JPH0562474A - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

Info

Publication number
JPH0562474A
JPH0562474A JP3244405A JP24440591A JPH0562474A JP H0562474 A JPH0562474 A JP H0562474A JP 3244405 A JP3244405 A JP 3244405A JP 24440591 A JP24440591 A JP 24440591A JP H0562474 A JPH0562474 A JP H0562474A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pair
data line
memory cell
transistors
storage nodes
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
Application number
JP3244405A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Kondo
賢司 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP3244405A priority Critical patent/JPH0562474A/ja
Publication of JPH0562474A publication Critical patent/JPH0562474A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的はスタティック型メモリセルの
半導体基板上の占有面積を減少させることである。 【構成】 各メモリセルC1,Cnは1対のトランスファ
ーゲートトランジスタQ3,Q4,Q9,Q10と、1対の
ドライバートランジスタQ1,Q2,Q7,Q8で構成され
ておりトランスファーゲートトランジスタは薄膜トラン
ジスタである。薄膜トランジスタのサブスレッショルド
リーク電流が記憶ノードN1,N2,N1n,N2nに流入す
るので、1対の記憶ノードは電圧差を維持でき、各メモ
リセル毎に負荷トランジスタを設けて電源から電流を供
給しなくてもデータを保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体メモリ装置に関
し、特に、スタティック型ランダムアクセスメモリ装置
(以下、SRAM)のメモリセルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のSRAMに含まれているメモリセ
ルは、1対の負荷素子と、1対のドライバートランジス
タと、1対のトランスファーゲートトランジスタで構成
されており、図3にかかるSRAMのメモリセルの典型
例を示す。図中、Q3,Q4は1対のトランスファーゲー
トトランジスタ、Q1,Q2は1対のドライバートランジ
スタ、L1,L2は1対の負荷素子、Wはトランスファゲ
ートトランジスタQ3,Q4を活性化するワード線、D,
DBは記憶ノードN1,N2にトランスファーゲートトラ
ンジスタQ3,Q4を介して接続するデータ線対である。
一般に、メモリセルを構成するトランジスタQ1,Q2,
Q3,Q4は半導体基板内のPウェルに形成されたNチャ
ネル型バルクトランジスタで構成されている。
【0003】次に従来のSRAM用メモリセルの動作を
説明する。以下の説明では、記憶ノードN1,N2がそれ
ぞれ高レベルと低レベルの時データ“1”とする。この
時、ドライバートランジスタQ2は、そのゲートに記憶
ノードN1から高レベルの供給を受けオンとなり、記憶
ノードN2の電位は低レベルになる。一方、ドライバー
トランジスタQ1は、そのゲートに記憶ノードN2から低
レベルを受けてオフとなり、記憶ノードN1の高レベル
を維持し、データ“1”が保持される。
【0004】また、負荷素子L1は、記憶ノードN1がト
ランジスタQ1及びQ3のドレインもしくは、ソースの拡
散層で形成されているため、記憶ノードN1から半導体
基板へのリーク電流やドライバートランジスタQ1のサ
ブスレッショルドリーク電流により、記憶ノードN1の
電位が高レベルから低下するのを防ぐことを目的として
いる。
【0005】上述と反対に記憶ノードN1,N2がそれぞ
れ低レベルと高レベルの場合には、ドライバートランジ
スタN1,N2のオン/オフが上述と逆になりメモリセル
にデータ“0”が保持される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年、SRAMの集積
度が進み、各メモリセルの占有面積を減少させなければ
ならず、上述の4つのバルクトランジスタQ1〜Q4と2
つの負荷素子L1,L2で構成される6素子型メモリセル
は、その占有面積をバルクトランジスタQ1〜Q4の最小
寸法で決まるため、微細加工技術により決定されてい
た。しかしながら、現在、この高集積化の要求に、微細
加工技術が十分応じきれていないため、高密度化にとも
ないメモリセルアレイの占める面積が増大していくのが
現状である。その結果、SRAMを形成する半導体チッ
プの寸法が大きくなり、製造歩留りの低下や、パッケー
ジの大型化という問題点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は半導体基
板に形成された複数のメモリセルと、該メモリセルに接
続されたデータ線対と、選択されたデータ線対に入力デ
ータビットに対応した電圧差を供給する書き込み制御回
路とを備えた半導体メモリ装置において、上記各メモリ
セルは、半導体基板中に形成されたソース/ドレイン領
域を有するバルクトランジスタで構成され上記データ線
対と1対の記憶ノードとの間に接続されワード線で制御
される1対のトランスファーゲートトランジスタと、半
導体基板上方に形成された半導体中に形成されたソース
/ドレイン領域を有する薄膜トランジスタで構成され上
記1対の記憶ノードの一方と他方と固定電源との間にそ
れぞれ接続され上記1対の記憶ノードの他方と一方とで
それぞれ制御される1対のドライバートランジスタとを
備えたことである。
【0008】
【発明の作用】上記構成によると、薄膜トランジスタの
サブスレッショルドリーク電流が記憶ノードに電流を供
給し、1対の記憶ノード間に電圧差を発生すべくドライ
バートランジスタのゲートを制御する。
【0009】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の一実施例に係るSRAMの回
路図である。図中Q1,Q2,Q7,Q8はメモリセルC
1,Cnを構成するドライバートランジスタであり、半導
体基板中にバルクトランジスタとして構成されており、
Q3,Q4,Q9,Q10はトランスファーゲートトランジ
スタであり、バルクトランジスタ上方に薄膜トランジス
タ(TFT)として構成されている。QS,QLはデー
タ線対D,DBに電流を供給する負荷素子であり、W,
Wnはワード線である。データビットは記憶ノード対N
1,N2,N1n,N2nに電位差として記憶され、入力デー
タDinは書き込みイネーブル信号WEの印加時に書き込
み制御回路100によりデータ線対D,DBに電圧差と
して供給される。書き込み制御回路100とデータ線対
D,DBとの間には、トランスファーゲート101が介
在しており、制御信号φに応答して書き込み制御回路1
00をいずれかのデータ線対D,DBに接続する。
【0010】図2は図1に示すSRAMの動作を示す波
形図である。以下、動作を説明する。ワード線W,Wn
が低レベルで、メモリセルC1,Cnが非選択の時は、デ
ータ線対D,DBは負荷素子Q5,Q6により電源電位と
なっている。またメモリセルC1,Cn内の記憶ノードN
1,N2,N1n,N2nのいずれか一方が高レベル、他方が
低レベルである。メモリセルC1,Cn内の高レベルを保
持する記憶ノードは、リーク電流によって電圧低下しよ
うとするが、トランスファーゲートトランジスタQ3,
Q4,Q9,Q10のサブスレッショルドリーク電流が電源
電位となっているデータ線対D,DBから高レベルを維
持できるように供給され、高レベルを保持する。
【0011】現在チャネル長1〜0.8μm、チャネル
幅2〜3μmのN型バルクトランジスタのオン状態の内
部抵抗をRon1、オフ状態の内部抵抗をRoff1とする
と、その比はRon1:Roff1=1:1×109程度とな
る。そして上記バルクトランジスタをドライバートラン
ジスタとして構成したメモリセルの記憶ノードN1,N2
のリーク電流は数PA程度である。これに比べ、現状の
薄膜トランジスタのオン状態の内部抵抗をRon2、オフ
状態の内部抵抗Roff2とすると、その比はRon2:Roff
2=1:1×106程度である。したがって、トランスフ
ァーゲートトランジスタQ3,Q4,Q9,Q10として薄
膜トランジスタを用い、そのオン状態の電流能力を10
0〜150μA程度に設定すれば、そのオフ時のサブス
レッショルドリーク電流は、100〜150PAとな
り、記憶ノードN1,N2のリーク電流を上回り、記憶ノ
ードN1もしくはN2を高レベルに保持できる。
【0012】次に、図1に示されたSRAMが書き込み
動作時に選択されたデータ線対D,DBに接続された非
選択のメモリセルについて説明する。制御信号φ1が高
レベルとなりデータ線対D,DBが選択され、高レベル
の入力データDinが入力されるとする。書き込みイネー
ブル信号WEが低レベル(時刻t1)となると、ライト
バス線対WB,WBBの一方の信号線WBBが図2に示
すように低レベルとなり、それにともないデータ線対
D,DBの一方、DBがある一定時間T1の間低レベル
となる。
【0013】メモリセルC1を非選択、メモリセルCnを
選択とし、データ“0”がそれぞれ保存されているとす
ると、メモリセルC1の記憶ノードN1は低レベル、記憶
ノードN2は高レベルとなっている。ここで前述したよ
うにデータ線DBが低レベルとなると、記憶ノードN2
の高レベルは薄膜トランジスタで構成されたトランスフ
ァーゲートトランジスタQ4のサブスレッショルドリー
クにより、レベルが低下し始める。しかしながら、DB
が低レベルとなる期間T1は、選択されたメモリセルCn
の記憶ノードN2nの高レベルが低レベルに遷移するのに
必要な最小時間でよい。この時、トランスファーゲート
トランジスタQ4はワード線Wが低レベルであるからオ
フ、トランスファーゲートトランジスタQ10はワード線
Wnが高レベルであるからオン状態である。
【0014】薄膜トランジスタのオン/オフ状態の抵抗
比は、前述したようにRon:Roff=1:1×106程度
であるから、記憶ノードN2,N2nの高レベルが低レベ
ルへ遷移する時間はそれぞれ記憶ノードN2,N2nの静
電容量Cnと、トランスファーゲートトランジスタQ4,
Q10の抵抗RQ4,RQ10の積CRによって決まる。こ
こでCn・RQ4とCn・RQ10を比較すると、前述した
ようにRQ4:RQ10=1×106:1なので、Cn・R
Q4:Cn・RQ10=1×106:1程度の差となり、デ
ータ線DBが低レベルとなる期間T1を記憶ノードN2n
が高レベルから低レベルへ遷移する必要最小時間に設定
することにより、非選択メモリセルC1の高レベル側記
憶ノードN2はデータ線DBが低レベルに移行する影響
をほとんど受けず、データ“0”を保持できる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、メモリセ
ルのドライバートランジスタをバルクトランジスタで、
トランスファーゲートトランジスタを薄膜トランジスタ
で構成し、データ線対に負荷素子を介して電源電圧に接
続したので、メモリセルを3次元的に構成でき、各メモ
リセルの占有する半導体基板上の面積を減少させること
ができるという効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】一実施例の動作を示す波形図である。
【図3】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
C1,Cn メモリセル Q1,Q2,Q7,Q8 ドライバートランジスタ Q3,Q4,Q9,Q10 トランスファーゲートトランジ
スタ N1,N2,N1n,N2n 記憶ノード D,DB データ線対 W,Wn ワード線 100 書き込み制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/10 371 8728−4M 7323−5L G11C 11/34 305

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板に形成された複数のメモリセ
    ルと、該メモリセルに接続されたデータ線対と、選択さ
    れたデータ線対に入力データビットに対応した電圧差を
    供給する書き込み制御回路とを備えた半導体メモリ装置
    において、上記各メモリセルは、半導体基板中に形成さ
    れたソース/ドレイン領域を有するバルクトランジスタ
    で構成され上記データ線対と1対の記憶ノードとの間に
    接続されワード線で制御される1対のトランスファーゲ
    ートトランジスタと、半導体基板上方に形成された半導
    体中に形成されたソース/ドレイン領域を有する薄膜ト
    ランジスタで構成され上記1対の記憶ノードの一方と他
    方と固定電源との間にそれぞれ接続され上記1対の記憶
    ノードの他方と一方とでそれぞれ制御される1対のドラ
    イバートランジスタとを備えたことを特徴とする半導体
    メモリ装置。
  2. 【請求項2】 上記データ線対は負荷素子を介して他の
    固定電圧源に接続されている請求項1記載の半導体メモ
    リ装置。
  3. 【請求項3】 上記書き込み制御回路は書き込みイネー
    ブル信号の遷移と入力データ信号の遷移とを検出し、入
    力データ信号の遷移時に選択されたデータ線対を一定時
    間後に上記他の固定電圧源の電圧にプリチャージする手
    段を有する請求項2記載の半導体メモリ装置。
JP3244405A 1991-08-29 1991-08-29 半導体メモリ装置 Pending JPH0562474A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3244405A JPH0562474A (ja) 1991-08-29 1991-08-29 半導体メモリ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3244405A JPH0562474A (ja) 1991-08-29 1991-08-29 半導体メモリ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0562474A true JPH0562474A (ja) 1993-03-12

Family

ID=17118182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3244405A Pending JPH0562474A (ja) 1991-08-29 1991-08-29 半導体メモリ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0562474A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6259623B1 (en) 1999-06-17 2001-07-10 Nec Corporation Static random access memory (SRAM) circuit
WO2001065565A1 (en) * 2000-03-03 2001-09-07 Mosaid Technologies Incorporated An improved high density memory cell
US6515511B2 (en) 2000-02-17 2003-02-04 Nec Corporation Semiconductor integrated circuit and semiconductor integrated circuit device
US7161215B2 (en) 2002-07-31 2007-01-09 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device and method of manufacturing the same, a method of manufacturing a vertical MISFET and a vertical MISFET, and a method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device
US7279754B2 (en) 2002-07-08 2007-10-09 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device and a method of manufacturing the same
JP2008269751A (ja) * 2007-04-25 2008-11-06 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体記憶装置及び当該半導体記憶装置を具備する電子機器

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6259623B1 (en) 1999-06-17 2001-07-10 Nec Corporation Static random access memory (SRAM) circuit
US6515511B2 (en) 2000-02-17 2003-02-04 Nec Corporation Semiconductor integrated circuit and semiconductor integrated circuit device
WO2001065565A1 (en) * 2000-03-03 2001-09-07 Mosaid Technologies Incorporated An improved high density memory cell
GB2375642A (en) * 2000-03-03 2002-11-20 Mosaid Technologies Inc An improved high density memory cell
JP2003525512A (ja) * 2000-03-03 2003-08-26 モサイド・テクノロジーズ・インコーポレイテッド 改良された高密度メモリセル
US6751111B2 (en) 2000-03-03 2004-06-15 Mosaid Technologies Incorporated High density memory cell
GB2375642B (en) * 2000-03-03 2005-02-23 Mosaid Technologies Inc An improved high density memory cell
JP4903338B2 (ja) * 2000-03-03 2012-03-28 トレイス・ステップ・ホールディングス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 改良された高密度メモリセル
US7598133B2 (en) 2002-07-08 2009-10-06 Renesas Technology Corp Semiconductor memory device and a method of manufacturing the same
US7279754B2 (en) 2002-07-08 2007-10-09 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device and a method of manufacturing the same
US7829952B2 (en) 2002-07-08 2010-11-09 Renesas Electronics Corporation Semiconductor memory device and a method of manufacturing the same
US7981738B2 (en) 2002-07-08 2011-07-19 Renesas Electronics Corporation Semiconductor memory device and a method of manufacturing the same
US8652895B2 (en) 2002-07-08 2014-02-18 Renesas Electronics Corporation Semiconductor memory device and a method of manufacturing the same
US7495289B2 (en) 2002-07-31 2009-02-24 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, a method of manufacturing a vertical MISFET and a vertical MISFET, and a method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device
US7190031B2 (en) 2002-07-31 2007-03-13 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, a method of manufacturing a vertical MISFET and a vertical MISFET, and a method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device
US7701020B2 (en) 2002-07-31 2010-04-20 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, a method of manufacturing a vertical MISFET and a vertical MISFET, and a method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device
US7972920B2 (en) 2002-07-31 2011-07-05 Hitachi Ulsi Systems Co., Ltd. Semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, a method of manufacturing a vertical MISFET and a vertical MISFET, and a method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device
US7161215B2 (en) 2002-07-31 2007-01-09 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device and method of manufacturing the same, a method of manufacturing a vertical MISFET and a vertical MISFET, and a method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device
JP2008269751A (ja) * 2007-04-25 2008-11-06 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体記憶装置及び当該半導体記憶装置を具備する電子機器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6163476A (en) Static-random-access-memory cell
JP4822791B2 (ja) 半導体記憶装置
US6525984B2 (en) Semiconductor integrated circuit device having hierarchical power source arrangement
JP3609868B2 (ja) スタティック型半導体記憶装置
US6560139B2 (en) Low leakage current SRAM array
US7532536B2 (en) Semiconductor memory device
JP3230848B2 (ja) スタティックランダムアクセスメモリ装置
US20070194833A1 (en) Memory cell structure of sram
US5708599A (en) Semiconductor memory device capable of reducing power consumption
JP3086757B2 (ja) スタティックランダムアクセスメモリ
JPH06350054A (ja) 安定性の高い非対称的sramセル
JP2005085454A (ja) メモリアレイを含む集積回路装置、およびセンスアンプを有するメモリを組込んだ集積回路装置においてパワーゲートするための方法
JP2003051184A (ja) メモリ装置
JPH08273364A (ja) 共有される電源線を具備する5トランジスタメモリセル
KR20000057968A (ko) 모든 메모리 셀에 의해 공유되는 워드선 구동 회로를구비하는 스태틱 램
US5384730A (en) Coincident activation of pass transistors in a random access memory
EP0444602B1 (en) Decoder circuit
JPH0562474A (ja) 半導体メモリ装置
US5262988A (en) Dynamic memory cell and dynamic memory
KR100769492B1 (ko) 반도체 집적 회로
JPH04111297A (ja) スタティック・ランダム・アクセス・メモリセル
US6316812B1 (en) Static semiconductor memory device with expanded operating voltage range
US5771198A (en) Source voltage generating circuit in semiconductor memory
US7170798B2 (en) Controlled substrate voltage for memory switches
JPH06326272A (ja) 半導体記憶装置