JPH0471267A - Semiconductor memory - Google Patents
Semiconductor memoryInfo
- Publication number
- JPH0471267A JPH0471267A JP2184863A JP18486390A JPH0471267A JP H0471267 A JPH0471267 A JP H0471267A JP 2184863 A JP2184863 A JP 2184863A JP 18486390 A JP18486390 A JP 18486390A JP H0471267 A JPH0471267 A JP H0471267A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- layers
- regions
- type semiconductor
- memory device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 179
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000015654 memory Effects 0.000 abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000006386 memory function Effects 0.000 description 1
- XZWYZXLIPXDOLR-UHFFFAOYSA-N metformin Chemical compound CN(C)C(=N)NC(N)=N XZWYZXLIPXDOLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔目次」
概要
産業上の利用分野
従来の技術(第15図〜第18図)
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段(第1図)
作用
実施例
原理(第2図〜第4図)
第1実施例(第5図)
第2実施例(第6図)
第3実施例(第7図)
第4実施例(第8図)
第5実施例(第9図)
第6実施例(第10図)
第7実施例(第11図)
第8実施例(第12図)
第9実施例(第13図)
第10実施例(第14図)
発明の効果
〔概要〕
L S I (LaBe 5cale InteH+
atiop )メモリ等の半導体記憶装置に係り、特に
薄膜トランジスタ(TFT:Th1n Film T+
am+i+te+)技術を用いたS RA M (S+
a+i+ Raodom Accz+ Memory
)に関し、
薄膜技術を用いて高密度化を図りうる半導体記憶装置を
提供することを目的とし、
チャネル領域を介して隣接するP形半導体領域およびN
形半導体領域を有する薄膜の半導体層が2層一対で形成
され、前記両生導体層はそれぞれのP形半導体領域およ
びN形半導体領域同士か互に対面する位置に配置され、
かつ、前記両半導体層間に絶縁層4が介在されるように
構成する。[Detailed description of the invention] [Table of contents] Overview Industrial field of application Conventional technology (Figures 15 to 18) Problems to be solved by the invention Means for solving the problems (Figure 1) Working examples Principle (Figures 2 to 4) First embodiment (Figure 5) Second embodiment (Figure 6) Third embodiment (Figure 7) Fourth embodiment (Figure 8) Fifth embodiment (Figure 9) Sixth embodiment (Figure 10) Seventh embodiment (Figure 11) Eighth embodiment (Figure 12) Ninth embodiment (Figure 13) Tenth embodiment (Figure 14) Effects of the invention [Summary] LSI (LaBe 5cale InteH+
atiop) Pertains to semiconductor storage devices such as memories, especially thin film transistors (TFTs).
am+i+te+) technology using S RAM (S+
a+i+ Raodom Accz+ Memory
), the purpose is to provide a semiconductor memory device that can achieve high density using thin film technology, and to
A pair of thin film semiconductor layers each having a type semiconductor region are formed as a pair of two layers, and the amphibian conductor layer is disposed at a position where each of the P-type semiconductor region and the N-type semiconductor region faces each other,
Further, the structure is such that an insulating layer 4 is interposed between both the semiconductor layers.
本発明は、L S i (Large 5cale I
ntegration )メモリ等の半導体記憶装置に
係り、特に薄膜トランジスタ(TFT:Tb1n Fi
lm Tram+1ste+)技術を用いたS RAM
(Static Ramdom Access Me
mo「y )に関する。The present invention is based on L Si (Large 5cale I
(integration) memory and other semiconductor storage devices, especially thin film transistors (TFTs: Tb1n Fi
S RAM using lmTram+1ste+) technology
(Static Ramdom Access Me
Regarding mo ``y''.
LSIメモリとしてのSRAMは、データ保持時の消費
電力が小さいという特長を有しており、各種コンピュー
タシステムに採用されている。SRAM as an LSI memory has a feature of low power consumption when holding data, and is used in various computer systems.
LSIメモリにはチップサイズの小形化、低消電力化、
大容量化が要請されている。それに伴なってSRAMの
記憶単位(メモリセル)であるフリップフロップ回路を
微細化することが必要となる。LSI memory requires smaller chip size, lower power consumption,
Larger capacity is required. Accordingly, it is necessary to miniaturize the flip-flop circuit, which is the storage unit (memory cell) of the SRAM.
SRAMのメモリセルとしては、従来、次のようなもの
が知られている。Conventionally, the following types of SRAM memory cells are known.
(1)CMO3形セル
これは、PMOSトランジスタT2およびNMO8hラ
ンジスタT3からなるCMOSインバータと、PMOS
トランジスタT4およびNMOSトランジスタT5から
なるCMOSインバータとの二つのCMOSインバータ
を用いたフリップフロップを形成し、これにトランスフ
ァーゲートT、T6を組合せた6トランジスタ形の■
メモリセルである(第15図)。(1) CMO3 type cell This is a CMOS inverter consisting of a PMOS transistor T2 and an NMO8h transistor T3, and a PMOS
This is a 6-transistor type memory cell (FIG. 15) in which a flip-flop is formed using two CMOS inverters, a CMOS inverter consisting of a transistor T4 and an NMOS transistor T5, and transfer gates T and T6 are combined with this flip-flop (FIG. 15).
(2)NMO3負荷形セル
これは、負荷素子にNMo5トランジスタを用いたメモ
リセルである。種類としては、NMOSトランジスタが
エンハンスメント形MO3)ランジスタT、T8である
場合(第16図(a))と、デプリーション形Mosト
ランジスタT9、TII]の場合がある。(2) NMO3 load type cell This is a memory cell that uses an NMo5 transistor as a load element. There are two types of NMOS transistors: enhancement type MO3) transistors T and T8 (FIG. 16(a)) and depletion type MOS transistors T9 and TII.
(3)抵抗負荷形セル
これは、負荷素子にポリシリコン(Poly Si )
抵抗素子R1R2を用いたメモリセルである■
(第17図)。(3) Resistive load type cell This is a load element made of polysilicon (PolySi).
2 is a memory cell using resistance elements R1R2 (FIG. 17).
(4)薄膜PMOSトランジスタセル
これは、通常のバルク形MOSトランジスタT、T5と
薄膜トランジスタT 、T を組合せたメモリセル
である(第18図)。(4) Thin-film PMOS transistor cell This is a memory cell that combines ordinary bulk-type MOS transistors T and T5 and thin-film transistors T and T (FIG. 18).
上記CMO8形セル(第15図)は、動作マージンが広
(、データ保持電流が少ない等の長所を有するが、素子
数が多く、NMO3とPMO3を同一のメモリセル内に
形成するため、素子分離する必要があり、セル面積の縮
少化が困難である。The above CMO8 type cell (Fig. 15) has advantages such as a wide operating margin (and low data retention current), but it has a large number of elements and NMO3 and PMO3 are formed in the same memory cell, so the elements are separated. Therefore, it is difficult to reduce the cell area.
NMO8負荷形セル(第16図(a)(b))および抵
抗負荷セル(第17図)は、消費電力を下げる(つまり
、データ保持電流低減)ためにチャネル長りを大きくと
らなければならないのでセル面積の縮少化に限度がある
。また、素子分離の必要性によりセル面積の縮少化が困
難である。The NMO8 load cell (Fig. 16 (a) (b)) and the resistive load cell (Fig. 17) must have a large channel length in order to reduce power consumption (that is, reduce data retention current). There is a limit to the reduction in cell area. Furthermore, it is difficult to reduce the cell area due to the necessity of element isolation.
薄膜PMO8)ランジスタセル(第18図)は、データ
保持電流の低減化は可能であるが、バルク形MOSトラ
ンジスタT ST を含むのでセル面積は抵抗負荷形セ
ルと同等程度必要である。The thin film PMO8) transistor cell (FIG. 18) can reduce the data retention current, but since it includes the bulk type MOS transistor TST, the cell area is required to be about the same as that of the resistive load type cell.
なお、他のメモリとしてEEPROMやEPROMがあ
り、これらは−記憶単位のセル面積は小さいか、高速(
さ10ns)の書込み動作ができない欠点がある。Note that there are other memories such as EEPROM and EPROM, which have a small cell area per storage unit or are fast (
There is a drawback that a write operation of 10 ns) cannot be performed.
本発明の目的は、薄膜技術を用いて高密度化を図りうる
半導体記憶装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can achieve high density using thin film technology.
上記課題を解決するために、第1図に示すように、請求
項1に記載した第1の発明は、チャネル領域6A、6B
を介して隣接するP形半導体領域2A、2BおよびN形
半導体領域3A、3Bを有する薄膜の半導体層が2層一
対で形成され、前記両半導体層はそれぞれのP形半導体
領域2A。In order to solve the above problem, as shown in FIG.
A pair of thin film semiconductor layers having P-type semiconductor regions 2A, 2B and N-type semiconductor regions 3A, 3B that are adjacent to each other via the respective P-type semiconductor regions 2A are formed.
2BおよびN形半導体領域3A、3B同士が互に対面す
る位置に配置され、かつ、前記両半導体層間に絶縁層4
が介在させて構成する。2B and N-type semiconductor regions 3A, 3B are arranged at positions facing each other, and an insulating layer 4 is provided between the two semiconductor layers.
It is composed by intervening.
この場合において、より具体的態様では、前記半導体層
および絶縁層は薄膜で形成される。また、当該半導体記
憶装置は絶縁性基板1の下面に形成される。半導体記憶
装置は絶縁性基板1に対して垂直方向に積層されて形成
されるか、あるいは絶縁性基板1の延在方向に平行する
方向に並列に形成される。一方、前記半導体層2.3お
よび絶縁層4は円板状を有し、全体として円柱状に積層
して形成する。さらに当該半導体記憶装置は絶縁性基板
1の内部に埋設することもできる。In this case, in a more specific embodiment, the semiconductor layer and the insulating layer are formed of thin films. Further, the semiconductor memory device is formed on the lower surface of the insulating substrate 1. The semiconductor memory devices are formed by being stacked in a direction perpendicular to the insulating substrate 1, or formed in parallel in a direction parallel to the direction in which the insulating substrate 1 extends. On the other hand, the semiconductor layer 2.3 and the insulating layer 4 have a disk shape, and are laminated to form a columnar shape as a whole. Furthermore, the semiconductor memory device can also be embedded inside the insulating substrate 1.
請求項7に記載した第2の発明は、チャネル領域6八〜
6Dを介して隣接するP形半導体領域2A〜2Dおよび
N形半導体領域3A〜3Dを有する半導体層が2層一対
で形成され、前記両半導体層がそれぞれのP形半導体領
域2A〜2DおよびN形半導体領域3A〜3D同士が互
に対面する位置に配置され、かつ、前記両半導体層間に
は絶縁層4が介在されてなる半導体記憶装置を、当該半
導体層の積層方向に絶縁層4′を介して複数積層して構
成する。この第2の発明において、より具体的な状態で
は、前記第2の絶縁層4′内には導電性シールド層10
が形成される。The second invention described in claim 7 provides a channel region 68 to
Semiconductor layers having P-type semiconductor regions 2A to 2D and N-type semiconductor regions 3A to 3D adjacent to each other via 6D are formed as a pair of two layers, and both semiconductor layers have respective P-type semiconductor regions 2A to 2D and N-type semiconductor regions 2A to 2D. A semiconductor memory device in which the semiconductor regions 3A to 3D are arranged at positions facing each other and an insulating layer 4 is interposed between the two semiconductor layers is provided in the stacking direction of the semiconductor layers with an insulating layer 4' interposed therebetween. It is constructed by laminating multiple layers. In this second invention, in a more specific state, a conductive shield layer 10 is provided in the second insulating layer 4'.
is formed.
請求項9に記載した第3の発明は、チャネル領域6A、
6Bを介して隣接するP形半導体領域2A、2Bおよび
N形半導体領域3A、3Bを有する半導体層を2層一対
で形成し、前記両半導体層をそれぞれのP形半導体領域
2A、2BおよびN形半導体領域3A、3B同士が互に
対面する位置に配置し、前記両半導体層間に絶縁層4を
介在させ、前記半導体層のいずれか一方もしくはその両
者の外側面における前記チャネル領域6A。A third invention described in claim 9 provides a channel region 6A,
A pair of semiconductor layers having P-type semiconductor regions 2A, 2B and N-type semiconductor regions 3A, 3B adjacent to each other via 6B are formed as a pair of two layers, and both semiconductor layers are connected to the respective P-type semiconductor regions 2A, 2B and N-type semiconductor regions. The channel region 6A is arranged at a position where the semiconductor regions 3A and 3B face each other, an insulating layer 4 is interposed between the two semiconductor layers, and the channel region 6A is on the outer surface of one or both of the semiconductor layers.
6Bに対面する位置に絶縁層4を介してゲート電極11
A、IIBを形成して構成する。A gate electrode 11 is placed at a position facing 6B via an insulating layer 4.
A, form and configure IIB.
請求項10に記載した第4の発明は、チャネル領域6A
、6Bを介して隣接するP形半導体領域2A、2Bおよ
びN形半導体領域3A、3Bを有する半導体層を2層一
対で形成し、前記両半導体層をそれぞれのP形半導体領
域2A、2BおよびN形半導体領域3A、3B同士が互
に対面する位置に配置し、かつ、前記両半導体層間に絶
縁層4を介在させて半導体記憶装置を構成し、前記いず
れか一方の半導体層側に、自らのチャネル領域が前記半
導体層のチャネル領域6Aに絶縁層を介して対面するよ
う電界効果トランジスタ8A、8Bを形成して構成する
。A fourth invention described in claim 10 provides a channel region 6A.
, 6B are formed as a pair of two-layer semiconductor layers having P-type semiconductor regions 2A, 2B and N-type semiconductor regions 3A, 3B adjacent to each other via the respective P-type semiconductor regions 2A, 2B and N. A semiconductor memory device is constructed by arranging the shaped semiconductor regions 3A and 3B at positions facing each other and interposing an insulating layer 4 between the two semiconductor layers, and forming a semiconductor memory device on the side of one of the semiconductor layers. Field effect transistors 8A and 8B are formed such that their channel regions face the channel region 6A of the semiconductor layer with an insulating layer interposed therebetween.
第4の発明では、より具体的態様によれば、前記電界効
果トランジスタ8A、8Bをバルク形電界効果トランジ
スタとする。あるいは前記電界効果トランジスタ8A、
8Bを薄膜電界効果トランジスタとする。According to a more specific aspect of the fourth invention, the field effect transistors 8A and 8B are bulk type field effect transistors. Or the field effect transistor 8A,
8B is a thin film field effect transistor.
請求項13に記載した第5の発明は、チャネル領域6A
、6Bを介して隣接するP形半導体領域2A、2Bおよ
びN形半導体領域3A、3Bを有する半導体層を2層一
対で形成し、前記両半導体層をそれぞれのP形半導体領
域2人、2BおよびN形半導体領域3A、3B同士が互
に対面する位置に配置し、前記両半導体層間に絶縁層4
が介在させ、かつ、前記チャネル領域6A、6Bのいず
れか一方もしくはその両者に、電荷引出し用の導電層7
A、7Bを電気的に接続して構成する。A fifth invention described in claim 13 provides a channel region 6A.
, 6B are formed as a pair of two-layer semiconductor layers having P-type semiconductor regions 2A, 2B and N-type semiconductor regions 3A, 3B adjacent to each other via P-type semiconductor regions 2B, 6B, and 6B. The N-type semiconductor regions 3A and 3B are arranged at positions facing each other, and an insulating layer 4 is placed between the two semiconductor layers.
A conductive layer 7 for charge extraction is provided between the channel regions 6A and 6B or both of the channel regions 6A and 6B.
It is configured by electrically connecting A and 7B.
請求項1に記載した第1の発明によれば、各半導体層の
P形半導体領域のそれぞれに正の電位を加え、N形半導
体領域のそれぞれに負の電位を加えると、各半導体層の
チャネル領域の対向面側に互に逆極性の電荷、すなわち
一方のチャネル領域に正の電荷(ホール)、他方のチャ
ネル領域に負の電荷(エレクトロン)が発生する。この
状態は互に相手の半導体層同士がゲートとして作用する
ことと等価であり、各チャネル領域の電荷が保持される
ので記憶作用を営むことになる。その結果、チャネル領
域の電位を何らかの形でコントロールすることにより、
記憶すべき信号論理の書込み、読出しが可能となるので
、2層一対の半導体層は、1ビット分の記憶素子、すな
わちSRAMのメモリセルとして用いることができる。According to the first invention described in claim 1, when a positive potential is applied to each of the P-type semiconductor regions of each semiconductor layer, and a negative potential is applied to each of the N-type semiconductor regions of each semiconductor layer, the channel of each semiconductor layer is Charges of opposite polarity are generated on opposing surfaces of the regions, that is, positive charges (holes) in one channel region and negative charges (electrons) in the other channel region. This state is equivalent to the mutually opposing semiconductor layers acting as gates, and since the charge in each channel region is held, a memory function is performed. As a result, by controlling the potential of the channel region in some way,
Since the signal logic to be stored can be written and read, the pair of two semiconductor layers can be used as a 1-bit storage element, that is, a memory cell of an SRAM.
請求項7に記載した第2の発明によれば、請求項1に記
載した構成の半導体記憶装置を、半導体層の積層方向に
それぞれ積み重ねることにより、従来の2次元平面で規
制される半導体記憶装置とは異なり、これに加えて積層
方向へのメモリセルのレイアウトの自由度が確保される
ため、3次元方向の集積化を可能ならしめる。According to the second invention described in claim 7, by stacking the semiconductor storage devices having the configuration described in claim 1 in the stacking direction of the semiconductor layers, a conventional semiconductor storage device regulated in a two-dimensional plane can be obtained. In addition to this, flexibility in the layout of memory cells in the stacking direction is ensured, making integration in three dimensions possible.
請求項9に記載した第3の発明によれば、請求項1に記
載した構成の半導体記憶装置のチャネル領域に面してゲ
ート電極を配置したことにより、チャネル領域に対する
電荷のチャージまたはディスチャージ、すなわち信号の
書込みまたは読出しのための具体的手段が開示され、メ
モリセルとしての動作を可能ならしめる。According to the third invention described in claim 9, the gate electrode is disposed facing the channel region of the semiconductor memory device having the structure described in claim 1, so that the charge or discharge of electric charge to the channel region, that is, Specific means for writing or reading signals are disclosed, allowing operation as a memory cell.
請求項10に記載した第4の発明によれば、請求項1に
記載した構成の半導体記憶装置と、電界効果トランジス
タとの組合せの構成が開示され、チャネル領域に対する
電荷の書込み、読出しを電界効果トランジスタのスイッ
チング作用により制御することができる。According to a fourth invention described in claim 10, there is disclosed a configuration in which the semiconductor memory device having the configuration described in claim 1 and a field effect transistor are combined, and the writing and reading of charges to and from the channel region is performed by field effect. It can be controlled by the switching action of transistors.
請求項11に記載した第5の発明によれば、請求項1に
記載した構成の半導体記憶装置と、ゲート電極との組合
せの構成が開示され、チャネル領域に対する電荷の書込
み、読出しを導電材により制御することができる。According to a fifth invention described in claim 11, there is disclosed a configuration in which the semiconductor memory device having the configuration described in claim 1 and a gate electrode are combined, and writing and reading of charges to and from the channel region is performed using a conductive material. can be controlled.
次に、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。 Next, each embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
原理
最初に、本願各発明に係る半導体記憶装置の原理を説明
する。ここで、第2図に示す構造の薄膜半導体記憶装置
を考える。PSG (りん化けい素ガラス)等のガラス
基板1の下面にチャネル領域6を介して隣接するP領域
2とN領域3を有する半導体層が形成され、その下面に
絶縁層4を介してゲート電極5が形成されている。ゲー
ト電極5はチャネル領域6に対面する位置にレイアウト
される。チャネル領域6は不純物が何らドープされてい
ない、いわゆるノンドープ(Non−dope)の領域
である。Principle First, the principle of the semiconductor memory device according to each invention of the present application will be explained. Now, consider a thin film semiconductor memory device having the structure shown in FIG. A semiconductor layer having a P region 2 and an N region 3 adjacent to each other with a channel region 6 interposed therebetween is formed on the lower surface of a glass substrate 1 such as PSG (silicon phosphide glass), and a gate electrode is formed on the lower surface thereof with an insulating layer 4 interposed therebetween. 5 is formed. Gate electrode 5 is laid out at a position facing channel region 6 . The channel region 6 is a so-called non-doped region that is not doped with any impurity.
いま、第2図(a)に示すように、引出し電極EL
を介してP領域2に高電位側電源電圧■C6を加え、引
出し電極EL3を介してN領域3に低電位側電源電圧■
SSを加えた状態で、引出し電極EL2を介してゲート
電極5に高電位側電源電圧vooを加えると、それまで
何の電荷も存在しなかったノンドープ領域であるチャネ
ル領域6に負の電荷が寄ってきてチャネルCHを形成す
る。このときN領域3の部分とチャネル領域6内は電子
過剰のため、同一電位(V ss)となる。Now, as shown in FIG. 2(a), the extraction electrode EL
A high potential side power supply voltage ■C6 is applied to the P region 2 through the P region 2, and a low potential side power supply voltage ■C6 is applied to the N region 3 through the extraction electrode EL3.
When the high-potential side power supply voltage voo is applied to the gate electrode 5 via the extraction electrode EL2 while SS is applied, negative charges are attracted to the channel region 6, which is a non-doped region where no charge existed until then. to form a channel CH. At this time, the N region 3 and the channel region 6 have an excess of electrons, so they have the same potential (V ss).
これとは逆に、第2図(b)に示すように、弓出し電極
E L 2を介してゲート電極5に低電位側電源電圧■
5Sを加えると、ノンドープの領域のチャネル領域6に
正の電荷(ホール)が寄ってきてチャネルを形成する。On the contrary, as shown in FIG. 2(b), the low potential side power supply voltage ■ is applied to the gate electrode 5 via the arched electrode E L 2.
When 5S is added, positive charges (holes) are attracted to the non-doped channel region 6 to form a channel.
このとき、P領域2の部分とチャネル領域6内はホール
過剰で同一電位(V cc)となる。At this time, the P region 2 and the channel region 6 are at the same potential (Vcc) due to excess holes.
このように、P領域2、チャネル領域6、N領域3の半
導体層を形成し、チャネル領域6にゲート電極5を対向
配置してゲート電極5の電位をコントロールすることに
よりチャネル領域6の電荷の蓄積状態をコントロールす
ることができる。In this way, the charge in the channel region 6 can be reduced by forming the semiconductor layers of the P region 2, the channel region 6, and the N region 3, and by arranging the gate electrode 5 to face the channel region 6 and controlling the potential of the gate electrode 5. The accumulation state can be controlled.
次に、第3図の構造を考える。すなわち、P領域2、チ
ャネル領域6、N領域3の半導体層を2層一対で形成し
、間に絶縁層4を介在させて基板1の下面に形成する。Next, consider the structure shown in FIG. That is, the semiconductor layers of P region 2, channel region 6, and N region 3 are formed as a pair of two layers on the lower surface of substrate 1 with insulating layer 4 interposed therebetween.
絶縁層4は通常のICのゲート酸化膜程度とする。この
ように、半導体層を2層一対で形成した場合、一方の半
導体層の第2チヤネル領域6Bが他方の半導体層の第1
チヤネル領域6Aに対して(あるいはこの逆も同じ)ゲ
ートとして機能する。すなわち、第4図に示すように第
1P領域2A、第2P領域2Bに高電位側電源電圧■
第1N領域3A、第2N領域3BCCゝ
に低電位側電源電圧■5.を加えると、第1チヤネル領
域6Aには電子のチャネルCH,第2チャネル領域6B
にホールのチャネルCHがそれぞれ形成され、第1チヤ
ネル6Aは低電位側電源電圧■ 、第2チヤネル領域6
Bは高電位側電源電圧SS
■ooの電位となり、互にゲートとしてさらに相手方の
チャネルの電荷の状態を強化する方向に向い、結果とし
て各第1チヤネル領域6A、第2チヤネル領域6Bの電
位は保持される。このことは、第3図の半導体記憶装置
が記憶素子(メモリセル)として動作することを意味す
る。このような構成の半導体記憶装置を「薄膜相互記憶
素子」と呼ぶことができる。The insulating layer 4 has a thickness comparable to that of a gate oxide film of a normal IC. In this way, when semiconductor layers are formed as a pair of two layers, the second channel region 6B of one semiconductor layer is connected to the first channel region 6B of the other semiconductor layer.
It functions as a gate for the channel region 6A (or vice versa). That is, as shown in FIG. 4, the high potential side power supply voltage ■ is applied to the first P region 2A and the second P region 2B.
A low potential side power supply voltage is applied to the first N region 3A and second N region 3BCC. , the first channel region 6A has an electron channel CH and the second channel region 6B
A hole channel CH is formed in each of the first channel region 6A and the second channel region 6A, the first channel region 6A has a low potential side power supply voltage
B becomes the potential of the high potential side power supply voltage SS oo, and each acts as a gate in the direction of further strengthening the charge state of the other channel, and as a result, the potential of each first channel region 6A and second channel region 6B becomes Retained. This means that the semiconductor memory device of FIG. 3 operates as a memory element (memory cell). A semiconductor memory device having such a configuration can be called a "thin film mutual memory element."
第1実施例 第5図に第1実施例(請求項1〜3)を示す。First example FIG. 5 shows a first embodiment (claims 1 to 3).
第5図は半導体層の積層状態を明確にするため、上下関
係を第3図の場合と逆に示しである。この上下関係は製
造プロセスによって決まり、半導体から先に作り、順次
積上げて最終的に基板1を形成するプロセスの場合と、
これとは逆のプロセスをとる場合には逆になる。動作上
はいずれであっても同じである。In order to clarify the laminated state of the semiconductor layers, FIG. 5 shows the vertical relationship reversed from that in FIG. 3. This vertical relationship is determined by the manufacturing process.
The opposite is true if the process is reversed. The operation is the same no matter what.
第5図の実施例は、第1P領域2A、第1チャネル領域
6A、第1N領域3Aの半導層と第2P領域2B、第2
チャネル領域6B、第2N領域3Bの半導体層の積層方
向を基板1の下面に垂直な方向とした場合の例を開示す
る。半導体材料としては、一般に、アモルファス−シリ
コンが用いられ、基板1はPSG等のガラス基板が用い
られる。この材料については、以下の各実施例において
、特にことわりがない限り同様とする。このような構造
をとることにより、第5図の積層状態を何段にも積み重
ねることができ、基板1の垂直方向への拡張と基板1の
平面の延在方向への拡張との合計3方向への集積化を可
能とし、記憶密度の向上が可能である。ちなみに、従来
のICメモリはSt基板上にトランジスタを形成するた
め2次元的平面方向、すなわち、基板1でいえばその平
面の延在方向にのみ拡張可能であった。The embodiment shown in FIG.
An example will be disclosed in which the stacking direction of the semiconductor layers in the channel region 6B and the second N region 3B is perpendicular to the lower surface of the substrate 1. Amorphous silicon is generally used as the semiconductor material, and the substrate 1 is a glass substrate such as PSG. This material is the same in each of the following Examples unless otherwise specified. By adopting such a structure, it is possible to stack the stacked state shown in FIG. It is possible to integrate the memory into the memory and improve the storage density. Incidentally, since a conventional IC memory forms a transistor on an St substrate, it can be expanded only in a two-dimensional plane direction, that is, in the direction of extension of the plane of the substrate 1.
第2実施例
第6図に第2実施例(請求項4)を示す。第6図も同様
に上下関係を逆に示しである。この実施例は、第1P領
域2A1第1チヤネル領域6A。Second Embodiment FIG. 6 shows a second embodiment (claim 4). Similarly, FIG. 6 also shows the vertical relationship reversed. In this embodiment, the first P area 2A1 and the first channel area 6A.
第1N領域3Aの半導体層と、第2P領域2B。The semiconductor layer of the first N region 3A and the second P region 2B.
第2チャネル領域6B、第2N領域3Bの半導体層との
積層方向を基板1の平面の延在方向に平行な方向に沿わ
せた例を開示する。半導体材料は同様にアモルファス−
シリコン、絶縁層4はSiO、基板1はPSG等を用い
ることができる。このような構造をもった場合3次方向
でのレイアウトが可能であり、集積密度が向上する。An example will be disclosed in which the stacking direction of the second channel region 6B and the second N region 3B with the semiconductor layer is parallel to the direction in which the plane of the substrate 1 extends. Semiconductor materials are also amorphous.
Silicon, SiO for the insulating layer 4, PSG for the substrate 1, etc. can be used. With such a structure, layout in the tertiary direction is possible, and the integration density is improved.
第3実施例
第7図に第3実施例を示す。この実施例は、P領域2Δ
、2B、N領域3A、3.Bの半導体層、チャネル領域
6A、6Bおよび絶縁層4を円柱状もしくは円筒状に形
成した場合の例を開示するものである。すなわち、リン
グ状のP領域2A。Third Embodiment FIG. 7 shows a third embodiment. In this example, P region 2Δ
, 2B, N area 3A, 3. An example is disclosed in which the B semiconductor layer, channel regions 6A, 6B, and insulating layer 4 are formed in a columnar or cylindrical shape. That is, the ring-shaped P region 2A.
2BおよびN領域3A、3Bの間に同じくリング状のチ
ャネル領域(non dope領域)6A16Bを介
在させたサンドイッチ状の構成としたものである。中空
部分は製造プロセスの都合あるいは電極の引出し等によ
り必要に応じて形成する。It has a sandwich-like structure in which a ring-shaped channel region (non-dope region) 6A16B is also interposed between 2B and N regions 3A and 3B. The hollow portion is formed as necessary due to the convenience of the manufacturing process or the extraction of electrodes.
この第7図の構造のものを最小単位のメモリセルとし、
順次軸方向に間に絶縁層を入れて重ねることにより棒状
の半導体記憶装置が形成される。その棒をメモリユニッ
トを複数並列に配置することで3次元方向に集積化され
た半導体記憶装置を形成することができる。The structure shown in FIG. 7 is used as the minimum unit memory cell,
A rod-shaped semiconductor memory device is formed by sequentially stacking them in the axial direction with insulating layers interposed therebetween. By arranging a plurality of memory units in parallel using the rods, a three-dimensionally integrated semiconductor memory device can be formed.
第4実施例
第8図に第4実施例を示す。この実施例は、第1P領域
2A、第1チャネル領域6A、第1N領域3Aの半導体
層、第2P領域2B、第2チヤネル領域6B、第2N領
域3Bの半導体層および絶縁層4のアセンブリを基板1
内に埋設した例を開示する。アセンブリの積層方向は第
6図のように、基板1の平面の延在方向とするか、ある
いは第5図のように垂直方向とするかのいずれも可能で
ある。このように、アセンブリを基板1内に埋設するこ
とで、半導体記憶装置全体の機能的強度を向上しうる。Fourth Embodiment A fourth embodiment is shown in FIG. In this embodiment, the assembly of the semiconductor layer of the first P region 2A, the first channel region 6A, the semiconductor layer of the first N region 3A, the semiconductor layer of the second P region 2B, the second channel region 6B, the second N region 3B, and the insulating layer 4 is carried out on a substrate. 1
Disclose an example embedded within. The stacking direction of the assembly can be either in the direction in which the plane of the substrate 1 extends, as shown in FIG. 6, or in the vertical direction, as shown in FIG. By embedding the assembly in the substrate 1 in this manner, the functional strength of the entire semiconductor memory device can be improved.
また、このアセンブリを埋設する基板1を複数積層させ
ることで、3次元方向の集積化が可能となる。Further, by stacking a plurality of substrates 1 in which this assembly is embedded, three-dimensional integration becomes possible.
第5実施例
第9図に第5実施例を示す。この実施例は、記憶信号を
間接的に書込み、かつ、読出しするようにした例を開示
する。Fifth Embodiment FIG. 9 shows a fifth embodiment. This embodiment discloses an example in which storage signals are indirectly written and read.
すなわち、第9図に示すように、S、基板(図示せず)
に、バルク形MOSトランジスタのドレインD(8A)
;ソース5(8B)の拡散層を形成し、そのチャネル領
域に対向し絶縁層4を介して第1P領域2A、第1チャ
ネル領域6A、第1N領域3Aからなる一層目の半導体
層を形成し、次いで絶縁層4を介して第2P領域2B、
第2チャネル領域6B、第2N領域3Bからなる二層目
の半導体層を形成する。That is, as shown in FIG. 9, S, a substrate (not shown)
, the drain D (8A) of the bulk type MOS transistor
; Forming a diffusion layer for the source 5 (8B), and forming a first semiconductor layer opposing the channel region and consisting of a first P region 2A, a first channel region 6A, and a first N region 3A with an insulating layer 4 interposed therebetween; , then the second P region 2B via the insulating layer 4,
A second semiconductor layer consisting of a second channel region 6B and a second N region 3B is formed.
書込み方法としては次の2通りが考えられる。There are two possible writing methods:
ひとつは、第1チャネル領域6A、第2チヤネル領域6
BおよびMoSトランジスタのチャネル領域の容量カッ
プリングを利用する方法である。この方法では、ドレイ
ンD・ソースD共に高電位側電源電圧V (または低電
位側電源電圧■8.)をC
加え、そのときの高電位側電源電圧V。Cの逆極性の電
荷を第1チヤネル領域6Aに誘起させてチャネルを形成
し、かつ第2チヤネル領域6Bにそのまた逆の電荷を誘
起させることによりチャージを行って逆極性のチャネル
を形成する。他の方法は、ドレインDに高電位側電源電
圧vcCより高電圧の書込み電圧■6.(例えば、10
v)、ソースSにOVを加え、そのときバルクMOSト
ランジスタのチャネル領域から発生するホットエレクト
ロンを1層目の第1チヤネル領域6Aに飛込ませること
によりチャージしてチャネルを形成し、その第1チヤネ
ル領域6Aのチャージにより第2チヤネル領域6Bに逆
極性のチャネルを形成する方法である。いずれの方法に
おいても、書込み後はドレインD1ソースSをフローテ
ィングにしておき、第1チャネル領域6A、第2チヤネ
ル領域6Bの状態を保持して記憶保持する。One is the first channel region 6A, the second channel region 6
This method utilizes capacitive coupling between channel regions of B and MoS transistors. In this method, a high potential side power supply voltage V (or a low potential side power supply voltage 8.) is applied to both the drain D and the source D, and the high potential side power supply voltage V at that time is applied. Charges of the opposite polarity of C are induced in the first channel region 6A to form a channel, and charges of the opposite polarity are induced in the second channel region 6B to form a channel of opposite polarity. Another method is to apply a write voltage higher than the high potential side power supply voltage vcC to the drain D. (For example, 10
v), OV is applied to the source S, and hot electrons generated from the channel region of the bulk MOS transistor are caused to jump into the first channel region 6A of the first layer to charge and form a channel; This is a method of forming a channel of opposite polarity in the second channel region 6B by charging the channel region 6A. In either method, after writing, the drain D1 and the source S are left floating, and the states of the first channel region 6A and the second channel region 6B are maintained and stored.
読出し方法は、ドレインD・ソースS間に1/2vco
を除々に印加し、そのときの−層目の第1チヤネル領域
6AをMOS)ランジスタのゲートとして作用させ、第
1チヤネル領域6Aの電荷の極性で決まるドレインD・
ソースS間の導通/非導通(ONloFF)による電流
変化を測定することで記憶内容を読出すようにする。The reading method is 1/2vco between drain D and source S.
is gradually applied, the first channel region 6A of the -th layer at that time acts as the gate of a MOS transistor, and the drain D.
The stored contents are read by measuring the current change due to conduction/non-conduction (ONloFF) between the sources S.
第6実施例
第10図に第6実施例を示す。この実施例は、第5実施
例と同様に、記憶信号を間接的に書込み、かつ、読出し
するようにした例を開示する。Sixth Embodiment FIG. 10 shows a sixth embodiment. Similar to the fifth embodiment, this embodiment discloses an example in which storage signals are indirectly written and read.
すなわち、第10図に示すように、第1P領域2A、第
1チャネル領域6A、第1N領域3Aの半導体層の外側
に第1チヤネル領域6Aに対向して絶縁層4を介して第
1ゲート11Aを形成し、かつ、第2P領域2B、第2
チヤネル領域6B。That is, as shown in FIG. 10, a first gate 11A is formed on the outside of the semiconductor layer of the first P region 2A, first channel region 6A, and first N region 3A through the insulating layer 4, facing the first channel region 6A. , and the second P region 2B, the second
Channel area 6B.
第2N領域3Bの半導体層の外側に第2チヤネル領域6
Bに対向して絶縁層4を介して第2ゲート11Bが形成
されている。A second channel region 6 is located outside the semiconductor layer of the second N region 3B.
A second gate 11B is formed opposite to B with an insulating layer 4 interposed therebetween.
書込み時には第1ゲートl IAに書込み電圧■2.(
例えば、10v)を加えて第1チヤネル領域6Aにホー
ルのチャネルを形成し、かつ、第2ゲート11BにOv
を加えて第2チヤネル領域6Bに電子のチャネルを形成
する。書込み後は第1ゲート11A1第2ゲート11B
を共にフローティングとするか、または1/2vcCを
印加して記憶保持する。At the time of writing, write voltage 2. is applied to the first gate lIA. (
For example, 10 V) is applied to form a hole channel in the first channel region 6A, and Ov is applied to the second gate 11B.
is added to form an electron channel in the second channel region 6B. After writing, first gate 11A1 second gate 11B
Both are floating, or 1/2vcC is applied to hold the memory.
第7実施例
第11図に第7実施例を示す。この実施例は、第1チャ
ネル領域6A、第2チヤネル領域6Bへの書込み、読出
しを直接的な方法で行なう例を開示する。Seventh Embodiment FIG. 11 shows a seventh embodiment. This embodiment discloses an example in which writing to and reading from the first channel region 6A and the second channel region 6B is performed by a direct method.
第11図に示すように、各半導層の第1チヤネル領域6
Aと第2チヤネル領域6Bの薄膜厚さと同じ厚さの薄膜
導電層からなる端子7A、7Bを第1チャネル領域6A
、第2チヤネル領域6Bに電気的に接続された状態で形
成する。As shown in FIG. 11, the first channel region 6 of each semiconductor layer
Terminals 7A and 7B made of thin film conductive layers having the same thickness as those of A and second channel region 6B are connected to terminals 7A and 7B in first channel region 6A.
, are formed in a state of being electrically connected to the second channel region 6B.
書込みに際しては、例えば端子7Bに低電位側電源電圧
■、5を加える。すると、第1チヤネル領域6Aは低電
位側電源電圧v8.となり、これに反発して第2チヤネ
ル領域6Bは高電位側電源電圧■ocとなるので、この
状態での電荷を保持することにより記憶保持される。For writing, for example, the low potential side power supply voltages 1 and 5 are applied to the terminal 7B. Then, the first channel region 6A receives the low potential side power supply voltage v8. In response to this, the second channel region 6B becomes the high potential side power supply voltage oc, so that the memory is retained by retaining the charge in this state.
読出しに際しては、端子7Aまたは端子7Bの電位を測
定することにより行う。例えば、ホールチャネル側の端
子7A(または7B)はフローティング、電子チャネル
側の端子7B(または7A)が低電位側電源電圧vss
となっているので、この電位を測定する。あるいは、端
子7A、7Bでの電流の流れ込む方向を測定してもよい
。Reading is performed by measuring the potential of terminal 7A or terminal 7B. For example, the terminal 7A (or 7B) on the hole channel side is floating, and the terminal 7B (or 7A) on the electron channel side is at the low potential side power supply voltage vss.
Therefore, measure this potential. Alternatively, the direction in which the current flows at the terminals 7A and 7B may be measured.
第8実施例
第12図に第8実施例を示す。この実施例は、半導体層
のアセンブリの多層構造の例を開示する。Eighth Embodiment FIG. 12 shows an eighth embodiment. This example discloses an example of a multilayer structure of an assembly of semiconductor layers.
第12図に示すように、第1P領域2A、第1チャネル
領域6A、第1N領域3Aの半導体層、絶縁層4および
第2P領域2B、第2チャネル領域6B、第2N領域3
Bの半導体層からなるアセンブリと、第3P領域2C,
第3チャネル領域6C,JII3N領域3Cの半導体層
、絶縁層4および第4P領域2D、第4チャネル領域6
D、第4N領域3Dの半導体層からなるアセンブリとが
、絶縁層4を介して基板1の垂直方向に積層されている
。この構造では第2チヤネル領域6Bと第3チヤネル領
域6Cとが、さらに記憶単位を形成し、全体のチャネル
での電子、ホールの量を一定とした場合、素子の面積を
へらし、たて積み構造にできることを示す。この例では
、4層多重構造を示したが、理論的には相当数の積層が
可能であり、基板1を基準とした場合に基板1の平面の
延在方向(二次元方向)に加えて積層方向への集積化が
可能となる。As shown in FIG. 12, the semiconductor layer of the first P region 2A, the first channel region 6A, the first N region 3A, the insulating layer 4, the second P region 2B, the second channel region 6B, the second N region 3
an assembly consisting of a semiconductor layer B, a third P region 2C,
Third channel region 6C, semiconductor layer of JII3N region 3C, insulating layer 4 and fourth P region 2D, fourth channel region 6
D, an assembly consisting of semiconductor layers in the fourth N region 3D are stacked in the vertical direction of the substrate 1 with an insulating layer 4 in between. In this structure, the second channel region 6B and the third channel region 6C further form a memory unit, and when the amount of electrons and holes in the entire channel is constant, the area of the device is reduced, and the vertically stacked structure Show what you can do. Although this example shows a four-layer multilayer structure, it is theoretically possible to laminate a considerable number of layers. Integration in the stacking direction becomes possible.
第9実施例
第13図に第9実施例を示す。この実施例は、第3図の
構造を基本として各アセンブリ相互間の干渉を防止する
ために、絶縁層4内に導電性のシールド層10を介在さ
せ、静電シールドを施した例を開示する。他の構成要素
は第13図と同様である。Ninth Embodiment FIG. 13 shows a ninth embodiment. This embodiment is based on the structure shown in FIG. 3, and discloses an example in which a conductive shield layer 10 is interposed within the insulating layer 4 to provide electrostatic shielding in order to prevent interference between each assembly. . Other components are the same as those in FIG. 13.
第10実施例 第14図(a)〜(V)にt411実施例を示す。10th example The t411 embodiment is shown in FIGS. 14(a) to 14(V).
この実施例は、例えば、第5図に示す半導体記憶装置の
製造プロセスの例を開示する。但し、説明上、基板1は
ガラス基板ではなく、5i02で示しである。以下、プ
ロセス順に説明する。This embodiment discloses an example of a manufacturing process for the semiconductor memory device shown in FIG. 5, for example. However, for the sake of explanation, the substrate 1 is not a glass substrate and is indicated by 5i02. The process will be explained below in order.
(a)熱酸化法により900℃のウェット雰囲気にて5
00 OAのシリコン酸化膜21をSt基板上に成長さ
せる。(a) 5 in a wet atmosphere at 900°C by thermal oxidation method
A silicon oxide film 21 of 00 OA is grown on the St substrate.
(b)CVD法ニ、11.?)520℃にて400人の
第1半導体層23を成長させる。(b) CVD method, 11. ? ) Grow 400 first semiconductor layers 23 at 520°C.
(C)マスクを用いて第1半導体層23を形成する。(C) A first semiconductor layer 23 is formed using a mask.
(d)CVD法により150Aのゲート酸化膜24を成
長させる。(d) A gate oxide film 24 of 150 Å is grown using the CVD method.
(e)マスクを用いてゲート酸化膜24にコンタクトホ
ール25を開孔する。(e) A contact hole 25 is opened in the gate oxide film 24 using a mask.
(f)CVD法により100OAの第2ポリシリコン層
26(引出し電極用)を成長させる。(f) A 100 OA second polysilicon layer 26 (for lead electrode) is grown by CVD.
(g)マスクを用いてドーズ部27(p領域形成に用い
る)を開孔する。(g) A hole is opened in the dose portion 27 (used for forming the p region) using a mask.
ンインプランテーションする。Plantation.
以下、(i)〜(V)の工程(図示せず)を経て第14
図(V)に示す半導体記憶装置が形成される。(i)〜
(V)の工程は以下の通りである。Hereafter, the 14th
A semiconductor memory device shown in FIG. 3(V) is formed. (i)~
The step (V) is as follows.
(i)レジストを除去する。(i) Remove the resist.
(j)マスクを用いてN領域を形成するためのドーズ部
を開孔する。(j) A dose portion for forming an N region is opened using a mask.
(k)次に、As(ヒ素)を20K の加速エネ亡マ
ルギーでIE14 (個/cm2)イオンインプランテ
ーションする。(k) Next, As (arsenic) is ion-implanted at IE14 (arsenic particles/cm2) with an acceleration energy of 20K.
(りレジストを除去する。(Remove the resist.
(m)マスクを用いて引出し電極を形成する。(m) Form an extraction electrode using a mask.
(n)CVD法によりゲート酸化膜28を150A成長
させる。(n) Grow a gate oxide film 28 of 150 Å using the CVD method.
(0)マスクを用いてコンタクトホールを開孔する。(0) Open a contact hole using a mask.
(p)CVD法により第2層目のポリシリコン(32,
33,34)゛を成長させる。(p) Second layer of polysilicon (32,
33,34) Grow ゛.
(Q)マスクを用いて第2チヤネルを形成する。(Q) Form a second channel using a mask.
(r)CVD法で酸化膜(S io 2 )を1000
A成長させる。(r) Oxide film (S io 2 ) of 1000% by CVD method
A.Grow.
(8)パッシベーション膜を3500人成長させる。(8) Grow 3,500 passivation films.
(1)第1ポリシリコンと第2ポリシリコンにアニール
により引出しポリシリコンから拡散させ、第1、第2の
ポリシリコンにP” (P領域)、N+ (N領域)
を形成する。(1) The first polysilicon and the second polysilicon are annealed and diffused from the drawn polysilicon, and the first and second polysilicon are P” (P region) and N+ (N region).
form.
(U)引出し電極用にコンタクトホールを開孔する。(U) Open a contact hole for an extraction electrode.
(v)マスクを用いて配線層35を形成する。(v) Form a wiring layer 35 using a mask.
以上述べたように、本願各請求項に記載した発明によれ
ば、薄膜技術を用いて半導体記憶装置の高集積化が可能
となる。As described above, according to the inventions set forth in the claims of the present application, it is possible to highly integrate semiconductor memory devices using thin film technology.
第1図は本発明の原理説明図、
第2図は本発明の半導体記憶装置の構造原理説明図、
第3図は本発明の半導体記憶装置の基本構造図、第4図
はチャネル形成動作説明図、
第5図は第1実施例の斜視図、
第6図は第2実施例の斜視図、
第7図は第3実施例の部分破断斜視図、第8図は第4実
施例の斜視図、
第9図は第5実施例の斜視図、
第10図は第6実施例の斜視図、
第11図は第7実施例の斜視図、
第12図は第8実施例の断面図、
第13図は第9実施例の断面図、
第14図は第10実施例(製造プロセス)の工程図、
第15図はCMO8形セルの回路図、
第16図はNMO8負荷形セルの回路図、第17図は抵
抗負荷形セルの回路図、
第18図は薄膜PMOSトランジスタセルの回路図であ
る。
1・・・基板
2・・・P領域
2A・・・第1P領域
2B・・・第2P領域
2C・・・第3P領域
2D・・・第4P領域
3・・・N領域
3A・・・第1N領域
3B・・・第2N領域
3c・・・第3N領域
3D・・・第4N領域
4・・・絶縁層
4A・・・第1絶縁層
4B・・・第2絶縁層
4C・・・第3絶縁層
4D・・・第4絶縁層
5・・・ゲート電極
6・・・チャネル
6A・・・第1チヤネル
6B・・・第2チヤネル
6C・・・第3チヤネル
6D・・・第4チヤネル
7A・・・端子
7B・・・端子
8A・・・拡散領域(ドレイン)
8B・・・拡散領域(ソース)
9・・・埋込み用凹部
10・・・シールド層
11A・・・第1ゲート
11B・・・第2ゲート
20・・・Si基板
21・・・シリコン酸化膜(S iO2)22・・・第
1ポリシリコン層(Poly23・・・第1半導体層
24・・・ゲート酸化膜(1)
25・・・コンタクトホール
26・・・第2ポリシリコン層(Poly27・・・ド
ーズ部
28・・・シリコン酸化膜(S L O2)29・・・
第1P領域
30・・・第1チヤネル
31・・・第1N領域
32・・・第2チヤネル
33・・・第2チヤネル
34・・・第2N領域
35・・・Al電極
36・・・パッシベーション膜
■o、・・・高電位側電源電圧
Si)
St)
■8.・・・低電位側電源電圧
E L t・・・引出し電極
EL2・・・引出し電極
EL3・・・引出し電極
CH・・・チャネルFIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of the structural principle of the semiconductor memory device of the present invention. FIG. 3 is a diagram of the basic structure of the semiconductor memory device of the present invention. FIG. 4 is an explanation of channel formation operation. Figure 5 is a perspective view of the first embodiment, Figure 6 is a perspective view of the second embodiment, Figure 7 is a partially cutaway perspective view of the third embodiment, and Figure 8 is a perspective view of the fourth embodiment. Figure 9 is a perspective view of the fifth embodiment, Figure 10 is a perspective view of the sixth embodiment, Figure 11 is a perspective view of the seventh embodiment, Figure 12 is a sectional view of the eighth embodiment, Fig. 13 is a cross-sectional view of the ninth embodiment, Fig. 14 is a process diagram of the tenth embodiment (manufacturing process), Fig. 15 is a circuit diagram of a CMO8 type cell, and Fig. 16 is a circuit diagram of an NMO8 load type cell. , FIG. 17 is a circuit diagram of a resistive load type cell, and FIG. 18 is a circuit diagram of a thin film PMOS transistor cell. 1... Substrate 2... P area 2A... First P area 2B... Second P area 2C... Third P area 2D... Fourth P area 3... N area 3A... 1N region 3B...second N region 3c...third N region 3D...fourth N region 4...insulating layer 4A...first insulating layer 4B...second insulating layer 4C...th 3 insulating layer 4D...Fourth insulating layer 5...Gate electrode 6...Channel 6A...First channel 6B...Second channel 6C...Third channel 6D...Fourth channel 7A... Terminal 7B... Terminal 8A... Diffusion region (drain) 8B... Diffusion region (source) 9... Burying recess 10... Shield layer 11A... First gate 11B. ...Second gate 20...Si substrate 21...Silicon oxide film (SiO2) 22...First polysilicon layer (Poly23...First semiconductor layer 24...Gate oxide film (1) 25...Contact hole 26...Second polysilicon layer (Poly27...Dose part 28...Silicon oxide film (S L O2) 29...
First P region 30...first channel 31...first N region 32...second channel 33...second channel 34...second N region 35...Al electrode 36...passivation film ■o,...High potential side power supply voltage Si) St) ■8. ...Low potential side power supply voltage E L t...Extracting electrode EL2...Extracting electrode EL3...Extracting electrode CH...Channel
Claims (1)
半導体領域(2A、2B)およびN形半導体領域(3A
、3B)を有する薄膜の半導体層が2層一対で形成され
、前記両半導体層はそれぞれのP形半導体領域(2A、
2B)およびN形半導体領域(3A、3B)同士が互に
対面する位置に配置され、かつ、前記両半導体層間に絶
縁層(4)が介在されていることを特徴とする半導体記
憶装置。 2、請求項1記載の半導体記憶装置において、当該半導
体記憶装置は絶縁性基板(1)の下面に形成されている
ことを特徴とする半導体記憶装置。 3、請求項2記載の半導体記憶装置において、前記半導
体記憶装置は絶縁性基板(1)に対して垂直方向に積層
されて形成されていることを特徴とする半導体記憶装置
。 4、請求項2記載の半導体記憶装置において、前記半導
体記憶装置は絶縁性基板(1)の延在方向に平行する方
向に並列に形成されていることを特徴とする半導体記憶
装置。 5、請求項1記載の半導体記憶装置において、前記半導
体層(2、3)および絶縁層(4)は円板状を有し、全
体として円柱状に積層されていることを特徴とする半導
体記憶装置。 6、請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体記憶装置
において、当該半導体記憶装置は絶縁性基板(1)の内
部に埋設されていることを特徴とする半導体記憶装置。 7、チャネル領域(6A〜6D)を介して隣接するP形
半導体領域(2A〜2D)およびN形半導体領域(3A
〜3D)を有する半導体層が2層一対で形成され、前記
両半導体層がそれぞれのP形半導体領域(2A〜2D)
およびN形半導体領域(3A〜3D)同士が互に対面す
る位置に配置され、かつ、前記両半導体層間には絶縁層
(4)が介在されてなる半導体記憶装置を、当該半導体
層の積層方向に絶縁層(4)を介して複数積層したこと
を特徴とする半導体記憶装置。 8、請求項7記載の半導体記憶装置において、前記第2
の絶縁層(4)内には導電性シールド層(10)が形成
されていることを特徴とする半導体記憶装置。 9、チャネル領域(6A、6B)を介して隣接するP形
半導体領域(2A、2B)およびN形半導体領域(3A
、3B)を有する半導体層が2層一対で形成され、前記
両半導体層はそれぞれのP形半導体領域(2A、2B)
およびN形半導体領域(3A、3B)同士が互に対面す
る位置に配置され、前記両半導体層間には絶縁層(4)
が介在され、前記のいずれか一方もしくはその両者の外
側面における前記チャネル領域(6A、6B)に対面す
る位置に絶縁層(4)を介して(11A、11B)ゲー
ト電極が形成されていることを特徴とする半導体記憶装
置。 10、チャネル領域(6A、6B)を介して隣接するP
形半導体領域(2A、2B)およびN形半導体領域(3
A、3B)を有する半導体層が2層一対で形成され、前
記両半導体層がそれぞれのP形半導体領域(2A、2B
)およびN形半導体領域(3A、3B)同士が互に対面
する位置に配置され、かつ、前記両半導体層間に絶縁層
(4)が介在されてなる半導体記憶装置を含み、 前記いずれか一方の半導体層側に、自らのチャネル領域
が前記半導体層のチャネル領域(6A)に絶縁層を介し
て対面するよう配置された電界効果トランジスタ(8A
、8B)が形成されていることを特徴とする半導体記憶
装置。 11、請求項10記載の半導体記憶装置において、前記
電界効果トランジスタ(8A、8B)はバルク形電界効
果トランジスタであることを特徴とする半導体記憶装置
。 12、請求項10記載の半導体記憶装置において、前記
電界効果トランジスタ(8A、8B)は薄膜電界効果ト
ランジスタであることを特徴とする半導体記憶装置。 13、チャネル領域(6A、6B)を介して隣接するP
形半導体領域(2A、2B)およびN形半導体領域(3
A、3B)を有する半導体層が2層一対で形成され、前
記両半導体層はそれぞれのP形半導体領域(2A、2B
)およびN形半導体領域(3A、3B)同士が互に対面
する位置に、配置され、前記両半導体層間に絶縁層(4
)が介在され、かつ、前記チャネル領域(6A、6B)
のいずれか一方もしくはその両者に、電荷引出し用の導
電層(7A、7B)が電気的に接続されていることを特
徴とする半導体記憶装置。[Claims] 1. P-type semiconductor regions (2A, 2B) and N-type semiconductor regions (3A, 2B) adjacent to each other via channel regions (6A, 6B)
, 3B) are formed as a pair of two layers, and both semiconductor layers have respective P-type semiconductor regions (2A, 3B).
2B) and N-type semiconductor regions (3A, 3B) are arranged at positions facing each other, and an insulating layer (4) is interposed between the two semiconductor layers. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is formed on the lower surface of an insulating substrate (1). 3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the semiconductor memory device is formed by being stacked vertically to an insulating substrate (1). 4. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the semiconductor memory devices are formed in parallel in a direction parallel to the extending direction of the insulating substrate (1). 5. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor layers (2, 3) and the insulating layer (4) have a disk shape and are stacked in a columnar shape as a whole. Device. 6. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is embedded within an insulating substrate (1). 7. P-type semiconductor regions (2A-2D) and N-type semiconductor regions (3A
~3D) are formed as a pair of two layers, and both semiconductor layers have respective P-type semiconductor regions (2A~2D).
and a semiconductor memory device in which N-type semiconductor regions (3A to 3D) are arranged at positions facing each other, and an insulating layer (4) is interposed between the two semiconductor layers, in the stacking direction of the semiconductor layers. A semiconductor memory device characterized in that a plurality of layers are stacked on each other with an insulating layer (4) interposed therebetween. 8. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein the second
A semiconductor memory device characterized in that a conductive shield layer (10) is formed within an insulating layer (4). 9. P-type semiconductor regions (2A, 2B) and N-type semiconductor regions (3A) adjacent to each other via channel regions (6A, 6B)
, 3B) are formed as a pair of two layers, and both semiconductor layers have respective P-type semiconductor regions (2A, 2B).
and N-type semiconductor regions (3A, 3B) are arranged at positions facing each other, and an insulating layer (4) is disposed between the two semiconductor layers.
are interposed, and a gate electrode (11A, 11B) is formed at a position facing the channel region (6A, 6B) on the outer surface of one or both of the above with an insulating layer (4) interposed therebetween. A semiconductor memory device characterized by: 10. Adjacent P via channel regions (6A, 6B)
type semiconductor region (2A, 2B) and N type semiconductor region (3
A, 3B) semiconductor layers are formed as a pair of two layers, and both semiconductor layers have respective P-type semiconductor regions (2A, 2B).
) and N-type semiconductor regions (3A, 3B) are arranged in positions facing each other, and an insulating layer (4) is interposed between both the semiconductor layers, A field effect transistor (8A) is disposed on the semiconductor layer side so that its channel region faces the channel region (6A) of the semiconductor layer via an insulating layer.
, 8B) are formed. 11. The semiconductor memory device according to claim 10, wherein the field effect transistors (8A, 8B) are bulk type field effect transistors. 12. The semiconductor memory device according to claim 10, wherein the field effect transistors (8A, 8B) are thin film field effect transistors. 13. Adjacent P via channel region (6A, 6B)
type semiconductor region (2A, 2B) and N type semiconductor region (3
A, 3B) semiconductor layers are formed as a pair of two layers, and both semiconductor layers have respective P-type semiconductor regions (2A, 2B).
) and N-type semiconductor regions (3A, 3B) are arranged at positions facing each other, and an insulating layer (4
) is interposed, and the channel region (6A, 6B)
A semiconductor memory device characterized in that a conductive layer (7A, 7B) for extracting charges is electrically connected to one or both of them.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2184863A JPH0471267A (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Semiconductor memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2184863A JPH0471267A (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Semiconductor memory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0471267A true JPH0471267A (en) | 1992-03-05 |
Family
ID=16160628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2184863A Pending JPH0471267A (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Semiconductor memory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0471267A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5684320A (en) * | 1991-01-09 | 1997-11-04 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having transistor pair |
US6779190B2 (en) | 2001-09-04 | 2004-08-17 | Tanashin Denki Co., Ltd. | Disk carrier device of disk player |
-
1990
- 1990-07-12 JP JP2184863A patent/JPH0471267A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5684320A (en) * | 1991-01-09 | 1997-11-04 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having transistor pair |
US6779190B2 (en) | 2001-09-04 | 2004-08-17 | Tanashin Denki Co., Ltd. | Disk carrier device of disk player |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3057661B2 (en) | Semiconductor device | |
TW494575B (en) | Semiconductor device and transistor | |
EP0435457B1 (en) | Semiconductor memory device and preparation of the same | |
TW525271B (en) | Semiconductor storage apparatus | |
TW557573B (en) | Semiconductor storage device | |
US4849801A (en) | Semiconductor memory device having increased capacitance for the storing nodes of the memory cells | |
TW200836328A (en) | Independently-double-gated transistor memory (IDGM) | |
TW521428B (en) | Semiconductor memory device | |
JPH08204029A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
JPH0342514B2 (en) | ||
JPH04162668A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
KR100305440B1 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JPH04115564A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
TW567587B (en) | Semiconductor memory | |
JPH07183401A (en) | Semiconductor memory device | |
JPH04340762A (en) | Memory cell circuit | |
TW200425143A (en) | Semiconductor memory apparatus | |
JPH0471267A (en) | Semiconductor memory | |
US20230137806A1 (en) | Semiconductor device | |
CN114551599A (en) | Ferroelectric transistor device with reconfigurable logic and memory functions and preparation method thereof | |
TW521307B (en) | Semiconductor device | |
JPH07122655A (en) | Static semiconductor memory | |
Philpy et al. | Ferroelectric memory technology for aerospace applications | |
KR20040095709A (en) | Semiconductor memory device with static memory cells | |
US6538338B2 (en) | Static RAM semiconductor memory device having reduced memory |