JPS6271266A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
- Publication number
- JPS6271266A JPS6271266A JP60210027A JP21002785A JPS6271266A JP S6271266 A JPS6271266 A JP S6271266A JP 60210027 A JP60210027 A JP 60210027A JP 21002785 A JP21002785 A JP 21002785A JP S6271266 A JPS6271266 A JP S6271266A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- semiconductor region
- memory cell
- capacitor
- semiconductor
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B10/00—Static random access memory [SRAM] devices
- H10B10/10—SRAM devices comprising bipolar components
Landscapes
- Static Random-Access Memory (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (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】
[技術分野]
この発明は、半導体集積回路技術に関し、例えばバイポ
ーラ型スタティックRAMにおけるメモリセルの構成に
利用して有効な技術に関する。
ーラ型スタティックRAMにおけるメモリセルの構成に
利用して有効な技術に関する。
[背景技術]
バイポーラ・トランジスタからなるスタティッりRAM
(ランダム・アクセス・メモリ))におけるメモリセ
ルの構成として、例えば第6図や第7図に示すようなエ
ミッタ結合形のメモリセルがある(特願昭58−151
551号、特開昭58−222488号)。
(ランダム・アクセス・メモリ))におけるメモリセ
ルの構成として、例えば第6図や第7図に示すようなエ
ミッタ結合形のメモリセルがある(特願昭58−151
551号、特開昭58−222488号)。
このうち第6図に示すメモリセルは、負荷抵抗R1,R
2と並列にショットキ・バリア・ダイオード5BD1,
5BD2が接続されているため、順方向抵抗の小さなシ
ョットキ・バリア・ダイオードによって読み出し電流の
バイパス経路が形成される。そのため、読み出し電流を
大きくすることができ、これによって高速読出しが可能
である。
2と並列にショットキ・バリア・ダイオード5BD1,
5BD2が接続されているため、順方向抵抗の小さなシ
ョットキ・バリア・ダイオードによって読み出し電流の
バイパス経路が形成される。そのため、読み出し電流を
大きくすることができ、これによって高速読出しが可能
である。
しかしながら、ショットキ・バリア・ダイオードによっ
てセル面積が増大されてしまう。また、メモリセルの振
幅すなわちメモリセル内のノードn1+nzの電位Vc
oとVc、との差が、負荷抵抗R,,R,によって決定
されてしまい、電流を減少させて行くとVclとVc、
の電位差がどんどん小さくなって、メモリセルの動作マ
ージンが減少する。そのため、第6図のタイプのメモリ
セルでは。
てセル面積が増大されてしまう。また、メモリセルの振
幅すなわちメモリセル内のノードn1+nzの電位Vc
oとVc、との差が、負荷抵抗R,,R,によって決定
されてしまい、電流を減少させて行くとVclとVc、
の電位差がどんどん小さくなって、メモリセルの動作マ
ージンが減少する。そのため、第6図のタイプのメモリ
セルでは。
スタンバイ時に10μ八程度の保持電流Istを流して
セルマージンを確保する必要がある。
セルマージンを確保する必要がある。
これに対し、PNPトランジスタを負荷素子として用い
た第7図のメモリセル(以下PNP負荷型メモリセルと
称する)は、比較的素子寸法の大きなショットキ・バリ
ア・ダイオードを使用しない、また、セルの構造がI”
L (インチグレイテッド・インジェクション・ロジッ
ク)と同じ構造になっているので、素子分離領域が不用
である。
た第7図のメモリセル(以下PNP負荷型メモリセルと
称する)は、比較的素子寸法の大きなショットキ・バリ
ア・ダイオードを使用しない、また、セルの構造がI”
L (インチグレイテッド・インジェクション・ロジッ
ク)と同じ構造になっているので、素子分離領域が不用
である。
そのため、PNP負荷型のメモリセルは第6図のメモリ
セルに比べてセル面積が3分の1程度になり高集積大容
量化が可能である。
セルに比べてセル面積が3分の1程度になり高集積大容
量化が可能である。
しかも、セル内の電位Vc0がPNP負荷トランジスタ
のベース・エミッタ間電圧V 11 Eとコレクタ・エ
ミッタ間飽和VcE(SAT)によって決まる。そのた
め、電流を小さくして行っても保持電圧すなわちセルの
動作マージンを確保することができる。従って、保持電
流が第6図のメモリセルの10分の1程度(2〜3μA
)で済み、回路全体の消費電流が非常に少ないという利
点がある。
のベース・エミッタ間電圧V 11 Eとコレクタ・エ
ミッタ間飽和VcE(SAT)によって決まる。そのた
め、電流を小さくして行っても保持電圧すなわちセルの
動作マージンを確保することができる。従って、保持電
流が第6図のメモリセルの10分の1程度(2〜3μA
)で済み、回路全体の消費電流が非常に少ないという利
点がある。
しかしながら、@7図のメモリセルを用いたスタティッ
クRAMは、任意のメモリセルが非選択状態から選択状
態に移る過渡時に、高電位側のノードの電位Vc、の応
答が低電位側のノードの電位vc0の応答に比べて遅く
、一時的にVc、とVcoの差が小さくなり、動作マー
ジンが確保できなくなることが明らかになった。
クRAMは、任意のメモリセルが非選択状態から選択状
態に移る過渡時に、高電位側のノードの電位Vc、の応
答が低電位側のノードの電位vc0の応答に比べて遅く
、一時的にVc、とVcoの差が小さくなり、動作マー
ジンが確保できなくなることが明らかになった。
[発明の目的]
この発明の目的は、PNP負荷型メモリセルにおける動
作マージンを拡大することにある。
作マージンを拡大することにある。
この発明の他の目的は、プロセスを変更することなく動
作マージンの大きなPNP負荷型メモリセルを構成でき
るようなメモリセルの構造を提供することにある。
作マージンの大きなPNP負荷型メモリセルを構成でき
るようなメモリセルの構造を提供することにある。
この発明の更に他の目的は、占有面積を増大させること
なく、動作マージンの大きなPNP負荷型メモリセルを
構成できるようなレイアウト方式を提供することにある
。
なく、動作マージンの大きなPNP負荷型メモリセルを
構成できるようなレイアウト方式を提供することにある
。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
[発明の概要]
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。
を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、PNP負荷型メモリセルの駆動トランジスタ
のベース・コレクタ間にスピードアップコンデンサを接
続するとともに、ベース領域となるP+型半導体領域の
表面に、エミッタ領域となるN+型半導体領域の形成と
同時にN+型半導体領域を形成し、このN1型半導体領
域とP+型ベース領域間の接合容量をスピードアップコ
ンデンサとすることによって、新たな工程を不可するこ
となくコンデンサを形成し、動作マージンの大きなPN
P負荷型メモリセルを構成できるようにする。また、ス
ピードアップコンデンサとなる接合容量を構成するNゝ
型半導体領域を、コレクタ引上げ口に隣接させ、かつデ
ータ線となるアルミニウム配線層下に形成することによ
って、コンデンサを接続するための配線を不要とし、ま
た素子空白領域となる部分を利用して容量を形成できる
ようにして、占有面積を増大させることなく、動作マー
ジンの大きなPNP負荷型メモリセルを構成できるよう
にするという上記目的を達成するものである。
のベース・コレクタ間にスピードアップコンデンサを接
続するとともに、ベース領域となるP+型半導体領域の
表面に、エミッタ領域となるN+型半導体領域の形成と
同時にN+型半導体領域を形成し、このN1型半導体領
域とP+型ベース領域間の接合容量をスピードアップコ
ンデンサとすることによって、新たな工程を不可するこ
となくコンデンサを形成し、動作マージンの大きなPN
P負荷型メモリセルを構成できるようにする。また、ス
ピードアップコンデンサとなる接合容量を構成するNゝ
型半導体領域を、コレクタ引上げ口に隣接させ、かつデ
ータ線となるアルミニウム配線層下に形成することによ
って、コンデンサを接続するための配線を不要とし、ま
た素子空白領域となる部分を利用して容量を形成できる
ようにして、占有面積を増大させることなく、動作マー
ジンの大きなPNP負荷型メモリセルを構成できるよう
にするという上記目的を達成するものである。
[実施例]
第1図には、本発明に係るPNP負荷型メモリセルの一
実施例が示されている。
実施例が示されている。
この実施例では、NPN駆動トランジスタQ3PQ、の
ベース・コレクタ間に、それぞれスピードアップコンデ
ンサC1,CZが接続されている。スピードアップコン
デンサC0,C,が接続されたことにより、ノードn□
とn1間のインピーダンスが低減され、ワード線電位V
xが非選択レベルから選択レベルに変化されたとき、オ
ン状態にされているPNP負荷トランジスタQ工(Q、
)のエミッタ・ベース間接合を通して速やかに上昇され
るノードnx(nz)の電位Vc、の変化が、コンデン
サC,<CZ> を介してノードn1(ni)に伝わり
、Vc、が高速で応答するようになる。
ベース・コレクタ間に、それぞれスピードアップコンデ
ンサC1,CZが接続されている。スピードアップコン
デンサC0,C,が接続されたことにより、ノードn□
とn1間のインピーダンスが低減され、ワード線電位V
xが非選択レベルから選択レベルに変化されたとき、オ
ン状態にされているPNP負荷トランジスタQ工(Q、
)のエミッタ・ベース間接合を通して速やかに上昇され
るノードnx(nz)の電位Vc、の変化が、コンデン
サC,<CZ> を介してノードn1(ni)に伝わり
、Vc、が高速で応答するようになる。
ぞの結果、スピードアップコンデンサC,,C。
を有しない従来タイプのメモリセル(第6図)では、第
2図に破線Aで示すようにワード線立上り時に5立上り
の遅かった高電位側のノードの電位vc、が、同図に実
線で示すごとく速やかに立ち上がる。これによって、ワ
ード線立上り時に低下していたメモリセルの動作マージ
ンが充分に確保されるようになる。
2図に破線Aで示すようにワード線立上り時に5立上り
の遅かった高電位側のノードの電位vc、が、同図に実
線で示すごとく速やかに立ち上がる。これによって、ワ
ード線立上り時に低下していたメモリセルの動作マージ
ンが充分に確保されるようになる。
なお、ワード線立上り時に最も接近するノードn1とn
ゆの電位Vc、とvcIlとの電位差(最小セルマージ
ン)VMCのコンデンサC□、C2に対する依存性を、
シミュレーションによって検討したところ第3図に示す
ような結果が得られた。同図において、鎖線Bはトレン
チアイソレーションを適用しない場合つまりNP’Nト
ランジスタの寄生容量CT Cが大きい場合における過
渡時の最小セルマージンのレベルを示す。
ゆの電位Vc、とvcIlとの電位差(最小セルマージ
ン)VMCのコンデンサC□、C2に対する依存性を、
シミュレーションによって検討したところ第3図に示す
ような結果が得られた。同図において、鎖線Bはトレン
チアイソレーションを適用しない場合つまりNP’Nト
ランジスタの寄生容量CT Cが大きい場合における過
渡時の最小セルマージンのレベルを示す。
従って5本発明に係るPNP負荷型メモリセルに、抵抗
切換え型メモリセルの最小セルマージンよりも大きなマ
ージンを持たせるには、コンデンサC,,C,の容量を
およそ0.04pF以上とすればよいことが明らかにな
った。
切換え型メモリセルの最小セルマージンよりも大きなマ
ージンを持たせるには、コンデンサC,,C,の容量を
およそ0.04pF以上とすればよいことが明らかにな
った。
第4図には、本発明に係るPNP負荷型メモリセルのセ
ル構造の一実施例を示す、ただし、図には回路的に対称
なメモリセルの片側のトランジスタQ□とQ、 (もし
くはQ8とQ、)のみが示されている0反対側のトラン
ジスタQ2とQ4も同様の構造にされ、駆動トランジス
タQ2とQ、のベース・コレクタ間が、アルミ配線によ
って交差結合されることによりフリップフロップ回路型
メモリセルが構成される。
ル構造の一実施例を示す、ただし、図には回路的に対称
なメモリセルの片側のトランジスタQ□とQ、 (もし
くはQ8とQ、)のみが示されている0反対側のトラン
ジスタQ2とQ4も同様の構造にされ、駆動トランジス
タQ2とQ、のベース・コレクタ間が、アルミ配線によ
って交差結合されることによりフリップフロップ回路型
メモリセルが構成される。
P型車結晶シリコンのような一個の半導体基板1上には
、部分的にN4″型埋込層2が形成されている。このN
+型埋込層2は、半導体基板1の表面に酸化膜を形成し
てから、この酸化膜の適当な位置に埋込拡散用のパター
ンの穴をあけ、この酸化膜をマスクとしてひ素もしくは
アンチモン等のN型不純物を熱拡散させることによって
形成される。
、部分的にN4″型埋込層2が形成されている。このN
+型埋込層2は、半導体基板1の表面に酸化膜を形成し
てから、この酸化膜の適当な位置に埋込拡散用のパター
ンの穴をあけ、この酸化膜をマスクとしてひ素もしくは
アンチモン等のN型不純物を熱拡散させることによって
形成される。
そして、N+型埋込層2の上には、気相成長法によりN
+型エピタキシャル層3が形成されている。このN−型
エピタキシャル層3および上記N1型埋込層2を貫通す
るように形成されたトレンチアイソレーション領域4に
よって分離された素子形成領域11が設けられている。
+型エピタキシャル層3が形成されている。このN−型
エピタキシャル層3および上記N1型埋込層2を貫通す
るように形成されたトレンチアイソレーション領域4に
よって分離された素子形成領域11が設けられている。
この素子形成領域11の一部には、N−型エピタキシャ
ル層3を貫通して上記N+型埋込層2に達するようにコ
レクタ引き上げ口となるN+型半導体領域5がイオン打
ち込み法等により形成されている。トレンチアイソレー
ション領域4は異方性ドライエツチングにより基板表面
に比較的深い溝を形成し、その溝の内側に絶縁膜4aを
形成してポリシリコン4bを充填してから表面に絶縁膜
4cの蓋をすることにより形成される。
ル層3を貫通して上記N+型埋込層2に達するようにコ
レクタ引き上げ口となるN+型半導体領域5がイオン打
ち込み法等により形成されている。トレンチアイソレー
ション領域4は異方性ドライエツチングにより基板表面
に比較的深い溝を形成し、その溝の内側に絶縁膜4aを
形成してポリシリコン4bを充填してから表面に絶縁膜
4cの蓋をすることにより形成される。
また、上記素子形成領域11のエピタキシャル層3の主
面上には、基板表面の絶縁III(酸化シリコン膜6a
および窒化シリコン膜6b)をマスクとして、イオン打
ち込み等によりボロンのようなP型不純物を導入してN
PN駆動トランジスタQ、(Q、)のベース領域となる
P+型半導体領域7aが形成されている。このP+半導
体領域7aに隣接して、エピタキシャル層3の主面には
、PNP負荷トランジスタQ工(Q2)のエミッタ領域
となるP+型半導体領域7bが形成されている。これに
よって、P+型半導体領域7a、7bをエミッタおよび
コレクタ領域とし、かつN+型埋込層2をベース領域と
して横方向に動作するPNP負荷トランジスタが構成さ
れる。上記P+型半導体領域7aと7bとは、同一の工
程で形成することができる。
面上には、基板表面の絶縁III(酸化シリコン膜6a
および窒化シリコン膜6b)をマスクとして、イオン打
ち込み等によりボロンのようなP型不純物を導入してN
PN駆動トランジスタQ、(Q、)のベース領域となる
P+型半導体領域7aが形成されている。このP+半導
体領域7aに隣接して、エピタキシャル層3の主面には
、PNP負荷トランジスタQ工(Q2)のエミッタ領域
となるP+型半導体領域7bが形成されている。これに
よって、P+型半導体領域7a、7bをエミッタおよび
コレクタ領域とし、かつN+型埋込層2をベース領域と
して横方向に動作するPNP負荷トランジスタが構成さ
れる。上記P+型半導体領域7aと7bとは、同一の工
程で形成することができる。
さらに、上記P1型型半体領域7aの表面には、エミッ
タ領域となる一対のN+型半導体領域8aと8bが形成
されている。これによって、縦方向に動作するマルチエ
ミッタ構造のNPN駆動トランジスタQ、(Q、)が構
成される。エピタキシャル層3の表面に形成された絶縁
膜(酸化シリコン膜)6aには、上記エミッタ領域8a
、8bに対応して開口部10a、10bが形成され、こ
の開口部の内側にポリシリコン電極9a、9bが形成さ
れている。
タ領域となる一対のN+型半導体領域8aと8bが形成
されている。これによって、縦方向に動作するマルチエ
ミッタ構造のNPN駆動トランジスタQ、(Q、)が構
成される。エピタキシャル層3の表面に形成された絶縁
膜(酸化シリコン膜)6aには、上記エミッタ領域8a
、8bに対応して開口部10a、10bが形成され、こ
の開口部の内側にポリシリコン電極9a、9bが形成さ
れている。
上記エミッタ領域8a、8bは、このポリシリコン電極
9a、9bからの不純物拡散によって形成される。エミ
ッタとなるN+型半導体領域8a。
9a、9bからの不純物拡散によって形成される。エミ
ッタとなるN+型半導体領域8a。
8b間のP+型半導体領域7aの表面の酸化シリコン膜
6aにはベース電極を接触させるためのコンタクト穴1
0cが、また、P+型半導体領域7bの表面の絶縁膜6
a、6bにはコンタクト穴10dがそれぞれ形成されて
いる。
6aにはベース電極を接触させるためのコンタクト穴1
0cが、また、P+型半導体領域7bの表面の絶縁膜6
a、6bにはコンタクト穴10dがそれぞれ形成されて
いる。
さらに、この実施例では、NPNトランジスタのベース
領域たるP+型半導体領域7aの表面の一部(図では左
側)に、コレクタ引上げ口としてのN+型半導体領域5
と連続するように、比較的浅いN+型半導体領域8cが
形成されている。これによって、NPN駆動トランジス
タQ、(Q、)のベース・コレクタ間に、N+型半導体
領域8cおよび5とP+型半導体領域7aとの境界に生
ずる接合容量が接続されることになる。
領域たるP+型半導体領域7aの表面の一部(図では左
側)に、コレクタ引上げ口としてのN+型半導体領域5
と連続するように、比較的浅いN+型半導体領域8cが
形成されている。これによって、NPN駆動トランジス
タQ、(Q、)のベース・コレクタ間に、N+型半導体
領域8cおよび5とP+型半導体領域7aとの境界に生
ずる接合容量が接続されることになる。
つまり、この実施例では、N+型半導体領域8Cおよび
5とP+型半導体領域7aとの境界に生ずる接合容量を
、第1図におけるスピードアップコンデンサC,,C2
として利用するものである。
5とP+型半導体領域7aとの境界に生ずる接合容量を
、第1図におけるスピードアップコンデンサC,,C2
として利用するものである。
このように接合容量をスピードアップコンデンサC1,
C2として利用したことにより、半導体基板上に絶縁膜
を介して電極層を形成して構成されろ一般的なキャパシ
タをスピードアップコンデンサとする場合に比べて、配
線設計が容易になる。
C2として利用したことにより、半導体基板上に絶縁膜
を介して電極層を形成して構成されろ一般的なキャパシ
タをスピードアップコンデンサとする場合に比べて、配
線設計が容易になる。
つまり、実施例のような構成をとることにより。
コンデンサC,(Cm)の両端子と駆動トランジスタQ
、 (Q、)のベース端子およびコレクタ端子との間を
接続するアルミ配線が不要となる。これによって、配線
設計が容易になるとともに、占有面積も小さくて済むよ
うになる。
、 (Q、)のベース端子およびコレクタ端子との間を
接続するアルミ配線が不要となる。これによって、配線
設計が容易になるとともに、占有面積も小さくて済むよ
うになる。
しかも、この実施例では、上記N+型半導体領域8cと
なる部分の表面にポリシリコン層9cが形成されており
、このN+型半導体領域8cは、エミッタ領域(8a、
8b)と同様に、N+型半導体領域9Cからの不純物拡
散によって形成されるようになっている。これによって
、スピードアップコンデンサを形成する工程を新たに設
けることなく、第1図に示すようなメモリセルを形成す
ることができる。
なる部分の表面にポリシリコン層9cが形成されており
、このN+型半導体領域8cは、エミッタ領域(8a、
8b)と同様に、N+型半導体領域9Cからの不純物拡
散によって形成されるようになっている。これによって
、スピードアップコンデンサを形成する工程を新たに設
けることなく、第1図に示すようなメモリセルを形成す
ることができる。
特に、C1,C2は比較的大きな容量(0,04pF以
上)を必要とするので、基板上に絶縁膜を介して電極層
を形成してなるキャパシタを利用する場合には、第1図
の酸化シリコン膜6aよりも薄い絶縁膜が必要となる。
上)を必要とするので、基板上に絶縁膜を介して電極層
を形成してなるキャパシタを利用する場合には、第1図
の酸化シリコン膜6aよりも薄い絶縁膜が必要となる。
しかしながら、現在のバイポーラ型RAMのプロセスで
は、そのような薄い絶縁膜を形成する工程がない、従っ
て、絶縁膜を介して電極層を形成してなるキャパシタを
スピードアップコンデンサとして利用する場合には、新
たに誘電体となる絶縁膜の形成工程を追加する必要があ
る。この点からも、上記実施例のごとく接合容量を利用
する方式の方が有利である。
は、そのような薄い絶縁膜を形成する工程がない、従っ
て、絶縁膜を介して電極層を形成してなるキャパシタを
スピードアップコンデンサとして利用する場合には、新
たに誘電体となる絶縁膜の形成工程を追加する必要があ
る。この点からも、上記実施例のごとく接合容量を利用
する方式の方が有利である。
なお、第4図の構造において、ポリシリコン電極9a、
9bの上から上記絶縁膜6a、6bの上にかけては、C
VD法等による酸化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜
のような眉間絶縁膜が形成される。そして、この層間絶
縁膜には上記ポリシリコン電極9a、9bとN+型半導
体領域5およびP+型半導体領域7a、7cに対応して
開口部が形成され、この開口部の内側に一層目のアルミ
ニウム層からなる配線(ワード線およびスタンバイ線)
が形成される。
9bの上から上記絶縁膜6a、6bの上にかけては、C
VD法等による酸化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜
のような眉間絶縁膜が形成される。そして、この層間絶
縁膜には上記ポリシリコン電極9a、9bとN+型半導
体領域5およびP+型半導体領域7a、7cに対応して
開口部が形成され、この開口部の内側に一層目のアルミ
ニウム層からなる配線(ワード線およびスタンバイ線)
が形成される。
次に、上記のごとく接合容量を利用したスピードアップ
コンデンサを有するメモリセルのレイアウトの一例につ
いて第5図を用いて説明する。
コンデンサを有するメモリセルのレイアウトの一例につ
いて第5図を用いて説明する。
第5図において、符号DQよ、DQ、で示されているの
は、NPN駆動トランジスタQ、、Q、の形成領域で、
トレンチアイソレーション領域4で囲まれた素子形成領
域(エピタキシャル層)の中央に、破線で示すようにベ
ース領域B、(B2)たるP+型半導体領域7aが形成
されている。10cはベースコンタクト穴である。この
P+型半導体領域7a内に実線で示すごとく一対のエミ
ッタ領域E 1z 、E 1z (E t 1− E
−z )たるN+型半導体領域8a、8bが形成されて
いる。
は、NPN駆動トランジスタQ、、Q、の形成領域で、
トレンチアイソレーション領域4で囲まれた素子形成領
域(エピタキシャル層)の中央に、破線で示すようにベ
ース領域B、(B2)たるP+型半導体領域7aが形成
されている。10cはベースコンタクト穴である。この
P+型半導体領域7a内に実線で示すごとく一対のエミ
ッタ領域E 1z 、E 1z (E t 1− E
−z )たるN+型半導体領域8a、8bが形成されて
いる。
そして、このトランジスタ形成領域DQよ、(DQ、)
の一部すなわちコレクタ引上げ口CN、(CN y=
)たるN+型半導体領域5と上記エミッタ領域E11(
E−□)たるN+型半導体領域8aとの間にスピードア
ップコンデンサC1(C,)を構成する接合容量の一方
の半導体領域たるN+型半導体領域8cが形成されてい
る。また、このN+型半導体領域8cとコレクタ引上げ
口(5)を広く覆うように、ポリシリコン層9cが形成
されている。
の一部すなわちコレクタ引上げ口CN、(CN y=
)たるN+型半導体領域5と上記エミッタ領域E11(
E−□)たるN+型半導体領域8aとの間にスピードア
ップコンデンサC1(C,)を構成する接合容量の一方
の半導体領域たるN+型半導体領域8cが形成されてい
る。また、このN+型半導体領域8cとコレクタ引上げ
口(5)を広く覆うように、ポリシリコン層9cが形成
されている。
このポリシリコン層9GはコンタクトホールCNT、(
CNT、)にて一層目のアルミニウム屑入〇、1cAQ
t□)に接触され、このアルミニウム層AQ1□(AI
21゜)の他端は反対側の駆動トランジスタQ、(Q、
)のベースコンタクト穴10cにてペース領域Bz(B
t)に接触され・ている。このようにして、アルミニウ
ム層A Qll # AL2によって。
CNT、)にて一層目のアルミニウム屑入〇、1cAQ
t□)に接触され、このアルミニウム層AQ1□(AI
21゜)の他端は反対側の駆動トランジスタQ、(Q、
)のベースコンタクト穴10cにてペース領域Bz(B
t)に接触され・ている。このようにして、アルミニウ
ム層A Qll # AL2によって。
トランジスタロ工、Q2のベース・コレクタ間の交差結
合が行われている。
合が行われている。
また、駆動トランジスタQ、、Q、の一方のエミッタ領
域E工0.E2□たるN+型半導体領域8aは、その表
面のポリシリコン電極9aが連続するように形成され、
このポリシリコン電極9aは、コンタクトホールCNT
、にて一層目のアルミニウム層AQユ、に接続され、こ
のアルミニウム層AQ、。
域E工0.E2□たるN+型半導体領域8aは、その表
面のポリシリコン電極9aが連続するように形成され、
このポリシリコン電極9aは、コンタクトホールCNT
、にて一層目のアルミニウム層AQユ、に接続され、こ
のアルミニウム層AQ、。
はスルーホールTHユにてこれと直交する方向(図では
左右方向)に配設された一層目のアルミニウム層AQ、
□からなるスタンバイ線ISTに接続されている。
左右方向)に配設された一層目のアルミニウム層AQ、
□からなるスタンバイ線ISTに接続されている。
一方、駆動トランジスタQ、、Q、の他方のエミッタ領
域E1□tEzzたるN+型半導体領域8bは、スタン
バイ線ISTと直交する方向(図では上下方向)に沿っ
て配設された一層目のアルミニウムN AQz4− A
Qxsからなるデータ線り、Dに、コンタクト穴10b
にて接触されている。
域E1□tEzzたるN+型半導体領域8bは、スタン
バイ線ISTと直交する方向(図では上下方向)に沿っ
て配設された一層目のアルミニウムN AQz4− A
Qxsからなるデータ線り、Dに、コンタクト穴10b
にて接触されている。
さらに、PNP負荷トランジスタQ工、Q2のエミッタ
領域E 3L= (E 3x )たるP1型型半体領
域7bは、コンタクト穴10dにて一層目のアルミニウ
ム層Afl、、に接触され、このアルミニウム層AQ、
、はスルーホールTH,にて二層目のアルミニウム層A
aoからなるワード線Wに接続されている。なお、アル
ミニウム層AM、、は隣接するメモリセルの反対側の負
荷トランジスタのエミッタ電極と連続するように形成さ
れている。これによって、負荷トランジスタQ、、 Q
、のエミッタ電極は、隣接するメモリセル同士で一つの
スルーホール(この場合TH,)にてワード線Wに接続
される。
領域E 3L= (E 3x )たるP1型型半体領
域7bは、コンタクト穴10dにて一層目のアルミニウ
ム層Afl、、に接触され、このアルミニウム層AQ、
、はスルーホールTH,にて二層目のアルミニウム層A
aoからなるワード線Wに接続されている。なお、アル
ミニウム層AM、、は隣接するメモリセルの反対側の負
荷トランジスタのエミッタ電極と連続するように形成さ
れている。これによって、負荷トランジスタQ、、 Q
、のエミッタ電極は、隣接するメモリセル同士で一つの
スルーホール(この場合TH,)にてワード線Wに接続
される。
なお、第5図に示すようなレイアウトに従っては配設さ
れたメモリセルが複数個互いに隣接する左右のメモリセ
ルと噛み合うような形で密接して配設されることにより
、ワード線の方向に沿ったメモリ行が構成される。また
、このようなメモリ行が上下方向に複数行配設されるこ
とにより、マトリクス状のメモリアレイが構成される5
このように上記実施例では、データ、i!D、Dたるア
ルミニウム層AΩ14.AQ□、の下方にコンデセンサ
C0,C,を構成するN1型半導体領域8cを形成して
いるので、メモリセルの占有面積はほとんど増加されな
い。つまり、トレンチアイソレーションによる素子分離
技術を用いた場合、メモリセルの面積は現在のところア
ルミニウム配線の幅および配線ピッチによって決まる。
れたメモリセルが複数個互いに隣接する左右のメモリセ
ルと噛み合うような形で密接して配設されることにより
、ワード線の方向に沿ったメモリ行が構成される。また
、このようなメモリ行が上下方向に複数行配設されるこ
とにより、マトリクス状のメモリアレイが構成される5
このように上記実施例では、データ、i!D、Dたるア
ルミニウム層AΩ14.AQ□、の下方にコンデセンサ
C0,C,を構成するN1型半導体領域8cを形成して
いるので、メモリセルの占有面積はほとんど増加されな
い。つまり、トレンチアイソレーションによる素子分離
技術を用いた場合、メモリセルの面積は現在のところア
ルミニウム配線の幅および配線ピッチによって決まる。
上記のようにトレンチアイソレーション領域4で分離さ
れた領域に各素子を形成するようにしたメモリセルでは
、素子自身を小さくして高速化を図ってもメモリセルの
面積はそれほど小さくならず素子のない空白領域が生ず
る。そこで、上記実施例では、そのような空白領域をデ
ータ線下に持って来て、そこにスピードアップコンデン
サを形成している。
れた領域に各素子を形成するようにしたメモリセルでは
、素子自身を小さくして高速化を図ってもメモリセルの
面積はそれほど小さくならず素子のない空白領域が生ず
る。そこで、上記実施例では、そのような空白領域をデ
ータ線下に持って来て、そこにスピードアップコンデン
サを形成している。
その結果、メモリセルの占有面積を増大させずに、セル
の動作マージンを拡大することができるようになった。
の動作マージンを拡大することができるようになった。
[効果コ
(1)PNP負荷型メモリセルの駆動トランジスタのベ
ース・コレクタ間にスピードアップコンデンサを接続す
るとともに、ベース領域となるP+型半導体領域の表面
に、エミッタ領域となるN+型半導体領域の形成と同時
にN+型半導体領域を形成し、このN+型半導体領域と
P”型ベース領域間の接合容量をスピードアップコンデ
ンサとしたので、新たな工程を不可することなくコンデ
ンサを形成できるという作用により、プロセスを変更す
ることなく動作マージンの大きなPNP負荷型メモリセ
ルを構成できるという効果がある。
ース・コレクタ間にスピードアップコンデンサを接続す
るとともに、ベース領域となるP+型半導体領域の表面
に、エミッタ領域となるN+型半導体領域の形成と同時
にN+型半導体領域を形成し、このN+型半導体領域と
P”型ベース領域間の接合容量をスピードアップコンデ
ンサとしたので、新たな工程を不可することなくコンデ
ンサを形成できるという作用により、プロセスを変更す
ることなく動作マージンの大きなPNP負荷型メモリセ
ルを構成できるという効果がある。
(2)PNP負荷型メモリセルの駆動トランジスタのベ
ース・コレクタ間にスピードアップコンデンサを接続す
るとともに、ベース領域となるP+型半導体領域の表面
に、エミッタ領域となるN+型半導体領域の形成と同時
にN1型半導体領域を形成し、このN+型半導体領域と
P+型ベース領域間の接合容量をスピードアップコンデ
ンサとし、かつスピードアップコンデンサとなる接合容
量を構成するN+型半導体領域を、コレクタ引上げ口に
隣接させ、データ線となるアルミニウム配線層下に形成
したので、コンデンサを接続するための配線が不要とな
り、また素子空白領域となる部分を利用して容量を形成
できるという作用により、占有面積を増大させることな
く、動作マージンの大きなPNP負荷負荷型メモリ用セ
ル成できるという効果がある。
ース・コレクタ間にスピードアップコンデンサを接続す
るとともに、ベース領域となるP+型半導体領域の表面
に、エミッタ領域となるN+型半導体領域の形成と同時
にN1型半導体領域を形成し、このN+型半導体領域と
P+型ベース領域間の接合容量をスピードアップコンデ
ンサとし、かつスピードアップコンデンサとなる接合容
量を構成するN+型半導体領域を、コレクタ引上げ口に
隣接させ、データ線となるアルミニウム配線層下に形成
したので、コンデンサを接続するための配線が不要とな
り、また素子空白領域となる部分を利用して容量を形成
できるという作用により、占有面積を増大させることな
く、動作マージンの大きなPNP負荷負荷型メモリ用セ
ル成できるという効果がある。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが1本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、上記実施例では
スピードアップコンデンサとし・て接合容量を利用して
いるが、接合容量の代わりに、半導体基板の表面に絶縁
膜を介して導電層を形成してなるキャパシタを利用して
もよい、また、素子分離はトレンチアイソレーションに
よらず、選択酸化膜を用いた酸化膜分離であってもよい
。
体的に説明したが1本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、上記実施例では
スピードアップコンデンサとし・て接合容量を利用して
いるが、接合容量の代わりに、半導体基板の表面に絶縁
膜を介して導電層を形成してなるキャパシタを利用して
もよい、また、素子分離はトレンチアイソレーションに
よらず、選択酸化膜を用いた酸化膜分離であってもよい
。
[利用分野]
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるPNP負荷型メモリ
セルからなるスタテックRAMに適用したものについて
説明したが、この発明はそわに限定されず、コンデンサ
を有するバイポーラ集積回路一般に利用することができ
る。
をその背景となった利用分野であるPNP負荷型メモリ
セルからなるスタテックRAMに適用したものについて
説明したが、この発明はそわに限定されず、コンデンサ
を有するバイポーラ集積回路一般に利用することができ
る。
第1図は、本発明に係るPNP負荷メモリセルの構成の
一実施例を示す回路図。 第2図は、本発明に係るメモリセルの応答特性を示す説
明図、 第3図は、本発明に係るPNP負荷型メモリセルにおけ
る動作マージンのスピードアップコンデンサの容量依存
性を示す説明図、 第4図は、本発明に係るPNP負荷型メモリセルの構造
の一例を示すもので、第5図における■−■線に沿った
断面図、 第5図は、本発明に係るメモリセルのレイアウトの一例
を示す平面図。 第6図および第7図は、従来のエミッタ結合型メモリセ
ルおよびPNP負荷型メモリセルの構成例を示す回路図
である。 1・・・・半導体基板、2・・・・N+型埋込層、4・
・・・トレンチアイソレーション領域、5・・・・コレ
クタ引き上げ口、7a・・・・NPNトランジスタのベ
ース領域差PNPトランジスタのコレクタ領域、7b・
・・・PNlトランジスタのエミッタ領域、8a、8b
・・・・NPNトランジスタのエミッタ領域、8c・・
・・スピードアップコンデンサの半導体領域、9ae
9b、9c・・・・ポリシリコン電極、10a〜10d
・・・・コンタクト穴、11・・・・素子形成領域、Q
工jQ2・・・・PNP負荷トランジスタ、Q、、Q、
・・・・NPN駆動トランジスタ、C工、C2・・・・
スピードアップコンデンサ。 第 1 図 第 2 図 第 3 図 Ct、Cz 第 6 図 第 7 図
一実施例を示す回路図。 第2図は、本発明に係るメモリセルの応答特性を示す説
明図、 第3図は、本発明に係るPNP負荷型メモリセルにおけ
る動作マージンのスピードアップコンデンサの容量依存
性を示す説明図、 第4図は、本発明に係るPNP負荷型メモリセルの構造
の一例を示すもので、第5図における■−■線に沿った
断面図、 第5図は、本発明に係るメモリセルのレイアウトの一例
を示す平面図。 第6図および第7図は、従来のエミッタ結合型メモリセ
ルおよびPNP負荷型メモリセルの構成例を示す回路図
である。 1・・・・半導体基板、2・・・・N+型埋込層、4・
・・・トレンチアイソレーション領域、5・・・・コレ
クタ引き上げ口、7a・・・・NPNトランジスタのベ
ース領域差PNPトランジスタのコレクタ領域、7b・
・・・PNlトランジスタのエミッタ領域、8a、8b
・・・・NPNトランジスタのエミッタ領域、8c・・
・・スピードアップコンデンサの半導体領域、9ae
9b、9c・・・・ポリシリコン電極、10a〜10d
・・・・コンタクト穴、11・・・・素子形成領域、Q
工jQ2・・・・PNP負荷トランジスタ、Q、、Q、
・・・・NPN駆動トランジスタ、C工、C2・・・・
スピードアップコンデンサ。 第 1 図 第 2 図 第 3 図 Ct、Cz 第 6 図 第 7 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ベース・コレクタ間が互いに交差結合された一対の
駆動トランジスタと、この駆動トランジスタのコレクタ
側に接続されたこれとは異なる導電型の負荷トランジス
タとからなるフリップフロップ回路型メモリセルを備え
てなる半導体記憶装置において、上記駆動トランジスタ
のベース・コレクタ間にはコンデンサが接続されている
とともに、このコンデンサは、上記駆動トランジスタの
ベース領域たる第1導電型の半導体領域と、この半導体
領域の表面の一部に形成された第2導電型の半導体領域
との間の接合容量により構成されてなることを特徴とす
る半導体記憶装置。 2、上記第2導電型の半導体領域は、上記駆動トランジ
スタのエミッタ領域と同じ構造にされてなることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。 3、上記第2導電型の半導体領域は、上記駆動トランジ
スタのコレクタ引き上げ口となる半導体領域と接触され
てなることを特徴とする特許請求の範囲第1項もしくは
第2項記載の半導体記憶装置。 4、上記駆動トランジスタと負荷トランジスタおよびコ
ンデンサは、周囲をトレンチアイソレーシヨン領域で分
離された素子形成領域上に形成されてなることを特徴と
する特許請求の範囲第1項第2項もしくは第3項記載の
半導体記憶装置。 5、上記第2導電型の半導体領域は、データ線となるア
ルミニウム層の下方に形成されてなることを特徴とする
特許請求の範囲第1項、第2項、第3項もしくは第4項
記載の半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60210027A JPS6271266A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60210027A JPS6271266A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 半導体記憶装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6271266A true JPS6271266A (ja) | 1987-04-01 |
Family
ID=16582602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60210027A Pending JPS6271266A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6271266A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0571182A (ja) * | 1991-09-12 | 1993-03-23 | Natl House Ind Co Ltd | ドーマ |
-
1985
- 1985-09-25 JP JP60210027A patent/JPS6271266A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0571182A (ja) * | 1991-09-12 | 1993-03-23 | Natl House Ind Co Ltd | ドーマ |
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