JPH03116488A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH03116488A JPH03116488A JP1252072A JP25207289A JPH03116488A JP H03116488 A JPH03116488 A JP H03116488A JP 1252072 A JP1252072 A JP 1252072A JP 25207289 A JP25207289 A JP 25207289A JP H03116488 A JPH03116488 A JP H03116488A
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- H10B10/12—Static random access memory [SRAM] devices comprising a MOSFET load element
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- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B10/00—Static random access memory [SRAM] devices
- H10B10/15—Static random access memory [SRAM] devices comprising a resistor load element
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- Static Random-Access Memory (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
メモリ・セルの平面で見た占有面積を低減したスタティ
ック・ランダム・アクセス・メモリと呼ばれる半導体記
憶装置に関し、 ビット線方式に比較的簡単な工夫を施すことに依って、
2トランジスタのメモリ・セル或いは2CMOSインバ
ータのメモリ・セルを有するスタティック・ランダム・
アクセス・メモリを実現することを目的とし、 ゲートが交差接続された2個のトランジスタ及びそれぞ
れのトランジスタに接続された個別の負荷抵抗及び二つ
の出力点と対応するビット線との間に介在する個別のキ
ャパシタからなるメモリ・セルと、該メモリ・セルに該
キャパシタを介して結合された二本のビット線と、該メ
モリ・セルに電流を供給する正側及び負側の何れか一方
がワード線を兼ねている電源ラインとを備えてなるよう
構成するか、或いは、前記構成に於けるメモリ・セルが
、ゲートが交差接続された二組みのCMOSインバータ
及び二つの出力点と対応するビット線との間に介在する
個別のキャパシタからなるよう構成する。
ック・ランダム・アクセス・メモリと呼ばれる半導体記
憶装置に関し、 ビット線方式に比較的簡単な工夫を施すことに依って、
2トランジスタのメモリ・セル或いは2CMOSインバ
ータのメモリ・セルを有するスタティック・ランダム・
アクセス・メモリを実現することを目的とし、 ゲートが交差接続された2個のトランジスタ及びそれぞ
れのトランジスタに接続された個別の負荷抵抗及び二つ
の出力点と対応するビット線との間に介在する個別のキ
ャパシタからなるメモリ・セルと、該メモリ・セルに該
キャパシタを介して結合された二本のビット線と、該メ
モリ・セルに電流を供給する正側及び負側の何れか一方
がワード線を兼ねている電源ラインとを備えてなるよう
構成するか、或いは、前記構成に於けるメモリ・セルが
、ゲートが交差接続された二組みのCMOSインバータ
及び二つの出力点と対応するビット線との間に介在する
個別のキャパシタからなるよう構成する。
本発明は、メモリ・セルの平面で見た占有面積を低減し
たスタティック・ランダム・アクセス・メモリ(sta
tic random access memo
ry:SRAM)と呼ばれる半導体記憶装置に関する。
たスタティック・ランダム・アクセス・メモリ(sta
tic random access memo
ry:SRAM)と呼ばれる半導体記憶装置に関する。
現在、半導体記憶装置が高集積化及び高密度化を指向し
ていることは云うまでもないが、SRAMの場合、使用
するトランジスタの数が多いことから、目的の達成が甚
だ困難である。
ていることは云うまでもないが、SRAMの場合、使用
するトランジスタの数が多いことから、目的の達成が甚
だ困難である。
従って、トランジスタの数を低減し、また、構成素子の
配置場所を工夫するなどの対策が必要とされている。
配置場所を工夫するなどの対策が必要とされている。
〔従来の技術〕
第8図は従来のSRAMを説明する為の要部回路説明図
を表している。
を表している。
図に於いて、Ql及びC2はデータ保持用トランジスタ
、R1及びR2は負荷用抵抗、C3及びC4はトランス
ファ・ゲート用トランジスタ、SAはセンス増幅器、B
L及び■τはビット線、WLはワード線、VOOは正側
電源レベル、■sSは負側電源レベルをそれぞれ示して
いる。
、R1及びR2は負荷用抵抗、C3及びC4はトランス
ファ・ゲート用トランジスタ、SAはセンス増幅器、B
L及び■τはビット線、WLはワード線、VOOは正側
電源レベル、■sSは負側電源レベルをそれぞれ示して
いる。
このSRAMは、所謂、4トランジスタ・2抵抗型であ
って、図示されているように、二つのトランジスタQ1
及びC2はデータ保持用に、そして、残り二つのトラン
ジスタQ3及びC4はトランスファ・ゲート用に用いら
れている。
って、図示されているように、二つのトランジスタQ1
及びC2はデータ保持用に、そして、残り二つのトラン
ジスタQ3及びC4はトランスファ・ゲート用に用いら
れている。
また、図示例に於ける負荷用抵抗R1及びR2をそれぞ
れトランジスタに代替した6トランジスタ型SRAMが
知られている。
れトランジスタに代替した6トランジスタ型SRAMが
知られている。
更にまた、低消費電力及び低雑音を狙いとし、nチャネ
ル・トランジスタ及びpチャネル・トランジスタで構成
されたCMO3(c omp 1 ementary
metal oxide semtconduc
tor)インバータを二つ用いる2CMOSインバータ
・2トランジスタ型SRAMが知られている。
ル・トランジスタ及びpチャネル・トランジスタで構成
されたCMO3(c omp 1 ementary
metal oxide semtconduc
tor)インバータを二つ用いる2CMOSインバータ
・2トランジスタ型SRAMが知られている。
尚、これ等のSRAMに於いては、相対型のビット線を
もっているので、その一方を省略してトランスファ・ゲ
ート用トランジスタの一つを節約することも可能である
。
もっているので、その一方を省略してトランスファ・ゲ
ート用トランジスタの一つを節約することも可能である
。
前記した何れの種類のSRAMも、ダイナミック・ラン
ダム・アクセス・メモリ(dynamic ran
dom access memory:DRA
M)に比較すると1メモリ・セル当たりのトランジスタ
数が多いので、平面で見た占有面積の縮小を実現するこ
とが困難である。
ダム・アクセス・メモリ(dynamic ran
dom access memory:DRA
M)に比較すると1メモリ・セル当たりのトランジスタ
数が多いので、平面で見た占有面積の縮小を実現するこ
とが困難である。
従来の技術では、若干の問題を無視すれば、3トランジ
スタのメモリ・セル或いは2CMOSインバータ・lト
ランジスタのメモリ・セルを構成することは可能である
が、実用的な2トランジスタのメモリ・セル或いは2C
MOSインバータのメモリ・セルは得られていない。
スタのメモリ・セル或いは2CMOSインバータ・lト
ランジスタのメモリ・セルを構成することは可能である
が、実用的な2トランジスタのメモリ・セル或いは2C
MOSインバータのメモリ・セルは得られていない。
本発明は、ビット線方式に比較的簡単な工夫を施すこと
に依って、2トランジスタのメモリ・セル或いは2CM
OSインバータのメモリ・セルを有するSRAMを実現
しようとする。
に依って、2トランジスタのメモリ・セル或いは2CM
OSインバータのメモリ・セルを有するSRAMを実現
しようとする。
第1図並びに第2図は本発明の詳細な説明する為のメモ
リ・セルの要部回路説明図であり、第1図は2トランジ
スタ・2抵抗・2キヤパシタ型について、また、第2図
は2CMO3(c omp 1ementar y
metal oxide Sem1condu
ctor)インバータ゛2キャパシタ型についてそれぞ
れ表し、第8図に於いて用いた記号と同記号は同部分を
示すか或いは同じ意味を持つものとする。
リ・セルの要部回路説明図であり、第1図は2トランジ
スタ・2抵抗・2キヤパシタ型について、また、第2図
は2CMO3(c omp 1ementar y
metal oxide Sem1condu
ctor)インバータ゛2キャパシタ型についてそれぞ
れ表し、第8図に於いて用いた記号と同記号は同部分を
示すか或いは同じ意味を持つものとする。
図に於いて、C1並びに02はキャパシタ、MWLは正
側電源兼主ワード線、C5並びにC6はCMOSインバ
ータに於けるpチャネル・トランジスタをそれぞれ示し
ている。
側電源兼主ワード線、C5並びにC6はCMOSインバ
ータに於けるpチャネル・トランジスタをそれぞれ示し
ている。
図示のメモリ・セルに於いて、正側電源兼主ワード線M
WLを正側電源線として固定化し、負側電源レベルVS
Sを供給する負側電源線をワード線として兼用すること
も可能である。また、第2図の2CMOSインバータ・
2トランジスタ型に於いては、nチャネル・トランジス
タQ1とpチャネル・トランジスタQ5とでICMOS
インバータが、残りのnチャネル・トランジスタQ2と
pチャネル・トランジスタQ6とでICMOSインバー
タがそれぞれ構成されることは云うまでもない。
WLを正側電源線として固定化し、負側電源レベルVS
Sを供給する負側電源線をワード線として兼用すること
も可能である。また、第2図の2CMOSインバータ・
2トランジスタ型に於いては、nチャネル・トランジス
タQ1とpチャネル・トランジスタQ5とでICMOS
インバータが、残りのnチャネル・トランジスタQ2と
pチャネル・トランジスタQ6とでICMOSインバー
タがそれぞれ構成されることは云うまでもない。
図から判るように、本発明で用いるキャパシタCI及び
C2は、従来のメモリ・セルに於けるトランスファ・ゲ
ート用トランジスタの位置に介挿され、一端はデータ保
持用トランジスタ側に、そして、他端はビット線側にそ
れぞれ接続され、記憶情報の書き込み及び読み出しは、
全てこのキャパシタC1及びC2を介して実施される。
C2は、従来のメモリ・セルに於けるトランスファ・ゲ
ート用トランジスタの位置に介挿され、一端はデータ保
持用トランジスタ側に、そして、他端はビット線側にそ
れぞれ接続され、記憶情報の書き込み及び読み出しは、
全てこのキャパシタC1及びC2を介して実施される。
このように、本発明では、トランスファ・ゲート用トラ
ンジスタに代えてキャパシタを用いていることから、メ
モリ・セルを駆動するには特別な方式が必要である。
ンジスタに代えてキャパシタを用いていることから、メ
モリ・セルを駆動するには特別な方式が必要である。
本発明では、トランスファ・ゲート用トランジスタが存
在しないので、従来のSRAMに於けるようなワード線
も存在せず、−これに代えて、メモリ・セルに電流を供
給する為の電源ラインを主ワード線として兼用する。尚
、主ワード線である電源ラインは、正側電源電圧■。を
供給するラインであっても、負側電源電圧VSSを供給
するラインであっても良い。
在しないので、従来のSRAMに於けるようなワード線
も存在せず、−これに代えて、メモリ・セルに電流を供
給する為の電源ラインを主ワード線として兼用する。尚
、主ワード線である電源ラインは、正側電源電圧■。を
供給するラインであっても、負側電源電圧VSSを供給
するラインであっても良い。
読み出しを行うには、主ワード線である電源ラインに於
ける電圧を変動させると、各データ保持用トランジスタ
に於ける一対のゲート電極の電位のうち、一方のみが変
動して、他方は変動しないから、これを利用して記憶情
報を読み出すようにしている。
ける電圧を変動させると、各データ保持用トランジスタ
に於ける一対のゲート電極の電位のうち、一方のみが変
動して、他方は変動しないから、これを利用して記憶情
報を読み出すようにしている。
書き込みを行うには、前記一対のゲート電極に於ける電
位を略同じ電位にしておき、一対のビット線間に電位差
を与えてから、電源ライン、即ち、主ワード線に電流を
流すことに依り、ビット線の情報をメモリ・セルに移植
することができる。
位を略同じ電位にしておき、一対のビット線間に電位差
を与えてから、電源ライン、即ち、主ワード線に電流を
流すことに依り、ビット線の情報をメモリ・セルに移植
することができる。
また、ビット線容量を低減する関係から、一対の副ビッ
ト線に少数のメモリ・セルを接続してサブ・グループを
形成し、そのサブ・グループのいくつかを纏め、その副
ビット線をトランスファ・ゲート用トランジスタを介し
て主ビット線に接続し、そのトランスファ・ゲート用ト
ランジスタは副ワード線で駆動する構成を採る。
ト線に少数のメモリ・セルを接続してサブ・グループを
形成し、そのサブ・グループのいくつかを纏め、その副
ビット線をトランスファ・ゲート用トランジスタを介し
て主ビット線に接続し、そのトランスファ・ゲート用ト
ランジスタは副ワード線で駆動する構成を採る。
前記したようなことから、本発明に依る半導体記憶装置
に於いては、ゲートが交差接続された2個のトランジス
タ(例えばnチャネル・トランジスタQ1並びにC2)
及びそれぞれのトランジスタに接続された個別の負荷抵
抗(例えば負荷抵抗R1並びにR2)及び二つの出力点
(例えば接続点A並びにB)と対応するビット線との間
に介在する個別のキャパシタ(例えばキャパシタCI並
びにC2)からなるメモリ・セルと、該メモリ・セルに
該キャパシタを介して結合された二本のビット線(例え
ば副ビット線SBL並びに丁π丁)と、該メモリ・セル
に電流を供給する正側及び負側の何れか一方がワード線
(例えば主ワード線MWL)を兼ねている電源ラインと
がらなっているか、或いは、前記構成に於けるメモリ・
セルが、ゲートが交差接続された二組みのCMOSイン
バータ(例えばnチャネル・トランジスタQ1及びpチ
ャネル・トランジスタQ5からなるCMOSインバータ
とnチャネル・トランジスタQ2とpチャネル・トラン
ジスタQ6からなるCMOSインバータ)及び二つの出
力点と対応するビット線との間に介在する個別のキャパ
シタからなっている。
に於いては、ゲートが交差接続された2個のトランジス
タ(例えばnチャネル・トランジスタQ1並びにC2)
及びそれぞれのトランジスタに接続された個別の負荷抵
抗(例えば負荷抵抗R1並びにR2)及び二つの出力点
(例えば接続点A並びにB)と対応するビット線との間
に介在する個別のキャパシタ(例えばキャパシタCI並
びにC2)からなるメモリ・セルと、該メモリ・セルに
該キャパシタを介して結合された二本のビット線(例え
ば副ビット線SBL並びに丁π丁)と、該メモリ・セル
に電流を供給する正側及び負側の何れか一方がワード線
(例えば主ワード線MWL)を兼ねている電源ラインと
がらなっているか、或いは、前記構成に於けるメモリ・
セルが、ゲートが交差接続された二組みのCMOSイン
バータ(例えばnチャネル・トランジスタQ1及びpチ
ャネル・トランジスタQ5からなるCMOSインバータ
とnチャネル・トランジスタQ2とpチャネル・トラン
ジスタQ6からなるCMOSインバータ)及び二つの出
力点と対応するビット線との間に介在する個別のキャパ
シタからなっている。
前記手段を採ることに依り、トランスファ・ゲート・ト
ランジスタが不要であるから、トランジスタの数が少な
くなり、しかも、それに代わるキャパシタは、トランジ
スタと異なり、半導体基板表面に形成する必要はなく、
従って、他の素子の上に設置することができることがら
、平面で見た占有面積は不要であって、SRAMの更な
る高集積化が可能になる。
ランジスタが不要であるから、トランジスタの数が少な
くなり、しかも、それに代わるキャパシタは、トランジ
スタと異なり、半導体基板表面に形成する必要はなく、
従って、他の素子の上に設置することができることがら
、平面で見た占有面積は不要であって、SRAMの更な
る高集積化が可能になる。
第3図は本発明一実施例を説明する為の要部回路説明図
を表し、第1図、第2図、第8図に於いて用いた記号と
同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
を表し、第1図、第2図、第8図に於いて用いた記号と
同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
図に於いて、M C+ + 、 M Ct t・・・・
M CI 4及びM Cz+、 M Ctz ” ”
M Ctaはメモリ・セル、MBL並びにVFrは主ビ
ット線、SBL並びに”1丁は副ビット線、SWLは副
ワード線、Qc + +QGt・・・・QGaはトラン
スファ・ゲート用トランジスタをそれぞれ示している。
M CI 4及びM Cz+、 M Ctz ” ”
M Ctaはメモリ・セル、MBL並びにVFrは主ビ
ット線、SBL並びに”1丁は副ビット線、SWLは副
ワード線、Qc + +QGt・・・・QGaはトラン
スファ・ゲート用トランジスタをそれぞれ示している。
第4図はメモリ・セルMC0などの内部を具体的に表す
要部回路説明図であり、第1図乃至第3図及び第8図に
於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ
意味を持つものとする。
要部回路説明図であり、第1図乃至第3図及び第8図に
於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ
意味を持つものとする。
図に於いて、A及びBはメモリ・セル内の接続点(ノー
ド)をそれぞれ示している。
ド)をそれぞれ示している。
第5図は第3図に見られるSRAMに於ける主ビット線
MBL及びVFrのセンス増幅器SAとは反対側に設置
されるビット線電位調整回路を例示する要部回路図を表
し、第1図乃至第4図及び第8図に於いて用いた記号と
同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
MBL及びVFrのセンス増幅器SAとは反対側に設置
されるビット線電位調整回路を例示する要部回路図を表
し、第1図乃至第4図及び第8図に於いて用いた記号と
同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
図に於いて、T、Lは%■Dll、電圧供給端、QII
Gは電圧供給制御用スイッチング・トランジスタ、Q
I Lは均圧用トランジスタをそれぞれ示している。
Gは電圧供給制御用スイッチング・トランジスタ、Q
I Lは均圧用トランジスタをそれぞれ示している。
第62図(A)及び(B)は本発明に依る半導体記憶装
置に於けるメモリ・セル近傍の構成を具体的に表す要部
平面図及び要部切断側面図を表し、次に、これ等の図を
参照しつつ本発明一実施例を製造する場合について説明
する。
置に於けるメモリ・セル近傍の構成を具体的に表す要部
平面図及び要部切断側面図を表し、次に、これ等の図を
参照しつつ本発明一実施例を製造する場合について説明
する。
(1)例えば、窒化シリコン(s i、 N4 )膜な
どを耐酸化性マスクとする選択熱酸化(例えば1oca
l oxidation of 5ili c
on : LOCO3)法を適用することに依り、p型
シリコン半導体基板1の表面に二酸化シリコン(Sin
g)からなるフィールド絶縁膜2を形成する。
どを耐酸化性マスクとする選択熱酸化(例えば1oca
l oxidation of 5ili c
on : LOCO3)法を適用することに依り、p型
シリコン半導体基板1の表面に二酸化シリコン(Sin
g)からなるフィールド絶縁膜2を形成する。
(2)前記選択熱酸化を行なった際の耐酸化性マスクを
除去してp型シリコン半導体基板lの活性領域を表出さ
せてから、熱酸化法を適用することに依り、乾性雰囲気
中にて厚さ例えば300〔入〕程度の二酸化シリコンか
らなるゲート絶縁膜3を形成する。
除去してp型シリコン半導体基板lの活性領域を表出さ
せてから、熱酸化法を適用することに依り、乾性雰囲気
中にて厚さ例えば300〔入〕程度の二酸化シリコンか
らなるゲート絶縁膜3を形成する。
(3)化学気相堆積(chemical vap。
ur depositton:CVD)法を適用する
ことに依り、厚さ例えば0.5〔μm〕程度の多結晶シ
リコン膜4を成長させる。
ことに依り、厚さ例えば0.5〔μm〕程度の多結晶シ
リコン膜4を成長させる。
(4)例えば、エツチング・ガスをCF 4とする反応
性イオン・エツチング(reactiveton e
tching:RIE3法を適用することに依り、前記
多結晶シリコン膜4のパターニングを行なって、ゲート
電極4Gを形成する。
性イオン・エツチング(reactiveton e
tching:RIE3法を適用することに依り、前記
多結晶シリコン膜4のパターニングを行なって、ゲート
電極4Gを形成する。
(5)イオン注入法を適用することに依り、例えばドー
ズ量を5 X 10 ” (cm−”) 、加速エネル
ギをtoo (KeV)として砒素イオンの打ち込みを
行なってn゛゛ソース領域5及びn゛型トドレイン領域
6形成する。尚、これ等の領域は後の適宜の熱処理を経
て具現化される。
ズ量を5 X 10 ” (cm−”) 、加速エネル
ギをtoo (KeV)として砒素イオンの打ち込みを
行なってn゛゛ソース領域5及びn゛型トドレイン領域
6形成する。尚、これ等の領域は後の適宜の熱処理を経
て具現化される。
(6)熱酸化法を適用することに依り、乾性雰囲気中で
ゲート電極4Gなど多結晶シリコン膜の表面に厚さ例え
ば300〔入〕程度の二酸化シリコンからなる絶縁膜3
Aを形成する。
ゲート電極4Gなど多結晶シリコン膜の表面に厚さ例え
ば300〔入〕程度の二酸化シリコンからなる絶縁膜3
Aを形成する。
(7)CVD法を適用することに依り、厚さ例えば20
00 (入〕程度の多結晶シリコン膜7A及び厚さ例え
ば3000 (人〕程度のタングステン・シリサイド(
WSit)膜7Bを形成する。
00 (入〕程度の多結晶シリコン膜7A及び厚さ例え
ば3000 (人〕程度のタングステン・シリサイド(
WSit)膜7Bを形成する。
(8)フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プ
ロセス並びにエツチング・ガスをCF4 +0□とする
RIE法を適用することに依り、多結晶シリコン膜7A
及びWSi、膜7Bからなるポリサイド膜をパターニン
グして副ビット線7を形成する。
ロセス並びにエツチング・ガスをCF4 +0□とする
RIE法を適用することに依り、多結晶シリコン膜7A
及びWSi、膜7Bからなるポリサイド膜をパターニン
グして副ビット線7を形成する。
(9)CVD法を適用することに依り、厚さ例えば10
00 [人〕程度の二酸化シリコンからなる眉間絶縁膜
8を形成する。
00 [人〕程度の二酸化シリコンからなる眉間絶縁膜
8を形成する。
(10)フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・
プロセス及びエツチング・ガスをCF a又はCF4
+O□とするRIE法を通用することに依り、眉間絶縁
膜8の選択的エツチングを行なって電極コンタクト・ホ
ール9を形成する。
プロセス及びエツチング・ガスをCF a又はCF4
+O□とするRIE法を通用することに依り、眉間絶縁
膜8の選択的エツチングを行なって電極コンタクト・ホ
ール9を形成する。
(11) CV D法を適用することに依り、厚さ例え
ば2000 (人〕程度のアン・ドープ高抵抗多結晶シ
リコン膜10を形成する。
ば2000 (人〕程度のアン・ドープ高抵抗多結晶シ
リコン膜10を形成する。
(12)フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・
プロセスを適用することに依り、電極コンタクト・ホー
ル9に対応する開口をもつフォト・レジスト膜(図示せ
ず)を形成し、それをマスクとするイオン注入法を適用
し、高抵抗多結晶シリコン膜lOに選択的に燐イオンの
打ち込みを行なって低抵抗化部分10Aを形成する。尚
、この際のドーズ量はI X I OIs(cm−”)
、そして、加速エネルギは50 (KeV)で良い。
プロセスを適用することに依り、電極コンタクト・ホー
ル9に対応する開口をもつフォト・レジスト膜(図示せ
ず)を形成し、それをマスクとするイオン注入法を適用
し、高抵抗多結晶シリコン膜lOに選択的に燐イオンの
打ち込みを行なって低抵抗化部分10Aを形成する。尚
、この際のドーズ量はI X I OIs(cm−”)
、そして、加速エネルギは50 (KeV)で良い。
(13)フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・
プロセス及びエツチング・ガスをCF、とするRIE法
を適用することに依り、高抵抗多結晶シリコン膜10の
バターニングを行なう。
プロセス及びエツチング・ガスをCF、とするRIE法
を適用することに依り、高抵抗多結晶シリコン膜10の
バターニングを行なう。
(14) CV D法を適用することにより、厚さ例え
ば0.5〔μm〕程度の二酸化シリコン膜並びに厚さ例
えば0.5〔μm〕程度の燐珪酸ガラス(phosph
osilicate glass:PSG)膜からな
る眉間絶縁膜11を形成する。
ば0.5〔μm〕程度の二酸化シリコン膜並びに厚さ例
えば0.5〔μm〕程度の燐珪酸ガラス(phosph
osilicate glass:PSG)膜からな
る眉間絶縁膜11を形成する。
(15)フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・
プロセス並びにエツチング・ガスをCFA 十Otとす
るRIE法を適用することに依り、層間絶縁膜11を選
択的にエツチングして電極コンタクト・ホール12を形
成する。
プロセス並びにエツチング・ガスをCFA 十Otとす
るRIE法を適用することに依り、層間絶縁膜11を選
択的にエツチングして電極コンタクト・ホール12を形
成する。
(16)マグネトロン・スパッタリング法を適用するこ
とに依り、全面に厚さ例えば1〔μm〕程度のA2・5
i(Si:約1〜2(%〕程度°) Illを形成する
。
とに依り、全面に厚さ例えば1〔μm〕程度のA2・5
i(Si:約1〜2(%〕程度°) Illを形成する
。
(17)フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・
プロセス並びにエツチング・ガスをCCZ。
プロセス並びにエツチング・ガスをCCZ。
とするRIE法を適用することに依り、前記工程(16
)で形成したA2・Si膜のバターニングを行なってワ
ード線13W、接地線13GD、サブ・ワード線13S
Wなどを形成する。
)で形成したA2・Si膜のバターニングを行なってワ
ード線13W、接地線13GD、サブ・ワード線13S
Wなどを形成する。
(18) CV D法を適用することに依り、厚さ例え
ば0.5〔μm〕程度の二酸化シリコン膜並びに厚さ例
えば0.5〔μm〕程度のPSG膜からなる眉間絶縁膜
14を形成する。
ば0.5〔μm〕程度の二酸化シリコン膜並びに厚さ例
えば0.5〔μm〕程度のPSG膜からなる眉間絶縁膜
14を形成する。
(19)フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・
プロセス並びにエツチング・ガスをCFa 十〇□とす
るRIE法を適用することに依り、層間絶縁膜14を選
択的にエツチングして電極コンタクト・ホール15を形
成する。
プロセス並びにエツチング・ガスをCFa 十〇□とす
るRIE法を適用することに依り、層間絶縁膜14を選
択的にエツチングして電極コンタクト・ホール15を形
成する。
(20)マグネトロン・スパッタリング法を適用するこ
とに依り、全面に厚さ例えば1〔μm〕程度のAft−
3t(St:約1〜2〔%〕程度)膜を形成する。
とに依り、全面に厚さ例えば1〔μm〕程度のAft−
3t(St:約1〜2〔%〕程度)膜を形成する。
(21)フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・
プロセス並びにエツチング・ガスをCCZ。
プロセス並びにエツチング・ガスをCCZ。
とするRIE法を適用することに依り、前記工程(20
)で形成したA2・Si膜のバターニングを行なって主
ビット線16を形成する。
)で形成したA2・Si膜のバターニングを行なって主
ビット線16を形成する。
(22) CV D法を適用することに依り、厚さ例え
ば1 (am)程度のPSG膜及び厚さ例えば0゜5〔
μm〕程度の窒化シリコン膜からなるパフシベーシッン
膜(図示せず)を形成する。
ば1 (am)程度のPSG膜及び厚さ例えば0゜5〔
μm〕程度の窒化シリコン膜からなるパフシベーシッン
膜(図示せず)を形成する。
以上のような工程を経て半導体記憶装置が完成される。
前記したところから明らかなように、本発明に依る半導
体記憶装置に於いては、データ保持用トランジスタQl
及びC2、或いは、その他のトランジスタとしてMOS
FETを用い、そのチャネル長及びチャネル幅は共に1
〔μm〕のものを、また、抵抗R1及びR2としてノン
・ドープ、或いは、不純物をドーピングした多結晶シリ
コン膜で抵抗値が例えば1100(Ω〕程度のものを、
更にまた、キャパシタ01及びC2として例えば5〔μ
F〕〜10〔μF〕程度のものを用いる。
体記憶装置に於いては、データ保持用トランジスタQl
及びC2、或いは、その他のトランジスタとしてMOS
FETを用い、そのチャネル長及びチャネル幅は共に1
〔μm〕のものを、また、抵抗R1及びR2としてノン
・ドープ、或いは、不純物をドーピングした多結晶シリ
コン膜で抵抗値が例えば1100(Ω〕程度のものを、
更にまた、キャパシタ01及びC2として例えば5〔μ
F〕〜10〔μF〕程度のものを用いる。
このトランスファ・ゲート・トランジスタに代替された
キャパシタC1或いはC2は、図示のように、例えばデ
ータ保持用トランジスタに於けるゲート電極とビット線
との間にあって、当該データ保持用トランジスタの上に
形成することができるから、平面的に見て、それ自体の
占有面積は不要であり、従って、SRAMの集積性は向
上する。
キャパシタC1或いはC2は、図示のように、例えばデ
ータ保持用トランジスタに於けるゲート電極とビット線
との間にあって、当該データ保持用トランジスタの上に
形成することができるから、平面的に見て、それ自体の
占有面積は不要であり、従って、SRAMの集積性は向
上する。
尚、キャパシタC1及びC2を前記とは別の層に形成し
ても良いことは云うまでもない。
ても良いことは云うまでもない。
さて、ここで、第1図乃至第6図について説明されたS
RAMの動作について説明しよう。
RAMの動作について説明しよう。
第7図は本発明一実施例の動作を説明する為のタイミン
グ・チャートを表し、(A)は読み出しの場合、(B)
は書き込みの場合をそれぞれ示し、第1図乃至第6図に
於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ
意味を持つものとし、また、横軸は時間軸である。
グ・チャートを表し、(A)は読み出しの場合、(B)
は書き込みの場合をそれぞれ示し、第1図乃至第6図に
於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ
意味を持つものとし、また、横軸は時間軸である。
図に於いて、TRIは副ワード線SWLを立ち上げて主
ビット線MBL及びπflと副ビット線SBL及びIr
τとを結合するタイミング、T、lzはセンス増幅器S
Aを動作させるタイミング、T”w+は書き込み情報に
応じて主ビット線MBLをハイ・レベル(或いはロー・
レベル)に且つ主ビット&?frをロー・レベル(或い
はハイ・レベル)にするタイミング、T1.ltは主ビ
ット線MBL及びVIrを短絡して中間レベルにするタ
イミング、T1は主ワード線MWLを立ち上げて接続点
Aをハイ・レベルに且つ接続点Bをロー・レベルにする
タイミング、T84はスタンバイ時に主ワード線MWL
をロー・レベルにして消費電力を低減させるタイミング
をそれぞれ示している。
ビット線MBL及びπflと副ビット線SBL及びIr
τとを結合するタイミング、T、lzはセンス増幅器S
Aを動作させるタイミング、T”w+は書き込み情報に
応じて主ビット線MBLをハイ・レベル(或いはロー・
レベル)に且つ主ビット&?frをロー・レベル(或い
はハイ・レベル)にするタイミング、T1.ltは主ビ
ット線MBL及びVIrを短絡して中間レベルにするタ
イミング、T1は主ワード線MWLを立ち上げて接続点
Aをハイ・レベルに且つ接続点Bをロー・レベルにする
タイミング、T84はスタンバイ時に主ワード線MWL
をロー・レベルにして消費電力を低減させるタイミング
をそれぞれ示している。
まず、第7図(A)を参照しつつ、読み出しの場合につ
いて説明する。
いて説明する。
非選択時に於いて、メモリ・セルMC,、、MC・・・
・などの電源電圧、即ち、主ワード線MWLのレベルを
η■、とじ、接続点Aに於けるレベルはハイ・レベル(
“H11レベル)に、また、接続点Bに於けるレベルは
ロー・レベル(L IIレベル)にあるとする。
・などの電源電圧、即ち、主ワード線MWLのレベルを
η■、とじ、接続点Aに於けるレベルはハイ・レベル(
“H11レベル)に、また、接続点Bに於けるレベルは
ロー・レベル(L IIレベル)にあるとする。
選択時に於いて、副ワード線SWLを“H′ルベルにす
ることでトランスファ・ゲート・トランジスタOct+
及びQ+、Zをオンとし、主ビット線MBL及びヌ]「
「と副ビット線SBL及びIrrとをそれぞれ対応して
接続する。主ワード線MWLに於ける電圧、即ち、例え
ばメモリ・セルMC,、に於ける電源電圧をvoとする
ことで、接続点Bに於ける電位を殆ど変換させることな
く、接続点Aに於ける電位を%■。0だけ変動させるこ
とができる。この電位変動は、キャパシタC1及びC2
を介して副ビット線SBL及び1丁に、従って、主ビッ
ト線MBL及びnLに伝達され、そこでの電位を変動さ
せるから、これをセンス増幅器SAで検出、即ち、主ビ
ット線MBLを“L″レベル、主ビット線M丁丁を“H
IIレベルにすることができる。尚、主ビット線MBL
及びMIrに於ける電位をセンス増幅器SAに移しとっ
た後に於いては、主ビット線MBL及びπTVなどを切
り離してセンス増幅器SAを動作させるようにしても良
い。
ることでトランスファ・ゲート・トランジスタOct+
及びQ+、Zをオンとし、主ビット線MBL及びヌ]「
「と副ビット線SBL及びIrrとをそれぞれ対応して
接続する。主ワード線MWLに於ける電圧、即ち、例え
ばメモリ・セルMC,、に於ける電源電圧をvoとする
ことで、接続点Bに於ける電位を殆ど変換させることな
く、接続点Aに於ける電位を%■。0だけ変動させるこ
とができる。この電位変動は、キャパシタC1及びC2
を介して副ビット線SBL及び1丁に、従って、主ビッ
ト線MBL及びnLに伝達され、そこでの電位を変動さ
せるから、これをセンス増幅器SAで検出、即ち、主ビ
ット線MBLを“L″レベル、主ビット線M丁丁を“H
IIレベルにすることができる。尚、主ビット線MBL
及びMIrに於ける電位をセンス増幅器SAに移しとっ
た後に於いては、主ビット線MBL及びπTVなどを切
り離してセンス増幅器SAを動作させるようにしても良
い。
次に、第7図(B)を参照しつつ、書き込みの場合につ
いて説明する。
いて説明する。
当初、メモリ・セルM C+ + 、 M C+ t・
・・・などの電源電圧、即ち、主ワード線MWLのレベ
ルを接地レベルとし、書き込む情報に応じて主ビット線
MBLを“H′”レベル(或いは“L″゛゛レベル、ま
た、主ビット線MBLを“L゛レベル或いは“HI+レ
ベル)にする。
・・・などの電源電圧、即ち、主ワード線MWLのレベ
ルを接地レベルとし、書き込む情報に応じて主ビット線
MBLを“H′”レベル(或いは“L″゛゛レベル、ま
た、主ビット線MBLを“L゛レベル或いは“HI+レ
ベル)にする。
次いで、均圧用トランジスタQILをオンとし、主ビッ
ト線MBL及びVIrを中間のレベルとする。これに伴
って接続点Aに於ける電位が僅かに上昇し、そして、接
続点Bに於ける電位は僅かに下降する。
ト線MBL及びVIrを中間のレベルとする。これに伴
って接続点Aに於ける電位が僅かに上昇し、そして、接
続点Bに於ける電位は僅かに下降する。
次いで、主ワード線MWLのレベルを上昇させることで
接続点Aは″H″レベル(或いは“し”レベル)に、ま
た、接続点B ハ“L″’ L/へJ’v (或いは“
H”レベル)にすることができる。
接続点Aは″H″レベル(或いは“し”レベル)に、ま
た、接続点B ハ“L″’ L/へJ’v (或いは“
H”レベル)にすることができる。
スタンバイ時には、主ワード線MWLの電位を低下させ
、消費電力を低減させることが可能である。
、消費電力を低減させることが可能である。
書き込みを行うには、前記の方法の他に、次の方法を採
ることもできる。
ることもできる。
当初、メモリ・セルMC,、、MC,t・・・・などの
電源電圧、即ち、主ワード線MWLのレベルを接地レベ
ルに、また、主ビット線MBL及びVWを中間のレベル
とする。
電源電圧、即ち、主ワード線MWLのレベルを接地レベ
ルに、また、主ビット線MBL及びVWを中間のレベル
とする。
次いで、書き込む情報に応じて主ビット線MBLを°“
Ho“レベル(或いは“L 11レベル)に、そして、
主ビット線V丁丁を“し“レベル(或いはu H+tレ
ベル)にする。
Ho“レベル(或いは“L 11レベル)に、そして、
主ビット線V丁丁を“し“レベル(或いはu H+tレ
ベル)にする。
次いで、主ワード線MWLのレベルを上昇させることで
接続点B(或いは接続点A)を“H11レベルにするこ
とができる。
接続点B(或いは接続点A)を“H11レベルにするこ
とができる。
尚、書き込みは、前記二つの方法を混合して実施するこ
とも可能である。
とも可能である。
本発明に依る半導体記憶装置に於いては、キャパシタを
介してメモリ・セルと二本のビット線とを接続し、該メ
モリ・セルに電流を供給する正側及び負側の何れか一方
の電源ラインがワード線を兼ねている。
介してメモリ・セルと二本のビット線とを接続し、該メ
モリ・セルに電流を供給する正側及び負側の何れか一方
の電源ラインがワード線を兼ねている。
前記構成を採ることに依り、トランスファ・ゲート・ト
ランジスタが不要であるから、トランジスタの数が少な
くなり、しかも、それに代わるキャパシタは、トランジ
スタと異なり、半導体基板表面に形成する必要はなく、
従って、他の素子の上に設置することができることから
、平面で見た占有面積は不要であって、SRAMの更な
る高集積化が可能になる。
ランジスタが不要であるから、トランジスタの数が少な
くなり、しかも、それに代わるキャパシタは、トランジ
スタと異なり、半導体基板表面に形成する必要はなく、
従って、他の素子の上に設置することができることから
、平面で見た占有面積は不要であって、SRAMの更な
る高集積化が可能になる。
第1図並びに第2図は本発明の詳細な説明する為のメモ
リ・セルの要部回路説明図、第3図は本発明一実施例を
説明する為の要部回路説明図、第4図はメモリ・セルの
内部を具体的に表す要部回路説明図、第5図は第3図に
見られるSRAMに於ける主ビット線のセンス増幅器と
は反対側に設置されるビット線電位調整回路を例示する
要部回路図、第6図(A)及び(B)は本発明に依る半
導体記憶装置に於けるメモリ・セル近傍の構成を具体的
に表す要部平面図及び要部切断側面図、第7図(A)及
び(B)は読み出しの場合及び書き込みの場合に於ける
本発明一実施例の動作を説明する為のタイミング・チャ
ート、第8図は従来のSRAMを説明する為の要部回路
説明図である。 図に於いて、Ql及びC2はデータ保持用トランジスタ
、R1及びR2は負荷用抵抗、C3及びC4はトランス
ファ・ゲート用トランジスタ、SAはセンス増幅器、B
L及びrはビット線、WLはワード線、■、。は正側電
源レベル、VSSは負側電源レベル、C1並びに02は
キャパシタ、MWLは正側電源兼主ワード線、C5並び
にC6はCMOSインバータに於けるpチャネル・トラ
ンジスタ、M CI+ 、 M C+ t・・・・M
CI 4並びにMCz11MCt!・・・・MC24は
メモリ・セル、MB L’並びにMBLは主ビット線、
SBL並びに丁BLは副ビット線、SWLは副ワード線
、Qc + +QGz・・・・QG4はトランスファ・
ゲート用トランジスタ、A並びにBはメモリ・セル内の
接続点(ノード)、TIILは%VDD電圧供給端、Q
oは電圧供給制御用スイッチング・トランジスタ、Ql
lLは均圧用トランジスタをそれぞれ示している。
リ・セルの要部回路説明図、第3図は本発明一実施例を
説明する為の要部回路説明図、第4図はメモリ・セルの
内部を具体的に表す要部回路説明図、第5図は第3図に
見られるSRAMに於ける主ビット線のセンス増幅器と
は反対側に設置されるビット線電位調整回路を例示する
要部回路図、第6図(A)及び(B)は本発明に依る半
導体記憶装置に於けるメモリ・セル近傍の構成を具体的
に表す要部平面図及び要部切断側面図、第7図(A)及
び(B)は読み出しの場合及び書き込みの場合に於ける
本発明一実施例の動作を説明する為のタイミング・チャ
ート、第8図は従来のSRAMを説明する為の要部回路
説明図である。 図に於いて、Ql及びC2はデータ保持用トランジスタ
、R1及びR2は負荷用抵抗、C3及びC4はトランス
ファ・ゲート用トランジスタ、SAはセンス増幅器、B
L及びrはビット線、WLはワード線、■、。は正側電
源レベル、VSSは負側電源レベル、C1並びに02は
キャパシタ、MWLは正側電源兼主ワード線、C5並び
にC6はCMOSインバータに於けるpチャネル・トラ
ンジスタ、M CI+ 、 M C+ t・・・・M
CI 4並びにMCz11MCt!・・・・MC24は
メモリ・セル、MB L’並びにMBLは主ビット線、
SBL並びに丁BLは副ビット線、SWLは副ワード線
、Qc + +QGz・・・・QG4はトランスファ・
ゲート用トランジスタ、A並びにBはメモリ・セル内の
接続点(ノード)、TIILは%VDD電圧供給端、Q
oは電圧供給制御用スイッチング・トランジスタ、Ql
lLは均圧用トランジスタをそれぞれ示している。
Claims (2)
- (1)ゲートが交差接続された2個のトランジスタ及び
それぞれのトランジスタに接続された個別の負荷抵抗及
び二つの出力点と対応するビット線との間に介在する個
別のキャパシタからなるメモリ・セルと、 該メモリ・セルに該キャパシタを介して結合された二本
のビット線と、 該メモリ・セルに電流を供給する正側及び負側の何れか
一方がワード線を兼ねている電源ラインと を備えてなることを特徴とする半導体記憶装置。 - (2)ゲートが交差接続された二組みのCMOSインバ
ータ及び二つの出力点と対応するビット線との間に介在
する個別のキャパシタからなるメモリ・セルと、 該メモリ・セルに該キャパシタを介して結合された二本
のビット線と、 該メモリ・セルに電流を供給する正側及び負側の何れか
一方がワード線を兼ねている電源ラインと を備えてなることを特徴とする半導体記憶装置。
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