JP2010272874A5 - - Google Patents
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Claims (17)
前記6個のMOSトランジスタの各々は、
メモリにアクセスするための第1及び第2のNMOSのアクセストランジスタと、メモリセルのデータを保持するために記憶ノードを駆動する第1及び第2のNMOSのドライバトランジスタと、メモリセルのデータを保持するために電荷を供給する第1及び第2のPMOSのロードトランジスタとして機能し、
メモリにアクセスするための第1及び第2のNMOSのアクセストランジスタの第1の拡散層、前記柱状半導体層及び第2の拡散層とは、
第1の拡散層、柱状半導体層及び第2の拡散層が、基板上に形成された絶縁膜上に垂直方向に階層的に配置され、前記柱状半導体層は前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間に配置され、前記柱状半導体層の側壁にゲートが形成されており、
メモリセルのデータを保持するために記憶ノードを駆動する第1及び第2のNMOSのドライバトランジスタの第3の拡散層、柱状半導体層及び第4の拡散層とは、
第3の拡散層、柱状半導体層及び第4の拡散層が、基板上に形成された絶縁膜上に垂直方向に階層的に配置され、前記柱状半導体層は前記第3の拡散層と前記第4の拡散層の間に配置され、前記柱状半導体層の側壁にゲートが形成されており、
メモリセルのデータを保持するために電荷を供給する第1及び第2のPMOSのロードトランジスタの第5の拡散層、柱状半導体層及び第6の拡散層とは、
第5の拡散層、柱状半導体層及び第6拡散層が、基板上に形成された絶縁膜上に垂直方向に階層的に配置され、前記柱状半導体層は前記第5の拡散層と前記第6の拡散層の間に配置され、前記柱状半導体層の側壁にゲートが形成されており、
第1のNMOSのアクセストランジスタ、第1のNMOSのドライバトランジスタ及び第1のPMOSのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
第2のNMOSのアクセストランジスタ、第2のNMOSのドライバトランジスタ及び第2のPMOSのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
基板に電位を与えるための複数のメモリセルに共通の第1のウェルが形成され、
第1のNMOSのアクセストランジスタの底部に形成されるN型の導電型を持つ第1の拡散層、第1のNMOSのドライバトランジスタの底部に形成されるN型の導電型を持つ第3の拡散層及び第1のPMOSのロードトランジスタの底部に形成されるP型の導電型を持つ第5の拡散層は、前記第1の拡散層、第3の拡散層及び第5の拡散層の表面に形成された第1のシリサイド層を介して相互に接続され、
前記相互に接続された前記第1の拡散層、第3の拡散層及び第5の拡散層はメモリセルに記憶されるデータを保持するための第1の記憶ノードとして機能し、
前記第5の拡散層と前記第1のウェル間のリークを防止するために、前記第5の拡散層と第1のウェルの間に前記第1のウェルと反対の導電型を持つ第1のリーク防止拡散層が形成され、
前記第1のリーク防止拡散層は、前記第1の拡散層及び第3の拡散層と直接接続され、
第2のNMOSのアクセストランジスタの底部に形成されるN型の導電型を持つ第1の拡散層、第2のNMOSのドライバトランジスタの底部に形成されるN型の導電型を持つ第3の拡散層及び第2のPMOSのロードトランジスタの底部に形成されるP型の導電型を持つ第5の拡散層は、前記第1の拡散層、第3の拡散層及び第5の拡散層の表面に形成された第2のシリサイド層を介して相互に接続され、
前記相互に接続された前記第1の拡散層、第3の拡散層及び第5の拡散層はメモリセルに記憶されるデータを保持するための第2の記憶ノードとして機能し、
前記第5の拡散層と前記第1のウェル間のリークを防止するために、前記第5の拡散層と前記第1のウェルの間には、前記第1のウェルと反対の導電型を持つ第2のリーク防止拡散層が形成され、
前記第2のリーク防止拡散層は、前記第1の拡散層及び第3の拡散層と直接接続されていることを特徴とする半導体記憶装置。 A semiconductor memory device having a static memory cell in which six MOS transistors are arranged on a substrate,
Each of the six MOS transistors is
First and second NMOS access transistors for accessing the memory, first and second NMOS driver transistors for driving the storage node to hold the memory cell data, and holding the memory cell data Functioning as first and second PMOS load transistors for supplying charge to
The first diffusion layer, the columnar semiconductor layer, and the second diffusion layer of the first and second NMOS access transistors for accessing the memory are:
The first diffusion layer, the columnar semiconductor layer, and the second diffusion layer are hierarchically arranged in a vertical direction on an insulating film formed on the substrate, and the columnar semiconductor layer includes the first diffusion layer and the first diffusion layer. 2 is disposed between two diffusion layers, and a gate is formed on a side wall of the columnar semiconductor layer,
The third diffusion layer, the columnar semiconductor layer, and the fourth diffusion layer of the first and second NMOS driver transistors that drive the storage node to hold the memory cell data are:
A third diffusion layer, a columnar semiconductor layer, and a fourth diffusion layer are hierarchically arranged in a vertical direction on an insulating film formed on the substrate, and the columnar semiconductor layer includes the third diffusion layer and the first diffusion layer. 4 is disposed between the diffusion layers, and a gate is formed on a side wall of the columnar semiconductor layer,
The fifth diffusion layer, the columnar semiconductor layer, and the sixth diffusion layer of the first and second PMOS load transistors that supply charges to hold data in the memory cell are:
The fifth diffusion layer, the columnar semiconductor layer, and the sixth diffusion layer are hierarchically arranged in a vertical direction on an insulating film formed on the substrate, and the columnar semiconductor layer includes the fifth diffusion layer and the sixth diffusion layer. A gate is formed on the side wall of the columnar semiconductor layer,
The first NMOS access transistor, the first NMOS driver transistor and the first PMOS load transistor are arranged adjacent to each other,
The second NMOS access transistor, the second NMOS driver transistor, and the second PMOS load transistor are arranged adjacent to each other,
A first well common to a plurality of memory cells for applying a potential to the substrate is formed;
A first diffusion layer having an N type conductivity formed at the bottom of the first NMOS access transistor, and a third diffusion having an N type conductivity formed at the bottom of the first NMOS driver transistor. And a fifth diffusion layer having a P-type conductivity formed on the bottom of the first PMOS load transistor and on the surface of the first diffusion layer, the third diffusion layer, and the fifth diffusion layer. Interconnected via the formed first silicide layer,
The first diffusion layer, the third diffusion layer, and the fifth diffusion layer connected to each other function as a first storage node for holding data stored in a memory cell;
In order to prevent leakage between the fifth diffusion layer and the first well, the first of opposite conductivity type as the first well for the fifth diffusion layer and the first well A leak-proof diffusion layer is formed,
The first leakage preventing diffusion layer is directly connected to the first diffusion layer and the third diffusion layer;
A first diffusion layer having an N-type conductivity type formed at the bottom of the second NMOS access transistor, and a third diffusion having an N-type conductivity type formed at the bottom of the second NMOS driver transistor And a fifth diffusion layer having a P-type conductivity formed at the bottom of the first PMOS transistor and the second PMOS load transistor is formed on the surfaces of the first diffusion layer, the third diffusion layer, and the fifth diffusion layer. Interconnected via the formed second silicide layer,
The first diffusion layer, the third diffusion layer, and the fifth diffusion layer connected to each other function as a second storage node for holding data stored in a memory cell;
In order to prevent leakage between the fifth diffusion layer and the first well, the fifth between the diffusion layer and the first well of, with opposite conductivity type as the first well A second leakage preventing diffusion layer is formed;
The semiconductor memory device, wherein the second leak preventing diffusion layer is directly connected to the first diffusion layer and the third diffusion layer.
前記6個のMOSトランジスタの各々は、
メモリにアクセスするための第1及び第2のNMOSのアクセストランジスタと、メモリセルのデータを保持するために記憶ノードを駆動する第1及び第2のNMOSのドライバトランジスタと、メモリセルのデータを保持するために電荷を供給する第1及び第2のPMOSのロードトランジスタとして機能し、
メモリにアクセスするための第1及び第2のNMOSのアクセストランジスタの第1の拡散層、前記柱状半導体層及び第2の拡散層とは、
第1の拡散層、柱状半導体層及び第2の拡散層が、基板上に形成された絶縁膜上に垂直方向に階層的に配置され、前記柱状半導体層は前記第1の拡散層と前記第2の拡散層の間に配置され、前記柱状半導体層の側壁にゲートが形成されており、
メモリセルのデータを保持するために記憶ノードを駆動する第1及び第2のNMOSのドライバトランジスタの第3の拡散層、柱状半導体層及び第4の拡散層とは、
第3の拡散層、柱状半導体層及び第4の拡散層が、基板上に形成された絶縁膜上に垂直方向に階層的に配置され、前記柱状半導体層は前記第3の拡散層と前記第4の拡散層の間に配置され、前記柱状半導体層の側壁にゲートが形成されており、
メモリセルのデータを保持するために電荷を供給する第1及び第2のPMOSのロードトランジスタの第5の拡散層、柱状半導体層及び第6の拡散層とは、
第5の拡散層、柱状半導体層及び第6拡散層が、基板上に形成された絶縁膜上に垂直方向に階層的に配置され、前記柱状半導体層は前記第5の拡散層と前記第6の拡散層の間に配置され、前記柱状半導体層の側壁にゲートが形成されており、
第1のNMOSのアクセストランジスタ、第1のNMOSのドライバトランジスタ及び第1のPMOSのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
第2のNMOSのアクセストランジスタ、第2のNMOSのドライバトランジスタ及び第2のPMOSのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
基板に電位を与えるための複数のメモリセルに共通の第1のウェルが形成され、
第1のNMOSのアクセストランジスタの底部に形成されるN型の導電型を持つ第1の拡散層、第1のNMOSのドライバトランジスタの底部に形成されるN型の導電型を持つ第3の拡散層及び第1のPMOSのロードトランジスタの底部に形成されるP型の導電型を持つ第5の拡散層は、前記第1の拡散層、第3の拡散層及び第5の拡散層の表面に形成された第1のシリサイド層を介して相互に接続され、
前記相互に接続された前記第1の拡散層、第3の拡散層及び第5の拡散層はメモリセルに記憶されるデータを保持するための第1の記憶ノードとして機能し、
前記第1の拡散層及び前記第3の拡散層と前記第1のウェル間のリークを防止するために、前記第1の拡散層と第1のウェルの間、及び前記第3の拡散層と第1のウェルの間には前記第1のウェルと反対の導電型を持つ第1のリーク防止拡散層が形成され、
前記第1のリーク防止拡散層は、前記第5の拡散層と直接接続され、
第2のNMOSのアクセストランジスタの底部に形成されるN型の導電型を持つ第1の拡散層、第2のNMOSのドライバトランジスタの底部に形成されるN型の導電型を持つ第3の拡散層及び第2のPMOSのロードトランジスタの底部に形成されるP型の導電型を持つ第5の拡散層は、前記第1の拡散層、第3の拡散層及び第5の拡散層の表面に形成された第2のシリサイド層を介して相互に接続され、
前記相互に接続された前記第1の拡散層、第3の拡散層及び第5の拡散層はメモリセルに記憶されるデータを保持するための第2の記憶ノードとして機能し、
前記第1の拡散層及び前記第3の拡散層と前記第1のウェル間のリークを防止するために、前記第1の拡散層と前記第1のウェルの間、及び前記第3の拡散層と前記第1のウェルの間には、前記第1のウェルと反対の導電型を持つ第2のリーク防止拡散層が形成され、
前記第2のリーク防止拡散層は、前記第5の拡散層と直接接続されていることを特徴とする半導体記憶装置。 A semiconductor memory device having a static memory cell in which six MOS transistors are arranged on a substrate,
Each of the six MOS transistors is
First and second NMOS access transistors for accessing the memory, first and second NMOS driver transistors for driving the storage node to hold the memory cell data, and holding the memory cell data Functioning as first and second PMOS load transistors for supplying charge to
The first diffusion layer, the columnar semiconductor layer, and the second diffusion layer of the first and second NMOS access transistors for accessing the memory are:
The first diffusion layer, the columnar semiconductor layer, and the second diffusion layer are hierarchically arranged in a vertical direction on an insulating film formed on the substrate, and the columnar semiconductor layer includes the first diffusion layer and the first diffusion layer. 2 is disposed between two diffusion layers, and a gate is formed on a side wall of the columnar semiconductor layer,
The third diffusion layer, the columnar semiconductor layer, and the fourth diffusion layer of the first and second NMOS driver transistors that drive the storage node to hold the memory cell data are:
A third diffusion layer, a columnar semiconductor layer, and a fourth diffusion layer are hierarchically arranged in a vertical direction on an insulating film formed on the substrate, and the columnar semiconductor layer includes the third diffusion layer and the first diffusion layer. 4 is disposed between the diffusion layers, and a gate is formed on a side wall of the columnar semiconductor layer,
The fifth diffusion layer, the columnar semiconductor layer, and the sixth diffusion layer of the first and second PMOS load transistors that supply charges to hold data in the memory cell are:
The fifth diffusion layer, the columnar semiconductor layer, and the sixth diffusion layer are hierarchically arranged in a vertical direction on an insulating film formed on the substrate, and the columnar semiconductor layer includes the fifth diffusion layer and the sixth diffusion layer. A gate is formed on the side wall of the columnar semiconductor layer,
The first NMOS access transistor, the first NMOS driver transistor and the first PMOS load transistor are arranged adjacent to each other,
The second NMOS access transistor, the second NMOS driver transistor, and the second PMOS load transistor are arranged adjacent to each other,
A first well common to a plurality of memory cells for applying a potential to the substrate is formed;
A first diffusion layer having an N type conductivity formed at the bottom of the first NMOS access transistor, and a third diffusion having an N type conductivity formed at the bottom of the first NMOS driver transistor. And a fifth diffusion layer having a P-type conductivity formed on the bottom of the first PMOS load transistor and on the surface of the first diffusion layer, the third diffusion layer, and the fifth diffusion layer. Interconnected via the formed first silicide layer,
The first diffusion layer, the third diffusion layer, and the fifth diffusion layer connected to each other function as a first storage node for holding data stored in a memory cell;
In order to prevent leakage between the first diffusion layer and said third diffusion layer and the first well, between said first diffusion layer and the first well, and said third diffusion layer A first leakage preventing diffusion layer having a conductivity type opposite to that of the first well is formed between the first wells,
The first leakage preventing diffusion layer is directly connected to the fifth diffusion layer;
A first diffusion layer having an N-type conductivity type formed at the bottom of the second NMOS access transistor, and a third diffusion having an N-type conductivity type formed at the bottom of the second NMOS driver transistor And a fifth diffusion layer having a P-type conductivity formed at the bottom of the first PMOS transistor and the second PMOS load transistor is formed on the surfaces of the first diffusion layer, the third diffusion layer, and the fifth diffusion layer. Interconnected via the formed second silicide layer,
The first diffusion layer, the third diffusion layer, and the fifth diffusion layer connected to each other function as a second storage node for holding data stored in a memory cell;
In order to prevent leakage between the first well and the first diffusion layer and said third diffusion layer, between said first diffusion layer and the first well, and said third diffusion layer And a second leakage prevention diffusion layer having a conductivity type opposite to that of the first well is formed between the first well and the first well.
The semiconductor memory device, wherein the second leak preventing diffusion layer is directly connected to the fifth diffusion layer.
前記第2の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成される前記第2のNMOSのドライバトランジスタおよび前記第2のPMOSのロードトランジスタのゲートより延在する各々の第6のゲート配線が、前記第1の記憶ノードとして機能する拡散層と第2の共通のコンタクトにより接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。 Each fifth gate wiring extending from the gates of the first NMOS driver transistor and the first PMOS load transistor formed on the diffusion layer functioning as the first storage node, Connected by a first common contact with a diffusion layer functioning as a storage node,
Each sixth gate wiring extending from the gate of the second NMOS driver transistor and the second PMOS load transistor formed on the diffusion layer functioning as the second storage node, 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is connected to a diffusion layer functioning as one storage node by a second common contact.
前記6個のMOSトランジスタは、前記基板上に3行2列に配列され、
前記第1のNMOSのアクセストランジスタは1行1列目に配列され、
前記第1のPMOSのロードトランジスタは2行1列目に配列され、
前記第1のNMOSのドライバトランジスタは3行1列目に配列され、
前記第2のNMOSのアクセストランジスタは3行2列目に配列され、
前記第2のPMOSのロードトランジスタは2行2列目に配列され、
前記第2のNMOSのドライバトランジスタは1行2列目に配列されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。 The six MOS transistors are arranged in a matrix in the row direction and the column direction orthogonal to each other on the substrate,
The six MOS transistors are arranged in 3 rows and 2 columns on the substrate,
The first NMOS access transistor is arranged in the first row and the first column,
The first PMOS load transistor is arranged in the second row and the first column,
The first NMOS driver transistor is arranged in the third row and the first column,
The second NMOS access transistor is arranged in the third row and the second column,
The second PMOS load transistor is arranged in the second row and the second column,
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the second NMOS driver transistors are arranged in a first row and a second column.
前記6個のMOSトランジスタは、前記基板上に3行2列に配列され、
前記第1のNMOSのアクセストランジスタは1行1列目に配列され、
前記第1のPMOSのロードトランジスタは3行1列目に配列され、
前記第1のNMOSのドライバトランジスタは2行1列目に配列され、
前記第2のNMOSのアクセストランジスタは3行2列目に配列され、
前記第2のPMOSのロードトランジスタは1行2列目に配列され、
前記第2のNMOSのドライバトランジスタは2行2列目に配列されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。 The six MOS transistors are arranged in a matrix in the row direction and the column direction orthogonal to each other on the substrate,
The six MOS transistors are arranged in 3 rows and 2 columns on the substrate,
The first NMOS access transistor is arranged in the first row and the first column,
The first PMOS load transistor is arranged in the third row and the first column,
The first NMOS driver transistor is arranged in the second row and the first column,
The second NMOS access transistor is arranged in the third row and the second column,
The second PMOS load transistor is arranged in the first row and the second column,
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the second NMOS driver transistor is arranged in the second row and the second column.
前記6個のMOSトランジスタは、前記基板上に3行2列に配列され、
前記第1のNMOSのアクセストランジスタは1行1列目に配列され、
前記第1のPMOSのロードトランジスタは3行1列目に配列され、
前記第1のNMOSのドライバトランジスタは2行1列目に配列され、
前記第2のNMOSのアクセストランジスタは1行2列目に配列され、
前記第2のPMOSのロードトランジスタは3行2列目に配列され、
前記第2のNMOSのドライバトランジスタは2行2列目に配列されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。 The six MOS transistors are arranged in a matrix in the row direction and the column direction orthogonal to each other on the substrate,
The six MOS transistors are arranged in 3 rows and 2 columns on the substrate,
The first NMOS access transistor is arranged in the first row and the first column,
The first PMOS load transistor is arranged in the third row and the first column,
The first NMOS driver transistor is arranged in the second row and the first column,
The second NMOS access transistor is arranged in the first row and the second column,
The second PMOS load transistor is arranged in the third row and the second column,
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the second NMOS driver transistor is arranged in the second row and the second column.
前記6個のMOSトランジスタは、前記基板上に2行3列に配列され、
前記第1のNMOSのアクセストランジスタは1行1列目に配列され、
前記第1のPMOSのロードトランジスタは2行2列目に配列され、
前記第1のNMOSのドライバトランジスタは2行1列目に配列され、
前記第2のNMOSのアクセストランジスタは2行3列目に配列され、
前記第2のPMOSのロードトランジスタは1行2列目に配列され、
前記第2のNMOSのドライバトランジスタは1行3列目に配列されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。 The six MOS transistors are arranged in a matrix in the row direction and the column direction orthogonal to each other on the substrate,
The six MOS transistors are arranged in two rows and three columns on the substrate,
The first NMOS access transistor is arranged in the first row and the first column,
The first PMOS load transistor is arranged in the second row and the second column,
The first NMOS driver transistor is arranged in the second row and the first column,
The second NMOS access transistor is arranged in the second row and the third column,
The second PMOS load transistor is arranged in the first row and the second column,
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the second NMOS driver transistor is arranged in the first row and the third column.
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