JPH04228177A - Semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は、例えばスタックト・
キャパシタ構造のDRAM(Dynamic Rand
om Access Memory)のメモリセルに係
わり、特に、薄膜技術を適用した半導体記憶装置に関す
る。[Industrial Field of Application] This invention is applicable to stacked and
DRAM with capacitor structure (Dynamic Rand
The present invention relates to memory cells (Access Memory), and particularly relates to semiconductor memory devices to which thin film technology is applied.
【0002】0002
【従来の技術】図8は従来のスタックト・キャパシタ構
造のDRAMのメモリセルを示す等価回路である。この
メモリセルは選択トランジスタQ1と、データ蓄積用の
キャパシタCs とによって構成されている。前記選択
トランジスタQ1のゲートはワード線WLに接続され、
選択トランジスタQ1の一端はビット線BLに接続され
、他端はキャパシタCs に接続されている。2. Description of the Related Art FIG. 8 is an equivalent circuit showing a DRAM memory cell having a conventional stacked capacitor structure. This memory cell is composed of a selection transistor Q1 and a data storage capacitor Cs. The gate of the selection transistor Q1 is connected to the word line WL,
One end of the selection transistor Q1 is connected to the bit line BL, and the other end is connected to the capacitor Cs.
【0003】図9、図10は上記メモリセルの構造を示
すものであり、図8と同一部分には、同一符号を付す。FIGS. 9 and 10 show the structure of the memory cell described above, and the same parts as in FIG. 8 are given the same reference numerals.
【0004】図9、図10において、キャパシタCs
を構成する一対のポリシリコン層31、32は選択トラ
ンジスタQ1の拡散層n+ の上方に設けられている。
すなわち、ポリシリコン層31は選択トランジスタQ1
の拡散層n+ にバリッドコンタクトされ、このポリシ
リコン層31の上方に絶縁膜を介在して設けられたプレ
ート電極としてのポリシリコン層32は一定電位にバイ
アスされる。これら一対のポリシリコン層31、32は
蓄積容量を大きくするため、選択トランジスタQ1のゲ
ートとしてのワード線WLの上方まで延出して形成され
ている。In FIGS. 9 and 10, the capacitor Cs
A pair of polysilicon layers 31 and 32 constituting the transistor are provided above the diffusion layer n+ of the selection transistor Q1. That is, the polysilicon layer 31 is connected to the selection transistor Q1.
A polysilicon layer 32, which serves as a plate electrode and is in valid contact with the diffusion layer n+ of the polysilicon layer 31 and is provided above this polysilicon layer 31 with an insulating film interposed therebetween, is biased to a constant potential. These pair of polysilicon layers 31 and 32 are formed to extend above the word line WL serving as the gate of the selection transistor Q1 in order to increase the storage capacitance.
【0005】ところで、DRAMにおいては、メモリセ
ルの微細化に伴って、ビット線に接続されるメモリセル
の数が増加し、ビット線の容量が増加する傾向にある。
さらに、加工技術の微細化に伴って、単位セルの占有面
積が縮小されている。このため、記憶容量Cs を確保
するために、キャパシタの絶縁膜をさらに薄くする等の
技術が必要となっている。しかし、キャパシタの信頼性
を確保する等の理由により、絶縁膜を薄膜化するには限
界がある。このため、ビット線の容量CB とセルの記
憶容量Cs の比、所謂CB /Cs レシオを確保す
ることが困難となりつつある。Incidentally, in DRAMs, as memory cells become smaller, the number of memory cells connected to a bit line increases, and the capacitance of the bit line tends to increase. Furthermore, as processing technology becomes finer, the area occupied by a unit cell is being reduced. Therefore, in order to ensure the storage capacity Cs, techniques such as making the insulating film of the capacitor even thinner are required. However, there is a limit to how thin the insulating film can be made for reasons such as ensuring reliability of the capacitor. For this reason, it is becoming difficult to ensure the ratio of the bit line capacitance CB to the cell storage capacity Cs, the so-called CB/Cs ratio.
【0006】また、将来における超微細化プロセス世代
のLSIでは、電源電圧が5Vより降下すると考えられ
ている。DRAMの電源電圧が低電圧化された場合、キ
ャパシタに蓄積される電荷量が減少するため、データの
読出し時にビット線に転送される電荷量も減少すること
となり、センスアンプによってデータを確実に増幅する
ことが困難となることが予想される。[0006] Furthermore, in the future generation of ultra-fine process LSIs, it is thought that the power supply voltage will drop below 5V. When the power supply voltage of DRAM is lowered, the amount of charge accumulated in the capacitor decreases, so the amount of charge transferred to the bit line when reading data also decreases, making it possible to reliably amplify data using a sense amplifier. It is expected that it will be difficult to do so.
【0007】ここで、ビット線の容量CB とセルの記
憶容量Cs の関係についてさらに説明する。[0007] Here, the relationship between the bit line capacitance CB and the cell storage capacitance Cs will be further explained.
【0008】図11は、従来の周辺回路を含めたDRA
Mを示すものであり、図12は図11の動作を説明する
ものである。ビット線の電位VBLは読出し前のビット
線の初期設定レベルである。FIG. 11 shows a conventional DRA including peripheral circuits.
12 illustrates the operation of FIG. 11. The potential VBL of the bit line is the initial setting level of the bit line before reading.
【0009】先ず、読出し動作について説明する。First, the read operation will be explained.
【0010】(1) アクティブサイクル開始前、
ビット線BL0〜3はEQL信号がハイレベルとなって
いるため、VBLレベルにプリチャージされている。(1) Before starting the active cycle,
Since the EQL signal is at a high level, the bit lines BL0 to BL3 are precharged to the VBL level.
【0011】(2) 図示せぬローデコーダにより
1本のワード線WL0が選択され、ワード線WL0は図
示せぬブートストラップ回路により、Vcc(= 5V
)以上の7.5 Vまで昇圧される。(2) One word line WL0 is selected by a row decoder (not shown), and the word line WL0 is set to Vcc (=5V) by a bootstrap circuit (not shown).
) or higher to 7.5 V.
【0012】(3) 選択されたワード線に対応し
て、ダミーワード線DWL0、/DWL0(/は反転信
号を意味する)が選ばれ、ダミーワード線DWL0はV
BLレベルからVccレベルとされ、/DWL0はVB
LレベルからVssレベルとされる。(3) Dummy word lines DWL0 and /DWL0 (/ means an inverted signal) are selected corresponding to the selected word line, and the dummy word line DWL0 is set to V
BL level to Vcc level, /DWL0 is VB
It is set from L level to Vss level.
【0013】(4) ビット線BL0に接続された
選択セルに記憶されたデータ“1”と、ビット線BL2
に接続された選択セルに記憶されたデータ“0”が、そ
れぞれビット線BL0、BL2に現れる。メモリセルに
おける“1”の記憶レベルをV1 、“0”の記憶レベ
ルをV0 とすると、データ“1”読出し後のビット線
のレベルv1 は、
v1 =(V1 +CB /Cs ・VBL)/(1+
CB /Cs )…(1)となり、データ“0”読出し
後のビット線のレベルv0 は、
v0 =(V0 +CB /Cs ・VBL)/(1+
CB /Cs )…(2)となる。V1 =5 V、V
0 =0 V、VBL=2.5 V、CB /Cs =
15とすると、
v1 = 2.656V
v0 = 2.344Vとなる。ビット線BL1、ビッ
ト線BL3のリファレンスレベルはVBL=2.5 V
であるから、センスアンプによって増幅される電位差Δ
vは、データ“1”読出し時、
Δv1 = 0.156V
データ“0”読出し時、
Δv0 = 0.156V
と同じ値となる。(4) Data “1” stored in the selected cell connected to bit line BL0 and bit line BL2
Data "0" stored in the selected cell connected to the bit line BL0 and BL2 appear on the bit lines BL0 and BL2, respectively. Assuming that the storage level of "1" in the memory cell is V1 and the storage level of "0" is V0, the level v1 of the bit line after reading data "1" is v1 = (V1 + CB /Cs ・VBL) / (1+
CB /Cs )...(1), and the level v0 of the bit line after reading data "0" is v0 = (V0 + CB /Cs ・VBL) / (1+
CB /Cs )...(2). V1 = 5 V, V
0 = 0 V, VBL = 2.5 V, CB /Cs =
15, v1 = 2.656V v0 = 2.344V. The reference level of bit line BL1 and bit line BL3 is VBL=2.5 V
Therefore, the potential difference Δ amplified by the sense amplifier is
v has the same value as Δv1 = 0.156V when reading data “1” and Δv0 = 0.156V when reading data “0”.
【0014】(5) センスアンプが活性化され、
ビット線BL0、BL3がVccレベルに増幅され、ビ
ット線BL1、BL2がVssレベルに増幅される。(5) The sense amplifier is activated,
Bit lines BL0 and BL3 are amplified to Vcc level, and bit lines BL1 and BL2 are amplified to Vss level.
【0015】(6) 図示せぬカラムデコーダから
カラム選択線CSLに供給される選択信号によって選択
された一対のビット線BL0とBL1、またはBL2と
BL3のレベルがそれぞれ出力線DQ、/DQに転送さ
れる。(6) The levels of a pair of bit lines BL0 and BL1, or BL2 and BL3, selected by a selection signal supplied to a column selection line CSL from a column decoder (not shown) are transferred to output lines DQ and /DQ, respectively. be done.
【0016】次に、書込み動作について説明する。この
書込み動作において、上記読出し動作で説明した(1)
から(3) までの動作は同一であり、この後、(4
) において、出力線DQ、/DQに供給された書込み
レベルが、カラム選択線CSLで選択されたカラムスイ
ッチトランジスタを通してセンスアンプに転送される。
センスアンプによって一対のビット線のレベルはVcc
とVssレベルとなり、選択されたメモリセルにこのレ
ベルが書込まれる。Next, the write operation will be explained. In this write operation, (1) explained in the above read operation
The operations from (3) to (3) are the same, and after this, (4
), the write level supplied to the output lines DQ, /DQ is transferred to the sense amplifier through the column switch transistor selected by the column selection line CSL. The level of the pair of bit lines is set to Vcc by the sense amplifier.
becomes the Vss level, and this level is written into the selected memory cell.
【0017】ここで、上記(1)式、(2)式をそれぞ
れ変形すると、
v1 =VBL+(V1 −VBL)/(1+CB /
Cs )…(3)v0 =VBL+(V0 −VBL)
/(1+CB /Cs )…(4)となる。[0017] Here, by transforming the above equations (1) and (2), v1 = VBL + (V1 - VBL) / (1 + CB /
Cs )...(3) v0 = VBL + (V0 - VBL)
/(1+CB/Cs)...(4).
【0018】(3)式(4)式から明らかなように、大
容量化、超微細化が進み、ビット線の容量CB が大き
くなり、キャパシタの容量Cs が小さくなると、v1
、v0 は共にVBLに近付く。As is clear from equations (3) and (4), as capacitance increases and ultra-fine design progresses, bit line capacitance CB increases and capacitor capacitance Cs decreases, v1
, v0 both approach VBL.
【0019】センスアンプの増幅基準電圧はVBLであ
るから、センスアンプで増幅される電位差Δv1 、Δ
v0 は共に小さくなっていく。したがって、センスア
ンプによってデータを確実に増幅することが困難となる
ものである。Since the amplification reference voltage of the sense amplifier is VBL, the potential differences Δv1 and Δv1 amplified by the sense amplifier
Both v0 become smaller. Therefore, it is difficult to reliably amplify data using the sense amplifier.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記従来
の課題を解決するものであり、その目的とするところは
、大容量化、超微細化および低電圧化が進んだ場合にお
いても、CB /Cs 比に依存することなく、高速、
且つ、確実に記憶データを読出すことが可能な半導体記
憶装置を提供しようとするものである。[Problems to be Solved by the Invention] This invention solves the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to solve the problems of the prior art. /Cs ratio, high speed,
Furthermore, it is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device that can reliably read stored data.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
上記課題を解決するため、ゲートがワード線に接続され
、電流通路の一端がビット線に接続され、メモリセルを
選択する第1のトランジスタと、この第1のトランジス
タによって選択され、記憶したデータに応じて導通、非
導通が決定される第2のトランジスタと、記憶したデー
タの読出し時に前記第2のトランジスタに所定レベルの
電圧を供給するパルス発生手段と、前記第2のトランジ
スタが導通した場合に導通され、前記ビット線に前記パ
ルス発生手段から出力される電流を供給する第3のトラ
ンジスタとを具備している。[Means for solving the problem] That is, this invention
In order to solve the above problem, the gate is connected to the word line, one end of the current path is connected to the bit line, a first transistor selects a memory cell, and the data selected by the first transistor is connected to the stored data. a second transistor whose conduction or non-conduction is determined accordingly; pulse generating means for supplying a voltage at a predetermined level to the second transistor when reading stored data; and when the second transistor becomes conductive; and a third transistor that is turned on and supplies a current output from the pulse generating means to the bit line.
【0022】また、前記第2、第3のトランジスタは、
薄膜によって構成され、前記第3のトランジスタのゲー
ト電極は第2のトランジスタのチャネル領域によって構
成されている。[0022] Furthermore, the second and third transistors are
The gate electrode of the third transistor is formed of a thin film, and the gate electrode of the third transistor is formed of the channel region of the second transistor.
【0023】さらに、前記第2、第3のトランジスタは
ポリシリコンによって構成され、これらのチャネル領域
の不純物濃度は、これらの他の部分の不純物濃度より低
くされている。Furthermore, the second and third transistors are made of polysilicon, and the impurity concentration in their channel regions is lower than the impurity concentration in other parts.
【0024】また、前記パルス発生手段は、パルス信号
を発生する発振回路と、この発振回路によって発生され
たパルス信号を所定の電位に昇圧する昇圧回路と、記憶
したデータの読出し時に、前記第1のトランジスタが選
択される以前に前記昇圧回路から出力される所定の電位
を前記第2のトランジスタに供給し、第1のトランジス
タの選択が解除される以前に前記第2のトランジスタに
対する前記電位の供給を停止する供給回路とを有してい
る。Further, the pulse generating means includes an oscillation circuit that generates a pulse signal, a booster circuit that boosts the pulse signal generated by the oscillation circuit to a predetermined potential, and a booster circuit that boosts the pulse signal generated by the oscillation circuit to a predetermined potential. A predetermined potential output from the booster circuit is supplied to the second transistor before the transistor is selected, and the potential is supplied to the second transistor before the first transistor is deselected. It has a supply circuit that stops the operation.
【0025】さらに、この発明は、ゲートがワード線に
接続され、電流通路の一端がビット線に接続された第1
のトランジスタと、ゲートが前記第1のトランジスタの
電流通路の他端に接続され、第1のトランジスタによっ
て選択される第2のトランジスタ、この第2のトランジ
スタは記憶したデータに応じて導通、非導通が決定され
る、前記第2のトランジスタの電流通路の一端に接続さ
れたパルス発生手段、このパルス発生手段は記憶データ
の読出し時に、前記第2のトランジスタに所定レベルの
電圧を供給する、ゲートが前記第2のトランジスタの電
流通路の他端に接続され、電流通路の一端が前記第1の
トランジスタの電流通路の他端に接続され、他端が前記
パルス発生手段に接続された第3のトランジスタ、この
第3のトランジスタは前記第2のトランジスタが導通し
た場合に導通され、前記パルス発生手段から出力される
電流を前記ビット線に供給する。Furthermore, the present invention provides a first transistor having a gate connected to a word line and one end of a current path connected to a bit line.
a second transistor whose gate is connected to the other end of the current path of the first transistor and selected by the first transistor; the second transistor is conductive or nonconductive depending on stored data; is determined, and the pulse generating means is connected to one end of the current path of the second transistor, and the pulse generating means has a gate that supplies a voltage at a predetermined level to the second transistor when reading stored data. a third transistor connected to the other end of the current path of the second transistor, one end of the current path connected to the other end of the current path of the first transistor, and the other end connected to the pulse generating means; , this third transistor is rendered conductive when the second transistor is rendered conductive, and supplies the current output from the pulse generating means to the bit line.
【0026】また、前記第2、第3のトランジスタは、
薄膜によって構成され、前記第3のトランジスタのゲー
ト電極は第2のトランジスタのチャネル領域によって構
成されている。[0026] Furthermore, the second and third transistors are
The gate electrode of the third transistor is formed of a thin film, and the gate electrode of the third transistor is formed of the channel region of the second transistor.
【0027】さらに、前記第2、第3のトランジスタは
ポリシリコンによって構成され、これらのチャネル領域
の不純物濃度は、これらの他の部分の不純物濃度より低
くされている。Furthermore, the second and third transistors are made of polysilicon, and the impurity concentration in their channel regions is lower than the impurity concentration in other parts.
【0028】また、前記パルス発生手段は、パルス信号
を発生する発振回路と、この発振回路によって発生され
たパルス信号を所定の電位に昇圧する昇圧回路と、記憶
データの読出し時に、前記第1のトランジスタが選択さ
れる以前に前記昇圧回路から出力される所定の電位を前
記第2のトランジスタに供給し、第1のトランジスタの
選択が解除される以前に前記第2のトランジスタに対す
る前記電位の供給を停止する供給回路とを有している。Further, the pulse generation means includes an oscillation circuit that generates a pulse signal, a booster circuit that boosts the pulse signal generated by the oscillation circuit to a predetermined potential, and a booster circuit that boosts the pulse signal generated by the oscillation circuit to a predetermined potential. A predetermined potential output from the booster circuit is supplied to the second transistor before the transistor is selected, and the potential is supplied to the second transistor before the first transistor is deselected. and a supply circuit that stops.
【0029】さらに、この発明は、MOS型の第1のト
ランジスタ、この第1のトランジスタは半導体基板内に
所定間隔隔てて設けられたソース、ドレイン領域を構成
する拡散層と、前記半導体基板上に半導体基板と絶縁し
て設けられたワード線としてのゲートとを有し、メモリ
セルを選択する、この第1のトランジスタの一方の拡散
層上に形成され、第2のトランジスタのゲート電極を構
成する第1の半導体層と、前記第1の半導体層上に絶縁
して設けられた第2の半導体層、この第2の半導体層は
前記第1の半導体層と対応する部分が低不純物濃度のチ
ャネル領域とされ、その他の部分は高不純物濃度のプレ
ート電極とされ、記憶したデータの読出し時に高レベル
とされる、前記第2の半導体層上に絶縁して設けられた
第3の半導体層、この第3の半導体層の一端は前記第1
の半導体層に接続され、他端は前記プレート電極に接続
され、この第3の半導体層の前記第2の半導体層と対応
する一部分の不純物濃度はこれ以外の部分より低いチャ
ネル領域とされている。Further, the present invention provides a MOS type first transistor, and the first transistor includes a diffusion layer forming source and drain regions provided at a predetermined interval in a semiconductor substrate, and a diffusion layer forming a source and drain region provided on the semiconductor substrate. It has a gate as a word line provided insulated from the semiconductor substrate, and is formed on one diffusion layer of the first transistor that selects a memory cell, and forms the gate electrode of the second transistor. a first semiconductor layer; a second semiconductor layer provided insulated on the first semiconductor layer; the second semiconductor layer has a channel having a low impurity concentration in a portion corresponding to the first semiconductor layer; a third semiconductor layer provided insulated on the second semiconductor layer; One end of the third semiconductor layer is connected to the first
The third semiconductor layer is connected to the semiconductor layer, and the other end is connected to the plate electrode, and the impurity concentration of a portion of the third semiconductor layer corresponding to the second semiconductor layer is lower than that of the other portion. .
【0030】また、前記第1乃至第3の半導体層はポリ
シリコンによって構成されている。Further, the first to third semiconductor layers are made of polysilicon.
【0031】さらに、前記第3の半導体層はアモルファ
スシリコンによって構成されている。Furthermore, the third semiconductor layer is made of amorphous silicon.
【0032】また、前記第1乃至第3の半導体層は単結
晶シリコンによって構成されている。Further, the first to third semiconductor layers are made of single crystal silicon.
【0033】さらに、この発明は、ゲートがワード線に
接続され、電流通路の一端がビット線に接続され、メモ
リセルを選択する第1のトランジスタと、この第1のト
ランジスタによって選択され、記憶したデータに応じて
導通、非導通が決定される第2のトランジスタと、記憶
したデータの読出し時に前記第2のトランジスタに所定
レベルの電圧を供給するパルス発生手段と、前記第2の
トランジスタが導通した場合に導通され、前記ビット線
に前記パルス発生手段から出力される電流を供給する第
3のトランジスタと、前記ワード線を選択する選択信号
を生成する選択信号生成手段と、前記選択信号生成手段
から出力される選択信号に応じて、前記パルス発生手段
から出力されるパルス信号を前記第2、第3のトランジ
スタに供給する供給手段とを具備している。Furthermore, the present invention includes a first transistor whose gate is connected to a word line, one end of a current path is connected to a bit line, and which selects a memory cell; a second transistor whose conductivity is determined to be conductive or non-conductive depending on data; pulse generating means for supplying a voltage at a predetermined level to the second transistor when reading stored data; a third transistor that is turned on when the current is turned on and supplies a current output from the pulse generation means to the bit line; a selection signal generation means that generates a selection signal for selecting the word line; and supply means for supplying the pulse signal output from the pulse generation means to the second and third transistors in accordance with the output selection signal.
【0034】また、前記供給手段は、アンド回路によっ
て構成されている。[0034] Furthermore, the supply means is constituted by an AND circuit.
【0035】[0035]
【作用】すなわち、この発明によれば、第1のトランジ
スタに接続された第2のトランジスタは、セルキャパシ
タとして作用し、チャネル領域に反転層が形成されるか
否かは記憶データに応じて決定される。記憶データとし
て“1”が記憶された第2のトランジスタのチャネル領
域には反転層が形成され、この反転層が形成された第2
のトランジスタは記憶データの読出し時に、パルス発生
手段から所定の電圧が供給されると導通され、これに伴
って第3のトランジスタが導通される。したがって、こ
の第3のトランジスタおよび選択された第1のトランジ
スタを介してパルス発生手段からビット線に電流を供給
することができるため、CB /Cs 比に依存するこ
となく、高速、且つ高マージンでデータの読出しが可能
となる。[Operation] That is, according to the present invention, the second transistor connected to the first transistor acts as a cell capacitor, and whether or not an inversion layer is formed in the channel region is determined depending on the stored data. be done. An inversion layer is formed in the channel region of the second transistor in which “1” is stored as storage data, and the second transistor in which this inversion layer is formed
The transistor is turned on when a predetermined voltage is supplied from the pulse generating means when reading stored data, and the third transistor is accordingly turned on. Therefore, current can be supplied from the pulse generating means to the bit line through this third transistor and the selected first transistor, so that current can be supplied to the bit line at high speed and with a high margin, without depending on the CB /Cs ratio. Data can now be read.
【0036】しかも、第2、第3のトランジスタは薄膜
によって構成され、且つ、第3のトランジスタのゲート
電極が第2のトランジスタのチャネル領域を構成してい
るため、従来の1トランジスタ、1キャパシタのメモリ
セルと同等の面積によって構成することができる。Moreover, since the second and third transistors are formed of thin films, and the gate electrode of the third transistor forms the channel region of the second transistor, it is different from the conventional method of one transistor and one capacitor. It can be configured with an area equivalent to that of a memory cell.
【0037】[0037]
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。尚、図8と同一部分には同一符号を付
す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same parts as in FIG. 8 are given the same reference numerals.
【0038】図1は、この発明の等価回路を示すもので
あり、1つのメモリセルMCを示すものである。FIG. 1 shows an equivalent circuit of the present invention, and shows one memory cell MC.
【0039】例えばnチャネルの選択トランジスタQ1
のゲートはワード線WLに接続され、この選択トランジ
スタQ1のソースはビット線BLに接続されている。こ
の選択トランジスタQ1のドレインは、例えばnチャネ
ルのトランジスタQ2のゲートに接続されている。この
トランジスタQ2のドレインは、プレート電極PLに接
続され、ソースは例えばnチャネルのトランジスタQ3
のゲートに接続されている。このトランジスタQ3はビ
ット線の電流を駆動するものであり、このトランジスタ
Q3のドレインは前記プレート電極PLに接続され、ソ
ースは前記Q1のドレインおよびトランジスタQ2のゲ
ートに接続されている。前記プレート電極PLにはパル
ス発生回路11が接続されている。このパルス発生回路
11は、データの読出し時にプレート電極PLを昇圧す
るプレートパルスφpを出力するものである。For example, an n-channel selection transistor Q1
The gate of this selection transistor Q1 is connected to the word line WL, and the source of this selection transistor Q1 is connected to the bit line BL. The drain of this selection transistor Q1 is connected, for example, to the gate of an n-channel transistor Q2. The drain of this transistor Q2 is connected to the plate electrode PL, and the source is, for example, an n-channel transistor Q3.
connected to the gate. This transistor Q3 drives the current of the bit line, and the drain of this transistor Q3 is connected to the plate electrode PL, and the source is connected to the drain of the Q1 and the gate of the transistor Q2. A pulse generating circuit 11 is connected to the plate electrode PL. This pulse generating circuit 11 outputs a plate pulse φp that boosts the voltage of the plate electrode PL when reading data.
【0040】前記トランジスタQ2のゲートはメモリセ
ルの記憶ノードを構成し、この記憶ノードにデータ“1
”が記憶されている場合、このトランジスタQ2のチャ
ネル領域に反転層が形成されている。また、記憶ノード
にデータ“0”が記憶されている場合は、チャネル領域
に反転層が形成されない。The gate of the transistor Q2 constitutes a storage node of a memory cell, and data "1" is input to this storage node.
” is stored, an inversion layer is formed in the channel region of this transistor Q2. Further, if data “0” is stored in the storage node, no inversion layer is formed in the channel region.
【0041】上記構成において、図2を参照して、動作
原理について説明する。The principle of operation of the above configuration will be explained with reference to FIG.
【0042】トランジスタQ2に記憶されているデータ
を読出す場合、先ず、ワード線WLの選択に先立って、
パルス発生回路11から電圧Vpなるプレートパルスφ
pが出力される。この電圧Vpは電源電圧Vccよりも
高い電圧とする。トランジスタQ2はデータ“1”が記
憶されている場合、オン状態であり、ゲート電位は例え
ばV1である。トランジスタQ2のゲートはプレート電
極PLと容量結合されているため、プレートパルスφp
が出力された場合、トランジスタQ1のドレインとトラ
ンジスタQ2のゲートの接続ノードaの電位VaはV1
+Vpまで上昇される。接続ノードaの電位VaがV1
+Vpまで昇圧されると、トランジスタQ2のソースと
トランジスタQ3のゲートとの接続ノードbの電位Vb
はV1+Vp−Vth2 となる。ここで、Vth2
はトランジスタQ2の閾値電圧である。この電位Vbが
トランジスタQ3のゲートに供給されるため、トランジ
スタQ3はオン状態となり、接続ノードaの電位Vaは
V1+Vp−Vth2 −Vth3 、あるいはプレー
トパルスVpのうち低いほうの電圧が供給される。ここ
で、Vth3 はトランジスタQ3の閾値電圧であり、
図2は、接続ノードaの電位VaがプレートパルスVp
となった場合について示している。When reading the data stored in the transistor Q2, first, before selecting the word line WL,
A plate pulse φ having a voltage Vp is generated from the pulse generation circuit 11.
p is output. This voltage Vp is set to be higher than the power supply voltage Vcc. The transistor Q2 is in an on state when data "1" is stored, and its gate potential is, for example, V1. Since the gate of transistor Q2 is capacitively coupled to plate electrode PL, plate pulse φp
is output, the potential Va at the connection node a between the drain of transistor Q1 and the gate of transistor Q2 is V1.
Increased to +Vp. The potential Va of connection node a is V1
When the voltage is increased to +Vp, the potential Vb of the connection node b between the source of the transistor Q2 and the gate of the transistor Q3
becomes V1+Vp-Vth2. Here, Vth2
is the threshold voltage of transistor Q2. Since this potential Vb is supplied to the gate of the transistor Q3, the transistor Q3 is turned on, and the potential Va of the connection node a is supplied with the lower voltage of V1+Vp-Vth2-Vth3 or the plate pulse Vp. Here, Vth3 is the threshold voltage of transistor Q3,
In FIG. 2, the potential Va of the connection node a is the plate pulse Vp.
The case is shown below.
【0043】また、トランジスタQ2にデータ“0”が
記憶されている場合は、チャネル領域に反転層が形成さ
れないため、トランジスタQ2はプレートパルスφpが
供給された場合においても、接続ノードa、bの電位V
a、Vbはいずれも変化しない。尚、ビット線BLの電
位はVBLに初期設定されている。Furthermore, when data "0" is stored in transistor Q2, no inversion layer is formed in the channel region, so transistor Q2 maintains the connection between connection nodes a and b even when plate pulse φp is supplied. Potential V
Both a and Vb do not change. Note that the potential of the bit line BL is initially set to VBL.
【0044】次に、ワード線WLが活性化され、選択ト
ランジスタQ1が選択されると、接続ノードaとビット
線BLが接続される。トランジスタQ2にデータ“1”
が記憶されている場合、接続ノードaの電荷がビット線
BLに転送され、ビット線BLの電位は(1)式に示す
ようになる。また、トランジスタQ2にデータ“0”が
記憶されている場合、ビット線BLの電位は(2)式に
示すようになる。Next, when the word line WL is activated and the selection transistor Q1 is selected, the connection node a and the bit line BL are connected. Data “1” in transistor Q2
is stored, the charge on the connection node a is transferred to the bit line BL, and the potential of the bit line BL becomes as shown in equation (1). Further, when data "0" is stored in the transistor Q2, the potential of the bit line BL becomes as shown in equation (2).
【0045】さらに、データ“1”を読出す場合は、上
記のようにトランジスタQ3がオンとなるため、トラン
ジスタQ3、Q1を介してパルス発生回路11からビッ
ト線BLに電流が流れる。したがって、接続ノードa、
およびビット線BLは一定の傾きで充電される。Further, when reading data "1", transistor Q3 is turned on as described above, so a current flows from pulse generating circuit 11 to bit line BL via transistors Q3 and Q1. Therefore, connection node a,
And the bit line BL is charged with a constant slope.
【0046】次に、ワード線WLが選択された後、所定
時間が経過すると、図示せぬセンスアンプが動作し、ビ
ット線に読出された電圧が増幅される。Next, after a predetermined time has elapsed after the word line WL is selected, a sense amplifier (not shown) operates and the voltage read to the bit line is amplified.
【0047】この実施例では、“1”データが読出され
た場合のビット線のレベルは、トランジスタQ3から供
給される電流によってビット線電位VBL以上に上昇さ
れる。このため、センスアンプを使用しなくとも、所定
レベルのデータを得ることが可能である。In this embodiment, the level of the bit line when "1" data is read is raised to above bit line potential VBL by the current supplied from transistor Q3. Therefore, it is possible to obtain data at a predetermined level without using a sense amplifier.
【0048】この後、ワード線WLが選択されている状
態でプレートパルスφpが遮断される。このため、デー
タ“1”が記憶されているトランジスタQ2の接続ノー
ドbの電位Vbが0Vとなり、トランジスタQ3がオフ
状態となってビット線BLへの電流供給が停止される。
したがって、トランジスタQ3はワード線WLが選択さ
れてからプレートパルスφpが遮断されるまでの期間、
すなわち、図2にtで示す期間、ビット線BLに電流を
供給することとなる。Thereafter, the plate pulse φp is cut off while the word line WL is selected. Therefore, the potential Vb of the connection node b of the transistor Q2 in which data "1" is stored becomes 0V, the transistor Q3 is turned off, and the current supply to the bit line BL is stopped. Therefore, the transistor Q3 operates during the period from when the word line WL is selected until the plate pulse φp is cut off.
That is, a current is supplied to the bit line BL for a period indicated by t in FIG. 2.
【0049】尚、トランジスタQ2にデータ“0”が記
憶されている場合において、プレートパルスφpにより
、接続ノードaの電位が容量結合によって“0”記憶レ
ベルより上昇しない条件は、V1 >Vth2 である
。また、ワード線選択時に“0”記憶レベルはビット線
の電位VBLに接近するが、トランジスタQ2はオフし
ていなければならない。このため、トランジスタQ2の
閾値とビット線の電位VBLとは、Vth2 >VBL
の条件を満足する必要がある。When data "0" is stored in the transistor Q2, the condition that the potential of the connection node a does not rise above the "0" storage level due to capacitive coupling due to the plate pulse φp is V1 > Vth2. . Further, when the word line is selected, the "0" storage level approaches the bit line potential VBL, but the transistor Q2 must be turned off. Therefore, the threshold value of transistor Q2 and the potential VBL of the bit line are Vth2 > VBL
must satisfy the following conditions.
【0050】また、データの書込み動作においては、プ
レート電圧Vpは0Vのままであるため、トランジスタ
Q3がオンすることはない。Furthermore, in the data write operation, since the plate voltage Vp remains at 0V, the transistor Q3 is not turned on.
【0051】図3は、図1に示すトランジスタQ2とト
ランジスタQ3を薄膜トランジスタ(Thin Fil
m Transistor:TFT)を用いて構成した
場合の等価回路を示すものである。FIG. 3 shows that transistor Q2 and transistor Q3 shown in FIG.
2 shows an equivalent circuit configured using a TFT (Transistor: TFT).
【0052】すなわち、トランジスタQ2とトランジス
タQ3は積層構造とされ、トランジスタQ2のソース・
ドレイン領域とトランジスタQ3のゲートが共用されて
いる。That is, transistor Q2 and transistor Q3 have a stacked structure, and the source and
The drain region and the gate of transistor Q3 are shared.
【0053】図4は図3の断面構造を示すものである。
前記トランジスタQ2、Q3は、選択トランジスタQ1
の拡散層上に形成されている。すなわち、p型の半導体
基板12内にはnチャネルのトランジスタQ1を構成す
るソースS・ドレインDが設けられている。この半導体
基板12上には酸化膜16が設けられ、この酸化膜16
上にはワード線WLとしてのゲートG1が設けられてい
る。このトランジスタQ1のドレインD上には、トラン
ジスタQ2のゲートG2を構成するポリシリコン薄膜1
3が形成されている。このポリシリコン薄膜13の上部
には絶縁膜17が設けられ、この絶縁膜17上にポリシ
リコン薄膜14が設けられている。このポリシリコン薄
膜14には、トランジスタQ2のチャネル領域CH2を
構成するとともに、トランジスタQ3のゲートG3を構
成する低不純物濃度のn− 領域が設けられ、さらに、
プレート電極PLを構成する高不純物濃度のn+ 領域
が設けられている。また、ポリシリコン薄膜13とポリ
シリコン薄膜14およびこれらの相互間に介在された絶
縁膜17によってセルキャパシタが構成されている。FIG. 4 shows the cross-sectional structure of FIG. 3. The transistors Q2 and Q3 are the selection transistor Q1
is formed on the diffusion layer. That is, a source S and a drain D forming an n-channel transistor Q1 are provided in the p-type semiconductor substrate 12. An oxide film 16 is provided on this semiconductor substrate 12, and this oxide film 16
A gate G1 serving as a word line WL is provided above. On the drain D of this transistor Q1, there is a polysilicon thin film 1 that constitutes the gate G2 of the transistor Q2.
3 is formed. An insulating film 17 is provided on top of this polysilicon thin film 13, and a polysilicon thin film 14 is provided on this insulating film 17. This polysilicon thin film 14 is provided with an n- region with a low impurity concentration, which constitutes the channel region CH2 of the transistor Q2 and the gate G3 of the transistor Q3.
An n+ region with a high impurity concentration constituting the plate electrode PL is provided. Further, a cell capacitor is constituted by the polysilicon thin film 13, the polysilicon thin film 14, and the insulating film 17 interposed between them.
【0054】前記ポリシリコン薄膜14の上部には、絶
縁膜18が設けられ、この絶縁膜18上にポリシリコン
薄膜15が設けられている。このポリシリコン薄膜15
には、トランジスタQ3のチャネル領域CH3を構成す
る低不純物濃度のn− 領域、およびソース、ドレイン
を構成する高不純物濃度のn+ 領域が設けられている
。このポリシリコン薄膜15の一端は前記ポリシリコン
薄膜13に接続され、他端は前記ポリシリコン薄膜14
のプレート電極PLに接続されている。An insulating film 18 is provided above the polysilicon thin film 14, and a polysilicon thin film 15 is provided on this insulating film 18. This polysilicon thin film 15
An n- region with a low impurity concentration constitutes the channel region CH3 of the transistor Q3, and an n+ region with a high impurity concentration constitutes the source and drain. One end of this polysilicon thin film 15 is connected to the polysilicon thin film 13, and the other end is connected to the polysilicon thin film 14.
is connected to the plate electrode PL.
【0055】これらの構造上には、絶縁膜19を介して
ビット線BLが設けられ、このビット線BLは前記トラ
ンジスタQ1のソースSと接続されている。同図におい
て、記憶ノードとしてのゲートG2に記憶されたデータ
“1”を読出す場合、プレート電極PLに供給された電
流は、同図に矢印Aで示すごとく、ポリシリコン薄膜1
5、13、トランジスタQ1のドレイン、ソースを順次
通ってビット線BLへ流れる。A bit line BL is provided on these structures via an insulating film 19, and this bit line BL is connected to the source S of the transistor Q1. In the figure, when reading data "1" stored in the gate G2 as a storage node, the current supplied to the plate electrode PL flows through the polysilicon thin film 1 as shown by arrow A in the figure.
5, 13, and flows to the bit line BL through the drain and source of the transistor Q1 in sequence.
【0056】図5は、前記パルス発生回路11の一例を
示すものであり、図6は各部の信号を示すものである。
このパルス発生回路11は、記憶データの読出し時に、
選択トランジスタの選択以前に前記プレート電極を昇圧
し、選択トランジスタの選択が解除される以前に前記プ
レート電極を降圧する。FIG. 5 shows an example of the pulse generating circuit 11, and FIG. 6 shows signals of each part. This pulse generating circuit 11, when reading stored data,
The voltage of the plate electrode is increased before the selection transistor is selected, and the voltage of the plate electrode is decreased before the selection transistor is deselected.
【0057】すなわち、このパルス発生回路11は、R
AS(Row Address Strobe)の立ち
下がりに応じて所定時間パルス信号φtpを発生するタ
イミングパルス発生回路21、発振回路22から出力さ
れる90°位相が相違したパルス信号φ1 、φ2 に
応じて、電源電圧Vccを所定の電圧Vpに昇圧する昇
圧回路23、前記タイミングパルス発生回路21から出
力されるパルス信号φtpに応じて、前記昇圧回路23
から出力される電圧Vpをプレートパルスφpとして出
力する出力回路24とによって構成されている。That is, this pulse generating circuit 11 has R
The power supply voltage is adjusted according to pulse signals φ1 and φ2 having a 90° phase difference output from a timing pulse generation circuit 21 and an oscillation circuit 22, which generate a pulse signal φtp for a predetermined time in response to the falling edge of an AS (Row Address Strobe). A booster circuit 23 that boosts Vcc to a predetermined voltage Vp;
The output circuit 24 outputs the voltage Vp output from the plate pulse φp as a plate pulse φp.
【0058】前記タイミングパルス発生回路21は、主
として遅延回路21aおよびナンド回路21b等によっ
て構成され、RASの立ち下がりに対応して、パルス信
号φtpを発生する。すなわち、RASがハイレベルの
場合、タイミングパルス発生回路21の出力はローレベ
ルとなっている。また、RASがローレベルとなると、
タイミングパルス発生回路21は、ハイレベルのタイミ
ングパルス信号φtpを出力する。このパルス信号φt
pは遅延回路21aに設定された遅延時間に対応するパ
ルス幅を有している。The timing pulse generating circuit 21 is mainly composed of a delay circuit 21a, a NAND circuit 21b, etc., and generates a pulse signal φtp in response to the falling edge of RAS. That is, when RAS is at a high level, the output of the timing pulse generation circuit 21 is at a low level. Also, when RAS becomes low level,
The timing pulse generation circuit 21 outputs a high level timing pulse signal φtp. This pulse signal φt
p has a pulse width corresponding to the delay time set in the delay circuit 21a.
【0059】前記発振回路22は位相が90°相違した
パルス信号φ1 、φ2 を発生しており、これらパル
ス信号φ1 、φ2 は昇圧回路23を構成するキャパ
シタに供給されている。The oscillation circuit 22 generates pulse signals φ1 and φ2 having a phase difference of 90°, and these pulse signals φ1 and φ2 are supplied to a capacitor constituting a booster circuit 23.
【0060】昇圧回路23は、複数のキャパシタ23a
とダイオード接続された複数のトランジスタ23b、お
よびリミッタ23cによって構成され、パルス信号φ1
、φ2 に応じて、キャパシタ23aと複数のトラン
ジスタ23bを用いて電源電圧Vccを昇圧し、リミッ
タ23cによって所定の電圧Vpを生成している。The booster circuit 23 includes a plurality of capacitors 23a.
A plurality of transistors 23b diode-connected to the pulse signal φ1 and a limiter 23c.
, φ2, a capacitor 23a and a plurality of transistors 23b are used to boost the power supply voltage Vcc, and a limiter 23c generates a predetermined voltage Vp.
【0061】出力回路24はタイミングパルス発生回路
21から出力されるパルス信号φtpに応じて、前記昇
圧回路23から出力される電圧Vpをプレートパルスφ
pとして出力する。すなわち、RASがハイレベルの場
合は、パルス信号φtpがローレベルであるため、出力
回路24では昇圧回路23の出力が選択されず、プレー
トパルスφpはローレベルとなっている。また、RAS
がローレベルとなると、パルス信号φtpがハイレベル
となり、出力回路24によって昇圧回路23の出力が選
択され、電位Vpがプレートパルスφpとして出力され
る。このプレートパルスφpのパルス幅はタイミングパ
ルス発生回路21に設定された遅延時間に対応している
。The output circuit 24 converts the voltage Vp output from the booster circuit 23 into a plate pulse φ according to the pulse signal φtp output from the timing pulse generation circuit 21.
Output as p. That is, when RAS is at a high level, the pulse signal φtp is at a low level, so the output circuit 24 does not select the output of the booster circuit 23, and the plate pulse φp is at a low level. Also, R.A.S.
When becomes low level, the pulse signal φtp becomes high level, the output of the booster circuit 23 is selected by the output circuit 24, and the potential Vp is outputted as the plate pulse φp. The pulse width of this plate pulse φp corresponds to the delay time set in the timing pulse generation circuit 21.
【0062】上記実施例によれば、セルキャパシタを構
成するトランジスタQ2にデータ“1”が記憶されてい
る場合、チャネル領域CH2に反転層が形成されている
。このため、データの読出し時にプレート電極PLを昇
圧すると、このトランジスタQ2がオンとなるとともに
、トランジスタQ3がオンとなり、トランジスタQ1が
選択された場合、トランジスタQ3、Q1を介してパル
ス発生回路11からビット線BLに電流を供給できる。
したがって、センアンプの動作マージンを大幅に改善す
ることができる。According to the above embodiment, when data "1" is stored in the transistor Q2 constituting the cell capacitor, an inversion layer is formed in the channel region CH2. Therefore, when the plate electrode PL is boosted at the time of reading data, this transistor Q2 is turned on, and the transistor Q3 is also turned on. Current can be supplied to the line BL. Therefore, the operating margin of the sensor amplifier can be significantly improved.
【0063】しかも、ビット線への転送電荷を増加して
いるため、DRAMが大容量化、超微細化された場合、
および電源電圧が5V以下に、低電圧化された場合にお
いても、CB /Cs 比に依存することなく、高速で
データの読出しが可能となる。Moreover, since the amount of charge transferred to the bit line is increased, when DRAM becomes larger in capacity and becomes ultra-fine,
Even when the power supply voltage is lowered to 5 V or less, data can be read out at high speed without depending on the CB /Cs ratio.
【0064】また、薄膜技術によってトランジスタQ2
とQ3を積層構造とし、トランジスタQ3のゲートとト
ランジスタQ2のチャネル領域とを共用している。した
がって、セルの面積を従来の1トランジスタ、1キャパ
シタのDRAMと同等、若しくはそれ以上に縮小するこ
とができる。[0064] Also, by thin film technology, transistor Q2
and Q3 have a stacked structure, and the gate of transistor Q3 and the channel region of transistor Q2 are shared. Therefore, the area of the cell can be reduced to the same size or more than that of a conventional one-transistor, one-capacitor DRAM.
【0065】さらに、パルス発生回路13は、データの
読出し時に短時間だけプレート電極を昇圧している。し
たがって、従来のように常時プレート電極を昇圧してい
ないため、ゲート酸化膜の劣化を防止でき、信頼性を向
上することができるものである。Furthermore, the pulse generating circuit 13 boosts the voltage of the plate electrode for a short time when reading data. Therefore, since the voltage on the plate electrode is not constantly increased as in the prior art, deterioration of the gate oxide film can be prevented and reliability can be improved.
【0066】また、記憶データの読出し時にトランジス
タQ3、トランジスタQ1を介してビット線に電流を供
給しているため、ソフトエラー率を改善することができ
る。Furthermore, since current is supplied to the bit line via transistor Q3 and transistor Q1 when reading stored data, the soft error rate can be improved.
【0067】尚、上記薄膜13、14はポリシリコンに
よって形成したが、アモルファス・シリコンを使用する
ことも可能である。Although the thin films 13 and 14 are formed of polysilicon, amorphous silicon may also be used.
【0068】さらに、上記薄膜13、14は、単結晶シ
リコンによって形成することも可能である。この場合、
薄膜である必要はない。Furthermore, the thin films 13 and 14 can also be formed of single crystal silicon. in this case,
It does not have to be a thin film.
【0069】また、上記実施例では、トランジスタQ2
、Q3をスタック構造によって形成したが、これに限定
されるものではなく、トレンチ構造あるいはこれらの組
合わせ構造によって形成することも可能である。Furthermore, in the above embodiment, the transistor Q2
, Q3 are formed by a stacked structure, but are not limited to this, and may be formed by a trench structure or a combination thereof.
【0070】図7は、この発明の第3の実施例を示すも
のであり、図1、図3と同一部分には同一符号を付す。FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention, and the same parts as in FIGS. 1 and 3 are given the same reference numerals.
【0071】メモリセルMCはマトリクス状に配設され
ている。ビット線BL1〜BLnの一端はセンスアンプ
91を介してカラムデコーダ92に接続されている。ま
た、ワード線WL1〜WLnの一端はローデコーダ93
に接続されている。メモリセルMCはこれらカラムデコ
ーダ92およびローデコーダ93によって選択され、メ
モリセルMCから読出されたデータはセンスアンプ92
に供給される。Memory cells MC are arranged in a matrix. One ends of the bit lines BL1 to BLn are connected to a column decoder 92 via a sense amplifier 91. Further, one end of the word lines WL1 to WLn is connected to a row decoder 93.
It is connected to the. Memory cell MC is selected by column decoder 92 and row decoder 93, and data read from memory cell MC is sent to sense amplifier 92.
supplied to
【0072】前記ワード線WL1〜WLnの他端は、ア
ンド回路A1〜Anの一方入力端に接続されている。こ
れらアンド回路A1〜Anの一方入力端はパルス発生部
11に接続されている。これらアンド回路A1〜Anの
出力端は、それぞれプレート電極PL1〜PLnに接続
されている。The other ends of the word lines WL1 to WLn are connected to one input terminal of AND circuits A1 to An. One input terminal of these AND circuits A1 to An is connected to the pulse generator 11. Output ends of these AND circuits A1-An are connected to plate electrodes PL1-PLn, respectively.
【0073】上記構成において、アンド回路A1〜An
は、ワード線によって選択された場合のみパルス発生部
11から出力されるパルス信号をプレート電極に供給す
る。したがって、パルス発生部11はワード線によって
選択されたロー方向のメモリセルのみ駆動すればよいた
め、パルス発生部11の駆動能力を低減することができ
る。In the above configuration, AND circuits A1 to An
supplies a pulse signal output from the pulse generator 11 to the plate electrode only when selected by the word line. Therefore, since the pulse generator 11 only needs to drive the memory cells in the row direction selected by the word line, the driving capability of the pulse generator 11 can be reduced.
【0074】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、発明の要旨を変えない範囲において、種
々変形実施可能なことは勿論である。It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
【0075】[0075]
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれば
、大容量化、超微細化および低電圧化が進んだ場合にお
いても、CB /Cs 比に依存することなく、高速、
且つ、確実に記憶データを読出すことが可能な半導体記
憶装置を提供Effects of the Invention As detailed above, according to the present invention, even when large capacity, ultra-fine design, and low voltage have progressed, high speed and
In addition, a semiconductor memory device capable of reliably reading stored data is provided.
【図1】この発明の一実施例を示す等価回路図。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1の動作を説明するために示す波形図。FIG. 2 is a waveform diagram shown to explain the operation of FIG. 1;
【図3】この発明の第2の実施例を示す等価回路図。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing a second embodiment of the invention.
【図4】図3に示すセルの構造を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the cell shown in FIG. 3.
【図5】図1に示すパルス発生回路の一例を示す回路図
。FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the pulse generation circuit shown in FIG. 1;
【図6】図5の動作を説明するために示す波形図。FIG. 6 is a waveform diagram shown to explain the operation of FIG. 5;
【図7】この発明の第3の実施例を示す回路構成図。FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the invention.
【図8】従来のDRAMのメモリセルを示す等価回路図
。FIG. 8 is an equivalent circuit diagram showing a memory cell of a conventional DRAM.
【図9】図8に示すメモリセルの構成を示す平面図。FIG. 9 is a plan view showing the configuration of the memory cell shown in FIG. 8;
【図10】図9の10−10線に沿った断面図。10 is a cross-sectional view taken along line 10-10 in FIG. 9. FIG.
【図11】従来の周辺回路を含めたDRAMを示す回路
図。FIG. 11 is a circuit diagram showing a conventional DRAM including peripheral circuits.
【図12】図11の動作を説明するために示す波形図。FIG. 12 is a waveform diagram shown to explain the operation of FIG. 11;
Q1,Q2,Q3…トランジスタ,11…パルス発生回
路,BL…ビット線,WL…ワード線。Q1, Q2, Q3...Transistor, 11...Pulse generation circuit, BL...Bit line, WL...Word line.
Claims (14)
路の一端がビット線に接続され、メモリセルを選択する
第1のトランジスタと、この第1のトランジスタによっ
て選択され、記憶したデータに応じて導通、非導通が決
定される第2のトランジスタと、記憶したデータの読出
し時に前記第2のトランジスタに所定レベルの電圧を供
給するパルス発生手段と、前記第2のトランジスタが導
通した場合に導通され、前記ビット線に前記パルス発生
手段から出力される電流を供給する第3のトランジスタ
と、を具備したことを特徴とする半導体記憶装置。1. A first transistor whose gate is connected to a word line, one end of a current path is connected to a bit line, and which selects a memory cell; a second transistor that is determined to be conductive or non-conductive; pulse generating means that supplies a voltage at a predetermined level to the second transistor when reading stored data; , and a third transistor that supplies a current output from the pulse generating means to the bit line.
膜によって構成され、前記第3のトランジスタのゲート
電極は第2のトランジスタのチャネル領域によって構成
されていることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶
装置。2. The second and third transistors are formed of thin films, and the gate electrode of the third transistor is formed of a channel region of the second transistor. semiconductor storage device.
シリコンによって構成され、これらのチャネル領域の不
純物濃度は、これらの他の部分の不純物濃度より低くさ
れていることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装
置。3. The second and third transistors are made of polysilicon, and the impurity concentration in their channel regions is lower than the impurity concentration in other parts. The semiconductor storage device described above.
発生する発振回路と、この発振回路によって発生された
パルス信号を所定の電位に昇圧する昇圧回路と、記憶し
たデータの読出し時に、前記第1のトランジスタが選択
される以前に前記昇圧回路から出力される所定の電位を
前記第2のトランジスタに供給し、第1のトランジスタ
の選択が解除される以前に前記第2のトランジスタに対
する前記電位の供給を停止する供給回路とを有すること
を特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。4. The pulse generating means includes an oscillation circuit that generates a pulse signal, a booster circuit that boosts the pulse signal generated by the oscillation circuit to a predetermined potential, and a booster circuit that boosts the pulse signal generated by the oscillation circuit to a predetermined potential. A predetermined potential output from the booster circuit is supplied to the second transistor before the transistor is selected, and the potential is supplied to the second transistor before the first transistor is deselected. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a supply circuit for stopping the operation.
路の一端がビット線に接続された第1のトランジスタと
、ゲートが前記第1のトランジスタの電流通路の他端に
接続され、第1のトランジスタによって選択される第2
のトランジスタ、この第2のトランジスタは記憶したデ
ータに応じて導通、非導通が決定される、前記第2のト
ランジスタの電流通路の一端に接続されたパルス発生手
段、このパルス発生手段は記憶データの読出し時に、前
記第2のトランジスタに所定レベルの電圧を供給する、
ゲートが前記第2のトランジスタの電流通路の他端に接
続され、電流通路の一端が前記第1のトランジスタの電
流通路の他端に接続され、他端が前記パルス発生手段に
接続された第3のトランジスタ、この第3のトランジス
タは前記第2のトランジスタが導通した場合に導通され
、前記パルス発生手段から出力される電流を前記ビット
線に供給することを特徴とする半導体記憶装置。5. A first transistor having a gate connected to a word line and one end of a current path connected to a bit line; and a first transistor having a gate connected to the other end of the current path of the first transistor. the second selected by the transistor
transistor, this second transistor is determined to be conductive or non-conductive depending on the stored data, pulse generating means connected to one end of the current path of the second transistor, this pulse generating means is connected to one end of the current path of the second transistor, this pulse generating means is supplying a voltage at a predetermined level to the second transistor during reading;
a third transistor having a gate connected to the other end of the current path of the second transistor, one end of the current path connected to the other end of the current path of the first transistor, and the other end connected to the pulse generating means; A semiconductor memory device characterized in that the third transistor is made conductive when the second transistor is made conductive, and supplies the current output from the pulse generating means to the bit line.
膜によって構成され、前記第3のトランジスタのゲート
電極は第2のトランジスタのチャネル領域によって構成
されていることを特徴とする請求項5記載の半導体記憶
装置。6. The second and third transistors are formed of thin films, and the gate electrode of the third transistor is formed of a channel region of the second transistor. semiconductor storage device.
シリコンによって構成され、これらのチャネル領域の不
純物濃度は、これらの他の部分の不純物濃度より低くさ
れていることを特徴とする請求項5記載の半導体記憶装
置。7. The second and third transistors are made of polysilicon, and the impurity concentration of these channel regions is lower than the impurity concentration of these other parts. The semiconductor storage device described above.
発生する発振回路と、この発振回路によって発生された
パルス信号を所定の電位に昇圧する昇圧回路と、記憶デ
ータの読出し時に、前記第1のトランジスタが選択され
る以前に前記昇圧回路から出力される所定の電位を前記
第2のトランジスタに供給し、第1のトランジスタの選
択が解除される以前に前記第2のトランジスタに対する
前記電位の供給を停止する供給回路とを有することを特
徴とする請求項5記載の半導体記憶装置。8. The pulse generating means includes an oscillation circuit that generates a pulse signal, a booster circuit that boosts the pulse signal generated by the oscillation circuit to a predetermined potential, and a booster circuit that boosts the pulse signal generated by the oscillation circuit to a predetermined potential. A predetermined potential output from the booster circuit is supplied to the second transistor before the transistor is selected, and the potential is supplied to the second transistor before the first transistor is deselected. 6. The semiconductor memory device according to claim 5, further comprising a supply circuit that stops.
第1のトランジスタは半導体基板内に所定間隔隔てて設
けられたソース、ドレイン領域を構成する拡散層と、前
記半導体基板上に半導体基板と絶縁して設けられたワー
ド線としてのゲートとを有し、メモリセルを選択する、
この第1のトランジスタの一方の拡散層上に形成され、
第2のトランジスタのゲート電極を構成する第1の半導
体層と、前記第1の半導体層上に絶縁して設けられた第
2の半導体層、この第2の半導体層は前記第1の半導体
層と対応する部分が低不純物濃度のチャネル領域とされ
、その他の部分は高不純物濃度のプレート電極とされ、
記憶したデータの読出し時に高レベルとされる、前記第
2の半導体層上に絶縁して設けられた第3の半導体層、
この第3の半導体層の一端は前記第1の半導体層に接続
され、他端は前記プレート電極に接続され、この第3の
半導体層の前記第2の半導体層と対応する一部分の不純
物濃度はこれ以外の部分より低いチャネル領域とされて
いることを特徴とする半導体記憶装置。9. A MOS type first transistor, the first transistor comprising a diffusion layer forming a source and drain region provided at a predetermined distance in a semiconductor substrate, and a diffusion layer formed on the semiconductor substrate and insulated from the semiconductor substrate. and a gate as a word line provided as a word line to select a memory cell,
formed on one diffusion layer of this first transistor,
a first semiconductor layer constituting a gate electrode of a second transistor; a second semiconductor layer provided insulated on the first semiconductor layer; the second semiconductor layer is the first semiconductor layer; The part corresponding to the channel region is a channel region with a low impurity concentration, and the other part is a plate electrode with a high impurity concentration.
a third semiconductor layer insulated and provided on the second semiconductor layer, which is set at a high level when reading stored data;
One end of the third semiconductor layer is connected to the first semiconductor layer, the other end is connected to the plate electrode, and the impurity concentration of a portion of the third semiconductor layer corresponding to the second semiconductor layer is A semiconductor memory device characterized by having a channel region lower than other parts.
シリコンによって構成されていることを特徴とする請求
項9記載の半導体記憶装置。10. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein the first to third semiconductor layers are made of polysilicon.
シリコンによって構成されていることを特徴とする請求
項9記載の半導体記憶装置。11. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein the third semiconductor layer is made of amorphous silicon.
晶シリコンによって構成されていることを特徴とする請
求項9記載の半導体記憶装置。12. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein the first to third semiconductor layers are made of single crystal silicon.
通路の一端がビット線に接続され、メモリセルを選択す
る第1のトランジスタと、この第1のトランジスタによ
って選択され、記憶したデータに応じて導通、非導通が
決定される第2のトランジスタと、記憶したデータの読
出し時に前記第2のトランジスタに所定レベルの電圧を
供給するパルス発生手段と、前記第2のトランジスタが
導通した場合に導通され、前記ビット線に前記パルス発
生手段から出力される電流を供給する第3のトランジス
タと、前記ワード線を選択する選択信号を生成する選択
信号生成手段と、前記選択信号生成手段から出力される
選択信号に応じて、前記パルス発生手段から出力される
パルス信号を前記第2、第3のトランジスタに供給する
供給手段と、を具備することを特徴とする半導体記憶装
置13. A first transistor whose gate is connected to a word line, one end of a current path is connected to a bit line, and which selects a memory cell; a second transistor that is determined to be conductive or non-conductive; pulse generating means that supplies a voltage at a predetermined level to the second transistor when reading stored data; , a third transistor for supplying a current output from the pulse generation means to the bit line; a selection signal generation means for generating a selection signal for selecting the word line; and a selection output from the selection signal generation means. A semiconductor memory device comprising supply means for supplying a pulse signal output from the pulse generation means to the second and third transistors in accordance with a signal.
って構成されていることを特徴とする請求項13記載の
半導体記憶装置。14. The semiconductor memory device according to claim 13, wherein the supply means is constituted by an AND circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3120503A JPH0834057B2 (en) | 1990-05-24 | 1991-05-24 | Semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2-134937 | 1990-05-24 | ||
JP13493790 | 1990-05-24 | ||
JP3120503A JPH0834057B2 (en) | 1990-05-24 | 1991-05-24 | Semiconductor memory device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04228177A true JPH04228177A (en) | 1992-08-18 |
JPH0834057B2 JPH0834057B2 (en) | 1996-03-29 |
Family
ID=26458075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3120503A Expired - Fee Related JPH0834057B2 (en) | 1990-05-24 | 1991-05-24 | Semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0834057B2 (en) |
-
1991
- 1991-05-24 JP JP3120503A patent/JPH0834057B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0834057B2 (en) | 1996-03-29 |
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