-04-26 Hynix Semiconductor Inc. Nonvolatile ferroelectric memory device using silicon substrate, method for manufacturing the same, and refresh method thereof
US7940559B2 (en) 2006-04-07 2011-05-10 Micron Technology, Inc. Memory array having a programmable word length, and method of operating same
US7947543B2 (en) 2008-09-25 2011-05-24 Micron Technology, Inc. Recessed gate silicon-on-insulator floating body device with self-aligned lateral isolation
US7957206B2 (en) 2008-04-04 2011-06-07 Micron Technology, Inc. Read circuitry for an integrated circuit having memory cells and/or a memory cell array, and method of operating same
JP2011123985A (en) * 2009-12-08 2011-06-23 Soi Tec Silicon On Insulator Technologies METHOD OF CONTROLLING SeOIDRAM MEMORY CELL HAVING SECOND CONTROL GATE BURIED UNDER INSULATING LAYER
US7969779B2 (en) 2006-07-11 2011-06-28 Micron Technology, Inc. Integrated circuit including memory array having a segmented bit line architecture and method of controlling and/or operating same
US8014195B2 (en) 2008-02-06 2011-09-06 Micron Technology, Inc. Single transistor memory cell
KR101073643B1 (en) 2009-02-19 2011-10-14 서울대학교산학협력단 High performance 1T-DRAM cell device and manufacturing method thereof
US8064274B2 (en) 2007-05-30 2011-11-22 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having voltage generation circuitry for memory cell array, and method of operating and/or controlling same
US8069377B2 (en) 2006-06-26 2011-11-29 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having memory array including ECC and column redundancy and method of operating the same
US8085594B2 (en) 2007-06-01 2011-12-27 Micron Technology, Inc. Reading technique for memory cell with electrically floating body transistor
US8139418B2 (en) 2009-04-27 2012-03-20 Micron Technology, Inc. Techniques for controlling a direct injection semiconductor memory device
US8174881B2 (en) 2009-11-24 2012-05-08 Micron Technology, Inc. Techniques for reducing disturbance in a semiconductor device
US8189376B2 (en) 2008-02-08 2012-05-29 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having memory cells including gate material having high work function, and method of manufacturing same
US8194487B2 (en) 2007-09-17 2012-06-05 Micron Technology, Inc. Refreshing data of memory cells with electrically floating body transistors
US8199595B2 (en) 2009-09-04 2012-06-12 Micron Technology, Inc. Techniques for sensing a semiconductor memory device
US8213226B2 (en) 2008-12-05 2012-07-03 Micron Technology, Inc. Vertical transistor memory cell and array
US8223574B2 (en) 2008-11-05 2012-07-17 Micron Technology, Inc. Techniques for block refreshing a semiconductor memory device
US8264041B2 (en) 2007-01-26 2012-09-11 Micron Technology, Inc. Semiconductor device with electrically floating body
US8310893B2 (en) 2009-12-16 2012-11-13 Micron Technology, Inc. Techniques for reducing impact of array disturbs in a semiconductor memory device
US8315099B2 (en) 2009-07-27 2012-11-20 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US8319294B2 (en) 2009-02-18 2012-11-27 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a source line plane
US8349662B2 (en) 2007-12-11 2013-01-08 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having memory cell array, and method of manufacturing same
US8369177B2 (en) 2010-03-05 2013-02-05 Micron Technology, Inc. Techniques for reading from and/or writing to a semiconductor memory device
US8411524B2 (en) 2010-05-06 2013-04-02 Micron Technology, Inc. Techniques for refreshing a semiconductor memory device
US8411513B2 (en) 2010-03-04 2013-04-02 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device having hierarchical bit lines
US8416636B2 (en) 2010-02-12 2013-04-09 Micron Technology, Inc. Techniques for controlling a semiconductor memory device
US8498157B2 (en) 2009-05-22 2013-07-30 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US8508994B2 (en) 2009-04-30 2013-08-13 Micron Technology, Inc. Semiconductor device with floating gate and electrically floating body
US8518774B2 (en) 2007-03-29 2013-08-27 Micron Technology, Inc. Manufacturing process for zero-capacitor random access memory circuits
US8531878B2 (en) 2011-05-17 2013-09-10 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US8537610B2 (en) 2009-07-10 2013-09-17 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US8536628B2 (en) 2007-11-29 2013-09-17 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having memory cell array including barriers, and method of manufacturing same
US8547738B2 (en) 2010-03-15 2013-10-01 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US8576631B2 (en) 2010-03-04 2013-11-05 Micron Technology, Inc. Techniques for sensing a semiconductor memory device
US8710566B2 (en) 2009-03-04 2014-04-29 Micron Technology, Inc. Techniques for forming a contact to a buried diffusion layer in a semiconductor memory device
US8748959B2 (en) 2009-03-31 2014-06-10 Micron Technology, Inc. Semiconductor memory device
US8773933B2 (en) 2012-03-16 2014-07-08 Micron Technology, Inc. Techniques for accessing memory cells
US8873283B2 (en) 2005-09-07 2014-10-28 Micron Technology, Inc. Memory cell and memory cell array having an electrically floating body transistor, and methods of operating same
JP2014220543A (en) * 2008-02-15 2014-11-20 ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッドUnisantis Electronics Singapore Pte Ltd. Semiconductor device and manufacturing method of the same
US9559216B2 (en) 2011-06-06 2017-01-31 Micron Technology, Inc. Semiconductor memory device and method for biasing same

Cited By (119)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7732816B2 (en) 2001-06-18 2010-06-08 Innovative Silicon Isi Sa Semiconductor device
JP2006505948A (en) * 2002-11-08 2006-02-16 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド One-transistor DRAM cell structure and manufacturing method
US8049219B2 (en) 2003-03-11 2011-11-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Integrated circuit, semiconductor device comprising the same, electronic device having the same, and driving method of the same
JP2004297048A (en) * 2003-03-11 2004-10-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Integrated circuit, semiconductor display unit having integrated circuit, and integrated circuit driving method
US7858985B2 (en) 2003-03-11 2010-12-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Integrated circuit, semiconductor device comprising the same, electronic device having the same, and driving method of the same
US7541614B2 (en) 2003-03-11 2009-06-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Integrated circuit, semiconductor device comprising the same, electronic device having the same, and driving method of the same
JP2011205103A (en) * 2003-03-11 2011-10-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor display device
US7733693B2 (en) 2003-05-13 2010-06-08 Innovative Silicon Isi Sa Semiconductor memory device and method of operating same
US7736959B2 (en) 2003-07-22 2010-06-15 Innovative Silicon Isi Sa Integrated circuit device, and method of fabricating same
JP2005158952A (en) * 2003-11-25 2005-06-16 Toshiba Corp Semiconductor device and method for manufacturing the same
US7075820B2 (en) 2003-12-26 2006-07-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device for dynamically storing data with channel body of transistor used as storage node
JP2005191451A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Toshiba Corp Semiconductor memory device
JP4559728B2 (en) * 2003-12-26 2010-10-13 株式会社東芝 Semiconductor memory device
US7256459B2 (en) 2004-09-09 2007-08-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Floating body-type DRAM cell with increased capacitance
EP1739738A3 (en) * 2005-06-30 2009-04-01 STMicroelectronics (Crolles 2) SAS Memory cell with an isolated-body MOS transistor with reinforced memory effect
EP1739738A2 (en) * 2005-06-30 2007-01-03 STMicroelectronics (Crolles 2) SAS Memory cell with an isolated-body MOS transistor with reinforced memory effect
JP2007018588A (en) * 2005-07-06 2007-01-25 Toshiba Corp Semiconductor storage device and method of driving the semiconductor storage device
US11031069B2 (en) 2005-09-07 2021-06-08 Ovonyx Memory Technology, Llc Memory cell and memory cell array having an electrically floating body transistor, and methods of operating same
US10418091B2 (en) 2005-09-07 2019-09-17 Ovonyx Memory Technology, Llc Memory cell and memory cell array having an electrically floating body transistor, and methods of operating same
US8873283B2 (en) 2005-09-07 2014-10-28 Micron Technology, Inc. Memory cell and memory cell array having an electrically floating body transistor, and methods of operating same
US7683430B2 (en) 2005-12-19 2010-03-23 Innovative Silicon Isi Sa Electrically floating body memory cell and array, and method of operating or controlling same
US7940559B2 (en) 2006-04-07 2011-05-10 Micron Technology, Inc. Memory array having a programmable word length, and method of operating same
US8134867B2 (en) 2006-04-07 2012-03-13 Micron Technology, Inc. Memory array having a programmable word length, and method of operating same
US7933142B2 (en) 2006-05-02 2011-04-26 Micron Technology, Inc. Semiconductor memory cell and array using punch-through to program and read same
US8295078B2 (en) 2006-05-02 2012-10-23 Micron Technology, Inc. Semiconductor memory cell and array using punch-through to program and read same
US8402326B2 (en) 2006-06-26 2013-03-19 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having memory array including ECC and column redundancy and method of operating same
US8069377B2 (en) 2006-06-26 2011-11-29 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having memory array including ECC and column redundancy and method of operating the same
US7969779B2 (en) 2006-07-11 2011-06-28 Micron Technology, Inc. Integrated circuit including memory array having a segmented bit line architecture and method of controlling and/or operating same
US8395937B2 (en) 2006-07-11 2013-03-12 Micron Technology, Inc. Integrated circuit including memory array having a segmented bit line architecture and method of controlling and/or operating same
KR100720230B1 (en) 2006-07-27 2007-05-23 주식회사 하이닉스반도체 Non-volatile ferroelectric memory device using silicon substrate, and method for manufacturing thereof and method for refresh thereof
US7932547B2 (en) 2006-07-27 2011-04-26 Hynix Semiconductor Inc. Nonvolatile ferroelectric memory device using silicon substrate, method for manufacturing the same, and refresh method thereof
US8264041B2 (en) 2007-01-26 2012-09-11 Micron Technology, Inc. Semiconductor device with electrically floating body
US8796770B2 (en) 2007-01-26 2014-08-05 Micron Technology, Inc. Semiconductor device with electrically floating body
US8492209B2 (en) 2007-01-26 2013-07-23 Micron Technology, Inc. Semiconductor device with electrically floating body
US9276000B2 (en) 2007-03-29 2016-03-01 Micron Technology, Inc. Manufacturing process for zero-capacitor random access memory circuits
US8518774B2 (en) 2007-03-29 2013-08-27 Micron Technology, Inc. Manufacturing process for zero-capacitor random access memory circuits
US8064274B2 (en) 2007-05-30 2011-11-22 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having voltage generation circuitry for memory cell array, and method of operating and/or controlling same
US8659956B2 (en) 2007-05-30 2014-02-25 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having voltage generation circuitry for memory cell array, and method of operating and/or controlling same
US9257155B2 (en) 2007-05-30 2016-02-09 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having voltage generation circuitry for memory cell array, and method of operating and/or controlling same
US8085594B2 (en) 2007-06-01 2011-12-27 Micron Technology, Inc. Reading technique for memory cell with electrically floating body transistor
US8659948B2 (en) 2007-06-01 2014-02-25 Micron Technology, Inc. Techniques for reading a memory cell with electrically floating body transistor
US8143656B2 (en) 2007-08-28 2012-03-27 Snu R&Db Foundation High performance one-transistor DRAM cell device and manufacturing method thereof
KR100894683B1 (en) 2007-08-28 2009-04-24 경북대학교 산학협력단 High performance 1T-DRAM cell device and manufacturing method thereof
KR101357304B1 (en) * 2007-09-11 2014-01-28 삼성전자주식회사 Capacitorless DRAM and methods of manufacturing and operating the same
JP2009071275A (en) * 2007-09-11 2009-04-02 Samsung Electronics Co Ltd Capacitorless dram and methods of manufacturing and operating the same
US8797819B2 (en) 2007-09-17 2014-08-05 Micron Technology, Inc. Refreshing data of memory cells with electrically floating body transistors
US8446794B2 (en) 2007-09-17 2013-05-21 Micron Technology, Inc. Refreshing data of memory cells with electrically floating body transistors
US8194487B2 (en) 2007-09-17 2012-06-05 Micron Technology, Inc. Refreshing data of memory cells with electrically floating body transistors
US8536628B2 (en) 2007-11-29 2013-09-17 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having memory cell array including barriers, and method of manufacturing same
US11081486B2 (en) 2007-11-29 2021-08-03 Ovonyx Memory Technology, Llc Integrated circuit having memory cell array including barriers, and method of manufacturing same
US10304837B2 (en) 2007-11-29 2019-05-28 Ovonyx Memory Technology, Llc Integrated circuit having memory cell array including barriers, and method of manufacturing same
US8349662B2 (en) 2007-12-11 2013-01-08 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having memory cell array, and method of manufacturing same
US9019788B2 (en) 2008-01-24 2015-04-28 Micron Technology, Inc. Techniques for accessing memory cells
US8014195B2 (en) 2008-02-06 2011-09-06 Micron Technology, Inc. Single transistor memory cell
US8325515B2 (en) 2008-02-06 2012-12-04 Micron Technology, Inc. Integrated circuit device
US8189376B2 (en) 2008-02-08 2012-05-29 Micron Technology, Inc. Integrated circuit having memory cells including gate material having high work function, and method of manufacturing same
JP2014220543A (en) * 2008-02-15 2014-11-20 ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッドUnisantis Electronics Singapore Pte Ltd. Semiconductor device and manufacturing method of the same
US8274849B2 (en) 2008-04-04 2012-09-25 Micron Technology, Inc. Read circuitry for an integrated circuit having memory cells and/or a memory cell array, and method of operating same
US7957206B2 (en) 2008-04-04 2011-06-07 Micron Technology, Inc. Read circuitry for an integrated circuit having memory cells and/or a memory cell array, and method of operating same
US7947543B2 (en) 2008-09-25 2011-05-24 Micron Technology, Inc. Recessed gate silicon-on-insulator floating body device with self-aligned lateral isolation
US9553186B2 (en) 2008-09-25 2017-01-24 Micron Technology, Inc. Recessed gate silicon-on-insulator floating body device with self-aligned lateral isolation
US8790968B2 (en) 2008-09-25 2014-07-29 Micron Technology, Inc. Recessed gate silicon-on-insulator floating body device with self-aligned lateral isolation
US7933140B2 (en) 2008-10-02 2011-04-26 Micron Technology, Inc. Techniques for reducing a voltage swing
US8315083B2 (en) 2008-10-02 2012-11-20 Micron Technology Inc. Techniques for reducing a voltage swing
US7924630B2 (en) 2008-10-15 2011-04-12 Micron Technology, Inc. Techniques for simultaneously driving a plurality of source lines
KR101497542B1 (en) * 2008-10-21 2015-03-02 삼성전자주식회사 Operation method of semiconductor device
JP2010103536A (en) * 2008-10-21 2010-05-06 Samsung Electronics Co Ltd Operation method of semiconductor device
US8223574B2 (en) 2008-11-05 2012-07-17 Micron Technology, Inc. Techniques for block refreshing a semiconductor memory device
US8213226B2 (en) 2008-12-05 2012-07-03 Micron Technology, Inc. Vertical transistor memory cell and array
US8319294B2 (en) 2009-02-18 2012-11-27 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a source line plane
US8947932B2 (en) 2009-02-19 2015-02-03 Snu R&Db Foundation High-performance one-transistor floating-body DRAM cell device
KR101073643B1 (en) 2009-02-19 2011-10-14 서울대학교산학협력단 High performance 1T-DRAM cell device and manufacturing method thereof
US9064730B2 (en) 2009-03-04 2015-06-23 Micron Technology, Inc. Techniques for forming a contact to a buried diffusion layer in a semiconductor memory device
US8710566B2 (en) 2009-03-04 2014-04-29 Micron Technology, Inc. Techniques for forming a contact to a buried diffusion layer in a semiconductor memory device
US9093311B2 (en) 2009-03-31 2015-07-28 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US8748959B2 (en) 2009-03-31 2014-06-10 Micron Technology, Inc. Semiconductor memory device
JP2010250921A (en) * 2009-04-14 2010-11-04 Hynix Semiconductor Inc Semiconductor memory apparatus and refresh control method of the same
US8861247B2 (en) 2009-04-27 2014-10-14 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US8351266B2 (en) 2009-04-27 2013-01-08 Micron Technology, Inc. Techniques for controlling a direct injection semiconductor memory device
US9425190B2 (en) 2009-04-27 2016-08-23 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US8508970B2 (en) 2009-04-27 2013-08-13 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US8139418B2 (en) 2009-04-27 2012-03-20 Micron Technology, Inc. Techniques for controlling a direct injection semiconductor memory device
US8400811B2 (en) 2009-04-27 2013-03-19 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device having ganged carrier injection lines
US8508994B2 (en) 2009-04-30 2013-08-13 Micron Technology, Inc. Semiconductor device with floating gate and electrically floating body
US9240496B2 (en) 2009-04-30 2016-01-19 Micron Technology, Inc. Semiconductor device with floating gate and electrically floating body
US8792276B2 (en) 2009-04-30 2014-07-29 Micron Technology, Inc. Semiconductor device with floating gate and electrically floating body
US8498157B2 (en) 2009-05-22 2013-07-30 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US8982633B2 (en) 2009-05-22 2015-03-17 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US9331083B2 (en) 2009-07-10 2016-05-03 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US8817534B2 (en) 2009-07-10 2014-08-26 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US8537610B2 (en) 2009-07-10 2013-09-17 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US8587996B2 (en) 2009-07-27 2013-11-19 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US8315099B2 (en) 2009-07-27 2012-11-20 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US8947965B2 (en) 2009-07-27 2015-02-03 Micron Technology Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US8964461B2 (en) 2009-07-27 2015-02-24 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US9076543B2 (en) 2009-07-27 2015-07-07 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US9679612B2 (en) 2009-07-27 2017-06-13 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device
US8199595B2 (en) 2009-09-04 2012-06-12 Micron Technology, Inc. Techniques for sensing a semiconductor memory device
US8760906B2 (en) 2009-11-24 2014-06-24 Micron Technology, Inc. Techniques for reducing disturbance in a semiconductor memory device
US8699289B2 (en) 2009-11-24 2014-04-15 Micron Technology, Inc. Techniques for reducing disturbance in a semiconductor memory device
US9812179B2 (en) 2009-11-24 2017-11-07 Ovonyx Memory Technology, Llc Techniques for reducing disturbance in a semiconductor memory device
US8174881B2 (en) 2009-11-24 2012-05-08 Micron Technology, Inc. Techniques for reducing disturbance in a semiconductor device
JP2011123985A (en) * 2009-12-08 2011-06-23 Soi Tec Silicon On Insulator Technologies METHOD OF CONTROLLING SeOIDRAM MEMORY CELL HAVING SECOND CONTROL GATE BURIED UNDER INSULATING LAYER
US8310893B2 (en) 2009-12-16 2012-11-13 Micron Technology, Inc. Techniques for reducing impact of array disturbs in a semiconductor memory device
US8416636B2 (en) 2010-02-12 2013-04-09 Micron Technology, Inc. Techniques for controlling a semiconductor memory device
US8964479B2 (en) 2010-03-04 2015-02-24 Micron Technology, Inc. Techniques for sensing a semiconductor memory device
US8411513B2 (en) 2010-03-04 2013-04-02 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device having hierarchical bit lines
US8576631B2 (en) 2010-03-04 2013-11-05 Micron Technology, Inc. Techniques for sensing a semiconductor memory device
US8369177B2 (en) 2010-03-05 2013-02-05 Micron Technology, Inc. Techniques for reading from and/or writing to a semiconductor memory device
US8547738B2 (en) 2010-03-15 2013-10-01 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US9524971B2 (en) 2010-03-15 2016-12-20 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US9019759B2 (en) 2010-03-15 2015-04-28 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US9142264B2 (en) 2010-05-06 2015-09-22 Micron Technology, Inc. Techniques for refreshing a semiconductor memory device
US8411524B2 (en) 2010-05-06 2013-04-02 Micron Technology, Inc. Techniques for refreshing a semiconductor memory device
US8630126B2 (en) 2010-05-06 2014-01-14 Micron Technology, Inc. Techniques for refreshing a semiconductor memory device
US8531878B2 (en) 2011-05-17 2013-09-10 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US9263133B2 (en) 2011-05-17 2016-02-16 Micron Technology, Inc. Techniques for providing a semiconductor memory device
US9559216B2 (en) 2011-06-06 2017-01-31 Micron Technology, Inc. Semiconductor memory device and method for biasing same
US8773933B2 (en) 2012-03-16 2014-07-08 Micron Technology, Inc. Techniques for accessing memory cells

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