JP3207492B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JP3207492B2
JP3207492B2 JP07785192A JP7785192A JP3207492B2 JP 3207492 B2 JP3207492 B2 JP 3207492B2 JP 07785192 A JP07785192 A JP 07785192A JP 7785192 A JP7785192 A JP 7785192A JP 3207492 B2 JP3207492 B2 JP 3207492B2
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gate
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drain
insulating film
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淳二 古賀
博顕 間
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  • Dram (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に係り、
特にDRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリ)セルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device,
In particular, it relates to a DRAM (Dynamic Random Access Memory) cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、DRAMセルはMOSトランジス
タ1個とキャパシタ1個とで構成されていた。セル動作
としては、キャパシタに保持された電荷のみでビット線
の電位を変化させる方式であるため、セル面積が縮小す
ると、キャパシタの容量がスケーリングされず、微細化
の大きな傷害となっていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a DRAM cell is composed of one MOS transistor and one capacitor. Since the cell operation is a method in which the potential of the bit line is changed only by the electric charge held in the capacitor, when the cell area is reduced, the capacity of the capacitor is not scaled, which is a serious obstacle to miniaturization.

【0003】そこで、セル自身が保持電荷を増幅して出
力する機能を有するゲインメモリセルが提案された(W.
H.Krautschneider et. al. : Microelectronic Enginee
ring. 15(1991)367-370)。
Therefore, a gain memory cell having a function of amplifying and outputting a retained charge by itself is proposed (W.
H. Krautschneider et.al .: Microelectronic Enginee
ring. 15 (1991) 367-370).

【0004】図7はゲインメモリセルの等価回路図及び
断面図を示す。同図において、シリコン基板10の能動
領域上には直列に接続されたアクセストランジスタM1
及びストレージトランジスタM2 が形成されている。ア
クセストランジスタM1 はワ−ド線(WL)に接続され
たポリシリコンのゲ−ト電極11と、このゲ−ト電極1
1の両側にあってビット線(BL)に接続されたソ−ス
/ドレイン領域12とを有し、ストレージトランジスタ
2 はゲ−ト電極11と、このゲ−ト電極11の両側に
あって電源線VDDに接続されたソ−ス/ドレイン領域1
2と、アクセストランジスタM1 及びストレージトラン
ジスタM2 が共有するソ−ス/ドレイン領域12及びゲ
−ト電極11上に形成され、ソ−ス/ドレイン領域12
及びゲ−ト電極11を接続するアルミニウム層13とを
有している。
FIG. 7 shows an equivalent circuit diagram and a sectional view of a gain memory cell. In FIG. 1, an access transistor M 1 connected in series is provided on an active area of a silicon substrate 10.
And storage transistor M 2 is formed. Access transistor M 1 is word - word line (WL) connected to the polysilicon gate - and gate electrode 11, the gate - gate electrode 1
And a scan / drain regions 12, the storage transistor M 2 gate - - source connected to the bit line (BL) and on either side of one and the gate electrode 11, the gate - In the both sides of the gate electrode 11 Source / drain region 1 connected to power supply line V DD
2, source access transistors M 1 and a storage transistor M 2 share - is formed on the gate electrode 11, source - - scan / drain regions 12 and gate scan / drain region 12
And an aluminum layer 13 connecting the gate electrode 11.

【0005】従って、セルに保持される“0”及び
“1”の情報は、ストレージトランジスタM2 のゲート
に蓄積される電荷によって決定され、読み出しに際して
は、電流をストレージトランジスタM2 で増幅し、電荷
を電源線VDDから供給する。アクセストランジスタM1
のドレインとストレージトランジスタM2 のゲートとの
間にはスイッチング素子Sとして、ダイオ−ドDが介在
し、情報“1”を読み出す時にゲートに蓄積された電荷
を逃がさない役目を果たしている。逆方向電流がまった
く流れないと、情報“0”を書き込むことができないた
め、実際には、情報“1”読み出し時のゲート蓄積電荷
の逃げがストレージトランジスタM2 の増幅作用に影響
を与えない範囲で適度に逆方向電源が流れるという非常
に複雑かつ微妙なスイッチング特性が要求されていた。
Accordingly, information is held "0" and "1" in the cell is determined by charge stored in the gate of the storage transistor M 2, during the reading, it amplifies the current storage transistor M 2, Electric charges are supplied from a power supply line V DD . Access transistor M 1
Between the gate of the drain and the storage transistor M 2 as the switching element S, diode - de D is interposed, plays a role not escape the charge accumulated in the gate when reading the information "1". When reverse current does not flow at all, since it is not possible to write information "0", in fact, information "1" escape gate stored charge at the time of reading does not affect the amplification function of the storage transistor M 2 ranges Therefore, a very complicated and delicate switching characteristic that a reverse power supply flows appropriately is required.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のゲインメモリセルにおいては、スイッチング素
子Sとして、シリコンとアルミニウムとのショットキー
接合が用いられているため、逆方向電源の制御が難し
く、セルの動作マージンが低下すると共に、歩留りが低
下するという問題点があった。
However, in the conventional gain memory cell described above, since a Schottky junction of silicon and aluminum is used as the switching element S, it is difficult to control a reverse power supply, and However, there is a problem that the operation margin of the device is reduced and the yield is reduced.

【0007】更に、情報を書き込む時のアクセス時間
が、“0”と“1”の場合で極端に異なるため、DRA
Mのセル動作がアンバランスになるという問題点があっ
た。
Further, since the access time for writing information is extremely different between "0" and "1", the DRA
There is a problem that the cell operation of M becomes unbalanced.

【0008】また、通常のMOSプロセス技術の他に、
スイッチング素子Sを形成する技術が必要となり、製造
工程が複雑化するという問題点があった。
In addition to the usual MOS process technology,
There is a problem that a technique for forming the switching element S is required, and the manufacturing process is complicated.

【0009】本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、
製造が容易にできると共に、微細化ができ、制御性に優
れた半導体記憶装置を提供するものである。
[0009] The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device which can be easily manufactured, can be miniaturized, and has excellent controllability.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、上述した目的を達成するため、第1のMISFET
のドレインと第2のMISFETのソースとが接続さ
れ、上記第1のMISFETのドレインあるいは上記第
2のMISFETのソースと上記第2のMISFETの
ゲートとが抵抗を介して接続され、上記第1のMISF
ETのソースがビット線に接続され、上記第1のMIS
FETのゲートがワード線に接続され、上記第2のMI
SFETのドレインが電流源に接続されたものである。
また、上記抵抗は、第1のMISFETのドレインおよ
び第2のMISFETのソースである拡散領域と第2の
MISFETのゲート電極との間に形成された絶縁膜で
あり、この絶縁膜は、上記第2のMISFETのゲート
絶縁膜に連続して形成されており、かつ、第2のMIS
FETのゲート絶縁膜より膜厚が薄い
According to the present invention, there is provided a semiconductor memory device comprising: a first MISFET;
Is connected to the source of the second MISFET, and the drain of the first MISFET or the source of the second MISFET is connected to the gate of the second MISFET via a resistor. MISF
The source of ET is connected to the bit line, and the first MIS
The gate of the FET is connected to the word line, and the second MI
The drain of the SFET is connected to a current source.
Further, the resistance is equal to the drain and the first MISFET.
The diffusion region that is the source of the second MISFET and the second
An insulating film formed between the gate electrode of MISFET and
The insulating film is provided on the gate of the second MISFET.
The second MIS is formed continuously with the insulating film.
The thickness is smaller than the gate insulating film of the FET .

【0011】[0011]

【作用】本発明においては、2つのMISFET及び抵
抗素子によりゲインメモリセルを構成したので、製造プ
ロセスが簡便になると共に、微細化に適し、良好な制御
性を有するDRAMセルが実現する。
In the present invention, since the gain memory cell is constituted by the two MISFETs and the resistance element, the manufacturing process is simplified, and a DRAM cell suitable for miniaturization and having good controllability is realized.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明のゲインメモリセルに係わる実
施例を図面を用いて説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a gain memory cell according to the present invention.

【0013】図1はゲインメモリセルの等価回路図であ
る。同図において、アクセストランジスタM1 のドレイ
ンとストレージトランジスタM2 のソースとが接続さ
れ、アクセストランジスタM1 とストレージトランジス
タM2 とが直列に接続されている。また、アクセストラ
ンジスタM1 のドレインとストレージトランジスタM2
のソースとの接続部にストレージトランジスタM2 のゲ
ートが抵抗素子Rを介して接続され、アクセストランジ
スタM1 のソースがビット線(BL)に接続され、アク
セストランジスタM1 のゲ−トがワ−ド線(WL)に接
続され、ストレージトランジスタM2 のドレインが電源
線(VDD)に接続され、3素子型DRAMセルが構成さ
れている。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a gain memory cell. In the figure, it is connected with the access drain of the transistor M 1 and the source of the storage transistor M 2, and the access transistor M 1 and the storage transistor M 2 are connected in series. In addition, the access transistor M 1 of the drain and the storage transistor M 2
The gate of the storage transistor M 2 to the connection of the source is connected through the resistance element R, the source of the access transistor M 1 is connected to a bit line (BL), the access transistor M 1 gate - Togawa - is connected to a word line (WL), a drain of the storage transistor M 2 is connected to the power supply line (V DD), the 3-element type DRAM cell is constructed.

【0014】図2はゲインメモリセルの動作を説明する
回路図である。メモリ部の情報を読み出す場合、抵抗R
が非常に小さいと、一瞬のうちにメモリ部とビット線の
間で電荷がやり取りされ、ゲインメモリセルとしての機
能が作動しないまま、メモリ部の情報が破壊されてしま
うことが予想される。そこで、図2の回路図を参考にし
て、抵抗Rの下限を求める。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the operation of the gain memory cell. When reading information from the memory unit, the resistance R
Is extremely small, electric charges are exchanged between the memory unit and the bit line in an instant, and it is expected that information in the memory unit will be destroyed while the function as the gain memory cell does not operate. Therefore, the lower limit of the resistance R is determined with reference to the circuit diagram of FIG.

【0015】先ず、情報“1”を読み出す場合を考え
る。ビット線のプリチャージ電位を0Vとする。アクセ
ストランジスタM1 を“ON”にして、時刻tが経過し
たときのビット線及びメモリ部に蓄えられている電荷
を、それぞれQB (t)、QM (t)とすると、次式
(2)が図2より得られる。
First, consider the case where information "1" is read. The precharge potential of the bit line is set to 0V. Assuming that the charge stored in the bit line and the memory unit when the time t has elapsed after the access transistor M 1 is turned “ON” is Q B (t) and Q M (t), respectively, the following equation (2) ) Is obtained from FIG.

【0016】 QB (t)/CB +R・dQB (t)/dt=QM (t)/COXB (t)+QM (t)=Qint …(2) ここで、CB はビット線容量、COXはストレージトラン
ジスタM2 のゲート容量であり、次式(3)の関係があ
る。
Q B (t) / C B + R · dQ B (t) / dt = Q M (t) / C OX Q B (t) + Q M (t) = Q int (2) where C the B bit line capacitance, C OX is the gate capacitance of the storage transistor M 2, a relationship of the following equation (3).

【0017】Qint =COX・VDD …(3) この微分方程式をCB 》COXという近似を用いて解く
と、次式(4)が得られる。
Q int = C OX · V DD (3) When this differential equation is solved using an approximation of C B >> C OX , the following equation (4) is obtained.

【0018】 QB (t)=Qint ・{1−exp(−t/τ)} QM (t)=Qint ・exp(−t/τ) …(4) ただし、τ=R・COX 一方、ゲートにQM (t)の電荷があるとき、ストレー
ジトランジスタM2 を流れる電流は、次式(5)で与え
られる。
[0018] Q B (t) = Q int · {1-exp (-t / τ)} Q M (t) = Q int · exp (-t / τ) ... (4) However, τ = R · C OX On the other hand, when there is a charge of Q M (t) in the gate, the current flowing through the storage transistor M 2 is given by the following equation (5).

【0019】 Id (t)=(W/L)・μ・{QM (t)/S}・VDD …(5) ただし、Lはトランジスタのチャネル長、Wはチャネル
幅、μは移動度、Sはチャネル面積(=L・W)であ
る。よって、ストレージトランジスタM2 を通してビッ
ト線に流れ込む電荷QMOS (t)は、次式(6)のよう
になる。
I d (t) = (W / L) · μ · {Q M (t) / S} · V DD (5) where L is the channel length of the transistor, W is the channel width, and μ is the displacement. And S is the channel area (= LW). Therefore, the charge Q MOS (t) flowing into the bit line through the storage transistor M 2 is expressed by the following equation (6).

【0020】 QMOS (t)=∫ Id (x) dx on [0,t] =(W/L)・μ・(τ/S)・VDD・QB (t)…(6) ビット線の電位がΔVSAだけ変化したときに、センスア
ンプが作動すると、次式(7)が成り立つ。
Q MOS (t) = ∫I d (x) dx on [0, t] = (W / L) · μ · (τ / S) · V DD · Q B (t) ... (6) bits When the sense amplifier operates when the potential of the line changes by ΔV SA , the following equation (7) holds.

【0021】 QB (t)+QMOS (t)=CB ・ΔVSA …(7) 情報を読み出す時のアクセス時間は、上式(7)の解で
与えられる。QB (t)は単調増加関数なので、tにつ
いての方程式が解をもつためには、t→∞の極限を考え
て、次式(8)となる。
[0021] Q B (t) + Q MOS (t) = C B · ΔV SA ... (7) access time for reading the information is given by the solution of the equation (7). Since Q B (t) is a monotonically increasing function, in order for the equation for t to have a solution, the following equation (8) is obtained considering the limit of t → ∞.

【0022】 {1+(W/L)・μ・(τ/S)・VDD}・Qint >CB ・ΔVSA …(8) よって、抵抗Rの満たすべき条件は、CB ・ΔVSA》Q
int という近似を使って、次式(9)となる。
[0022] {1+ (W / L) · μ · (τ / S) · V DD} · Q int> C B · ΔV SA ... (8) Therefore, the conditions to be satisfied resistor R, C B · ΔV SA 》 Q
The following equation (9) is obtained by using an approximation of int .

【0023】[0023]

【数3】 このとき、読み出し時間tR は、次式(10)で与えら
れる。
(Equation 3) At this time, the read time t R is given by the following equation (10).

【0024】 tR =−COX・R・log{1−(RC /R)} …(10) 同様な回路計算で、書き込み時間tw も算出できるが、
次のような簡単な考察でも同じ結果が得られる。書き込
む時に抵抗を流れる電流は、I=VDD/Rであるので、
書き込み時間tw は、次式(11)で与えられる。
T R = −C OX · R · log {1− (R C / R)} (10) The write time t w can be calculated by the same circuit calculation.
The same result can be obtained with the following simple considerations. Since the current flowing through the resistor at the time of writing is I = V DD / R,
The writing time t w is given by the following equation (11).

【0025】 tw =Qint /I=COX・R …(11) 0.1μmのデザインルール(TOX=4nm)を想定し
て、以下の具体的な数値、即ち、 L/W 〜 1/3 μ 〜 100cm2 /V/sec VDD 〜 2V COX 〜 6×10-17 F S 〜 3×10-10 cm-2B 〜 5×10-13 F ΔVSA 〜 0.1V を代入すると、下限抵抗RC は、RC 〜 3.5MΩ
となる。
T w = Q int / I = C OX · R (11) Assuming a 0.1 μm design rule (T OX = 4 nm), the following specific numerical values, ie, L / WW1 / 3 mu substituting ~ 100cm 2 / V / sec V DD ~ 2V C OX ~ 6 × 10 -17 F S ~ 3 × 10 -10 cm -2 C B ~ 5 × 10 -13 F ΔV SA ~ 0.1V Then, the lower limit resistance R C is R C ~ 3.5 MΩ.
Becomes

【0026】図3(a)は、抵抗素子Rの電流−電圧特
性図である。同図より明らかなように、電流−電圧特性
がV=0Vで対称であるので、読み出し/書き込み時の
アクセス時間は、“0”と“1”の場合で等しくなり、
バランスのよいセル動作が可能となる。
FIG. 3A is a current-voltage characteristic diagram of the resistance element R. As is apparent from the figure, since the current-voltage characteristic is symmetrical at V = 0 V, the access time at the time of reading / writing becomes equal between "0" and "1", and
A well-balanced cell operation becomes possible.

【0027】図3(b)は、これらの数値を用いて、読
み出し/書き込み時のアクセス時間をグラフ化したもの
である。R>RC では、読み出し時間tR は単調に減少
し、τC =COX・RC 〜0.2nsecに漸近する。
FIG. 3B is a graph of the access time at the time of reading / writing using these numerical values. When R> R C , the read time t R monotonically decreases and approaches τ C = C OX · R C 0.20.2 nsec.

【0028】一方、書き込み時間tw は単調に増加する
ので、DRAMセルの動作速度を考えると、書き込み時
間の制限で抵抗Rの上限が決まる。書き込み時間のスペ
ックは、各デバイス世代で異なるために一意的に決定で
きないが、仮に、読み出し時間と書き込み時間のスペッ
クをどちらも1nsec以下にすると、図3(b)の矢印の
領域が適用可能な抵抗Rの範囲となる。実際に製造する
ときには、この範囲内に抵抗Rのバラツキをおさえれば
よく、十分制御可能である。
[0028] On the other hand, since the writing time t w is monotonically increasing, given the operating speed of the DRAM cell, the upper limit of the resistance R is determined by the writing time limit. The specification of the writing time cannot be uniquely determined because it is different for each device generation, but if both the specification of the reading time and the specification of the writing time are 1 nsec or less, the area indicated by the arrow in FIG. This is within the range of the resistance R. At the time of actual manufacturing, it is only necessary to suppress the variation of the resistance R within this range, and it is possible to sufficiently control.

【0029】一般に、16M以降のDRAMセルでは、
アクセス時間のスペックは100nsec以下と言われてい
るので、少なくともR・COX<100nsecを満たさなけ
ればならず、これにより抵抗Rの最大許容値Rmax が決
まる。上記数値を用いて0.1μm世代のRmax を求め
ると、2GΩ程度になる。
Generally, in a DRAM cell of 16M or more,
Since the access time specification is said to be 100 nsec or less, it is necessary to satisfy at least R · C OX <100 nsec, which determines the maximum allowable value Rmax of the resistor R. When seeking 0.1μm generation R max using the above numerical values, of the order 2Jiomega.

【0030】図4にゲインメモリセルのレイアウトの一
例を示す。同図において、点線で示された部分100に
抵抗を形成する。1セルあたりの占有面積は一点鎖線で
囲まれた領域200となり、MOSトランジスタ2個分
に相当している。微細化に伴いトランジスタ領域は縮小
化されていくので、本発明のDRAMセルは微細化に大
変適していることがわかる。
FIG. 4 shows an example of a layout of a gain memory cell. In the figure, a resistor is formed in a portion 100 indicated by a dotted line. The occupied area per cell is a region 200 surrounded by a chain line, which corresponds to two MOS transistors. Since the transistor area is reduced with miniaturization, it can be seen that the DRAM cell of the present invention is very suitable for miniaturization.

【0031】次に、ゲインメモリセルの製造方法を図5
により説明する。尚、図5は図4のA−A断面における
製造工程図を示す。
Next, a method of manufacturing a gain memory cell will be described with reference to FIG.
This will be described below. FIG. 5 shows a manufacturing process diagram in the AA section of FIG.

【0032】先ず、通常のMOSプロセスを使って、P
型シリコン基板1上に素子分離を行い、P型シリコン基
板1の能動領域上の所定部分にゲート電極2を形成す
る。その後、ゲート電極2をマスクとして、イオン注入
を行い、ゲート電極2の両側のP型シリコン基板1表面
部にソース/ドレイン拡散領域3を形成する(図5
a)。
First, using a normal MOS process, P
Element isolation is performed on the type silicon substrate 1, and a gate electrode 2 is formed on a predetermined portion of the active region of the P type silicon substrate 1. Thereafter, ion implantation is performed using the gate electrode 2 as a mask to form source / drain diffusion regions 3 on the surface of the P-type silicon substrate 1 on both sides of the gate electrode 2 (FIG. 5).
a).

【0033】次に、全面にシリコン酸化膜4をCVD法
により堆積した後、所定のソース/ドレイン拡散領域3
上のシリコン酸化膜4に抵抗素子を形成するためのコン
タクトホ−ル4aを開口する。その後、全面に抵抗素子
となる多結晶シリコン5をLPCVD法により堆積した
後、パターニングし、多結晶シリコン5をコンタクトホ
−ル4a上に残す。次に、全面にひ素をイオン注入し、
多結晶シリコン5の抵抗値が〜MΩになるようにする。
このとき、イオン注入のドーズ量は所望の抵抗値に応じ
て適宜最適化する。続いて、コンタクトホ−ル4aの周
辺のみにひ素を高ドーズでイオン注入し、接触抵抗を下
げる(図5b)。
Next, after a silicon oxide film 4 is deposited on the entire surface by CVD, predetermined source / drain diffusion regions 3 are formed.
A contact hole 4a for forming a resistance element is formed in the upper silicon oxide film 4. Then, after polycrystalline silicon 5 serving as a resistance element is deposited on the entire surface by the LPCVD method, patterning is performed, and polycrystalline silicon 5 is left on contact hole 4a. Next, arsenic is ion-implanted over the entire surface,
The resistance value of the polycrystalline silicon 5 is set to ~ MΩ.
At this time, the dose of the ion implantation is appropriately optimized according to a desired resistance value. Subsequently, arsenic is ion-implanted at a high dose only around the contact hole 4a to lower the contact resistance (FIG. 5B).

【0034】最後に、再度、シリコン酸化膜4を堆積し
た後、所定のソース/ドレイン拡散領域3上のシリコン
酸化膜4にコンタクトホ−ル4bを形成した後、このコ
ンタクトホ−ル4b内に金属配線6を形成する(図5
c)。
Finally, after depositing the silicon oxide film 4 again, a contact hole 4b is formed in the silicon oxide film 4 on the predetermined source / drain diffusion region 3, and then the contact hole 4b is formed. Form metal wiring 6 (FIG. 5)
c).

【0035】このように本実施例のゲインメモリセル
は、通常のMOSプロセスを使って極めて簡単に形成す
ることができ、特種技術を何ら必要としない。また、抵
抗素子の形成方法としては、多結晶シリコン5の他にも
非晶質シリコン(αSi−H)やエピタキシャル成長法
を用いた単結晶シリコンを用いることも有効である。こ
の場合にも不純物のドーピング量を所望の抵抗値に応じ
て適宜最適化する必要がある。
As described above, the gain memory cell of this embodiment can be formed extremely easily using a normal MOS process, and does not require any special technique. As a method for forming the resistance element, it is also effective to use amorphous silicon (αSi—H) or single crystal silicon using an epitaxial growth method, in addition to the polycrystalline silicon 5. Also in this case, it is necessary to appropriately optimize the doping amount of the impurity according to a desired resistance value.

【0036】図6(a)は他の実施例に係るゲインメモ
リセルの断面図である。同図によれば、シリコン基板1
上に直列に接続されたアクセストランジスタM1 及びス
トレージトランジスタM2 が形成されている。アクセス
トランジスタM1 はシリコン基板1上に形成されたゲ−
ト酸化膜7と、このゲ−ト酸化膜7上に形成されたゲ−
ト電極2と、ゲ−ト電極2の両側に形成されたソース/
ドレイン拡散領域3とから成っている。一方、ストレー
ジトランジスタM2 はシリコン基板1上に形成されたゲ
−ト酸化膜7と、このゲ−ト酸化膜7上に形成されたゲ
−ト電極2と、ゲ−ト電極2の両側に形成されたソース
/ドレイン拡散領域3と、ゲ−ト電極2とソース拡散領
域3との間に形成され抵抗素子となる極薄の酸化膜7a
とから成って居り、抵抗素子の抵抗値はイオン注入によ
り極薄の酸化膜7a中にダメージ層を形成する等して制
御される。
FIG. 6A is a sectional view of a gain memory cell according to another embodiment. According to the figure, the silicon substrate 1
Access connected in series transistor M 1 and a storage transistor M 2 is formed thereon. Gate access transistor M 1 is formed on the silicon substrate 1 -
Oxide film 7 and a gate formed on gate oxide film 7.
Gate electrode 2 and a source / source formed on both sides of gate electrode 2.
And a drain diffusion region 3. On the other hand, the storage transistor M 2 has a gate oxide film 7 formed on the silicon substrate 1, a gate electrode 2 formed on the gate oxide film 7, and both sides of the gate electrode 2. The formed source / drain diffusion region 3 and an extremely thin oxide film 7a formed between the gate electrode 2 and the source diffusion region 3 and serving as a resistance element
The resistance value of the resistance element is controlled by forming a damaged layer in the ultra-thin oxide film 7a by ion implantation or the like.

【0037】図6(b)に極薄の酸化膜7aから成る抵
抗素子の電流−電圧特性図を示す。これによれば、電流
−電圧特性はV=0Vで対称になり、安定なセル動作が
実現できることがわかる。また、本実施例によれば、抵
抗を接続するためのコンタクト開口が必要ないので、よ
り面積縮小化が可能となる。
FIG. 6 (b) shows a current-voltage characteristic diagram of a resistance element formed of an extremely thin oxide film 7a. According to this, it can be seen that the current-voltage characteristics are symmetric at V = 0 V, and a stable cell operation can be realized. Further, according to the present embodiment, no contact opening for connecting a resistor is required, so that the area can be further reduced.

【0038】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で種々変形して用いられることは言うまでもない。
It goes without saying that the present invention can be variously modified and used without departing from the spirit thereof.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
常のMOSプロセス技術により容易に製造できると共
に、微細化ができ、制御性に優れたDRAMセルが実現
できる。また、セルの動作マージンが向上できると共
に、歩留りが向上できる。更に、DRAMのセル動作が
均一化でき、アクセス時にバランスの良いセル動作が可
能となる。
As described above, according to the present invention, a DRAM cell which can be easily manufactured by ordinary MOS process technology, can be miniaturized, and has excellent controllability can be realized. In addition, the operation margin of the cell can be improved, and the yield can be improved. Further, the cell operation of the DRAM can be made uniform, and a well-balanced cell operation at the time of access can be achieved.

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

【図1】本発明の半導体記憶装置の等価回路図である。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a semiconductor memory device of the present invention.

【図2】本発明の半導体記憶装置のセル動作を説明する
回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a cell operation of the semiconductor memory device of the present invention.

【図3】本発明の半導体記憶装置のセル動作を説明する
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a cell operation of the semiconductor memory device of the present invention.

【図4】本発明の半導体記憶装置のレイアウトを説明す
る図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a layout of a semiconductor memory device of the present invention.

【図5】本発明の半導体記憶装置の製造工程断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor memory device of the present invention.

【図6】本発明の半導体記憶装置の断面図及び抵抗特性
図である。
FIG. 6 is a sectional view and a resistance characteristic diagram of the semiconductor memory device of the present invention.

【図7】従来のゲインメモリセルの等価回路図及び断面
図である。
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram and a sectional view of a conventional gain memory cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型シリコン基板 2 ゲート電極 3 ソース/ドレイン拡散領域 4 シリコン酸化膜 5 多結晶シリコン 6 金属配線 Reference Signs List 1 P-type silicon substrate 2 Gate electrode 3 Source / drain diffusion region 4 Silicon oxide film 5 Polycrystalline silicon 6 Metal wiring

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−72554(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/108 H01L 21/8242 Continuation of front page (56) References JP-A-64-72554 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 27/108 H01L 21/8242

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1のMISFETのドレインと第2の
MISFETのソースとが接続され、 前記第1のMISFETのドレインあるいは前記第2の
MISFETのソースと前記第2のMISFETのゲー
トとが抵抗を介して接続され、 前記第1のMISFETのソースがビット線に接続さ
れ、前記第1のMISFETのゲートがワード線に接続
され、前記第2のMISF ETのドレインが電流源に接続された半導体記憶装置に
おいて、前記抵抗は、 第1のMISFETのドレインおよび第2のMISFE
Tのソースである拡散領域と第2のMISFETのゲー
ト電極との間に形成された絶縁膜であり、前記絶縁膜
は、前記第2のMISFETのゲート絶縁膜に連続して
形成されており、かつ、前記第2のMISFETのゲー
ト絶縁膜より膜厚が薄いことを特徴とする 半導体記憶装
置。
1. A drain of a first MISFET and a source of a second MISFET are connected, and the drain of the first MISFET or the source of the second MISFET and the gate of the second MISFET have a resistance. A semiconductor memory in which a source of the first MISFET is connected to a bit line, a gate of the first MISFET is connected to a word line, and a drain of the second MISFET is connected to a current source. In the device, the resistor comprises a drain of a first MISFET and a second MISFE.
The diffusion region that is the source of T and the gate of the second MISFET
An insulating film formed between the insulating film and the
Is continuously formed on the gate insulating film of the second MISFET.
And the gate of the second MISFET is formed.
A semiconductor memory device having a smaller thickness than an insulating film .
【請求項2】 前記第2のMISFETのチャネル長を
L、チャネル幅をW、チャネル面積をS、移動度をμ、
ゲート容量をCox、電源電圧をVDD、ビット線容量
をC及びセンスアンプが検出できる最小の電圧を△V
SAとするとき、抵抗の値Rが、 【数1】 上式(1)を満たすことを特徴とする請求項1記載の半
導体記憶装置。
2. The channel length of the second MISFET is L, the channel width is W, the channel area is S, the mobility is μ,
The gate capacitance C ox, the power supply voltage V DD, the minimum voltage of the bit line capacitance can be detected C B and a sense amplifier △ V
When SA , the resistance value R is expressed by the following equation. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the above expression (1) is satisfied.
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