JPS62256469A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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JPS62256469A
JPS62256469A JP61097929A JP9792986A JPS62256469A JP S62256469 A JPS62256469 A JP S62256469A JP 61097929 A JP61097929 A JP 61097929A JP 9792986 A JP9792986 A JP 9792986A JP S62256469 A JPS62256469 A JP S62256469A
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transistor
memory cell
sbd
resistance
collector
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Noriyuki Honma
本間 紀之
Masaaki Matsumoto
松本 眞明
Toru Nakamura
徹 中村
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices
    • H10B10/10SRAM devices comprising bipolar components

Abstract

PURPOSE:To make a large readout current flow even in case the series resistance of an SBD is large and to contrive the speedup of a large-capacity memory by a method wherein, in a load change-over type memory cell using the shield type Schottky barrier diode (SBD), a transitor for clamp is connected in parallel to a load. CONSTITUTION:The base, collector and emitter of a transistor 33 or 34 are respectively connected to an upper side word line, a ground VCC (Even though it is not a ground, it can be a proper potential.) and the collector of a flip-flop transistor constituting a memory cell. Accordingly, when the series resistance RL of an SBD is large and the voltage drop and the SBD and the resistance RL due to readout current IR becomes larger than the base-emitter forward voltage VBE of the transistor 33 or 34, the transistor 33 or 34 is conducted and with the readout current bypassed, the collector potential of the memory cell comes to be clamped. If there is no this clamping effect, a transistor 35 on an ON side is saturated because the voltage drop at the resistance RL is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速バイポーラメモリLSI用のメモリセル
、特に放射線入射によるソフトエラーに対して強化され
たメモリセルに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a memory cell for a high-speed bipolar memory LSI, and in particular to a memory cell reinforced against soft errors due to radiation incidence.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

現在知られている最も高速のメモリセルの回路図を第1
2図に示す(ISSCCDigest of tech
nicalPapers、 1977 、 pp 10
8−109 )。 このメモリセルでは、放射線入射に
よるソフトエラーに対する強度を向上させるために、S
BDと並列に静電容量を挿入(SBDを大面積にしてS
BD容量で必要な容量を得ることも可)する必要がある
ため、メモリセル面積が19加する。一方、この欠点を
除去し、対ソフトエラー強度を本質的に改良したメモリ
セルが、特願昭59−225738号に記載されている
。このメモリセルは、逆方向動作のトランジスタと、シ
ールド型ショットキーバリアダイオード(以下略してS
BDと称する)を組合わせたもので、その平面図および
断面図を第13゜14図に示す、一般に、放射線(たと
えばα線)の入射により基板50内で発生した電荷対の
うち電子はn十埋込み層に集まりソフトエラーの原因と
なる。しかし、この構造のメモリセルではn+埋込み層
(トランジスタのエミッタ層21.22およびシールド
型SBDのシールドn+BLR420)はそれぞれ、(
下側)ワードwIi(第14図の31)、ビット線(第
14図の32aまたは32b)、適当な電源またはワー
ド線30等に接続されている。一方、2層23は0層2
0および24との間の接合が共に逆バイアスとなるよう
な適当な電位(たとえば下側ワード線31)に接続され
る。SBDは電極30(上側ワード線)と1層24との
間に形成され、低抵抗RLはn層24自身の抵抗で形成
され、導電層25(Ajl電極、シリサイド化した多結
晶シリコン、または高不純物濃度の多結晶シリコン層)
でトランジスタのコレクタに接続される。また高抵抗R
oはこの実施例では、ワード線31と、ベース引出し用
のp型多結晶シリコン27との間に接続されている高比
抵抗の多結晶シリコン26により形成されている。
The first circuit diagram of the fastest memory cell currently known.
As shown in Figure 2 (ISSCCDigest of technology
nicalPapers, 1977, pp 10
8-109). In this memory cell, S
Inserting a capacitor in parallel with the BD (making the SBD large area
(It is also possible to obtain the necessary capacity with the BD capacity), the memory cell area increases by 19. On the other hand, a memory cell which eliminates this drawback and essentially improves the strength against soft errors is described in Japanese Patent Application No. 59-225738. This memory cell consists of a reverse-operating transistor and a shielded Schottky barrier diode (hereinafter abbreviated as S).
BD), the plan view and cross-sectional view of which are shown in FIGS. It collects in the buried layer and causes soft errors. However, in the memory cell with this structure, the n+ buried layers (the emitter layers 21 and 22 of the transistor and the shield n+ BLR 420 of the shielded SBD) are (
The lower part) is connected to the word wIi (31 in FIG. 14), the bit line (32a or 32b in FIG. 14), a suitable power supply or word line 30, etc. On the other hand, the 2nd layer 23 is the 0th layer 2
The junctions between 0 and 24 are connected to a suitable potential (eg, lower word line 31) such that both are reverse biased. The SBD is formed between the electrode 30 (upper word line) and the first layer 24, the low resistance RL is formed by the resistance of the n layer 24 itself, and the conductive layer 25 (Ajl electrode, silicided polycrystalline silicon, or high polycrystalline silicon layer with impurity concentration)
connected to the collector of the transistor. Also high resistance R
In this embodiment, o is formed of polycrystalline silicon 26 having a high specific resistance and connected between word line 31 and p-type polycrystalline silicon 27 for leading out the base.

勿論、その他任意の方法で高抵抗を形成してもよいこと
は、言うまでもない。
Of course, it goes without saying that the high resistance may be formed by any other method.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、上記従来例(特願昭59−225783号)の
シールド型SBDの構造では1層24の抵抗を低く形成
することは困難である。つまり、高性能トランジスタを
つくろうとすると接合を浅く形成することが必要となる
ため、エピタキシャル層(つまり1層24と2層23と
の厚さの和)の厚さも薄くする必要がある。また、2層
23を形成するには、n÷埋込み層形成時の前後の工程
でp層を埋込んでおき、nエピタキシャル形成時に湧上
らせて形成(p÷埋込み層を形成)させるか、エピタキ
シャル層形成後に高エネルギでp型不純物を打込むかし
て形成するなどの方法が考えられる。
However, in the structure of the shield type SBD of the conventional example (Japanese Patent Application No. 59-225783), it is difficult to form one layer 24 with a low resistance. In other words, in order to make a high-performance transistor, it is necessary to form a shallow junction, so the thickness of the epitaxial layer (that is, the sum of the thicknesses of the first layer 24 and the second layer 23) must also be made thin. In addition, in order to form the second layer 23, it is necessary to bury the p layer in the steps before and after forming the n ÷ buried layer, and then let it rise up during the n epitaxial formation (p ÷ form the buried layer), or Possible methods include implanting p-type impurities with high energy after forming an epitaxial layer.

以上の方法またはその他の方法のいずれを用いるにしで
も、エピタキシャル層のうちのかなりの部分がp層とな
るため、n層の比抵抗はかなり高く現在の標準のプロセ
スで製造して数にΩ/口程度となる。エピタキシャル層
の厚さは将来高性能化のために浅接合化が更に進むにつ
れて薄くなるため、将来はこの抵抗は高くなることはあ
っても低くすることは困難である。ところでこのn層の
抵抗はSBDの直列抵抗(第12図のRt、の一部)で
あるため、メモリセルの高速動作のために数mAの動作
電流を流すためにはこの抵抗を100〜2000以下に
する必要があるが、上記のように比抵抗が高いため、通
常IKΩ程度の値にしかできない、勿論第13図におい
てSBDの横幅を非常に大きくすれば抵抗を下げ得るが
メモリセルの面積が非常に大きくなり非現実的である。
Regardless of whether these or other methods are used, since a significant portion of the epitaxial layer will be the p-layer, the resistivity of the n-layer will be quite high and can be manufactured using current standard processes by several Ω/Ω. It will be about a mouthful. The thickness of the epitaxial layer will become thinner as junctions become shallower in order to improve performance in the future, so although this resistance may increase in the future, it will be difficult to reduce it. By the way, this n-layer resistance is the series resistance of the SBD (part of Rt in Figure 12), so in order to flow an operating current of several mA for high-speed operation of the memory cell, this resistance must be 100 to 2000 mA. However, since the resistivity is high as mentioned above, it is usually only possible to set it to a value of about IKΩ.Of course, the resistance can be lowered by making the width of the SBD very large in Figure 13, but the area of the memory cell becomes very large and unrealistic.

このようにSBDと直列の抵抗が大きいと読出し電流を
大きくできず、高速のメモリを実現することは不可能で
ある。
If the resistance in series with the SBD is large as described above, the read current cannot be increased, making it impossible to realize a high-speed memory.

以上は、逆方向トランジスタとシールド型SBDを用い
たメモリセルであるが、順方向トランジスタを用いた従
来型のメモリセルでも、セル面積を小さくするために、
ソフトエラ一対策用のキャパシタとして専用のキャパシ
タンス(たとえばシリコンに穴を堀り側壁を利用すると
かTazO+%等の高Vi電体を利用するキャパシタン
ス)を用いてSBDを小さくする工夫がなされ始めてい
る。その場合、SBDを小面積にするに従いそれに伴う
直列抵抗が大となり、やはり大電流動作が不可能となり
高速メモリの実現が不可能という問題が生ずる。
The above is a memory cell using a reverse transistor and a shielded SBD, but even with a conventional memory cell using a forward transistor, in order to reduce the cell area,
Efforts have begun to be made to reduce the SBD by using a dedicated capacitance (for example, by drilling a hole in silicon and using the side wall, or by using a high Vi electric material such as TazO+%) as a capacitor to prevent soft errors. In this case, as the area of the SBD is made smaller, the accompanying series resistance becomes larger, resulting in the problem that large current operation becomes impossible and it becomes impossible to realize a high-speed memory.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

SBDの直列抵抗が大きく、数100〜数にΩ程度であ
っても大きな読出し電流(〜数m A )を流し得るよ
うにするには、高抵抗、SBDと低抵抗の並列回路から
なるメモリセル負荷に、更に何らかのクランプ回路を並
列に設け、大きな電流をバイパスするようにすればよい
、このような構造にすることにより大きな読出し電流を
流し得るようになり、高速化が可能となる。
In order to be able to flow a large read current (~several mA) even if the series resistance of the SBD is large, on the order of several hundred to several ohms, a memory cell consisting of a high resistance, SBD and a low resistance parallel circuit is required. What is necessary is to further provide some sort of clamp circuit in parallel with the load to bypass a large current. By adopting such a structure, a large read current can flow, and high speeds can be achieved.

〔作用〕[Effect]

本発明に従えば、順方向トランジスタとSBDとを組合
わせたメモリセルまたは逆方向動作のトランジスタとシ
ールド型SBDとを組合わせたメモリセルにおいて、メ
モリセルの負荷デバイスと並列に更にトランジスタを配
置したメモリセルが提供される。、二の構成により、メ
モリセルに大きな読出し電流を流しても電流のうちの一
部または大部分は負荷の並列トランジスタから流れるた
めメモリセルの電圧はクランプされほぼ一定の振幅を得
ることができる。従って、SBDの直列抵抗がかなり大
きくても(数にΩ)、数mAという大きな読出し電流が
流せる。並列トランジスタがなければ、電流が全てSB
Dの直列抵抗に流れメモリセルの振幅(抵抗での電圧降
下)は数にΩ×数mA二10v程度と非常に大きな値と
なる。これは実現可能で、このような振幅が現われるよ
りもはるか以前にメモリセルトランジスタが飽和する。
According to the present invention, in a memory cell that combines a forward transistor and an SBD or a memory cell that combines a reverse operation transistor and a shielded SBD, a transistor is further arranged in parallel with the load device of the memory cell. A memory cell is provided. With the second configuration, even if a large read current is passed through the memory cell, part or most of the current flows from the parallel transistors of the load, so the voltage of the memory cell is clamped and a substantially constant amplitude can be obtained. Therefore, even if the series resistance of the SBD is quite large (several ohms), a large read current of several mA can flow. Without parallel transistors, all current is SB
The amplitude of the current flowing through the series resistor D (voltage drop across the resistor) of the memory cell becomes a very large value of several Ω×several mA and about 10 V. This is achievable and the memory cell transistor saturates long before such an amplitude appears.

このようにトランジスタが深く飽和すると、読出し・書
込み時間が大きくなり高速性が損われるのみならず隣り
のメモリセルとの間のアイソレーションが失われる事態
さえ生ずる。したがって、SBDの直列抵抗が大きいと
、大きな読出し電流を流して高速化することは不可能で
ある。
If the transistor becomes deeply saturated in this way, the read/write time becomes long, which not only impairs high speed performance but also causes a situation where isolation between adjacent memory cells is lost. Therefore, if the series resistance of the SBD is large, it is impossible to increase the speed by passing a large read current.

つまり、SBDの直列抵抗が大きな場合には、本発明に
従い並列トランジスタを設けることで大きな読出し電流
を流すことが可能となり、高速読出しが始めて可能とな
る。
That is, when the series resistance of the SBD is large, by providing parallel transistors according to the present invention, it becomes possible to flow a large read current, and high-speed read becomes possible for the first time.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を、実施例を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using examples.

第1図は本発明の一実施例の回路図である。第12図の
従来型メモリセルとの違いは、従来の負荷デバイス(S
BDと低抵抗の直列回路と、高抵抗RHとを並列接続し
た回路)に更にトランジスタ33(または34)が並列
に接続されている点である。つまり、トランジスタ33
または34のベースは上側ワード線に、コレクタはグラ
ウンドVcc(グラウンドでなくても適当な電位でよい
)に、エミッタはメモリセルを構成するフリップフロッ
プ・トランジスタのコレクタにそれぞれ接続されている
。従って、SBDの直列抵抗RLが大きく読出し電流I
RによるSBDおよび抵抗Rしでの電圧降下がトランジ
スタ33または34のベース・エミッタ間順方向電圧V
Bpよりも大きくなるとトランジスタ33または34が
導通し、読出し電流をバイパスすると同時にメモリセル
のコレクタ電位をクランプするようになる。このクラン
プ効果がなければ、抵抗Rしでの電圧降下が大きくなる
ため、オン側トランジスタ35が飽和する。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. The difference from the conventional memory cell in Figure 12 is that the conventional load device (S
A transistor 33 (or 34) is further connected in parallel to a circuit in which BD, a low-resistance series circuit, and a high-resistance RH are connected in parallel. In other words, transistor 33
Alternatively, the base of 34 is connected to the upper word line, the collector is connected to ground Vcc (which may be any suitable potential other than ground), and the emitter is connected to the collector of the flip-flop transistor constituting the memory cell. Therefore, the series resistance RL of the SBD is large and the read current I
The voltage drop across SBD and resistor R is the base-emitter forward voltage V of transistor 33 or 34.
When it becomes larger than Bp, the transistor 33 or 34 becomes conductive, thereby bypassing the read current and simultaneously clamping the collector potential of the memory cell. Without this clamping effect, the voltage drop across the resistor R would increase, causing the on-side transistor 35 to saturate.

飽和が始まるとhrpが小さくなりベース電流が増加し
、ベース電圧もコレクタ電圧にほぼ追随して低下する。
When saturation begins, hrp decreases, the base current increases, and the base voltage also decreases, almost following the collector voltage.

このようなメモリセルのコレクタ電位の電流依存性を第
2図(a)に示す。この図は横軸にメモリセルに流れる
全電流(読出し電流工8と情報保持電流Ixtの和)を
とり、縦軸にオフ側トランジスタ36のコレクタ電位(
高電位) Valとオン側トランジスタ35のコレクタ
電位(低電圧)Vcoとを示している。コレクタ電位は
ワード線を基準(Ov)として測った電位である。実線
は、第1図に示した本発明のメモリセルに対するVct
y Vcoで、数mAまでトランジスタの飽和なして使
用し得ることがわかる。一方、破線はクランプ用トラン
ジスタ33.34がない場合のメモリセル・コレクタ電
位の電流依存性を示したもので、SBDの直列抵抗が2
にΩと高いため、読出し電流I++は最大でも0.2〜
0.3mALか流せない、メモリセルアレーおよびセン
ス回路の遅延時間は読出し電流により決定される。シミ
ュレーション結果では、読出し電流をたとえば0.2〜
0.3mA から2 m Aへと増加することによりア
クセス時間を約1/3に減少できる。
The current dependence of the collector potential of such a memory cell is shown in FIG. 2(a). In this figure, the horizontal axis shows the total current flowing through the memory cell (the sum of the readout current 8 and the information holding current Ixt), and the vertical axis shows the collector potential of the off-side transistor 36 (
(high potential) Val and the collector potential (low voltage) Vco of the on-side transistor 35. The collector potential is a potential measured with the word line as a reference (Ov). The solid line indicates the Vct for the memory cell of the present invention shown in FIG.
y Vco, it can be seen that it can be used up to several mA without saturating the transistor. On the other hand, the broken line shows the current dependence of the memory cell collector potential in the absence of the clamping transistors 33 and 34, and the series resistance of the SBD is 2.
Since the current is as high as Ω, the read current I++ is at most 0.2~
The delay time of the memory cell array and sense circuit, which can only flow 0.3 mAL, is determined by the read current. In the simulation results, the read current is, for example, 0.2~
By increasing from 0.3 mA to 2 mA, the access time can be reduced by about 1/3.

第2図(b)は、このような特性をもつメモリセルを用
いてその高速性を生かすのに適したメモリセルアレーを
構成した一実施例である0本願によりメモリセルには大
電流が流せるため読出し電流IRとして大電流を流し高
速化できる。また。
Figure 2(b) shows an example of a memory cell array suitable for taking advantage of its high speed using memory cells with such characteristics. Therefore, a large current can be passed as the read current IR to increase the speed. Also.

ワード線の立下りを高速化するためにワード線放電回路
2が備えられているがこの回路による放電電流としても
大電流を流せるため高速化が可能である。なお、ワード
線放電回路としてはどのような形式のものを用いてもよ
いことは言うまでもない(たとえば、 l5SCCDi
grst ’ 76 、 ppl 88−189、同’
79.pp108−109.同#83゜ρp108−1
09) 第3図は本発明のもう1つの実施例で、第1図のトラン
ジスタ33.34のコレクタをグラウンドの代りに上側
ワード線に接続している。この実施例の場合、後述する
ように、設計によっては第1図の実施例よりは面積は多
少大きくなるが、α線入射時に生ずる、いわゆるファン
ネリング効果により第4図の1層24とn+BL層20
上20が短絡した時これらの層間で電流が流れないので
A word line discharge circuit 2 is provided in order to speed up the falling of the word line, and this circuit allows a large current to flow as a discharge current, making it possible to speed up the falling of the word line. It goes without saying that any type of word line discharge circuit may be used (for example, 15SCCDi
grst '76, ppl 88-189, same'
79. pp108-109. #83゜ρp108-1
09) FIG. 3 is another embodiment of the invention in which the collectors of transistors 33, 34 of FIG. 1 are connected to the upper word line instead of to ground. In the case of this embodiment, as will be described later, the area may be somewhat larger than the embodiment shown in FIG. 1 depending on the design, but due to the so-called funneling effect that occurs when α rays are incident, layer 20
Because no current flows between these layers when the top 20 is shorted.

ソフトエラー強度は大きくなる。The soft error strength increases.

第4図は、第1図または第3図の実施例のメモリセルの
断面図である。トランジスタおよびシールド型デバイス
としてはどのようなデバイス構造でもよいが、第4図と
しては第14図と同様に特願昭59−225738.5
9−227730などで触れられている側壁ベース・ト
ランジスタ構造を用いた例を挙げている。この実施例と
従来例(第14図)との違いは、シールド型5BD40
の周りをp十型多結晶シリコン41が取囲んでおり、こ
の多結晶シリコン41がワード線30に接続されている
ことである。すなわち、従来例ではSBDの陰極層(n
型層)24とシールド用のp型層24に逆バイアスまた
はpn接合が導通しない程度の小さな順方向電圧(一般
的に0.4〜0.5v程度)しか加えなかったのに対し
、本発明ではこのpn接合を完全に導通させる。このよ
うな動作をさせると1層24がエミッタ、pJFt23
がベース、n+BLJf[J20がコレクタとして働き
、これらの層でトランジスタ作用が行なわれる。n÷R
L Ji920は、クランプ用トランジスタをエミッタ
ホロワとして動作させる時には電源Vccに接続される
ので第4図の実線のように隣りのメモリセルの同様なn
+B L  と共通にしてよい、しかし、第3図の実施
例のようにn+BL 20とワード線とを接続する場合
には、勿論破線で示すように隣りのメモリセルのn+B
 L  とは分離しなければならない。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the memory cell of the embodiment of FIG. 1 or 3. FIG. Although any device structure may be used for the transistor and shield type device, FIG. 4 is similar to FIG.
An example using the sidewall-based transistor structure mentioned in No. 9-227730 is given. The difference between this embodiment and the conventional example (Fig. 14) is that the shield type 5BD40
is surrounded by p-type polycrystalline silicon 41, and this polycrystalline silicon 41 is connected to word line 30. That is, in the conventional example, the cathode layer (n
In contrast, only a reverse bias or a small forward voltage (generally about 0.4 to 0.5 V) to the extent that the p-n junction is not conductive was applied to the p-type layer 24 and the p-type layer 24 for shielding. Now, this pn junction is made completely conductive. When this operation is performed, the first layer 24 becomes an emitter, pJFt23
is the base, n+BLJf[J20 is the collector, and these layers perform a transistor action. n÷R
Since the L Ji920 is connected to the power supply Vcc when the clamping transistor is operated as an emitter follower, it is connected to the similar n of the adjacent memory cell as shown by the solid line in Figure 4.
However, when connecting n+BL 20 and the word line as in the embodiment shown in FIG.
Must be separated from L.

第5図は、第1図の回路図で表わされるメモリセルを実
際にレイアウトした一実施例である。p型多結晶シリコ
ン41は、第4図に示すように。
FIG. 5 shows an example of an actual layout of the memory cells shown in the circuit diagram of FIG. The p-type polycrystalline silicon 41 is as shown in FIG.

ワード線30に接続されているため、高抵抗26は第1
3図に示すようにコンタクト領域26′を設ける必要な
くワード線と接続できる。そのためメモリセルの面積を
低減できる。また、シールド型SBD下方のH+BL 
(クランプ・トランジスタのコレクタ:第4図の20)
は、メモリセル数個ないし数10個に1ケ所の割合(場
合によっては、メモリセル・アレーの両端のみ)でグラ
ウンド(Vcc)に接続されるが、実際に何個に1個の
割合で接続すべきかは、クランプ・トランジスタに流れ
る電流、n+BL層の比抵抗等により異なる。勿論、グ
ラウンドへの接続点数が少なければそれだけチップ面積
を低減できる。
Since it is connected to the word line 30, the high resistance 26 is connected to the first
As shown in FIG. 3, it is possible to connect to the word line without providing a contact region 26'. Therefore, the area of the memory cell can be reduced. In addition, H+BL below the shield type SBD
(Collector of clamp transistor: 20 in Figure 4)
is connected to ground (Vcc) at one location for every several to several dozen memory cells (in some cases, only at both ends of the memory cell array), but in reality, it is connected at one location for every few memory cells. Whether this should be done depends on the current flowing through the clamp transistor, the specific resistance of the n+BL layer, etc. Of course, the smaller the number of connection points to ground, the more the chip area can be reduced.

第6図は、第3図の回路図のメモリセルのレイアウトの
一実施例である。この実施例においては、シールドSB
D下方のn+BL層(クランプ・トランジスタのコレク
タ:第4図の20)はワード線30に接続されている。
FIG. 6 is an example of the layout of the memory cells in the circuit diagram of FIG. 3. In this example, the shield SB
The n+BL layer below D (collector of the clamp transistor: 20 in FIG. 4) is connected to the word line 30.

ワード線への接続は、第5図の実施例のように数個ない
し数10個ごとにn+B L とワード線間で行なうよ
うにしてもよいが、この実施例ではシリコン領域42(
構造はコレクタ・コンタクトと類似でn十領域となって
いる)を各メモリセルに設けてワード線(この実施例で
はAJ第1層)とn+BL (第4図の20)とを接続
している。
The connection to the word line may be made between n+B L and the word line every few to several dozen words as in the embodiment shown in FIG. 5, but in this embodiment, the silicon region 42 (
The structure is similar to a collector contact and is an n+ region) is provided in each memory cell to connect the word line (in this example, the first layer of AJ) and n+BL (20 in Figure 4). .

第7図は1本発明のもう一つの実施例の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention.

この実施例では、クランプ用トランジスタのベースは、
直列接続された2本の高抵抗の接続点に接続されている
。従って、高抵抗の分割比を適当に選択することにより
クランプレベルを適当に選択することができ、融通性の
ある設計を行なうことが可能となる。
In this example, the base of the clamping transistor is
It is connected to two high resistance connections connected in series. Therefore, by appropriately selecting the high resistance division ratio, the clamp level can be appropriately selected, allowing for flexible design.

第8¥4は、第7図のメモリセルを実際にレイアウトし
た一実施例である。この実施例では、第5図でSBDの
周囲を取囲んでいた多結晶シリコン41を41a、41
bに分割している。従って、第4図の断面図で、多結晶
シリコン(41)はp型頭域24を取囲んではおらず、
領域24の左右の端でのみ領域24と接続されるように
なる。従って、右側の多結晶シリコン(41a)を上側
ワード線30に接続した場合、2層24の抵抗が高抵抗
26と直列に接続される。シールド5BD40がトラン
ジスタとして動作するのは、n十層28(通常のエミツ
タ層)の近傍であるので、2層24による抵抗と多結晶
シリコン26との接続点にクランプ用トランジスタのベ
ースが接続されることになる。抵抗の分割比は、各抵抗
の不純物濃度、形状、厚さ等の各パラメータを適宜選択
することにより所望の値に設計できる。勿論、二本の抵
抗として従来および将来使用されるなどのような構造の
抵抗を用いても構わないことは言うまでもなかろう。
No. 8.4 is an example of an actual layout of the memory cells shown in FIG. 7. In this embodiment, the polycrystalline silicon 41 surrounding the SBD in FIG.
It is divided into b. Therefore, in the cross-sectional view of FIG. 4, the polycrystalline silicon (41) does not surround the p-type head region 24;
It is connected to the area 24 only at the left and right ends of the area 24. Therefore, when the right polycrystalline silicon (41a) is connected to the upper word line 30, the resistance of the second layer 24 is connected in series with the high resistance 26. Since the shield 5BD40 operates as a transistor near the n10 layer 28 (normal emitter layer), the base of the clamping transistor is connected to the connection point between the resistor formed by the two layers 24 and the polycrystalline silicon 26. It turns out. The division ratio of the resistors can be designed to a desired value by appropriately selecting parameters such as impurity concentration, shape, and thickness of each resistor. Of course, it goes without saying that resistors of any conventional or future construction may be used as the two resistors.

第9図は、本発明のもう1つの実施例であり、クランプ
・トランジスタのベースは抵抗の分割点に、コレクタは
上側ワード線に接続されている。
FIG. 9 shows another embodiment of the invention in which the base of the clamp transistor is connected to the dividing point of the resistor and the collector is connected to the upper word line.

この構成により、メモリセル電位の設計の融通性が得ら
れるとともに、ソフトエラーに対する強度も改善できる
This configuration provides flexibility in designing the memory cell potential and improves resistance to soft errors.

第10図は、本発明の更にもう1つの実施例であり、ク
ランプ用トランジスタのエミッタとSBDの直列抵抗と
の接続点としメモリセル・トランジスタのコレクタとの
間に更に抵抗RL/  が入っている。この構成により
、やはりメモリセルの低電位の設計の自由度が増加し融
通性のある設計が可能となる。
FIG. 10 shows yet another embodiment of the present invention, in which a resistor RL/ is further inserted between the emitter of the clamping transistor and the collector of the memory cell transistor as the connection point between the series resistor of the SBD. . With this configuration, the degree of freedom in designing the low potential of the memory cell increases and flexible design becomes possible.

第11図は本発明のもう1つの実施例で、やはり設計の
融通性が得られるとともにソフトエラーに対する強度を
増加できる。
FIG. 11 shows another embodiment of the present invention, which also provides design flexibility and increased resistance to soft errors.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に従えば、SBDによる負荷切換型のメモリセル
において負荷と並列にクランプ用トランジスタを接続す
ることにより、SBDの直列抵抗が大きな場合でも大き
な(数mA以上もの)読出し電流を流し得ることが可能
となり、大容量メモリにおいて非常に大きな高速化の効
果がある。
According to the present invention, by connecting a clamping transistor in parallel with the load in a load switching type memory cell using an SBD, it is possible to flow a large read current (several mA or more) even when the series resistance of the SBD is large. This has the effect of greatly increasing speed in large-capacity memory.

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

第1図は本発明のメモリセルの一実施例の回路図、第2
図(a)は、従来型のメモリセルと本発明のメモリセル
の直流的な特性の違いを示す電圧−電流特性を示す図、
第2図(b)は、本発明のメモリセルを用いてアレーを
構成した図、第3図は、本発明のメモリセルのもう1つ
の実施例を示す図、第4図は、第1図または第3図のメ
モリセルの実施例の断面図、第5図は、第1図または第
3図のメモリセルを実際にレイアラ1−シた平面図、第
6図は、第3図のメモリセルを実際にレイアウトした平
面図、第7図は、本発明のメモリセルのもう一つの実施
例を示す図、第81i2Iは、第7図のメモリセルのレ
イアウトを示す平面図、第9図は、本発明のメモリセル
のもう一つの実施例を示す図、第10図は、本発明の他
の実施例を示す図5第11図は、本発明の他の実施例を
示す図、第12図は、従来から使用されてきた高速化に
適したメモリセルの回路図、第13図は、第12図の従
来型のメモリセルを実際にレイアウトした平面図、第1
4図は、第13図のメモリを、線A−A’ に二 7二I 第 1 図 3暮 ピ“、2ト糸象 冨 3 図 3θ Y ダ 図 41 f”fyオ舌晶シリコン ’St  図 爾 8 図 第 9 図 第 Io  図 %  u  図 纂 12 日
FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of the memory cell of the present invention, and FIG.
Figure (a) is a diagram showing voltage-current characteristics showing the difference in DC characteristics between a conventional memory cell and a memory cell of the present invention;
FIG. 2(b) is a diagram showing an array constructed using the memory cell of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the memory cell of the present invention, and FIG. 4 is a diagram similar to the one shown in FIG. 3, FIG. 5 is a plan view of the memory cell shown in FIG. 1 or 3, and FIG. 6 is a plan view of the memory cell shown in FIG. FIG. 7 is a plan view showing the actual layout of the cell; FIG. 81i2I is a plan view showing the layout of the memory cell of FIG. 7; FIG. , FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. The figure is a circuit diagram of a memory cell suitable for high speed that has been used conventionally.
4 shows the memory in FIG. 13 along the line A-A'. Figure 8 Figure 9 Figure Io Figure % u Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、コレクタとベースとを互いに交差接続した少なくと
も2個のトランジスタと、前記トランジスタのコレクタ
とワード線との間に接続された低順方向電圧特性を有す
るダイオードと第1の抵抗との直列回路から成る第1の
負荷回路と、前記トランジスタはコレクタと前記ワード
線との間に接続された第2の抵抗から成る第2の負荷抵
抗とを有するメモリセルにおいて、 更に、コレクタが電源または前記ワード線に接続され、
ベースが前記ワード線または前記第2の抵抗の途中の点
に接続され、エミッタが前記トランジスタのコレクタま
たは前記第1の抵抗の途中の点に接続されたクランプ用
トランジスタを有することを特徴とする半導体メモリ。 2、特許請求の範囲第1項において、前記クランプ用ト
ランジスタが、ショットキーバリアダイオードの陰極の
n型シリコン層をエミッタ層とするトランジスタである
ことを特徴とする半導体メモリ。
[Claims] 1. At least two transistors whose collectors and bases are cross-connected to each other, a diode having low forward voltage characteristics connected between the collectors of the transistors and a word line, and a first A memory cell having a first load circuit comprising a series circuit with a resistor, and a second load resistor comprising a second resistor in which the transistor is connected between the collector and the word line, further comprising: is connected to the power supply or the word line,
A semiconductor comprising a clamping transistor whose base is connected to the word line or a point halfway through the second resistor and whose emitter is connected to the collector of the transistor or a point halfway through the first resistor. memory. 2. The semiconductor memory according to claim 1, wherein the clamping transistor is a transistor whose emitter layer is an n-type silicon layer of a cathode of a Schottky barrier diode.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5527763A (en) * 1991-12-24 1996-06-18 Kumiai Chemical Industry Co., Ltd. Pyrimidine or triazine derivatives and herbicides

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5527763A (en) * 1991-12-24 1996-06-18 Kumiai Chemical Industry Co., Ltd. Pyrimidine or triazine derivatives and herbicides

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