JP2003188279A - 半導体メモリ装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
ータを書き込むことが可能な半導体メモリ装置およびそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 絶縁膜12上に形成された半導体層13
と、半導体層内に形成された第1および第2のトランジ
スタTr1,Tr2が直列接続されたメモリセル10が複数個
マトリックス状に配置形成され、前記メモリセルの一方
側が接続されたビット線BLに接続され、他方側に基準
電位を与えられたメモリセルアレイとを備える。直列接
続された2つの部分空乏化トランジスタのうち、ビット
線BLに接続されたもののボディ領域に、データに応じ
て電荷の注入/吐き出しを行うことによって素子しきい
電圧を変動させる。
Description
に関するもので、特に、絶縁膜上に形成されたSOI
(Silicon On Insulator)素子を用いるMIS型半導体
メモリ装置に関する。
Insulator-Semiconductor)型半導体素子を用いたメモ
リLSIにおいては、素子集積度の向上およびこれに伴
うメモリ容量の増加が性能改善の重要な項目の1つであ
る。集積度の向上は、従来、その素子サイズを縮小する
ことによって達成されている。
andom Access Memory)およびDRAM(Dynamic Random
Access Memory)が良く知られているが、DRAMにお
いては、電荷を保持する為の1つのキャパシタと電荷の
注入および放出を制御する1つのトランジスタとの組み
合わせにより、1つの記憶セルが形成される。このた
め、DRAMにおいては、SRAMのような交差接続さ
れたトランジスタは不要となって、メモリセルサイズを
小さくできるため、高集積化に適しており、実際にDR
AMは高集積化の一途をたどって来た。
べてキャパシタの小型化は困難であるため、LSIの集
積度が向上するに伴い、比較的大きな面積を必要とする
キャパシタの占有面積が相対的に増加し、確実な動作を
保証する容量のキャパシタを形成することが困難になっ
ている。一方、キャパシタ製造工程が別に必要なことか
ら、製造方法の複雑化を招いており、製造期間の長期
化、コストの増加、良品率(歩留まり)の低化を引き起
こしている。
解決するため、種々の提案がなされている。その一つと
して、絶縁膜上に素子を形成するSOI(Silicon On In
sulator)構造を採用するメモリセルが知られている。こ
れは、部分空乏型のSOI素子を用いて、その浮遊状態
にあるボディ領域に記憶データに応じて電荷を蓄積ある
いは吐き出させることによって素子のしきい電圧を変動
させ、読み出し時にはこのしきい値を検知することでデ
ータを識別するという原理に基づくものである。
100の基本的な回路図を図13に示す。部分空乏型の
トランジスタTrのゲートをワード線WLに、ソース、
ドレインの一方をビット線BLに、他方をVssに接続し
ている。
ここでは、nチャネル型MOSFET(nMOS)を用
いた例を示す。
の書き込みをするときには、ゲート電極であるワード線
WLを高電位(ハイ)状態、例えばVccに設定し、ビッ
ト線BLをハイ状態、例えば同様にVccにすると、チャネ
ル電流が流れるとインパクトイオンが発生し、ホールが
ボディ領域に蓄積する。また、ビット線が接続されてい
る拡散層とボディ領域の間に存在するpn接合とは逆方
向にバイアスされるため、逆方向リーク電流が発生し、
これらの結果、ボディ領域の電位は上昇し、素子のしき
い電圧は低下する。この状態を例えばデータ“1”の書
き込みとする。
設定し、ビット線を低電位(ロウ)状態、例えば−Vcc
にすると、ビット線が接続されている拡散層とボディ領
域の間に存在するpn接合とは順方向にバイアスされる
為、ボディ領域に存在するホールがビット線側に流れ込
み、ボディ領域のホール濃度が低下する。その結果、ボ
ディ領域の電位が低下し、素子のしきい電圧は上昇す
る。この状態をデータ“0”の書き込みとする。
きい値変化を記憶されるデータに対応させることが可能
となる。
上で問題であったキャパシタを用いることなく1つのト
ランジスタのみで1つのメモリセルを作成することがで
き、高集積化、製造方法の簡略化、コストの低減等を達
成することが可能となる。
うな構成を採用した場合、データ“0”の書き込みを行
うためにビット線に-Vccを印加したときにもチャネル電
流が流れてしまい、効率的にボディ領域のホールを引き
抜くことが困難になり、データ“0”の書き込みに時間
がかかったり、あるいは書き込みが不安定になるという
問題が生じていた。
になされたものであり、絶縁膜上に形成されたMIS型
半導体装置を用いたキャパシタの不要なメモリセルにお
いて、安定的にデータを書き込むことが可能な半導体メ
モリ装置を提供することを目的とする。
置を容易かつ低コストで製造することのできる半導体メ
モリ装置の製造方法を提供することを目的とする。
モリ装置によれば、絶縁膜上に形成された半導体層と、
前記半導体層内に形成された第1および第2のトランジ
スタが直列接続されたメモリセルが複数個マトリックス
状に配置形成され、前記メモリセルの一方側が接続され
たビット線に接続され、他方側に基準電位を与えられた
メモリセルアレイとを備えたことを特徴とする。
製造方法によれば、半導体基板上に酸化層とシリコン活
性層を積層し、前記シリコン活性層を素子形成領域ごと
に分離する素子分離領域を前記シリコン活性層とほぼ同
一平面をなすように形成し、前記シリコン活性層上にゲ
ート電極材料を堆積させてパターニングすることによ
り、対となる2つのトランジスタのゲート電極を近接さ
せて形成し、前記ゲート電極をイオン注入マスクとして
拡散層形成領域に所定のイオンを注入し、熱工程により
注入されたイオンを活性化することにより、前記対とな
るトランジスタを形成し、前記対となるトランジスタの
うち、一方側のゲート電極に接続された第1のゲート線
および他方側のゲート電極に接続された第2のゲート線
を形成する製造方法が提供される。
明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明にかか
る半導体メモリ装置の実施の一形態に用いられるメモリ
セル10の基本的概念を示す模式図である。
に形成された半導体層(SOI)に形成された2つのn
チャネル型部分空乏化MOSFET(nMOS)である
トランジスタTr1およびトランジスタTr2を直列に接続
し、そのうちトランジスタTr1の一方側の拡散層をビッ
ト線BLに接続し、他方側の拡散層にトランジスタTr2の
一方側の拡散層を接続し、トランジスタTr2の他方側の
拡散層を接地として表わされている電源Vssに接続して
いる。トランジスタTr1の他方側とトランジスタTr2の一
方側との接続ノードはフローティング状態となってお
り、このノードをノードfと称することとする。
モリセルの選択信号線である第1のワード線WLが接続
され、トランジスタTr2のゲートには、第1のワード線
とは逆論理の選択信号線である第2のワード線/WLが
接続されている。
てメモリセルアレイを形成した模様を図2および図3の
概略接続図に示す。
0をマトリクス状に配置し、ワード線WLとワード線/
WLを交互にメモリセル間に縦方向に配置して各メモリ
セル10のゲート電極に接続し、ビット線BLと接地電
源電位Vssを交互にメモリセル10間に横方向に通して
これらとメモリセル10の各端子を接続したものであ
る。このような配置においては、隣接列に属するメモリ
セル10は互いに鏡像関係になるような位置関係とな
る。また、各ワード線WLおよび/WLを完全に独立に
選択できるようにすることにより、メモリセル列を容易
に選択することができる。
図2の場合と同じであるが、ワード線WLと/WLは対
になっており、ワード線/WLについてはこれと対にな
るワード線WLの信号レベルをインバータINVにより
反転させたものを供給することにより相補的な関係を得
ている。
いるメモリセルの動作について詳細に説明する。ここで
は図1に示したように、2つのnMOSを用いて一つの
メモリセル10を形成した場合の動作実施例を示すもの
とし、特に明記しない限りビット線およびワード線の電
位は低電位(ロウ)レベルを例えばVss、高電位(ハ
イ)レベルを例えばVccとして説明する。
1のワード線はロウ電位となってトランジスタTr1はオ
フ状態になり、第2のワード線はハイ電位となりトラン
ジスタTr2はオン状態にある。従って、トランジスタTr1
とトランジスタTr2で共有されているノードfにはVssの
電位が現れている。
タ“1”を書き込む際の動作を示すタイミングチャート
である。まず時刻t1において第1のワード線WLをVs
sからVccに、同時に第2のワード線/WLをVccからVss
へ変化させる。これにより、トランジスタTr1がオン、
トランジスタTr2がオフとなる。この時、ワード線とト
ランジスタTr1のボディ領域間の容量結合により、トラ
ンジスタTr1のボディ電位Vbody1は上昇する。
2においてビット線BLをVssからVccへ変化させる。こ
の時、ビット線のつながる拡散層と、ボディ領域間に存
在するpn接合の容量結合により、トランジスタTr1の
ボディ電位は上昇する。この際、ビット線BLを任意の
電位にプリチャージすることが通常行なわれるが、本実
施の形態においても適用可能である。なお、このプリチ
ャージ電位は限定されることはなく、動作に問題を引き
起こさない限り任意の電位を採用することができる。こ
のビット線BLの電位変化に伴い、トランジスタTr1に
はチャネル電流が流れる。このチャネル電流に対応し
て、インパクトイオン化が発生し、ホールがボディ領域
に流れ、ボディ電位が徐々に上昇する。この時、ビット
線BLに接続された拡散層とボディ領域の間に存在する
pn接合が逆方向バイアス状態になり、逆方向リーク電
流が流れる事によってボディ領域にはホールがさらに注
入される。この結果、ノードfの電位はVccに漸近し、
達した後Vccが維持される。なお、第1および第2のワ
ード線の電位変化より先にビット線BLが変化したとき
にも、同様のチャネル電流がトランジスタTr1には流
れ、同様のインパクトイオン化が発生し、トランジスタ
Tr1のボディ電位は上昇する。
ばVccより例えばVssに変化させる。この時、前述のpn
接合容量結合により、ボディ電位は一瞬低化するが、ト
ランジスタTr1にはチャネル電流が流れ、これに対応す
るインパクトイオン化が発生し、ホールがボディ領域に
流れ、更にトランジスタTr1のボディ電位は維持され
る。なお、ノードfの電位はVssに漸近していく。
WLをVssより例えばVccへ、第2のワード線/WLをVs
sよりVccへ変化させることにより、データ書き込み動作
が終了する。この時にも、前述の容量結合により、ボデ
ィ電位はVccよりもわずかに低下する。
化を、ビット線BLの電位変化より先に行っても良い
が、その場合はインパクトイオン化が発生しないため、
前述したようにビット線を先に変化させるほうが望まし
い。
タ“0”を書き込む場合の動作を示すタイミングチャー
トである。まず、データ“1”の書き込みの場合と同様
に、時刻t11において、第1のワード線WLをVssからV
ccに、同時に第2のワード線/WLをVccからVssへ変化
させる。これにより、トランジスタTr1がオン状態、ト
ランジスタTr2がオフ状態となる。この時、第1のワー
ド線とトランジスタTr1のボディ領域間の容量結合によ
り、トランジスタTr1のボディ電位Vbody1は上昇する。
するためには、トランジスタTr1のボディ領域にあるホ
ールを十分に引き抜く必要がある。したがって、時刻t
12においてビット線BLをVssからプリチャージ電位−V
ccへ変化させる。これにより、ビット線BLに接続され
た拡散層と、ボディ領域間に存在するpn接合との容量
結合により、トランジスタTr1のボディ電位は低下す
る。なお、このプリチャージ電位は任意の電位にするこ
とが可能で、この実施の形態においても他の電位を使用
することが可能である。
スタTr1のボディ領域と、ビット線BLに接続されてい
る拡散層とノードf間に存在するpn接合は順方向にバ
イアスされるので、ボディ領域にあるホールが吐き出さ
れ、トランジスタTr1のボディ電位Vbody1は更に低下す
る。同時に、ノードfの電位は−Vccに漸近していく。な
お、トランジスタTr2の状態がオフである為に、ノード
fはフローティング状態となって、トランジスタTr1に
はチャネル電流がほとんど流れず、ボディ領域のホール
は効果的に引き抜かれて、安定的にロウ電位を書き込む
ことができる。
Vssへ、ワード線/WLをVccに変化させると、トランジ
スタTr1のボディ電位Vbody1は低下する。そして、直後
の時刻t14においてビット線を−Vccより例えばVssに変
化させることでデータの書き込み動作が終了する。
電位Vbody1は上昇する。
Lの電位変化を、ワード線WLやワード線/WLの電位
変化より先に行っても良い。
線の電圧を例えば−1Vとしたとき、ボディ領域との間の
pn接合は順方向にバイアスされているので、瞬時にボ
ディの電位は約−0.5Vまで変位することが可能となっ
て、データ“0”を書き込む際のマージン向上を達成し
ている。
ワード線と第2のワード線を同期させて、それぞれ相補
的な電位が与えられる例を示したが、各ワード線での電
位変化を非同期で制御することもできる。
データを読み出すには、記憶されたデータによるトラン
ジスタTr1の素子しきい電圧の差に基づく電流値の差
を、例えば電流センス型のセンスアンプを用いて検知す
ることによって行う。
み出し時のドレイン電流が変化する様子を示すグラフで
あり、横軸はゲート電位Vg、縦軸はドレイン電流の対数
を示している。このグラフから明らかなように、同じド
レイン電流を流すのに必要なゲート電圧は、データ
“1”が書き込まれたトランジスタTr1よりもデータ
“0”が書き込まれたトランジスタTr1の方が高い。した
がって、データ“1”が書き込まれたトランジスタTr1の
しきい値は低下し、“0”が書き込まれたトランジスタT
r1しきい電圧は上昇する。このため、破線で示された所
定のワード線電位を用いてデータ読み出しを行うと、デ
ータ“1”が書き込まれたトランジスタTr1のドレイン電
流はデータ“0”が書き込まれたトランジスタTr1のドレ
イン電流よりも高い値となる。これらの電流値の差を検
知することによりデータ“1”とデータ“0”の判定を行
うことができる。
すなわちワード線電位として、通常の電源電圧の半分、
例えばVcc/2を用いる。
合の読み出し動作波形を示すタイミングチャートであ
る。
にプリチャージされており、読み出し開始の時刻t21で
選択されたメモリセルは、ワード線WLと/WLが共に
Vcc/2に設定される。このとき、トランジスタTr1のボ
ディ電位Vbody1が上昇していることに伴い、ビット線
へ流れる電流が大きくなってビット線電位BLが上昇す
ることを検出してデータ“1”と判定することができ
る。
いる場合の読み出し動作波形を示すタイミングチャート
である。図7の場合と同様に、ビット線がVcc/2にプ
リチャージされ、読み出し開始時刻t31でワード線WL
と/WLはVcc/2に設定される。しかし、トランジス
タTr1のボディ電位Vbody1が低下しているため、時刻t
31後でもVbody1はマイナスとなっている。このため、
ビット線に流れる電流が図7の場合よりも小さく、ビッ
ト線電位BLは低下する。これを検出してデータ“0”
と判定することができる。
OSを用いた例で説明したが、2つのpチャネルMOS
トランジスタ(pMOS)を採用しても同様に実現する
ことができる。ただし、nMOSにおけるデータ“1”
の書き込みマージンはpMOSの場合よりも大きいの
で、nMOSを採用した方が、同じ書き込み条件ならば
より小型化できる。
に逆のものとしたCMOS構成とすることも可能であ
り、同様の効果を得ることができる。これについては後
述する。
r2の構成をそのままにし、ビット線とVssを逆に動作さ
せ、且つ、第2のワード線によりその信号タイミングを
制御することにより、トランジスタTr1のボディ領域に
データを書き込みながら、トランジスタTr2のボディに
も同様にデータを書き込むことにより、2つの素子で2
つのデータを保持することが可能となる。
た半導体メモリ装置の製造方法の実施の一形態を示す工
程別素子断面図である。
イオン注入した後に熱処理を行って酸化層とその上のシ
リコン層を得るSIMOX(Separation by Implantatio
n ofOxygen)法又はシリコン半導体基板表面に、底面に
酸化膜を形成したシリコン板を貼り合わせる貼り合わせ
法等により、半導体基板11上に例えばシリコン酸化膜
よりなる埋め込み酸化膜(BOX:BuRIEd Oxide)12
を介して形成されたSOI活性層13を有するSOI構
造を得る。そして、このSOI活性層は、例えば熱酸化
法とNH4Fによるエッチングにより、例えば150nm程
度の所望膜厚まで薄膜化される。
13を素子形成領域ごとに電気的に分離するために素子
分離領域14を、例えば浅いトレンチを絶縁膜で埋め込
んだSTI(Shallow Trench Isolation)法により形成す
る。
素子形成領域のSOI活性層13に不純物を、例えばイ
オン注入法により例えばドーズ量1.5×10−12c
m− 2で導入する。
層13上にゲート絶縁膜となる絶縁膜15を例えば熱酸
化法により形成する。さらに、その上に多結晶シリコン
16をCVD(Chemical Vapor Deposition)法により2
00nmの膜厚に堆積する。
スクとして、例えば反応性イオンエッチング(RIE:
Reactive Ion Etching)を用いてソース及びドレイン領
域上の多結晶シリコン16をエッチング除去することに
よりパターニングし、ゲート電極17を得る。
クとして、拡散層形成領域に、例えばイオン注入法によ
って不純物を導入する。その後、熱工程、例えばRTA
(Rapid Thermal Annealing)法を用いたアニールを行う
ことにより、イオン注入によって導入された不純物を活
性化する。
18を堆積し、必要箇所にコンタクト孔を形成し、アル
ミニウム等の電極配線材料をこれらをのコンタクト孔を
埋め込むとともに層間絶縁膜18の上に形成し、これを
パターニングして第1のワード線(WL)電極配線1
9、第2のワード線(/WL)電極配線20、ビット線
電極配21及びVss電極配線22を形成して所望の部分
空乏型SOI半導体装置を完成する。なお、配線は要求
仕様にしたがって多層配線とすることもできる。
の平面図であって、図9Dに示されたものと同じ構成要
素には同じ参照番号を付してある。
かる半導体メモリ装置の製造方法の他の実施の形態を示
す工程別断面図であって、CMOS型のメモリセル50
を用いる例を示している。
ation of Oxygen)法又は貼り合わせ法等により、半導体
基板51上に例えばシリコン酸化膜よりなる埋め込み酸
化膜(BOX:BuRIEd Oxide)52を介して形成された
SOI活性層53を有するSOI構造を得る。そして、
このSOI活性層53は、例えば熱酸化法とNH4Fによる
エッチングにより、例えば150nm程度の所望膜厚ま
で薄膜化される。
層13を素子形成領域ごとに電気的に分離するためにト
レンチ形状の素子分離領域54を、例えばSTI(Shall
ow Trench Isolation)法により形成する。
電圧を調整するために、素子形成領域のSOI活性層5
3に不純物を、例えばイオン注入法により導入する。こ
の実施の形態ではCMOS構造を採用するため、時、導
入するイオンに合わせて導入領域以外の領域をマスクす
るレジスト55を選択的に形成する。図11BではpM
OS形成領域に不純物を導入する様子を示しており、不
純物としてボロンイオンを例えばドーズ量1.5×10
13cm−2で導入する。同様のイオン注入工程がnM
OS形成領域についても行われ、不純物としてリンイオ
ンを例えばドーズ量1.5×1013cm−2で導入す
る。
性層53上にゲート絶縁膜56を例えば熱酸化法により
形成する。さらに、その上に多結晶シリコン57をCV
D(Chemical Vapor Deposition)法により200nmの
膜厚に堆積する。
マスクとして、例えば反応性イオンエッチング(RI
E:Reactive Ion Etching)を用いてソース及びドレイ
ン領域上の多結晶シリコン57をエッチング除去するこ
とによりパターニングし、ゲート電極58を得る。
クとして、拡散層形成領域に、例えばイオン注入法によ
って不純物を導入する。この場合、pMOSとnMOS
では導入するイオンが異なるため、図11Eに示される
pMOSの拡散層を形成する場合には、nMOS領域は
レジスト59でマスクされ、例えばボロンイオンがドー
ズ量3×1015cm−2で注入される。同様に、nM
OSの拡散層を形成する場合にはpMOS領域がレジス
トでマスクされ、例えばリンイオンがドーズ量3×10
15cm−2で注入されることになる。その後、熱工
程、例えばRTA(Rapid Thermal Annealing)法を用い
たアニールを行うことにより、イオン注入によって導入
された不純物を活性化してソース、ドレインとなる高濃
度不純物拡散層が形成される。
域上、ドレイン領域上、及びゲート電極上に、シリサイ
ド60、例えばCoSi2、を自己整合的に堆積させるサリ
サイド工程により形成する。
所にコンタクト孔62を形成し、アルミニウム等の電極
配線材料63を蒸着してこれらのコンタクト孔62を埋
め込むとともに層間絶縁膜60の上に形成する。層間絶
縁膜60上の電極配線材料をパターニングして第1のワ
ード線(WL)電極配線64、第2のワード線(/W
L)電極配線(図示せず)、ビット線BLの電極配65
及びVss電極配線66を形成して所望の部分空乏型SO
I半導体装置を完成する。この半導体装置では、nMO
Sの拡散層をビット線に、pMOSの拡散層をVss電源
線に接続している。
ル50の平面図を示す。これはCMOS型のメモリセル
であるため、第1の実施の形態の場合のように、第2の
ワード線を第1のワード線から電気的に分離する必要は
なく、nMOSとpMOSで同一のゲート電極64を共
有することが可能となる。
成プロセスや、デバイスパラメータに限定されることは
なく適宜変更して実施することができる。例えば、前述
した実施の形態では配線は単層となっているが、要求仕
様にしたがって多層配線とすることもできる。その場
合、上層の配線層形成のために再度層間絶縁膜の形成、
コンタクト孔形成、電極材料の蒸着、パターニングの工
程を繰り返すことになる。
nMOSFETやCMOSFETを用いて説明を行った
が、これに限定されることはなく、例えばpMOSFE
Tや、SOS(Silicon On Sapphire)等の基板を用いる
ことが可能である。
で、種々変形して実施することができる。
セルを2つのトランジスタを直列接続して構成してお
り、キャパシタが不要で高集積化が可能な特徴を生かす
とともに安定的にデータを書き込むことを可能としてい
る。
としない、MIS型素子のみで構成されるDRAM素子を容
易に製造することが可能となる。
メモリセルの実施の一形態による基本的概念を示す模式
図である。
セルアレイを形成した模様を示す概略接続図である。
セルアレイを形成した模様を示す接続概略図である。
む際の動作を示すタイミングチャートである。
む場合の動作を示すタイミングチャートである。
ドレイン電流が変化する様子を示すグラフである。
し動作波形を示すタイミングチャートである。
し動作波形を示すタイミングチャートである。
発明にかかる製造方法の実施の一形態における一工程を
示す素子断面図である。
の平面図である。
法の他の実施の形態における一工程を示す素子断面図で
ある。
る。
る。
る。
る。
る。
素子の平面図である。
構成を示す回路図である。
Claims (20)
- 【請求項1】絶縁膜上に形成された半導体層と、 前記半導体層内に形成された第1および第2のトランジ
スタが直列接続されたメモリセルが複数個マトリックス
状に配置形成され、前記メモリセルの一方側が接続され
たビット線に接続され、他方側に基準電位を与えられた
メモリセルアレイと、 を備えた半導体メモリ装置。 - 【請求項2】前記トランジスタがMIS型部分空乏化ト
ランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の半
導体メモリ装置。 - 【請求項3】前記第1および第2のトランジスタが同一
導電型であり、前記第1のトランジスタのゲートには第
1のワード線が接続され、前記第2のトランジスタのゲ
ートには前記第1のワード線と対になる逆論理の第2の
ワード線が接続されたことを特徴とする請求項1または
2に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項4】前記ワード線と前記逆論理のワード線は同
期して状態が変化するように制御されるものであること
を特徴とする請求項3に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項5】前記ワード線と前記逆論理のワード線の一
方の状態変化から所定遅延時間後に他方の状態変化を生
ずるものであることを特徴とする請求項3に記載の半導
体メモリ装置。 - 【請求項6】前記第1のワード線と第2のワード線との
間に信号レベルを反転させるインバータが設けられたこ
とを特徴とする請求項3に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項7】前記同一導電型のトランジスタはnチャネ
ル型であることを特徴とする請求項3に記載の半導体メ
モリ装置。 - 【請求項8】前記第1のトランジスタと前記第2のトラ
ンジスタとは互いに逆導電型であり、前記第1のトラン
ジスタおよび前記第2のトランジスタのゲートには共通
のワード線が接続されたことを特徴とする請求項1また
は2に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項9】第1および第2のトランジスタでなるメモ
リセルが素子分離領域で囲まれた領域内に形成されたも
のであることを特徴とする請求項1または2に記載の半
導体メモリ装置。 - 【請求項10】前記絶縁膜および前記半導体層は半導体
基板上に形成されたものであることを特徴とする請求項
1または2に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項11】前記絶縁膜および前記半導体層は絶縁基
板上の半導体層であることを特徴とする請求項1または
2に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項12】前記素子分離領域がトレンチ型素子分離
膜であることを特徴とする請求項1または2に記載の半
導体メモリ装置。 - 【請求項13】絶縁膜上に形成された半導体層と、 前記半導体層内に形成された第1および第2のトランジ
スタが直列接続されたメモリセルが複数個マトリックス
状に配置形成され、前記メモリセルの一方側がビット線
に接続され、他方側に基準電位を与えられたメモリセル
アレイとを備え、 選択されたメモリセル中の一方のトランジスタのボディ
領域への電荷注入および吐き出しの制御によりしきい値
を制御し、これによりデータの記憶を行うことを特徴と
する半導体メモリ装置。 - 【請求項14】前記トランジスタがMIS型部分空乏化
トランジスタであることを特徴とする請求項13に記載
の半導体メモリ装置。 - 【請求項15】前記部分空乏化トランジスタのボディ領
域への電荷注入はチャネル電流が流れることにより発生
するインパクトイオンにより行われることを特徴とする
請求項14に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項16】半導体基板上に酸化層とシリコン活性層
を積層し、 前記シリコン活性層を素子形成領域ごとに分離する素子
分離領域を前記シリコン活性層とほぼ同一平面をなすよ
うに形成し、 前記シリコン活性層上にゲート電極材料を堆積させてパ
ターニングすることにより、対となる2つのトランジス
タのゲート電極を近接させて形成し、 前記ゲート電極をイオン注入マスクとして拡散層形成領
域に所定のイオンを注入し、 熱工程により注入されたイオンを活性化することによ
り、前記対となるトランジスタを形成し、 前記対となるトランジスタのうち、一方側のゲート電極
に接続された第1のゲート線および他方側のゲート電極
に接続された第2のゲート線を形成する、 半導体メモリ装置の製造方法。 - 【請求項17】前記対となるトランジスタがMIS型部
分空乏化トランジスタであることを特徴とする請求項1
6に記載の半導体メモリ装置の製造方法。 - 【請求項18】前記半導体基板上への酸化層とシリコン
活性層の積層は、シリコン半導体基板に酸素イオンをイ
オン注入し、 続いて熱処理を行うことにより得られることを特徴とす
る請求項16に記載の半導体メモリ装置の製造方法。 - 【請求項19】前記半導体基板上への酸化層とシリコン
活性層の積層は、底面に酸化層を有するシリコン活性層
を前記シリコン半導体基板上に貼り付けるものであるこ
とを特徴とする請求項16に記載の半導体メモリ装置の
製造方法。 - 【請求項20】前記シリコン活性層はエッチングにより
所望厚さまで薄膜化されることを特徴とする請求項16
に記載の半導体メモリ装置の製造方法。
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