JPH0794684A - バイポーラ型メモリセル及びこれを用いた半導体記憶装置 - Google Patents

バイポーラ型メモリセル及びこれを用いた半導体記憶装置

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JPH0794684A
JPH0794684A JP5233886A JP23388693A JPH0794684A JP H0794684 A JPH0794684 A JP H0794684A JP 5233886 A JP5233886 A JP 5233886A JP 23388693 A JP23388693 A JP 23388693A JP H0794684 A JPH0794684 A JP H0794684A
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JP
Japan
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resistor
npn transistor
potential
transistor
collector
Prior art date
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Withdrawn
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JP5233886A
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English (en)
Inventor
Masaya Sugimoto
雅也 杉本
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ソフトエラー率を低減する。 【構成】NPN型トランジスタ1のコレクタが可変ピン
チ抵抗12を介してワード線WLに接続され、NPN型
トランジスタ4のコレクタが可変ピンチ抵抗15を介し
てワード線WLに接続されている。可変ピンチ抵抗12
は、NPN型トランジスタ4のコレクタに接続された制
御入力端を有し、NPN型トランジスタ1のコレクタの
コレクタ側一端よりも制御入力端の方が電位が低いと
き、該一端よりも制御入力端の方が電位が高いときより
も抵抗値が低くなる。可変ピンチ抵抗15は、NPN型
トランジスタ1のコレクタに接続された制御入力端を有
し、NPN型トランジスタ4のコレクタ側一端よりも制
御入力端の方が電位が低いとき、該一端よりも制御入力
端の方が電位が高いときよりも抵抗値が低くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バイポーラ型メモリセ
ル及びこれを用いた半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】SRAMは、リフレッシュ動作がいら
ず、動作タイミングが容易なため、その需要は急速に広
まっている。図3は、高速アクセス可能な従来のSRA
Mのバイポーラ型メモリセルMC1を示す。このメモリ
セルMC1は、NPN型トランジスタ1のコレクタがポ
リシリコン抵抗2を介してワード線WLに接続され、ポ
リシリコン抵抗2にショットキーバリアダイオード3が
そのアノードをワード線WL側にして並列接続され、2
つのエミッタの一方がビット線BLに接続されている。
同様に、NPN型トランジスタ4のコレクタがポリシリ
コン抵抗5を介してワード線WLに接続され、ポリシリ
コン抵抗5にショットキーバリアダイオード6がそのア
ノードをワード線WL側にして並列接続され、2つのエ
ミッタの一方がビット線BLに接続されている。
【0003】NPN型トランジスタ1とNPN型トラン
ジスタ4の他方のエミッタは共に電流源7の電流入力端
に接続され、電流源7の電流出力端がグランド線に接続
されている。ショットキーバリアダイオード3は、NP
N型トランジスタ1がオンのときにポリシリコン抵抗2
の端子間電圧がダイオードの順方向電圧VFを越えない
ようにしてポリシリコン抵抗2に流れる電流を制限し、
NPN型トランジスタ1が飽和状態になるのを防止する
ためのものであり、ショットキーバリアダイオード6に
ついても同様である。順方向電圧VFは、例えば0.4
Vである。
【0004】上記構成において、例えばNPN型トラン
ジスタ1がオンのとき、そのコレクタ電位が低下してN
PN型トランジスタ4がオフとなり、NPN型トランジ
スタ4のコレクタ電位が高レベルとなってNPN型トラ
ンジスタ1のベースにフィードバックされ、この状態が
保持される。図4は、NPN型トランジスタ1の縦断面
を示す。図中、20はp型基板であり、21はn+ 型埋
め込み拡散層であり、22はn型エピタキシャル層であ
り、23はp型拡散層であり、24及び25はn型拡散
層であり、26は分離酸化膜である。p型拡散層23、
n型拡散層24及び25にはそれぞれ、ベース電極B、
エミッタ電極E1及びE2が接合されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】NPN型トランジスタ
1がオフのときに、α粒子が進入してp型基板内に電子
とホールが対生成され、この電子がn型エピタキシャル
層22に流れ込むと、コレクタ電極Cから図3中のポリ
シリコン抵抗2へ流れて、ポリシリコン抵抗2の端子間
電圧が低下し、これによりNPN型トランジスタ4のベ
ース電位が低下してNPN型トランジスタ4がオフにな
り、NPN型トランジスタ4のコレクタ電位が上昇して
NPN型トランジスタ1のベース電位が上昇し、NPN
型トランジスタ1がオンになる。
【0006】このようなソフトエラーは、近年のバイポ
ーラ型メモリセルの大容量化、低電圧化に伴って信号エ
ネルギーが小さくなることにより、発生し易くなってい
る。本発明の目的は、このような問題点に鑑み、ソフト
エラー率を低減することができるバイポーラ型メモリセ
ル及びこれを用いた半導体記憶装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段及びその作用】本発明に係
るバイポーラ型メモリセルを、実施例図中の対応する構
成要素の符号を引用して説明する。本発明では、例えば
図1に示す如く、一端がワード線WLに接続された第1
抵抗12と、コレクタが第1抵抗12の他端に接続さ
れ、第1エミッタが第1ビット線BLに接続された第1
NPN型トランジスタ1と、一端がワード線WLに接続
された第2抵抗15と、コレクタが第2抵抗15の他端
及び該第1NPNトランジスタのベースに接続され、第
1エミッタが第2ビット線*BLに接続され、ベースが
該第1NPNトランジスタのコレクタに接続された第2
NPN型トランジスタ4と、電流入力端が該第1NPN
トランジスタの第2エミッタ及び該第2NPNトランジ
スタの第2エミッタに接続され、電流出力端が低電位側
電源配線に接続された電流源7と、を有するバイポーラ
型メモリセルにおいて、第1抵抗12は、第2NPN型
トランジスタ4の該コレクタに接続された制御入力端を
有し、第1抵抗12の該他端よりも第1抵抗12の該制
御入力端の方が電位が低いとき、第1抵抗12の該他端
よりも第1抵抗12の該制御入力端の方が電位が高いと
きよりも抵抗値が低くなる可変抵抗であり、第2抵抗1
5は、第1NPN型トランジスタ1の該コレクタに接続
された制御入力端を有し、第2抵抗15の該他端よりも
第2抵抗15の該制御入力端の方が電位が低いとき、第
2抵抗15の該他端よりも第2抵抗15の該制御入力端
の方が電位が高いときよりも抵抗値が低くなる可変抵抗
である、。
【0008】例えば、第1NPN型トランジスタ1がオ
フ、第2NPN型トランジスタ2がオンになっていると
する。このとき、第1NPN型トランジスタ1のコレク
タ及び第2NPN型トランジスタ4のベースが共に高電
位となり、第2NPN型トランジスタ4のコレクタ及び
第1NPN型トランジスタ1のベースが共に低電位とな
って、安定している。
【0009】この状態で、図4に示す如くα粒子が第1
NPN型トランジスタ1に入射すると、p型基板20内
で電子とホールが対生成されて電子がn型領域22に流
れ込み、第1抵抗12に電流が流れて、第1NPN型ト
ランジスタ1のコレクタ電位が低下する。しかし、第1
抵抗12が低抵抗となっているので、この電流が第1抵
抗12を流れることによる電圧降下は従来よりも小さ
く、したがって、第2NPN型トランジスタ4のベース
電位の低下が従来よりも小さくなり、ソフトエラーの発
生が抑えられ、ソフトエラー率を低減することができ
る。
【0010】本発明の第1態様では、第1抵抗12及び
第2抵抗15はいずれも、例えば図2に示す如く、一端
及び他端の間がp型チャンネル33であり、上記制御入
力端がn型領域34に接続され、n型領域34がp型チ
ャンネル33とpn接合を形成しており、該pn接合の
空乏層が広くなることによりp型チャンネル33が狭く
なって抵抗が小さくなる可変ピンチ抵抗である。
【0011】本発明の第2態様では、例えば図1に示す
如く、アノードが第1抵抗12の一端に接続され、カソ
ードが第1抵抗12の他端に接続された第1ダイオード
3と、アノードが第2抵抗15の一端に接続され、カソ
ードが第2抵抗15の他端に接続された第2ダイオード
6と、を有する。本発明の第2態様では、第1ダイオー
ド3及び第2ダイオード6はいずれもショットキーバリ
アダイオードである。
【0012】本発明の第3態様は、上記いずれかのバイ
ポーラ型メモリセルが格子状に配列されたメモリセルア
レイを有する半導体記憶装置である。
【0013】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図1は、バイポーラ型メモリセルMCを示す。図
3と同一構成要素には、同一符号を付してその説明を省
略する。このバイポーラ型メモリセルMCでは、図3に
示すポリシリコン抵抗2及び5の代わりにそれぞれ、可
変ピンチ抵抗12及び15を用いている。そして、可変
ピンチ抵抗12の制御入力端をNPN型トランジスタ4
のコレクタに接続し、可変ピンチ抵抗15の制御入力端
をNPN型トランジスタ1のコレクタに接続している。
他の点は、図3と同一構成である。
【0014】図2は、可変ピンチ抵抗12の断面を示
す。20はp- 型基板であり、31はn+ 型埋め込み拡
散層であり、32はn型エピタキシャル層であり、33
はp型拡散層であり、34はn型拡散層であり、36は
分離酸化膜である。これらn+型埋め込み拡散層31、
n型エピタキシャル層32及びp型拡散層33は、図4
に示すn+ 型埋め込み拡散層21、n型エピタキシャル
層22及びp型拡散層23と同一工程で形成され、n型
拡散層34は、図4に示すn型拡散層24及び25と同
一工程で形成される。p型拡散層33の一端部及び他端
部にはそれぞれターミナル電極P及びQが接合され、n
型拡散層34には制御電極Sが接合されている。p型拡
散層33のターミナル電極P及びQとの接合部付近はp
+型となっており、n型拡散層34の制御電極Sとの接
合部付近はn+ 型となっている。
【0015】次に、上記の如く構成された本実施例の動
作を説明する。NPN型トランジスタ1がオフになって
いるとする。このとき、NPN型トランジスタ1のコレ
クタが高電位となり、NPN型トランジスタ4のベース
が高電位となってNPN型トランジスタ4がオンにな
り、NPN型トランジスタ4のコレクタが低電位とな
り、これがNPN型トランジスタ1のベースにフィード
バックされて、安定状態となる。
【0016】このとき、制御電極Sは、ターミナル電極
P及びQよりも低電位であり、図2において、p型拡散
層とn型拡散層のpn接合部に空乏層が形成されないの
で、ターミナル電極Pとターミナル電極Qとの間は低抵
抗となっている。一方、可変ピンチ抵抗15はこれと逆
に、可変ピンチ抵抗12よりも高抵抗となっている。こ
の状態で、図4に示す如くα粒子がNPN型トランジス
タ1に入射すると、p型基板20内で電子とホールが対
生成されて電子がn型エピタキシャル層32に流れ込
み、可変ピンチ抵抗12に電流が流れて、NPN型トラ
ンジスタ1のコレクタ電位が低下する。しかし、可変ピ
ンチ抵抗12が低抵抗となっているので、この電流が可
変ピンチ抵抗12を流れることによる電圧降下は従来よ
りも小さく、したがって、NPN型トランジスタ4のベ
ース電位の低下が従来よりも小さくなり、ソフトエラー
の発生が抑えられる。
【0017】なお、NPN型トランジスタ4にα粒子が
入射して可変ピンチ抵抗15に流れる電流が増加しよう
としても、ショットキーバリアダイオード6により可変
ピンチ抵抗15の端子間電圧が0.4V以下にはならな
いので、NPN型トランジスタ4が飽和状態となってそ
の動作速度が低下するのが防止される。
【0018】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係るバイポ
ーラ型メモリセル及びこれを用いた半導体記憶装置で
は、第1NPNトランジスタのコレクタに一端が接続さ
れた第1抵抗が、第2NPN型トランジスタのコレクタ
に接続された制御入力端を有し、第1抵抗の該一端より
も第1抵抗の制御入力端の方が電位が低いとき、第1抵
抗の該一端よりも第1抵抗の制御入力端の方が電位が高
いときよりも抵抗値が低くなる可変抵抗であり、かつ、
第2NPNトランジスタのコレクタに一端が接続された
第2抵抗が、第1NPN型トランジスタのコレクタに接
続された制御入力端を有し、第2抵抗の該一端よりも第
2抵抗の制御入力端の方が電位が低いとき、第2抵抗の
該一端よりも第2抵抗の制御入力端の方が電位が高いと
きよりも抵抗値が低くなる可変抵抗でありので、オフに
なっている第1NPN型トランジスタにα粒子が入射し
て第1抵抗に電流が流れても、第1抵抗の抵抗値が低く
なっているので、第1NPN型トランジスタのコレクタ
電位の低下が抑えられ、ソフトエラー率を低減すること
ができるという優れた効果を奏し、半導体記憶装置の信
頼性向上に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のパイポーラ型メモリセルの回
路図である。
【図2】図1中の可変ピンチ抵抗の縦断面を示す図であ
る。
【図3】従来のバイポーラ型メモリセルの回路図であ
る。
【図4】α粒子によるソフトエラーの発生を説明するた
めの、図3中のNPN型トランジスタの縦断面を示す図
である。
【符号の説明】
MC、MC1 バイポーラ型メモリセル 1、4 NPN型トランジスタ 2、5 ポリシリコン抵抗 3、6 ショットキーバリアダイオード 12、15 可変ピンチ抵抗 20 p型基板 21、31 n+ 型埋め込み拡散層 22、32 n型エピタキシャル層 23、33 p型拡散層 24、25、34 n型拡散層 26、36 分離酸化膜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端がワード線(WL)に接続された第
    1抵抗(12)と、 コレクタが該第1抵抗の他端に接続され、第1エミッタ
    が第1ビット線(BL)に接続された第1NPN型トラ
    ンジスタ(1)と、 一端が該ワード線に接続された第2抵抗(15)と、 コレクタが該第2抵抗の他端及び該第1NPNトランジ
    スタのベースに接続され、第1エミッタが第2ビット線
    (*BL)に接続され、ベースが該第1NPNトランジ
    スタのコレクタに接続された第2NPN型トランジスタ
    (4)と、 電流入力端が該第1NPNトランジスタの第2エミッタ
    及び該第2NPNトランジスタの第2エミッタに接続さ
    れ、電流出力端が低電位側電源配線に接続された電流源
    (7)と、を有するバイポーラ型メモリセルにおいて、 該第1抵抗は、該第2NPN型トランジスタの該コレク
    タに接続された制御入力端を有し、該第1抵抗の該他端
    よりも該第1抵抗の該制御入力端の方が電位が低いと
    き、該第1抵抗の該他端よりも該第1抵抗の該制御入力
    端の方が電位が高いときよりも抵抗値が低くなる可変抵
    抗であり、 該第2抵抗は、該第1NPN型トランジスタの該コレク
    タに接続された制御入力端を有し、該第2抵抗の該他端
    よりも該第2抵抗の該制御入力端の方が電位が低いと
    き、該第2抵抗の該他端よりも該第2抵抗の該制御入力
    端の方が電位が高いときよりも抵抗値が低くなる可変抵
    抗である、 ことを特徴とするバイポーラ型メモリセル。
  2. 【請求項2】 前記第1抵抗(12)及び前記第2抵抗
    (15)はいずれも、前記一端及び前記他端の間がp型
    チャンネル(33)であり、前記制御入力端がn型領域
    (34)に接続され、該n型領域が該p型チャンネルと
    pn接合を形成しており、該pn接合の空乏層が広くな
    ることにより該p型チャンネルが狭くなって抵抗が小さ
    くなる可変ピンチ抵抗であることを特徴とする請求項1
    記載のバイポーラ型メモリセル。
  3. 【請求項3】 アノードが前記第1抵抗(12)の前記
    一端に接続され、カソードが該第1抵抗の前記他端に接
    続された第1ダイオード(3)と、 アノードが前記第2抵抗(15)の前記一端に接続さ
    れ、カソードが該第2抵抗の前記他端に接続された第2
    ダイオード(6)と、 を有することを特徴とする請求項1又は2記載のバイポ
    ーラ型メモリセル。
  4. 【請求項4】 前記第1ダイオード(3)及び前記第2
    ダイオード(6)はいずれもショットキーバリアダイオ
    ードであることを特徴とする請求項3記載のバイポーラ
    型メモリセル。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1つに記載の
    バイポーラ型メモリセルが格子状に配列されたメモリセ
    ルアレイを有することを特徴とする半導体記憶装置。
JP5233886A 1993-09-20 1993-09-20 バイポーラ型メモリセル及びこれを用いた半導体記憶装置 Withdrawn JPH0794684A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101307442B1 (ko) * 2013-04-12 2013-09-12 이봉임 봉상 소재의 선단 가열방법 및 장치

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Effective date: 20001128