JPS63170956A - Semiconductor storage device - Google Patents
Semiconductor storage deviceInfo
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- JPS63170956A JPS63170956A JP62002458A JP245887A JPS63170956A JP S63170956 A JPS63170956 A JP S63170956A JP 62002458 A JP62002458 A JP 62002458A JP 245887 A JP245887 A JP 245887A JP S63170956 A JPS63170956 A JP S63170956A
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- 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
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- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体記憶装置に関し、特にバイポーラトラ
ンジスタを用いたランダムアクセスメモリに関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device, and particularly to a random access memory using bipolar transistors.
バイポーラRAM (ランダム アクセス メモリ)は
、近年ますます高集積度化、高速度化に対する要求が強
くなってきている。高集積度化、高速度化のための微細
加工技術の進歩に伴って、メモリセルなどの微細化が進
められてきた。しかし、トランジスタサイズの微細化が
進むにつれ、メモリセルに蓄えられる電荷の量が減少し
、α線によるソフトエラーが大きな問題となってきた。Bipolar RAM (Random Access Memory) has been increasingly required to have higher integration and speed in recent years. BACKGROUND ART With advances in microfabrication technology for higher integration and speed, memory cells and the like have been miniaturized. However, as the size of transistors has become smaller, the amount of charge stored in memory cells has decreased, and soft errors caused by alpha rays have become a major problem.
このα線ソフトエラーは、チップを収納するパッケージ
に微量に含まれるウラン(U)やトリウム(Th)から
放出されるα線によって引き起こされるものである。α
崩壊によりウランやトリウムから放出されるα線は5
M e V程度のエネルギーを持ち、シリコン中の飛程
は約30μmである。α線がメモリセルに入射すると、
その飛跡に沿って電子正孔対を生成する。特に、コレク
タ基板接合の近傍に電子正孔対が誘起された場合には、
接合内の電界に引かれて二正孔は基板へ、電子はコレク
タ領域へ達する。この結果、コレクタから基板への電流
の流れが生じる。この為、フリップフロップを形成する
メモリセルトランジスタの対のうちオフ側トランジスタ
のコレクタの電位が下がり、メモリセルの情報反転が起
こるのである。This α-ray soft error is caused by α-rays emitted from trace amounts of uranium (U) and thorium (Th) contained in the package that houses the chip. α
The alpha rays emitted from uranium and thorium upon decay are 5
It has an energy of about M e V and a range in silicon of about 30 μm. When alpha rays enter a memory cell,
Electron-hole pairs are generated along the trajectory. In particular, when electron-hole pairs are induced near the collector-substrate junction,
Attracted by the electric field within the junction, the two holes reach the substrate and the electrons reach the collector region. This results in current flow from the collector to the substrate. For this reason, the potential of the collector of the off-side transistor of the pair of memory cell transistors forming the flip-flop decreases, causing information inversion of the memory cell.
従来技術によるバイポーラトランジスタのメモリセルの
構造断面図を第5図に示す。また、第6図はその等価回
路図である。A structural cross-sectional view of a bipolar transistor memory cell according to the prior art is shown in FIG. Further, FIG. 6 is an equivalent circuit diagram thereof.
第5図において、P型基板1上にN半型の埋込層2が形
成されており、N十型埋込層2の上にN−型エピタキシ
ャル層3が形成されており、N−型エピタキシャル層3
の上にP中型ベース拡散領域4が形成されており、P中
型ベース拡散領域4の中にN中型エミッタ領域5a、5
b、5cが形成されている。また、7.8は酸化膜で、
素子間は酸化膜8で分離されている。また、6aないし
6hはAI配線で、6aはコレクタと、6b、6dはエ
ミッタと、6cはベースと、6eは正側ワード線と接続
されている。9はショットキーバリアダイオード、10
は抵抗である。In FIG. 5, an N-type buried layer 2 is formed on a P-type substrate 1, an N-type epitaxial layer 3 is formed on the N-type buried layer 2, and an N-type epitaxial layer 3 is formed on the N-type buried layer 2. epitaxial layer 3
A P medium-sized base diffusion region 4 is formed on the P medium-sized base diffusion region 4, and N medium-sized emitter regions 5a, 5 are formed in the P medium-sized base diffusion region 4.
b, 5c are formed. Also, 7.8 is an oxide film,
The elements are separated by an oxide film 8. Further, 6a to 6h are AI wirings, 6a is connected to the collector, 6b and 6d are connected to the emitter, 6c is connected to the base, and 6e is connected to the positive word line. 9 is a Schottky barrier diode, 10
is resistance.
第6図はダイオードクランプ型のメモリセルで、記憶情
報読出し、書込み用のマルチエミッタトランジスタ11
a、11bのそれぞれのコレクタに負荷抵抗10a、1
0bとショトキ−バリアダイオード9a、9bが並列に
接続され、フリップフロップを構成している。6は正側
ワード線、12は負側ワード線で、これらは記憶保持の
ため図には示していない定電流源に接続され、各メモリ
セルから一定電流を引き抜く。また13a、13bはビ
ット線で、マルチエミッタトランジスタ11a、llb
のエミッタの一方と接続されている。Figure 6 shows a diode clamp type memory cell, which includes a multi-emitter transistor 11 for reading and writing stored information.
Load resistors 10a and 1 are connected to the collectors of a and 11b, respectively.
0b and Schottky barrier diodes 9a and 9b are connected in parallel to form a flip-flop. 6 is a positive side word line, and 12 is a negative side word line. These are connected to a constant current source (not shown) for memory retention, and draw a constant current from each memory cell. Further, 13a and 13b are bit lines, and multi-emitter transistors 11a and llb
is connected to one of the emitters.
また14a、14bはショトキ−バリアダイオード9の
接合容1icsBD、15a、15bはマルチエミッタ
トランジスタ11a、11bのベースコレクタ間接合容
11cTc、16a、16bはマルチエミッタトランジ
スタlla、llbのベースエミンク間接合容量CTE
、17a、17bはマルチエミッタトランジスタ11a
、11bのコレクタ基板間接合容量CTSである。Further, 14a and 14b are the junction capacitance 1icsBD of the Schottky barrier diode 9, 15a and 15b are the base-collector junction capacitance 11cTc of the multi-emitter transistors 11a and 11b, and 16a and 16b are the base-emink junction capacitance CTE of the multi-emitter transistors lla and llb.
, 17a, 17b are multi-emitter transistors 11a
, 11b is the collector-substrate junction capacitance CTS.
第6図において、マルチエミッタトランジスタ11aが
オフ、トランジスタllbがオンであるとする。すなわ
ち、マルチエミッタトランジスタ11aのコレククノー
ドNは“H”の状態であるとする。第6図においては、
ノードNに付く全容量Cは、
C= CTS+ C5BD + 4 CTC+ 2 C
TEとなる。α線によりメモリセル内のコレクタ基板接
合近傍に誘起される電子正孔対電荷をΔQとすると、オ
フ側トランジスタllaのコレクタ電位の変化はΔQ/
Cとなる。メモリセルのホールド電圧VHは0.3V程
度であるので、この電位変化ΔVを0.1v以下程度に
抑えないとメモリセルの情報反転が起こることになる。In FIG. 6, it is assumed that multi-emitter transistor 11a is off and transistor llb is on. That is, it is assumed that the collector node N of the multi-emitter transistor 11a is in the "H" state. In Figure 6,
The total capacity C attached to node N is: C= CTS+ C5BD + 4 CTC+ 2 C
Becomes TE. If the electron-hole pair charge induced near the collector-substrate junction in the memory cell by α rays is ΔQ, then the change in the collector potential of the off-side transistor lla is ΔQ/
It becomes C. Since the hold voltage VH of the memory cell is about 0.3V, information inversion of the memory cell will occur unless this potential change ΔV is suppressed to about 0.1V or less.
この電位変化ΔVを小さくするために、従来は例えば特
開昭57−196563、特公昭59−53711.特
開昭56−4263号公報に述べられているように、容
量Cを大きくする方法が用いられていた。In order to reduce this potential change ΔV, conventional methods have been used, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 57-196563 and Japanese Patent Publication No. 59-53711. As described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-4263, a method of increasing the capacitance C has been used.
従来の半導体記憶装置は以上のように構成されているの
で、メモリセルサイズの縮小に伴い、メモリセルの持つ
接合の面積、即ち、容量が小さくなり、上記の方法では
α線等によるソフトエラーに対して、充分な余裕度を確
保することが困難になるという問題点があった。Conventional semiconductor memory devices are configured as described above, so as the memory cell size decreases, the area of the junction of the memory cell, that is, the capacity, decreases, and the above method suffers from soft errors caused by alpha rays, etc. On the other hand, there was a problem in that it became difficult to secure a sufficient margin.
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、その目的とするところは、メモリセルサイ
ズが縮小された場合にも充分な高信頼性を有する半導体
記憶装置を得ることにある。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to obtain a semiconductor memory device that has sufficiently high reliability even when the memory cell size is reduced. It is in.
この発明に係る半導体記憶装置は、メモリセル部のN十
埋込層と基板との間に誘電体を設けたものである。In the semiconductor memory device according to the present invention, a dielectric material is provided between the N0 buried layer of the memory cell portion and the substrate.
この発明においては、N十埋込コレクタ領域が基板との
間に設けられた誘電体により絶縁されていることにより
、メモリセル部に入射したα線等の電離放射線により生
成する電荷のうち、P型基板中で生成した電荷がN÷埋
込コレクタ領域に集められることを防止でき、ソフトエ
ラーに対して充分な余裕度を確保することができる。In this invention, since the N0 buried collector region is insulated by the dielectric provided between the substrate and the substrate, P It is possible to prevent charges generated in the mold substrate from being collected in the N÷embedded collector region, and it is possible to ensure a sufficient margin against soft errors.
この発明の一実施例による半導体記憶装置を第1図に示
す。第1図において、破線で示したSは周辺回路部のト
ランジスタ、Mはメモリセル部であり、これらは同一基
板上に形成される。メモリセル部Mの等価回路は、従来
と同様で第6図に示す通りである。A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, S indicated by a broken line is a transistor in the peripheral circuit section, and M is a memory cell section, which are formed on the same substrate. The equivalent circuit of the memory cell section M is the same as the conventional one, as shown in FIG.
第1図において、P型基板1上にN中型埋込層2が形成
されており、N+型埋込層2とP型基板1との間に埋込
酸化膜18がメモリセル部Mにのみ形成されており、N
中型埋込層2の上にN−型エピタキシャル層3が形成さ
れており、N−型エピタキシャル層3の上にP十型ベー
ス拡散領域4が形成されており、P十型ベース拡散領域
4の中にN生型エミッタ領域5a、5b、5cが形成さ
れている。6aないし6hはAI配線で、6 a r6
fはコレクタと、6c、6gはベースと、6b。In FIG. 1, an N medium-sized buried layer 2 is formed on a P-type substrate 1, and a buried oxide film 18 is formed only in a memory cell portion M between the N+ type buried layer 2 and the P-type substrate 1. formed, N
An N − type epitaxial layer 3 is formed on the medium-sized buried layer 2 , a P 10 type base diffusion region 4 is formed on the N − type epitaxial layer 3 , and a P 0 type base diffusion region 4 is formed on the N − type epitaxial layer 3 . N-type emitter regions 5a, 5b, and 5c are formed therein. 6a to 6h are AI wiring, 6a r6
f is the collector, 6c, 6g is the base, and 6b.
6d、6hはエミッタと、6eは正側ワード線と接続さ
れている。7.8は酸化膜で、特に8は素子間分離の酸
化膜である。また、9はシリトキーバリアダイオード、
10はメモリセルの負荷となる抵抗である。6d and 6h are connected to the emitter, and 6e is connected to the positive word line. Reference numeral 7.8 is an oxide film, particularly 8 is an oxide film for isolation between elements. In addition, 9 is a Shiritky barrier diode,
10 is a resistor serving as a load on the memory cell.
第2図、第3図、第4図は第1図に示す半導体記憶装置
の製造方法を説明するための断面図であり、Sは周辺回
路部、Mはメモリセル部である。FIGS. 2, 3, and 4 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the semiconductor memory device shown in FIG. 1, in which S represents a peripheral circuit portion and M represents a memory cell portion.
まず、第2図、第3図において、P型基板1上にN中型
埋込層2を形成し、N中型埋込層2とP型基板1との間
に酸化膜18を酸素イオンの注入により形成する。こう
して形成した埋込酸化膜18上の部分は多結晶質になっ
ているので、アニールする。このアニール終了後、第4
図に示すようにN中型埋込層2の上にN−型エピタキシ
ャル層3を形成し、以後は従来技術の工程に従って形成
し、最終的に第1図に示す半導体記憶装置を得る。First, in FIGS. 2 and 3, an N medium-sized buried layer 2 is formed on a P-type substrate 1, and an oxide film 18 is formed between the N medium-sized buried layer 2 and the P-type substrate 1 by implanting oxygen ions. Formed by Since the portion on the buried oxide film 18 thus formed is polycrystalline, it is annealed. After this annealing, the fourth
As shown in the figure, an N- type epitaxial layer 3 is formed on the N medium-sized buried layer 2, and the subsequent formation is performed according to the conventional process, and finally the semiconductor memory device shown in FIG. 1 is obtained.
以下、本実施例を詳細に説明する。This example will be described in detail below.
第1図に示すように、メモリセル部MのN十埋込コレク
タ領域2は、P型基板lとの間に設けられた酸化膜18
により電気的に絶縁されているため、メモリセル部Mに
α線等の電離放射線が入射したときに、その飛跡に沿っ
て生成される電荷のうち、酸化311118及びP型基
板1の中で生成するものはN十埋込コレクタ領域2には
集められない。As shown in FIG. 1, the N+ buried collector region 2 of the memory cell portion M has an oxide film 18 provided between it and the P type substrate l.
Therefore, when ionizing radiation such as alpha rays enters the memory cell part M, some of the charges generated along the trajectory of the ionizing radiation are generated in the oxide 311118 and the P-type substrate 1. Those that do are not collected in the N0 buried collector area 2.
例えば、5 M e Vのエネルギーのα線がメモリセ
ル部Mに入射したとすると、St中での飛程は約30μ
mであり、また、メモリセル部Mのトランジスタの深さ
は2μm程度であるため、殆どの電荷はP型基板l中で
生成されると考えられる。従って、電離放射線により誘
起される電荷の収集割合を小さくすることができるため
、メモリセルのオフ側トランジスタのコレクタの電位の
変化を小さくでき、α線等によるソフトエラーに対して
充分な余裕度を確保することができる。For example, if an α ray with an energy of 5 M e V is incident on the memory cell part M, the range in St is about 30 μ.
m, and since the depth of the transistor in the memory cell portion M is about 2 μm, it is considered that most of the charge is generated in the P-type substrate l. Therefore, it is possible to reduce the rate of charge collection induced by ionizing radiation, thereby reducing changes in the potential of the collector of the off-side transistor of the memory cell, and providing sufficient margin against soft errors caused by alpha rays, etc. can be secured.
なお、上記実施例においては、P型基板1とN+埋込N
2との間に設ける誘電体として酸化膜18を用いた場合
を示したが、これは誘電体であればどのような材質のも
のであってもよく、また、この誘電体をP型基願1とN
十埋込層2の間に設ける方法もどのような方法であって
もよいことは言うまでもない。In the above embodiment, the P type substrate 1 and the N+buried N
2, the oxide film 18 is used as the dielectric between the oxide film 18 and the oxide film 18, but it may be made of any material as long as it is a dielectric. 1 and N
Needless to say, any method may be used to provide the space between the ten buried layers 2.
以上のように、この発明によれば、基板とN+埋込層と
の間に誘電体を設けたので、α線等によるソフトエラー
に対して充分な余裕度を確保することができ、信頼性の
高い半導体記憶装置を得ることができる効果がある。As described above, according to the present invention, since a dielectric is provided between the substrate and the N+ buried layer, it is possible to secure sufficient margin against soft errors caused by alpha rays, etc., and improve reliability. This has the effect of making it possible to obtain a semiconductor memory device with high performance.
第1図はこの発明の一実施例による半導体記憶装置を示
す断面図、第2図、第3図、第4図はその製造方法を説
明するための断面図、第5図は従来の半導体記憶装置を
示す断面図、第6図はダイオードクランプ型のメモリセ
ルを示す回路図である。
1はP型基板、2はN十埋込層、3はN−エピタキシャ
ル層、4はP子ベース拡散領域、5a。
5b、5cはN十エミッタ領域、6aないし6hはAI
配線、7.8は酸化膜、9はショトキ−バリアダイオー
ド、10は抵抗、18は埋込酸化膜。
Mはメモリセル部、Sは周辺回路部。
なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2, 3, and 4 are cross-sectional views for explaining its manufacturing method, and FIG. 5 is a conventional semiconductor memory device. A sectional view showing the device, and FIG. 6 is a circuit diagram showing a diode clamp type memory cell. 1 is a P-type substrate, 2 is an N-buried layer, 3 is an N-epitaxial layer, 4 is a P-type base diffusion region, and 5a. 5b and 5c are N0 emitter regions, 6a to 6h are AI
Wiring, 7.8 is an oxide film, 9 is a Schottky barrier diode, 10 is a resistor, and 18 is a buried oxide film. M is a memory cell section, and S is a peripheral circuit section. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (3)
ップフロップ型の半導体記憶装置において、メモリセル
部のN^+埋込層と基板との間に誘電体を設けたことを
特徴とする半導体記憶装置。(1) A flip-flop type semiconductor memory device constituted by bipolar transistors, characterized in that a dielectric material is provided between the N^+ buried layer of the memory cell portion and the substrate.
請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。(2) The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the dielectric is an oxide film.
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
の半導体記憶装置。(3) The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the oxide film is formed by implanting oxygen ions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62002458A JPS63170956A (en) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | Semiconductor storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP62002458A JPS63170956A (en) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | Semiconductor storage device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63170956A true JPS63170956A (en) | 1988-07-14 |
Family
ID=11529855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62002458A Pending JPS63170956A (en) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | Semiconductor storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63170956A (en) |
-
1987
- 1987-01-08 JP JP62002458A patent/JPS63170956A/en active Pending
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