JPS60224195A - Static semiconductor memory - Google Patents
Static semiconductor memoryInfo
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- JPS60224195A JPS60224195A JP59079483A JP7948384A JPS60224195A JP S60224195 A JPS60224195 A JP S60224195A JP 59079483 A JP59079483 A JP 59079483A JP 7948384 A JP7948384 A JP 7948384A JP S60224195 A JPS60224195 A JP S60224195A
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は0MO8(相補1t、MOS)ランジスタ)6
トランジスタメモリセル部からなるスタティック屋のR
AM(ランダムアクセスメモリ)を構成するスタティッ
ク型半導体メモリに関し、特にそのソフトエラ一対策を
施したスタティック型半導体メモリに関する。Detailed Description of the Invention (Technical Field) The present invention relates to a 0MO8 (complementary 1t, MOS) transistor) 6
Static shop R consisting of transistor memory cell section
The present invention relates to a static semiconductor memory constituting an AM (random access memory), and particularly to a static semiconductor memory that takes measures against soft errors.
(従来技術)
電離放射線粒子による半導体メモリの誤動作は、一般に
ソフトエラー、又はシングルイベントアップセットと呼
ばれ、公知の現象でおる。ソフトエラーは、電離放射線
粒子によって、半導体メモリ内部に生成される電荷が、
半導体メモリ内部の特定の節点に集まって、その節点の
電位を変化させることによって引き起こされる。(Prior Art) Malfunctions of semiconductor memories caused by ionizing radiation particles are generally called soft errors or single event upsets, and are a well-known phenomenon. Soft errors are caused by charges generated inside semiconductor memory by ionizing radiation particles.
It is caused by gathering at a specific node inside the semiconductor memory and changing the potential at that node.
次に、電離放射線粒子が、従来OCMO86)ランジス
タスタティックメモリセルでソフトエラーを引き起こす
機構を、図面を用いて説明する。Next, the mechanism by which ionizing radiation particles cause soft errors in conventional OCMO86) transistor static memory cells will be explained with reference to the drawings.
第1図は、従来用いられている0MO86)ランジスタ
スタティックメモリセルの回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a conventionally used transistor static memory cell (0MO86).
図中、Qt 、 Qtは、セル用のnチャネ#MO8$
/トランジスタ(以下nMO8Tという、)、Q、、Q
4はセル用のpチャネルNio S 粧)シンジスタ(
以下、PMO8Tという。)、また、Qs + Qaは
トランスファーゲート用のIIMO8Tである。In the figure, Qt and Qt are n-channel #MO8$ for cells.
/transistor (hereinafter referred to as nMO8T), Q, ,Q
4 is a p-channel NIO S synristor for cells (
Hereinafter, it will be referred to as PMO8T. ), and Qs + Qa is IIMO8T for the transfer gate.
p MO8TQs及びnMO8TQ、かオン、nMO8
TQl 、I) MO8T Q4 、 n MO8T
Qs −Qaがオフの場合を考える。pMO8TQs and nMO8TQ, or on, nMO8
TQl , I) MO8T Q4 , n MO8T
Consider the case where Qs −Qa is off.
いま、nMO8TQsのドレイン接合の空乏層を電離放
射線粒子が通過すると空乏層内に電子−正孔対を生成す
る。n MO8T Q、のドレイン接合には逆バイアス
が印加されているので、ドレイン節点Aに負電荷Qが誘
起される。ドレイン節点Aの容量をC,とすると、ドレ
イン節点Aの電位は、Q/C人だけ低下する。この電位
の低下はnMO8T見!及びpMO8TQ4のゲートへ
伝わる。もし、Q/Cムが電源電圧VCCに近くなれば
、I) MO8TQ。Now, when ionizing radiation particles pass through the depletion layer of the drain junction of nMO8TQs, electron-hole pairs are generated in the depletion layer. Since a reverse bias is applied to the drain junction of nMO8T Q, a negative charge Q is induced at the drain node A. If the capacitance of drain node A is C, the potential of drain node A decreases by Q/C. This drop in potential can be seen on nMO8T! and is transmitted to the gate of pMO8TQ4. If Q/C is close to the power supply voltage VCC, then I) MO8TQ.
とnMO8TQ*で構成されるインバータが反転し、メ
モリセル全体を反転させる可能性がある。There is a possibility that the inverter composed of nMO8TQ* and nMO8TQ is inverted, and the entire memory cell is inverted.
同様にnMO8TQ、及びp MO8T Q4がオン、
nMO8TQ*、I)MO8TQ8.、nMO8TQs
、Qaがオフの場合には、I)MO8TQ、のドレイ
ン接合空乏層に入射した電離放射線粒子によって、ドレ
イン節点人に正電荷が誘起され、メモリセルを反転させ
る可能性がある。Similarly, nMO8TQ and pMO8T Q4 are turned on,
nMO8TQ*, I) MO8TQ8. , nMO8TQs
, Qa is off, ionizing radiation particles incident on the drain junction depletion layer of I) MO8TQ may induce a positive charge in the drain node, causing the memory cell to invert.
以上述べたように、従来の0MO8,6)ランジスタス
タティックメモリセルでは、ソフトエラーを起こすとい
う問題点があった。As described above, the conventional 0MO8,6) transistor static memory cell has the problem of causing soft errors.
(発明の目的)
本発明の目的は、上記問題点を解消することによシ、自
然環境のもとで、ソフトエラーを引き起こさないスタテ
ィック型半導体メモリを提供することにおる。(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a static semiconductor memory that does not cause soft errors in natural environments by solving the above-mentioned problems.
(発明の構成)
本発明のスタティック型半導体メモリは、0MO86)
ランジスタメモリセル部からなるスタティック型半導体
メモリにおいて、前記メモリセル部のドレイン節点と該
ドレイン節点と対をなすゲートの間に抵抗を設け、該抵
抗の抵抗値をRG。(Structure of the Invention) The static semiconductor memory of the present invention is 0MO86)
In a static semiconductor memory including a transistor memory cell section, a resistor is provided between a drain node of the memory cell section and a gate paired with the drain node, and the resistance value of the resistor is RG.
前記ゲート節点の容量値をCG s前記ドレイン節点の
容量値をCT、前記ドレイン節点に接続されているnチ
ャネルMO8)ランジスタのオン抵抗とpチャネルMO
8)ランジスタのオン抵抗の内大きい方の抵抗値をRT
としたとき、
10 CT RT≦CGR。The capacitance value of the gate node is CG, the capacitance value of the drain node is CT, the n-channel MO connected to the drain node8) On-resistance of the transistor and the p-channel MO
8) RT the larger resistance value of the on-resistance of the transistor.
When 10 CT RT≦CGR.
なる関係を有するようにしたことから構成される。It consists of the following relationship.
(実施例)
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第2図は本発明の一実施例による0MO86)ランジス
タスタティックメモリの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a transistor static memory (0MO86) according to an embodiment of the present invention.
本実施例は、0M086)ランジスタメモリセル部から
なるスタティック型半導体メモリにおいて、前記メモリ
セル部のドレイン節点人と該ドレイン節点人と対をなす
ゲート節点Bの間に抵抗RGを設け、該抵抗の抵抗値を
RG s前記ゲート節点Bの容量値をCGs前記ドレイ
ン節点人の容量値を01前記ドレイン節点Aに接続され
ているnMO8TQ1゜Qtのオン抵抗とpMO8TQ
s 、Q4のオン抵抗の内大きい方の抵抗値をRTとし
たとき、
10CTRT≦CGRG
なる関係を有するようにしたことから構成される。In this embodiment, in a static semiconductor memory consisting of a 0M086) transistor memory cell section, a resistor RG is provided between a drain node of the memory cell section and a gate node B paired with the drain node; The resistance value is RG s The capacitance value of the gate node B is CGs The capacitance value of the drain node is 01 The on-resistance of nMO8TQ1°Qt connected to the drain node A and pMO8TQ
s, and the larger resistance value of the on-resistances of Q4 is defined as RT, and the relationship is 10CTRT≦CGRG.
次に、本実施例によシ上記目的が達せられることについ
て説明する。Next, it will be explained that the above object is achieved by this embodiment.
自然環境で最も大きなイオン化力を持っている電離放射
線粒子は、銀河宇宙線に含まれている鉄イオンである。The ionizing radiation particles with the greatest ionizing power in the natural environment are iron ions contained in galactic cosmic rays.
鉄イオンはシリコン結晶中で最大0.3pc/μmの電
子−正孔対を生成することができる。鉄イオンによって
生成された電子−正孔対のウチ、オフ状態のトランジス
タのドレイン空乏層中で生成された電荷だけがソフトエ
ラーを引き起こす。Iron ions can generate up to 0.3 pc/μm of electron-hole pairs in silicon crystals. Among the electron-hole pairs generated by iron ions, only the charges generated in the drain depletion layer of the off-state transistor cause soft errors.
なぜならば、空乏層の外で生成された電荷は、拡散によ
って徐々にドレイン節点に流入し、ドレイン節点の電位
を変えることなくオン状態のトランジスタから電源又は
接地線へ開放されて、メモリセルの回路動作に影響を与
えないからである。This is because charges generated outside the depletion layer gradually flow into the drain node by diffusion, and are released from the on-state transistor to the power supply or ground line without changing the potential of the drain node, and are released into the memory cell circuit. This is because it does not affect the operation.
これに対し、空乏層内で生成された電荷は、オン状態と
なっているトランジスタから逃けるよシも十分はやく、
電界によってドレイン節点に集まるので、ドレイン節点
の電位を変化させ、ひいては、ソフトエラーを引き起こ
す。オン状態のトランジスタのドレイン空乏層でも同様
に電荷は集まるが、オフ状態よシ空乏層の幅がはるかに
狭いので、その影響は無視できる。On the other hand, the charges generated in the depletion layer can escape from the transistor that is in the on state quickly enough.
Since they are concentrated at the drain node due to the electric field, they change the potential of the drain node, which in turn causes soft errors. Charges similarly collect in the drain depletion layer of a transistor in the on state, but the width of the depletion layer is much narrower than in the off state, so this effect can be ignored.
いま、オフ状態のトランジスタのドレイン節点に電荷Q
oが集まる場合を考える。この場合の従来のメモリセル
の等価回路図を第3図に示す。節点1はオフとなってい
るドレイン節点I GTはドレイン節点1の容量値、R
Tはオン状態となっているトランジスタのオン抵抗値、
節点2は対のトランジスタのゲート節点ICGはゲート
節点2の容量値である。Now, there is a charge Q at the drain node of the off-state transistor.
Consider the case where o gathers. An equivalent circuit diagram of a conventional memory cell in this case is shown in FIG. Node 1 is off, drain node I GT is the capacitance value of drain node 1, R
T is the on-resistance value of the transistor in the on-state,
Node 2 is the gate node of the pair of transistors, and node ICG is the capacitance value of gate node 2.
電離放射線粒子によってドレイン節点1に電荷Qoが集
まると、ドレイン節点1の電位は、Qo/(CG+CT
)だけ変化する。従来のメモリセルでは、ゲート節点2
の電位も同量変化する。When charge Qo is collected at drain node 1 by ionizing radiation particles, the potential of drain node 1 is Qo/(CG+CT
) only changes. In a conventional memory cell, gate node 2
The potential of will also change by the same amount.
さて、鉄イオンの場合、一般的なメモリセル中では最大
10μm程度のドレイン空乏層を通過するので、電荷Q
oの最大値は3pC程度となる。Now, in the case of iron ions, they pass through a drain depletion layer of about 10 μm at maximum in a general memory cell, so the charge Q
The maximum value of o is approximately 3 pC.
CG+CTは一般的なメモリセルの場合0.19F程度
であるから、ドレイン節点1は、最大30V程度の電位
変化をすることになる。Since CG+CT is about 0.19F in the case of a general memory cell, the potential of the drain node 1 changes by about 30V at maximum.
第4図は、第2図に示す本実施例の等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of this embodiment shown in FIG. 2.
ドレイン節点1には鉄イオンによって最大Qoの電荷が
生成されるが、抵抗RGのため、ただちにゲート節点2
へ伝わらない。一般的なメモリセルの場合CT≧CGで
あシ、本発明にょシRGC,≧l0RTCTであるから
lRr<R,1と近似でき、ドレイン節点1の電位変化
Δ■、は次式で表わまた、ゲート節点2の電位変化ΔV
、は次式で表わされる。A charge of maximum Qo is generated at drain node 1 by iron ions, but due to resistance RG, it is immediately transferred to gate node 2.
I can't get it across. In the case of a general memory cell, CT≧CG, and in the present invention, RGC,≧l0RTCT, so it can be approximated as lRr<R,1, and the potential change Δ■ at the drain node 1 is expressed by the following equation. , potential change ΔV at gate node 2
, is expressed by the following formula.
本発明によシ l0CTRT≦CGR,の場合、となる
。いま、鉄イオンが入射したと考えQO/CT=30V
とするとΔV、≦1.05Vとal、2■以上の電源
電圧で動作するCMOSメモリセルはソフトエラーを起
こさない。According to the present invention, if l0CTRT≦CGR, then the following holds true. Now, assuming that iron ions are incident, QO/CT=30V
Then, a CMOS memory cell that operates at a power supply voltage of ΔV≦1.05V and al, 2■ or more will not cause a soft error.
さて、一般に、半導体装置中の抵抗としては拡散抵抗又
は多結晶シリコン抵抗が用いられるが、拡散抵抗はそれ
自身の空乏層中の電離放射線粒子による電荷を集めてソ
フトエラーの原因となるので不適当である。そこで抵抗
R,とじては、多結晶シリコンを用いるとよい。Generally, diffused resistors or polycrystalline silicon resistors are used as resistors in semiconductor devices, but diffused resistors are unsuitable because they collect charges from ionizing radiation particles in their own depletion layer, causing soft errors. It is. Therefore, it is preferable to use polycrystalline silicon for the resistor R.
(発明の効果)
以上述べたように、本発明によれば、上記の構成によシ
、銀河宇宙線中の鉄イオンを含む自然環境のもとで、ソ
フトエラーを起こさないスタティック盤牛導体メモリを
提供することができる。本発明によって、宇宙線による
ソフトエラーが懸念される人工衛星搭載機器にCMOS
形スタティック半導体メモリを使うことができ、その効
果は大きい。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, due to the above structure, a static board conductor memory that does not cause soft errors in a natural environment containing iron ions in galactic cosmic rays. can be provided. The present invention enables CMOS to be used in equipment onboard satellites where soft errors caused by cosmic rays are a concern.
Static semiconductor memory can be used, and its effects are significant.
第1図は、従来の0MO86)ランジスタスタティック
メモリセルの回路図、第2図は、本発明の一実施例によ
る0MO86)ランジスタメそりセルの回路図、第3図
及び第4図はそれぞれ第1図及び第2図の等価回路図で
・あう。
1・・・・・・ドレイン節点、2・・団・ゲート節点、
A・・・、・・ドレイン節点、B・・・・・・ゲート節
点、cG・旧・・ゲート節点容量、G・・・・・・ドレ
イン節点容量、RG・・・・・・抵抗、RT・・・・・
・オン抵抗、Q、 、 Qt 、 Qa 、 Qa・・
・・・・nチャネルMO8トランジスタ、Qs s Q
4・・・・・・pチャネルMO8)ランジスタ、vcc
・・・・・・電源。
代理人 弁理士 内 原 晋S
第3図
第4図FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional 0MO86) transistor static memory cell, FIG. 2 is a circuit diagram of a 0MO86) transistor static memory cell according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are the same as those shown in FIG. and the equivalent circuit diagram in Figure 2. 1...Drain node, 2...Group/gate node,
A...Drain node, B...Gate node, cG-old...Gate node capacitance, G...Drain node capacitance, RG...Resistance, RT・・・・・・
・On resistance, Q, , Qt, Qa, Qa...
...N-channel MO8 transistor, Qs s Q
4...p channel MO8) transistor, vcc
······power supply. Agent Patent Attorney Susumu Uchihara S Figure 3 Figure 4
Claims (2)
スタティック型半導体メモリにおいて、前記メモリセル
部のドレイン節点と該ドレイン−節点と対をなすゲート
節点の間に抵抗を設け、該抵抗体の抵抗値をRG、前記
ゲート節点の容量値をCG、前記ドレイン節点の容量値
を0丁、前記ドレイン節点に接続されているnチャネル
MO8)ランジスタのオン抵抗とpチャネルMO8)ラ
ンジスタのオン抵抗の内大きい方の抵抗値をRTとした
とき、 10 CT RT≦ Ca R。 なる関係を有するようにしたことを特許とするスタティ
ック型半導体メモリ。(1) In a static semiconductor memory consisting of a 0MO86 transistor memory cell section, a resistor is provided between a drain node of the memory cell section and a gate node paired with the drain node, and the resistance value of the resistor is set to RG, The capacitance value of the gate node is CG, the capacitance value of the drain node is 0, and the larger of the on-resistance of the n-channel MO8) transistor and the on-resistance of the p-channel MO8) transistor connected to the drain node. When the value is RT, 10 CT RT≦ Ca R. A static semiconductor memory patented for having the following relationship.
と対をなすゲート節点の間に設ける抵抗として多結晶シ
リコン抵抗を用いた特許請求の範囲第(1)項記載のス
タティック型半導体メモリ。(2) A static semiconductor memory according to claim (1), wherein a polycrystalline silicon resistor is used as a resistor provided between a drain node of the memory cell portion and a gate node paired with the drain node.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59079483A JPS60224195A (en) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | Static semiconductor memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59079483A JPS60224195A (en) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | Static semiconductor memory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60224195A true JPS60224195A (en) | 1985-11-08 |
Family
ID=13691138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59079483A Pending JPS60224195A (en) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | Static semiconductor memory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60224195A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4805148A (en) * | 1985-11-22 | 1989-02-14 | Diehl Nagle Sherra E | High impendance-coupled CMOS SRAM for improved single event immunity |
US5126279A (en) * | 1988-12-19 | 1992-06-30 | Micron Technology, Inc. | Single polysilicon cross-coupled resistor, six-transistor SRAM cell design technique |
JP2006237836A (en) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Seiko Epson Corp | Ferroelectric capacitor latch circuit |
US7768810B2 (en) | 2004-01-05 | 2010-08-03 | Actel Corporation | Radiation tolerant SRAM bit |
JP2011187114A (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Toshiba Corp | Semiconductor integrated circuit |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP59079483A patent/JPS60224195A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4805148A (en) * | 1985-11-22 | 1989-02-14 | Diehl Nagle Sherra E | High impendance-coupled CMOS SRAM for improved single event immunity |
US5126279A (en) * | 1988-12-19 | 1992-06-30 | Micron Technology, Inc. | Single polysilicon cross-coupled resistor, six-transistor SRAM cell design technique |
US7768810B2 (en) | 2004-01-05 | 2010-08-03 | Actel Corporation | Radiation tolerant SRAM bit |
JP2006237836A (en) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Seiko Epson Corp | Ferroelectric capacitor latch circuit |
JP2011187114A (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Toshiba Corp | Semiconductor integrated circuit |
US8243498B2 (en) | 2010-03-05 | 2012-08-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor integrated circuit |
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