JPS6036107B2 - semiconductor storage device - Google Patents
semiconductor storage deviceInfo
- Publication number
- JPS6036107B2 JPS6036107B2 JP54165965A JP16596579A JPS6036107B2 JP S6036107 B2 JPS6036107 B2 JP S6036107B2 JP 54165965 A JP54165965 A JP 54165965A JP 16596579 A JP16596579 A JP 16596579A JP S6036107 B2 JPS6036107 B2 JP S6036107B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- potential
- mos transistor
- bit line
- word line
- memory cell
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/80—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
- H10D84/82—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
- H10D84/83—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
- H10D84/83138—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET] the IGFETs characterised by having different shapes or dimensions of their gate conductors
Landscapes
- Read Only Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Dram (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、MOSトランジスタを構成要素とする高密
度、高性能の半導体記憶装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a high-density, high-performance semiconductor memory device using MOS transistors as constituent elements.
従来より知られているMOSトランジスタを用いた半導
体記憶装置として、第1図に示すように1個のMOSト
ランジスタQと1個のキャパシ夕Cにより1メモリセル
を構成するダイナミックRAMがある。このメモリセル
は、キヤパシ夕Cに蓄積された電荷の多少により、“1
”、“0”を弁別するものである。このメモリセルは構
成素子数が少ないため高集積化に適しているが、高集積
化に伴って次のような問題が生じる。高集積化すると、
ビット線BLには多数のメモリセルが接続されることに
なり、このためビット線BLの浮遊容量がキャパシ夕C
の容量に比べて極端に大きな値になる。そうすると、議
出しの際にMOSトランジスタQを導通させたときのビ
ット線BLの電位変化は、キャパシタCの電荷に比例し
、ビット線BLの浮遊容量に反比例するため、極めて小
さい値になってしまう。このため高性能のセンスアンプ
を用いても記憶情報を正しく外部に読出すことが困難に
なる。また3個のMOSトランジスタQ,〜Qを用いた
第2図のようなメモリセルを知られている。As a conventionally known semiconductor memory device using MOS transistors, there is a dynamic RAM in which one MOS transistor Q and one capacitor C constitute one memory cell, as shown in FIG. This memory cell is “1” depending on the amount of charge accumulated in the capacitor C.
This memory cell is suitable for high integration because it has a small number of constituent elements, but the following problems arise with high integration.
A large number of memory cells will be connected to the bit line BL, and therefore the stray capacitance of the bit line BL will become larger than the capacitor C.
The value is extremely large compared to the capacity of . Then, the change in the potential of the bit line BL when the MOS transistor Q is made conductive when issuing a proposal is proportional to the charge of the capacitor C and inversely proportional to the stray capacitance of the bit line BL, so it becomes an extremely small value. . For this reason, even if a high-performance sense amplifier is used, it becomes difficult to correctly read out stored information to the outside. Furthermore, a memory cell as shown in FIG. 2 using three MOS transistors Q, .about.Q is known.
これはトランジスタQ,のソースとトランジスタQ2の
ゲートとの接続点を情報記憶ノードNとするもので、ト
ランジスタQ,を導通させてビット線BL2から情報記
憶ノードN‘こ所定の電位を与えることで書込みが行わ
れる。議出し動作は、ワード線WL,によりMOSトラ
ンジスタQ3を導通させたとき、予めプリチャージして
おいたビット線BLの電荷が記憶情報に応じてMOSト
ランジスタQ2を介してディスチャージされるか否かを
判別されることにより行われる。このメモリセルでは、
ビット線BL,の浮遊容量が大きくても、第1図のメモ
リセルと異なって容量分割で出力信号が小さくなること
はない。This is to set the connection point between the source of transistor Q and the gate of transistor Q2 as the information storage node N, and by making transistor Q conductive and applying a predetermined potential to the information storage node N' from bit line BL2. Writing is performed. The setting operation is to determine whether or not the precharged bit line BL is discharged via the MOS transistor Q2 according to the stored information when the word line WL conducts the MOS transistor Q3. This is done by being judged. In this memory cell,
Even if the stray capacitance of the bit line BL is large, the output signal will not become smaller due to capacitance division, unlike the memory cell shown in FIG.
また、このメモリセルの場合議出し動作によって記憶情
報が破壊ないし変更されることはなく、非破壊議出しが
できるという利点もある。しかしながら、第1図のメモ
リセルと比較して明らかなように使用素子数が多く、ま
たワード線、ビット線も2本ずつ必要とするため、1メ
モリセル当りの占有面積が大きく、やはり高集積化に通
さないという難点がある。この発明は上記の点に鑑みて
なされたもので、2個のMOSトランジスタを用いた新
規なメモリセル構造により高集積化、高性能化を図った
半導体記憶装置を提供するものである。Further, in the case of this memory cell, the stored information is not destroyed or changed by the issuing operation, and there is an advantage that non-destructive issuing can be performed. However, as is clear from the memory cell shown in Figure 1, it uses a large number of elements, and requires two word lines and two bit lines, so the area occupied by each memory cell is large, and it is also highly integrated. The problem is that it does not pass through the process. The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device with high integration and high performance achieved by a novel memory cell structure using two MOS transistors.
第3図はこの発明の一実施例の等価回路で、半導体基板
上にマトリクス配列したメモリセルアレィの1メモリセ
ル部分を示している。FIG. 3 is an equivalent circuit of an embodiment of the present invention, showing one memory cell portion of a memory cell array arranged in a matrix on a semiconductor substrate.
メモリセルは通常の構造を有する第1のMOSトランジ
スタQ,.と2層のゲート電極をもつ第2のMOSトラ
ンジスタQ,2を基本構成要素とし、第1のMOSトラ
ンジスタQ,.のソースと第2のMOSトランジスタQ
,2の第1層ゲート電極とを接続してこの接続部を情報
記憶ノードNとしている。BL,BLは列方向のアドレ
スによって選択される第1、第2のビット線、WL,,
WL2は行方向のアドレスによって選択される第1、第
2のワード線であり、第1のMOSトランジスタQ,.
のゲート電極を第1のワード線WL,に、、ドレィンを
第1のビット線BL,にそれぞれ接続し、また第2のM
OSトランジスタQ,2の第2層ゲート電極を第2のワ
ード線WL2に、ドレィンを第2のビット線BL2に、
ソースを電源Bにそれぞれ接続している。第2のMOS
トランジスタQ,2の構造は例えばnチャネルの場合、
第2図に示すように、p型Sj基板1にシリコン酸化膜
等の絶縁膜2,を介して第1層ゲート電極3,を設けて
、更にその上に絶縁膜22を介して第2層ゲート電極3
2を設け、n+型のドレィン4、ソース5を設けたもの
である。The memory cell includes first MOS transistors Q, . and a second MOS transistor Q,2 having two layers of gate electrodes, and a first MOS transistor Q, . source and the second MOS transistor Q
, 2 are connected to each other, and this connection portion is used as an information storage node N. BL, BL are the first and second bit lines selected by the address in the column direction, WL, .
WL2 is the first and second word lines selected by the address in the row direction, and the first MOS transistors Q, .
Its gate electrode is connected to the first word line WL, and its drain is connected to the first bit line BL, respectively, and the second M
The second layer gate electrode of the OS transistor Q,2 is connected to the second word line WL2, the drain is connected to the second bit line BL2,
Each source is connected to power supply B. Second MOS
For example, if the transistor Q,2 is an n-channel structure,
As shown in FIG. 2, a first layer gate electrode 3 is provided on a p-type SJ substrate 1 with an insulating film 2 such as a silicon oxide film interposed therebetween, and a second layer gate electrode 3 is further provided on the p-type SJ substrate 1 with an insulating film 22 interposed therebetween. Gate electrode 3
2, and an n+ type drain 4 and source 5.
このような構造は例えば第1、第2のゲート電極として
多結晶シリコン膜を用いて容易に形成される。このよう
に構成されたメモリの動作を第5図を用いて次に説明す
る。Such a structure can be easily formed by using polycrystalline silicon films as the first and second gate electrodes, for example. The operation of the memory configured in this way will be explained next using FIG. 5.
トランジスタQ,.,Q,2はいまの場合、共にnチャ
ネルであるとし、電源Bは低電位、例えばOVとする。
まず記憶保持状態では第1、第2のワード線WL,,W
L2は共に低電位にある。メモリセルに“1”(高電位
とする)を書込む場合には、第1、第2のワード線WL
,,WL2を共に高電位に上げ、メモリセルに書込むデ
ータとして第1のビット線BL,を高電位に上げる。こ
れにより導適している第1のMOSトランジスタQ,.
を介してノードNは高電位にセットされ、“1”が書込
まれる。このとき第2のビット線BL2を低電位に保て
ば、第2のMOSトランジスタQ,2が導通でも電流は
流れず、無駄な電力消費はない。そして、第1のワード
線WL,を低電位に下げ、次いで第2のワード線WL2
を低電位に下げれば、記憶情報“1”はノードN‘こ閉
じ込められる。このとき、第2のMOSトランジスタQ
.2の第1層ゲート電極と第2層ゲート電極間の容量結
合により、ノードNの電位は第1のビット線BL.に与
える高電位と低電位の中間にある電位Voまで引き下げ
られる。第2のMOSトランジスタQ,2はゲート電圧
yoでは導通しないようにその闘値電圧を設定しておけ
ば、第2のワード線WL2を高電圧に上げない限り、第
2のビット線BLの電位が変化しても第2のMOSトラ
ンジスタQ,2は非導適状態に保たれる。記憶情報“0
”(低電位とする)を書込むには、上記と同様の操作で
、第1のビット線BL,に低電位を与えればよい。この
とき第2のビット線BL2は、第2のMOSトランジス
タが導通しないから、低電位に下げる必要はない。第1
、第2のワード線WL,,WL2を低電位に復帰させれ
ば、先の“1”書込みと同様、容量結合によってノード
Nは第1のビット線BL,より書込んだ電位より低い電
位V,にまで引き下げられて、“0”が閉じ込められる
。このとき、第1のMOSトランジスタQ,.が導通し
たり、ノードNと基板との間が順方向バイアスとなった
りしないように注意することが必要である。読出し動作
は第2のワード線WL2を高電位にすることで行われる
。Transistor Q, . , Q, and 2 are both n-channel in this case, and the power supply B is at a low potential, for example, OV.
First, in the memory retention state, the first and second word lines WL,,W
Both L2 are at low potential. When writing “1” (high potential) to a memory cell, the first and second word lines WL
, , WL2 are both raised to a high potential, and the first bit line BL is raised to a high potential as data to be written into the memory cell. This makes the first MOS transistors Q, .
Node N is set to a high potential via , and "1" is written. At this time, if the second bit line BL2 is kept at a low potential, no current flows even if the second MOS transistors Q and 2 are conductive, and there is no wasted power consumption. Then, the first word line WL, is lowered to a low potential, and then the second word line WL2 is lowered to a low potential.
By lowering the potential to a low potential, the stored information "1" is confined to the node N'. At this time, the second MOS transistor Q
.. Due to the capacitive coupling between the first layer gate electrode and the second layer gate electrode of the bit lines BL. The voltage is lowered to the potential Vo, which is between the high potential and the low potential applied to the voltage. If the threshold voltage of the second MOS transistor Q,2 is set so that it does not conduct at the gate voltage yo, the potential of the second bit line BL will decrease unless the second word line WL2 is raised to a high voltage. Even if the current changes, the second MOS transistor Q,2 remains non-conductive. Memory information “0”
In order to write "(low potential), it is sufficient to apply a low potential to the first bit line BL, by the same operation as above. At this time, the second bit line BL2 is connected to the second MOS transistor. Since there is no conduction, there is no need to lower the potential to a low level.First
, if the second word lines WL, , WL2 are returned to a low potential, the capacitive coupling causes the node N to become a potential V lower than the written potential of the first bit line BL, similar to the previous "1" write. , and "0" is trapped. At this time, the first MOS transistors Q, . Care must be taken to prevent conduction or forward bias between the node N and the substrate. A read operation is performed by setting the second word line WL2 to a high potential.
第2のワード線WL2を高電位にすると、ノードNの電
位が書込み時の電位に‘帰するが、“1”であれば第2
のMOSトランジスタQ,2は導通、“0”であれば非
導通のままである。従って第2のビッド線BLを予め高
電位にプリチヤージしてフローテイングにしておけば、
‘‘1”のとき第2のビット線BLは、電荷が第2のM
OSトランジスタを介して放電されて電位低下を示し、
“0”のときは電位変化がない。これをセンスアンプに
より読取ることで“1”、“0”の判別ができる。この
読出しは非破壊であって、第2のワード線WL2を低電
位に復帰させれば、元の記憶状態が再現される。なお、
第2のMOSトランジスタQ,2のゲート電極間の容量
、つまりノードNと第2のワード線WL2との間の容量
が適当でない場合には、外部的に調製用キヤパシタを付
加することも有用である。この実施例によれば、情報“
1”、“0”に対応して第2のMOSトランジスタQ,
2の導通、非導通を判別することで読出しを行うため、
第1図のメモリセルのように高集積化に伴って出力信号
レベルが小さくなることはなく、また動作原理が同じで
ある第2図のメモリセルに比べると構成素子数が少なく
、従って高集積化が容易である。When the second word line WL2 is set to a high potential, the potential of the node N returns to the potential at the time of writing.
MOS transistor Q,2 is conductive, and remains non-conductive if it is "0". Therefore, if the second bid line BL is precharged to a high potential and made floating,
When it is ``1'', the second bit line BL has a charge of the second M
It is discharged through the OS transistor and shows a potential drop,
When it is "0", there is no potential change. By reading this with a sense amplifier, it is possible to determine whether it is "1" or "0". This reading is non-destructive, and by returning the second word line WL2 to a low potential, the original storage state is reproduced. In addition,
If the capacitance between the gate electrodes of the second MOS transistors Q and 2, that is, the capacitance between the node N and the second word line WL2, is not appropriate, it may be useful to add an external adjustment capacitor. be. According to this embodiment, the information “
1” and “0”, the second MOS transistor Q,
Since reading is performed by determining conduction or non-conduction of 2,
Unlike the memory cell shown in Figure 1, the output signal level does not decrease with higher integration, and compared to the memory cell shown in Figure 2, which has the same operating principle, the number of components is smaller, and therefore the higher the integration It is easy to convert.
また動作説明から明らかなとおり、直流的な電流は流さ
ないから、低消費電力のメモリを実現することができる
。更に同様の理由で各素子のコンダクタンスを大きく選
ぶことも可能であり、また高密度化により浮遊容量を4
・さくすることができるため高速動作が実現できる。製
造技術的にも、2層ゲート電極構造は既に確立されてい
るシリコンゲート・プロセスにより容易に実現できる。
第3図の実施例では2本のどツト線BL,BL2を用い
ているが、これらは第6図に示すように共通ビット線B
Lにまとめることができる。Furthermore, as is clear from the operation description, since no DC current flows, a memory with low power consumption can be realized. Furthermore, for the same reason, it is possible to choose a large conductance for each element, and by increasing the density, stray capacitance can be reduced to 4
・High-speed operation can be achieved because it can be made smaller. In terms of manufacturing technology, the two-layer gate electrode structure can be easily realized using the already established silicon gate process.
In the embodiment shown in FIG. 3, two bit lines BL and BL2 are used, but these are connected to a common bit line B as shown in FIG.
It can be summarized in L.
この実施例で、電源Bを高電位として動作させる場合の
各ノード電位の様子を第7図に示す。“1”または“0
”をメモリセルに書込むには、第1、第2のワード線W
L,,WL2を高電位に上げ、ビット線BLに書込むべ
き情報にあわせて高電位または低電位を与える。そして
第1のワ−ド線WL,の電位を下げ、次いで第2のワー
ド線WL2の電位を下げれば、先の実施例と同様、“1
”、“0”に応じてノードNに電位Vo,V,が閉じ込
められる。この書込み動作でも第2のMOSトランジス
タQ,2に直流電流は流れない。議出し動作は第2のワ
ード線WL2に高電位を与えることにより行う。“1”
、“0”に応じて第2のMOSトランジスタQ,2が導
通、非導通となるから、ビット線BLを予め低電位にプ
リチャージしてフローティング状態にしておけば、“1
”のとき電源Bからの電流によりビット線BLの電位は
上昇し、“1”のときはビット線BLの電位変化がない
。この電位変化をセンスアンプで検出して“1”、“0
”の判別を行うことができる。第8図は第3図の実施例
での第1、第2のワード線WL,,WLを共通ワード線
WLとしてまとめた実施例である。FIG. 7 shows the state of each node potential when the power supply B is operated at a high potential in this embodiment. “1” or “0”
” to the memory cell, the first and second word lines W
L, , WL2 are raised to a high potential, and a high potential or a low potential is applied to the bit line BL in accordance with the information to be written. Then, by lowering the potential of the first word line WL, and then lowering the potential of the second word line WL2, the potential of the first word line WL,
”, “0”, the potentials Vo, V, are confined at the node N. Even in this write operation, no direct current flows through the second MOS transistor Q,2. This is done by applying a high potential. “1”
, the second MOS transistor Q,2 becomes conductive or non-conductive depending on “0”, so if the bit line BL is precharged to a low potential and made floating, “1”
”, the potential of the bit line BL rises due to the current from the power supply B, and when it is “1”, there is no change in the potential of the bit line BL. This potential change is detected by a sense amplifier and the potential is changed to “1” or “0”.
8 is an embodiment in which the first and second word lines WL, , WL in the embodiment of FIG. 3 are combined as a common word line WL.
この実施例では、例えば電源Bを低電位とし、共通ワー
ド線WLに対して書込み時と議出し時とで異なる電位を
与えて動作させる。各ノードの電位変化を第9図に示す
。情報書込みは、ワード線WLに第1の高電位V2を与
え、第1のMOSトランジスタQ,.を導通させて、“
1”の場合第1のビット線BLを高電位、第2のビット
線BL2を低電位とし、“0”の場合はその逆にして、
ノードNに所定の電位を書込む。情報読出し‘ま、第2
のビット線BL2を高電位にプリチャージしてフローテ
ィング状態にした後、ワ−ド線WLを第1の高電圧V2
より低い第2の高電位V3とする。第1のMOSトラン
ジスタQ..の闘値をV2とV3の間に選んでおけば、
このとき第1のMOSトランジスタQ,,は導通せず、
情報が破壊されない。そしてこのとき、ワード線WLの
電位上昇によりノードNの電位は“1”のときV4、“
0”のときV5に引上げられるが、第2のMOSトラン
ジスタQ12の闘値をV4とV5の間に選んでおけば、
第2のMOSトランジスタQ,2は“1”で導通、“0
”で非導通となる。従って第2のビット線BLの電位変
化により、“1”、“0”の判別が行われる。第10図
は更に、第1、第2のビット線BL,BL2を共通ビッ
ト線BLとしてまとめると同時に、第1、第2のワ−ド
線WL,,WL2を共通ワード線WLとしてまとめた実
施例である。In this embodiment, for example, the power supply B is set to a low potential, and the common word line WL is operated by applying different potentials during writing and when issuing. FIG. 9 shows potential changes at each node. For information writing, the first high potential V2 is applied to the word line WL, and the first MOS transistors Q, . “
1", the first bit line BL is set to a high potential and the second bit line BL2 is set to a low potential; for "0", the reverse is done,
A predetermined potential is written to node N. Read information 'well, 2nd
After precharging the bit line BL2 to a high potential and making it floating, the word line WL is set to the first high voltage V2.
A lower second high potential V3 is set. First MOS transistor Q. .. If you choose the threshold value between V2 and V3,
At this time, the first MOS transistor Q,, is not conductive,
Information is not destroyed. At this time, due to the rise in the potential of the word line WL, the potential of the node N is "1", V4, "
0", it is raised to V5, but if the threshold value of the second MOS transistor Q12 is selected between V4 and V5,
The second MOS transistor Q,2 is conductive at “1” and “0”
”, it becomes non-conductive.Therefore, “1” and “0” are determined by the potential change of the second bit line BL.FIG. 10 further shows that the first and second bit lines BL, BL2 This is an embodiment in which the first and second word lines WL, , WL2 are combined as a common word line WL at the same time as the common bit line BL.
この実施例では、例えば電源Bを高電位として、次のよ
うに書込み、読出しを行う。各ノードの電位変化を第1
1図に示す。まず情報書込みは、第8図の実施例と同様
、ワード線WLを第1の高電位V2とし、ビット線BL
に情報“1”、“0”に合わせて高電位または低電位を
与えることにより行う。情報議出しは、ビット線BLを
低電位にプリチャージした後、フローティング状態にし
、ワード線WLを第1の高電位より低い第2の高電位V
3とする。この場合も第1のMOSトランジスタQ,.
の闘値をV2とV3の間に選んでおくことにより、記憶
情報の破壊を防ぐことができる。そしてこのとき、ノー
ドNの電位は“1”であればV4、“0”であればV5
に引上げられるが、やはり先の実施例と同様、第2のM
OSトランジスタQ,2の闘値をV4とV5の間に選ん
でおくことにより、“1”、“0”に応じて第2のMO
SトランジスタQ,2が導通、非導通となって、プリチ
ャージされたビット線BLの電位変化により“1”、“
0”が読出される。以上の第6図、第8図、第10図の
実施例によっても、第3図の実施例と同様の効果が得ら
れることは明らかである。In this embodiment, for example, the power supply B is set to a high potential, and writing and reading are performed as follows. The potential change of each node is
Shown in Figure 1. First, information writing is performed by setting the word line WL to the first high potential V2 and writing the bit line BL as in the embodiment shown in FIG.
This is done by applying a high potential or a low potential to match the information “1” or “0”. To output information, the bit line BL is precharged to a low potential, then set to a floating state, and the word line WL is set to a second high potential V lower than the first high potential.
Set it to 3. In this case as well, the first MOS transistors Q, .
Destruction of stored information can be prevented by selecting the threshold between V2 and V3. At this time, the potential of node N is V4 if it is "1", and V5 if it is "0".
However, as in the previous embodiment, the second M
By selecting the threshold values of OS transistors Q and 2 between V4 and V5, the second MO
The S transistors Q and 2 become conductive and non-conductive, and the potential of the precharged bit line BL changes to "1" or ".
0" is read out. It is clear that the embodiments shown in FIGS. 6, 8, and 10 described above can also provide the same effect as the embodiment shown in FIG. 3.
第6図、第8図、第10図の実施例では、第3図に比べ
て電位関係が複雑になり素子特性に対する制約が大きく
なるが、信号線を共用することにより、一層の高集積化
が可能能となる。なお以上に説明した各メモリセルの動
作態様は一例であって、例えば電源Bやビット線の電位
の選び方について種々変形できる。In the embodiments shown in FIGS. 6, 8, and 10, the potential relationships are more complicated than in FIG. 3, and restrictions on element characteristics are greater, but by sharing signal lines, higher integration can be achieved. becomes possible. Note that the operation mode of each memory cell described above is just an example, and various modifications can be made in, for example, how to select the potential of the power supply B and the bit line.
また2層ゲート電極構造のMOSトランジスタQ,2も
第4図に限られず、第12図のように第2層ゲート電極
32を第1層ゲート電極3,上に部分的に設ける構造、
第13図のように第1層ゲート電極3,をおおうように
第2層ゲート電極32 を設ける構造等、必要とする特
性に応じて選択することができる。更に以上の実施例で
は、MOSトランジスタとしてnチャネルの場合を説明
したが、2個共にpチャネルでもよいし、一方をnチャ
ネル、他方をpチャネルとしても実現できる。以上説明
したようにこの発明によれば、2個のMOSトランジス
タを用いた新規なメモリセル構造によってMOS型メモ
リ装置の高集積化、高性能化を図ることができる。Furthermore, the MOS transistor Q,2 having a two-layer gate electrode structure is not limited to that shown in FIG.
A structure in which the second layer gate electrode 32 is provided to cover the first layer gate electrode 3 as shown in FIG. 13 can be selected depending on the required characteristics. Further, in the above embodiments, the case where the MOS transistors are n-channel has been described, but both may be p-channel, or one may be n-channel and the other may be p-channel. As described above, according to the present invention, it is possible to achieve higher integration and higher performance of a MOS type memory device by using a novel memory cell structure using two MOS transistors.
第1図および第2図は従来のメモリセルの構成例を示す
等価回路図、第3図はこの発明の一実施例のメモリセル
の構成を示す等価回路図、第4図は第3図のメモリセル
に用いるMOSトランジスタの模式的断面図、第5図は
第3図のメモリセルの動作説明図、第6図は別の実施例
のメモリセルの構成を示す等価回路図、第7図はその動
作説明図、第8図は同じく別の実施例のメモリセルの構
成を示す等価回路図、第9図はその動作説明図、第10
図は同じく別の実施例のメモIJセルの構成を示す等価
回路図、第11図はその動作説明図、第12図および第
13図はメモリセルに用いるMOSトランジスタの別の
構造例を示す模式的断面図である。
Q,,…,..第1のMOSトランジスタ、Q,2・・
・…弟2のMOSトランジスタ、N・・・・・・情報記
憶ノード、BL,,BL,BL・…・・ビット線、WL
,WL,WL・・・・・・ワード線、B・…・・電源、
1…・・・p型Si基板、2,,22・・・・・・絶縁
膜、3,…・・・第1層ゲート電極、32…・・・第2
層ゲート電極、4・・・・・・ドレイン、5……ソース
。
第1図
第2図
第3図
第4図
第5図
第6図
第7図
第8図
第10図
第9図
第11図
第12図
第13図1 and 2 are equivalent circuit diagrams showing an example of the configuration of a conventional memory cell, FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing the configuration of a memory cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. A schematic cross-sectional view of a MOS transistor used in a memory cell, FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the memory cell in FIG. 3, FIG. 6 is an equivalent circuit diagram showing the configuration of a memory cell in another embodiment, and FIG. 8 is an equivalent circuit diagram showing the structure of a memory cell of another embodiment, FIG. 9 is an explanatory diagram of its operation, and FIG.
The figure is an equivalent circuit diagram showing the structure of a memo IJ cell of another embodiment, FIG. 11 is an explanatory diagram of its operation, and FIGS. 12 and 13 are schematic diagrams showing other structural examples of MOS transistors used in the memory cell. FIG. Q,,...,. .. First MOS transistor, Q, 2...
... MOS transistor of younger brother 2, N ... information storage node, BL,, BL, BL ... bit line, WL
, WL, WL... Word line, B... Power supply,
1... p-type Si substrate, 2,, 22... insulating film, 3,... first layer gate electrode, 32... second layer
Layer gate electrode, 4...drain, 5...source. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 10 Figure 9 Figure 11 Figure 12 Figure 13
Claims (1)
つ第2のMOSトランジスタを集積し、前記第1のMO
Sトランジスタのソースと前記第2のMOSトランジス
タの第1層ゲート電極とを接続してこの接続部を情報記
憶ノードとしてメモリセルを構成し、前記第1のMOS
トランジスタを導通させてそのドレインに所定の電位を
与えることにより前記情報記憶ノードに所定の情報を書
込み、前記第2のMOSトランジスタの第2層ゲート電
極に所定の電位を与えて第2のMOSトランジスタの導
通度により情報読出しを行うようにしたことを特徴とす
る半導体記憶装置。 2 第1のMOSトランジスタのゲート電極を第1のワ
ード線に、ドレインを第1のビツト線にそれぞれ接続し
、第2のMOSトランジスタの第2層ゲート電極を第2
のワード線に、ドレインを第2のビツト線に、ソースを
所定の電源にそれぞれ接続して、メモリセルをマトリク
ス配列してなる特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶
装置。 3 第1のビツト線と第2のビツト線を共通ビツト線と
した特許請求の範囲第2項記載の半導体記憶装置。 4 第1のワード線と第2のワード線を共通ワード線と
した特許請求の範囲第2項記載の半導体記憶装置。[Claims] 1. A first MOS transistor and a second MOS transistor having two layers of gate electrodes are integrated, and the first MOS transistor
A memory cell is configured by connecting the source of the S transistor and the first layer gate electrode of the second MOS transistor and using this connection as an information storage node, and
Predetermined information is written into the information storage node by making the transistor conductive and applying a predetermined potential to its drain, and by applying a predetermined potential to the second layer gate electrode of the second MOS transistor, the second MOS transistor is written. 1. A semiconductor memory device characterized in that information is read based on the degree of conductivity of the semiconductor memory device. 2 The gate electrode of the first MOS transistor is connected to the first word line, the drain is connected to the first bit line, and the second layer gate electrode of the second MOS transistor is connected to the second word line.
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the memory cells are arranged in a matrix, with the drain connected to the second bit line, and the source connected to a predetermined power supply. 3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the first bit line and the second bit line are a common bit line. 4. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the first word line and the second word line are a common word line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54165965A JPS6036107B2 (en) | 1979-12-20 | 1979-12-20 | semiconductor storage device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54165965A JPS6036107B2 (en) | 1979-12-20 | 1979-12-20 | semiconductor storage device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5688355A JPS5688355A (en) | 1981-07-17 |
| JPS6036107B2 true JPS6036107B2 (en) | 1985-08-19 |
Family
ID=15822368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54165965A Expired JPS6036107B2 (en) | 1979-12-20 | 1979-12-20 | semiconductor storage device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036107B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6025269A (en) * | 1983-07-21 | 1985-02-08 | Hitachi Ltd | semiconductor memory element |
| JPH01133357A (en) * | 1987-11-18 | 1989-05-25 | Fujitsu Ltd | Semiconductor memory |
-
1979
- 1979-12-20 JP JP54165965A patent/JPS6036107B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5688355A (en) | 1981-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5010518A (en) | Semiconductor memory device | |
| JP3781270B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
| JPH057796B2 (en) | ||
| JP2000113683A (en) | Semiconductor device | |
| US4760556A (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
| JPS6160517B2 (en) | ||
| JP2003288785A (en) | Semiconductor storage device | |
| JPH07176184A (en) | Semiconductor memory device and method of writing and reading data in the semiconductor memory device | |
| JPS6146977B2 (en) | ||
| US5666306A (en) | Multiplication of storage capacitance in memory cells by using the Miller effect | |
| JP3557051B2 (en) | Semiconductor storage device | |
| JPH06326272A (en) | Semiconductor memory | |
| US5995410A (en) | Multiplication of storage capacitance in memory cells by using the Miller effect | |
| JPS6036107B2 (en) | semiconductor storage device | |
| JPS59195397A (en) | Read/write memory array | |
| JPS60258793A (en) | Dynamic type semiconductor storage device | |
| JPS59201464A (en) | Semiconductor memory device | |
| JPS6370558A (en) | Semiconductor memory cell | |
| JPS6257245A (en) | semiconductor memory cell | |
| JP2859658B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
| JPH09161473A (en) | Ferroelectric memory cell and ferroelectric memory using the same | |
| JPH023149A (en) | Semiconductor memory device | |
| JP3158281B2 (en) | Memory device | |
| JP3101282B2 (en) | Semiconductor storage device | |
| JPH0370877B2 (en) |