JPH01194461A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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JPH01194461A
JPH01194461A JP63020725A JP2072588A JPH01194461A JP H01194461 A JPH01194461 A JP H01194461A JP 63020725 A JP63020725 A JP 63020725A JP 2072588 A JP2072588 A JP 2072588A JP H01194461 A JPH01194461 A JP H01194461A
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JP
Japan
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transistor
memory cell
base
region
pnp
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JP63020725A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Oba
敦 大庭
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce a base parasitic resistance and to shorten a writing time by enhancing the impurity concentration of an N-type epitaxial layer to become the base region of a P N P transistor higher than that of an N-type epitaxial layer on the periphery of a memory cell, and reducing the resistivity of a part to become the base region of the transistor in a P N P load memory. CONSTITUTION:An N-type impurity is additionally implanted in high concentration to a whole N<-> type epitaxial layer by limiting to a memory cell of the P N P load memory cell of a semiconductor memory as an impurity high concentration region 22a. An N<-> type epitaxial layer 22 remains without enhancing its concentration in the N P N transistor 27 of a peripheral circuit S except a memory cell M. Thus, the resistivity of the region 22a is low, the base parasitic resistance 26 of the P N P transistor 1 of the cell M is reduced, and saturation of the N P N transistor 3 associated with the transistor 1 and an inverter at the time of reading is decreased. Accordingly, the writing time of this semiconductor memory is shortened.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体記憶装置、特にバイポーラ・トランジ
スタを用いたランダム・アクセス・メモリに関するしの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device, and particularly to a random access memory using bipolar transistors.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図は例えば特開昭50−38428号公報により公
知のpnp負荷メモリセルを示す回路図であり、図にお
いて1.2はpnpトランジスタ、3.4はマルチエミ
ッタのnprlランジスタで、prz:+トランジスタ
1のベースをnpnl−ランジスタ3のコレクタに接続
する一方、pnpトランジスタ1のコレクタをnpn’
l−ランジスタ3のベースに接続して1つのインバータ
5が構成されている。また、もう1組のpnpトランジ
スタ2とnpnトランジスタ4も同様に接続して別のイ
ンバータ5が構成されている。そして、これら2組のイ
ンバータ5を交差接続することにより、pnp負荷メモ
リセルとなるフリップフロップ回路が構成されている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a known pnp load memory cell, for example, from Japanese Patent Laid-Open No. 50-38428. In the figure, 1.2 is a pnp transistor, 3.4 is a multi-emitter nprl transistor, and prz:+ The base of transistor 1 is connected to the collector of npnl- transistor 3, while the collector of pnp transistor 1 is connected to npn'
One inverter 5 is connected to the base of the l-transistor 3. Further, another inverter 5 is configured by connecting another set of pnp transistor 2 and npn transistor 4 in the same manner. By cross-connecting these two sets of inverters 5, a flip-flop circuit serving as a pnp load memory cell is constructed.

第6図は上記したpnp負荷メモリセルを用いたメモリ
回路の主要部分を示す回路図であり、図において6a、
6bは上記した構成のpnp負荷メモリセル、7.8は
メモリセルの情報保持のための定電流源、9.10は読
出し・書込み用トランジスタ、11.12は読出し・書
込み用定電流源である。13.14はビット線対で、そ
れぞれ各メモリセル5a、5bのnpnトランジスタ3
a、4a、3b、4bの一方のエミッタに接続されてい
る。15.16はワード線、17.18はワード線15
.16駆動用トランジスタである。
FIG. 6 is a circuit diagram showing the main parts of a memory circuit using the above-described pnp load memory cell, and in the figure, 6a,
6b is a pnp load memory cell having the above configuration, 7.8 is a constant current source for retaining information in the memory cell, 9.10 is a read/write transistor, and 11.12 is a read/write constant current source. . 13 and 14 are bit line pairs, each of which connects the npn transistor 3 of each memory cell 5a, 5b.
It is connected to one emitter of a, 4a, 3b, and 4b. 15.16 is word line, 17.18 is word line 15
.. 16 drive transistor.

19は出力回路で、読出し・書込み用トランジスタ9,
10のコレクタに接続されている。おな、第6図では以
下の説明の簡略化のために2行1列のメモリセル配列構
成を示しているが、実際にはさらに多数のメモリセルに
より構成されている。
19 is an output circuit, which includes read/write transistors 9,
Connected to 10 collectors. Although FIG. 6 shows a memory cell array configuration of two rows and one column to simplify the following explanation, it is actually configured with a larger number of memory cells.

第7図は、第5図に示したメモリセルにおける一方のイ
ンバータ5の部分の縦構造を示した断面図であり、図に
おいて20はp−型基板で、その上にnpnトランジス
タ3のコレクタ領域となるn+埋込層21が形成され、
これにはコレクタ電極(図示せず)が接続される。22
はn+埋込層21上の一部に形成されpnpトランジス
タ1のベース領域を与えるn−型エピタキシャル層で、
その上部の一部領域には、pnpトランジスタ1のエミ
ッタ領域となるp型拡散領域23aと、pnpトランジ
スタ1のコレクタ領域およびnpnトランジスタ3のベ
ース領域となる別のp型拡散領域23bとが形成されて
いる。またp型拡散順tg23bの上部には、npnト
ランジスタ3の2つのエミッタ領域となるn+型拡散領
域24が形成されている。25はメモリセル部分と周辺
の他の回路とを絶縁分離する分離酸化膜である。なお、
同図上にはn−型エピタキシャル層22、p型拡散領域
23a、23bに対応付けた形でpnpトランジスタ1
の図形を示している。26はそのpnpトランジスタ1
のベース寄生抵抗である。図示しないが、第5図におけ
るpnpトランジスタ2とnpnl−ランジスタ4とか
らなるもう一方のインバータ5の縦構造も上記したもの
と同じである。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the vertical structure of one inverter 5 in the memory cell shown in FIG. An n+ buried layer 21 is formed,
A collector electrode (not shown) is connected to this. 22
is an n- type epitaxial layer formed on a part of the n+ buried layer 21 and providing a base region of the pnp transistor 1;
A p-type diffusion region 23a serving as the emitter region of the pnp transistor 1 and another p-type diffusion region 23b serving as the collector region of the pnp transistor 1 and the base region of the npn transistor 3 are formed in a part of the upper region. ing. Further, above the p-type diffusion order tg23b, an n+ type diffusion region 24, which becomes two emitter regions of the npn transistor 3, is formed. Reference numeral 25 denotes an isolation oxide film that insulates and isolates the memory cell portion from other peripheral circuits. In addition,
In the figure, a pnp transistor 1 is shown in correspondence with an n-type epitaxial layer 22 and p-type diffusion regions 23a and 23b.
It shows the shape of. 26 is the pnp transistor 1
is the base parasitic resistance of Although not shown, the vertical structure of the other inverter 5 consisting of the pnp transistor 2 and npnl transistor 4 in FIG. 5 is also the same as that described above.

第8図は、第6図のメモリ回路の読出し・書込み時にお
ける各電位の関係を示す図であり、この図を参照して上
記メモリ回路の読出し・書込み動作を以下に説明する。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between potentials during reading and writing of the memory circuit of FIG. 6, and the reading and writing operations of the memory circuit will be described below with reference to this diagram.

第6図において、メモリセル6aではトランジスタ1a
、3aがオン、トランジスタ2a、4aがオフの記憶状
態にあり、メモリセル6bではトランジスタ2b、4b
がオン、トランジスタ1b。
In FIG. 6, in memory cell 6a, transistor 1a
, 3a are on, transistors 2a and 4a are off, and in memory cell 6b, transistors 2b and 4b are on.
is on, transistor 1b.

3bがオフの記憶状態にあるものとする。情報の読出し
・書込みは、先ずメモリセル6a、6bを選択すること
から始められる。その選択は選択すべきメモリセルが接
続されているワード線を他のワード線に比べて高電位に
することにより行なわれる。いまメモリセル6aが選択
、メモリセル6bが非選択であるとすると、ワード線1
5の電位はワード線16より高電位に設定される。この
と−ぎ、上記した記憶状態により、メモリセル6aのノ
ードN はノードN1aに比べて高電位になってa おり、この高電位のノードN2aの電位はワード線15
の電位とほぼ等しく、低電位のノード”1aの電位はワ
ード線15よりもトランジスタ1aのベース・エミッタ
間電位差VBE(約0.8V)だけ低い。これに対し、
メモリセル6bのノードN1bはノードN2bに比べて
高電位になっており、この高電位のノードN1bの電位
はワード線16の電位とほぼ等しく、低電位のノードN
2bの電位はワード線16よりも1−ランジスタ2bの
ベース・エミッタ量定位差VBE(約0.8V)だけ低
い。そして、メモリセル6a、6bの持つ情報は定電流
源7゜8によって保持されている。
3b is in the off storage state. Reading and writing information begins by first selecting memory cells 6a and 6b. The selection is performed by setting the word line to which the memory cell to be selected is connected to a higher potential than other word lines. Assuming that memory cell 6a is selected and memory cell 6b is not selected, word line 1
The potential of word line 5 is set to be higher than that of word line 16. At this point, due to the above-described storage state, the node N of the memory cell 6a has a higher potential than the node N1a, and the potential of the high potential node N2a is the same as that of the word line 15.
The potential of the low potential node "1a" is lower than the word line 15 by the base-emitter potential difference VBE (approximately 0.8 V) of the transistor 1a.
The node N1b of the memory cell 6b has a higher potential than the node N2b, and the potential of the high potential node N1b is approximately equal to the potential of the word line 16, and the potential of the low potential node N1b
The potential of 2b is lower than the word line 16 by 1-the base-emitter amount localization difference VBE (about 0.8 V) of transistor 2b. Information held by the memory cells 6a and 6b is held by a constant current source 7.8.

以上の状態から選択メモリセル6aの情報を読み出す場
合、読出し・占込み用トランジスタ9゜10のベース電
位V はノードN1aとノードN2aの電位の中間に設
定される。ビット線13に関して、トランジスタ3a、
3b、9は定電流11Ti11に対しエミッタ結合論理
を形成しているので、このときトランジスタ3a、3b
、9のうちベース電位の最も高いトランジスタ3aの電
流のみが定電流源11の電流として供給される。一方、
ビット線14に関しては、トランジスター0のベース°
電位が最も高く、定電流源12の電流はトランジスタ1
0により供給される。ぞして、出力回路19は、このと
きの読出し・書込み用トランジスタ9.10のうち、ど
ちらに電流が流れるかを検知し、それに応じてメモリセ
ル6aの情報が外部に出力される。
When reading the information of the selected memory cell 6a from the above state, the base potential V 1 of the read/occupy transistor 9.10 is set to be between the potentials of the node N1a and the node N2a. Regarding the bit line 13, the transistor 3a,
Since transistors 3b and 9 form emitter-coupled logic for constant current 11Ti11, at this time transistors 3a and 3b
, 9, only the current of the transistor 3a having the highest base potential is supplied as the current of the constant current source 11. on the other hand,
With respect to bit line 14, the base of transistor 0 °
The potential is the highest, and the current of the constant current source 12 is the transistor 1
Supplied by 0. Then, the output circuit 19 detects which of the read/write transistors 9 and 10 current is flowing through, and the information of the memory cell 6a is outputted to the outside in accordance with the detection.

一方、メモリセル6aに、読出し時に持っていた情報の
反転情報を書き込む場合、すなわちトランジスターa、
3aをオフ、トランジスタ2a。
On the other hand, when writing inverted information of the information held at the time of reading into the memory cell 6a, that is, when the transistor a,
3a off, transistor 2a.

4aをオンにする場合、読出し・書込み用トランジスタ
9のベース電位VRはノードN2aより高電位Vい、に
、また読出し・書込み用トランジスター0のベース電位
■ はノード”1aより低電位■え。
When transistor 4a is turned on, the base potential VR of read/write transistor 9 is higher than node N2a, and the base potential of read/write transistor 0 is lower than node N2a.

に設定される。このときビット線13に関して、ベース
電位が最も高いのはトランジスタ9であり、ビット線1
4に関してはトランジスタ4aであるから、トランジス
タ4aがオンすることでトランジスタ2aがオンし、ノ
ードN2aは高電位から低電位へと変化する。またメモ
リセル6aのトランジスタ3aがオフするとトランジス
ターaもオフし、ノードN1aは低電位から高電位へと
変化する。
is set to At this time, regarding the bit line 13, the transistor 9 has the highest base potential, and the bit line 1
Since the transistor 4a is the transistor 4a, the transistor 2a is turned on when the transistor 4a is turned on, and the node N2a changes from a high potential to a low potential. Further, when the transistor 3a of the memory cell 6a is turned off, the transistor a is also turned off, and the potential of the node N1a changes from a low potential to a high potential.

したがって、ノード”1aと”2aの電位は第8図に示
すように反転し、反転情報が書き込まれる。
Therefore, the potentials of nodes "1a" and "2a" are inverted as shown in FIG. 8, and inverted information is written.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の半導体記憶装置は上記構成のpnp負荷メモリセ
ルを用いているため、インバータ5の負荷素子として高
抵抗素子を使用するメモリセルの場合よりメモリサイズ
が小さくなるという利点があるが、以下の理由により書
込み時間(第8図に符号TWで示す)が長くなるという
問題点があった。すなわち、第6図のメモリセル6aに
おいで、読出し時にはトランジスタla、3aがオンし
ているが、このときnpnトランジスタ3aのベース・
コレクタ間は順方向にバイアスされている。
Conventional semiconductor memory devices use pnp load memory cells with the above configuration, which has the advantage that the memory size is smaller than in the case of memory cells that use high resistance elements as load elements of the inverter 5. However, the reason is as follows. Therefore, there is a problem that the writing time (indicated by the symbol TW in FIG. 8) becomes longer. That is, in the memory cell 6a of FIG. 6, the transistors la and 3a are on during reading, but at this time the base of the npn transistor 3a is turned on.
The collector is forward biased.

そのバイアスの大ぎさは負荷素子であるpnpトランジ
スタ1aのコレクタ・ベース聞電圧(約0.8V )に
等しく、それによってnpnトランジスタ3aのコレク
タに流れるpnpトランジスタ1aのベース電流分が増
加する。pnpトランジスタ1aの電流増幅率は通常1
0程度、npnトランジスタ3aの電流増幅率は通常1
00程度であるから、このときのnpnトランジスタ3
aのコレクタ電流は、メモリセル6a全体に流れる電流
の1/10以上の値になり(第5図のメモリセルに上記
の場合の各部の電流比を示す)、このnpnトランジス
タ3aが深く飽和する。それに伴い、r+pnトランジ
スタ3aのベース電流が増加し、そのベース領域には少
数キャリア(電子)が多数注入される。そこで、書込み
時にこのnpnトランジスタ3aをオフに変えるために
は、そのベース領域に蓄積された少数キャリアをホール
との再結合などにより消滅させる必要があるが、上記し
た飽和により少数キャリアが多数存在するため、npn
トランジスタ3aがオフになるまでに長時間を要し、こ
れが書込み時間TWを良くする一因となっている。また
、上記したnpnトランジスタ3aの飽和を深くしてい
る他の要因として、第7図に示したpnp)ランジスタ
1(第6図ではpnpトランジスタ1aに相当)のベー
ス寄生抵抗26の影響があげられる。つまり、上記した
npnt−ランジスク3aのコレクタ電流とpnpトラ
ンジスタ1aのベース寄生抵抗による電圧降下のために
、npn)−ランジスタ3aのベース・コレクタ間の順
方向バイアスがさらに大きくなって、npnトランジス
タ3aの飽和を一層深くしていることである。このこと
は、pnp負荷メモリではpnpトランジスタのベース
寄生抵抗が大きい程、npnl−ランジスタの飽和が深
くなり、それだけ書込み時間が良くなることを意味する
The magnitude of the bias is equal to the collector-base voltage (approximately 0.8 V) of the pnp transistor 1a, which is a load element, and thereby increases the base current of the pnp transistor 1a flowing to the collector of the npn transistor 3a. The current amplification factor of the pnp transistor 1a is usually 1
0, and the current amplification factor of the npn transistor 3a is usually 1.
Since it is about 00, the npn transistor 3 at this time
The collector current of a becomes 1/10 or more of the current flowing through the entire memory cell 6a (the current ratio of each part in the above case is shown in the memory cell of FIG. 5), and this npn transistor 3a becomes deeply saturated. . Accordingly, the base current of the r+pn transistor 3a increases, and a large number of minority carriers (electrons) are injected into its base region. Therefore, in order to turn off the npn transistor 3a during writing, it is necessary to eliminate the minority carriers accumulated in the base region by recombination with holes, etc. However, due to the saturation described above, a large number of minority carriers exist. Because, npn
It takes a long time for the transistor 3a to turn off, which is a factor in improving the write time TW. In addition, another factor that deepens the saturation of the above-mentioned npn transistor 3a is the influence of the base parasitic resistance 26 of the pnp transistor 1 (corresponding to the pnp transistor 1a in FIG. 6) shown in FIG. . In other words, due to the voltage drop due to the collector current of the npn transistor 3a and the base parasitic resistance of the pnp transistor 1a, the forward bias between the base and collector of the npn transistor 3a becomes even larger, and the npn transistor 3a This is making the saturation even deeper. This means that in a pnp load memory, the greater the base parasitic resistance of the pnp transistor, the deeper the saturation of the npnl-transistor and the better the write time.

発明者の行なったシミュレーションでは、上記ベース寄
生抵抗を2倍にすると書込み時間も約2倍になるという
結果を(ワている。
In a simulation conducted by the inventor, it was found that when the base parasitic resistance is doubled, the writing time also approximately doubles.

この発明は、このような問題点を解消するためになされ
たもので、pnp負荷メモリにおけるpnρトランジス
タのベース領域となる部分の抵抗率を低減することによ
り上記したベース寄生抵抗を低減し、書込み時間を短縮
することのできる半導体記憶装置を得ることを目的とす
る。
The present invention was made to solve these problems, and by reducing the resistivity of the base region of the pnρ transistor in the pnp load memory, the above-mentioned base parasitic resistance is reduced, and the write time is reduced. An object of the present invention is to obtain a semiconductor memory device that can shorten the time.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係る半導体記憶装置は、pnpトランジスタ
のベースをnpnl−ランジスタのコレクタに接続する
とともに、上記pnpトランジスタのコレクタを上記n
pnトランジスタのベースに接続して構成されるインバ
ータの2組を交差接続したフリップフロップ回路をメモ
リセルとする半導体記憶装置であって、上記pnpトラ
ンジスタのベース領域となるn型エピタキシャル層の不
純物濃度を、前記メモリセル周辺のnpnトランジスタ
を構成するn型エピタキシャル層の不純物濃度より高く
したものである。
In the semiconductor memory device according to the present invention, the base of the pnp transistor is connected to the collector of the npnl-transistor, and the collector of the pnp transistor is connected to the collector of the npnl-transistor.
A semiconductor memory device in which a memory cell is a flip-flop circuit in which two sets of inverters connected to the base of a pn transistor are cross-connected, the impurity concentration of an n-type epitaxial layer serving as a base region of the pnp transistor , the impurity concentration is higher than that of the n-type epitaxial layer constituting the npn transistor around the memory cell.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、pnp負荷メモリセルの負荷を構
成するpnp+−ランジスタのベース領域の抵抗率が低
減され、そのベース寄生抵抗が低減されるため、このp
npトランジスタと組み合わされるnpnトランジスタ
のコレクタ電流と上記ベース寄生抵抗とにより生じる、
npnトランジスタのベース・コレクタ間バイアスの電
圧降下が抑えられて、読出し時におけるnpnトランジ
スタの飽和が小さくなり、その分だけ書込み時間が短縮
される。
In this invention, the resistivity of the base region of the pnp+- transistor constituting the load of the pnp load memory cell is reduced, and the parasitic resistance of the base is reduced.
caused by the collector current of the npn transistor combined with the np transistor and the base parasitic resistance,
The base-collector bias voltage drop of the npn transistor is suppressed, the saturation of the npn transistor during reading is reduced, and the write time is shortened accordingly.

〔実茄例〕[Example of fruit eggplant]

第1図は、この発明の第1の実施例である半導体記憶装
置のρnp負荷メモリセルおよびその周辺回路部分の縦
構造を示す断面図であり、そのメモリセルの回路構成お
よびメモリ回路の構成は第5図および第6図に示した従
来装置の場合と同じであるので、ここでは図示を省略す
る。また第1図において、第7図と同一の参照符号が付
された部分は第7図に示した従来装置と全く同一のもの
または互いに対応するものである。この実施例ではメモ
リセル部分に限って、そのn−型エピタキシャル層の全
体にn型不純物を追加的に高濃度で注入することにより
、この部分が不純物高濃度域22aとされている。メモ
リセル部分Mを除く周辺回路Sのnpnトランジスタ2
7(たとえば第6図のトランジスタ9,10など)では
、コレクタ・エミッタ間耐圧VCEDおよびコレクタ・
ベース間耐圧V  としてそれぞれ7Vおよび10vB
O 以上を確保する必要から、n−型エピタキシャル層22
は高81度化せずそのまま残されている。これに対して
、メモリセル部分ではその内部回路により動作電圧範囲
がクランプされるため、コレクタ・エミッタ間耐圧V。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the vertical structure of a ρnp load memory cell and its peripheral circuit portion of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention, and the circuit configuration of the memory cell and the configuration of the memory circuit are Since this is the same as the case of the conventional device shown in FIGS. 5 and 6, illustration is omitted here. Further, in FIG. 1, parts designated by the same reference numerals as in FIG. 7 are completely the same as those in the conventional device shown in FIG. 7, or correspond to each other. In this embodiment, n-type impurities are additionally implanted at a high concentration into the entire n-type epitaxial layer only in the memory cell portion, thereby making this portion a high impurity concentration region 22a. npn transistor 2 of peripheral circuit S excluding memory cell portion M
7 (for example, transistors 9 and 10 in FIG. 6), the collector-emitter breakdown voltage VCED and the collector-emitter breakdown voltage VCED are
Base-to-base breakdown voltage V is 7V and 10vB, respectively.
Since it is necessary to ensure a concentration of O or more, the n-type epitaxial layer 22
The temperature remains unchanged without increasing to 81 degrees. On the other hand, in the memory cell part, the operating voltage range is clamped by its internal circuit, so the collector-emitter breakdown voltage V.

E、およびコレクタ・ベース間耐圧V。8oは3V程度
でよく、上記したようにn−型エピタキシャル層全体を
不純物高濃度域22aとしても不都合はない。第1図に
おりて、28は周辺回路Sのnpnl−ランジスタ27
のコレクタ領域となるn+型埋込層、29はベース領域
となるp型拡散領域、30はエミッタ領域となるn″型
拡散領域である。なお、同図における各領域の不純物濃
度の桁数は以下に示す通りである。
E, and collector-base breakdown voltage V. 8o may be about 3V, and there is no problem even if the entire n-type epitaxial layer is made into the high impurity concentration region 22a as described above. In FIG. 1, 28 is an npnl-transistor 27 of the peripheral circuit S.
29 is a p-type diffusion region which will be a base region, and 30 is an n'' type diffusion region which will be an emitter region.The number of digits of the impurity concentration of each region in the figure is as follows. It is as shown below.

n+型狸込1m21:102°/ cm3n−型エピタ
キシt ル層22 : 1015/cm3不純物高濃度
Ij!!22a:1016〜1018/Cm3n+型拡
散領域24 : 1020/cm”この半導体記憶装置
では、上記不純物高濃度域22aの抵抗率が低く、した
がってメモリセル部分Mのpnpトランジスタ1のベー
ス寄生抵抗26が低減され、このpnpトランジスタ1
とインバータを組むnpnトランジスタ3の読出し時の
先述した飽和が低減される。したがって、この半導体記
憶装置の書込み時間は短縮されることになる。
N+ type 1m21: 102°/cm3N- type epitaxial layer 22: 1015/cm3 High impurity concentration Ij! ! 22a: 1016-1018/Cm3n+ type diffusion region 24: 1020/cm" In this semiconductor memory device, the resistivity of the high impurity concentration region 22a is low, and therefore the base parasitic resistance 26 of the pnp transistor 1 in the memory cell portion M is reduced. and this pnp transistor 1
The above-mentioned saturation at the time of reading of the npn transistor 3 forming an inverter is reduced. Therefore, the write time of this semiconductor memory device is shortened.

第2図は、この発明の第2の実施例のpnp負荷メモリ
セルにおけるインバータ部分の縦構造を示す断面図であ
り、この実施例ではメモリセル部分のn−型エピタキシ
ャル層22のうち、pnpトランジスタ10ベース飽和
となる部分全域にn型不純物を注入することにより、こ
の部分が不純物高i12度域22aとされており、その
ほかの構成は第1の実施例と同じで、その作用も実質的
に同一である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vertical structure of an inverter portion in a pnp load memory cell according to a second embodiment of the present invention. By implanting n-type impurities into the entire region where the 10 base saturation occurs, this region is made into the impurity high i 12 degree region 22a. are the same.

第3図は、この発明の第3の実施例のpnp負荷メモリ
セルにおけるインバータ部分の縦構造を示す断面図であ
り、この実施例ではメモリセル部分のn−型エピタキシ
セルB22のうち、pnpl−ランジスタ1のベース領
域となる部分の上部域にn型不純物を注入して不純物高
濃度域22aが形成されている。そのほかの構成および
作用は第1の実施例と同じである。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the vertical structure of an inverter portion in a pnp load memory cell according to a third embodiment of the present invention. A high impurity concentration region 22a is formed by implanting n-type impurities into the upper region of the portion that will become the base region of the transistor 1. The other configurations and operations are the same as in the first embodiment.

第4図は、この発明の第4の実施例のpnp負荷メモリ
セルにおけるインバータ部分の縦構造を示寸断面図であ
り、この実施例ではメモリセル部分のnpnトランジス
タ3のコレクタ領域となるn+埋込層21のうち、この
npnトランジスタ3とインバータを組むpnpトラン
ジスタ1のベース領域ともなる部分のみ、n型不純物の
注入量を多くすることにより、メモリセル部分のn−型
エピタキシャル層22のうち、p n p トランジス
タ1のベース領域となる部分の下部域に不純物高濃度域
22aが形成されている。すなわち、n+埋込層21に
多量に注入されたn型不純物は、エピタキシャル成長な
どの熱処理によりドライブされることで、n+埋込層2
1の上のn−型エピタキシャル層22の一部に拡散され
て、上記不純物高濃度域22aが形成されるものであり
、そのほかの構成および作用は第1の実施例と同じであ
る。
FIG. 4 is a sectional view showing the vertical structure of an inverter portion in a pnp load memory cell according to a fourth embodiment of the present invention. Of the n-type epitaxial layer 22 in the memory cell portion, by increasing the amount of n-type impurity implanted only in the portion of the mixed layer 21 that also serves as the base region of the pnp transistor 1 that forms an inverter with the npn transistor 3, A high impurity concentration region 22a is formed in the lower region of the base region of the pnp transistor 1. That is, a large amount of n-type impurity implanted into the n+ buried layer 21 is driven by heat treatment such as epitaxial growth, so that the n+ buried layer 2
The high impurity concentration region 22a is formed by diffusion into a part of the n-type epitaxial layer 22 on top of the impurity layer 22a, and the other structure and operation are the same as in the first embodiment.

なお、この実施例の場合、上記n+埋込層21に注入す
るn型不純物の伍を局部的に多量にするのに替えて、そ
の部分にn+埋込層21を形成するn型不純物より拡散
係数の大きいn型不純物を注入してもよい。この場合に
は、その拡散係数の大きいn型不純物が熱処理に伴いn
−型エピタキシャル層22の一部に拡散されて、不純物
高濃度域22aと同様の不純物高濃度域が形成される。
In the case of this embodiment, instead of locally increasing the amount of n-type impurity implanted into the n+ buried layer 21, the n-type impurity that forms the n+ buried layer 21 is diffused in that region. An n-type impurity having a large coefficient may be implanted. In this case, the n-type impurity with a large diffusion coefficient becomes n
It is diffused into a part of the - type epitaxial layer 22 to form a high impurity concentration region similar to the high impurity concentration region 22a.

なお、以上の各実施例ではn型不純物の選択的注入によ
りメモリセル部分のρnpトランジスタ1のベース寄生
抵抗を低減する場合について説明したが、上記寄生抵抗
を低減できるものであれば他の手段を用いても同様の作
用が19られる。
In each of the above embodiments, a case has been described in which the base parasitic resistance of the ρnp transistor 1 in the memory cell portion is reduced by selectively implanting n-type impurities, but other means may be used as long as the parasitic resistance can be reduced. A similar effect can be obtained by using 19.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、ρnp負荷メモリセ
ルの負荷を構成するpnpトランジスタのベース寄生抵
抗を低減するように構成したので、このpnpトランジ
スタと組み合わさ−れるnpnトランジスタのコレクタ
電流と上記ベース寄生抵抗とにより生じる、npnトラ
ンジスタのベース・コレクタ間バイアスの電圧降下が低
く抑えられ、読出し時におけるnprrトランジスタの
飽和がそれだけ小さくなって書込み時間を短縮できる効
果がある。
As described above, according to the present invention, since the base parasitic resistance of the pnp transistor constituting the load of the ρnp load memory cell is reduced, the collector current of the npn transistor combined with this pnp transistor and the base The bias voltage drop between the base and collector of the npn transistor, which is caused by the parasitic resistance, is suppressed to a low level, and the saturation of the nprr transistor during reading is reduced accordingly, which has the effect of shortening the write time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示すpnp負荷メモリセ
ルの断面図、M2図、第3図および第4図はそれぞれこ
の発明の他の実施例を示すpnpn荷メモリレルの断面
図、第5図はpnp負荷メモリセルの回路図、第6図は
ρnp負荷メモリセルを用いたメモリ回路の主要部を示
す回路図、第7図は従来の半導体記憶装置におけるpn
p負荷メモリセルの断面図、第8図は第6図のメモリ回
路の読出し・書込み時の各電位の関係を示す図である。 図において、1はpnpトランジスタ、3はnpnトラ
ンジスタ、22はn−型エピタキシャル層、22aは不
純物高濃度域、27は周辺のnpnトランジスタである
。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a sectional view of a pnp load memory cell showing one embodiment of the present invention, FIG. M2, FIG. 3 and FIG. 4 are sectional views of a pnpn load memory cell showing other embodiments of the invention, The figure is a circuit diagram of a pnp load memory cell, FIG. 6 is a circuit diagram showing the main part of a memory circuit using a ρnp load memory cell, and FIG. 7 is a circuit diagram of a pnp load memory cell in a conventional semiconductor memory device.
FIG. 8, which is a cross-sectional view of a p-load memory cell, is a diagram showing the relationship between each potential at the time of reading and writing in the memory circuit of FIG. 6. In the figure, 1 is a pnp transistor, 3 is an npn transistor, 22 is an n-type epitaxial layer, 22a is a high impurity concentration region, and 27 is a peripheral npn transistor. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)pnpトランジスタのベースをnpnトランジス
タのコレクタに接続するとともに、前記pnpトランジ
スタのコレクタを前記npnトランジスタのベースに接
続して構成されるインバータの2組を交差接続したフリ
ップフロップ回路をメモリセルとする半導体記憶装置に
おいて、前記pnpトランジスタのベース領域となるn
型エピタキシャル層の不純物濃度を、前記メモリセル周
辺のnpnトランジスタを構成するn型エピタキシャル
層の不純物濃度より高くしたことを特徴とする半導体記
憶装置。
(1) A flip-flop circuit in which two sets of inverters are cross-connected by connecting the base of a pnp transistor to the collector of an npn transistor and connecting the collector of the pnp transistor to the base of the npn transistor is used as a memory cell. In the semiconductor memory device, an n region serving as a base region of the pnp transistor
A semiconductor memory device characterized in that the impurity concentration of the type epitaxial layer is higher than the impurity concentration of the n type epitaxial layer constituting the npn transistor in the periphery of the memory cell.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02105567A (en) * 1988-10-14 1990-04-18 Nec Corp Semiconductor memory
US5546345A (en) * 1994-11-24 1996-08-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device having bipolar transistor
US5751053A (en) * 1994-06-21 1998-05-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device having a bipolar transistor and method of manufacturing the same

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