JPH06112426A - Memory, its information read-out method, and information writing method - Google Patents

Memory, its information read-out method, and information writing method

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JPH06112426A
JPH06112426A JP4256702A JP25670292A JPH06112426A JP H06112426 A JPH06112426 A JP H06112426A JP 4256702 A JP4256702 A JP 4256702A JP 25670292 A JP25670292 A JP 25670292A JP H06112426 A JPH06112426 A JP H06112426A
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JP
Japan
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address signal
signal line
base
column address
layer
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Withdrawn
Application number
JP4256702A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Mori
俊彦 森
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a memory having a small area and composed of the number of elements as small as possible, its information read-out method and information writing method. CONSTITUTION:A row-address signal wire Ax, a pair of column address signal wires Ay 1 and Ay 2, a stand-by signal wire Sb, and a memory cell MC, which is provided on the crossing part between the row-address signal wire Ax and the column address wires Ay 1 and Ay 2, are provided on the title memory storage. The above-mentioned memory cell MC consists of a double-emitter construction transistor Tr, having a collector electrode C and two emitter electrodes E1 and E2 and also having negative differential characteristics and threshold value performance, and a gate G which controls the base current of the above-mentioned transistor Tr. One of the emitter electrodes E1 is connected to one of the Ay 1 of the column address signal wires other than the emitter electrode E2 is connected to the other Ay 2 of the column address signal wire, the collector electrode C is connected to the row-address signal wire Ax, and the gate G is connected to the stand-by signal wire (Sb).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、SRAM(Static Ran
dom Acces Memory)等に好適な記憶装置に係り、より詳
細にはメモリセルとして負性微分特性およびしきい値特
性を有しているRHET(Resonant-tunneling Hot Ele
ctron Transistor;共鳴トンネリング・ホットエレクト
ロン・トランジスタ)やRBT(Resonance Bipolar Tr
ansistor;共鳴トンネリング・バイポーラ・トランジス
タ)等のトランジスタを用いた記憶装置、その情報読出
し方法および情報書込み方法に関する。
The present invention relates to an SRAM (Static Ran)
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage device suitable for a dom Acces Memory, etc., and more specifically, a RHET (Resonant-tunneling Hot Ele) having negative differential characteristics and threshold characteristics as memory cells.
ctron Transistor; resonance tunneling hot electron transistor) and RBT (Resonance Bipolar Tr)
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage device using a transistor such as an anistor (resonance tunneling bipolar transistor), an information reading method and an information writing method thereof.

【0002】近年、半導体メモリの大規模化が進み、今
日では64MbのDRAM(Dynamic Random Acces Mem
ory )や16MbのSRAMの開発が試みられている。
しかしながら、現状のメモリセル構造では高密度化に限
界があり、より高密度化が可能な新規な半導体メモリセ
ルの開発が望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, the scale of semiconductor memory has increased, and today 64 Mb DRAMs (Dynamic Random Acces Mem) are used.
ory) and 16 Mb SRAMs are being developed.
However, the current memory cell structure has a limitation in increasing the density, and it is desired to develop a new semiconductor memory cell capable of increasing the density.

【0003】[0003]

【従来の技術】一般に、DRAMのメモリセルは情報を
記憶するためのFET(Field EffectTransistor )の
接合容量を利用したコンデンサとこのコンデンサに対す
る情報の書き込み、読み出しを行うためのFETから構
成されている。また、SRAMは、フリップフロップ形
のメモリセル構造からなり、通常6個のFETを用いて
構成されている。
2. Description of the Related Art Generally, a DRAM memory cell is composed of a capacitor using a junction capacitance of an FET (Field Effect Transistor) for storing information and an FET for writing and reading information to and from the capacitor. The SRAM has a flip-flop type memory cell structure, and is normally configured by using six FETs.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、SRA
Mのメモリセルは少なくとも6個分のFETの面積を必
要とし、微細化を進めるには限界がある。本発明の目的
は、より少ない素子数で、小さな面積で構成しうる新規
なメモリセルからなる記憶装置とその情報読み出し方法
およびその情報書き込み方法を提供することにある。
As described above, the SRA
The memory cell of M requires an area of at least 6 FETs, and there is a limit in promoting miniaturization. An object of the present invention is to provide a memory device including a novel memory cell that can be configured with a smaller number of elements and a small area, an information reading method thereof, and an information writing method thereof.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明に係る記憶装置は、図1に示
すように、行アドレス信号線(Ax )と、一対の列アド
レス信号線(Ay1,Ay2)と、スタンバイ信号線(S
b)と、前記行アドレス信号線(Ax )と前記列アドレ
ス信号線(Ay1,Ay2)との交差部に設けられたメモリ
セル(MC)と、を有し、前記メモリセル(MC)は、
1つのコレクタ電極(C)および2つのエミッタ電極
(E1 ,E2 )を有して負性微分特性を示すダブルエミ
ッタ構造のトランジスタ(Tr )と、印加される電圧に
より前記トランジスタ(Tr )のベース電流を制御する
ゲート(G)と、からなり、前記トランジスタ(Tr )
の一方のエミッタ電極(E1 )が低電位側である前記列
アドレス信号線の一方(Ay1)に接続され、他方のエミ
ッタ電極(E2 )が高電位側である前記列アドレス信号
線の他方(Ay2)に接続され、且つ前記トランジスタ
(Tr )のコレクタ電極(C)が前記行アドレス信号線
(Ax )に接続されていると共に、前記ゲート(G)が
前記スタンバイ信号線(Sb)に接続されて構成されて
いる。
In order to solve the above-mentioned problems, a memory device according to a first aspect of the present invention has a row address signal line (Ax) and a pair of column addresses as shown in FIG. Signal lines (Ay1, Ay2) and standby signal lines (S
b) and a memory cell (MC) provided at the intersection of the row address signal line (Ax) and the column address signal line (Ay1, Ay2), the memory cell (MC) being
A transistor (Tr) having a double-emitter structure having one collector electrode (C) and two emitter electrodes (E1, E2) and exhibiting negative differential characteristics, and a base current of the transistor (Tr) depending on an applied voltage. And a gate (G) for controlling the transistor, and the transistor (Tr)
One emitter electrode (E1) is connected to one (Ay1) of the column address signal lines on the low potential side, and the other emitter electrode (E2) is the other (Ay2) of the column address signal lines on the high potential side. ), The collector electrode (C) of the transistor (Tr) is connected to the row address signal line (Ax), and the gate (G) is connected to the standby signal line (Sb). It is configured.

【0006】請求項2に記載の発明は、図2に示すよう
に、請求項1に記載の記憶装置において、前記列アドレ
ス信号線(Ay1,Ay2)のうち、いずれか一方のアドレ
ス信号線を共通接地配線(GND)として構成されてい
る。請求項3に記載の発明は、図15に示すように、行
アドレス信号配線層(Ax)と、2本一対で平行に配さ
れた列アドレス信号配線層(Ay1,Ay2)と、前記列ア
ドレス信号配線層(Ay1,Ay2)に平行に配されたスタ
ンバイ信号配線層(Sb)と、前記行アドレス信号配線
層(Ax )と前記列アドレス信号配線層(Ay1,Ay2)
との交差部において相対向する前記行アドレス信号配線
層(Ax )と前記列アドレス信号配線層(Ay1,Ay2)
との間に挟まれたメモリセル(MC)と、を有し、前記
メモリセル層(MC)は、所定のしきい値電圧(Vth)
で電流を流すしきい値特性を有するコレクタ・ベース接
合層(D3 )がその一面を前記行アドレス信号配線層
(Ax )に電気的に接触して形成され、前記コレクタ・
ベース接合層(D3 )の他面と前記列アドレス信号配線
層(Ay1,Ay2)との間に負性微分特性を有する2つの
ベース・エミッタ接合層(D1 ,D2 )が並列してそれ
ぞれ電気的に接触するように積層状に形成され、所定の
印加電圧により空乏層を伸縮させて前記ベース・エミッ
タ接合層(D1 ,D2 )に流れる電流を制御するゲート
電極(G)が前記スタンバイ信号配線層(Sb)に電気
的に接触して形成されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, as shown in FIG. 2, in the memory device according to the first aspect, one of the column address signal lines (Ay1, Ay2) is connected to one of the address signal lines. It is configured as a common ground wiring (GND). The invention according to claim 3 is, as shown in FIG. 15, a row address signal wiring layer (Ax), a column address signal wiring layer (Ay1, Ay2) arranged in parallel in a pair of two, and the column address. A standby signal wiring layer (Sb) arranged in parallel to the signal wiring layers (Ay1, Ay2), the row address signal wiring layer (Ax) and the column address signal wiring layer (Ay1, Ay2)
The row address signal wiring layer (Ax) and the column address signal wiring layer (Ay1, Ay2) facing each other at the intersection with
And a memory cell (MC) sandwiched between the memory cell layer and the memory cell layer, and the memory cell layer (MC) has a predetermined threshold voltage (Vth).
A collector-base junction layer (D3) having a threshold characteristic for flowing a current is formed by electrically contacting one surface thereof with the row address signal wiring layer (Ax).
Two base-emitter junction layers (D1, D2) having a negative differential characteristic are electrically connected in parallel between the other surface of the base junction layer (D3) and the column address signal wiring layers (Ay1, Ay2). A standby electrode wiring layer, which is formed in a laminated shape so as to contact with the gate electrode and controls a current flowing in the base-emitter junction layers (D1, D2) by expanding and contracting a depletion layer by a predetermined applied voltage. It is characterized in that it is formed in electrical contact with (Sb).

【0007】請求項4に記載の発明は、図9、図10に
示すように、請求項1に記載の記憶装置の情報読み出し
方法であって、前記メモリセル(MC)の記憶情報の読
み出し時には、前記メモリセル(MC)の2つのベース
・エミッタ接合(D1 ,D2)の他方の動作安定点(S2
)の電圧をVs2、不安定点(Sm )の電圧をVsm、行
アドレス信号線(Ax )の電圧をVAx、ベース・コレク
タ接合(D3 )のしきい値電圧をVthとしたとき、各電
圧が、Vsm<VAx+Vth<Vsm、の関係となるように、
行アドレス信号線(Ax )に低レベルの電位(Low)
を加え、且つ列アドレス線の他方(Ay2)に高レベルの
電位(High)を加えると共に、前記ゲート(G)か
ら空乏層を伸縮させて前記2つのベース・エミッタ接合
(D1 ,D2 )に流れる電流が増大するように、前記ス
タンバイ信号線(Sb)に正または0の電位を加え、前
記メモリセル(MC)の記憶情報の読出し前後の記憶状
態を保持するスタンバイ時には、前記ゲート(G)から
空乏層を伸縮させて前記2つのベース・エミッタ接合
(D1 ,D2 )に流れる電流が減少するように、前記ス
タンバイ信号線(Sb)に負の電位を加えることを特徴
とする。
The invention described in claim 4 is the information reading method of the memory device according to claim 1, as shown in FIGS. 9 and 10, and at the time of reading the memory information of the memory cell (MC). , The other operation stable point (S2) of the two base-emitter junctions (D1, D2) of the memory cell (MC).
Where Vs2 is the voltage at the unstable point (Sm), Vsm is the voltage at the row address signal line (Ax), and Vth is the threshold voltage at the base-collector junction (D3). Vsm <VAx + Vth <Vsm, so that
Low-level potential (Low) on the row address signal line (Ax)
And a high level potential (High) is applied to the other (Ay2) of the column address lines, and a depletion layer is expanded and contracted from the gate (G) to flow into the two base-emitter junctions (D1, D2). In order to increase the current, a positive or zero potential is applied to the standby signal line (Sb) to maintain the storage state before and after reading the storage information of the memory cell (MC). It is characterized in that a negative potential is applied to the standby signal line (Sb) so that the depletion layer expands and contracts to reduce the current flowing through the two base-emitter junctions (D1, D2).

【0008】請求項5に記載の発明は、図11〜図14
に示すように、請求項1に記載の記憶装置の情報書き込
み方法であって、前記メモリセル(MC)の2つのベー
ス・エミッタ接合層(D1 ,D2 )により生成される2
つの動作安定点および不安定点のうちの負側の安定点
(S1 )への情報書き込み時には、行アドレス信号線
(Ax )の電圧VAx、ベース・コレクタ接合(D3 )の
しきい値電圧Vthおよび不安定点電圧Vsnが、VAx+V
th<Vsnとなるように、行アドレス信号線(Ax )に低
レベルの電位(Low)を加え、且つ列アドレス信号線
の少なくともいずれか一方(Ay2)に高レベルの電位
(High)を加えると共に、前記ゲート(G)から空
乏層を伸縮させて前記2つのベース・エミッタ接合層
(D1 ,D2 )に流れる電流が増大するように、前記ス
タンバイ信号線(Sb)に正または0の電位を加え、前
記動作安定点のうちの正側の安定点(S2 )への情報書
き込み時には、2つの安定点のうち負側の安定点が生じ
ないように、行アドレス信号線(Ax )に高レベルの電
位(High)を加え、且つ列アドレス信号線に所定の
電位を加えると共に、前記ゲート(G)から空乏層を伸
縮させて前記2つのベース・エミッタ接合層(D1 ,D
2 )に流れる電流が増大するように、前記スタンバイ信
号線(Sb)に正または0の電位を加え、前記2つの動
作安定点の負側または正側の安定点(S1 ,S2 )への
書込み後の記憶状態を保持するスタンバイ時には、前記
ゲート(G)から空乏層を伸縮させて前記2つのベース
・エミッタ接合層(D1 ,D2 )に流れる電流が減少す
るように、前記スタンバイ信号線(Sb)に負の電位を
加えることを特徴とする。
The invention described in claim 5 is based on FIG. 11 to FIG.
2. A method for writing information in a memory device according to claim 1, wherein the memory cell is formed by two base-emitter junction layers (D1, D2) of the memory cell (MC).
At the time of writing information to the stable point (S1) on the negative side among the two stable points and the unstable point, the voltage VAx of the row address signal line (Ax), the threshold voltage Vth of the base-collector junction (D3) and the anxiety Fixed point voltage Vsn is VAx + V
A low level potential (Low) is applied to the row address signal line (Ax) so that th <Vsn, and a high level potential (High) is applied to at least one of the column address signal lines (Ay2). , A positive or zero potential is applied to the standby signal line (Sb) so that the depletion layer expands and contracts from the gate (G) to increase the current flowing through the two base-emitter junction layers (D1, D2). , When writing information to the positive stable point (S2) of the operation stable points, the row address signal line (Ax) is set to a high level so that the negative stable point does not occur among the two stable points. A potential (High) is applied and a predetermined potential is applied to the column address signal line, and the depletion layer is expanded and contracted from the gate (G) to cause the two base-emitter junction layers (D1, D) to expand and contract.
2) A positive or zero potential is applied to the standby signal line (Sb) so as to increase the current flowing through it, and writing to the negative or positive stable points (S1, S2) of the two operation stable points. At the time of standby for holding the later memory state, the standby signal line (Sb) is set so that the depletion layer is expanded and contracted from the gate (G) to reduce the current flowing through the two base-emitter junction layers (D1, D2). ) Is applied with a negative potential.

【0009】請求項6に記載の発明は、図19に示すよ
うに、複数の信号線からなる行アドレス信号線群(Ax
1,Ax2,…)と、前記行アドレス信号線群(Ax1,Ax
2,…)に交差する方向に配された一対の信号線からな
る列アドレス信号線群(Ay11,Ay12 ,…,Ay21 ,
Ay22 ,…)と、前記列アドレス信号線群(Ay11 ,A
y12 ,…,Ay21 ,Ay22 ,…)に平行に配された複数
の信号線からなるスタンバイ信号線群(Sb1 ,Sb2
,…)と、前記行アドレス信号線群(Ax1,Ax2,
…)と前記列アドレス信号線群(Ay11 ,Ay12 ,…,
Ay21 ,Ay22 )との各交差部に設けられた請求項1記
載の複数のメモリセル(MC)と、前記行アドレス信号
線群(Ax1,Ax2,…)に行アドレス信号を供給する行
アドレスデコーダ(1)と、前記列アドレス信号線群
(Ay11 ,Ay12 ,…,Ay21 ,Ay22 ,…)に列アド
レス信号を供給する列アドレスデコーダ(2)と、前記
行アドレス信号線群(Ax1,Ax2,…)から前記各メモ
リセル(MC)の記憶情報を検出するセンス回路(3)
と、を備えていることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the invention, as shown in FIG. 19, a row address signal line group (Ax consisting of a plurality of signal lines is provided.
1, Ax2, ...) and the row address signal line group (Ax1, Ax)
2, ...) A column address signal line group (Ay11, Ay12, ..., Ay21, consisting of a pair of signal lines arranged in a direction intersecting
Ay22, ...) and the column address signal line group (Ay11, A
y12, ..., Ay21, Ay22, ...) Standby signal line group (Sb1, Sb2) consisting of a plurality of signal lines arranged in parallel with y12 ,.
, ...) and the row address signal line group (Ax1, Ax2,
...) and the column address signal line group (Ay11, Ay12, ...,
Ay21, Ay22) A row address decoder for supplying a row address signal to a plurality of memory cells (MC) according to claim 1 provided at each intersection and row address signal line groups (Ax1, Ax2, ...). (1), a column address decoder (2) for supplying a column address signal to the column address signal line group (Ay11, Ay12, ..., Ay21, Ay22, ...) And a row address signal line group (Ax1, Ax2, ... Sense circuit (3) for detecting information stored in each memory cell (MC) from
And are provided.

【0010】[0010]

【作用】請求項1に記載の発明によれば、メモリセルを
構成するダブルエミッタ構造のトランジスタ(Tr )に
おける負性微分特性を有する2つのベース・エミッタ接
合層D1 ,D2 の特性によって、双安定状態が実現され
る。行アドレス信号線Ax および列アドレス信号線Ax
1,Ax2それぞれに電圧信号を別個に与えても、双安定
状態をくずすことはないし、またしきい値特性を有する
ベース・コレクタ接合層D3 を流れる電流も存在しな
い。
According to the first aspect of the present invention, the bistable structure is achieved by the characteristics of the two base-emitter junction layers D1 and D2 having the negative differential characteristics in the transistor (Tr) of the double emitter structure which constitutes the memory cell. The state is realized. Row address signal line Ax and column address signal line Ax
Even if the voltage signals are separately applied to 1 and Ax2, respectively, the bistable state is not broken and there is no current flowing through the base-collector junction layer D3 having the threshold characteristic.

【0011】しかし、各アドレス信号線Ax ,Ay1,A
y2のそれぞれのラインに同時に所定の電圧信号が加わっ
た場合に、安定状態、即ち記憶状態に従ってしきい値特
性のベース・コレクタ接合層D3 を流れる電流が発生し
たり、また、安定状態を他の安定状態に切り換えること
が可能となる。即ち、この回路をメモリセルとして縦、
横に並列に配置したときに、ある特定のメモリセルにの
み、選択的に情報を書き込んだり、また情報を読み出し
たりすることが可能なメモリデバイスを構成することが
できる。
However, each address signal line Ax, Ay1, A
When a predetermined voltage signal is applied to the respective lines of y2 at the same time, a stable state, that is, a current flowing through the base-collector junction layer D3 having a threshold characteristic according to the memory state is generated, and the stable state is changed to another state. It becomes possible to switch to a stable state. That is, this circuit is used as a memory cell vertically,
It is possible to configure a memory device capable of selectively writing information to and reading information from only a specific memory cell when the memory devices are arranged side by side in parallel.

【0012】更に、ゲートGに印加する電圧によって2
つのベース・エミッタ接合層D1 ,D2 に流れる電流を
制御することにより、記憶状態を保持するスタンバイ時
における消費電力を小さくし、情報の書き込み、読み出
しのスピードを速くすることが可能となる。請求項2に
記載の発明によれば、共通接地配線GNDを設けること
により、アドレス信号線の共用化が図られ、また信号線
の線が太くなるので電源ノイズに強いメモリの実現が可
能となる。
Further, depending on the voltage applied to the gate G, 2
By controlling the currents flowing through the two base-emitter junction layers D1 and D2, it is possible to reduce the power consumption in the standby mode for holding the memory state and increase the speed of writing and reading information. According to the invention described in claim 2, by providing the common ground wiring GND, the address signal line can be shared, and the signal line becomes thick, so that it is possible to realize a memory resistant to power supply noise. .

【0013】請求項3に記載の発明によれば、互に交差
する行アドレス信号配線層(Ax )と2本一対の列アド
レス信号配線層(Ay1,Ay2)間に挟まれて積層状のメ
モリセルを構成することができ、メモリセルをダイオー
ド2個分の面積とその2つのダイオードを分離するため
の隙間の面積とその2つのダイオードの周囲に設けたゲ
ート電極の面積との和程度で実現することができる。更
に、行アドレス信号線Ax と、列アドレス信号線Ay1,
Ay2を交差するように配し、その間にメモリセルを配す
ることで、メモリセルの配列以外のエリアを必要とせ
ず、即ちメモリセル自体の部分およびメモリセル相互間
の隙間の部分以外のエリアを必要とせず高密度にメモリ
セルを並べることができる。
According to the third aspect of the present invention, the stacked memory is sandwiched between the row address signal wiring layer (Ax) and the pair of column address signal wiring layers (Ay1, Ay2) intersecting each other. A cell can be configured, and the memory cell is realized by the sum of the area of two diodes, the area of the gap for separating the two diodes, and the area of the gate electrode provided around the two diodes. can do. Further, the row address signal line Ax, the column address signal line Ay1,
By arranging Ay2 so as to intersect with each other and arranging the memory cells between them, an area other than the arrangement of the memory cells is not necessary, that is, an area other than the area of the memory cells themselves and the area of the gap between the memory cells is not necessary. Memory cells can be arranged in high density without the need.

【0014】請求項4または5に記載の発明によれば、
任意のアドレス信号の組合せで2つある安定点S1 ,S
2 に対して任意の記憶情報の読み出しおよび書き込みが
可能となる。そしてこれらの読出し時および書込み時
に、ゲートGに正または0の電位を加え、このゲートG
から空乏層の延びを減縮してベース・エミッタ接合層D
1 ,D2 に流れる電流を増大させることにより、読出し
および書込みのスピードを速くすることが可能となる。
According to the invention of claim 4 or 5,
There are two stable points S1 and S with any combination of address signals.
It is possible to read and write any stored information with respect to 2. At the time of reading and writing, a positive or zero potential is applied to the gate G,
To reduce the extension of the depletion layer from the base-emitter junction layer D
By increasing the currents flowing through 1 and D2, the read and write speeds can be increased.

【0015】また、記憶情報の読出し前後または書込み
後の記憶状態を保持するスタンバイ時には、ゲートGに
負の電位を加え、このゲートGから空乏層を延ばしてベ
ース・エミッタ接合層D1 ,D2 に流れる電流を減少さ
せることにより、消費電力を小さくすることが可能とな
る。請求項6に記載の発明によれば、行列方向にマトリ
クス状に配されたアドレス信号線の各交差部にそれぞれ
請求項1に記載のメモリセルMCを配置し、行アドレス
デコーダおよび列アドレスデコーダによって選択される
特定のメモリセルMCに記憶情報を書き込むことがで
き、またセンス回路を介して記憶情報を読み出すことが
可能となる。
In addition, at the time of standby in which the memory state is maintained before and after reading the memory information or after the memory information is written, a negative potential is applied to the gate G, the depletion layer is extended from the gate G and flows to the base-emitter junction layers D1 and D2. By reducing the current, it is possible to reduce power consumption. According to the invention of claim 6, the memory cell MC of claim 1 is arranged at each intersection of the address signal lines arranged in a matrix in the matrix direction, and the row address decoder and the column address decoder are used. The stored information can be written in the specific memory cell MC selected, and the stored information can be read out through the sense circuit.

【0016】また、列アドレス信号線に平行に配された
スタンバイ信号線に所定のスタンバイ信号を供給し、メ
モリセルMCにおける記憶状態を保持するスタンバイ時
の消費電力を小さくし、読み出しまたは書き込み時のス
ピードを速くすることが可能となる。即ち、本発明の各
要素を集積化することにより、より高密度なSRAMを
実現することが可能となる。
Further, a predetermined standby signal is supplied to a standby signal line arranged in parallel with the column address signal line to reduce the power consumption in the standby state for holding the memory state in the memory cell MC, and in the reading or writing. It is possible to increase the speed. That is, by integrating each element of the present invention, a higher density SRAM can be realized.

【0017】[0017]

【実施例】次に、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。 〔I〕メモリセルMC (i)メモリセルMCの回路構成 図1に示すように、行方向(X)に行アドレス信号線A
x が配され、この行アドレス信号線Ax に交差して2本
一対の列アドレス信号線Ay1,Ay2が配され、更にこれ
らの列アドレス信号線Ay1,Ay2に平行にスタンバイ信
号線Sbが配されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. [I] Memory Cell MC (i) Circuit Configuration of Memory Cell MC As shown in FIG. 1, the row address signal line A is arranged in the row direction (X).
x is arranged, two pairs of column address signal lines Ay1 and Ay2 are arranged so as to intersect with the row address signal line Ax, and a standby signal line Sb is arranged in parallel to these column address signal lines Ay1 and Ay2. ing.

【0018】列アドレス信号線Ay1にはメモリセルMC
となるトランジスタTr のエミッタE1 が接続され、列
アドレス信号線Ay2には第2のエミッタE2 が接続され
ている。コレクタCは行アドレス信号線Ax に接続され
ている。またトランジスタTr のベース電流を制御する
ゲートGがスタンバイ信号線Sbに接続されている。従
ってこれらのトランジスタTr およびゲートGによって
メモリセルMCが構成される。
A memory cell MC is provided on the column address signal line Ay1.
The emitter E1 of the transistor Tr is connected to the column address signal line Ay2, and the second emitter E2 is connected to the column address signal line Ay2. The collector C is connected to the row address signal line Ax. A gate G that controls the base current of the transistor Tr is connected to the standby signal line Sb. Therefore, the transistor Tr and the gate G form a memory cell MC.

【0019】トランジスタTr は、ダブルエミッタ構造
を有し、例えばRHETやRBT等の共鳴トンネル構造
の素子が用いられる。ここで、ベース・第1エミッタ接
合BE1 をD1 とし、ベース・第2エミッタ接合BE2
をD2 とし、ベース・コレクタ接合をD3 として以下説
明する。図2は、列アドレス線の一方Ay1を接地電位G
NDとして列アドレス線Ay1の共用化を図った例を示し
ている。
The transistor Tr has a double emitter structure, and an element having a resonant tunnel structure such as RHET or RBT is used. Here, the base-first emitter junction BE1 is D1, and the base-second emitter junction BE2 is
Will be described below, and the base-collector junction will be described as D3. In FIG. 2, one of the column address lines Ay1 is connected to the ground potential G.
An example in which the column address line Ay1 is shared as an ND is shown.

【0020】(ii)メモリセルの動作原理 RHETのエミッタ接地におけるベース電流電圧特性を
図3に示す。ここで、図3(a)はスタンバイ信号線S
bに電圧が加わっていない場合、即ちゲートGが0の電
位であって、ベース・エミッタ接合層D1 ,D2 に流れ
る電流を変化させない場合であり、図3(b)はスタン
バイ信号線Sbに所定の負の電圧が加わっている場合、
即ちゲートGが負の電位であって、ゲートGからの空乏
層の延びによってベース・エミッタ接合層D1 ,D2 に
流れる電流を減少させた場合である。
(Ii) Operating Principle of Memory Cell FIG. 3 shows the base current-voltage characteristics of the RHET with the emitter grounded. Here, FIG. 3A shows the standby signal line S.
This is the case where no voltage is applied to b, that is, when the gate G has a potential of 0 and the currents flowing in the base-emitter junction layers D1 and D2 are not changed, and FIG. If a negative voltage of
That is, the gate G has a negative potential, and the current flowing in the base-emitter junction layers D1 and D2 is reduced by the extension of the depletion layer from the gate G.

【0021】ピーク電流をIp 、バレー電流をIV と
し、立ち上がり電圧をVth、ピーク電圧をVp 、バレー
電圧をVv 、再び電流が流れ出してピーク電流と同じ電
流が流れる電圧をVp2と定義する。ベースの電位が正の
方向にはサフィックス+、負の方には−のサフィックス
を付けてある。一方、RHETのベース・コレクタ電流
電圧特性を図4に示す。電圧がしきい値Vthを越える
と、急激的に電流が流れる。
The peak current is defined as Ip, the valley current is defined as IV, the rising voltage is defined as Vth, the peak voltage is defined as Vp, the valley voltage is defined as Vv, and the voltage at which the same current as the peak current flows again is defined as Vp2. A suffix + is added to the positive direction of the base potential and a suffix of − is added to the negative direction. On the other hand, the base-collector current-voltage characteristic of RHET is shown in FIG. When the voltage exceeds the threshold value Vth, the current suddenly flows.

【0022】次に、図5〜図8を用いて、メモリセルの
動作原理を説明する。尚、この場合、説明をわかりやす
くするため、ゲートGは0の電位であるとする。図5
(a)、(b)にRHETのエミッタ接地におけるベー
ス電流のベース電圧依存を示す。ここで、−Ie はエミ
ッタから注入される電子による電流(電流にするとマイ
ナスがつく)、Ib →eはエミッタからベースに注入さ
れた電子の内ベースでエネルギーを失いベース電流とな
った成分(電流の向きではベースからエミッタ)、Ic
→eはエミッタからベースに注入された電子の内コレク
タに到達してコレクタ電流となった成分(電流の向きで
はコレクタからエミッタ)、Ib →cはコレクタからコ
レクタバリアを通してベースに流れる電子によるベース
電流(電流の向きではベースからコレクタ)を表してい
る。従ってベース電流Ib =Ib →e+Ib →cであ
る。
Next, the operation principle of the memory cell will be described with reference to FIGS. In this case, in order to make the explanation easy to understand, it is assumed that the gate G has a potential of zero. Figure 5
(A) and (b) show the base voltage dependence of the base current when the emitter of the RHET is grounded. Here, −Ie is a current due to electrons injected from the emitter (negative is added when the current is changed), and Ib → e is a component (current that loses energy at the base of electrons injected from the emitter to the base and becomes a base current). Direction from base to emitter), Ic
→ e is the component of the electrons injected from the emitter to the base that reaches the collector to become the collector current (collector to emitter in the direction of current), Ib → c is the base current due to the electrons flowing from the collector to the base through the collector barrier (From the base to the collector in the direction of current). Therefore, the base current Ib = Ib → e + Ib → c.

【0023】コレクタの電位が立ち上がり電圧(エミッ
タ接地でコレクタ電流が流れ出すコレクタ・エミッタ電
圧)より低い場合で、エミッタから注入された電子は全
てベースに流れるので、図5(a)のようになる。コレ
クタの電位が立ち上がり電圧Vv より高ければエミッタ
から注入された電子の一部はコレクタに到達して電流と
なるのでベースの電流電圧特性は図5(b)のようにな
る。
When the potential of the collector is lower than the rising voltage (collector-emitter voltage at which the collector current flows when the emitter is grounded), all the electrons injected from the emitter flow to the base, and the result is as shown in FIG. 5 (a). If the potential of the collector is higher than the rising voltage Vv, some of the electrons injected from the emitter reach the collector and become a current, so the current-voltage characteristic of the base is as shown in FIG. 5 (b).

【0024】図6(a)のように2つのエミッタE1 、
E2 にアドレス信号線Ay1(E1 側)とAy2(E2 側)
を接続する。両アドレス信号線の間に電圧を印加してい
くと、印加電圧が2Vp までの間は安定点が1つである
(図6(b))。ところがそれ以上の電圧を印加する
と、安定点が2つ(S1 ,S2 )、不安定点が1つ(S
n )が現われる(図6(c))。S1 は第1エミッタE
1 とベースの間に加わる電圧がピーク電圧より低く第2
エミッタE2 とベースBの間に加わる電圧がバレー電圧
より高い、S2 はその逆で、この2つの安定点のどちら
にいるかで記憶ができる。
As shown in FIG. 6A, the two emitters E1,
Address signal lines Ay1 (E1 side) and Ay2 (E2 side) on E2
Connect. When a voltage is applied between both address signal lines, there is one stable point until the applied voltage is 2 Vp (FIG. 6 (b)). However, when a higher voltage is applied, there are two stable points (S1, S2) and one unstable point (S1).
n) appears (FIG. 6 (c)). S1 is the first emitter E
The voltage applied between 1 and the base is lower than the peak voltage.
When the voltage applied between the emitter E2 and the base B is higher than the valley voltage, S2 is the opposite, and it can be memorized by which one of these two stable points.

【0025】図7(a)のように図5(a)に加えてコ
レクタにアドレス信号線Ax を接続し、各アドレス信号
線Ax 、Ay1,Ay2に電圧VAx、VAy1 ,VAy2 を加え
る。図7(b)(c)(d)および図8(a)(b)は
その時、ベースの電位に対して、ベースから第1エミッ
タE1 に流れる電流Ib →e1 と第2エミッタE2 から
ベースに流れる電流Ie2→bおよびコレクタからベース
に流れる電流Ib →cを示した図である(参考のためコ
レクタからエミッタ1に流れる電流Ic →e1も示して
いる)。ここでベース電流は0ではなくてはならないの
でIb →e1 =Ie2→b+Ic →cとなるところが動作
点である。
As shown in FIG. 7A, in addition to FIG. 5A, the address signal line Ax is connected to the collector, and the voltage VAx, VAy1, VAy2 is applied to each address signal line Ax, Ay1, Ay2. 7 (b) (c) (d) and FIGS. 8 (a) (b), the current Ib → e1 flowing from the base to the first emitter E1 and the second emitter E2 from the base to the potential of the base at that time. FIG. 6 is a diagram showing a current Ie2 → b flowing and a current Ib → c flowing from the collector to the base (current Ic → e1 flowing from the collector to the emitter 1 is also shown for reference). Since the base current must be 0, the operating point is Ib → e1 = Ie2 → b + Ic → c.

【0026】図7はVAx<VAy1 +Vr のとき、即ちコ
レクタ電位が第1エミッタ電位より低くトランジスタ動
作しないとき、図8はVAx>VAy1 +Vr のとき、即ち
コレクタ電位が第1エミッタ電位より高くトランジスタ
動作しているときであり、共にVy1<Vy2である。図7
(b)は記憶保持状態のときの特性図でVAx+Vth>V
s2であり、2つの安定点が存在し且つコレクタに電流が
流れないことを示している。図7(c)は、安定点S2
に情報が書き込まれているかどうかを読み出す時の特性
図で、Vsn<VAx+Vth<Vs2であり、2つの安定点が
存在し、その安定点がS2 の時にはコレクタに電流が流
れるが、その安定点がS1 の時にはコレクタに電流が流
れないことを示している。
FIG. 7 shows that when VAx <VAy1 + Vr, that is, when the collector potential is lower than the first emitter potential and the transistor does not operate, and FIG. 8 shows when VAx> VAy1 + Vr, that is, when the collector potential is higher than the first emitter potential and the transistor operates. And Vy1 <Vy2. Figure 7
(B) is a characteristic diagram in the memory holding state, where VAx + Vth> V
s2, indicating that there are two stable points and no current flows through the collector. FIG. 7C shows a stable point S2.
In the characteristic diagram when reading whether or not information is written in, Vsn <VAx + Vth <Vs2, there are two stable points, and when the stable point is S2, current flows to the collector, but the stable point is It shows that no current flows in the collector at S1.

【0027】図7(d)は安定点S1 に情報を書き込む
ときの特性図で、VAx+Vth<Vsnで安定点が一つしか
なく、その安定点はエミッタE1 とベースとの間にかか
っている電圧がピークより低い状態であるからS1 と同
じ性質のものであることを示している。以上のように情
報の保持、安定点S2 の情報の読み出し及び安定点S1
への書き込みは実現できる。
FIG. 7 (d) is a characteristic diagram when information is written in the stable point S1. When VAx + Vth <Vsn, there is only one stable point, and the stable point is the voltage applied between the emitter E1 and the base. Indicates that it has the same property as S1 because it is lower than the peak. As described above, information is held, stable point S2 is read out and stable point S1 is read.
Can be written to.

【0028】一方、S2 の書き込みを図7(d)のS1
の書き込みを応用して行おうとすると、D3 は正側のし
きい値電圧を持つが、負側のしきい値電圧は持っていな
い(或いは持っていても非常に低い)ので図7(d)を
見る限りでは、VAxを上げただけではS2 の書き込みを
行い得ないように見えるが、VAxを上げるとメモリセル
はトランジスタ動作するようになるので特性は図7から
図8に変わる。
On the other hand, the writing of S2 is performed by writing S1 of FIG.
If the writing of is applied, D3 has a positive side threshold voltage, but does not have a negative side threshold voltage (or even if it has a very low threshold voltage). As far as it can be seen, it seems that S2 cannot be written only by increasing VAx, but when VAx is increased, the memory cell operates as a transistor, so the characteristic changes from FIG. 7 to FIG.

【0029】図8(a)に示す状態は、第1エミッタE
1 から流れ込んだ電流がコレクタCに流れ出るととも
に、一部第2エミッタE2 へも流れている。Ax のレベ
ルVAxをあまり引き上げない状態では依然として2つの
安定点が存在するので書き込みを行うことができない。
図8(b)は、Ax の電位VAxを更に引き上げたときの
特性図であり、電位VAxを上げるとゲインが向上するの
でVAx>VAy1 +Vr で且つ安定点がS2 の一つしかな
くなってしまう。その安定点はエミッタE2 とベースと
の間にかかっている電圧がピークより低い状態であるか
らS2 と同じ性質のものであることを示している。
The state shown in FIG. 8A is the first emitter E.
The current flowing from 1 flows out to the collector C and also partially to the second emitter E2. When the level VAx of Ax is not raised so much, there are still two stable points and writing cannot be performed.
FIG. 8 (b) is a characteristic diagram when the potential VAx of Ax is further raised. As the potential VAx is raised, the gain is improved, so that VAx> VAy1 + Vr and there is only one stable point S2. The stable point indicates that the voltage applied between the emitter E2 and the base is lower than the peak and has the same property as S2.

【0030】(iii) 情報の記憶保持 保持時には図7(a)の状態である必要がある。電流が
できるだけ流れない方が消費電力を抑さえられるので、
2つの安定点がバレーにあるような状態が望ましい。
尚、この記録保持時における消費電力の抑制を図るた
め、本実施例はメモリセルMCにゲートGを設けている
が、その詳細については、後述する(vi)メモリセルの
物理的構造の説明後に述べる。
(Iii) Storage and retention of information At the time of retention, the state shown in FIG. Since the power consumption can be suppressed if the current does not flow as much as possible,
It is desirable to have two stable points in the valley.
Incidentally, in order to suppress the power consumption at the time of recording and holding, in this embodiment, the memory cell MC is provided with the gate G, but the details thereof will be described later (vi) after the description of the physical structure of the memory cell. Describe.

【0031】(iv)情報の読み出し 読み出しの操作はマトリクス状に並べられたメモリセル
のうちあるアドレス信号線Ax とAy のクロスする所の
メモリセルだけを読み出さなくてはならないので、Ax
のみに信号を加えた時とAy のみに信号を加えた時に
は、図7(b)の状態で、両方に信号を加えた時に図7
(b)の状態にならなくてはならない。
(Iv) Reading of Information Since the reading operation must read only the memory cell at the intersection of a certain address signal line Ax and Ay among the memory cells arranged in a matrix.
When the signal is applied to only Ay and when the signal is applied only to Ay, in the state of FIG.
The state of (b) must be obtained.

【0032】ここで、信号を加えるというのは、アドレ
ス信号線の電位を変化させるということである。この
際、しきい値が+と−で異なる場合は、以後の説明にお
いて中間の電位を0にするようなオフセットを考えれば
よいので、説明では対称な特性を考える。従って、S2
の読み出しでは、Vsn<VAx+Vth<Vs2となるよう
に、Ax にはLow、Ay1,Ay2にはHighを加え
る。Ax をLowにすると、Ax +Vth2 の電位が下が
る。一方、Ay1,Ay2をHighにすると、Vs2の電位
が上がる。その際の信号の大きさは、片方だけの場合に
は、まだVAx+Vth>Vs2、即ち図7(b)の状態にあ
り、両方を加えた時にはAx +Vth<Vs2、即ち図7
(c)の状態になるように決めれば、両方のアドレス信
号線Ax と、Ay (Ay1,Ay2)のクロスするところだ
けが読み出されることとなる。図9では、(a)がAx
にだけLowを加えた時を、(b)がAy1,Ay2にだけ
Highを加えた時を、(c)がAx にLow、Ay1,
Ay2にHighを加えた時を示している。
Here, adding a signal means changing the potential of the address signal line. At this time, when the thresholds are different between + and −, an offset that sets the intermediate potential to 0 may be considered in the following description, so a symmetrical characteristic will be considered in the description. Therefore, S2
At the time of reading, Ax is Low and Ay1 and Ay2 are High so that Vsn <VAx + Vth <Vs2. When Ax is set to Low, the potential of Ax + Vth2 drops. On the other hand, when Ay1 and Ay2 are set to High, the potential of Vs2 rises. The magnitude of the signal at that time is still VAx + Vth> Vs2 in the case of only one, that is, the state of FIG. 7B, and when both are added, Ax + Vth <Vs2, that is, the state of FIG.
If the state of (c) is determined, only the crossing points of both address signal lines Ax and Ay (Ay1, Ay2) will be read. In FIG. 9, (a) is Ax
When only Low is added to (x), when (b) is high only to Ay1 and Ay2, (c) is to Low, Ay1,
It shows the time when High is added to Ay2.

【0033】図10に示したように、(Ax :Low、
Ay1,Ay2:High)の代わりに、(Ax :Low、
Ay2:High)の組み合わせでも上記条件を満たすよ
うに電位設定できる。上記説明では、読み出し動作の初
期状態は保持状態と同じにしてある。(これは、保持状
態は通常一番消費電力を抑さえるようにしてあること
と、別の電位を設定する必要がないことなどによる。)
しかしながら、上記の条件さえ成り立つてばよいので、
初期状態が保持状態と同じである必要はない。尚、本発
明の構成では、D3 が負側のしきい値電圧をもっている
のでS1 の読み出しを行うことはできない。
As shown in FIG. 10, (Ax: Low,
Instead of Ay1, Ay2: High, (Ax: Low,
Even with the combination of Ay2: High), the potential can be set so as to satisfy the above condition. In the above description, the initial state of the read operation is the same as the holding state. (This is because the holding state is normally set to suppress the power consumption most, and it is not necessary to set another potential.)
However, as long as the above conditions are satisfied,
The initial state does not have to be the same as the hold state. In the structure of the present invention, S3 cannot be read because D3 has a negative threshold voltage.

【0034】(v)情報の書き込み 書き込みの操作はマトリクス状に並べられたメモリセル
のうちあるアドレス信号線Ax とAy のクロスする所の
メモリセルだけに書き込まなくてはならないので、Ax
のみに信号を加えた時とAy のみに信号を加えた時に
は、図7(b)、(c)または図8(a)の状態で、両
方に信号を加えた時に図7(d)または図8(b)の状
態にならなくてはならない。
(V) Writing of information Since the writing operation must be performed only in the memory cells arranged in a matrix form at the intersections of certain address signal lines Ax and Ay, Ax
FIG. 7 (b), (c) or FIG. 8 (a) when a signal is applied to only Ay and when only a signal is applied to Ay. It must be in the state of 8 (b).

【0035】ここで、信号を加えるというのは、アドレ
ス信号線の電位を変化させるということである。この
際、しきい値が+と−で異なる場合は、以後の説明にお
いて中間の電位を0にするようなオフセットを考えれば
よいので、説明では対称な特性を考える。S1 の書き込
みでは、Ax にはLow、Ay1,Ay2にはHighを加
える。Ax をLowにすると、VAx+Vthの電位が下が
る。一方、Ay2をHighにすると、Vsnの電位が上が
る。その際の信号の大きさは、片方だけの場合には、ま
だVAx+Vth>Vsn即ち図7(b)または(c)の状態
にあり、両方を加えた時にはAx +Vth<Vsn即ち図7
(c)の状態になるように決めれば、両方のアドレス信
号線Ax とAy (Ay1,Ay2)のクロスするところだけ
が安定点が1つになり、その安定点はD1 にかかってい
る電圧がピークより低い状態であるからS1と同じ性質
のものである。両アドレス信号線を元の保持状態に戻せ
ば、安定点はS1 となるので、S1 の書き込みができ
る。
Here, adding a signal means changing the potential of the address signal line. At this time, when the thresholds are different between + and −, an offset that sets the intermediate potential to 0 may be considered in the following description, so a symmetrical characteristic will be considered in the description. In writing S1, Low is added to Ax and High is added to Ay1 and Ay2. When Ax is set to Low, the potential of VAx + Vth drops. On the other hand, when Ay2 is set to High, the potential of Vsn rises. The magnitude of the signal at that time is still VAx + Vth> Vsn, that is, the state of FIG. 7 (b) or (c) when only one is present, and when both are added, Ax + Vth <Vsn, that is, FIG.
If it is decided to be in the state of (c), there will be only one stable point at the intersection of both address signal lines Ax and Ay (Ay1, Ay2), and the stable point is the voltage applied to D1. Since it is lower than the peak, it has the same properties as S1. If both address signal lines are returned to the original holding state, the stable point becomes S1 and S1 can be written.

【0036】図11では、(a)がAx にだけLowを
加えた時を、(b)がAy1,Ay2にHighを加えた時
を、(c)がAx にLow、Ay1,Ay2にHighを加
えた時を示している。図12に示したように、(Ax :
Low、Ay1,Ay2:High)の代わりに、(Ax :
Low、Ay2:High)の組み合わせでも、同様な条
件設定はできる。また図には示していないが、特性によ
っては(Ax :Low、Ay1:High)の組み合わせ
でも同様な条件設定ができる。
In FIG. 11, (a) shows a case where Low is added only to Ax, (b) shows a case where High is added to Ay1 and Ay2, and (c) shows Low to Ax and High to Ay1 and Ay2. It shows the time of addition. As shown in FIG. 12, (Ax:
Instead of Low, Ay1, Ay2: High, (Ax:
Similar conditions can be set even with a combination of Low, Ay2: High). Although not shown in the figure, similar conditions can be set with a combination of (Ax: Low, Ay1: High) depending on the characteristics.

【0037】S2 の書き込みでは、Ax にはHigh、
Ay1,Ay2にはLowを加える。Ax だけHighで
も、Ay1,Ay2だけLowでも、VAx<VAy1 +Vr 即
ち図7(b)もしくはVAx>VAy1 +Vr でもゲインが
余り出ない(エミッタ1から注入された電子があまりコ
レクタに到達しない)条件で安定点が2つあるような状
態、即ち図8(a)のような状態、Ax にHigh且つ
Ay1にLowとした時には、VAx>VAy1 +Vr で且つ
ゲインが大きくて、安定点が1つとなるような状態、即
ち図8(b)のような状態になるようにAx のHigh
のレベルAy1,Ay2のLowのレベルを決めれば、Ax
とAy のクロスしたところだけがS2 に書き変えること
ができる。
In writing S2, Ax is High,
Add Low to Ay1 and Ay2. Even if only Ax is high, only Ay1 and Ay2 are low, VAx <VAy1 + Vr, that is, FIG. 7 (b) or VAx> VAy1 + Vr, the gain is not so large (electrons injected from the emitter 1 do not reach the collector so much). When there are two stable points, that is, as shown in FIG. 8A, when Ax is High and Ay1 is Low, VAx> VAy1 + Vr and the gain is large, and there is one stable point. Ax High so that it becomes the normal state, that is, the state as shown in FIG. 8 (b).
If you decide the Low level of Ay1 and Ay2 of
Only the intersection of Ay and Ay can be rewritten as S2.

【0038】図13では、(a)がAx にだけHigh
を加えた時を、(b)がAy1,Ay2にだけLowを加え
た時を、(c)がAx にHigh、Ay1,Ay2にLow
を加えた時を示している。図14に示したように、(A
x :High、Ay1,Ay2:Low)の代わりに(Ax
:High、Ay1:Low)の組み合わせでも、上記
条件を満たすように電位設定できる。また図には示して
いないが、特性によっては(Ax :High、Ay2:L
ow)、(Ax :High、Ay1:High)の組み合
わせでも、上記条件を満たすように電位設定できる。
In FIG. 13, (a) is high only for Ax.
When (b) adds Low only to Ay1 and Ay2, (c) shows High to Ax and Low to Ay1 and Ay2.
It shows the time when. As shown in FIG. 14, (A
x: (High, Ay1, Ay2: Low) instead of (Ax
: High, Ay1: Low) can be set to satisfy the above condition. Although not shown in the figure, depending on the characteristics, (Ax: High, Ay2: L
ow) and (Ax: High, Ay1: High), the potential can be set to satisfy the above condition.

【0039】上記説明では、書き込み動作の初期状態は
保持状態と同じにしてある。これは、保持状態は通常一
番消費電力を抑さえるようにしてあることと、別の電位
を設定する必要がないことなどによる。しかしながら、
上記の条件さえ成り立つてばよいので、初期状態が保持
状態と同じである必要はない。尚、情報の書き込みは、
メモリセルのそれぞれについて上記方法に従ってS1 ,
S2 に書き込んでもよし、まず、全メモリセルをS2
(S1 )に書き込んでからでもよい。
In the above description, the initial state of the write operation is the same as the holding state. This is because the holding state is normally set to suppress the power consumption most, and it is not necessary to set another potential. However,
The initial state does not have to be the same as the holding state, as long as the above conditions are satisfied. In addition, the writing of information,
For each of the memory cells, S1,
You can write to S2. First, write all memory cells to S2.
It may be written in (S1).

【0040】(vi)メモリセルの物理的構造 図15に、メモリセルの立体構造を示す。図15に示す
ように、行アドレス信号配線層Ax が配され、これに交
差して2本一対で平行の信号配線層からなる列アドレス
信号配線層Ay1,Ay2が配され、列アドレス信号配線層
Ay1,Ay2に平行にスタンバイ信号配線層Sbが配さ
れ、行アドレス信号配線層Ax と列アドレス信号配線層
Ay1,Ay2との交差部にはメモリセル層MCが形成され
ている。
(Vi) Physical Structure of Memory Cell FIG. 15 shows a three-dimensional structure of the memory cell. As shown in FIG. 15, a row address signal wiring layer Ax is arranged, and column address signal wiring layers Ay1 and Ay2 formed by parallel signal wiring layers in pairs are arranged so as to intersect with the row address signal wiring layer Ax. A standby signal wiring layer Sb is arranged in parallel with Ay1 and Ay2, and a memory cell layer MC is formed at the intersection of the row address signal wiring layer Ax and the column address signal wiring layers Ay1 and Ay2.

【0041】メモリセル層MCは、各アドレス信号配線
層Ax ,Ay1,Ay2間において、行アドレス信号配線層
Ax 側に所定のしきい値電圧Vthで電流を流す特性を有
するベース・コレクタ接合層D3 がその一面において行
アドレス信号配線層Ax に電気的に接触して形成され、
ベース・コレクタ接合層D3 の他面と前記列アドレス信
号配線層Ay1,Ay2のうちの一方の配線層Ay1との間に
ベース・エミッタ接合層D1 が電気的に接触して形成さ
れ、且つ前記ベース・コレクタ接合層D3 の他面と前記
列アドレス信号配線層Ay1,Ay2のうちの他方の配線層
Ay2との間にベース・エミッタ接合層D2 が電気的に接
触して積層状に形成されている。そしてベース・エミッ
タ接合層D1 ,D2 の周囲には、所定の印加電圧により
空乏層を伸縮させてベース・エミッタ接合層D1 ,D2
に流れる電流を制御するゲート電極Gが形成され、この
ゲート電極Gはスタンバイ信号配線層Sbに電気的に接
触している。
The memory cell layer MC has a base-collector junction layer D3 having a characteristic of flowing a current at a predetermined threshold voltage Vth on the row address signal wiring layer Ax side among the address signal wiring layers Ax, Ay1 and Ay2. Is formed on one surface of the row address signal wiring layer Ax in electrical contact,
A base-emitter junction layer D1 is formed in electrical contact between the other surface of the base-collector junction layer D3 and one of the column address signal interconnection layers Ay1 and Ay2, and the base is formed. A base-emitter junction layer D2 is formed in a laminated shape by electrically contacting the other surface of the collector junction layer D3 and the other wiring layer Ay2 of the column address signal wiring layers Ay1 and Ay2. . A depletion layer is expanded and contracted around the base / emitter junction layers D1 and D2 by a predetermined applied voltage to form base / emitter junction layers D1 and D2.
A gate electrode G for controlling the current flowing therethrough is formed, and the gate electrode G is in electrical contact with the standby signal wiring layer Sb.

【0042】図16(a)にRHETによるメモリセル
の半導体層100の断面構造を示し、図16(b)にそ
のエネルギバンド図を示す。図示するように、半絶縁性
もしくは絶縁性基板(S.I.GaAs)11上に、順
次、良導体層(n++−GaAs)12、導体層(n+ −
GaAs)13、シングルバリア層(i−AlGaA
s)14、導体層(n+ −GaAs)15、共鳴トンネ
ルバリア層(i−AlAs/i−GaAs/i−AlA
s)16、導体層(n+ −GaAs)20および良導体
層(n++−GaAs)21が積層状に形成されている。
ここで、共鳴トンネルバリア層16は、トンネルバリア
層(i−AlAs)17、19の間に量子井戸層(i−
GaAs)18が挟まれた共鳴トンネル構造をなしてい
る。
FIG. 16A shows a sectional structure of the semiconductor layer 100 of the memory cell by RHET, and FIG. 16B shows an energy band diagram thereof. As shown in the figure, on a semi-insulating or insulating substrate (SI GaAs) 11, a good conductor layer (n ++-GaAs) 12 and a conductor layer (n +-) are sequentially formed.
GaAs) 13, single barrier layer (i-AlGaA)
s) 14, conductor layer (n + -GaAs) 15, resonance tunnel barrier layer (i-AlAs / i-GaAs / i-AlA)
s) 16, a conductor layer (n + -GaAs) 20 and a good conductor layer (n ++-GaAs) 21 are laminated.
Here, the resonant tunnel barrier layer 16 includes a quantum well layer (i-) between the tunnel barrier layers (i-AlAs) 17 and 19.
(GaAs) 18 is sandwiched to form a resonance tunnel structure.

【0043】そして導体層(n+ −GaAs)15とシ
ングルバリア層(i−AlGaAs)14とが積層して
ベース・コレクタ接合層D3 を構成しており、共鳴トン
ネルバリア層(i−AlAs/i−GaAs/i−Al
As)16が導体層(n+ −GaAs)15と導体層
(n+ −GaAs)20および良導体層(n++−GaA
s)21とに挟まれた共鳴トンネル構造により、ベース
・エミッタ接合層D1 ,D2 を構成している。
The conductor layer (n + -GaAs) 15 and the single barrier layer (i-AlGaAs) 14 are laminated to form the base-collector junction layer D3, and the resonance tunnel barrier layer (i-AlAs / i). -GaAs / i-Al
As) 16 is a conductor layer (n + -GaAs) 15, a conductor layer (n + -GaAs) 20, and a good conductor layer (n ++-GaA).
The base-emitter junction layers D1 and D2 are formed by the resonant tunneling structure sandwiched between (s) 21.

【0044】このように、ベース・エミッタ接合層D1
,D2 が共鳴トンネル構造を用いており、図15に示
すように、スタンバイ信号配線層Sbに接続するゲート
電極Gがこれらベース・エミッタ接合層D1 ,D2 周囲
の共鳴トンネルバリア層(i−AlAs/i−GaAs
/i−AlAs)16上方に形成されているため、この
ゲート電極Gに負の電位を加えると、ゲート電極Gから
の空乏層が延びて、共鳴トンネルバリアの実効的な面積
を小さくすることになる。これにより、ベース・エミッ
タ接合層D1 ,D2 を流れる電流が小さくなる。
Thus, the base-emitter junction layer D1
, D2 use a resonant tunneling structure, and as shown in FIG. 15, the gate electrode G connected to the standby signal wiring layer Sb has a resonant tunneling barrier layer (i-AlAs / i) around the base / emitter junction layers D1, D2. i-GaAs
/ I-AlAs) 16 above, a negative potential is applied to the gate electrode G to extend the depletion layer from the gate electrode G, thereby reducing the effective area of the resonant tunnel barrier. Become. This reduces the current flowing through the base-emitter junction layers D1 and D2.

【0045】逆に、このゲート電極Gに正の電位を加え
ると、ゲート電極Gからの空乏層の延びが減縮されて、
共鳴トンネルバリアの実効的な面積を大きくし、ベース
・エミッタ接合層D1 ,D2 を流れる電流が大きくな
る。尚、このゲート電極Gが形成されていない場合に
も、導体層(n+ −GaAs)20表面に形成される表
面準位によって空乏層が生成されて、共鳴トンネルバリ
アの実効的な面積をある程度小さくしているため、ゲー
ト電極Gには正の電位ではなく0の電位であっても、空
乏層の延びを減縮して共鳴トンネルバリアの実効的な面
積を大きくする効果がある。
On the contrary, when a positive potential is applied to the gate electrode G, the extension of the depletion layer from the gate electrode G is reduced,
The effective area of the resonance tunnel barrier is increased, and the current flowing through the base / emitter junction layers D1 and D2 is increased. Even when the gate electrode G is not formed, a depletion layer is generated by the surface level formed on the surface of the conductor layer (n + -GaAs) 20 and the effective area of the resonant tunnel barrier is increased to some extent. Since the gate electrode G has a small size, even if the gate electrode G has a potential of 0 instead of a positive potential, it has the effect of reducing the extension of the depletion layer and increasing the effective area of the resonant tunnel barrier.

【0046】従って、スタンバイ時には、上記図3
(b)に示すように、ゲート電極Gに負の電位を加え、
ベース電流を減少させることにより、消費電力を小さく
することが可能となり、読出し書込み動作時には、上記
図3(a)に示すように、ゲート電極Gに正または0の
電位を加え、ベース電流を増大させることにより、情報
の読出しおよび書込みのスピードを速くすることが可能
となる。
Therefore, during standby, the above-mentioned FIG.
As shown in (b), a negative potential is applied to the gate electrode G,
By reducing the base current, it is possible to reduce the power consumption, and at the time of read / write operation, as shown in FIG. 3A, a positive or zero potential is applied to the gate electrode G to increase the base current. By doing so, it becomes possible to increase the speed of reading and writing information.

【0047】尚、図16におけるメモリセルMCはRH
ETによって構成されているが、このRHETの代わり
にRBTで構成してもよい。その場合のメモリセルMC
の立体構造は図16とほぼ同様であるが、RBTを形成
する半導体層は、半絶縁性もしくは絶縁性基板(S.
I.GaAs)上に、順次、n++−GaAs層、n+ −
GaAs層、p+ −GaAs層、共鳴トンネルバリア層
(i−AlAs/i−GaAs/i−AlAs)、n−
AlGaAs層、n+ −GaAs層およびn++−GaA
s層が積層状に形成されている。ここで、共鳴トンネル
バリア層は、トンネルバリア層(i−AlAs)間に量
子井戸層(i−GaAs)が挟まれた共鳴トンネル構造
をなしている。
The memory cell MC in FIG. 16 is RH.
Although it is composed of ET, it may be composed of RBT instead of RHET. Memory cell MC in that case
16 is almost the same as that of FIG. 16, but the semiconductor layer forming the RBT is a semi-insulating or insulating substrate (S.
I. GaAs), n ++-GaAs layer, n +-
GaAs layer, p + -GaAs layer, resonance tunnel barrier layer (i-AlAs / i-GaAs / i-AlAs), n-
AlGaAs layer, n + -GaAs layer and n ++-GaA
The s layer is formed in a laminated shape. Here, the resonant tunnel barrier layer has a resonant tunnel structure in which a quantum well layer (i-GaAs) is sandwiched between tunnel barrier layers (i-AlAs).

【0048】〔II〕SRAM 図17に、図1のメモリセルMCを用いて構成されるS
RAMの例を開示する。図17に示すように、行方向に
行アドレス信号線群Ax1〜Ax5が配されており、且つこ
れらの行アドレス信号線群Ax に電気的に非接触で交差
する各2本一対の列アドレス信号線群Ay11 〜Ay52 が
配されており、且つこれらの列アドレス信号線群LY1
,LY2 に平行にスタンバイ信号線群Sb1 〜Sb5
が配されている。各交差部のそれぞれには、ベース・エ
ミッタ接合層D1 ,D2 、ベース・コレクタ接合層D3
およびゲート電極GからなるメモリセルMCが形成され
ている。各メモリセルMCは図1に示した構成をもつの
でその説明を援用する。
[II] SRAM FIG. 17 shows an SRAM configured using the memory cell MC of FIG.
An example of RAM is disclosed. As shown in FIG. 17, row address signal line groups Ax1 to Ax5 are arranged in the row direction, and each pair of two column address signals electrically intersects these row address signal line groups Ax in a non-contact manner. Line groups Ay11 to Ay52 are arranged, and these column address signal line groups LY1 are arranged.
, LY2 parallel to the standby signal line groups Sb1 to Sb5
Are arranged. The base-emitter junction layers D1 and D2 and the base-collector junction layer D3 are provided at the respective intersections.
The memory cell MC including the gate electrode G is formed. Since each memory cell MC has the configuration shown in FIG. 1, its description is cited.

【0049】行アドレス信号線群Ax の一方の線端に
は、行アドレスデータを解読してそのデータ内容に対応
する電圧を印加するための行アドレスデコーダ1が接続
されている。行アドレス信号線群Ax の他方の線端に
は、各列アドレス信号線Ax1〜Ax5に流れる電流を検出
しメモリセルMC内の情報を読出すためのセンス回路3
が接続されている。
A row address decoder 1 for decoding row address data and applying a voltage corresponding to the data content is connected to one line end of the row address signal line group Ax. At the other line end of the row address signal line group Ax, a sense circuit 3 for detecting the current flowing in each column address signal line Ax1 to Ax5 and reading the information in the memory cell MC.
Are connected.

【0050】列アドレス信号線群Ay1,Ay2およびスタ
ンバイ信号線群Sbの線端には、列アドレスデータを解
読してそのデータ内容に対応する電圧を印加すると共
に、情報の書き込み、読み出し時またはスタンバイ時に
応じてゲートGに所定の電圧を印加するための列アドレ
スデコーダ2が接続されている。メモリセルMCへのデ
ータの書き込みは、必要な行アドレスデータおよび列ア
ドレスデータのそれぞれを行アドレスデコーダ1および
列アドレスデコーダ2に与えて記憶すべきアドレスを選
択して実行される。また、その際、必要なスタンバイ信
号線Sbには、ゲートGに正または0の電位を与えるス
タンバイ信号が供給される。尚、各メモリセルMCにお
ける行アドレス信号線Ax および列アドレス信号線Ay
1、列アドレス信号線Ay2への電圧の印加の態様および
書込み時の動作には図3〜図14およびその関連説明に
示した通りであるので、その説明は省略する。
At the line ends of the column address signal line groups Ay1 and Ay2 and the standby signal line group Sb, the column address data is decoded and a voltage corresponding to the data content is applied, and at the time of writing or reading of information or standby. A column address decoder 2 for applying a predetermined voltage to the gate G is connected depending on the time. Writing of data to the memory cell MC is performed by supplying necessary row address data and column address data to the row address decoder 1 and the column address decoder 2 and selecting an address to be stored. At that time, a standby signal for applying a positive or zero potential to the gate G is supplied to the required standby signal line Sb. The row address signal line Ax and the column address signal line Ay in each memory cell MC
1. The manner of applying the voltage to the column address signal line Ay2 and the operation at the time of writing are as shown in FIGS. 3 to 14 and the related description thereof, and thus the description thereof will be omitted.

【0051】メモリセルMCからのデータの読み出し
は、必要な行アドレスデータおよび列アドレスデータを
行アドレスデコーダ1および列アドレスデコーダ2にそ
れぞれ与えて読出しアドレスを選択し、行アドレス信号
線Ax1〜Ax5に現われた電流をセンス回路3により検出
して行う。また、その際、必要なスタンバイ信号線Sb
には、ゲートGに正または0の電位を与えるスタンバイ
信号を供給する。
To read data from the memory cell MC, necessary row address data and column address data are supplied to the row address decoder 1 and the column address decoder 2, respectively, to select a read address, and the row address signal lines Ax1 to Ax5 are selected. The appearing current is detected by the sense circuit 3 to carry out. At that time, the necessary standby signal line Sb
Is supplied with a standby signal that gives a positive or zero potential to the gate G.

【0052】このように、各メモリセルMCがアドレス
選択性をもつため、任意のアドレスのメモリセルMCに
データを書込んだり或いは読取ったりすることができ
る。また、その際に、スタンバイ信号線Sbを介してゲ
ートGに正または0の電位を与えることにより、ベース
・エミッタ接合層D1 ,D2 に流れる電流を増大させ
て、書込みまたは読取りのスピードを速くすることがで
きる。
As described above, since each memory cell MC has address selectivity, data can be written in or read from the memory cell MC at an arbitrary address. At this time, a positive or zero potential is applied to the gate G via the standby signal line Sb to increase the current flowing through the base-emitter junction layers D1 and D2, thereby increasing the speed of writing or reading. be able to.

【0053】図18は、図2に示すメモリセルを用いて
SRAMを構成した場合の回路図を示している。図18
からわかるように、列アドレス信号線の一方であるAy1
1 ,Ay21 ,…Ay51 をGNDに接続し、接地電位に共
通接続する構成とすることができる。図19に図1のメ
モリセルを用いた図17のSRAMの立体構造を表す斜
視図を、図20にその平面配置図を示す。
FIG. 18 is a circuit diagram when an SRAM is formed by using the memory cell shown in FIG. FIG.
As you can see, one of the column address signal lines, Ay1
1, Ay21, ... Ay51 can be connected to GND and commonly connected to the ground potential. FIG. 19 is a perspective view showing the three-dimensional structure of the SRAM of FIG. 17 using the memory cell of FIG. 1, and FIG. 20 is a plan layout view thereof.

【0054】図19に示すように、行アドレス信号線層
Ax1〜Ax4が互に平行に行方向に形成されており、この
行アドレス信号線層Ax1〜Ax4との間に所定の間隔をお
いて交叉する方向に列アドレス信号線層Ay11 〜Ay22
が互に平行に形成されている。また、これら列アドレス
信号線層Ay11 〜Ay42 に平行にスタンバイ信号線層S
b1 〜Sb4 が形成されている。
As shown in FIG. 19, row address signal line layers Ax1 to Ax4 are formed in parallel with each other in the row direction, and a predetermined space is provided between the row address signal line layers Ax1 to Ax4. Column address signal line layers Ay11 to Ay22 in the crossing direction
Are formed parallel to each other. Further, the standby signal line layer S is provided in parallel with the column address signal line layers Ay11 to Ay42.
b1 to Sb4 are formed.

【0055】各行アドレス信号線層Ax1〜Ax4上には一
対の列アドレス信号線層間(Ay11とAy12 、又はAy21
とAy22 )の両端間の間隔の長さを有するベース・コ
レクタ接合層D3 が形成されている。このベース・コレ
クタ接合層D3 の一面は、行アドレス信号線層Ax に電
気的に接触している。また、ベース・コレクタ接合層D
3 の他面の一端側と列アドレス信号線層Ayn2 との間に
ベース・エミッタ接合層D2 が介在され、ベース・コレ
クタ接合層D3 の他面の他端側と列アドレス信号線層A
yn2 との間にベース・エミッタ接合層D1 が介在され、
ベース・エミッタ接合層D2 と列アドレス信号線層Ayn
2 、ベース・エミッタ接合層D1 と列アドレス信号線層
Ay n1とはそれぞれ電気的に接続されている。
A pair of column address signal line layers (Ay11 and Ay12, or Ay21) is provided on each row address signal line layer Ax1 to Ax4.
And Ay22), a base-collector junction layer D3 having a length of a space between both ends thereof is formed. One surface of the base / collector junction layer D3 is in electrical contact with the row address signal line layer Ax. Also, the base / collector junction layer D
The base-emitter junction layer D2 is interposed between the other end of the other surface of the column 3 and the column address signal line layer Ayn2, and the other end of the other surface of the base-collector junction layer D3 and the column address signal line layer Ayn.
Base-emitter junction layer D1 is interposed between yn2 and
Base / emitter junction layer D2 and column address signal line layer Ayn
2. The base / emitter junction layer D1 and the column address signal line layer Ay n1 are electrically connected to each other.

【0056】更に、ベース・エミッタ接合層D1 ,D2
の周囲には、所定の印加電圧により空乏層を伸縮させて
ベース・エミッタ接合層D1 ,D2 に流れる電流を制御
するゲート電極Gが形成されており、これらのゲート電
極Gはそれぞれスタンバイ信号配線層Sb1 〜Sb4 に
電気的に接続されている。このように、互に交差する行
アドレス信号線層Ax と列アドレス信号線層Ayの交差
部において両線に挟まれるようにベース・エミッタ接合
層D1 ,D2 、ベース・コレクタ接合層D3 を積層状に
形成したため、図18に示すように、1つのメモリセル
MCをベース・エミッタ接合部2個およびスタンバイ信
号配線層Sbの幅程度の面積で形成することができ、高
密度化が可能となる。
Further, base / emitter junction layers D1 and D2
A gate electrode G for controlling the current flowing in the base-emitter junction layers D1 and D2 by expanding and contracting the depletion layer by a predetermined applied voltage is formed around the gate electrode G, and these gate electrodes G are respectively formed in the standby signal wiring layer. It is electrically connected to Sb1 to Sb4. Thus, the base / emitter junction layers D1 and D2 and the base / collector junction layer D3 are laminated so as to be sandwiched by both lines at the intersection of the row address signal line layer Ax and the column address signal line layer Ay intersecting each other. Since it is formed as described above, one memory cell MC can be formed with an area of about the width of two base / emitter junctions and the standby signal wiring layer Sb as shown in FIG. 18, and high density can be achieved.

【0057】図21は、図2のメモセルを用いた図17
のSRAMの立体構造を示す斜視図である。図22はそ
の平面配置図である。図21では図19のAx11 及びA
x21を共通にGND配線と接続させている。 〔III 〕製造方法 図23〜図29に、本発明の実施例を示す。この実施例
は、上述したSRAM等の製造方法を開示する。
FIG. 21 is a diagram of FIG. 17 using the memo cell of FIG.
3 is a perspective view showing a three-dimensional structure of the SRAM of FIG. FIG. 22 is a plan layout view thereof. In FIG. 21, Ax11 and A of FIG.
x21 is commonly connected to the GND wiring. [III] Manufacturing Method FIGS. 23 to 29 show an embodiment of the present invention. This embodiment discloses a method of manufacturing the above-mentioned SRAM and the like.

【0058】製造プロセスは、大別して、半導体層10
0の成長と、エッチングによる2つのベース・エミッタ
接合層D1 、D2 の形成と、ベース・コレクタ接合層D
3 の形成と、行アドレス信号線Ax の形成と、行アドレ
ス信号線Ay およびスタンバイ信号線Sbの形成等の各
工程からなる。半導体層100はエピタキシャル成長法
を用いる。即ち、図15(a)に示すように、半絶縁性
もしくは絶縁性基板(S.I.GaAs)11上に、順
次良導体層(n++−GaAs)12、導体層(n+ −G
aAs)13、シングルバリア層(i−AlGaAs)
14、導体層(n+ −GaAs)15、共鳴トンネルバ
リア層(i−AlAs/i−GaAs/i−AlAs)
16、導体層(n+ −GaAs)20および良導体層
(n++−GaAs)21を成長させる。
The manufacturing process is roughly classified into the semiconductor layer 10
0, growth of two base-emitter junction layers D1 and D2 by etching, and base-collector junction layer D
3, the formation of the row address signal line Ax, the formation of the row address signal line Ay and the standby signal line Sb, and the like. The semiconductor layer 100 uses an epitaxial growth method. That is, as shown in FIG. 15A, a good conductor layer (n ++-GaAs) 12 and a conductor layer (n + -G) are sequentially formed on a semi-insulating or insulating substrate (SI GaAs) 11.
aAs) 13, single barrier layer (i-AlGaAs)
14, conductor layer (n + -GaAs) 15, resonance tunnel barrier layer (i-AlAs / i-GaAs / i-AlAs)
16, a conductor layer (n + -GaAs) 20 and a good conductor layer (n ++-GaAs) 21 are grown.

【0059】以下、図23〜図29を用いて、一連のプ
ロセスを順を追って説明する。尚、図23〜図29にお
いて、左側の列の図は図17におけるI‐I′断面図、
右側の列の図は図17におけるII‐II′断面図である。
まず、半導体層100をエピタキシャル成長させる。半
導体層100の構成については図16(a)を参照され
たい。次いで、図23(1)に示すように良導体層21
上に金属膜201を蒸着し、更にその上に図23(2)
に示すように絶縁膜202を成長させた後、図23
(3)に示すように、レジスト203によりベース・エ
ミッタ接合のパターニングを行う。
Hereinafter, a series of processes will be described step by step with reference to FIGS. 23 to 29, the left column is a sectional view taken along the line II 'in FIG.
The right-hand column is a sectional view taken along the line II-II 'in FIG.
First, the semiconductor layer 100 is epitaxially grown. For the structure of the semiconductor layer 100, refer to FIG. Next, as shown in FIG. 23A, the good conductor layer 21
A metal film 201 is vapor-deposited on the surface of the metal film 201, and the metal film 201 is formed on the metal film 201 as shown in FIG.
After growing the insulating film 202 as shown in FIG.
As shown in (3), the resist 203 is used to pattern the base-emitter junction.

【0060】次いで、図24(4)に示すように、レジ
スト203をマスクとして絶縁膜202のエッチングを
行い、レジスト203相互間の絶縁膜202を除去した
後、レジスト203の剥離を行う。続いて、図24
(5)に示すように、絶縁膜202をマスクとして、金
属膜201のエッチングを行う。次いで、図24(6)
に示すように、半導層100の良導体層21および導体
層20のエッチングを行う。これにより、良導体層21
および導体層20と導体層15とに挟まれた共鳴トンネ
ルバリア層16からなるベース・エミッタ接合層D1 ,
D2 のパターンが形成されることになる。
Next, as shown in FIG. 24D, the insulating film 202 is etched using the resist 203 as a mask to remove the insulating film 202 between the resists 203, and then the resist 203 is peeled off. Then, FIG.
As shown in (5), the metal film 201 is etched using the insulating film 202 as a mask. Then, FIG. 24 (6)
As shown in, the good conductor layer 21 and the conductor layer 20 of the semiconductor layer 100 are etched. Thereby, the good conductor layer 21
And a base-emitter junction layer D1 composed of a resonant tunnel barrier layer 16 sandwiched between the conductor layer 20 and the conductor layer 15,
A pattern of D2 will be formed.

【0061】次いで、図25(7)に示すように、ベー
ス・エミッタ接合層D1 とベース・エミッタ接合層D2
との間隔が埋まる厚さの絶縁膜204を成長させ、続い
て図25(8)に示すように、絶縁膜202の異方性エ
ッチングを行う。このプロセスにより、ベース・エミッ
タ接合層D1 とD2 との間隔を埋め込む絶縁膜204a
によってベース・エミッタ接合層D1 とベース・エミッ
タ接合層D2 とが分離されると共に、良導体層21およ
び導体層20側面を覆うサイドウォール204bが形成
される。
Then, as shown in FIG. 25 (7), the base-emitter junction layer D1 and the base-emitter junction layer D2 are formed.
The insulating film 204 is grown to a thickness that fills the gap between the insulating film 202 and the insulating film 202. Then, as shown in FIG. 25 (8), the insulating film 202 is anisotropically etched. By this process, the insulating film 204a filling the space between the base-emitter junction layers D1 and D2
Thus, the base / emitter junction layer D1 and the base / emitter junction layer D2 are separated from each other, and the sidewall 204b that covers the side surfaces of the good conductor layer 21 and the conductor layer 20 is formed.

【0062】次いで、図25(9)に示すように、金属
膜201上の絶縁膜202を選択的にエッチング除去す
る。続いて、図26(10)に示すように、金属膜の蒸
着と分離を行い、金属膜201上に金属膜205aを形
成すると同時に、側面をサイドウォール204bによっ
て覆われたベース・エミッタ接合層D1 ,D2 周囲の露
出した導体層20上にゲート電極205bを形成する。
Next, as shown in FIG. 25 (9), the insulating film 202 on the metal film 201 is selectively removed by etching. Subsequently, as shown in FIG. 26 (10), a metal film is vapor-deposited and separated to form a metal film 205a on the metal film 201, and at the same time, a side surface of the base-emitter junction layer D1 is covered with a sidewall 204b. , D2 is formed on the exposed conductor layer 20 around the gate electrode 205b.

【0063】次いで、図26(11)に示すように、レ
ジスト206により、ベース・コレクタ接合のパターニ
ングを行う。続いて、図26(12)に示すように、レ
ジスト206をマスクとして、ゲート電極205bのエ
ッチングを行った後、レジスト206の剥離を行う。次
いで、図27(13)に示すように、金属膜205aお
よびゲート電極205bをマスクとして、半導体層10
0の導体層20、共鳴トンネルバリア層16、導体層1
5、シングルバリア層14および導体層13のエッチン
グを行う。これにより、導体層15とシングルバリア層
14とが接合したベース・コレクタ接合層D3 のパター
ンが形成される。
Next, as shown in FIG. 26 (11), the base 206 is patterned by the resist 206. Subsequently, as shown in FIG. 26 (12), the gate electrode 205b is etched using the resist 206 as a mask, and then the resist 206 is peeled off. Then, as shown in FIG. 27C, the semiconductor layer 10 is formed using the metal film 205a and the gate electrode 205b as a mask.
0 conductor layer 20, resonance tunnel barrier layer 16, conductor layer 1
5. The single barrier layer 14 and the conductor layer 13 are etched. As a result, a pattern of the base / collector junction layer D3 in which the conductor layer 15 and the single barrier layer 14 are joined is formed.

【0064】次いで、図27(14)に示すように、レ
ジスト207により行アドレス信号線Ax のパターニン
グを行う。続いて、図27(15)に示すように、レジ
スト207をマスクとして半導体層100の良導体層1
2のエッチングを行った後、レジスト207の剥離を行
う。これにより、良導体層12からなる行アドレス信号
線Ax のパターンが形成される。
Then, as shown in FIG. 27 (14), patterning of the row address signal line Ax is performed by the resist 207. Subsequently, as shown in FIG. 27 (15), the good conductor layer 1 of the semiconductor layer 100 is formed using the resist 207 as a mask.
After the etching of 2, the resist 207 is peeled off. As a result, a pattern of the row address signal line Ax made of the good conductor layer 12 is formed.

【0065】次いで、図28(16)に示すように、レ
ジスト(下層)208、レジスト(上層)209の2層
レジストを塗布した後、図28(17)に示すように、
行アドレス信号線Ay およびスタンバイ信号線Sbのパ
ターニングを行う。続いて、図29(18)に示すよう
に、全面に金属膜210を蒸着した後、最後に図29
(19)に示すように、リフトオフを行って、ベース・
エミッタ接合層D1 ,D2 の金属膜205a上に金属膜
210からなる列アドレス信号線Ay1,Ay2のパターン
を形成すると同時に、ゲート電極205b上に金属膜2
10からなるスタンバイ信号線Sbのパターンを形成す
る。こうして、メモリセルMC、各アドレス信号線Ax
,Ay およびスタンバイ信号線Sbが形成される。
Next, as shown in FIG. 28 (16), after a two-layer resist consisting of a resist (lower layer) 208 and a resist (upper layer) 209 is applied, as shown in FIG. 28 (17).
The row address signal line Ay and the standby signal line Sb are patterned. Subsequently, as shown in FIG. 29 (18), after depositing a metal film 210 on the entire surface, finally, as shown in FIG.
As shown in (19), perform lift-off and
The pattern of the column address signal lines Ay1 and Ay2 made of the metal film 210 is formed on the metal film 205a of the emitter junction layers D1 and D2, and at the same time, the metal film 2 is formed on the gate electrode 205b.
A pattern of the standby signal line Sb consisting of 10 is formed. Thus, the memory cell MC and each address signal line Ax
, Ay and the standby signal line Sb are formed.

【0066】ここで、図29(19)右側の図に示すよ
うに、隣接する半導体層100相互間のレジスト(下
層)208が除去され、金属膜210による列アドレス
信号線Ay はエアーブリッジ構造になっている。このエ
アーブリッジ構造により、隣接するメモリセル相互間
に、空隙211が形成される。空隙は誘電率ε=1であ
るため、レジスト(下層)208を充填した状態よりも
寄生容量が減少する。
Here, as shown in the right side of FIG. 29 (19), the resist (lower layer) 208 between the adjacent semiconductor layers 100 is removed, and the column address signal line Ay formed by the metal film 210 has an air bridge structure. Has become. With this air bridge structure, a void 211 is formed between adjacent memory cells. Since the void has a dielectric constant ε = 1, the parasitic capacitance is smaller than that in the state where the resist (lower layer) 208 is filled.

【0067】尚、以上の実施例において、メモリセルM
CはGaAs半導体を用い、AlxGa1-x As層をバ
リアとして利用したが、この化合物半導体に限らず、例
えばInx Al1-x As層をバリアとして利用するIn
GaAs半導体でもよい。また、本発明は半導体に限ら
ず、金属を含むメモリセルで構成することも可能であ
る。例えば、行アドレス信号線Ax として、ニッケルア
ルミ等の金属を用い、これと必要な半導体とを組合せメ
モリセルを構成することが可能である。行アドレス信号
線Ax に金属を用いることは、信号線の抵抗損失による
悪影響(高速化の妨害等)を低減しうる効果がある。
In the above embodiments, the memory cell M
Although C uses a GaAs semiconductor and uses the AlxGa1-xAs layer as a barrier, it is not limited to this compound semiconductor. For example, Inx that uses the InxAl1-xAs layer as a barrier is used.
It may be a GaAs semiconductor. Further, the present invention is not limited to a semiconductor, and can be configured with a memory cell containing metal. For example, it is possible to use a metal such as nickel aluminum as the row address signal line Ax and combine this with a necessary semiconductor to form a memory cell. The use of metal for the row address signal line Ax has the effect of reducing adverse effects (such as obstruction of speedup) due to resistance loss of the signal line.

【0068】或いはまた、ベース・エミッタ接合として
の共鳴トンネルダイオードを適当な金属(ニッケルアル
ミ等)を用いて構成することも可能であり、ベース・コ
レクタ接合についても同様である。
Alternatively, the resonant tunnel diode as the base-emitter junction can be formed by using an appropriate metal (nickel aluminum or the like), and the same applies to the base-collector junction.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上の通り本発明によれば、より少ない
素子数で、小さな面積で構成しうる新規なメモリセルか
らなる半導体メモリを提供しうる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor memory including a novel memory cell that can be formed in a small area with a smaller number of elements.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る記憶装置のメモリセルの等価回路
図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a memory cell of a memory device according to the present invention.

【図2】本発明に係る他のメモリセルの等価回路図であ
る。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of another memory cell according to the present invention.

【図3】ベース電流のベース・エミッタ間電圧依存性を
示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a base-emitter voltage dependency of a base current.

【図4】ベース電流のベース・コレクタ間電圧依存性を
示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a base-collector voltage dependency of a base current.

【図5】メモリセルの動作原理説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation principle of a memory cell.

【図6】メモリセルの動作原理説明図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the operating principle of a memory cell.

【図7】メモリセルの動作原理説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation principle of a memory cell.

【図8】メモリセルの動作原理説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation principle of a memory cell.

【図9】読み出し動作1を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a read operation 1.

【図10】読み出し動作2を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a read operation 2.

【図11】メモリセルの安定点S1 の書き込み動作1を
示す特性図である。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the write operation 1 at the stable point S1 of the memory cell.

【図12】メモリセルの安定点S1 の書き込み動作2を
示す特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the write operation 2 at the stable point S1 of the memory cell.

【図13】メモリセルの安定点S2 の書き込み動作1を
示す特性図である。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing the write operation 1 at the stable point S2 of the memory cell.

【図14】メモリセルの安定点S2 の書き込み動作2を
示す特性図である。
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the write operation 2 at the stable point S2 of the memory cell.

【図15】メモリセル(RHET)の立体構造を示す斜
視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a three-dimensional structure of a memory cell (RHET).

【図16】図15のメモリセルの断面構造を示す断面図
およびそのエネルギバンド図である。
16 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the memory cell of FIG. 15 and its energy band diagram.

【図17】本発明に係るSRAMの回路のブロック図で
ある。
FIG. 17 is a block diagram of an SRAM circuit according to the present invention.

【図18】本発明に係る他のSRAMの回路のブロック
図である。
FIG. 18 is a block diagram of a circuit of another SRAM according to the present invention.

【図19】図17のSRAMの立体構造を示す斜視図で
ある。
19 is a perspective view showing a three-dimensional structure of the SRAM of FIG.

【図20】図17のSRAMの平面配置図である。20 is a plan layout view of the SRAM of FIG.

【図21】図18のSRAMの立体構造を示す斜視図で
ある。
21 is a perspective view showing a three-dimensional structure of the SRAM of FIG.

【図22】図18のSRAMの平面配置図である。22 is a plan layout view of the SRAM of FIG. 18. FIG.

【図23】本発明に係る記憶装置製造方法の製造プロセ
ス(その1)を説明するための工程図である。
FIG. 23 is a process chart for explaining the manufacturing process (1) of the memory device manufacturing method according to the present invention.

【図24】製造プロセス(その2)を説明するための工
程図である。
FIG. 24 is a process view for explaining the manufacturing process (2).

【図25】製造プロセス(その3)を説明するための工
程図である。
FIG. 25 is a process view for explaining the manufacturing process (3).

【図26】製造プロセス(その4)を説明するための工
程図である。
FIG. 26 is a process view for explaining the manufacturing process (4).

【図27】製造プロセス(その5)を説明するための工
程図である。
FIG. 27 is a process drawing for explaining the manufacturing process (5).

【図28】製造プロセス(その6)を説明するための工
程図である。
FIG. 28 is a process view for explaining the manufacturing process (6).

【図29】製造プロセス(その7)を説明するための工
程図である。
FIG. 29 is a process drawing for explaining the manufacturing process (7).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

E1 ,E2 …エミッタ電極 C…コレクタ電極 Tr …トランジスタ G…ゲート MC…メモリセル Ax …行アドレス信号線 Ay ,Ay1,Ay2…列アドレス信号線 Sb…スタンバイ信号線 GND…接地電位線 D1 …ベース・エミッタ2 接合層(BE1 ) D2 …ベース・エミッタ2 接合層(BE2 ) D3 …ベース・コレクタ接合層 S1 ,S2 …動作安定点 VAx…行アドレス電圧 VAy,VAy1 ,VAy2 …列アドレス電圧 Vth…しきい値電圧 Vp1,Vp2…ピーク電圧 Vv …バレー電圧 1…行アドレスデコーダ 2…列アドレスレコーダ 3…センス回路 11…半絶縁性もしくは絶縁性基板(S.I.GaA
s) 12…良導体層(n++−GaAs) 13…導体層(n+ −GaAs) 14…シングルバリア層(i−AlGaAs) 15…導体層(n+ −GaAs) 16…共鳴トンネルバリア層(i−AlAs/i−Ga
As/i−AlAs) 17…トンネルバリア層(i−AlAs) 18…量子井戸層(i−GaAs) 19…トンネルバリア層(i−AlAs) 20…導体層(n+ −GaAs) 21…良導体層(n++−GaAs) 100…半導体層 201…金属膜 202…絶縁膜 203…レジスト 204…絶縁膜 204a…絶縁膜 204b…サイドウォール 205a…金属膜 205b…ゲート電極 206…レジスト 207…レジスト 208…レジスト(下層) 209…レジスト(上層) 210…金属膜 211…空隙
E1, E2 ... Emitter electrode C ... Collector electrode Tr ... Transistor G ... Gate MC ... Memory cell Ax ... Row address signal line Ay, Ay1, Ay2 ... Column address signal line Sb ... Standby signal line GND ... Ground potential line D1 ... Base Emitter 2 junction layer (BE1) D2 ... Base-emitter 2 junction layer (BE2) D3 ... Base-collector junction layer S1, S2 ... Operation stable point VAx ... Row address voltage VAy, VAy1, VAy2 ... Column address voltage Vth ... Threshold Value voltage Vp1, Vp2 ... Peak voltage Vv ... Valley voltage 1 ... Row address decoder 2 ... Column address recorder 3 ... Sense circuit 11 ... Semi-insulating or insulating substrate (SI GaA)
s) 12 ... Good conductor layer (n ++-GaAs) 13 ... Conductor layer (n + -GaAs) 14 ... Single barrier layer (i-AlGaAs) 15 ... Conductor layer (n + -GaAs) 16 ... Resonant tunnel barrier layer ( i-AlAs / i-Ga
As / i-AlAs) 17 ... Tunnel barrier layer (i-AlAs) 18 ... Quantum well layer (i-GaAs) 19 ... Tunnel barrier layer (i-AlAs) 20 ... Conductor layer (n + -GaAs) 21 ... Good conductor layer (N ++-GaAs) 100 ... Semiconductor layer 201 ... Metal film 202 ... Insulating film 203 ... Resist 204 ... Insulating film 204a ... Insulating film 204b ... Sidewall 205a ... Metal film 205b ... Gate electrode 206 ... Resist 207 ... Resist 208 ... Resist (lower layer) 209 ... Resist (upper layer) 210 ... Metal film 211 ... Void

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 行アドレス信号線(Ax )と、一対の列
アドレス信号線(Ay1,Ay2)と、スタンバイ信号線
(Sb)と、前記行アドレス信号線(Ax )と前記列ア
ドレス信号線(Ay1,Ay2)との交差部に設けられたメ
モリセル(MC)と、を有し、 前記メモリセル(MC)は、1つのコレクタ電極(C)
および2つのエミッタ電極(E1 ,E2 )を有して負性
微分特性を示すダブルエミッタ構造のトランジスタ(T
r )と、印加される電圧により前記トランジスタ(Tr
)のベース電流を制御するゲート(G)と、からな
り、 前記トランジスタ(Tr )の一方のエミッタ電極(E1
)が低電位側である前記列アドレス信号線の一方(Ay
1)に接続され、他方のエミッタ電極(E2 )が高電位
側である前記列アドレス信号線の他方(Ay2)に接続さ
れ、且つ前記トランジスタ(Tr )のコレクタ電極
(C)が前記行アドレス信号線(Ax )に接続されてい
ると共に、前記ゲート(G)が前記スタンバイ信号線
(Sb)に接続されていることを特徴とする記憶装置。
1. A row address signal line (Ax), a pair of column address signal lines (Ay1, Ay2), a standby signal line (Sb), the row address signal line (Ax) and the column address signal line ( Ay1, Ay2) and a memory cell (MC) provided at an intersection with the memory cell (MC), wherein the memory cell (MC) has one collector electrode (C).
And a transistor having a double-emitter structure (T having two emitter electrodes (E1, E2) and exhibiting negative differential characteristics)
r) and the voltage applied to the transistor (Tr
), A gate (G) for controlling the base current of the transistor (Tr), and one emitter electrode (E1) of the transistor (Tr).
) Is one of the column address signal lines (Ay
1), the other emitter electrode (E2) is connected to the other (Ay2) of the column address signal lines on the high potential side, and the collector electrode (C) of the transistor (Tr) is the row address signal. A storage device characterized in that it is connected to a line (Ax) and the gate (G) is connected to the standby signal line (Sb).
【請求項2】 請求項1に記載の記憶装置において、 前記列アドレス信号線(Ay1,Ay2)のうち、いずれか
一方のアドレス信号線を共通接地配線(GND)とする
ことを特徴とする記憶装置。
2. The storage device according to claim 1, wherein one of the column address signal lines (Ay1, Ay2) is used as a common ground line (GND). apparatus.
【請求項3】 行アドレス信号配線層(Ax )と、2本
一対で平行に配された列アドレス信号配線層(Ay1,A
y2)と、前記列アドレス信号配線層(Ay1,Ay2)に平
行に配されたスタンバイ信号配線層(Sb)と、前記行
アドレス信号配線層(Ax )と前記列アドレス信号配線
層(Ay1,Ay2)との交差部において相対向する前記行
アドレス信号配線層(Ax )と前記列アドレス信号配線
層(Ay1,Ay2)との間に挟まれたメモリセル(MC)
と、を有し、 前記メモリセル層(MC)は、所定のしきい値電圧(V
th)で電流を流すしきい値特性を有するコレクタ・ベー
ス接合層(D3 )がその一面を前記行アドレス信号配線
層(Ax )に電気的に接触して形成され、前記コレクタ
・ベース接合層(D3 )の他面と前記列アドレス信号配
線層(Ay1,Ay2)との間に負性微分特性を有する2つ
のベース・エミッタ接合層(D1 ,D2 )が並列してそ
れぞれ電気的に接触するように積層状に形成され、所定
の印加電圧により空乏層を伸縮させて前記ベース・エミ
ッタ接合層(D1 ,D2 )に流れる電流を制御するゲー
ト電極(G)が前記スタンバイ信号配線層(Sb)に電
気的に接触して形成されていることを特徴とする記憶装
置。
3. A row address signal wiring layer (Ax) and two column address signal wiring layers (Ay1, Ay) arranged in parallel in pairs.
y2), a standby signal wiring layer (Sb) arranged in parallel with the column address signal wiring layers (Ay1, Ay2), the row address signal wiring layer (Ax) and the column address signal wiring layers (Ay1, Ay2). Memory cell (MC) sandwiched between the row address signal wiring layer (Ax) and the column address signal wiring layer (Ay1, Ay2) facing each other at the intersection with
The memory cell layer (MC) has a predetermined threshold voltage (V
a collector-base junction layer (D3) having a threshold characteristic of flowing a current at th) is formed by electrically contacting one surface of the collector-base junction layer (Ax) with the row address signal wiring layer (Ax). Two base-emitter junction layers (D1, D2) having negative differential characteristics are electrically connected in parallel between the other surface of D3) and the column address signal wiring layers (Ay1, Ay2). A gate electrode (G) formed in a laminated shape on the standby signal wiring layer (Sb) for controlling the current flowing in the base-emitter junction layers (D1, D2) by expanding and contracting the depletion layer by a predetermined applied voltage. A memory device, which is formed in electrical contact.
【請求項4】 請求項1に記載の記憶装置の情報読出し
方法であって、 前記メモリセル(MC)の記憶情報の読み出し時には、
前記メモリセル(MC)の2つのベース・エミッタ接合
(D1 ,D2 )の他方の動作安定点(S2 )の電圧をV
s2、不安定点(Sm )の電圧をVsm、行アドレス信号線
(Ax )の電圧をVAx、ベース・コレクタ接合(D3 )
のしきい値電圧をVthとしたとき、各電圧が、Vsm<V
Ax+Vth<Vsm、の関係となるように、行アドレス信号
線(Ax)に低レベルの電位(Low)を加え、且つ列
アドレス線の他方(Ay2)に高レベルの電位(Hig
h)を加えると共に、前記ゲート(G)から空乏層を伸
縮させて前記2つのベース・エミッタ接合(D1 ,D2
)に流れる電流が増大するように、前記スタンバイ信
号線(Sb)に正または0の電位を加え、 前記メモリセル(MC)の記憶情報の読出し前後の記憶
状態を保持するスタンバイ時には、前記ゲート(G)か
ら空乏層を伸縮させて前記2つのベース・エミッタ接合
(D1 ,D2 )に流れる電流が減少するように、前記ス
タンバイ信号線(Sb)に負の電位を加えることを特徴
とする記憶装置の情報読出し方法。
4. A method of reading information from a memory device according to claim 1, wherein when reading information stored in the memory cell (MC),
The voltage of the other operation stable point (S2) of the two base-emitter junctions (D1, D2) of the memory cell (MC) is set to V
s2, the voltage at the unstable point (Sm) is Vsm, the voltage at the row address signal line (Ax) is VAx, and the base-collector junction (D3)
When the threshold voltage of Vth is Vth, Vsm <V
A low level potential (Low) is applied to the row address signal line (Ax) and a high level potential (High) is applied to the other of the column address lines (Ay2) so that Ax + Vth <Vsm.
h) is added, and the depletion layer is expanded and contracted from the gate (G) to make the two base-emitter junctions (D1, D2).
), A positive or zero potential is applied to the standby signal line (Sb) to maintain the storage state before and after reading the storage information of the memory cell (MC) during standby. A storage device characterized by applying a negative potential to the standby signal line (Sb) so that the depletion layer expands and contracts from G) and the current flowing to the two base-emitter junctions (D1, D2) decreases. Information reading method.
【請求項5】 請求項1に記載の記憶装置の情報書込み
方法であって、 前記メモリセル(MC)の2つのベース・エミッタ接合
層(D1 ,D2 )により生成される2つの動作安定点お
よび不安定点のうちの負側の安定点(S1 )への情報書
き込み時には、行アドレス信号線(Ax )の電圧VAx、
ベース・コレクタ接合(D3 )のしきい値電圧Vthおよ
び不安定点電圧Vsnが、VAx+Vth<Vsnとなるよう
に、行アドレス信号線(Ax )に低レベルの電位(Lo
w)を加え、且つ列アドレス信号線の少なくともいずれ
か一方(Ay2)に高レベルの電位(High)を加える
と共に、前記ゲート(G)から空乏層を伸縮させて前記
2つのベース・エミッタ接合層(D1 ,D2 )に流れる
電流が増大するように、前記スタンバイ信号線(Sb)
に正または0の電位を加え、 前記動作安定点のうちの正側の安定点(S2 )への情報
書き込み時には、2つの安定点のうち負側の安定点が生
じないように、行アドレス信号線(Ax )に高レベルの
電位(High)を加え、且つ列アドレス信号線に所定
の電位を加えると共に、前記ゲート(G)から空乏層を
伸縮させて前記2つのベース・エミッタ接合層(D1 ,
D2 )に流れる電流が増大するように、前記スタンバイ
信号線(Sb)に正または0の電位を加え、 前記2つの動作安定点の負側または正側の安定点(S1
,S2 )への書込み後の記憶状態を保持するスタンバ
イ時には、前記ゲート(G)から空乏層を伸縮させて前
記2つのベース・エミッタ接合層(D1 ,D2 )に流れ
る電流が減少するように、前記スタンバイ信号線(S
b)に負の電位を加えることを特徴とする記憶装置の情
報書込み方法。
5. The method for writing information in a memory device according to claim 1, wherein two stable operation points are created by two base-emitter junction layers (D1, D2) of the memory cell (MC), and When writing information to the stable point (S1) on the negative side of the unstable points, the voltage VAx of the row address signal line (Ax),
The low level potential (Lo) is applied to the row address signal line (Ax) so that the threshold voltage Vth and the unstable point voltage Vsn of the base-collector junction (D3) are VAx + Vth <Vsn.
w), a high level potential (High) is applied to at least one of the column address signal lines (Ay2), and the depletion layer is expanded and contracted from the gate (G) to form the two base-emitter junction layers. In order to increase the current flowing through (D1, D2), the standby signal line (Sb)
A positive or zero potential is applied to the row address signal to prevent the negative stable point of the two stable points from occurring when information is written to the positive stable point (S2) of the operation stable points. A high level potential (High) is applied to the line (Ax) and a predetermined potential is applied to the column address signal line, and a depletion layer is expanded and contracted from the gate (G) to cause the two base / emitter junction layers (D1) to expand and contract. ,
A positive or zero potential is applied to the standby signal line (Sb) so that the current flowing in D2) increases, and the negative or positive stable point (S1) of the two stable operating points is added.
, S2) in a standby state in which the memory state is maintained after writing to the gate (G), the depletion layer is expanded and contracted to reduce the current flowing through the two base-emitter junction layers (D1, D2). The standby signal line (S
A method for writing information in a memory device, characterized in that a negative potential is applied to b).
【請求項6】 複数の信号線からなる行アドレス信号線
群(Ax1,Ax2,…)と、 前記行アドレス信号線群(Ax1,Ax2,…)に交差する
方向に配された一対の信号線からなる列アドレス信号線
群(Ay11 ,Ay12 ,…,Ay21 ,Ay22 ,…)と、 前記列アドレス信号線群(Ay11 ,Ay12 ,…,Ay21
,Ay22 ,…)に平行に配された複数の信号線からな
るスタンバイ信号線群(Sb1 ,Sb2 ,…)と、 前記行アドレス信号線群(Ax1,Ax2,…)と前記列ア
ドレス信号線群(Ay11 ,Ay12 ,…,Ay21 ,Ay22
)との各交差部に設けられた請求項1記載の複数のメ
モリセル(MC)と、 前記行アドレス信号線群(Ax1,Ax2,…)に行アドレ
ス信号を供給する行アドレスデコーダ(1)と、 前記列アドレス信号線群(Ay11 ,Ay12 ,…,Ay21
,Ay22 ,…)に列アドレス信号を供給する列アドレ
スデコーダ(2)と、 前記行アドレス信号線群(Ax1,Ax2,…)から前記各
メモリセル(MC)の記憶情報を検出するセンス回路
(3)と、を備えていることを特徴とする記憶装置。
6. A row address signal line group (Ax1, Ax2, ...) Composed of a plurality of signal lines, and a pair of signal lines arranged in a direction intersecting the row address signal line group (Ax1, Ax2, ...). , Column address signal line group (Ay11, Ay12, ..., Ay21, Ay22, ...) And the column address signal line group (Ay11, Ay12 ,.
, Ay22, ...) Standby signal line groups (Sb1, Sb2, ...) Composed of a plurality of signal lines, row address signal line groups (Ax1, Ax2, ...) And column address signal line groups (Ay11, Ay12, ..., Ay21, Ay22
) And a plurality of memory cells (MC) according to claim 1, which are provided at respective intersections, and a row address decoder (1) for supplying a row address signal to the row address signal line group (Ax1, Ax2, ...). And the column address signal line group (Ay11, Ay12, ..., Ay21
, Ay22, ...) And a column address decoder (2) for supplying a column address signal to the column address signal line group (Ax1, Ax2, ...) And sense circuit (MC) for detecting the memory information of each memory cell (MC). 3) A storage device comprising:
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