JPH07112011B2 - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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JPH07112011B2
JPH07112011B2 JP61097929A JP9792986A JPH07112011B2 JP H07112011 B2 JPH07112011 B2 JP H07112011B2 JP 61097929 A JP61097929 A JP 61097929A JP 9792986 A JP9792986 A JP 9792986A JP H07112011 B2 JPH07112011 B2 JP H07112011B2
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transistor
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices
    • H10B10/10SRAM devices comprising bipolar components

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速バイポーラメモリLSI用のメモリセル、
特に放射線入射によるソフトエラーに対して強化された
メモリセルに関する。
The present invention relates to a memory cell for a high-speed bipolar memory LSI,
In particular, the present invention relates to a memory cell that is strengthened against soft error caused by radiation incidence.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

現在知られている最も高速のメモリセルの回路図を第12
図に示す(ISSCC Digest of technical Papers,1977,pp
108−109)。このメモリセルでは、放射線入射によるソ
フトエラーに対する強度を向上させるために、SBDと並
列に静電容量を挿入(SBDを大面積にしてSBD容量で必要
な容量を得ることも可)する必要があるため、メモリセ
ル面積が増加する。一方、この欠点を除去し、対ソフト
エラー強度を本質的に改良したメモリセルが、特願昭59
−225738号に記載されている。このメモリセルは、逆方
向動作のトランジスタと、シールド型シヨツトキーバリ
アダイオード(以下略してSBDと称する)を組合わせた
もので、その平面図および断面図を第13,14図に示す。
一般に、放射線(たとえばα線)の入射により基板50内
で発生した電荷対のうち電子はn+埋込み層に集まりソフ
トエラーの原因となる。しかし、この構造のメモリセル
ではn+埋込み層(トランジスタのエミツタ層21,22およ
びシールド型SBDのシールドn+BL層20)はそれぞれ、
(下側)ワード線(第14図の31)、ビツト線(第14図の
32aまたは32b)、適当な電源またはワード線30等に接続
されている。一方、p層23はn層20および24との間の接
合が共に逆バイアスとなるような適当な電位(たとえば
下側ワード線31)に接続される。SBDは電極30(上側ワ
ード線)とn層24との間に形成され、低抵抗RLはn層24
自身の抵抗で形成され、導電層25(Al電極、シリサイド
化した多結晶シリコン、または高不純物濃度の多結晶シ
リコン層)でトランジスタのコレクタに接続される。ま
た高抵抗RHはこの実施例では、ワード線31と、ベース引
出し用のp型多結晶シリコン27との間に接続されている
高比抵抗の多結晶シリコン26により形成されている。勿
論、その他任意の方法で高抵抗を形成してもよいこと
は、言うまでもない。
Circuit Diagram of Fastest Memory Cell Currently Known 12th
Figure (ISSCC Digest of technical Papers, 1977, pp
108-109). In this memory cell, it is necessary to insert a capacitance in parallel with the SBD in order to improve the strength against soft error due to radiation incidence (it is also possible to make the SBD a large area to obtain the required capacitance with the SBD capacitance). Therefore, the memory cell area increases. On the other hand, a memory cell that eliminates this defect and essentially improves the soft error strength is disclosed in Japanese Patent Application No.
-225738. This memory cell is a combination of a reverse-operating transistor and a shield type Schottky barrier diode (hereinafter abbreviated as SBD), and its plan view and sectional view are shown in FIGS.
In general, electrons of the charge pairs generated in the substrate 50 due to the incidence of radiation (eg, α-rays) are collected in the n + buried layer and cause a soft error. However, in the memory cell of this structure, the n + buried layers (transistor emitter layers 21 and 22 and shielded SBD shield n + BL layer 20) are
(Lower side) Word line (31 in Fig. 14), bit line (Fig. 14)
32a or 32b), connected to a suitable power supply or word line 30, etc. On the other hand, the p layer 23 is connected to an appropriate potential (for example, the lower word line 31) so that the junction between the n layers 20 and 24 is reverse biased. The SBD is formed between the electrode 30 (upper word line) and the n layer 24, and the low resistance R L is the n layer 24.
It is formed by its own resistance, and is connected to the collector of the transistor by the conductive layer 25 (Al electrode, silicided polycrystalline silicon, or high-impurity-concentration polycrystalline silicon layer). In this embodiment, the high resistance R H is formed by the high resistivity polycrystalline silicon 26 connected between the word line 31 and the p-type polycrystalline silicon 27 for drawing out the base. Of course, it goes without saying that the high resistance may be formed by any other method.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、上記従来例(特願昭59−225783号)のシールド
型SBDの構造ではn層24の抵抗を低く形成することは困
難である。つまり、高性能トランジスタをつくろうとす
ると接合を浅く形成することが必要となるため、エピタ
キシヤル層(つまりn層24とp層23との厚さの和)の厚
さも薄くする必要がある。また、p層23を形成するに
は、n+埋込み層形成時の前後の工程でp+を埋込んでお
き、nエピタキシヤル形成時に湧上らせて形成(p+埋込
み層を形成)させるか、エピタキシヤル層形成後に高エ
ネルギでp型不純物を打込むかして形成するなどの方法
が考えられる。以上の方法またはその他の方法のいずれ
を用いるにしても、エピタキシヤル層のうちのかなりの
部分がp層となるため、n層の比抵抗はかなり高く現在
の標準のプロセスで製造して数KΩ/口程度となる。エ
ピタキシヤル層の厚さは将来高性能化のために浅接合化
が更に進むにつれて薄くなるため、将来はこの抵抗は高
くなることはあつても低くすることは困難である。とこ
ろでこのn層の抵抗はSBDの直列抵抗(第12図のRLの一
部)であるため、メモリセルの高速動作のために数mAの
動作電流を流すためにはこの抵抗を100〜200Ω以下にす
る必要があるが、上記のように比抵抗が高いため、通常
1KΩ程度の値にしかできない。勿論第13図においてSBD
の横幅を非常に大きくすれば抵抗を下げ得るがメモリセ
ルの面積が非常に大きくなり非現実的である。
However, in the structure of the shield type SBD of the conventional example (Japanese Patent Application No. 59-225783), it is difficult to reduce the resistance of the n layer 24. That is, in order to manufacture a high performance transistor, it is necessary to form a shallow junction, so that it is necessary to reduce the thickness of the epitaxial layer (that is, the sum of the thicknesses of the n layer 24 and the p layer 23). Further, in order to form the p layer 23, whether p + is buried in the step before and after the formation of the n + buried layer, and is formed by rising (forming the p + buried layer) during the formation of the n epitaxial layer. Alternatively, a method of implanting a p-type impurity with high energy after the formation of the epitaxial layer or the like is conceivable. Regardless of whether the above method or other methods are used, since a considerable part of the epitaxial layer is the p layer, the specific resistance of the n layer is considerably high, and the n-layer is manufactured by the current standard process to have several KΩ. / It will be about mouth. Since the thickness of the epitaxial layer becomes thinner as the shallow junction is further advanced for higher performance in the future, it is difficult to lower this resistance in the future even if it increases. By the way, since the resistance of this n-layer is the series resistance of SBD (a part of R L in Fig. 12), this resistance is 100 to 200 Ω in order to pass an operating current of several mA for high-speed operation of the memory cell. It is necessary to make it below, but it is usually because of high resistivity as mentioned above.
It can only be about 1KΩ. Of course, in FIG. 13, SBD
If the width of the memory cell is made extremely large, the resistance can be lowered, but the area of the memory cell becomes very large, which is unrealistic.

このようにSBDと直列の抵抗が大きいと読出し電流を大
きくできず、高速のメモリを実現することは不可能であ
る。
Thus, if the resistance in series with the SBD is large, the read current cannot be increased and it is impossible to realize a high-speed memory.

以上は、逆方向トランジスタとシールド型SBDを用いた
メモリセルであるが、順方向トランジスタを用いた従来
型のメモリセルでも、セル面積を小さくするために、ソ
フトエラー対策用のキヤパシタとして専用のキヤパシタ
ンス(たとえばシリコンに穴を堀り側壁を利用するとか
Ta2O5等の高誘電体を利用するキヤパシタンス)を用い
てSBDを小さくする工夫がなされ始めている。その場
合、SBDを小面積にするに従いそれに伴う直列抵抗が大
となり、やはり大電流動作が不可能となり高速メモリの
実現が不可能という問題が生ずる。
The above is a memory cell that uses a reverse-direction transistor and a shield-type SBD.However, even with a conventional memory cell that uses a forward-direction transistor, in order to reduce the cell area, a dedicated capacitor for soft error countermeasures is used. (For example, digging holes in silicon and using side walls
Capacitors that utilize high dielectrics such as Ta 2 O 5 ) are being used to reduce the SBD. In that case, as the area of the SBD becomes smaller, the series resistance associated therewith becomes larger, which also makes it impossible to operate at a large current, thus making it impossible to realize a high-speed memory.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

SBDの直列抵抗が大きく、数100〜数KΩ程度であつても
大きな読出し電流(〜数mA)を流し得るようにするに
は、高抵抗、SBDと低抵抗の並列回路からなるメモリセ
ル負荷に、更に何らかのクランプ回路を並列に設け、大
きな電流をバイパスするようにすればよい。このような
構造にすることにより大きな読出し電流を流し得るよう
になり、高速化が可能となる。
In order to allow a large read current (up to several mA) to flow even if the SBD has a large series resistance of several hundreds to several KΩ, use a memory cell load consisting of a high resistance, SBD and low resistance parallel circuit. Further, some clamp circuit may be provided in parallel to bypass a large current. With such a structure, a large read current can be passed, and the speed can be increased.

〔作用〕[Action]

本発明に従えば、順方向トランジスタとSBDとを組合わ
せたメモリセルまたは逆方向動作のトランジスタとシー
ルド型SBDとを組合わせたメモリセルにおいて、メモリ
セルの負荷デバイスと並列に更にトランジスタを配置し
たメモリセルが提供される。この構成により、メモリセ
ルに大きな読出し電流を流しても電流のうちの一部また
は大部分は負荷の並列トランジスタから流れるためメモ
リセルの電圧はクランプされほぼ一定の振幅を得ること
ができる。従つて、SBDの直列抵抗がかなり大きくても
(数KΩ),数mAという大きな読出し電流が流せる。並
列トランジスタがなければ、電流が全てSBDの直列抵抗
に流れメモリセルの振幅(抵抗での電圧降下)は数KΩ
×数mA10V程度と非常に大きな値となる。これは実現
可能で、このような振幅が現われるよりもはるか以前に
メモリセルトランジスタが飽和する。このようにトラン
ジスタが深く飽和すると、読出し・書込み時間が大きく
なり高速性が損われるのみならず隣りのメモリセルとの
間のアイソレーシヨンが失われる事態さえ生ずる。した
がつて、SBDの直列抵抗が大きいと、大きな読出し電流
を流して高速化することは不可能である。
According to the present invention, in a memory cell in which a forward transistor and an SBD are combined or in which a reverse operation transistor and a shield type SBD are combined, a transistor is further arranged in parallel with a load device of the memory cell. A memory cell is provided. With this configuration, even if a large read current is passed through the memory cell, a part or most of the current flows from the parallel transistor of the load, so that the voltage of the memory cell is clamped and a substantially constant amplitude can be obtained. Therefore, even if the series resistance of the SBD is quite large (several KΩ), a large read current of several mA can flow. If there are no parallel transistors, all the current will flow through the SBD series resistance and the memory cell amplitude (voltage drop across the resistance) will be several KΩ.
× A very large value of several mA 10V. This is feasible and the memory cell transistors saturate well before such amplitudes appear. If the transistor is deeply saturated in this way, the read / write time becomes long, the high speed performance is impaired, and even isolation between adjacent memory cells is lost. Therefore, if the SBD has a large series resistance, it is impossible to flow a large read current to increase the speed.

つまり、SBDの直列抵抗が大きな場合には、本発明に従
い並列トランジスタを設けることで大きな読出し電流を
流すことが可能となり、高速読出しが始めて可能とな
る。
That is, when the SBD has a large series resistance, a large read current can be made to flow by providing a parallel transistor according to the present invention, and high-speed read is possible for the first time.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を、実施例を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

第1図は本発明の一実施例の回路図である。第12図の従
来型メモリセルとの違いは、従来の負荷デバイス(SBD
と低抵抗の直列回路と、高抵抗RHとを並列接続した回
路)に更にトランジスタ33(または34)が並列に接続さ
れている点である。つまり、トランジスタ33または34の
ベースは上側ワード線に、コレクタはグラウンドVcc
(グラウンドでなくても適当な電位でよい)に、エミツ
タはメモリセルを構成するフリツプフロツプ・トランジ
スタのコレクタにそれぞれ接続されている。従つて、SB
Dの直列抵抗RLが大きく読出し電流IRによるSBDおよび抵
抗RLでの電圧降下がトランジスタ33または34のベース・
エミツタ間順方向電圧VBEよりも大きくなるとトランジ
スタ33または34が導通し、読出し電流をバイパスすると
同時にメモリセルのコレクタ電位をクランプするように
なる。このクランプ効果がなければ、抵抗RLでの電圧降
下が大きくなるため、オン側トランジスタ35が飽和す
る。飽和が始まるとhFEが小さくなりベース電流が増加
し、ベース電圧もコレクタ電圧にほぼ追随して低下す
る。このようなメモリセルのコレクタ電位の電流依存性
を第2図(a)に示す。この図は横軸にメモリセルに流
れる全電流(読出し電流IRと情報保持電流Istの和)を
とり、縦軸にオフ側トランジスタ36のコレクタ電位(高
電位)Vc1とオン側トランジスタ35のコレクタ電位(低
電圧)Vc0とを示している。コレクタ電位はワード線を
基準(0V)として測つた電位である。実線は、第1図に
示した本発明のメモリセルに対するVc1、Vc0で、数mAま
でトランジスタの飽和なして使用し得ることがわかる。
一方、破線はクランプ用トランジスタ33,34がない場合
のメモリセル・コレクタ電位の電流依存性を示したもの
で、SBDの直列抵抗が2KΩと高いため、読出し電流IR
最大でも0.2〜0.3mAしか流せない。メモリセルアレーお
よびセンス回路の遅延時間は読出し電流により決定され
る。シユミレーシヨン結果では、読出し電流をたとえば
0.2〜0.3mAから2mAへと増加することによりアクセス時
間を約1/3に減少できる。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. The difference from the conventional memory cell in Fig. 12 is that the conventional load device (SBD
And a low resistance series circuit and a high resistance R H are connected in parallel), and the transistor 33 (or 34) is further connected in parallel. That is, the base of transistor 33 or 34 is the upper word line and the collector is ground Vcc.
The emitters are connected to the collectors of the flip-flop transistors that make up the memory cell (not necessarily the ground, but an appropriate potential). Therefore, SB
The series resistance R L of D is large and the voltage drop across SBD and the resistance R L due to the read current I R
When it becomes larger than the forward voltage V BE between the emitters, the transistor 33 or 34 becomes conductive to bypass the read current and at the same time clamp the collector potential of the memory cell. Without this clamping effect, the voltage drop across the resistor R L would be large and the on-side transistor 35 would saturate. When saturation begins, h FE becomes smaller, the base current increases, and the base voltage also follows the collector voltage and drops. The current dependence of the collector potential of such a memory cell is shown in FIG. In this figure, the horizontal axis represents the total current flowing in the memory cell (the sum of the read current I R and the information holding current I st ) and the vertical axis represents the collector potential (high potential) V c1 of the off-side transistor 36 and the on-side transistor 35. The collector potential (low voltage) V c0 is shown. The collector potential is a potential measured with the word line as a reference (0V). It can be seen that the solid lines are V c1 and V c0 for the memory cell of the present invention shown in FIG. 1 and can be used without saturation of the transistor up to several mA.
On the other hand, the broken line shows the current dependence of the memory cell collector potential without the clamping transistors 33 and 34.Since the SBD series resistance is as high as 2 KΩ, the read current I R is 0.2 to 0.3 mA at maximum. I can only run it. The delay time of the memory cell array and the sense circuit is determined by the read current. In the simulation result, the read current is
Access time can be reduced to about 1/3 by increasing from 0.2 to 0.3mA to 2mA.

第2図(b)は、このような特性をもつメモリセルを用
いてその高速性を生かすのに適したメモリセルアレーを
構成した一実施例である。本願によりメモリセルには大
電流が流せるため読出し電流IRとして大電流を流し高速
化できる。また、ワード線の立下りを高速化するために
ワード線放電回路2が備えられているがこの回路による
放電電流としても大電流を流せるため高速化が可能であ
る。なお、ワード線放電回路としてはどのような形式の
ものを用いてもよいことは言うまでもない(たとえば、
ISSCC Digrst'76,pp188−189,同'79,pp108−109,同'83,
pp108−109) 第3図は本発明のもう1つの実施例で、第1図のトラン
ジスタ33,34のコレクタをグラウンドの代りに上側ワー
ド線に接続している。この実施例の場合、後述するよう
に、設計によつては第1図の実施例よりは面積は多少大
きくなるが、α線入射時に生ずる、いわゆるフアンネリ
ング効果により第4図のn層24とn+BL層20との間が短絡
した時これらの層間で電流が流れないので、ソフトエラ
ー強度は大きくなる。
FIG. 2 (b) shows an embodiment in which a memory cell array having a characteristic as described above is used to configure a memory cell array suitable for taking advantage of its high speed. According to the present application, since a large current can be passed through the memory cell, a large current can be passed as the read current I R to increase the speed. Further, the word line discharge circuit 2 is provided in order to speed up the fall of the word line, but the discharge current by this circuit can be large because a large current can flow. Needless to say, any type of word line discharge circuit may be used (for example,
ISSCC Digrst '76, pp188-189, same '79, pp108-109, same '83,
pp108-109) FIG. 3 shows another embodiment of the present invention in which the collectors of the transistors 33 and 34 shown in FIG. 1 are connected to the upper word line instead of the ground. In the case of this embodiment, as will be described later, although the area is slightly larger than that of the embodiment of FIG. 1 by design, the n layers 24 and n of FIG. + When there is a short circuit with the BL layer 20, no current flows between these layers, so the soft error strength increases.

第4図は、第1図または第3図の実施例のメモリセルの
断面図である。トランジスタおよびシールド型デバイス
としてはどのようなデバイス構造でもよいが、第4図と
しては第14図と同様に特願昭59−225738,59−227730な
どで触れられている側壁ベース・トランジスタ構造を用
いた例を挙げている。この実施例と従来例(第14図)と
の違いは、シールド型SBD40の周りをp+型多結晶シリコ
ン41が取囲んでおり、この多結晶シリコン41がワード線
30に接続されていることである。すなわち、従来例では
SBDの陰極層(n型層)24とシールド用のp型層24に逆
バイアスまたはpn接合が導通しない程度の小さな順方向
電圧(一般的に0.4〜0.5V程度)しか加えなかつたのに
対し、本発明ではこのpn接合を完全に導通させる。この
ような動作をさせるとn層24がエミツタ、p層23がベー
ス、n+BL層20がコレクタとして働き、これらの層でトラ
ンジスタ作用が行なわれる。n+BL層20は、クランプ用ト
ランジスタをエミツタホロワとして動作させる時には電
源Vccに接続されるので第4図の実線のように隣りのメ
モリセルの同様なn+BLと共通にしてよい。しかし、第3
図の実施例のようにn+BL20とワード線とを接続する場合
には、勿論破線で示すように隣りのメモリセルのn+BLと
は分離しなければならない。
FIG. 4 is a sectional view of the memory cell of the embodiment of FIG. 1 or FIG. Any device structure may be used as the transistor and the shield type device, but as in FIG. 14, the side wall base transistor structure mentioned in Japanese Patent Application No. 59-225738, 59-227730 is used as in FIG. I have given an example. The difference between this embodiment and the conventional example (Fig. 14) is that the shield type SBD 40 is surrounded by p + type polycrystalline silicon 41, and this polycrystalline silicon 41 is the word line.
Being connected to 30. That is, in the conventional example
In contrast to the SBD cathode layer (n-type layer) 24 and the shield p-type layer 24, a reverse bias or a small forward voltage (generally about 0.4 to 0.5 V) that does not allow the pn junction to conduct is applied. In the present invention, this pn junction is made completely conductive. When such an operation is performed, the n layer 24 functions as an emitter, the p layer 23 functions as a base, and the n + BL layer 20 functions as a collector, and these layers function as a transistor. Since the n + BL layer 20 is connected to the power supply Vcc when the clamping transistor is operated as an emitter follower, it may be shared with the same n + BL of the adjacent memory cells as shown by the solid line in FIG. But the third
When n + BL20 and the word line are connected as in the embodiment shown in the figure, it is of course necessary to separate them from the n + BL of the adjacent memory cell as indicated by the broken line.

第5図は、第1図の回路図で表わされるメモリセルを実
際にレイアウトした一実施例である。P型多結晶シリコ
ン41は、第4図に示すように、ワード線30に接続されて
いるため、高抵抗26は第13図に示すようにコレクタ領域
26′を設ける必要なくワード線と接続できる。そのため
メモリセルの面積を低減できる。また、シールド型SBD
下方のn+BL(クランプ・トランジスタのコレクタ:第4
図の20)はメモリセル数個ないし数10個に1ケ所の割合
(場合によつては、メモリセル・アレーの両端のみ)で
グラウンド(Vcc)に接続されるが、実際に何個に1個
の割合で接続すべきかは、クランプ・トランジスタに流
れる電流、n+BL層の比抵抗等により異なる。勿論、グラ
ウンドへの接続点数が少なければそれだけチツプ面積を
低減できる。
FIG. 5 shows an embodiment in which the memory cell shown in the circuit diagram of FIG. 1 is actually laid out. Since the P-type polycrystalline silicon 41 is connected to the word line 30 as shown in FIG. 4, the high resistance 26 has a collector region as shown in FIG.
It can be connected to the word line without the need for providing 26 '. Therefore, the area of the memory cell can be reduced. Also, shielded SBD
Lower n + BL (Clamp transistor collector: 4th
In the figure, 20) is connected to the ground (Vcc) at a ratio of one to several to several tens of memory cells (in some cases, only at both ends of the memory cell array). Whether they should be connected at a different ratio depends on the current flowing through the clamp transistor, the specific resistance of the n + BL layer, and so on. Of course, if the number of connection points to the ground is small, the chip area can be reduced accordingly.

第6図は、第3図の回路図のメモリセルのレイアウトの
一実施例である。この実施例においては、シールドSBD
下方のn+BL層(クランプ・トランジスタのコレクタ:第
4図の20)はワード線30に接続されている。ワード線へ
の接続は、第5図の実施例のように数個ないし数10個ご
とにn+BLとワード線間で行なうようにしてもよいが、こ
の実施例ではシリコン領域42(構造はコレクタ・コンタ
クトと類似でn+領域となつている)を各メモリセルに設
けてワード線(この実施例ではAl第1層)とn+BL(第4
図の20)とを接続している。
FIG. 6 is an embodiment of the layout of the memory cell of the circuit diagram of FIG. In this example, the shield SBD
The lower n + BL layer (collector of the clamp transistor: 20 in FIG. 4) is connected to the word line 30. The connection to the word line may be made every several to several tens between n + BL and the word line as in the embodiment of FIG. 5, but in this embodiment, the silicon region 42 (the structure is Each memory cell is provided with a word line (Al first layer in this embodiment) and n + BL (fourth region) which is similar to the collector contact and serves as an n + region.
It is connected to 20) in the figure.

第7図は、本発明のもう一つの実施例の回路図である。
この実施例では、クランプ用トランジスタのベースは、
直列接続された2本の高抵抗の接続点に接続されてい
る。従つて、高抵抗の分割比を適当に選択することによ
りクランプレベルを適当に選択することができ、融通性
のある設計を行なうことが可能となる。
FIG. 7 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention.
In this embodiment, the base of the clamping transistor is
It is connected to two high resistance connection points connected in series. Therefore, the clamp level can be appropriately selected by appropriately selecting the division ratio of the high resistance, and the flexible design can be performed.

第8図は、第7図のメモリセルを実際にレイアウトした
一実施例である。この実施例では、第5図でSBDの周囲
を取囲んでいた多結晶シリコン41を41a,41bに分割して
いる。従つて、第4図の断面図で、多結晶シリコン(4
1)はp型領域24を取囲んではおらず、領域24の左右の
端でのみ領域24と接続されるようになる。従つて、右側
の多結晶シリコン(41a)を上側ワード線30に接続した
場合、p層24の抵抗が高抵抗26と直列に接続される。シ
ールドSBD40がトランジスタとして動作するには、n+層2
8(通常のエミツタ層)の近傍であるので、p層24によ
る抵抗と多結晶シリコン26との接続点にクランプ用トラ
ンジスタのベースが接続されることになる。抵抗の分割
比は、各抵抗の不純物濃度,形状,厚さ等の各パラメー
タを適宜選択することにより所望の値に設計できる。勿
論、二本の抵抗として従来および将来使用されるなどの
ような構造の抵抗を用いても構わないことは言うまでも
なかろう。
FIG. 8 shows an embodiment in which the memory cell of FIG. 7 is actually laid out. In this embodiment, the polycrystalline silicon 41 surrounding the SBD in FIG. 5 is divided into 41a and 41b. Therefore, in the cross-sectional view of FIG.
1) does not surround the p-type region 24 and is connected to the region 24 only at the left and right ends of the region 24. Therefore, when the right polycrystalline silicon (41a) is connected to the upper word line 30, the resistance of the p layer 24 is connected to the high resistance 26 in series. For the shield SBD40 to operate as a transistor, n + layer 2
Since it is in the vicinity of 8 (normal emitter layer), the base of the clamp transistor is connected to the connection point between the resistance of the p layer 24 and the polycrystalline silicon 26. The resistance division ratio can be designed to a desired value by appropriately selecting each parameter such as the impurity concentration, shape, and thickness of each resistance. Of course, it goes without saying that the two resistors may be resistors of the structure used conventionally or in the future.

第9図は、本発明のもう1つの実施例であり、クランプ
・トランジスタのベースは抵抗の分割点に、コレクタは
上側ワード線に接続されている。この構成により、メモ
リセル電位の設計の融通性が得られるとともに、ソフト
エラーに対する強度も改善できる。
FIG. 9 is another embodiment of the present invention in which the base of the clamp transistor is connected to the dividing point of the resistor and the collector is connected to the upper word line. With this configuration, flexibility in designing the memory cell potential can be obtained, and the strength against soft error can be improved.

第10図は、本発明の更にもう1つの実施例であり、クラ
ンプ用トランジスタのエミツタとSBDの直列抵抗との接
続点としメモリセル・トランジスタのコレクタとの間に
更に抵抗RL′が入つている。この構成により、やはりメ
モリセルの低電位の設計の自由度が増加し融通性のある
設計が可能となる。
FIG. 10 shows still another embodiment of the present invention, in which a resistor R L ′ is further connected between the emitter of the clamping transistor and the series resistor of the SBD and the collector of the memory cell transistor. There is. This configuration also increases the degree of freedom in designing the memory cell at a low potential and enables flexible design.

第11図は本発明のもう1つの実施例で、やはり設計の融
通性が得られるとともにソフトエラーに対する強度を増
加できる。
FIG. 11 is another embodiment of the present invention, which also provides design flexibility and increased soft error resistance.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明に従えば、SBDによる負荷切換型のメモリセルに
おいて負荷と並列にクランプ用トランジスタを接続する
ことにより、SBDの直列抵抗が大きな場合でも大きな
(数mA以上のもの)読出し電流を流し得ることが可能と
なり、大容量メモリにおいて非常に大きな高速化の効果
がある。
According to the present invention, by connecting a clamping transistor in parallel with a load in a load-switching type memory cell by SBD, a large (several mA or more) read current can flow even when the SBD has a large series resistance. It becomes possible to achieve a very high speed in a large capacity memory.

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

第1図は本発明のメモリセルの一実施例の回路図、第2
図(a)は、従来型のメモリセルと本発明のメモリセル
の直流的な特性の違いを示す電圧−電流特性を示す図、
第2図(b)は、本発明のメモリセルを用いてアレーを
構成した図、第3図は、本発明のメモリセルのもう1つ
の実施例を示す図、第4図は、第1図または第3図のメ
モリセルの実施例の断面図、第5図は、第1図または第
3図のメモリセルを実際にレイアウトした平面図、第6
図は、第3図のメモリセルを実際にレイアウトした平面
図、第7図は、本発明のメモリセルのもう一つの実施例
を示す図、第8図は、第7図のメモリセルのレイアウト
を示す平面図、第9図は、本発明のメモリセルのもう一
つの実施例を示す図、第10図は、本発明の他の実施例を
示す図、第11図は、本発明の他の実施例を示す図、第12
図は、従来から使用されてきた高速化に適したメモリセ
ルの回路図、第13図は、第12図の従来型のメモリセルを
実際にレイアウトした平面図、第14図は、第13図のメモ
リを、線A−A′に沿つて切つた断面図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of the memory cell of the present invention, and FIG.
FIG. 3A is a diagram showing voltage-current characteristics showing a difference in direct current characteristics between the conventional memory cell and the memory cell of the present invention,
FIG. 2 (b) is a diagram in which an array is formed by using the memory cell of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the memory cell of the present invention, and FIG. 4 is a diagram of FIG. Alternatively, FIG. 5 is a sectional view of the embodiment of the memory cell shown in FIG. 3, FIG. 5 is a plan view showing the actual layout of the memory cell shown in FIG. 1 or FIG.
FIG. 8 is a plan view of the actual layout of the memory cell of FIG. 3, FIG. 7 is a view showing another embodiment of the memory cell of the present invention, and FIG. 8 is a layout of the memory cell of FIG. FIG. 9 is a plan view showing another embodiment of the memory cell of the present invention, FIG. 10 is a view showing another embodiment of the present invention, and FIG. 11 is another view of the present invention. 12 is a diagram showing an embodiment of
The figure is a circuit diagram of a memory cell that has been conventionally used for high-speed operation. Fig. 13 is a plan view of the actual layout of the conventional memory cell of Fig. 12. Fig. 14 is Fig. 13 3 is a cross-sectional view of the memory of FIG. 1 taken along line AA ′.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】コレクタとベースとを互いに交差接続した
少なくとも2個のトランジスタと、前記トランジスタの
コレクタとワード線との間に接続された低順方向電圧特
性を有するダイオードと第1の抵抗との直列回路から成
る第1の負荷回路と、前記トランジスタはコレクタと前
記ワード線との間に接続された第2の抵抗から成る第2
の負荷抵抗とを有するメモリセルにおいて、 更に、コレクタが電源または前記ワード線に接続され、
ベースが前記ワード線または前記第2の抵抗の途中の点
に接続され、エミツタが前記トランジスタのコレクタま
たは前記第1の抵抗の途中の点に接続されたクランプ用
トランジスタを有することを特徴とする半導体メモリ。
1. At least two transistors each having a collector and a base cross-connected to each other, a diode having a low forward voltage characteristic connected between a collector of the transistor and a word line, and a first resistor. A first load circuit consisting of a series circuit and a second resistor consisting of a second resistor connected between the transistor and the word line.
And a collector connected to a power supply or the word line,
A semiconductor having a clamping transistor whose base is connected to the word line or the middle point of the second resistance, and the emitter is connected to the collector of the transistor or the middle point of the first resistance. memory.
【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記クラ
ンプ用トランジスタが、シヨツトキーバリアダイオード
の陰極のn型シリコン層をエミツタ層とするトランジス
タであることを特徴とする半導体メモリ。
2. A semiconductor memory according to claim 1, wherein the clamping transistor is a transistor having an n-type silicon layer of a cathode of a Schottky barrier diode as an emitter layer.
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