JPH0685199A - Memory cell - Google Patents

Memory cell

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JPH0685199A
JPH0685199A JP5017955A JP1795593A JPH0685199A JP H0685199 A JPH0685199 A JP H0685199A JP 5017955 A JP5017955 A JP 5017955A JP 1795593 A JP1795593 A JP 1795593A JP H0685199 A JPH0685199 A JP H0685199A
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JP
Japan
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transistor
region
cell
memory cell
pnm
Prior art date
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JP5017955A
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Japanese (ja)
Inventor
B Chin William
ウイリアム・ビー・チン
D Jones Frank
フランク・デイー・ジヨーンズ
Glen A Ritter
グレン・エー・リツター
F Stainson William
ウイリアム・エフ・ステインソン
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Abstract

PURPOSE: To shorten a memory cell in write time, by a method wherein the control region of a first transistor connected to the conductor region of a second transistor and the control region of the second transistor region connected to the conduction region of the first transistor are connected together with a third transistor. CONSTITUTION: A PNML or a PNMR is possessed of a common control region or a base in common with a corresponding SCR intrinsic PNP transistor. The base held in common is made to serve as the collector of the intrinsic NPN transistor. The emitter region of the PNM transistor serves as the collector of the PNP transistor. The common region is made to serve as the base of the NPN transistor. The base of the PNM transistor is connected to its collector. By this setup, this CTS cell is much smaller in size than a conventional SBD clamp-type CTS cell and much lessened in write time.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はメモリセルに関し、特に
半導体メモリアレイについて、相補形バイポーラトラン
ジスタ・メモリセルアレイに適用して好適なものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a memory cell, and particularly to a semiconductor memory array, which is suitable for application to a complementary bipolar transistor memory cell array.

【0002】[0002]

【従来の技術】米国特許第 3,863,229号の相補形トラン
ジスタスイツチ(CTS)セルは従来の高性能トランジ
スタメモリセルである。基本的にこのCTSセルは図4
に示すように、一対のクロス結合したPNPN(シリコ
ン制御整流素子すなわちSCR)スイツチング素子であ
る。SCRがターンオンして飽和すると、その制御ゲー
ト接合電圧を低下させてSCRの真性トランジスタをタ
ーンオフさせることによつてのみSCRをターンオフさ
せ得る。しかしながら、図4のCTSセルはシヨツトキ
ーバリアダイオード(SBD)SL及びSRを介して書
き込まれる。このCTSセルの書込みはSBDを介して
なされるので、BL又はBRを低状態に引き下げてもセ
ルには影響が及ばない。そのかわり、BL又はBRのい
ずれかを十分に高く引き上げ、十分なベース(制御ゲー
ト)電圧を供給して「オフ」NPNトランジスタをター
ンオンさせると共に、「オン」PNPトランジスタのベ
ース(制御ゲート)電圧を低下させてこの「オン」PN
Pトランジスタをターンオフさせることによつて、セル
の状態は切り換わる。「オフ」NPNトランジスタをタ
ーンオンし、かつ「オン」PNPトランジスタをターン
オフした結果、「オン」SCRはターンオフし「オフ」
SCRはターンオンする。SCRの定常状態を切り換え
るのに必要な時間は、充電されて飽和状態にあるキヤパ
シタを放電させるのに必要な時間に依存する。従つて、
クロス結合したSCRのセルの書込みは難しく、書込み
時間が比較的長い。
The complementary transistor switch (CTS) cell of US Pat. No. 3,863,229 is a conventional high performance transistor memory cell. Basically, this CTS cell is shown in FIG.
, A pair of cross-coupled PNPN (silicon controlled rectifying element or SCR) switching elements. When the SCR turns on and saturates, it can only be turned off by reducing its control gate junction voltage to turn off the intrinsic transistor of the SCR. However, the CTS cell of FIG. 4 is written through the Schottky barrier diodes (SBD) SL and SR. Since this CTS cell is written via the SBD, pulling BL or BR low will not affect the cell. Instead, either BL or BR is pulled high enough to supply a sufficient base (control gate) voltage to turn on the "off" NPN transistor and to increase the base (control gate) voltage of the "on" PNP transistor. Lower this "on" PN
By turning off the P-transistor, the cell state switches. Turning on the "off" NPN transistor and turning off the "on" PNP transistor results in the "on" SCR turning off and "off".
The SCR turns on. The time required to switch the steady state of the SCR depends on the time required to discharge the charged and saturated capacitor. Therefore,
Writing a cross-coupled SCR cell is difficult and the write time is relatively long.

【0003】書込み時間を減少させるために各CTSセ
ルのSCRはSBDを有し、このSBDは第2のPN接
合を跨ぐ、すなわちSCRの制御ゲート(2つの真性相
補トランジスタのベース)間にある。真性PNPトラン
ジスタのベースは真性NPNトランジスタの電流伝導端
子(そのコレクタ)の1つであり、逆に真性PNPトラ
ンジスタの電流伝導端子は真性NPNトランジスタのベ
ースであるので、SBDはSCRが完全にターンオンす
ることを防ぎ、これにより「オン」SCRの真性NPN
トランジスタ及び真性PNPトランジスタの飽和を防
ぐ。これらのSBDは各真性トランジスタにおけるコレ
クタのオン電圧をそのベース電圧にクランプすることに
よつてSCRの飽和を防ぐので、これらのSBDを「ク
ランピング」SBDと呼ぶ。
In order to reduce the write time, the SCR of each CTS cell has an SBD, which is across the second PN junction, ie between the control gates of the SCR (the bases of the two intrinsic complementary transistors). Since the base of the intrinsic PNP transistor is one of the current conducting terminals (its collector) of the intrinsic NPN transistor, and conversely the current conducting terminal of the intrinsic PNP transistor is the base of the intrinsic NPN transistor, the SBD completely turns on the SCR. To prevent this from happening, which results in an "on" SCR true NPN
Prevents saturation of transistors and intrinsic PNP transistors. We refer to these SBDs as "clamping" SBDs because they prevent saturation of the SCR by clamping the on voltage of the collector in each intrinsic transistor to its base voltage.

【0004】クランピングSBDは飽和を防ぎ、これに
対応してSCRのターンオフ時間が長くならないように
するが、クランピングSBDはCTSセルの面積のかな
りの部分を占有する。同一のチツプ面積内に一段と多く
のメモリセルを配置することができるので、一段と小さ
いRAMセルの方が最適である。書込み時間及びセルサ
イズの双方を最小にすることは、RAMチツプ設計にお
ける主要な目的である。
While the clamping SBD prevents saturation and correspondingly prevents the SCR turn-off time from increasing, the clamping SBD occupies a significant portion of the CTS cell area. Since a larger number of memory cells can be arranged in the same chip area, a smaller RAM cell is more suitable. Minimizing both write time and cell size is a major goal in RAM chip design.

【0005】図5は図4に示す従来のクランプ型CTS
セルの物性的断面であり、一般的なセルの一方の半分に
おける空間的関係を示し、例えばPL、NL、SBCL
及びSLを示す。各PNPNスイツチング素子(SC
R)はこれらの順に領域100、領域102、領域10
4及び領域106から構成される。真性PNPトランジ
スタはエミツタ100、ベース102及びコレクタ10
4でなる。真性NPNトランジスタはコレクタ102、
ベース104及びエミツタ106でなる。クランピング
SBDは、金属部108がn領域102に直接コンタク
トすることによつて形成される。P領域104はクラン
ピングSBDを囲む保護リングを提供してシヨツトキー
接合をアイソレートし、望ましくない寄生効果を防ぐ。
最後に、転送SBDがコレクタリーチスルー領域110
によつてセルから部分的にアイソレートされ、それの接
合は、金属部BLが拡散領域112に直接コンタクトす
ることによつて形成される。クランピングSBDを形成
する金属部108の下のすべてのセルエリアがSBDの
ために必要であつた。
FIG. 5 is a conventional clamp type CTS shown in FIG.
A physical property cross section of a cell, showing a spatial relationship in one half of a general cell, for example, PL, NL, SBCL
And SL are shown. Each PNPN switching element (SC
R) indicates area 100, area 102, and area 10 in this order.
4 and a region 106. The intrinsic PNP transistor is an emitter 100, a base 102 and a collector 10.
It consists of 4. The intrinsic NPN transistor is the collector 102,
It is composed of the base 104 and the emitter 106. The clamping SBD is formed by the metal portion 108 being in direct contact with the n region 102. The P region 104 provides a guard ring surrounding the clamping SBD to isolate the Schottky junction and prevent unwanted parasitic effects.
Finally, the transfer SBD is the collector reach through area 110.
Is partially isolated from the cell, and its junction is formed by direct contact of the metal part BL to the diffusion region 112. All cell areas under the metal part 108 forming the clamping SBD were needed for the SBD.

【0006】米国特許第 4,635,228号においては、クラ
ンピングSBDを除去して一段と小さいCTSセルを製
造し得ると述べている。米国特許第 4,635,228号におい
ては、図6に概略的に示すようにセル内にクランピング
SBDを用いる代わりに、セルのクロス結合したSCR
を跨ぐダイオードを用いてセルの供給電圧をSCRのタ
ーンオン電圧にほぼ等しいレベルにクランプすることを
教示している。しかしながら、非クランプ型セルと呼ば
れるこのセルは(予期されるように)一段と長い書込み
時間を必要とする。
US Pat. No. 4,635,228 states that the clamping SBD can be eliminated to produce a much smaller CTS cell. In US Pat. No. 4,635,228, instead of using a clamping SBD in the cell as schematically shown in FIG. 6, a cross-coupled SCR of cells is used.
It teaches clamping the cell supply voltage to a level approximately equal to the turn-on voltage of the SCR with a diode across it. However, this cell, called an unclamped cell, requires a much longer write time (as expected).

【0007】非クランプ型CTSセルにおいてはセルの
SCRは飽和し得、これにより「オン」SCRの各真性
トランジスタが深い飽和状態に置かれるので、クランプ
型セルよりも書込み時間が長くなる。その結果、「オ
ン」SCRの接合容量はクランプ型CTSセル内におけ
る「オン」SCRと比較して高い。接合容量が高いの
で、各接合コンデンサに蓄えられている電荷は多い。非
クランプ型セルのスイツチングには、先ず接合コンデン
サを放電させて、「オン」SCRをターンオフさせる必
要がある。その結果、書込み電流が同じ場合、非クラン
プ型セルをスイツチするよりもクランプ型セルをスイツ
チする方が一段と多くの時間を必要とする。
In an unclamped CTS cell, the cell's SCR can saturate, which puts each intrinsic transistor of the "on" SCR into deep saturation, resulting in longer write times than the clamped cell. As a result, the junction capacitance of the "on" SCR is high compared to the "on" SCR in the clamped CTS cell. Since the junction capacitance is high, the electric charge stored in each junction capacitor is large. Switching a unclamped cell requires first discharging the junction capacitor and turning off the "on" SCR. As a result, for the same write current, switching the clamped cell requires more time than switching the unclamped cell.

【0008】ソフトエラー感知性は第1に非クランプ型
セルの供給電圧の低下から生じ、第2に、非クランプ型
セルの書込み時間を改善するためにトランジスタ特性を
変更することにより生ずる。従つて、非クランプ型セル
が飽和しなくても、SCRの両端の電圧がSCRのター
ンオン電圧に十分に近ければ、非クランプ型セルの供給
電圧はSCRのターンオン電圧付近に保持される。しか
しながら、非クランプ型セルの供給電圧がSCRのター
ンオン電圧に近ければ、一段と低いレベルの雑音でもセ
ルを混乱させることになる。
Soft error susceptibility results firstly from a reduction in the supply voltage of the unclamped cell and secondly by modifying the transistor characteristics to improve the write time of the unclamped cell. Therefore, even if the unclamped cell does not saturate, if the voltage across the SCR is sufficiently close to the turn-on voltage of the SCR, the unclamped cell supply voltage will be maintained near the turn-on voltage of the SCR. However, if the unclamped cell supply voltage is close to the turn-on voltage of the SCR, even lower levels of noise will confuse the cell.

【0009】非クランプ型の書込み時間を短縮するため
に用いられる他の手法は、各SCRの真性トランジスタ
の電流利得を弱めることであつた。「オン」SCRを克
服するのに必要な書込み電流が少なくなるので、真性ト
ランジスタの電流利得を弱めれば、非クランプ型セルの
書込みが一段と容易になる。かくして、接合コンデンサ
に蓄えられている電荷を減衰させるために一段と多くの
電流が供給される。しかしながら、非クランプ型セルの
書込みを一段と容易にすると望ましくない影響を及ぼ
す。すなわち、セルを一段と容易に乱し混乱させるの
で、安定性が低下し、ソフトエラーの影響を一段と受け
易くなる。ソフトエラーとはメモリセル内に誤つたデー
タが発生することであり、これはセル内の物性的欠陥に
よつて生ずるものではなく、常態では生じない。ソフト
エラーは例えば、充電されたPN接合を突き抜けてこれ
を放電させるアルフア粒子によつて生ずる。
Another approach used to reduce unclamped write time has been to weaken the current gain of the intrinsic transistor of each SCR. Lowering the current gain of the intrinsic transistor makes writing unclamped cells much easier because less write current is needed to overcome the "on" SCR. Thus, more current is supplied to damp the charge stored in the junction capacitor. However, further easing the writing of unclamped cells has an undesirable effect. That is, the cells are more easily disturbed and confused, so that the stability is lowered and the influence of the soft error is further increased. The soft error is generation of erroneous data in the memory cell, which is not caused by a physical defect in the cell, and does not occur normally. Soft errors are caused, for example, by alpha particles that penetrate the charged PN junction and discharge it.

【0010】かくしてRAM設計者は、密度と引き換え
に性能を犠牲にして、一段とセルサイズが小さく一段と
動作速度の遅い従来の非クランプ型CTSセルを用いる
か、性能と引き換えに密度を犠牲にして一段とセルサイ
ズが大きく一段と動作速度の速い従来のクランプ型CT
Sセルを用いることを余儀なくされる。
Thus, RAM designers sacrifice performance at the expense of density and either use conventional unclamped CTS cells with smaller cell sizes and slower operating speeds, or sacrifice performance at the expense of density. Conventional clamp type CT with large cell size and faster operation speed
You are forced to use S cells.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は高密度
高性能メモリセルの書込み時間を短縮することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the write time for high density, high performance memory cells.

【0012】本発明の他の目的は書込み性能を損なわず
に高密度メモリセルの安定性を改善することである。
Another object of the present invention is to improve the stability of high density memory cells without compromising write performance.

【0013】本発明のさらに他の目的は高密度高性能メ
モリセルの耐雑音性を改善することである。
Yet another object of the present invention is to improve noise immunity of high density, high performance memory cells.

【0014】本発明のさらに他の目的は高密度高性能メ
モリセルにおけるソフトエラー率を改善することであ
る。
Yet another object of the present invention is to improve the soft error rate in high density, high performance memory cells.

【0015】本発明のさらに他の目的は高密度高性能メ
モリセルの書込み時間を短縮し、セルの安定性を改善
し、セルの雑音余裕度を改善し、かつソフトエラー率を
改善することである。
Still another object of the present invention is to shorten the write time of a high-density and high-performance memory cell, improve the stability of the cell, improve the noise margin of the cell, and improve the soft error rate. is there.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、ランダムアクセスメモリ(RA
M)アレイ内におけるメモリセルにおいて、クロス結合
した一対のスイツチング素子と、クロス結合した一対の
スイツチング素子を一対の相補形ビツトラインに結合す
るデータ転送手段とを設け、各スイツチング素子は、第
1の形式の第1のトランジスタと、第2の形式の第2の
トランジスタと、第2のトランジスタの第1の伝導領域
に結合される第1のトランジスタの制御領域と、第1の
トランジスタの第1の伝導領域に結合される第2のトラ
ンジスタの制御領域と、第1のトランジスタの制御領域
及び第2のトランジスタの制御領域間に接続された第3
の形式の第3のトランジスタとを含むようにする。
In order to solve such a problem, the present invention provides a random access memory (RA).
M) A memory cell in the array is provided with a pair of cross-coupled switching elements and a data transfer means for coupling the pair of cross-coupled switching elements to a pair of complementary bit lines, each switching element being of the first type. First transistor, a second transistor of the second type, a control region of the first transistor coupled to the first conduction region of the second transistor, and a first conduction region of the first transistor. A control region of the second transistor coupled to the region, and a third region connected between the control region of the first transistor and the control region of the second transistor.
And a third transistor of the form

【0017】また本発明においては、一対のクロス結合
シリコン制御整流素子(SCR)と、各SCRにおける
PN接合を跨いで結合されたPN−金属(PNM)トラ
ンジスタと、第1のSCRを相補形ビツトラインに結合
するシヨツトキーバリアダイオード(SBD)と、第2
のSCRを相補形ビツトラインに結合するシヨツトキー
バリアダイオード(SBD)とを設けるようにする。
Further, in the present invention, a pair of cross-coupled silicon controlled rectifiers (SCRs), a PN-metal (PNM) transistor coupled across the PN junction in each SCR, and the first SCR as a complementary bit line. A Schottky barrier diode (SBD) coupled to
And a Schottky barrier diode (SBD) for coupling the SCR of the above to the complementary bit line.

【0018】[0018]

【作用】上述の種々の目的を達成するため本発明は、飽
和状態をクランプするためにPN−金属(PNM)トラ
ンジスタを用いるクランプ型相補形トランジスタスイツ
チ(CTS)メモリセルを提供する。一対のPNPNス
イツチング素子(シリコン制御整流素子すなわちSC
R)をクロス結合してデータを記憶する。各SCRの第
2のPN接合はPNMトランジスタによりクランプされ
る。各PNMトランジスタのベースはそのコレクタに接
続される。
To achieve the various objects described above, the present invention provides a clamped complementary transistor switch (CTS) memory cell which uses a PN-metal (PNM) transistor to clamp saturation. A pair of PNPN switching elements (silicon controlled rectifying element or SC
R) is cross-coupled to store the data. The second PN junction of each SCR is clamped by the PNM transistor. The base of each PNM transistor is connected to its collector.

【0019】[0019]

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0020】本発明の好適な実施例は、図1に示すよう
に一対のラテラルPNM(シヨツトキー)トランジスタ
によつてクランプされるCTSセルである。各PNMト
ランジスタ、すなわちPNML又はPNMR(図に対し
て左側にあるPNMをPNML、右側にあるPNMをP
NMRとする)は共通の制御領域すなわちベースを、対
応するSCRの真性PNPトランジスタと共有する。ま
たこの共有されるベースは真性NPNトランジスタのコ
レクタでもある。また、各PNMトランジスタのエミツ
タ領域はPNPトランジスタのコレクタである。この共
有領域はNPNトランジスタのベースである。各PNM
トランジスタのベースはそのコレクタに接続される。
The preferred embodiment of the present invention is a CTS cell clamped by a pair of lateral PNM (Shockkey) transistors as shown in FIG. Each PNM transistor, PNML or PNMR (PNM on the left side of the figure is PNML, PNM on the right side is P
NMR) shares a common control region or base with the corresponding intrinsic PNP transistor of the SCR. This shared base is also the collector of the intrinsic NPN transistor. The emitter region of each PNM transistor is the collector of the PNP transistor. This shared area is the base of the NPN transistor. Each PNM
The base of the transistor is connected to its collector.

【0021】図2は本発明のPNM−クランプ型CTS
セルの物性的な表現すなわちレイアウトである。図3は
図2のセルの線A〜Aに沿つて破断した断面の物性的表
現である。トレンチ120はセルの左半部122を当該
セルの右半部124からアイソレートすると共に、隣接
するセル(図示せず)からもアイソレートする。セルの
左半部122及び右半部124は同一であるので、この
セルの一方の半分についての物性的特徴は当該セルの他
方の半分にも同様に当てはまる。各SCRはPNPトラ
ンジスタのエミツタ領域126、PNPベース兼NPN
コレクタ領域128、PNPコレクタ兼NPNベース領
域130及びNPNエミツタ領域132によつて特徴づ
けられる。符号SL及びSRで示すビツトラインSBD
は、金属コンタクト部134がN−エピ領域136に直
接コンタクトすることよつて形成される。N−エピ領域
136はN+サブコレクタ・リーチスルー領域138に
よつてSCRからアイソレートされる。さらにビツトラ
インSBD140は各ビツトラインSBD140を取り
囲むp+保護リング142によつてアイソレートされ
る。
FIG. 2 shows the PNM-clamp type CTS of the present invention.
It is a physical expression or layout of the cell. FIG. 3 is a physical representation of a section taken along the line AA of the cell of FIG. The trench 120 isolates the left half 122 of the cell from the right half 124 of the cell and also from adjacent cells (not shown). Since the left half 122 and the right half 124 of the cell are identical, the physical properties of one half of this cell apply to the other half of the cell as well. Each SCR is an emitter region 126 of a PNP transistor, a PNP base and NPN.
It is characterized by a collector region 128, a PNP collector and NPN base region 130 and an NPN emitter region 132. Bit line SBD indicated by symbols SL and SR
Is formed by the metal contact portion 134 directly contacting the N-epi region 136. N-epi region 136 is isolated from the SCR by N + subcollector reach-through region 138. Furthermore, the bit lines SBD 140 are isolated by a p + guard ring 142 surrounding each bit line SBD 140.

【0022】セルの各半分のクランプ型PNMトランジ
スタはラテラルトランジスタであり、そのエミツタはP
NPコレクタ兼NPNベース領域130によつて形成さ
れ、そのベースはPNPベース兼NPNコレクタ領域1
28によつて形成され、そのコレクタ144は、金属コ
ンタクト部146がPNPベース兼NPNコレクタ領域
128に直接コンタクトすることによつて形成される。
PNMトランジスタのコレクタ144を形成するこの同
一の金属コンタクト部146は、N+サブコレクタ・リ
ーチスルー領域138にコンタクトして、PNMのトラ
ンジスタベース128をそのコレクタ144に接続す
る。
The clamp type PNM transistor of each half of the cell is a lateral transistor, and its emitter is P.
It is formed by the NP collector / NPN base region 130, and its base is the PNP base / NPN collector region 1.
28, the collector 144 of which is formed by the metal contact portion 146 making direct contact with the PNP base / NPN collector region 128.
This same metal contact 146, which forms the collector 144 of the PNM transistor, contacts the N + subcollector reachthrough region 138 and connects the transistor base 128 of the PNM to its collector 144.

【0023】セルの一方の半分のPNMコレクタ金属ス
タツド146及びp型ポリシリコン(ポリ)層150へ
のスタツド148間を接続する金属ライン(図示せず)
によつてセルの左半部122及び右半部124は一緒に
配線され、すなわちクロス結合される。ポリ150はセ
ルの他方の半分のPNPコレクタ兼NPNベース領域1
30にコンタクトしている。金属ライン(図示せず)が
データラインDLを2つのNPNエミツタスタツド15
2に接続する。他の金属ライン(図示せず)がワードラ
インWLを、p型ポリ154を介してPNPエミツタに
接続されるスタツド156に接続する。
A metal line (not shown) connecting between PNM collector metal stud 146 and stud 148 to p-type polysilicon (poly) layer 150 in one half of the cell.
Thus, the left and right halves 122 and 124 of the cell are wired together, ie cross-coupled. Poly 150 is the PNP collector and NPN base region 1 of the other half of the cell.
I am in contact with 30. A metal line (not shown) connects the data line DL to the two NPN emitters 15
Connect to 2. Another metal line (not shown) connects the word line WL to the stud 156 which is connected to the PNP emitter via the p-type poly 154.

【0024】本発明のメモリセルはクランプ型CTSセ
ル又は非クランプ型CTSセルに適するバイポーラ又は
BiCMOSのSRAMに用いることができる。特に、
PNM−クランプ型CTSセルを、米国特許第 4,598,3
90号「相補形トランジスタスイツチ(CTS)メモリセ
ルを用いるランダムアクセスメモリ」に開示されている
メモリセルに代えることができる。
The memory cells of the present invention can be used in bipolar or BiCMOS SRAMs suitable for clamped CTS cells or unclamped CTS cells. In particular,
A PNM-clamp type CTS cell is described in US Pat. No. 4,598,3.
The memory cells disclosed in No. 90, "Random Access Memory Using Complementary Transistor Switch (CTS) Memory Cells" can be substituted.

【0025】上述の通り本発明をその最適な実施例に基
づいて図示、説明したが、本発明の精神及び範囲から脱
することなく詳細構成について種々の変更を加えてもよ
い。
Although the present invention has been shown and described based on the preferred embodiments thereof as described above, various changes may be made in the detailed structure without departing from the spirit and scope of the present invention.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明のCTSセルはクランピング用に
PNMトランジスタを用いるので、比肩すべき書込み性
能を有する従来のSBDクランプ型CTSセルよりもセ
ルサイズが一段と小さい。さらに、クランピング電流
は、クロス結合したSCRがクランプされて飽和状態か
ら一段と脱するので結果的に接合容量が減少することを
意味している。非クランプ型セルと比較して接合容量が
減少することにより、従来の技術による非クランプ型C
TSセルについての書込み時間よりもPNM−クランプ
型CTSセルについての書込み時間の方が一段と改善さ
れる。
Since the CTS cell of the present invention uses the PNM transistor for clamping, the cell size is much smaller than that of the conventional SBD clamp type CTS cell which has comparable write performance. In addition, the clamping current means that the cross-coupled SCR is clamped and out of saturation further resulting in a reduction in junction capacitance. Due to the reduced junction capacitance compared to unclamped cells, unclamped C according to the prior art
The write time for PNM-clamp CTS cells is further improved over the write time for TS cells.

【0027】さらに、PNM−クランプ型CTSセルは
従来のクランプ型CTSセルと同等又はそれよりも改善
されたソフトエラー率及び耐雑音性を有する。かくし
て、PNM−クランプ型CTSセルは高性能及び安定性
の双方を実現することができ、非クランプ型セルよりも
サイズが大きくなるとしても僅かであり、従来のクラン
プ型CTSセルよりもサイズはかなり小さくなる。
Furthermore, the PNM-clamp CTS cell has a soft error rate and noise immunity equal to or better than the conventional clamp CTS cell. Thus, PNM-clamped CTS cells can achieve both high performance and stability, are slightly larger in size than unclamped cells, and are significantly larger in size than conventional clamped CTS cells. Get smaller.

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

【図1】図1は本発明の好適な実施例によるPNM−ク
ランプ型セルの概略を示す接続図である。
FIG. 1 is a schematic connection diagram of a PNM-clamp type cell according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】図2は図1のPNM−クランプ型セルを物性的
に示した上面図である。
FIG. 2 is a top view showing the physical properties of the PNM-clamp type cell of FIG.

【図3】図3は図1の好適な実施例におけるセルを物性
的に示した断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing the physical properties of the cell in the preferred embodiment of FIG.

【図4】図4は従来のクランプ型CTSセルの概略を示
す接続図である。
FIG. 4 is a connection diagram schematically showing a conventional clamp type CTS cell.

【図5】図5は図4の従来のクランプ型CTSセルを物
性的に示した断面図である。
5 is a cross-sectional view showing the physical properties of the conventional clamp type CTS cell of FIG.

【図6】図6は従来の非クランプ型CTSセルの概略を
示す接続図である。
FIG. 6 is a connection diagram schematically showing a conventional unclamped CTS cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

120……トレンチ、122……セルの左半部、124
……セルの右半部、126……PNPトランジスタのエ
ミツタ領域、128……PNPのベース領域兼NPNの
コレクタ領域、130……PNPのコレクタ領域兼NP
Nのベース領域、132……NPNのエミツタ領域、1
34、146……金属コンタクト部、136……N−エ
ピ領域、138……N+サブコレクタ・リーチスルー領
域、140……ビツトラインSBD、142……P+保
護リング、144……PNMトランジスタのコレクタ、
148、156……スタツド、150、154……p型
ポリシリコン層、152……NPNエミツタ・スタツ
ド。
120 ... trench, 122 ... left half of cell, 124
... right half of cell, 126 ... emitter region of PNP transistor, 128 ... base region of PNP and collector region of NPN, 130 ... collector region of PNP and NP
N base area, 132 ... NPN emitter area, 1
34, 146 ... Metal contact part, 136 ... N-epi region, 138 ... N + subcollector reach-through region, 140 ... Bitline SBD, 142 ... P + protection ring, 144 ... PNM transistor collector,
148, 156 ... stud, 150, 154 ... p-type polysilicon layer, 152 ... NPN emitter stud.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク・デイー・ジヨーンズ アメリカ合衆国、ニユーヨーク州12589、 ウオールキル、キングス・ドライブ 17番 地 (72)発明者 グレン・エー・リツター アメリカ合衆国、ニユーヨーク州12533、 ホープウエル・ジヤンクシヨン、アールデ イー3、フオツクス・ラン 15番地 (72)発明者 ウイリアム・エフ・ステインソン アメリカ合衆国、ニユーヨーク州12540、 ラグランジビル、シヤーロツト・ドライブ 18番地 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Frank Day Jeans 17 Kings Drive, Wallkill, 12589, New York, United States 12589 (72) Inventor Glen A Ritter New York, USA 12533, Hopewell Jianxyon , Art Dee 3, 15 Hootx Run (72) Inventor William F. Steinson, New York, USA 12540, Lagrangville, 18 Shearrott Drive

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ランダムアクセスメモリ(RAM)アレイ
内におけるメモリセルにおいて、 クロス結合した一対のスイツチング素子と、 上記クロス結合した一対のスイツチング素子を一対の相
補形ビツトラインに結合するデータ転送手段とを具え、 上記各スイツチング素子は、 第1の形式の第1のトランジスタと、 第2の形式の第2のトランジスタと、 上記第2のトランジスタの第1の伝導領域に結合される
上記第1のトランジスタの制御領域と、 上記第1のトランジスタの第1の伝導領域に結合される
上記第2のトランジスタの制御領域と、 上記第1のトランジスタの制御領域及び上記第2のトラ
ンジスタの制御領域間に接続された第3の形式の第3の
トランジスタとを具えることを特徴とするメモリセル。
1. A memory cell in a random access memory (RAM) array comprising a pair of cross-coupled switching elements and a data transfer means for coupling the pair of cross-coupled switching elements to a pair of complementary bit lines. Each of the switching elements comprises a first transistor of a first type, a second transistor of a second type, and a first transistor of the first transistor coupled to a first conduction region of the second transistor. A control region, a control region of the second transistor coupled to the first conduction region of the first transistor, and a control region of the first transistor and a control region of the second transistor. And a third transistor of a third type.
【請求項2】上記第3のトランジスタはPN−金属(P
NM)トランジスタであることを特徴とする請求項1に
記載のメモリセル。
2. The third transistor is PN-metal (P
The memory cell according to claim 1, wherein the memory cell is an NM) transistor.
【請求項3】上記PN−金属(PNM)トランジスタの
制御領域は上記第1のトランジスタの第1の伝導領域に
結合されることを特徴とする請求項2に記載のメモリセ
ル。
3. The memory cell of claim 2, wherein the control region of the PN-metal (PNM) transistor is coupled to the first conductive region of the first transistor.
【請求項4】上記第1のトランジスタはNPNトランジ
スタであり、上記第2のトランジスタはPNPトランジ
スタであることを特徴とする請求項3に記載のメモリセ
ル。
4. The memory cell according to claim 3, wherein the first transistor is an NPN transistor and the second transistor is a PNP transistor.
【請求項5】上記データ転送手段は、上記クロス結合し
たスイツチング素子及び上記一対の相補形ビットライン
間に接続された一対のシヨツトキーバリアダイオード
(SBD)を具えることを特徴とする請求項4に記載の
メモリセル。
5. The data transfer means comprises a cross-coupled switching element and a pair of Schottky barrier diodes (SBD) connected between the pair of complementary bit lines. 4. The memory cell according to item 4.
【請求項6】上記PNPトランジスタの第1の伝導領域
は上記PN−金属(PNM)トランジスタの伝導領域で
あり、上記PN−金属(PNM)トランジスタの上記制
御領域は上記PNPトランジスタの制御領域であること
を特徴とする請求項4に記載のメモリセル。
6. The first conductive region of the PNP transistor is a conductive region of the PN-metal (PNM) transistor, and the control region of the PN-metal (PNM) transistor is a control region of the PNP transistor. The memory cell according to claim 4, wherein:
【請求項7】上記PNPトランジスタのベースは上記N
PNトランジスタのコレクタであり、上記NPNトラン
ジスタのベースは上記PNPトランジスタのコレクタで
あることを特徴とする請求項4項に記載のメモリセル。
7. The base of the PNP transistor is the N.
5. The memory cell according to claim 4, wherein the memory cell is a collector of a PN transistor, and the base of the NPN transistor is a collector of the PNP transistor.
【請求項8】一対のクロス結合シリコン制御整流素子
(SCR)と、 上記各SCRにおけるPN接合を跨いで結合されたPN
−金属(PNM)トランジスタと、 第1の上記SCRを相補形ビツトラインに結合するシヨ
ツトキーバリアダイオード(SBD)と、 第2の上記SCRを相補形ビツトラインに結合するシヨ
ツトキーバリアダイオード(SBD)とを具えることを
特徴とするメモリセル。
8. A pair of cross-coupled silicon controlled rectifiers (SCRs) and a PN connected across the PN junction in each SCR.
A metal (PNM) transistor, a first Schottky barrier diode (SBD) for coupling the SCR to the complementary bit line, and a second Schottky barrier diode (SBD) for coupling the SCR to the complementary bit line. A memory cell comprising:
【請求項9】上記各PNMトランジスタのベースはその
コレクタに接続されることを特徴とする請求項8に記載
のメモリセル。
9. The memory cell of claim 8, wherein the base of each PNM transistor is connected to its collector.
JP5017955A 1992-02-28 1993-01-08 Memory cell Pending JPH0685199A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US84368692A 1992-02-28 1992-02-28
US07/843686 1992-02-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0685199A true JPH0685199A (en) 1994-03-25

Family

ID=25290728

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JP5017955A Pending JPH0685199A (en) 1992-02-28 1993-01-08 Memory cell

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011046364A (en) * 2009-08-28 2011-03-10 Yanmar Co Ltd On-vehicle device for transportation of unmanned helicopter

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