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JPS58125290A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

Info

Publication number
JPS58125290A
JPS58125290A JP57005919A JP591982A JPS58125290A JP S58125290 A JPS58125290 A JP S58125290A JP 57005919 A JP57005919 A JP 57005919A JP 591982 A JP591982 A JP 591982A JP S58125290 A JPS58125290 A JP S58125290A
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JP
Japan
Prior art keywords
circuit
normally
column line
fet
schottky
Prior art date
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Granted
Application number
JP57005919A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0158592B2 (en
Inventor
Hironori Tanaka
田中 広紀
Takehisa Hayashi
剛久 林
Masayoshi Yagyu
正義 柳生
Akira Masaki
亮 正木
Masahiro Hirayama
昌宏 平山
Masayuki Ino
井野 正行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57005919A priority Critical patent/JPS58125290A/en
Publication of JPS58125290A publication Critical patent/JPS58125290A/en
Publication of JPH0158592B2 publication Critical patent/JPH0158592B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/41Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • G11C11/417Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/418Address circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a highly integrated semiconductor storage device which operates stably at a high speed by arraying a clamping diode at each boundary part between a column line driving circuit and a memory cell which uses a normally off type and a normally on type Schottky FET. CONSTITUTION:When the level at a terminal 708 of the column line driving circuit 705 rises, the normally on type Schottky FET709 is turned on and the FET710 is turned off through an inverter to select a corresponding column line 701 of a memory cell array 700. Then, a static memory cell using a normally off type Schottky FET which uses the column line 701 in common is selected. In this case, the clamping diode is arrayed at the boundary part between the driving circuit and memory cell and the potential at the column line 701 having started rising in level is clamped to a prescribed low level in a short time, so that a constant current flows to the ground through the FET709 and diode 706, but does not flow to the column line 701. Consequently, the rising is speeded up and potentials at respective parts of the column line 701 are made constant to obtain the semiconductor storage device which is integrated to a high degree and operates stably at a high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ショットキ・ケート型電界効果トランジスタ
(以下、ショットキFETと略す)を用いた半導体記憶
装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor memory device using a Schottky-cate field effect transistor (hereinafter abbreviated as Schottky FET).

近年、バイポーラ・トランジスタの動作速度を凌ぐ三端
子能動系子として、G、A、結晶よシなるM E 8 
(Metal 8emiconductor ) ・F
 E Tが注目され、これらFETt−集積化し7’h
G、A、集積回路が精力的に試作されている。
In recent years, three-terminal active devices that exceed the operating speed of bipolar transistors include G, A, and crystal M E 8.
(Metal 8emiconductor) ・F
ET attracted attention, and these FETs were integrated and
G.A. Integrated circuits are being actively prototyped.

本発明は、メモリセルにノーマリオン型ショットキFE
Tt−使用するとともに周辺回路にノーマリオン型ショ
ットキFBTを使用し、周辺回路で発生された高速信号
を効率よ゛くセルアレーに供給するようにしたものであ
る。
The present invention provides a normally-on type Schottky FE in a memory cell.
Tt- and normally-on type Schottky FBTs are used in the peripheral circuits to efficiently supply high-speed signals generated in the peripheral circuits to the cell array.

ノーマリオン型ショットキFETを用いた回路と、ノー
マリオフ型ショットキFETt−用いた回路では、電源
電圧、信号堪幅が異なり、これらを同一基板上に集積化
した場合、両者間f:直接結合できない。しかも、大面
積のセルアレーを駆動する場合、セル°Iし−の両端で
の電位差を極力おさえる必要がある。本発明によればレ
ベルクランプ用ダイオードを用いて、帥記両者間を直接
接続し、しかもそれを付加する位置を特定することによ
シ、アレー内電位差を極力おさえた半導体記憶装置が得
られる。
A circuit using a normally-on Schottky FET and a circuit using a normally-off Schottky FET have different power supply voltages and signal amplitudes, and when they are integrated on the same substrate, they cannot be directly coupled. Furthermore, when driving a large-area cell array, it is necessary to suppress the potential difference between the two ends of the cell as much as possible. According to the present invention, a semiconductor memory device can be obtained in which the potential difference within the array is suppressed as much as possible by directly connecting the two transistors using a level clamp diode and specifying the position where the diode is added.

半導体メモリにおいては、メモリセルはマトリックス状
に配置されており、その周辺にセルを選択する回路、選
択されたセルを駆動する回路、セルからの読み出し信号
を増幅する回路等が配置されている。第1図に半導体メ
モリの概略図を示す。
In a semiconductor memory, memory cells are arranged in a matrix, and around them are arranged circuits for selecting cells, circuits for driving selected cells, circuits for amplifying read signals from the cells, and the like. FIG. 1 shows a schematic diagram of a semiconductor memory.

本図は、半導体メモリ集積回路装置のチップ内における
各回路の配置を示したものであり、図において、100
はメモリセルをマトリックス状に配置したセルアレー、
101は外部から供給されるセルアレー100の列方向
を選択するための信号をチップ内部信号に変換する信号
変換回路、102は、信号変換回路101の出力信号に
応じてセルアレーの列方向においてどれかl夕Uを選択
する列選択回路、103は列選択回路120によって選
択された列方向に接続されたメモリセルを駆動する駆動
回路である。なお、因において、セルアレー100の内
に示した○印、たとえば108はメモリセルを意味し、
列方向の線、たとえば109は、選択されたセルに駆動
回路103からの駆動信号を送るための列線である。セ
ル駆動信号が、選択された列線に印加されると、その列
線に接続されたメモリセルすべてから信号が読み出され
、行方向の線たとえば110等の行線を通して信号増幅
回路104に供給される。信号増幅器104で増幅され
た読み出し信号は行選択回路105で選択され、1本の
行線に相当する読み出し信号のみが出力バッファ107
を通してチップ外に出力されるようになっている。また
、106は、外部から供給されるセルアレーの行方向を
選択するための信号をチップ内部信号に変換する信号変
換回路で、その出力は行選択回路105に供給されてい
る。以上が読み出し動作を簡単に説明したものであるが
、書き込み動作についても列線、行線の選択動作は同じ
でおり、遺沢された行線にのみ書き込み情報が供給され
、メモリセルに情報が書き込まれるようになっている。
This figure shows the arrangement of each circuit in a chip of a semiconductor memory integrated circuit device.
is a cell array in which memory cells are arranged in a matrix,
101 is a signal conversion circuit that converts a signal for selecting the column direction of the cell array 100 supplied from the outside into a chip internal signal; A column selection circuit 103 selects the column selection circuit 120, and a drive circuit 103 drives the memory cells connected in the column direction selected by the column selection circuit 120. In addition, in the explanation, the circle mark shown in the cell array 100, for example 108, means a memory cell,
A line in the column direction, for example 109, is a column line for sending a drive signal from the drive circuit 103 to a selected cell. When a cell drive signal is applied to a selected column line, signals are read out from all memory cells connected to that column line and supplied to the signal amplification circuit 104 through a row line such as 110 in the row direction. be done. The read signal amplified by the signal amplifier 104 is selected by the row selection circuit 105, and only the read signal corresponding to one row line is sent to the output buffer 107.
It is designed to be output outside the chip through. Further, 106 is a signal conversion circuit that converts a signal for selecting the row direction of the cell array supplied from the outside into a chip internal signal, and its output is supplied to the row selection circuit 105. The above is a simple explanation of the read operation, but for the write operation, the column line and row line selection operations are the same, and the write information is supplied only to the row line that was left behind, and the information is transferred to the memory cell. It is now written.

なお、信号変換回路106には、チップ外部から供給さ
れる信号に対応して、チップ内部の書き込み信号、誓き
込み情報信号を発生する回路も含まれている。
Note that the signal conversion circuit 106 also includes a circuit that generates a write signal and a pledge information signal inside the chip in response to a signal supplied from outside the chip.

以上、半導体メモリの読み出し、書き込み動作を簡単に
述べたが、メモリセルについては、チップ上に多くの数
を集積化することが、重要であり、できるだけ簡潔な回
路で占有面積を小さくする必要がある。そのためには、
レベルシフト回路が不要で簡潔な回路構成ができるノー
マリオフ型ショットキFETt使用することが有効であ
る。一方、各列線に接続された多数のメモリセルを駆動
する回路は、列線に付随する大きな負荷容量を駆動する
ため、ある程度回路が複雑になっても、大電流を流し得
る素子が必要であり、ノーマリオン型ショットキFET
を使用することが有効である。第2図にノーマリオフ型
ショットキFETの断面図、第3図にノーマリオン型シ
ョットキFETの断面図を示す。第2図において200
はG、A、半絶縁性基板、201は、ソース、ドレイン
部の高濃度N型イオン打込層、202はチャネル形成部
の低#に度N型イオン打込層である。203はショット
キゲート電極であり、゛N型イオン打込層202とショ
ットキ接触となるような金属′群(例えばAtなど)に
よシバターン形成される。204はドレイン電極、20
5はソース電極であシ、共にN型イオン打込層201と
抵抗性接触となるような金属群(例えば、Au−Ge合
金など)によりパターン形成される。このタイプの素子
は、ゲート電極下に広がる空乏層206が、ゲート電圧
によシ、上下に伸び縮みし、これによってドレイン。
The read and write operations of semiconductor memory have been briefly described above, but it is important to integrate a large number of memory cells on a chip, and it is necessary to minimize the area occupied by a circuit as simple as possible. be. for that purpose,
It is effective to use a normally-off Schottky FET, which does not require a level shift circuit and has a simple circuit configuration. On the other hand, the circuit that drives the large number of memory cells connected to each column line drives the large load capacitance attached to the column line, so even if the circuit becomes somewhat complex, it requires an element that can flow a large current. Yes, normally-on Schottky FET
It is effective to use FIG. 2 shows a sectional view of a normally-off Schottky FET, and FIG. 3 shows a sectional view of a normally-on Schottky FET. 200 in Figure 2
G and A are semi-insulating substrates, 201 is a heavily doped N-type ion-implanted layer for the source and drain portions, and 202 is a low-concentration N-type ion-implanted layer for the channel forming portion. Reference numeral 203 denotes a Schottky gate electrode, which is formed with a metal group (for example, At) to form a Schottky contact with the N-type ion implantation layer 202. 204 is a drain electrode, 20
Reference numeral 5 denotes a source electrode, both of which are patterned with a metal group (eg, Au-Ge alloy, etc.) that makes resistive contact with the N-type ion implantation layer 201. In this type of device, a depletion layer 206 extending under the gate electrode expands and contracts up and down depending on the gate voltage, thereby forming a drain.

ソース間を流れる電流が変化することにより、FET動
作が行なわれる。第2図の素子はノーマリオフ型ショッ
トキFETであるので、ケート電圧が零の時、空乏層2
06がチャネル形成部202の下端に達し、ドレイン・
ソース間に電流は流れない。ドレイン・ソース間に電流
が流れ始めるゲート電圧をしきい電圧VTと呼んでいる
が、ノーマリオフ型ショットキFETの場合、この値は
約0、IVである。ゲート電圧がしきい電圧Vt以上の
正電圧の場合は、空乏層206が縮み、ドレイン・ソー
ス間に電流が流れるようになる。−万、第3図における
ノーマリオン型ショットキFETでは、3000G、A
、半絶縁性基板、301の高濃度N型イオン打込層、3
03のゲート電極、304のドレイン電極、305のソ
ース電極はノーマリオフ型ショットキFETと同様であ
るが、低濃度N型イオン打込層302の厚さがノーマリ
オフ型ショットキFETよシも厚くなっている。
FET operation is performed by changing the current flowing between the sources. Since the device shown in Fig. 2 is a normally-off Schottky FET, when the gate voltage is zero, the depletion layer 2
06 reaches the lower end of the channel forming part 202, and the drain
No current flows between the sources. The gate voltage at which current begins to flow between the drain and source is called the threshold voltage VT, and in the case of a normally-off Schottky FET, this value is approximately 0, IV. When the gate voltage is a positive voltage equal to or higher than the threshold voltage Vt, the depletion layer 206 contracts, and current flows between the drain and source. - 3000G, A
, semi-insulating substrate, 301 high concentration N-type ion implantation layer, 3
The gate electrode 03, the drain electrode 304, and the source electrode 305 are the same as those of the normally-off Schottky FET, but the thickness of the low concentration N-type ion implantation layer 302 is thicker than that of the normally-off Schottky FET.

従って、ゲート電圧が零の時でもドレイン・ソース間に
電流が流れ、ゲート電圧が負の電圧となって、Vよじめ
て電流が流れなくなるという特性を示す。ノーマリオン
型ショットキFETのしきい電圧Vtは通常−1,0〜
−zO■の値が用いられている。同一素子寸法で、同一
ゲート電圧のもとてノーマリオフ型、ノーマリオン型F
ETのドレイン・ノース署電流を比較すると、後者の方
が数倍大きな電流を流すことが可能である。
Therefore, even when the gate voltage is zero, a current flows between the drain and the source, and the gate voltage becomes a negative voltage, which causes the current to stop flowing due to V. The threshold voltage Vt of a normally-on Schottky FET is usually -1.0~
-zO■ value is used. Normally-off type and normally-on type F with the same element dimensions and the same gate voltage
Comparing the drain-north currents of the ETs, the latter allows several times larger current to flow.

第4図は、ノーマリオフ型ショットキFET’に便用し
たメモリセル回路の一例であるが、このタイプのFET
では、レベルシフト回路を必要とせず、FETを直結し
て回路が構成できる丸め、少い素子数で回路を構成でき
る。第4図において、400はワード線、401,40
2はデータ線である。第1図で説明し九列線は、本図の
ワード線400に相当し、行線は、データ線401,4
02に相当する。第1図では、行線は各セルに対して一
1本で表示しであるが、実際は、第4図に示すように1
対でデータ線を構成している。403゜404は抵抗、
405,406,407.408はノーマリオフ型ショ
ットキFETである。FET406.407のソースは
共通に接地され、ドレインはそれぞれ式抗403,40
4を介して電源Vc(例えば+〇、 5 V )に接続
され、ゲートはそれぞれ反対側のノード410,409
に接続されてフリップフロップ回路を構成している。ま
九、FET405.408のドレインはそれぞれデータ
線401.402へ接続され、ソースはそれぞれノード
409,410へ接続され、ゲートはワードa400へ
接続されている。ここで、FET406.407のうち
一方がオン状態で、他方がオフ状態であるように各抵抗
値などが選ばれており、FET 406がyi−y、F
B’l’407がオフ、あルイは、FET406が、t
:y、FET407がオンの2つの場合に対応して2値
情報の“0°。
Figure 4 shows an example of a memory cell circuit conveniently used in a normally-off Schottky FET'.
In this case, the circuit can be constructed by directly connecting FETs without requiring a level shift circuit, and the circuit can be constructed with a small number of elements. In FIG. 4, 400 is a word line, 401, 40
2 is a data line. The ninth column line explained in FIG. 1 corresponds to the word line 400 in this figure, and the row line corresponds to the data lines 401 and 4.
Corresponds to 02. In Figure 1, one row line is displayed for each cell, but in reality, there are one row line as shown in Figure 4.
A pair constitutes a data line. 403°404 is resistance,
405, 406, 407, and 408 are normally-off Schottky FETs. The sources of FETs 406 and 407 are commonly grounded, and the drains are connected to the resistors 403 and 40, respectively.
4 to the power supply Vc (for example, +〇, 5 V), and the gates are connected to opposite nodes 410 and 409, respectively.
are connected to form a flip-flop circuit. Finally, the drains of FETs 405 and 408 are connected to data lines 401 and 402, respectively, the sources are connected to nodes 409 and 410, respectively, and the gates are connected to word a 400. Here, each resistance value etc. is selected so that one of the FETs 406 and 407 is in the on state and the other is in the off state, and the FET 406 is in the yi-y, FET
B'l'407 is off, and FET406 is off.
:y, binary information “0°” corresponding to two cases where FET 407 is on.

“l”が記憶される。ワード線400に駆動信号を印加
すると、FET405.408がオン状態となり、デー
タ線に記憶信号が読み出される。誓き込み動作は、ワー
ド@1400に駆動信号を印加してFET405.40
gをオyKした後、データ線、401.402のいずれ
かの電位を下げることによシおこなわれる。このような
ノーマリオフWFETを用いたメモリセルを駆動するた
めのワード線信号の振幅は、FETのしきい電圧Vtと
ショットキケートの順方向特性で制限され、約0.6■
程度である。以下、この制限をさらに詳しく説明する。
"l" is stored. When a drive signal is applied to the word line 400, the FETs 405 and 408 are turned on, and the storage signal is read out to the data line. The pledging operation is performed by applying a drive signal to word @1400 and FET405.40.
This is done by lowering the potential of either the data line or 401 or 402 after turning g to yK. The amplitude of the word line signal for driving a memory cell using such a normally-off WFET is limited by the threshold voltage Vt of the FET and the forward characteristics of the Schottky gate, and is approximately 0.6
That's about it. This restriction will be explained in more detail below.

今、FET406がオン、FET405がオフで、情報
“0#がセル内に記憶されているとする。この時、ノー
ド409はほぼ接地電位に、−万、ノード410は約0
,5〜0.6■になっている。セルが非選択状態では、
ノード4091410は、データ線401.402と電
気的に分離されている必要があるため、FET405゜
408t−オフ状態にしておかなくてはならない。
Suppose that the FET 406 is on, the FET 405 is off, and information "0#" is stored in the cell. At this time, the node 409 is approximately at ground potential, -10,000, and the node 410 is approximately 0.
, 5 to 0.6 ■. When a cell is unselected,
Since the node 4091410 needs to be electrically isolated from the data lines 401 and 402, the FETs 405 and 408t must be turned off.

従って、ワード@400の電圧を、ノード409の電位
すなわち接地電位4[に維持しておく必要がある。次に
、セルが選択状態となり、読み出し動作を行う場合、ワ
ード線400の電位は上昇し、FET405,408は
オン状態となるが、無制限にワード巌電圧を上昇させる
ことはできない。
Therefore, it is necessary to maintain the voltage of word @400 at the potential of node 409, that is, the ground potential 4[. Next, when the cell is in a selected state and a read operation is performed, the potential of the word line 400 rises and the FETs 405 and 408 are turned on, but the word line voltage cannot be increased indefinitely.

その理由はショットキ・ケートを使用し九FETでは、
ゲート電極とソース電極、ならびにドレイン電極とがシ
ョットキ・ダイオードを構成しているため、ゲート電圧
が、ソース、あるいはドレイン電圧よりも約0.6v高
くなるとゲートからソース、あるいはドレイ/電極へ電
流が流れ始めるからである。51!4図のセルでこの状
態を考えてみる。
The reason is that in nine FETs using Schottky Kate,
Since the gate electrode, source electrode, and drain electrode constitute a Schottky diode, when the gate voltage is approximately 0.6 V higher than the source or drain voltage, current flows from the gate to the source or drain/electrode. Because it begins. Consider this situation using the cell in Figure 51!4.

今、セルに情報“01が記憶されているとすると、ノー
ド409は、はぼ接地電位であるため、ワード線400
の電位が約0.6■となると、ワード縁400からノー
ド409に向かって電流が流れ始め、さらにワード線4
00の電位が上昇すると、ノード409の電位が上昇し
始め、最終的には、ノード409と410が同電位とな
り、情報破壊が起ってしまう。また、書き込み時におい
ても読み出し時と同様の現象が発生し得る。従って、セ
ルが非選択状態の時、セル内の記憶情報を維持し、読み
出し及び、書き込み時に記憶情報を破壊しないためには
、ワードg4ooの信号振幅は0.6 V程度におさえ
なくてはならないことがわかる。
Now, if information "01" is stored in the cell, the node 409 is almost at ground potential, so the word line 409
When the potential of the word line 400 reaches approximately 0.6■, a current begins to flow from the word edge 400 to the node 409, and further to the word line 4.
When the potential of node 00 rises, the potential of node 409 begins to rise, and eventually nodes 409 and 410 become the same potential, causing information destruction. Furthermore, a phenomenon similar to that during reading may occur during writing as well. Therefore, when the cell is in a non-selected state, in order to maintain the stored information in the cell and not destroy the stored information during reading and writing, the signal amplitude of word g4oo must be kept to about 0.6 V. I understand that.

次に、ワード線の駆動回路について述べる。先に本述べ
たように、この駆動回路にはノーマリオン型のショット
キFETを使用するのが効率的であり、第5図にその一
例を示す。同図(→は、5DFL (Schottky
 piode FET Logic  )と一般的に呼
ばれている。図において500は入力端子、501は出
力端子、502,503はダイオード、504,505
.506はノーマリオン型のショットキFETであり、
FET504はレベルシフト用回路、FET505,5
06は、出力の電位を制御するためのものである。入力
端子500にはダイオード502のアノードが、ダイオ
ード5020カソードにはダイオード503のアノード
が、ダイオード5020カソードにはFET504のド
レインが接続され、FET504のゲートとソースは共
通に電源■、に接続されてレベルシフト回路を構成して
いる。さらにダイオード503のカソードは、FET5
06のゲートに接続され、FET506のドレインはF
ET505のソースとケートに共通に接続されると共に
、出力端子501に接続されている。FET505のド
レインは電源VDに接続され、ト’ET506のソース
は接地されている。このように本回路は、ノーマリオフ
型のショットキFETt用いた回路と比較するとレベル
シフト回路が余分に必要であり、その分だけ回路構成が
複雑になっている。なお、本回路におけるVoは2V、
V、は−1,5V、ノーマリオン型ショットキFET(
7)Lきい電圧Vrは一1vが一般的に用いられている
Next, the word line drive circuit will be described. As mentioned above, it is efficient to use a normally-on Schottky FET in this drive circuit, and an example thereof is shown in FIG. The same figure (→ is 5DFL (Schottky
Logic). In the figure, 500 is an input terminal, 501 is an output terminal, 502, 503 are diodes, 504, 505
.. 506 is a normally-on Schottky FET,
FET504 is a level shift circuit, FET505,5
06 is for controlling the output potential. The anode of the diode 502 is connected to the input terminal 500, the anode of the diode 503 is connected to the cathode of the diode 5020, the drain of the FET 504 is connected to the cathode of the diode 5020, and the gate and source of the FET 504 are commonly connected to the power supply It constitutes a shift circuit. Furthermore, the cathode of the diode 503 is FET5
The drain of FET506 is connected to the gate of FET506, and the drain of FET506 is connected to the gate of FET506.
It is commonly connected to the source and gate of the ET 505, and is also connected to the output terminal 501. The drain of FET 505 is connected to power supply VD, and the source of FET 506 is grounded. As described above, compared to a circuit using a normally-off Schottky FET, this circuit requires an extra level shift circuit, and the circuit configuration is accordingly more complicated. Note that Vo in this circuit is 2V,
V is -1.5V, normally-on Schottky FET (
7) As the L threshold voltage Vr, -1V is generally used.

本回路の出力は、約接地電位から、VDの電位まで変化
するので、信号、振、1幅も約2vとなる。入力端子5
00には、出力端子501と同じ電位の信号が入力され
、ダイオード502,503によシ約1.2v亀位が下
がる。従って、入力信号の“L”。
Since the output of this circuit changes from about the ground potential to the potential of VD, the signal amplitude is also about 2V. Input terminal 5
A signal of the same potential as the output terminal 501 is input to the terminal 00, and the voltage level is lowered by about 1.2 V by the diodes 502 and 503. Therefore, the input signal is "L".

”H”に対応してFET506がオフ、オンし、出力電
位も“H″(2v)から“L″(約0V)K変化する。
The FET 506 turns off and on in response to "H", and the output potential also changes from "H" (2V) to "L" (approximately 0V).

この場合、入力信号と出方信号の変化のし方はちょうど
逆になる。なお、第5図(a)の回路においてFET 
504を抵抗に置き換えても本貞的に動作は同じである
。また、第5図(b)の回路は、同図(a)の回路をさ
らに低電方化するためブツシュ・プル化したものである
。入力端子は51o1出力端子は511で、512は入
力信号を反転させるためのインバータである。ダイオー
ド513゜514.515,516、FET517,5
18の動作は((転)の場合とtlは同じであるが、F
ET519.520のうち常にどちらか一方しかオンし
ないため、低消費電力に向いている。なお(b)の回路
では、入力と出方の変化の方向が同一方向となる結線と
なっている。しかしながら、(a)の回′路の出力振幅
は約2V、(b)の回路の出力振幅は約1.5vあるた
め、先に述べたメモリセルとこれらの周辺回路を直結す
ることはできず何らかの工夫が必要になる。第6図は、
セルアレー7ooと列線駆動回路705の境界にレベル
クランプ用ダイオード706k(11人したものである
。このような回路構成とすることにより、駆動回路70
5の出力レベルがメモリセルで許容された信号電圧的0
.6vでクランプされると同時に、出方波形の立ち上が
シが速い範囲でクランプされるため、高速信号を選択さ
れた列線に供給できる。さらに、クランプ用ダイオード
をセルアレーと駆動回路の境界に用いることにより、列
線の近端と遠端、たとえば列線701についていうと、
711と707の選択時の電位を一定に保つことができ
、メモリセルの女定動作が可能となる。今、列@701
が選択状態になったとすると、708の電位が”H”レ
ベルとなり、FET709がオン、FET710がオフ
となって、これらFETのオン、オフ関係が逆転し、列
線701の電位が上昇し始める。そして、先にも述べた
ように約0.6 Vに達した時点でダイオード706が
動作し、波形がクランプされる。この時、FET709
からダイオード706゜接地へと定常電流が流れるが、
ダイオード706をセルアレー700と駆動用回路70
5の境界に配置しておくことにより、この定常電流を列
線701を経由しないで流すことができる。その結果、
選択時において、列線の近端と遠端で電位を一定に保つ
ことができ、メモリセルの安定動作を行うことができる
In this case, the way the input signal and output signal change are exactly opposite. In addition, in the circuit of FIG. 5(a), the FET
Even if 504 is replaced with a resistor, the operation is basically the same. The circuit shown in FIG. 5(b) is a push-pull version of the circuit shown in FIG. 5(a) in order to further reduce the current consumption. The input terminal is 51o1, the output terminal is 511, and 512 is an inverter for inverting the input signal. Diode 513゜514.515,516, FET517,5
The operation of 18 is the same as in the case of ((translation), but F
Since only one of ET519 and 520 is always on, it is suitable for low power consumption. Note that in the circuit of (b), the wiring is such that the direction of change in input and output is the same direction. However, since the output amplitude of the circuit (a) is approximately 2V and the output amplitude of the circuit (b) is approximately 1.5V, it is not possible to directly connect the memory cells mentioned above and these peripheral circuits. Some kind of ingenuity will be needed. Figure 6 shows
A level clamp diode 706k (11 people) is installed at the boundary between the cell array 7oo and the column line drive circuit 705. With this circuit configuration, the drive circuit 70
The output level of 5 is the signal voltage 0 allowed by the memory cell.
.. Since the output waveform is clamped at 6V and at the same time within a range where the rising edge of the output waveform is fast, a high-speed signal can be supplied to the selected column line. Furthermore, by using a clamping diode at the boundary between the cell array and the drive circuit, the near and far ends of the column line, for example column line 701, can be
The potentials at the time of selection of 711 and 707 can be kept constant, allowing constant operation of the memory cell. Now column @701
When FET 708 is in the selected state, the potential of column line 708 becomes "H" level, FET 709 is turned on and FET 710 is turned off, the on/off relationship of these FETs is reversed, and the potential of column line 701 begins to rise. Then, as mentioned earlier, when the voltage reaches about 0.6 V, the diode 706 is activated and the waveform is clamped. At this time, FET709
A steady current flows from the diode 706° to ground, but
The diode 706 is connected to the cell array 700 and the driving circuit 70.
5, this steady current can flow without passing through the column line 701. the result,
At the time of selection, the potential can be kept constant at the near end and far end of the column line, allowing stable operation of the memory cell.

以上述べたように、ノーマリオフ型のショットキFET
t−スタティック型メモリセルに用い、さらに列線の駆
動回路にノーマリオン型のショットキFETt−用い、
この両者の境界部分にクランプ用ダイオードを配置する
回路構成をとることにより、高集積でかつ、高速でしか
も安定動作の可能な半導体記憶装置を実現できる。
As mentioned above, normally-off Schottky FET
t- used for static type memory cells, and further used normally-on type Schottky FET t- for column line drive circuits,
By adopting a circuit configuration in which a clamping diode is placed at the boundary between the two, it is possible to realize a semiconductor memory device that is highly integrated, high-speed, and capable of stable operation.

第7図は、第6図の回路における信号波形を示したもの
である。(a)は、端子708に入力される信号波形を
示したもので、列線701が選択されると、信号レベル
は約OVから2vまで上昇し、その結果、列線の電位が
上昇し始める。(b)はその様子を示したもので、実線
が第6図の回路図での波形、破線はクランプ用ダイオー
ド706がない場合の波形である。この波形を見てわか
るとおり、列線の振幅は、メモリセルの許容信号振幅内
におさえられ、しかも、駆動回路の出力信号の立ち上が
9も高速である。なお、りII線の立ち下がり部につい
ては、述べなかったが、第5図に示した駆動回路では、
立ち下が9時間は、立ち上がり時間よシもかなり短く、
立ち上がり時間はどは問題にならない。
FIG. 7 shows signal waveforms in the circuit of FIG. 6. (a) shows the signal waveform input to the terminal 708. When the column line 701 is selected, the signal level rises from approximately OV to 2V, and as a result, the potential of the column line begins to rise. . (b) shows this situation, where the solid line is the waveform in the circuit diagram of FIG. 6, and the broken line is the waveform when the clamping diode 706 is not provided. As can be seen from this waveform, the amplitude of the column line is suppressed within the permissible signal amplitude of the memory cell, and the rise 9 of the output signal of the drive circuit is also fast. Although the falling part of the line II has not been described, in the drive circuit shown in Fig. 5,
If the fall time is 9 hours, the rise time and the rise time are also quite short.
The rise time is not an issue.

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
、化合物半導体G、A、を用いたメモリ装置に限らず、
ショットキ・ゲート型FETを用い九Srメモリ装置に
おいても有効である。また、半絶縁性naAs基板以外
の基板、九とえばエピタキシャル結晶を用いたG、A、
あるいはSL半導体記憶装置であってもかまわない、さ
らに、O3 m結晶を用いたSL半導体記憶装置であってもかまわな
い。また、第5図の回路でレベルシフト回路をダイオー
ドとFETで構成したが、他の回路構成によるレベルシ
フト回路であってもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to memory devices using compound semiconductors G and A.
It is also effective in 9Sr memory devices using Schottky gate type FETs. In addition, substrates other than semi-insulating NaAs substrates, such as G, A,
Alternatively, it may be an SL semiconductor memory device, or even an SL semiconductor memory device using an O3 m crystal. Further, in the circuit shown in FIG. 5, the level shift circuit is constructed of diodes and FETs, but the level shift circuit may have other circuit constructions.

九とえは、第8図(a)に示すようにダイオードとFE
T%ならびに容量からなるレベルシフト回路を用いたも
のは本発明に用いて好ましい。なお、第8図(a)にお
けるFET804を抵抗に置き−換えた回路でも本質的
に動作は同じである。図において803の容量は結合容
量として動作しており、入力信号800の立ち下が9時
にノード808の電位を高速に放電させるために付加さ
れている。
The ninth example is the diode and FE as shown in Figure 8(a).
A device using a level shift circuit consisting of T% and capacitance is preferable for use in the present invention. Note that the operation is essentially the same even in a circuit in which the FET 804 in FIG. 8(a) is replaced with a resistor. In the figure, a capacitor 803 operates as a coupling capacitor, and is added to rapidly discharge the potential of the node 808 when the input signal 800 falls at 9:00.

また、ダイオード801,802.FET8U4は、入
力信号が定常状態になったときに、ノード808の電位
を一定値に固定するために設けられている。さらに、入
力信号の立ち上がり時には、容1i803t−介する過
渡電流と、ダイオード801゜802を介する直流電流
の両者によってノード808の電位は高速にHignレ
ベルに変化する。
In addition, diodes 801, 802 . FET8U4 is provided to fix the potential of node 808 to a constant value when the input signal is in a steady state. Further, when the input signal rises, the potential of the node 808 changes rapidly to the High level due to both the transient current flowing through the capacitor 1i803t and the direct current flowing through the diodes 801 and 802.

この回路では、レベルシフト部の直流電流を少くできる
ので、第5図(a)に示した5DFL回路と比較して、
低消費電力、高負荷の駆動に適しているといえる。
In this circuit, the DC current in the level shift section can be reduced, so compared to the 5DFL circuit shown in FIG. 5(a),
It can be said that it is suitable for low power consumption and driving high loads.

第8図(b)の回路は、第8図(a)の回路を基本回路
としてプッシュプル構成としたもので、入出力信号レベ
ルならびに、各部分の回路動作は、レベルシフト部を除
いて、第5図(b)の場合と同じである。
The circuit of FIG. 8(b) has a push-pull configuration using the circuit of FIG. 8(a) as a basic circuit, and the input/output signal levels and circuit operations of each part are as follows except for the level shift section. This is the same as the case in FIG. 5(b).

この回路は、第6図の列線駆動回路705として、その
まま用いることができ、第5図(b)に示した回路よシ
、さらに、低消費電力、高速動作を可能にすることがで
きる。なお、第8図において、FET804.805,
806,815,817,81ti。
This circuit can be used as is as the column line drive circuit 705 in FIG. 6, and can achieve lower power consumption and higher speed operation than the circuit shown in FIG. 5(b). In addition, in FIG. 8, FET804.805,
806, 815, 817, 81ti.

821.823.824がノーマリオン型のショットキ
FETであることは勿論である。
Of course, 821, 823, and 824 are normally-on Schottky FETs.

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

第1図は、半導体メモリ装置におけるチップ内回路の配
置を示す概略図、第2図、第3図は、それぞれU、A、
ショット中・ゲート型電界効果トランジスタの構成を示
す断面図、第4図は、本発明に用いられるメモリセルの
一例を示す回路図、第5図(Jl)、 (b)は、それ
ぞれ本発明に用いられるメモリセル駆動回路の一例を示
す回路図、第6図は、本発明の一実施例の要部を示す回
路図、第7図は、第6図の回路における信号波形を示す
図、第8図(a)、(b)は、それぞれ本発明に用いら
れるメモリセ左駆動回路の他の例を示す回路図である。 400・・・ワードa(列線)、401.402・・・
データ線(行線)、405,406,407.408・
・・ノーマリオン型のショットキ・ケー) a F E
 T %502.503,513,514,515,5
16゜801.802,812,813,818.81
9・・・ダイオード、504,505.54)6,51
7゜518.519,520,804,805,806
゜815.816,821,823.824・・・ノー
マリオン型のショットキ・ゲートWFBT、512・・
・インバータ、706・・・レベルクランプ用ダイオー
ド、814.820・・・容量。 第 1  図 02 Vi2  図 v13 口 578 ′tE41¥] 第 7 図 −579− y 8 図 T’s (b) 第1頁の続き 0発 明 者 平山昌宏 武蔵野市緑町3丁目9番11号日 本電信電話公社武蔵野電気通信 研究所内 0発 明 者 井野正行 武蔵野市緑町3丁目9番11号日 本電信電話公社武蔵野電気通信 研究所内 ■出 願 人 日本電信電話公社 580−
FIG. 1 is a schematic diagram showing the arrangement of circuits within a chip in a semiconductor memory device, and FIGS. 2 and 3 are U, A,
4 is a cross-sectional view showing the structure of a shot gate type field effect transistor, FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a memory cell used in the present invention, and FIGS. 6 is a circuit diagram showing an example of a memory cell driving circuit used, FIG. 6 is a circuit diagram showing a main part of an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing signal waveforms in the circuit of FIG. 6, and FIG. FIGS. 8(a) and 8(b) are circuit diagrams showing other examples of the memory cell left drive circuit used in the present invention. 400...word a (column line), 401.402...
Data line (row line), 405, 406, 407.408・
・・Normalion type Schottky・K) a F E
T%502.503,513,514,515,5
16°801.802,812,813,818.81
9...Diode, 504,505.54)6,51
7゜518.519,520,804,805,806
゜815.816,821,823.824... Normally-on Schottky gate WFBT, 512...
・Inverter, 706... Level clamp diode, 814.820... Capacity. 1 Figure 02 Vi2 Figure v13 口578 'tE41¥] Figure 7 -579- y 8 Figure T's (b) Continued from page 1 0 Inventor Masahiro Hirayama 3-9-11 Midoricho, Musashino City Nippon Telegraph Musashino Telecommunications Research Institute, Telephone Public Corporation 0 Inventor Masayuki Ino 3-9-11 Midoricho, Musashino City Musashino Telecommunications Research Institute, Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation Applicant Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation 580-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 ノーマリオフ型のショットキ・ゲート型電界効果
トランジスタを用いたスタティック型メモリセルをマト
リックス状に配置したメモリセルアレーと、該セルアレ
ーの各列に配置されたメモリセルに共通に接続された韻
数のワード線と、ノーマリオン型のショットキ・ケート
型電J’1果トランジスタが用いた上記ワード線に駆動
信号を供給する複数の駆動回路とからなることを特徴と
する半導体記憶装置。 2 上記複数のワード線と、上記複数の駆動回路のそれ
ぞれの境界にレベルクランプ用ダイオードを設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装
置。
[Scope of Claims] 1. A memory cell array in which static memory cells using normally-off Schottky gate field effect transistors are arranged in a matrix, and memory cells arranged in each column of the cell array have common features. A semiconductor memory comprising connected word lines and a plurality of drive circuits that supply drive signals to the word lines using normally-on Schottky-Cate type transistors. Device. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a level clamp diode provided at each boundary between the plurality of word lines and the plurality of drive circuits.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6059589A (en) * 1983-09-12 1985-04-05 Toshiba Corp Semiconductor memory device
JPH0654513U (en) * 1992-07-15 1994-07-26 アサノ精機株式会社 Directional change mechanism in powder packaging machine

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