JPS6142949A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
- Publication number
- JPS6142949A JPS6142949A JP59166701A JP16670184A JPS6142949A JP S6142949 A JPS6142949 A JP S6142949A JP 59166701 A JP59166701 A JP 59166701A JP 16670184 A JP16670184 A JP 16670184A JP S6142949 A JPS6142949 A JP S6142949A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- oxide film
- memory cell
- polysilicon
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/33—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor extending under the transistor
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Recrystallisation Techniques (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。
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〕
この発明は、MO8厘電界効果トランジスタ(以下MO
8)ランジスタという)を用いた半導体記憶装置(以下
メモリセルという)K関するものである。
8)ランジスタという)を用いた半導体記憶装置(以下
メモリセルという)K関するものである。
ダイナミックMO8−RAMは現在256KCD)RA
Mの量産化が活発忙進められ、IM (D) RAMの
研究テンポも加速さrている。ダイナミックMO8RA
Mの開発は大容量化と高速化が最大のポイントであり、
その実現のため様々な研究が行わnているが、ダイナミ
ックMO8RAMのメモリセルとしてはlトランジスタ
l容量ILKとってかわるメモリセルは、実用化さrt
−セルとしては現在のところ現nていない。
Mの量産化が活発忙進められ、IM (D) RAMの
研究テンポも加速さrている。ダイナミックMO8RA
Mの開発は大容量化と高速化が最大のポイントであり、
その実現のため様々な研究が行わnているが、ダイナミ
ックMO8RAMのメモリセルとしてはlトランジスタ
l容量ILKとってかわるメモリセルは、実用化さrt
−セルとしては現在のところ現nていない。
また、メモリセル周辺回路の複雑さ、他のICのコンパ
チビリティからLM(D)RAM!!では現在の回路構
成やメモリセルは1トランジスタl容量量の構成のまま
で実用化さnろと推定される。
チビリティからLM(D)RAM!!では現在の回路構
成やメモリセルは1トランジスタl容量量の構成のまま
で実用化さnろと推定される。
第1因は現在64KBRAM、256KBRAMで量産
化さnている1トランジスタl容量型のメモリセル構造
の例である。このメモリセル構造は次のプジセスによっ
て作らnる。
化さnている1トランジスタl容量型のメモリセル構造
の例である。このメモリセル構造は次のプジセスによっ
て作らnる。
(1) まず、2皿の半導体基板100中に非活性領
域の厚い酸化膜101”a’影形成分離領域とする。
域の厚い酸化膜101”a’影形成分離領域とする。
(2)メモリセルの一電極となる領域KN+拡散層10
2を形成する。
2を形成する。
(3)メモリセルの電荷蓄積領域形成のため、薄い酸化
膜104を形成する。
膜104を形成する。
(4) メモリセルの一電極を形成するため、前記薄
い酸化膜104を挟むよ5に′inlポリシリフン層1
05を形成する。
い酸化膜104を挟むよ5に′inlポリシリフン層1
05を形成する。
(5) この第1ポリシリフン層105の上Vc駿化
膜108Y成長させ、また、パスゲート(MOSトラン
ジスタンを形成するため、酸化膜106を形成する。
膜108Y成長させ、また、パスゲート(MOSトラン
ジスタンを形成するため、酸化膜106を形成する。
(6)前記バスゲートのゲート部である第2ポリシリコ
ン層107を形成し、1トランジスタl容量構造のMO
S)ランジスタを形成する。
ン層107を形成し、1トランジスタl容量構造のMO
S)ランジスタを形成する。
(7) このMOSトランジスタのドレイン領域を形
成する定め、N+拡散層103yIl−形成する。
成する定め、N+拡散層103yIl−形成する。
(8) Al配紛とポリシリコンを分離するためCV
I)K ヨルSin、 ノ酸化膜108を形成し、第1
Al配線109と第2ポリシリコン層107’に接続す
るためのコンタクトホールを形成する。
I)K ヨルSin、 ノ酸化膜108を形成し、第1
Al配線109と第2ポリシリコン層107’に接続す
るためのコンタクトホールを形成する。
(91Al配@!109を設け、このAI配線109が
ワードライン、N+拡散層103がピントラインとなる
。
ワードライン、N+拡散層103がピントラインとなる
。
以上のプロセス忙よってfトランジスタ1容量塁メモリ
セル構造が完成するが、より高集積度の構造のものが実
現できnば、記憶容量の大きい、例えば4M(D)RA
M等のダイナミックRAMにも適用さnる可能性がある
。
セル構造が完成するが、より高集積度の構造のものが実
現できnば、記憶容量の大きい、例えば4M(D)RA
M等のダイナミックRAMにも適用さnる可能性がある
。
第1図で示した従来のものよりさらに高密度なRAMY
’j!現するためには次の2点力1大きな問題点である
。
’j!現するためには次の2点力1大きな問題点である
。
(イ)分離用の酸化膜101はバードビーク等があり、
この領域がメモリセルの中で占める比率が高いので、低
減する必要かある。
この領域がメモリセルの中で占める比率が高いので、低
減する必要かある。
(cyll)ランジスタ1容量屋メモリセルは2素子構
成である゛が、高密度RAM’Y実現するため忙は平面
的な面積縮小の必要がある。
成である゛が、高密度RAM’Y実現するため忙は平面
的な面積縮小の必要がある。
この発明は、上記2つの問題点χ解決する―めKなさn
f、−もので、メモリセル領域内では分離領域を形成
せず、しかも平面的な縮小を達成するため、縦型Kl)
ランジスタとl容flt積み重ねた構造忙し、ダイナミ
ックMO8RAMの高集積化を可能KLr、−1)ラン
ジスタl容量鳳のメモリセル乞提供するものである。以
下第2図馨用いてこの発明の一実施例X説明する。
f、−もので、メモリセル領域内では分離領域を形成
せず、しかも平面的な縮小を達成するため、縦型Kl)
ランジスタとl容flt積み重ねた構造忙し、ダイナミ
ックMO8RAMの高集積化を可能KLr、−1)ラン
ジスタl容量鳳のメモリセル乞提供するものである。以
下第2図馨用いてこの発明の一実施例X説明する。
第2図(a)はこの発明の1トランジスタl容量型メモ
リセルの断面図、第2図(b)は同じく平面図である。
リセルの断面図、第2図(b)は同じく平面図である。
この発明の1トランジスタl容量裂メモリセル乞実現す
るための製造プロセスを以下に述べる。
るための製造プロセスを以下に述べる。
(11P型の半導体基板200の中忙メモリセル領域と
周辺回路領域を分離する非活性領域の酸化膜201を形
成する。
周辺回路領域を分離する非活性領域の酸化膜201を形
成する。
(2)メモリセル領域の全面KN”拡散層202を形成
し、このN+拡散ftj 202 Y: VssかV(
(または他の定電圧源忙接続して一電極とする。
し、このN+拡散ftj 202 Y: VssかV(
(または他の定電圧源忙接続して一電極とする。
(3)容量を形成するための薄い酸化膜2G:l?影形
成る。
成る。
(4)1ビット単位毎に島状忙第1ポリシコン層204
χ形成する。
χ形成する。
この点か、この発明の重要な点でピント単位の分離は第
1ポリシリコン層204のバターニング精度によってき
まる。
1ポリシリコン層204のバターニング精度によってき
まる。
(51mlポリシリコン層204に対し、分離する定め
の酸化膜を形成し、この酸化膜を介してポリシリコンか
らなる層206を形成する。この層206と第1ポリシ
リフン層204はコンタクトホール忙よって接続する。
の酸化膜を形成し、この酸化膜を介してポリシリコンか
らなる層206を形成する。この層206と第1ポリシ
リフン層204はコンタクトホール忙よって接続する。
(6) 前記層206の一部Y:−−ザ等の7二−ル
方法忙よって再結晶化してP型拡散層210,211、
・・・・・・を形成する。
方法忙よって再結晶化してP型拡散層210,211、
・・・・・・を形成する。
(7)このPM拡散層210,211.・・・・・・の
上面に酸化膜231′lt形成する。
上面に酸化膜231′lt形成する。
(8) 前記酸化膜231上に第3ポリシリコン層2
13.214.・・・・・・χ形成し、MO8I−ラン
ジスタのゲート電極とする。
13.214.・・・・・・χ形成し、MO8I−ラン
ジスタのゲート電極とする。
(9)前記第3ポリシリコン層213,214゜・・・
・・・を形成後、MOS)ランジスタのソース、ドレイ
フン形成するLめ層205,206..207゜208
.209の各領域はイオン注入法や熱拡散法によりN+
拡散層とし、P型拡散層21.0 、211.。
・・・を形成後、MOS)ランジスタのソース、ドレイ
フン形成するLめ層205,206..207゜208
.209の各領域はイオン注入法や熱拡散法によりN+
拡散層とし、P型拡散層21.0 、211.。
212の領域はP型拡散層のままとする。こnVcよっ
て、第3ポリシリコン層213ングート、N+拡散/1
ii205’!ソース、N 拡散層206tドレインと
し7−、MOS)ランジスタが形成できる。
て、第3ポリシリコン層213ングート、N+拡散/1
ii205’!ソース、N 拡散層206tドレインと
し7−、MOS)ランジスタが形成できる。
(10)後に形成するAJ配線と第3ポリシリコン層2
13,214.・・・・・・およびN+拡散層205゜
206.207等を分離するための酸化膜216を形成
し、N+拡散層206と第1AJ配線217’+接mr
るためのコンタクトホールを形成子′る。
13,214.・・・・・・およびN+拡散層205゜
206.207等を分離するための酸化膜216を形成
し、N+拡散層206と第1AJ配線217’+接mr
るためのコンタクトホールを形成子′る。
(u)gtAJ配置11217’Y形成してビット線と
し、第3ポリシリコン層213,214,215tワー
ド線としてlトランジスタl容量型のメモリセルか完成
する。
し、第3ポリシリコン層213,214,215tワー
ド線としてlトランジスタl容量型のメモリセルか完成
する。
以上(1)〜αl)で説明しにメモリセル形成後の平面
図を第2図(b) K示したが、第1AJ配線217’
111−ビット線として示したようKN+拡散層206
に対するフンタクトは2ビツトに1個となつ1おり、集
積度の向上に役立つ構造となっている。
図を第2図(b) K示したが、第1AJ配線217’
111−ビット線として示したようKN+拡散層206
に対するフンタクトは2ビツトに1個となつ1おり、集
積度の向上に役立つ構造となっている。
また、第3ポリシリコン層213. 214,215で
構成されるワード線は、抵抗値を下げてワード線遅延を
小さくする目的で、モリブデン、モリブデンシリサイド
等の高融点材料を用いてもよい。
構成されるワード線は、抵抗値を下げてワード線遅延を
小さくする目的で、モリブデン、モリブデンシリサイド
等の高融点材料を用いてもよい。
この発明のメモリセルはメモリエリアを全面的な活性領
域としているため、メモリセルの分離は第1ポリシリコ
ン層204のバターニング精度のみで決定できる大ぎな
利点力1ある。また、メモリセルの一電極を形成するN
+拡散層202はメモリセルアレイの活性領域姦面にわ
たり同一電極となり、VCCやv■または他の電位化接
続さ几る。
域としているため、メモリセルの分離は第1ポリシリコ
ン層204のバターニング精度のみで決定できる大ぎな
利点力1ある。また、メモリセルの一電極を形成するN
+拡散層202はメモリセルアレイの活性領域姦面にわ
たり同一電極となり、VCCやv■または他の電位化接
続さ几る。
また、薄い酸化膜203はsio、’のみの構造や、S
iN/Sin、の2層構造等どの方法でもよい。
iN/Sin、の2層構造等どの方法でもよい。
この方法つメモリセルを実現する上で最大の問題点はM
OS)ランジスタの形成であり、現時点でもレーザ7二
−ルによりポリシリコフン再結晶化しr、=MO8)ラ
ンジスタの製作は充分研究はさnているが、ダイナミッ
クRAMK適用するに当り、MOS)ランジスタのリー
ク電a y!−微小な状態に抑えることである。従って
、分離酸化膜と半導体界面の状態のコントロール、再結
晶化さrtr牛導体の評価か充分になさn、μへ程度の
リーク電流を抑える必要がある。
OS)ランジスタの形成であり、現時点でもレーザ7二
−ルによりポリシリコフン再結晶化しr、=MO8)ラ
ンジスタの製作は充分研究はさnているが、ダイナミッ
クRAMK適用するに当り、MOS)ランジスタのリー
ク電a y!−微小な状態に抑えることである。従って
、分離酸化膜と半導体界面の状態のコントロール、再結
晶化さrtr牛導体の評価か充分になさn、μへ程度の
リーク電流を抑える必要がある。
第3図(a)、(b)はこの発明の他の実施例を示すl
トランジスタ1容量盤メモリセルの断面図および平面図
であり、第2AE配線319の形成までは第2図(幻、
(b)で説明した工程と全く同一で、300は半導体
基板、301は分離酸化膜、302はN+拡散層、30
3は薄い酸化膜、304は第1ポリシリコン層、305
,306,307,308.309はN+拡散層、31
0,311.312はP塁拡散層、331は酸化膜、3
13.314゜・・・・・−は第3ポリシリコン層であ
り、各層の製造プロセスは第2図と同じなので省略する
。この実施例の特長はワードmを構成する第3ポリシリ
コン層313,314.・・・・・・の抵抗を低減する
ために2層AI!配線構造となっている。第3図(b)
より明かなよ5に、第1AJ配R317上忙酸化膜31
8Y形成し、さら忙その上忙形成さyt7;;第2AE
配線319は2ビツトに1個のコンタクト忙より第3ポ
リシリコン層313,314.・・・・・・と接続さn
ている。
トランジスタ1容量盤メモリセルの断面図および平面図
であり、第2AE配線319の形成までは第2図(幻、
(b)で説明した工程と全く同一で、300は半導体
基板、301は分離酸化膜、302はN+拡散層、30
3は薄い酸化膜、304は第1ポリシリコン層、305
,306,307,308.309はN+拡散層、31
0,311.312はP塁拡散層、331は酸化膜、3
13.314゜・・・・・−は第3ポリシリコン層であ
り、各層の製造プロセスは第2図と同じなので省略する
。この実施例の特長はワードmを構成する第3ポリシリ
コン層313,314.・・・・・・の抵抗を低減する
ために2層AI!配線構造となっている。第3図(b)
より明かなよ5に、第1AJ配R317上忙酸化膜31
8Y形成し、さら忙その上忙形成さyt7;;第2AE
配線319は2ビツトに1個のコンタクト忙より第3ポ
リシリコン層313,314.・・・・・・と接続さn
ている。
この発明のさらに他の実施例を第4図(a)、 (b)
忙示す。
忙示す。
Ia4 図(a)、 (b)に、示した実施例はメモリ
セルキャパシタの上部KMO8)ランジスタを形成せず
、メモリセルキャパシタとMOS)ランジスタを平面的
忙並ぺた構造となっており、MOS)ランジスタの形成
が従来技術で行える利点を有している。
セルキャパシタの上部KMO8)ランジスタを形成せず
、メモリセルキャパシタとMOS)ランジスタを平面的
忙並ぺた構造となっており、MOS)ランジスタの形成
が従来技術で行える利点を有している。
この実施例の製造プロセスは以下の通りである。
(1) P盤の半導体基板40G”を準備し、分離用
の酸化膜401を形成する。
の酸化膜401を形成する。
伐)メモリセルの一電極を形成するためのN+拡散層4
02を形成し、メモリ容量となる酸化膜483を形成す
る。
02を形成し、メモリ容量となる酸化膜483を形成す
る。
(3)第1ポリシリコン層404′lt形成し、半導体
基板400Vc対するコンタクトをするためN+拡散層
405と接続する。
基板400Vc対するコンタクトをするためN+拡散層
405と接続する。
(4)MOS)ランジスタのゲート酸化膜用に酸化膜4
10を形成し、ゲー)[極である第2ポリシリフン層4
07Y形成する。
10を形成し、ゲー)[極である第2ポリシリフン層4
07Y形成する。
(s1MO8)ランジスタのソース、ドレイン領域ン形
成するため、N+拡散層405.406χ形成し、この
N+拡散層406VC対しては(、/D酸化膜408を
形成後、第xhl配線409と接続する。
成するため、N+拡散層405.406χ形成し、この
N+拡散層406VC対しては(、/D酸化膜408を
形成後、第xhl配線409と接続する。
以上のプロセスにより、N+拡散層402tメモリセル
の一電極、第1ポリシリコン層404とN+拡散層40
!l−電荷1!F積領域、第2ポリシリコン層407t
ワード線、N+拡散層40G、第1hl配腺409S−
ビット線とする1トランジスタl容量型のメモリセル構
造が完成する。
の一電極、第1ポリシリコン層404とN+拡散層40
!l−電荷1!F積領域、第2ポリシリコン層407t
ワード線、N+拡散層40G、第1hl配腺409S−
ビット線とする1トランジスタl容量型のメモリセル構
造が完成する。
なお、上記各実施例はダイナミックRAMの回路溝底法
として、オープンピントM方式に従ったメモリセル配f
fiew示している。しかし、フォールディラドビット
線方式でも同様忙配置できることは勿論である。
として、オープンピントM方式に従ったメモリセル配f
fiew示している。しかし、フォールディラドビット
線方式でも同様忙配置できることは勿論である。
以上説明したよ5に、この発明はlトランジスタl容量
型半導体記憶装置忙おいて、定電圧側端子忙接続したP
型ま定はN凰の拡散層と1ピント単位毎に島状に形成し
たポリシリコン層からなる端子との間に醸化PAyt形
成して容量素子?構成し、このトランジスタのドレイン
tビット線忙、ゲートtワード線に、ソースを前記ポリ
シリコン層からなる電苛蓄積用の端子と接続したので、
メモリセル間の分離が前記ポリシリフン層のバターニン
グ精度で決まるため、高密度化し易い利点がある。
型半導体記憶装置忙おいて、定電圧側端子忙接続したP
型ま定はN凰の拡散層と1ピント単位毎に島状に形成し
たポリシリコン層からなる端子との間に醸化PAyt形
成して容量素子?構成し、このトランジスタのドレイン
tビット線忙、ゲートtワード線に、ソースを前記ポリ
シリコン層からなる電苛蓄積用の端子と接続したので、
メモリセル間の分離が前記ポリシリフン層のバターニン
グ精度で決まるため、高密度化し易い利点がある。
また、MOS)う/ジスタを蓄積容量の上層で構成する
ため、より高密度化ができる利点を有し、大容量ダイナ
ミックMO8RAMの実現忙は欠くことができないメモ
リセルが得られる利点がある。
ため、より高密度化ができる利点を有し、大容量ダイナ
ミックMO8RAMの実現忙は欠くことができないメモ
リセルが得られる利点がある。
第1図は従来の1トランジスタ1容量屋半導体記憶装置
の断面図、第2図(a)はこの発明の一実施例の半導体
記憶装置の断面図、第2図(b)は七の平rfi囚、第
3図(a)はこの発明の他の実施例の断面図、第3図(
b)はその平面図、第4図(幻はこの発明のさら忙他の
実施例の断面図、第4図(b)はその平面■である。 図中、200,300,400は半導体基板、201.
301,401は酸化膜、202.302゜402.4
05,406はN+拡散層、203゜303.403は
酸化膜、204,304,404は第1ポリシリコン層
、231,331,410は酸化膜、407は第2ポリ
シリコン層、205〜209.305〜309はN+拡
散層、210〜212,310〜312はP散拡散層、
213〜215,313〜315は第3ポリシリコン層
、216.316,40B、31Bは酸化膜、217゜
311.4Q9は第1AI配線、319はjp! 2
Aj!配線である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増雄 (外2名ン第1図 第3図 (a) (b) 第4図 (a) (b)
の断面図、第2図(a)はこの発明の一実施例の半導体
記憶装置の断面図、第2図(b)は七の平rfi囚、第
3図(a)はこの発明の他の実施例の断面図、第3図(
b)はその平面図、第4図(幻はこの発明のさら忙他の
実施例の断面図、第4図(b)はその平面■である。 図中、200,300,400は半導体基板、201.
301,401は酸化膜、202.302゜402.4
05,406はN+拡散層、203゜303.403は
酸化膜、204,304,404は第1ポリシリコン層
、231,331,410は酸化膜、407は第2ポリ
シリコン層、205〜209.305〜309はN+拡
散層、210〜212,310〜312はP散拡散層、
213〜215,313〜315は第3ポリシリコン層
、216.316,40B、31Bは酸化膜、217゜
311.4Q9は第1AI配線、319はjp! 2
Aj!配線である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増雄 (外2名ン第1図 第3図 (a) (b) 第4図 (a) (b)
Claims (2)
- (1)N型またはP型の基板に設けた1トランジスタ1
容量型半導体記憶装置において、定電圧側端子に接続し
たP型またはN型の拡散層と1ビット単位毎に島状に形
成した第1ポリシリコン層からなる端子との間に酸化膜
を形成して容量素子を構成し、前記基板上に設けたMO
S型電界効果トランジスタのソースを前記第1ポリシリ
コン層に接続し、ドレインをビット線に接続し、ゲート
をワード線に接続したことを特徴とする半導体記憶装置
。 - (2)容量素子の上層部にMOS型電界効果トランジス
タを構成したことを特徴とする特許請求の範囲第(1)
項記載の半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59166701A JPS6142949A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59166701A JPS6142949A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 半導体記憶装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6142949A true JPS6142949A (ja) | 1986-03-01 |
Family
ID=15836145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59166701A Pending JPS6142949A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6142949A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0266967A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | ダイナミックランダムアクセスメモリのセル構造 |
WO1991018418A1 (en) * | 1990-05-23 | 1991-11-28 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor memory device and method of manufacturing the same |
US5347151A (en) * | 1990-12-06 | 1994-09-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | DRAM with memory cells having access transistor formed on solid phase epitaxial single crystalline layer and manufacturing method thereof |
US6072208A (en) * | 1990-12-17 | 2000-06-06 | Sony Corporation | Dynamic random access memory fabricated with SOI substrate |
-
1984
- 1984-08-07 JP JP59166701A patent/JPS6142949A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0266967A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | ダイナミックランダムアクセスメモリのセル構造 |
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