JPH02130870A - CMOS型半導体メモリ装置及びBi−CMOS型半導体メモリ装置 - Google Patents

CMOS型半導体メモリ装置及びBi−CMOS型半導体メモリ装置

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JPH02130870A
JPH02130870A JP63284755A JP28475588A JPH02130870A JP H02130870 A JPH02130870 A JP H02130870A JP 63284755 A JP63284755 A JP 63284755A JP 28475588 A JP28475588 A JP 28475588A JP H02130870 A JPH02130870 A JP H02130870A
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transistor
memory cell
type semiconductor
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Hiroshi Iwai
洋 岩井
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices

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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、CMOS型半導体メモリ装置及びBi−CM
OS型半導体メモリ装置に関する。
(従来の技術) 第2図は、従来のCMOSメモリとしての抵抗負荷型ス
タティックRAM (SRAM)における1ビット分の
メモリセル部を示す。このメモリセル部は周知の型のも
のであり、よって詳しい説明は省略する。この第2図か
ら明らかなように、従来は、メモリセル部にはトランジ
スタとして全てnチャネルタイプのMOSトランジスタ
T1〜T4を用いている。これは、nチャネルタイプの
方がpチャネルタイプよりも駆動力が大きいからである
このようなCMOSメモリの半導体基板としては、tJ
3図に示すpタイプを用いるものと、第4図に示すnタ
イプを用いるものがある。CMOSメモリへの入力電圧
としては、第3図及び第4図に示すように、−3Vのア
ンダーシュートが許容されている。このような入力電圧
を入力部2゜22に加えると、基板1.21に、第3図
および第4図に示すように、電子が注入される。
第3図にように基板1がpタイプの場合には、注入され
た電子は基板1の深くまで拡散する。その拡散により電
子はメモリセル部10のトランジスタ11のn 層14
.15に達し、そこに吸い込まれる。その吸い込みによ
り、メモリセル部11に蓄えられた情報が破壊される。
即ち、第2図に示すようなメモリセル回路では、セル電
流が小さくなるように設計されている。このため、上記
拡散電子がメモリセル部10のトランジスタ11のn 
層14.15(例えば、第2図の)−ドN1.N2等)
に吸い込まれると、これらの部分の電位が変化する。こ
の電位変化によりメモリセル部11に蓄えられた情報が
容易に破壊される。
これに対し、第4図のように基板21がnタイプの場合
には上記のような情報の破壊は生じない。
即ち、基板21がnタイプの場合には、入力部22及び
メモリセル部30(トランジスタ31)は、共に、pウ
ェル28.29上に形成される。
そして、pウェル28,29はp 層27.35によっ
て電位V  (OV)に固定されている。こS のような状態において、入力部22の入力端子INに先
に述べたようなアンダーシュートの許容された入力電圧
を加えると、第4図に示すように電子が基板21内に拡
散される。拡散した電子はpウェル29の近傍に達する
が、このpウェル29は先に述べたように負電位に固定
されているので、電子はpウェル29内には入っていか
ない。
このため、メモリセル部30に蓄積された情報が破壊さ
れることはない。
このことから、メモリセル部に蓄積された情報の破壊を
防ぐには、半導体基板をnタイプとすればよいのがわか
る。しかしながら、B i −0MO8でSRAMを形
成する場合は、基板をnタイプとすることはできない。
それは以下の理由による。
即ち、Bi−0MO8にあっては、バイポーラトランジ
スタのコレクタの電位を個々に分離する必要がある。而
して、バイポーラトランジスタとしては高性能化をねら
ってnpnのものを用いている。つまり、分離すべきコ
レクタはnタイプとなる。そのため、基板をnタイプと
した場合には、コレクタの分離ができない。このため、
基板をnタイプとすることはできない。
また、エレクトロン注入電流は、上記入力部からのみな
らず、CMOSのn−MOSのホットエレクトロンに起
因する基板電流によっても発生する。このような注入電
流も、上記と同様に、素子に大きな影響を与える。その
影響は、素子の微細化に伴って大きなものとなる。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来のCMOS型半導体メモリ装置、より
詳しくは、B 1−CMOS型半導体メモリ装置には、
アンダーシュートの許された入力電圧が加えられるとメ
モリセル部に蓄積された情報が破壊されるという難点が
あった。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、
アンダーシュートの許された入力電圧が加えられても、
メモリセル部に蓄積された情報が破壊されることのない
CMOS型半導体メモリ装置及びBi−CMOS型半導
体メモリ装置を提供することにある。
〔発明の構成〕
(2題を解決するための手段) 本発明のCMOS型半導体メモリ装置は、半導体基板上
にMOSトランジスタにより複数のメモリセル部をマト
リクス状に構成し、それらのメモリセル部のいずれかを
アドレス指定によって選択可能としたCMOS型半導体
メモリ装置において、前記半導体基板としてp型のもの
を用い、そのp型の半導体基板に複数のnウェルを構成
し、前記nウェルに前記MOSトランジスタをpチャネ
ル型トランジスタとして構成したことを特徴とするもの
である。
本発明のBi−CMOS型半導体メモリ装置は、半導体
基板上にバイポーラトランジスタとMOSトランジスタ
とを混載し、前記MOSトランジスタにより複数のメモ
リセル部をマトリクス状に構成し、それらのメモリセル
部のいずれかをアドレス指定によって選択可能としたB
i−CMOS型半導体メモリ装置において、前記半導体
基板としてp型のものを用い、そのp型の半導体基板に
複数のnウェルを構成し、前記nウェルによって前記バ
イポーラトランジスタをnpn型のものとして構成し、
さらに前記nウェルに前記MO5トランジスタをpチャ
ネル型トランジスタとして構成したことを特徴とするも
のである。
(作 用) 本発明のCM=O3型及びB1−CMOS型半導体メモ
リ装置においては、nウェルには正電位電源が接続され
、p型の半導体基板には負電位電源が接続される。この
状態において、半導体基板にたとえ電子が注入されても
、注入された電子はnウェルに吸い込まれた後正電位電
源に流出する。
これにより、nウェルに形成されたpチャネルMOSト
ランジスタには影響が及ぼされることはなく、メモリセ
ル部の蓄積情報の破壊は生じない。
また、半導体基板をp型としであるので、npn型のバ
イポーラトランジスタのコレクタ(nタイプ)は個々に
分離され、正常に動作する。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例と・してのB1−CMOS半
導体装置の要部を示すものである。同図において、Pタ
イプの半導体基板41に入力部42、バイポーラトラン
ジスタ43及びメモリセル部44が形成されている。メ
モリセル部44のMOSトランジスタロ0はpチャネル
型として形成されている。
入力部42は、n 層46.47、ゲート酸化848及
びゲートポリシリコン49を備え、n+層46に入力端
子INが接続されている。
バイポーラトランジスタ43は、埋込みN 層51、n
ウェル52及びディープN 層53によリコレクタを形
成し、9層54及びpW55によりベースを形成し、n
 層56によりエミッタを形成している。
メモリセル部44は、埋込みN 層58及びnウェル5
9を備え、そのnウェル59に形成したディープN 層
60を有する。このnウェル59にMOSトランジスタ
ロ0が形成される。即ち、MOSトランジスタ60は、
nウェル59の表面近傍のp 層(拡散層)61,62
、nウェル59上のゲート酸化膜63及びゲートポリシ
リコンロ4によって形成される。
上記第1図かられかるように基板41としてはpタイプ
を用いており、バイポーラトランジスタ43のコレクタ
は基板41から電気的に分離されている。また、メモリ
セル部44のMOSトランジスタは図で示したトランジ
スタ60以外のものもすべてpチャネルタイプで形成す
る。また、B1−CMOSプロセスでバイポーラ形成の
必要性から埋込みN+層が形成されるので、nウェル5
2.59の下には埋込みN 層51.58が結果的に設
けられているが、この埋込み層N”51゜58は必ずし
もなくてもよい。
このような装置においては、バイポーラトランジスタ4
3のディープN  Ji5B等とメモリセル部44のデ
ィープN 層65等は電位V、D(+5V)とされ、基
板41は電位v  cov)とされS る。
この状態において入力部42の入力端子INに一3Vの
アンダーシュートの許された入力電圧が加えられると、
第1図に示すように、基板41内に電子が注入される。
注入された電子は同図に示すように拡散する。拡散によ
りメモリセル部44に達した電子は、電位vDDにある
埋込みN+層58及びnウェル59に吸い込まれる。吸
い込まれた電子の大部分は、ディープN 層65を通じ
てVDD?!!源に流れ込む。これにより、MOSトラ
ンジスタ60には電子は到達しない。極く僅かの電子は
MOSトランジスタロ0に達するが、拡散層61.62
はp 層で形成され、nウェルの電位(5v)よりも低
いので、電子はp 層61゜62へは入っていかない。
よって、基板電子電流によってメモリセル情報が破壊さ
れることはない。
これにより、Bi−CMO8で信頼性の高いメモリを構
成することができる。
〔発明の効果〕
本発明のCMOS型及びBi−CMOS型半導体メモリ
装置によれば、半導体基板としてp型のものを用いつつ
も、その基板にnウェルを構成し、そのnウェルにMO
Sトランジスタをpチャネルのものとして構成したので
、たとえ基板に電子が注入されても、その電子の影響が
MOSトランジスタ(メモリセル部)に及ぶのが阻止さ
れ、メモリセル部に蓄積された情報の破壊を防ぐことが
できる。
また、本発明のB1−CMOS型半導体メモリ装置に・
よれば、上記したように、半導体基板としてp型のもの
を用いたので、npnバイポーラトランジスタのnタイ
プのコレクタを電気的に分離して、正常に動作させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の要部断面図、第2図は半導
体メモリ装置の一部を示す回路図、第3図及び第4図は
従来の半導体メモリ装置の要部断面図である。 41・・・半導体基板、43・・・バイポーラトランジ
スタ、44・・・メモリセル部、52.59・・・nウ
ェル、60・・・MOSトランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上にMOSトランジスタにより複数のメ
    モリセル部をマトリクス状に構成し、それらのメモリセ
    ル部のいずれかをアドレス指定によって選択可能とした
    CMOS型半導体メモリ装置において、 前記半導体基板としてp型のものを用い、そのp型の半
    導体基板に複数のnウェルを構成し、前記nウェルに前
    記MOSトランジスタをpチャネル型トランジスタとし
    て構成したことを特徴とするCMOS型半導体メモリ装
    置。 2、半導体基板上にバイポーラトランジスタとMOSト
    ランジスタとを混載し、前記MOSトランジスタにより
    複数のメモリセル部をマトリクス状に構成し、それらの
    メモリセル部のいずれかをアドレス指定によって選択可
    能としたB_i−CMOS型半導体メモリ装置において
    、 前記半導体基板としてp型のものを用い、そのp型の半
    導体基板に複数のnウェルを構成し、前記nウェルによ
    って前記バイポーラトランジスタをnpn型のものとし
    て構成し、さらに前記nウェルに前記MOSトランジス
    タをpチャネル型トランジスタとして構成したことを特
    徴とするB_i−CMOS型半導体メモリ装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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