JPS5975487A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS5975487A
JPS5975487A JP57185089A JP18508982A JPS5975487A JP S5975487 A JPS5975487 A JP S5975487A JP 57185089 A JP57185089 A JP 57185089A JP 18508982 A JP18508982 A JP 18508982A JP S5975487 A JPS5975487 A JP S5975487A
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JP
Japan
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word line
transistor
region
type
mis
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Pending
Application number
JP57185089A
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English (en)
Inventor
Masao Taguchi
眞男 田口
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、テーパ・アイソレーテッド型グイナミソクR
AMや或種のROMの駆動回路をバイポーラ・トランジ
スタで構成した半導体記憶装置に関する。
従来技術と問題点 従来、MISメモリに於いては、MISトランジスタで
構成されたメモリ・セル・プレイを駆動する回路、特に
ワード線駆動回路はメモリ・セル・アレイと同様にMI
SI−ランシスクで構成されている。これは、ワード線
に接続される負荷が各メモリ・セルのトランスファ・ケ
ートを介した容量性負荷である為、電流が流れるのは瞬
時的であり、駆動回路のトランジスタに於けるソース・
トレイン間電圧降下が顕著になる程の直流的大電流が流
れることはなく、従って、電流容量が小さいMISトラ
ンシスクで充分であることに依るものである。また、n
チャネル型MISI−ランシスタで構成された半導体記
憶装置の場合、駆動回路にnチャネル型MISトランジ
スタ以外の素子を使用することは製造工程の共通性を欠
くことになるので、該駆動回路に電流容量が大である例
えばバイポーラ・1〜ランシスタを用いようとすると、
著しい製造コストの上昇を招来する。
ところで、テーパ・アイソし・−チット型タイナミノク
RA Mや一部の120Mの如く、メモリ・セルがビッ
ト線とワード線間にF’レイン・ソースが接続されたM
ISI−ランジスタ自体で構成されていて、そのメモリ
・セル・アレイのある行番地を指定してワード線を駆動
すると、例えばそのワード線に接続されている全てのメ
モリ・セルが導通状態になるよ・うなデータ・パターン
か記憶されていたような場合、当該ワード線には全メモ
リ・セルの電流が流れ込むことになる。従って、この場
合の駆動トランジスタは直流的大電流を流しi↓Iるも
のでなければならず、高集積化された半導体記憶装置で
あると、M I S l−ランシスタに依る駆動は不可
能である。
このような場合、メモリ・セル電流を低減すればワード
線の駆動は容易になるが、読み出しの速度が遅くなる。
この理由は、ピッ1−線寄牛容尾にブリ・チャージされ
た電荷を放出さゼる時定数が大きくなるからである。
これを、例えばテーバ・アイソレーテソF型ダイナミッ
クRAMにフいて更に検討する。
このメモリ・セル・アレイに於けるメモリ・セルは、埋
め込みチャネル型MIS)ランジスタの埋め込めチャネ
ル部分に、通當は電気的にフローティング状態にあり、
書き込み時には非フローティング状態にある接合ケ−1
・領域を形成し、該領域が保持する電荷に依って埋め込
みチャネル型MISIランシスタのしきい値組Utが変
化することを利用している。そして、データの読み出し
は、ヒツト線・ワード線間に接続された前記埋め込みチ
ャネル型MISI−ランジスクにヒツト線からワード線
に向かって電流を流し、該トランジスタのチャネル抵抗
に対応してピッh線に生ずる電圧降下を検出するもので
ある。
従って、例えば1メガ・ヒツトRAMを考えると、最も
自然な配置では、1ワード線当り1024 〔個〕のメ
モリ・セルが接続される。
ここて、ヒツト線寄η;容量を0.8(p+”)とし、
そして5〔V〕にブリ・チャージされたヒフ1〜線の電
圧を4 〔V〕まで降下さゼる動作を20(n S)で
行なうものとすると、メモリ・セルに定電流が流れるも
のとして40 〔μ△)のセル電流を流すことが必要で
あると計算される。若し、1024  C個〕のメモリ
・セルが同時にこの電流を流すものとすると、ワード線
駆動回路には、41  [mA)の大電流が流れること
になるから、オフ・チップ・トライバのような大型のト
ランジスタを用いない限り、MISトランジスタでは、
このような大電流を流すことばできない。
発明の目的 本発明は、テーバ・アイツレ−テント型タイナミノクR
AMや或種のROMの如く、ソート線駆動回路に大電流
を流すことか必要である半導体記憶装置に於いて、ソー
ト線駆動回路に小面積でも駆動能力が犬であるバイポー
ラ・トランジスタを用い、しかも、そのバイポーラ・1
−ランジスタとメモリ・セル・アレイを構成するMIS
トランノスタとを混在させることが容易であるようにす
るものである。
発明の構成 本発明では、ワード線をバイポーラ・トランジスタで駆
動する構成として、面積が大であるコレクタ領域を各ワ
ード線の共通領域とし、そして、コレクタ領域の分離に
伴なう駆動回路の面積増加はエミッタ電極でワード線を
駆動することに依り抑制するようにしている。
発明の実施例 第1図は、本発明一実施例の要部切断側面説明図である
図に於いて、1はn型シリコン半導体基板、2及び3は
p型ウェル領域、4はn型埋め込みチャネル領域、5ば
書き込み時を除き電気的にフローティング状態にある接
合ゲートfin域、6はツー1−線に接続される1〕1
型ソース領域、7はヒント綿に接続されるn+型トドレ
イン領域8は書き込めケート電極、9はn型ベース領域
、10はr1+型ヘース・コンタクト領域、11はp+
+エミッタ領域、I2及び13はいずれか一力がソース
領域で他方が1−レ1′ン領域となるn+型領領域14
はゲート電極、I5は出力電圧かVBIl+で3’)る
バイア□ス電源、16及び17はいずれか一方かソース
領域で他方がドレイン領域となるp+型領領域18はゲ
ート電極、QTはテーパ・アイソレーテッド型夕′イナ
ミノク)≧へMセル、QI)はバイポーラ・トランジス
タである駆動l・ランジスタ、QCNはnチャネル型M
 I S +−ランジスタ、Q CPはpチャネル型M
 I S’ )−ランジスタをそれぞれ示す。
図から明らかなように、テーパ・アイソレーテシト型ダ
イナミックRAMセルQTはn型シリコン半導体基板1
に形成したp型ウェル領域2内に形成されたnチャネル
・トランジスタである。このセルQTをp型ウェル領域
2内に形成する理由は、該セルQTが書き込み動作の都
合上、基板バイアス電圧を与えることができない為、メ
そり・セル・アレイの基板となるp型ウェル領域2を他
の回路と分けて接地する為である。尚、セルQTに於い
ては、基板バイアス電圧が印加されていると、埋め込み
チ中ネル領域4内に於けるボール蓄積領域へのホール注
入電位障壁が大になり書き込みが不可能になる。
周辺回路としては、nチャネル型MISトランジスタQ
CN及びpチャネル型MISトランジスタQCPからな
るCM I S回路を使用している。
本実施例の場合、CMIS回路のランチ・アップ対策上
、nチャネル型MISトランジスタQCNのp型ウェル
3にバイアス電圧VBBを印加するようにしである。こ
のバイアス電圧VBBを発生ずるバイアス電源I5をチ
ップ内に設げるごとは容易である。囚に、本実施例では
、p型ウェル3に−3(V:]を印加するようにしてい
る。
さて、テーパ・アイソレーテノl−型ダイナミノクRA
 MセルQTが保持状態に在る時、メモリ・セル・1ラ
ンシスタのソース領域6及び1−レイン領域7は共に電
源電圧である5 〔V〕にする。
読み出し及び書き込・)状態にするには、メモリ・セル
・トランジスタのソース電極をハック・デー1−・バイ
アス印加用電極となるp型ウェル領域2と略同電位にす
る。この為、ソース領域6叩も・ノート線とp型ウェル
領域2間に・ノー1−線駆動回路である駆動トランジス
タQDが介在することになる。ここに用いる1−ランジ
スタは数十〔mΔ〕に及ぶ電流を小面積で流す必要があ
るのでバイポーラ・トランジスタが好適である。
ところで、この場合、バイポーラ・トランジスタのコレ
クタ、即ちp型ウェル領域2をワード線に接続する構成
と、エミッタ領1511をワード線に接続する構成とが
考えられるが、本発明では、エミッタ領域11をワード
線に接続し、ワード線駆動回路のレイアウト上の効率化
を図り、また、メモリ・セル・アレイが形成されている
p型ウェル領域2をバイポーラ・トランジスタである駆
動トランジスタのコレクタ領域としても共通使用してい
る。 若し、ワード線にコレクタ領域を接続するとした
場合は、バイポーラ・トランジスタのコレクタ領域は半
導体基板l内に深く形成されたp型ウェル領域2である
から、各ワード線毎にpル領域2の分離領域に多大の面
積を必要とする為である。
これに対し、本発明に於ける如く、エミッタ領域λ1を
ワード線に接続する場合、駆動トランジスタの各コレク
タは共通領域として構成でき、素子分離の為の面積が不
要となり、狭(1ピ・ノチで多数が並んでいるワード線
を接続するのGこll子者B合である。
第2図は、本発明一実施例の要部を回12&として表わ
した図であり、ワード線駆動回路及びデコーダ回路が示
されている。
図に於いて、Q1〜Qnはチー1電極jくそわ7それア
ドレス・ハスに接続され且つ゛ノース領域力<電位がV
−DDである電源に接続され−ζ(、Mイ) N OR
型ロウ・デー)−ダ駆4Jトランジスタ、Q a 1.
まロウ・−デコーダをダイナミ・ツク動作さ−Uる為の
ブlJ、−ノーヤーン用n−1−ヤネル型トランシフ、
り、QbLま1−ランジスクQcのゲートをノーY・・
スl−ラ・ノブm ’liJ+ 1−る為の1−ランス
ファ・ケート・トランジスタ、Qcはデコーダの出力ト
ランジスタ、Q d 2y−びQ et、;r。
ワード線駆動トランジスタ、P(Itブ1)・:5− 
t−−ジ用nチャネル型トランジスタQaσンノy’ 
 l・電1すλに印加されるブリ・チャージ・り1」ツ
ク、φx+より−ド線駆動クロ・ツク、Wは・ノート1
皐をそ、lLそ1L示す。
前記実施例の動作を第3図のタイミング・チャートを参
照しつつ説明する。
今、メモリ・セルが保持状態にあるとすると、ブリ・チ
ャージ用クロックPCは高レベルにあるのでトランジス
タQaば導通し、トランジスタQ、Cはゲートが略接地
電位となり導通ずる。ワード線駆動クロックφ8は保持
状態に於いて電源電圧VDDに近いレベルにある為、ト
ランジスタQd及びQeのゲート及びベースは高レベル
であり、ワーl”11i1WはトランジスタQdの導通
で高レベルに維持されている。行アドレス・ストローフ
 (RAS)クロックに同期してトランジスタQl−Q
nのゲー1−はアドレス信号に応した導通或いは非導通
状態が確定する。非選択番地ではl・ランジスタQ1〜
Qnの何れかのトランジスタが導iJT+L、トランジ
スタQcのゲートを高レベルにする。選択番地ではトラ
ンジスタQ 1− Q nの何れも非導通となり、トラ
ンジスタ9Cのゲートを低レベル、即5、接地レベルに
維持する。この動作に依り、選択された番地のトランジ
スタQcはオン、その他のトランジスタQcはオフとな
るのである。
次に、ワード線駆動クロックφ8を高レベルから低レベ
ルに低下させると、トランジスタQcが導通している選
択番地に於いては、1−ランジスタQd及びトランジス
タQeのケーi−及びベースは低レベルとなり、I・ラ
ン、シスタQeの導通でワード線Wはエミノク゛・ホロ
ワ動作に依って急速に低レベルに駆動される。そして、
非選択番地に於けるワード線駆動り1コツクφつの低レ
ベル−、の遷移は、1−ランジスクQcの遮断に(在り
、!ノードを泉駆動l・ランジスタQd及びQeに対し
て実質的に影響を与えない。その理由は、ワード線駆動
期間中のトランジスタQcの遮断状態に於いては、1ラ
ンジスクQd及びQeのゲート及びベースか電気的に)
U−ティング状態になるももの、1−ランンスタQ e
の導通を開始劣る為には該トランジスタQeの電流増幅
率が20〜50程度と比較的低い為、ミリアンペア・オ
ーク程度のベース電流を必要とし、そのような電流はリ
ーク電流成分を考慮しても、或いは、容量性結合を考慮
してもフローティング状態のトランジスタQeのベース
に供給されることはあり得す、従って、トランジスタQ
eば確実にオフ状態を継続するものである。
前記実施例では、nチャネル型テーバ・アイソレーテッ
ド型ダイナミックRAMについて説明しんが、pチャネ
ル型のものであっても、電圧極性を逆にすれば同効であ
ることは謂うまでもない。
また、メモリとしては、テーバ・アイソレーテッド型ダ
イナミックRAMの外にROMも使用することができる
。更に、ワード線駆動トランジスタであるバイポーラ・
トランジスタのコレクタとテーバ・アイソレーテッド型
ダイナミックRA Mセルの基板になるウェル領域は冶
金学的に共通領域として形成されているが、これは、分
離して形成されたものを電気的に接続しても良いことば
勿論である。
発明の効果 本発明に依れば、しきい値電圧の変調が可能であるMI
Sメモリ・トランジスタを有し、δ亥MlSメモリ・1
〜ランジスタのソース電極及びドレイン組換がワード線
及びビット線に接続され、該MIsメモリ・トランジス
タのチャネル抵抗を検知して記憶情報の読み出しを行な
う半導体記憶装置に於いて、前記ワード線を駆動する為
のバイポーラ・トランジスタからなる駆動回路を備えて
なる半導体記憶装置が得られるので、前記の如きメモリ
、即ちテーバ・アイソレーテッド型ダイナミックRA、
Mや一部のROM等の如く、各ビット線からワード線に
流入するセル電流が集中するメモリであっても、ワード
線を小型の1−ランシスタで高速に駆動することができ
、集積ビット数の増大、チップ面積の小型化が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の要部切断側面説明図、第2図
は本発リドー実施例を表わす要部回路図、第3図は第2
図に示した実施例の動作を説明する為のタイミング・チ
ャートである。 図に於いて、1はn型シリコン半導体基板、2及び3ば
p型ウェル領域、4はn型埋め込みチャネル領域、5は
接合ゲート領域、6はn++ソース領域、7はn+型ト
ドレイン領域8はデー1〜電極、9はn型ベース領域、
10はn++ベース・コンタクト領域、11はp++エ
ミッタ領域、12及び13はn+型領領域14はゲート
電極、15はバイアス電源、16及び17はp+型領領
域1.8はゲート電極、QTはテーパ・アイソレーテッ
ド型グイナミソクRAMセル、QDは駆動トランジスタ
、QCNはnチャネル型MISI−ランジスタ、QCP
はpヂャネル型MISI−ランジスタである。 特許出願人   富士通株式会社 代理人弁理士  1蟲 久五部 (外3名) 第 1 図 第2図 ワード線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. しきい値電圧の変調が可能であるMISメモリトランジ
    スタを有し、該MISメモリ・トランジスタのソース電
    極及びドレイン電極がワード線及びビット線に接続され
    、該MISメモリ・トランジスタのチャネル抵抗を検知
    して記憶情報の読み出しを行なう半導体記憶装置に於い
    て、前記ソート線を駆動する為のバイポーラ・トランジ
    スタからなる駆動回路を備えてなることを特徴とする半
    導体記憶装置。
JP57185089A 1982-10-20 1982-10-20 半導体記憶装置 Pending JPS5975487A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57185089A JPS5975487A (ja) 1982-10-20 1982-10-20 半導体記憶装置

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JP57185089A JPS5975487A (ja) 1982-10-20 1982-10-20 半導体記憶装置

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JPS5975487A true JPS5975487A (ja) 1984-04-28

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ID=16164637

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JP57185089A Pending JPS5975487A (ja) 1982-10-20 1982-10-20 半導体記憶装置

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JP (1) JPS5975487A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61142594A (ja) * 1984-12-17 1986-06-30 Hitachi Ltd 半導体記憶装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61142594A (ja) * 1984-12-17 1986-06-30 Hitachi Ltd 半導体記憶装置

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