JPS6142346B2 - - Google Patents

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JPS6142346B2
JPS6142346B2 JP53126009A JP12600978A JPS6142346B2 JP S6142346 B2 JPS6142346 B2 JP S6142346B2 JP 53126009 A JP53126009 A JP 53126009A JP 12600978 A JP12600978 A JP 12600978A JP S6142346 B2 JPS6142346 B2 JP S6142346B2
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JP
Japan
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transistors
voltage
series
junction
semiconductor substrate
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Application number
JP53126009A
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Japanese (ja)
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JPS5552590A (en
Inventor
Kunihiko Hirashima
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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Publication of JPS6142346B2 publication Critical patent/JPS6142346B2/ja
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    • 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
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/41Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • G11C11/417Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメモリ装置に関し、特にスタテイツク
型の半導体メモリ装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a memory device, and particularly to a static type semiconductor memory device.

半導体記憶装置としてはその動作の態様により
スタテイツク型とダイナミツク型の2種類があ
る。ダイナミツク型の半導体メモリにおいては
MOS容量若しくはPN接合容量に情報を記憶させ
るものであつて集積度も高く大容量でかつ低消費
電力のメモリ装置が容易に得られるが当該容量に
蓄積された電荷が半導体中の再結合中心に捕獲さ
れてある時定数をもつて徐々に減少する。従つて
その時定数で定まる時間内を周期としていわゆる
リフレツシユ動作を行う必要があり、よつてメモ
リ周辺回路や動作タイミングの制御等が複雑とな
る欠点がある。
There are two types of semiconductor memory devices depending on their mode of operation: static type and dynamic type. In dynamic semiconductor memory,
Information is stored in a MOS capacitor or a PN junction capacitor, and it is easy to obtain a memory device with a high degree of integration, large capacity, and low power consumption, but the charge accumulated in the capacitor becomes the center of recombination in the semiconductor. It is captured and gradually decreases with a certain time constant. Therefore, it is necessary to perform a so-called refresh operation periodically within the time determined by the time constant, which has the disadvantage that control of memory peripheral circuits and operation timing is complicated.

一方、スタテイツク型の半導体メモリにおいて
は、各メモリセルに常時電流を流して記憶情報を
保持するものであるから、消費電流も多くまた各
セルの素子数も多く大容量のメモリには不向では
あるが、上述の如きリフレツシユ動作が不要なた
めに、4Kビツト等の小容量のメモリ装置が用い
られている。
On the other hand, static semiconductor memory requires a constant current to flow through each memory cell to retain stored information, so it consumes a lot of current and has a large number of elements in each cell, making it unsuitable for large-capacity memories. However, since the above-mentioned refresh operation is not necessary, a memory device with a small capacity such as 4K bits is used.

本発明はかかるスタテイツク型の半導体メモリ
装置において、スタテイツク型メモリの特有の問
題である消費電力の削減を図りかつ高集積化可能
としたメモリ装置を提供することを目的としてい
る。
It is an object of the present invention to provide a static type semiconductor memory device which can reduce power consumption, which is a problem peculiar to static type memories, and which can be highly integrated.

低濃度の半導体基板と該基板中に形成された逆
導電型の高濃度不純物領域とのなすPN接合は、
そのPN接合間が無電圧状態の場合PN接合固有の
いわゆる障壁電圧をその両端間に有しており、そ
の障壁電圧VBは、基板濃度NAが不純物領域のそ
れNBに比し著しく小なる場合には次式で示され
る。
A PN junction formed between a low concentration semiconductor substrate and a high concentration impurity region of opposite conductivity type formed in the substrate is
When the PN junction is in a no-voltage state, a so-called barrier voltage unique to the PN junction exists between its ends, and the barrier voltage V B is significantly smaller than that of the impurity region N B when the substrate concentration N A is In this case, it is shown by the following formula.

B≒q・N・W /2ε ………(1) qは電子電荷、WPは空乏層の幅、εは半導体
の誘電率である。
V B ≒q・NA・W P 2 /2ε (1) q is the electronic charge, W P is the width of the depletion layer, and ε is the dielectric constant of the semiconductor.

従つて、本発明は、当該障壁電圧VBを半導体
スイツチング素子例えば絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタ(IGFET)の閾値電圧VTより高く設定
し一方、そのPN接合部に必要に応じて外部から
閾値電圧VTより低い逆電圧を印加する構成と
し、もつて障壁電圧VB及び逆電圧によりIGFET
をオンオフ制御が可能となるという知見に基づい
てなされたものである。
Therefore, in the present invention, the barrier voltage V B is set higher than the threshold voltage V T of a semiconductor switching element such as an insulated gate field effect transistor (IGFET), and the threshold voltage V is externally applied to the PN junction as necessary. The configuration is such that a reverse voltage lower than T is applied, and the IGFET is
This was based on the knowledge that it is possible to control on/off.

以下本発明について添付図面を用いて説明す
る。
The present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の原理を説明する図であり、
IGFETを代表するNチヤンネルMOS型トランジ
スタをスイツチ素子として使用しており、第2図
は第1図に示す回路の概略断面図である。トラン
ジスタQ4のゲート電極AはP型シリコン基板1
中のN型不純物領域5bに接続されている。この
不純物領域5bを共通電極領域とする同導電型の
トランジスタQ1及びQ2が図示の如く電流源I0
接地間に直列に設けられ、そのゲート電極Gは互
いに共通接続されてスイツチSWを介して制御電
圧VGが印加される。尚、第2図中3は素子分離
領域2はフイールド絶縁膜である。
FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention,
An N-channel MOS type transistor representing an IGFET is used as a switch element, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the circuit shown in FIG. 1. Gate electrode A of transistor Q 4 is P-type silicon substrate 1
It is connected to N type impurity region 5b inside. Transistors Q 1 and Q 2 of the same conductivity type with this impurity region 5b as a common electrode region are provided in series between the current source I 0 and the ground as shown in the figure, and their gate electrodes G are commonly connected to each other and the switch SW A control voltage V G is applied via. Note that the element isolation region 2 shown at 3 in FIG. 2 is a field insulating film.

かゝる構成において、スイツチSWがオープン
の場合にはトランジスタQ1,Q2は共にオフであ
りよつて基板1と不純物領域5bとのなすPN接
合間は無電圧状態となる。従つて、トランジスタ
Q4のゲートAにはそのPN接合の障壁電圧VBが加
わることになり、この電圧VBをトランジスタQ4
の閾値VTよりも大とすることによりこのトラン
ジスタQ4をオンとすることができる。こゝで、
基板濃度NA≒5×1014/cm3としまたNA≪NB
(N型不純物濃度)とすると、(1)式よりVBは、大
略1.54Vとすることができる。尚、空乏層の幅WP
≒2μmとする。
In such a configuration, when switch SW is open, transistors Q 1 and Q 2 are both off, and there is no voltage between the PN junction between substrate 1 and impurity region 5b. Therefore, the transistor
The barrier voltage V B of the PN junction is applied to the gate A of Q 4 , and this voltage V B is applied to the gate A of the transistor Q 4 .
This transistor Q 4 can be turned on by setting the threshold value V T to be larger than the threshold value V T . Here,
Substrate concentration N A ≒5×10 14 /cm 3 and N A ≪N B
(N-type impurity concentration), V B can be approximately 1.54 V from equation (1). Furthermore, the width of the depletion layer W P
≒2μm.

また、トランジスタのチヤンネル領域のみの濃
度を1015/cm3とすれば、フエルミポテンシヤルφ
Fは0.273Vとなりゲート膜厚を600Aとすると閾値
電圧VTは約0.84Vとすることができる。従つて
T<VBとなつてトランジスタQ4をオンするこ
とが可能となる。
Also, if the concentration of only the channel region of the transistor is 10 15 /cm 3 , then the fermi potential φ
If F is 0.273V and the gate film thickness is 600A, the threshold voltage V T can be approximately 0.84V. Therefore, V T <V B and transistor Q 4 can be turned on.

他方、スイツチSWを閉成してトランジスタ
Q1,Q2をオンとせしめれば、トランジスタQ1
Q2に電流源I0より電流が流れる。このときトラン
ジスタQ1,Q2のドレイン電流IDは次式で示され
る。
On the other hand, the switch SW is closed and the transistor
If Q 1 and Q 2 are turned on, transistors Q 1 and
Current flows through Q 2 from current source I 0 . At this time, the drain current ID of transistors Q 1 and Q 2 is expressed by the following equation.

D=εox/tox・μW/L・〔(VG−VT)・VD-〓VD 〕 ………(2) ここにεoxはゲート膜の誘電率、toxはその厚
さ、μは移動度(=1000cm3/Vsec)、W/Lはチ
ヤンネル幅と長さの比(≒2)、VDはドレイン電
圧である。こゝにID=0.4μA(=I0)と設定す
ると、(2)式よりVD=5.74mVとなる。この電圧
Dは明らかにトランジスタQ4の閾値VTよりも
著しく小であるからトランジスタQ4はオフとす
ることが可能となる。
ID = εox/tox・μW/L・[(V G −V T )・V D− 〓V D 2 ] ………(2) Here, εox is the dielectric constant of the gate film, tox is its thickness, μ is the mobility (=1000 cm 3 /Vsec), W/L is the ratio of channel width to length (≈2), and V D is the drain voltage. If I D =0.4 μA (=I 0 ), then V D =5.74 mV from equation (2). Since this voltage V D is clearly significantly smaller than the threshold value V T of transistor Q 4 , transistor Q 4 can be turned off.

かゝる第1,2図に示した装置を用いてスタテ
イツク型の半導体メモリセルを構成したのが第3
図に示す回路である。当図においても、すべてN
チヤンネルMOS型トランジスタを用いて構成し
ており、直列接続されたトランジスタQ1,Q2
より第1電流路が形成され、また同様にトランジ
スタQ3,Q4により第2電流路が形成される。こ
の両電流路は電流源I0と接地間に並列に設けられ
ており、また、トランジスタQ1及びQ2のゲート
電極はトランジスタQ3とQ4の直列接続点に接
続され、トランジスタQ3とQ4のゲート電極はト
ランジスタQ1とQ2の直列接続点Aに接続され
る。
The third device constructed a static type semiconductor memory cell using the devices shown in FIGS. 1 and 2.
This is the circuit shown in the figure. In this figure, all N
It is constructed using channel MOS type transistors, and a first current path is formed by transistors Q 1 and Q 2 connected in series, and a second current path is similarly formed by transistors Q 3 and Q 4 . Both current paths are provided in parallel between the current source I 0 and ground, and the gate electrodes of transistors Q 1 and Q 2 are connected to the series connection point of transistors Q 3 and Q 4 . The gate electrode of Q4 is connected to the series connection point A of transistors Q1 and Q2 .

直列接続点Aは両方向性スイツチであるトラン
ジスタQ5を介して一対の列線すなわち入出力情
報線B,の一方Bへ接続され、直列接続点は
スイツチングトランジスタQ6を介して他方の情
報線へ接続されている。そして両トランジスタ
Q5,Q6のゲート電極は行選択線Wに接続され
る。こゝでトランジスタQ1,Q2が導通して第1
の電流路に電流が流れる場合を“0”、トランジ
スタQ3,Q4が導通して第2の電流路に電流が流
れる場合を“1”と定める。
The series connection point A is connected to one B of a pair of column lines, that is, input/output information lines B, through a bidirectional switch transistor Q5 , and the series connection point is connected to the other information line through a switching transistor Q6 . connected to. and both transistors
The gate electrodes of Q 5 and Q 6 are connected to the row selection line W. At this point, transistors Q 1 and Q 2 become conductive and the first
The case where the current flows in the second current path is set as "0", and the case where the transistors Q 3 and Q 4 are conductive and the current flows in the second current path is set as "1".

書込動作時においては行線Wが“1”となり、
書込情報が“1”であればビツト線Bは“1”、
は“0”となるから、A点の電位が“1”、
の電位が“0”となる。従つてトランジスタ
Q3,Q4がオンとなるから第2の電流路に所定電
流が流れることになる。この状態において、行線
Wが“0”へ戻ると、トランジスタQ5,Q6はオ
フとなるから、点は“0”となる。他方のA点
について考えるに、トランジスタQ5がオフであ
りまたトランジスタQ1,Q2もオフであるから、
A点は外部電位に全く左右されない状態となる。
従つて、先述したPN接合の障壁電圧VB=1.54V
がトランジスタQ3,Q4のゲートに印加されて、
両トランジスタはオン状態を維持しもつて、第2
電流路に電流が流れることになる。
During the write operation, the row line W becomes "1",
If the write information is “1”, bit line B is “1”,
is “0”, so the potential at point A is “1”,
The potential of becomes "0". Therefore the transistor
Since Q 3 and Q 4 are turned on, a predetermined current flows in the second current path. In this state, when the row line W returns to "0", the transistors Q 5 and Q 6 are turned off, so the point becomes "0". Considering the other point A, since transistor Q 5 is off and transistors Q 1 and Q 2 are also off,
Point A is completely unaffected by external potential.
Therefore, the barrier voltage of the PN junction mentioned earlier V B = 1.54V
is applied to the gates of transistors Q 3 and Q 4 ,
While both transistors remain on, the second
Current will flow in the current path.

このときのトランジスタQ4による電圧降下す
なわちドレイン電圧VDは先述の如く、5.74mV
となるから、トランジスタQ1,Q2は共にオフと
なつた第1電流路には電流は流れない。よつて当
該メモリセルに“1”が書込まれたことになる。
At this time, the voltage drop due to transistor Q 4 , that is, the drain voltage V D is 5.74 mV, as mentioned above.
Therefore, no current flows through the first current path where both transistors Q 1 and Q 2 are turned off. Therefore, "1" is written into the memory cell.

読出し時には行線Wが“1”となり、列線B,
にそれぞれ1.54V(“1”)、5.74mV(“0”)が
読出される。
At the time of reading, the row line W becomes "1", and the column lines B,
1.54V (“1”) and 5.74mV (“0”) are read out respectively.

第4図は第3図のメモリセルを用いたメモリ回
路であり、説明の便宜上4行n列(4×nビツ
ト)のメモリマトリツクスのうちの一列のみが示
されているが、一般のm行n列(m×nビツト)
のメモリ装置に適用されることは明白である。図
中の第1行目のメモリセルM1の第1及び第2の
電流路は図示の如く、電流源I0と次のメモリセル
M2との間において並列接続されている。従つ
て、同列に属するメモリセルM1〜M4の各々の第
1及び第2の電流路の並列接続回路は電流源と所
定基準電圧ライン例えばアースラインとの間にお
いて直列接続された構成となつている。
FIG. 4 shows a memory circuit using the memory cells shown in FIG. Rows and columns (m x n bits)
It is obvious that the present invention applies to memory devices such as the above. The first and second current paths of the memory cell M1 in the first row in the figure are connected to the current source I0 and the next memory cell as shown in the figure.
It is connected in parallel with M2 . Therefore, the parallel connection circuits of the first and second current paths of each of the memory cells M 1 to M 4 belonging to the same column are connected in series between the current source and a predetermined reference voltage line, such as the ground line. ing.

第5図は半導体メモリ装置のメモリセルM1
おける第1の電流路を構成するトランジスタQ1
及びQ2の断面図を示すものであり、例えば不純
物濃度5×1014/cm3のP型シリコン基板1上に選
択的に設けられた高濃度のN型領域5a,5b,
5c及びゲート絶縁膜4、更にはゲート電極8
()により構成されており、両トランジスタ
Q1,Q2は不純物領域5bを共用することにより
共通接続されている。
FIG. 5 shows a transistor Q 1 constituting a first current path in a memory cell M 1 of a semiconductor memory device.
and Q2 , for example, high concentration N-type regions 5a, 5b, selectively provided on a P-type silicon substrate 1 with an impurity concentration of 5×10 14 /cm 3 .
5c, gate insulating film 4, and further gate electrode 8
(), both transistors
Q 1 and Q 2 are commonly connected by sharing the impurity region 5b.

尚、図中3は素子間分離用のための高濃度P型
領域、2はフイールド絶縁膜、7は1層配線と2
層配線との絶縁膜である。
In the figure, 3 is a high-concentration P-type region for isolation between elements, 2 is a field insulating film, and 7 is a single-layer wiring and 2
This is an insulating film between layer wiring.

今仮にユニツトセルを128個直列接続すると全
電圧降下は128×5.74mV=735mVとなつて、閾
値電圧VT=0.84Vよりも小であるから、定電流
源I0に最も隣接した1行目のメモリセルM1の点
には0.735Vが印加されることになり、トランジ
スタQ1,Q2はオンせずに該セルM1は“1”状態
を維持しうることになる。
If 128 unit cells are connected in series, the total voltage drop will be 128 x 5.74 mV = 735 mV, which is smaller than the threshold voltage V T = 0.84 V. 0.735V is applied to the memory cell M1 , and the cell M1 can maintain the "1" state without turning on the transistors Q1 and Q2 .

実際には製造上の理由等により閾値電圧VT
バラつくことを考慮して余祐をとつて、ID=0.2
μAとすればVD=2.86mVとなつて全体の電圧
降下は0.366Vとなり、VT=0.84Vとの間に余祐
が生じよつて動作の確実を期待しうることにな
る。従つて1列につき0.2μAの電流となり、例
えば128列の場合には128×0.2μA=25.6μAの
定電流源I0を用いればよいことになる。
In reality, considering that the threshold voltage V T varies due to manufacturing reasons, etc., I D = 0.2 by removing Yosuke.
If it is μA, then V D =2.86 mV, and the overall voltage drop is 0.366 V. There is a margin between V T =0.84 V and reliable operation can be expected. Therefore, the current is 0.2 μA per column, and for example, in the case of 128 columns, it is sufficient to use a constant current source I 0 of 128×0.2 μA=25.6 μA.

読出し時において、行線W1が“1”となつて
トランジスタQ5,Q6がオンとなり、列線Bに
1.54V(“1”)が、に0.366V(“0”)が読出さ
れる。よつて例えば1Vとの比較をなすセンスア
ンプにより“1”、“0”の判別を行うことができ
る。
At the time of reading, the row line W1 becomes "1", transistors Q5 and Q6 are turned on, and the column line B is turned on.
1.54V (“1”) is read out, while 0.366V (“0”) is read out. Therefore, it is possible to discriminate between "1" and "0" by using a sense amplifier that performs a comparison with, for example, 1V.

第6図は第4,5図に示した装置の製造工程を
示す各断面図である。まず濃度5×1014/cm3のP
型シリコン基板1を準備し、全面に厚い酸化膜2
aを形成する。その後アイソレーシヨン領域に相
当する酸化膜を選択エツチングしてP型不純物を
導入し高濃度P型のアイソレーシヨン領域3を形
成する(a)。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the device shown in FIGS. 4 and 5. First, P with a concentration of 5×10 14 /cm 3
Prepare a mold silicon substrate 1, and cover the entire surface with a thick oxide film 2.
form a. Thereafter, the oxide film corresponding to the isolation region is selectively etched to introduce P-type impurities to form a highly concentrated P-type isolation region 3 (a).

そして、全面に酸化膜を形成後、ゲート絶縁膜
を形成すべき部分の酸化膜を除去する。このとき
適当な閾値電圧をうるためにチヤンネル部の濃度
を1015/cm3となるように例えばホウ素を導入し、
しかる後に400Åの酸化膜4aを被着形成する。
その上にシリコン窒化膜2bを200Å形成する
が、これはゲートの変換コンダクタンスを大とす
るためにゲート絶縁膜をできるだけ薄くするの
で、後に形成する多結晶シリコン中の不純物が酸
化膜中に浸透して、絶縁膜としての性質を劣化さ
せるのを防止するためと、更には多結晶シリコン
をプラズマエツチングする際のストツパとして用
いるためである(b)。
After forming an oxide film over the entire surface, the oxide film in the portion where the gate insulating film is to be formed is removed. At this time, in order to obtain an appropriate threshold voltage, for example, boron is introduced so that the concentration of the channel part is 10 15 /cm 3 .
Thereafter, an oxide film 4a of 400 Å is deposited.
A silicon nitride film 2b with a thickness of 200 Å is formed on top of it, but since the gate insulating film is made as thin as possible in order to increase the conversion conductance of the gate, impurities in the polycrystalline silicon that will be formed later will penetrate into the oxide film. This is to prevent deterioration of the properties as an insulating film, and to use it as a stopper when plasma etching polycrystalline silicon (b).

そして、ソース、ドレイン領域となるべき部分
の絶縁膜を除去してソース、ドレイン領域5a〜
5cを形成し、全面に第1層配線となるべき多結
晶シリコン層6を形成する(c)。当該多結晶シリコ
ン層6を所定の配線形状に選択エツチングして形
成し第1層配線をなす(d)。
Then, the insulating film in the portions that should become the source and drain regions is removed, and the source and drain regions 5a to 5a are removed.
5c, and a polycrystalline silicon layer 6 to become a first layer wiring is formed on the entire surface (c). The polycrystalline silicon layer 6 is selectively etched into a predetermined wiring shape to form a first layer wiring (d).

そして、全面に酸化膜7a及びシリコン窒化膜
7bを形成して(e)、しかる後に1層目及び2層目
配線のコンタクト孔開けを行い全面に2層目配線
となる多結晶シリコン層を被着させて後、所望の
配線形状にエツチングして(f)、第5図に示した装
置が得られる。
Then, an oxide film 7a and a silicon nitride film 7b are formed on the entire surface (e), and then contact holes for the first and second layer wiring are formed, and a polycrystalline silicon layer that will become the second layer wiring is covered on the entire surface. After depositing, the desired wiring shape is etched (f) to obtain the device shown in FIG.

尚、当該製造方法は単に一例を示したにすぎず
種々の周知の技術を用いることが可能である。
Note that this manufacturing method is merely an example, and various well-known techniques can be used.

かゝる構成により、アイソレーシヨンの幅を2
μとすれば1ビツト分のセルの大きさは30μ×45
μとなつて、4mm×6mmチツプ内に128×128ビツ
ト(16K)のユニツトセルを収納することができ
る。これは、従来の6素子型のスタテイツクメモ
リに比し集積度が著しく向上しているが、各セル
に電源ラインが不要なことに起因している。
With this configuration, the isolation width can be reduced to 2
If μ, the cell size for 1 bit is 30μ×45
A 128 x 128 bit (16K) unit cell can be housed in a 4 mm x 6 mm chip. This is because although the degree of integration is significantly improved compared to the conventional six-element static memory, there is no need for a power supply line for each cell.

更に、消費電流が0.2μA×128=25.6μAと著
しく小とすることができ、消費電力の低減が可能
となる。
Furthermore, current consumption can be significantly reduced to 0.2 μA×128 = 25.6 μA, making it possible to reduce power consumption.

尚、上記例においては、Nチヤンネル型の半導
体素子を用いたがPチヤンネル型の素子も適用可
能であることは明白である。
In the above example, an N-channel type semiconductor element is used, but it is clear that a P-channel type element is also applicable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理を説明する回路図、第2
図は第1図の回路装置の断面図、第3図は本発明
の一実施例を示すメモリセル回路図、第4図は第
3図のメモリセルを用いたメモリ回路図、第5図
は第4図の回路装置の一部断面図、第6図は第5
図に示した装置の製造工程順の各部断面図であ
る。 主要部分の符号の説明、Q1〜Q6……トランジ
スタ、I0……電流源、W……行線、B,……列
線。
Figure 1 is a circuit diagram explaining the principle of the present invention, Figure 2 is a circuit diagram explaining the principle of the present invention.
3 is a memory cell circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a memory circuit diagram using the memory cell of FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view of the circuit device shown in FIG. Fig. 4 is a partial sectional view of the circuit device, and Fig. 6 is a partial cross-sectional view of the circuit device.
FIG. 3 is a cross-sectional view of each part of the device shown in the figure in the order of manufacturing steps. Explanation of symbols of main parts, Q1 to Q6 ...transistor, I0 ...current source, W...row line, B,...column line.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 スイツチ素子と、半導体基板中に形成され電
圧非印加時に前記スイツチ素子を導通せしめるに
十分な障壁電圧を有するPN接合部と、前記PN接
合部に前記スイツチ素子を非導通とせしめるに十
分な所定電圧を印加する手段とを含み、前記障壁
電圧を回路の2値情報の1つとし、前記所定電圧
を前記スイツチ素子の制御電圧とすることを特徴
とする半導体メモリ装置。 2 第1の電流路を形成する互いに直列接続され
た第1及び第2トランジスタと、第2の電流路を
形成する互いに直列接続された第3及び第4トラ
ンジスタとを含み、前記第1及び第2トランジス
タの直列接続点は前記第3及び第4トランジスタ
のゲート電極に接続され、前記第3及び第4トラ
ンジスタの直列接続点は前記第1及び第2トラン
ジスタのゲート電極に接続され、前記第1及び第
2の電流路は電流源と所定基準電位点との間に接
続され、前記第1〜第4トランジスタは同一半導
体基板に形成された同一導電型の絶縁ゲート型電
界効果トランジスタであり、前記直列接続点の
各々は前記半導体基板中において該半導体基板と
PN接合を形成する不純物領域であり、前記PN接
合の障壁電圧を回路の2値情報の1つとすること
を特徴とする半導体メモリ装置。 3 m行n列のマトリツクス状に配列され各々が
読み出し書込み用の一対のスイツチング素子を有
するメモリセルと、前記列の各々に属しかつ前記
一対のスイツチング素子にそれぞれ接続された一
対の情報ラインと、前記スイツチング素子を選択
的に導通せしめるm本の制御ラインとを含むスタ
テイツク型メモリ装置であつて、前記メモリセル
の各々は、第1の電流路を形成する互いに直列接
続された第1及び第2トランジスタと、第2の電
流路を形成する互いに直列接続された第3及び第
4トランジスタとを含み、前記第1及び第2トラ
ンジスタの直列接続点は前記第3及び第4トラン
ジスタのゲート電極に接続されると共に前記スイ
ツチング素子の一方に接続され、前記第3及び第
4トランジスタの直列接続点は前記第1及び第2
トランジスタのゲート電極に接続されると共に前
記スイツチング素子の他方に接続され、前記第1
及び第2の電流路は互いに並列接続されており更
に第N列(Nは1からnまでの整数)に属するメ
モリセルの各々の前記第1及び第2の電流路の並
列接続回路が所定電流源と所定基準電位点との間
に直列接続され、前記各メモリセルの前記第1〜
第4トランジスタは同一半導体基板に形成された
同一導電型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
であり、前記直列接続点の各々は前記半導体基板
中において該半導体基板とPN接合を形成する不
純物領域であり、前記PN接合の障壁電圧を回路
の2値情報の1つとすることを特徴とする半導体
メモリ装置。
[Scope of Claims] 1. A switch element, a PN junction formed in a semiconductor substrate and having a barrier voltage sufficient to make the switch element conductive when no voltage is applied, and a PN junction that makes the switch element conductive when no voltage is applied. 2. A semiconductor memory device comprising means for applying a predetermined voltage sufficient to cause the switch element to change, the barrier voltage being one of the binary information of the circuit, and the predetermined voltage being a control voltage of the switch element. 2 including first and second transistors connected in series to form a first current path, and third and fourth transistors connected to each other in series to form a second current path; A series connection point of the two transistors is connected to gate electrodes of the third and fourth transistors, a series connection point of the third and fourth transistors is connected to gate electrodes of the first and second transistors, and a series connection point of the third and fourth transistors is connected to the gate electrodes of the first and second transistors. and a second current path is connected between the current source and a predetermined reference potential point, the first to fourth transistors are insulated gate field effect transistors of the same conductivity type formed on the same semiconductor substrate, and the Each of the series connection points is connected to the semiconductor substrate in the semiconductor substrate.
A semiconductor memory device characterized in that the impurity region forms a PN junction, and a barrier voltage of the PN junction is used as one of binary information of a circuit. 3. memory cells arranged in a matrix of m rows and n columns, each having a pair of switching elements for reading and writing, and a pair of information lines belonging to each of the columns and respectively connected to the pair of switching elements; The static memory device includes m control lines that selectively make the switching elements conductive, wherein each of the memory cells has first and second control lines connected in series to form a first current path. a transistor, and third and fourth transistors connected in series to each other forming a second current path, the series connection point of the first and second transistors being connected to the gate electrodes of the third and fourth transistors. and connected to one of the switching elements, and a series connection point of the third and fourth transistors is connected to the first and second transistors.
connected to the gate electrode of the transistor and to the other of the switching elements;
and a second current path are connected in parallel to each other, and furthermore, a parallel connection circuit of the first and second current paths of each memory cell belonging to the Nth column (N is an integer from 1 to n) is connected to a predetermined current. the first to third electrodes of each memory cell are connected in series between a source and a predetermined reference potential point;
The fourth transistor is an insulated gate field effect transistor of the same conductivity type formed on the same semiconductor substrate, and each of the series connection points is an impurity region forming a PN junction with the semiconductor substrate in the semiconductor substrate, A semiconductor memory device characterized in that the barrier voltage of the PN junction is one of the binary information of the circuit.
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JPH0769130A (en) * 1993-09-02 1995-03-14 Morozumi Rikio Tail lamp for automobile

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