JP2987856B2 - Static semiconductor memory device and method of manufacturing the same - Google Patents
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- Semiconductor Memories (AREA)
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及びその製造方法に関し、特
にSRAMメモリセルの構造及び製造方法に関する。The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a structure and a method of manufacturing an SRAM memory cell.
[従来の技術] シリコン基板等半導体基板上に形成される集積回路
は、年々、大容量化及び高密度化が進み、特に、半導体
記憶装置では4メガビット、さらには16メガビット、あ
るいはそれ以上の高集積度へと移行している。[Prior Art] Integrated circuits formed on a semiconductor substrate such as a silicon substrate have been increasing in capacity and density year by year. In particular, a semiconductor memory device has a high memory capacity of 4 megabits, further 16 megabits or more. It is shifting to the degree of integration.
大規模な集積回路は多くの素子を1チップ上に形成す
る必要があるのに、製品のコストや歩留まりの観点から
はチップサイズの増大を極力抑制しなくてはならない。
これら両者の要請を共に満たすには、1記憶素子当りの
占有面積を小さくするのが最も有効である。Although a large-scale integrated circuit requires many elements to be formed on one chip, an increase in chip size must be minimized from the viewpoint of product cost and yield.
In order to satisfy both of these requirements, it is most effective to reduce the occupied area per storage element.
例えば、スタティックランダムアクセスメモリ(SRA
M)の様な半導体記憶装置では、第5図に示すように、
1つのメモリセルを4個のMOSトランジスタと2個の負
荷抵抗素子で構成する方式が大容量化に適しており、現
在主流になっている。しかしながら、かかる構成でも1
チップ当り1メガビット以上の記憶容量を実現するため
には、1メモリセル当りの面積をいかに小さくするかが
重要である。4メガビットのSRAMの場合、1セルの占有
面積は約20μm2程度にしなくてはならない。しかしなが
ら、このように1セルの面積を抑制すると負荷抵抗の寸
法が問題になってきている。For example, static random access memory (SRA
In a semiconductor memory device such as M), as shown in FIG.
A method in which one memory cell is composed of four MOS transistors and two load resistance elements is suitable for increasing the capacity, and is currently mainstream. However, even in such a configuration, 1
In order to realize a storage capacity of 1 megabit or more per chip, it is important to reduce the area per memory cell. In the case of a 4 megabit SRAM, the area occupied by one cell must be about 20 μm 2 . However, when the area of one cell is suppressed as described above, the size of the load resistance becomes a problem.
詳述すると第5図に示されているSRAMメモリセルの負
荷抵抗23a,23bには高抵抗ポリシリコンが広く用いられ
てきた。この高抵抗ポリシリコンの両端には、配線及び
金属電極と接続するために1019〜1020cm-3の不純物濃度
の拡散領域で低抵抗のコンタクト部が形成する必要があ
る。しかしながら、1セルの面積が小さくなり、上記高
抵抗ポリシリコンの長さも短くなってくると、高抵抗ポ
リシリコン両端の低抵抗部に印加される電圧により、両
端からポリシリコン内に延びる空乏層が互いに重なりは
じめ、いわゆるパンチスルー現象を起こして、高抵抗ポ
リシリコンに過大な電流が流れるという新たな問題点が
発生した。More specifically, high resistance polysilicon has been widely used for the load resistors 23a and 23b of the SRAM memory cell shown in FIG. At both ends of the high-resistance polysilicon, low-resistance contact portions need to be formed in diffusion regions having an impurity concentration of 10 19 to 10 20 cm −3 in order to connect with wirings and metal electrodes. However, when the area of one cell is reduced and the length of the high-resistance polysilicon is also reduced, a depletion layer extending from both ends into the polysilicon is formed by the voltage applied to the low-resistance portion at both ends of the high-resistance polysilicon. A new problem arises in that they begin to overlap with each other and cause a so-called punch-through phenomenon, causing an excessive current to flow through the high-resistance polysilicon.
かかる問題を解決するために従来、第4図に示す構造
が採用されており、これを第5図と関連づけながら説明
する。以下、n型メモリセルについて述べるが、p型メ
モリセルに対しては不純物のタイプを、n型をp型に、
p型をn型にそれぞれ置き換えれば同様である。In order to solve such a problem, a structure shown in FIG. 4 has conventionally been adopted, and this will be described with reference to FIG. Hereinafter, an n-type memory cell will be described. For a p-type memory cell, the impurity type is changed from n-type to p-type.
The same applies if the p-type is replaced with the n-type.
4aは駆動用MOSトランジスタ20b(あるいは20a)のゲ
ート電極を示しており、4bは転送用MOSトランジスタ21a
(あるいは21b)のゲート電極及びワード線22に対応
し、拡散層5aは駆動用MOSトランジスタ20a(あるいは20
b)のドレイン拡散層と転送用MOSトランジスタ21a(21
b)の不純物領域に相当する。高抵抗ポリシリコン8aの
一部には不純物が添加されて低抵抗ポリシリコン8bが形
成されており、この低抵抗ポリシリコン8bは接続孔7に
よって拡散層5aと接続され、ノード24a(24b)を提供し
ている。4a denotes a gate electrode of the driving MOS transistor 20b (or 20a), and 4b denotes a transfer MOS transistor 21a.
The diffusion layer 5a corresponds to the gate electrode (or 21b) and the word line 22 and the driving MOS transistor 20a (or 20b).
b) The drain diffusion layer and the transfer MOS transistor 21a (21
This corresponds to the impurity region of b). An impurity is added to a part of the high-resistance polysilicon 8a to form a low-resistance polysilicon 8b. The low-resistance polysilicon 8b is connected to the diffusion layer 5a through the connection hole 7 to connect the node 24a (24b). providing.
一方、高抵抗ポリシリコン17aは接続孔10を通じて高
抵抗ポリシリコン8aと接続され、高抵抗ポリシリコン8a
と17aは負荷抵抗23a(23b)として機能する。高抵抗ポ
リシリコン17aの一部には不純物が添加されて、電源25
に機能する低抵抗ポリシリコン17bが形成されている。
またアルミニウム電極19はビット線26a(26b)に、接続
孔18はビット線26a(26b)と転送用MOSトランジスタ21a
(21b)との接続部であるビット接続部27a(27b)にそ
れぞれ相当している。On the other hand, the high-resistance polysilicon 17a is connected to the high-resistance polysilicon 8a through the connection hole 10, and the high-resistance polysilicon 8a
And 17a function as load resistors 23a (23b). A part of the high-resistance polysilicon 17a is doped with impurities,
A low-resistance polysilicon 17b functioning as described above is formed.
The aluminum electrode 19 is connected to the bit line 26a (26b), and the connection hole 18 is connected to the bit line 26a (26b) and the transfer MOS transistor 21a.
Bit connection portions 27a (27b), which are connection portions with (21b), respectively.
以上の構造を実現する製造方法を次に述べる。まずp
型の半導体基板1上に周知のLOCOS工程によって厚さ300
〜1000nmの素子分離酸化膜2を形成し、半導体基板1表
面には厚さ5〜100nmのゲート酸化膜を形成する。そし
てゲート電極と拡散層の接続孔7をホトエッチングによ
り開口した後、周知のLPCVD法によりポリシリコンを堆
積し、ホトエッチングによりゲート電極4a,4bを作り、M
OSトランジスタのソース,ドレインとなるN型の拡散層
5a,5bをイオン注入法及びアニールにより形成する。続
いて、LPCVD法を用いてSiO2膜等の層間膜6を50〜500nm
被着する。A manufacturing method for realizing the above structure will be described below. First p
The thickness of the semiconductor substrate 1 is 300
An element isolation oxide film 2 having a thickness of about 1000 nm is formed, and a gate oxide film having a thickness of 5 to 100 nm is formed on the surface of the semiconductor substrate 1. After opening the connection hole 7 between the gate electrode and the diffusion layer by photo-etching, polysilicon is deposited by a well-known LPCVD method, and the gate electrodes 4a and 4b are formed by photo-etching.
N-type diffusion layer to be the source and drain of OS transistor
5a and 5b are formed by ion implantation and annealing. Subsequently, the interlayer film 6 such as a SiO 2 film is formed to a thickness of 50 to 500 nm by using the LPCVD method.
To adhere.
次にゲート電極4aまたは拡散層5a上の層間膜6の一部
をホトエッチングにより開口し、高抵抗ポリシリコン8a
をLPCVD法により50〜200nmの厚さに成長し、パターニン
グする。拡散層及びゲート電極には1019〜1020cm-3とい
う高濃度のn型不純物が添加されているので、拡散層5a
あるいはゲート電極4aに接続している高抵抗ポリシリコ
ン8aにも不純物が拡散し、低抵抗ポリシリコン8bが形成
される。その上にLPCVD法によりSiO2膜等の層間膜9を
厚さ10〜500nm堆積,接続孔10を開口した後、2層目の
高抵抗ポリシリコン17aをLPCVD法により厚さ50〜200nm
成長し、これをパターニングする。高抵抗ポリシリコン
17aの端部には、ホトレジストをマスクとしてリン等の
不純物をイオン注入法により高濃度に注入し、低抵抗ポ
リシリコン17bを形成する。Next, a part of the interlayer film 6 on the gate electrode 4a or the diffusion layer 5a is opened by photoetching to form a high-resistance polysilicon 8a.
Is grown to a thickness of 50 to 200 nm by LPCVD and patterned. Since the n-type impurity having a high concentration of 10 19 to 10 20 cm −3 is added to the diffusion layer and the gate electrode, the diffusion layer 5a
Alternatively, the impurity is also diffused into the high-resistance polysilicon 8a connected to the gate electrode 4a, and the low-resistance polysilicon 8b is formed. An interlayer film 9 such as a SiO 2 film is deposited thereon by LPCVD to a thickness of 10 to 500 nm, a connection hole 10 is opened, and a second high-resistance polysilicon 17a is formed to a thickness of 50 to 200 nm by LPCVD.
Grow and pattern it. High resistance polysilicon
Impurities such as phosphorus are implanted at a high concentration by ion implantation using the photoresist as a mask at the end of 17a to form low-resistance polysilicon 17b.
後に全体を被うPSG膜から高抵抗ポリシリコン17aにリ
ンが拡散し抵抗値が低下するのを防ぐために、厚さ50〜
500nmのSiO2膜を被着し、最後に4mol%のリンを含む厚
さ100〜100nmのPSG膜と前記SiO2膜とからなる層間膜12
で被う。そして層間膜12,9,6,ゲート酸化膜を貫いて拡
散層5b上に接続孔18をホトエッチングにより開口,シリ
コンを含むアルミニウム電極19を被着し、ホトエッチン
グによりパターニングして第4図の構造が完成する。In order to prevent the diffusion of phosphorus from the PSG film covering the whole later to the high-resistance polysilicon 17a and lowering of the resistance value, the thickness is 50 to
A 500 nm SiO 2 film is deposited, and finally an interlayer film 12 consisting of a PSG film having a thickness of 100 to 100 nm containing 4 mol% of phosphorus and the SiO 2 film.
Cover with. Then, a contact hole 18 is opened by photoetching on the diffusion layer 5b through the interlayer films 12, 9, 6 and the gate oxide film, an aluminum electrode 19 containing silicon is deposited, and patterning is performed by photoetching. The structure is completed.
以上の構造および製造方法により、1層目の高抵抗ポ
リシリコン8aと2層目の高抵抗ポリシリコン17aとが接
続孔10を通じて接続するため、高抵抗ポリシリコンの実
効長を長くし、かつ所要面積を小さくするということが
可能となった。この種の半導体装置は特開昭61−28316
1,特開昭63−142669等に開示されている。According to the above-described structure and manufacturing method, the high-resistance polysilicon 8a of the first layer and the high-resistance polysilicon 17a of the second layer are connected through the connection hole 10, so that the effective length of the high-resistance polysilicon is increased, and It has become possible to reduce the area. This type of semiconductor device is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-28316.
1, JP-A-63-142669 and the like.
[発明が解決しようとする問題点] 上記従来技術によれば、低抵抗ポリシリコン17bの長
さ(第4図のL3)と、低抵抗ポリシリコン17bと接続孔
の間のマスク合わせのずれ等を見込んだ間隔(L4)によ
って、2層目の高抵抗ポリシリコン17aの長さが制限さ
れる。このため、高集積化が進みメモリセルの占有面積
が縮小されると、レイアウトが困難になり、高抵抗ポリ
シリコン17aの長さを十分にとれないという問題点があ
った。[Problems to be Solved by the Invention] According to the above prior art, the length of the low-resistance polysilicon 17b (L 3 in FIG. 4) and the misalignment of the mask between the low-resistance polysilicon 17b and the connection hole. The length of the second layer high-resistance polysilicon 17a is limited by the interval (L 4 ) in consideration of the above. For this reason, if the area occupied by the memory cells is reduced as the degree of integration increases, there is a problem that the layout becomes difficult and the length of the high-resistance polysilicon 17a cannot be sufficiently long.
[発明の従来技術に対する相違点] 上述した従来の技術に対し、本発明は2層目の高抵抗
ポリシリコン端に形成された電源配線となる低抵抗ポリ
シリコンを貫いて、ビット線と転送用MOSトランジスタ
の拡散層との接続孔をあけ、その内側の側壁に絶縁膜を
形成し、低抵抗ポリシリコンとビット線との絶縁を確保
するという相違点を有する。[Differences of the Invention from the Prior Art] In contrast to the above-described prior art, the present invention penetrates the bit line and the transfer line through the low resistance polysilicon which is the power supply wiring formed at the end of the second high resistance polysilicon. A difference is that a connection hole with the diffusion layer of the MOS transistor is opened, and an insulating film is formed on the inner side wall to ensure insulation between the low-resistance polysilicon and the bit line.
[問題点を解決するための手段] 本願第1発明の要旨は、第1電源配線に並列に接続さ
れた1対の高抵抗素子と、該1対の高抵抗素子と第2電
源との間にそれぞれ接続された1対の駆動用電界効果ト
ランジスタと、1対のビット線と上記駆動用電界効果ト
ランジスタのドレインとの間に設けられた転送用電界効
果トランジスタとで構成され、半導体基板に形成された
上記駆動用電界効果トランジスタの不純物領域と、上記
半導体基板に形成された上記転送用電界効果トランジス
タの不純物領域と、上記半導体基板上に設けられた上記
駆動用電界効果トランジスタのゲートと上記転送用電界
効果トランジスタのゲートを被う第1層間絶縁膜と、該
第1層間絶縁膜上に形成され高抵抗部と低抵抗部とを有
する第1ポリシリコン膜と、該第1ポリシリコン膜を被
う第2層間絶縁膜と、該第2層間絶縁膜上に形成され高
抵抗部と低抵抗部とを有する第2ポリシリコン膜と、第
2ポリシリコン膜を被う第3絶縁膜と、該第3絶縁膜上
のビット線とを有するスタティック型半導体記憶素子に
おいて、上記第2ポリシリコン層の低抵抗部は上記第1
電源配線の一部を成し、上記第1ポリシリコン層の高抵
抗部は上記第2ポリシリコン層の高抵抗部と接続されて
上記高抵抗素子を形成し、上記ビツト線と上記転送用電
界効果トランジスタの不純物層とを接続する接続孔が上
記第3絶縁膜、上記第2ポリシリコン膜の低抵抗部、上
記第2層間絶縁膜、上記第1層間絶縁膜を貫通し、上記
接続孔の内壁を絶縁物で被ってビット線の通過を許容し
たことである。[Means for Solving the Problems] The gist of the first invention of the present application is that a pair of high resistance elements connected in parallel to a first power supply wiring and a pair of the high resistance elements and the second power supply are connected. And a transfer field-effect transistor provided between the pair of bit lines and the drain of the drive field-effect transistor, and formed on the semiconductor substrate. The impurity region of the driving field-effect transistor, the impurity region of the transfer field-effect transistor formed on the semiconductor substrate, and the gate of the driving field-effect transistor provided on the semiconductor substrate. A first interlayer insulating film covering a gate of the field effect transistor for use, a first polysilicon film formed on the first interlayer insulating film and having a high resistance portion and a low resistance portion, and the first polysilicon film. A second interlayer insulating film covering the recon film, a second polysilicon film formed on the second interlayer insulating film and having a high resistance portion and a low resistance portion, and a third insulation film covering the second polysilicon film In a static semiconductor memory device having a film and a bit line on the third insulating film, the low-resistance portion of the second polysilicon layer is formed of the first polysilicon layer.
The high resistance part of the first polysilicon layer is connected to the high resistance part of the second polysilicon layer to form the high resistance element, and forms a high resistance element. A connection hole connecting the impurity layer of the effect transistor penetrates the third insulating film, the low-resistance portion of the second polysilicon film, the second interlayer insulating film, and the first interlayer insulating film. This means that the inner wall is covered with an insulator to allow the bit line to pass therethrough.
本願第2発明の要旨は駆動用電界効果トランジスタの
不純物領域と転送用電界効果トランジスタの不純物領域
との形成された半導体基板上にゲート電極、第1層間絶
縁膜、高抵抗部と低抵抗部とを含む第1ポリシリコン
膜、第2層間絶縁膜、高抵抗部と低抵抗部とを含む第2
ポリシリコン膜、第3絶縁層を有する多層構造体を積層
する工程と、接続孔を上記第2ポリシリコン膜の低抵抗
部を貫通するよう上記多層構造体に穿設する工程と、接
続孔の内を含み絶縁物を堆積する工程と、異方性エッチ
ングで上記絶縁物内に孔を設け転送用電界効果トランジ
スタの不純物領域を露出する工程と、導体物を堆積して
上記露出した不純物領域に接続するビット線を形成する
工程を備えたことである。The gist of the second invention of the present application is that a gate electrode, a first interlayer insulating film, a high resistance part and a low resistance part are formed on a semiconductor substrate on which an impurity region of a driving field effect transistor and an impurity region of a transfer field effect transistor are formed. , A second polysilicon film including a high resistance part and a low resistance part.
Laminating a multilayer structure having a polysilicon film and a third insulating layer; drilling a connection hole through the low-resistance portion of the second polysilicon film in the multilayer structure; The step of depositing an insulator including inside, the step of exposing the impurity region of the transfer field effect transistor by providing a hole in the insulator by anisotropic etching, and the step of depositing a conductor to the exposed impurity region. That is, a step of forming a bit line to be connected is provided.
[実施例] 以下に本発明の実施例を説明する。Examples Examples of the present invention will be described below.
第1実施例 第1図は本発明の第1の実施例を示す断面図であり、
第2図(A)〜(D)は本発明の第1実施例の製造工程
を示す断面図である。以下、製造工程に沿って説明す
る。First Embodiment FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.
2 (A) to 2 (D) are cross-sectional views showing manufacturing steps of the first embodiment of the present invention. Hereinafter, description will be given along the manufacturing process.
半導体基板1上に素子分離酸化膜2を形成してから層
間膜9を堆積し接続口10を開口するまでは従来の記述と
同様である。その後、2層目の高抵抗ポリシリコン11a
をLPCVD法により厚さ50〜200nm被着し、ホトエッチング
によりパターニングするが、この時高抵抗ポリシリコン
11aが拡散層5bの上も覆うようにする。その後、レジス
トをマスクとして、高抵抗ポリシリコン11aの端部に高
濃度のn型不純物を、イオン注入により注入し、低抵抗
ポリシリコン11bを形成する。その上に従来の技術と同
様の層間膜を堆積する(第2図(A))。The process from the formation of the element isolation oxide film 2 on the semiconductor substrate 1 to the deposition of the interlayer film 9 and the opening of the connection port 10 is the same as the conventional description. Then, the second layer high-resistance polysilicon 11a
Is deposited with a thickness of 50 to 200 nm by LPCVD and patterned by photo-etching.
11a covers the diffusion layer 5b. Thereafter, using the resist as a mask, a high-concentration n-type impurity is implanted into the end of the high-resistance polysilicon 11a by ion implantation to form a low-resistance polysilicon 11b. An interlayer film similar to that of the prior art is deposited thereon (FIG. 2 (A)).
次に層間膜12,9,6,ゲート酸化膜3および低抵抗ポリ
シリコン11bを貫いて接続孔13を開口する(第2図
(B))。その後、LPCVD法によりSiO2膜14を厚さ200〜
400nm成長し(第2図(C))、そのSiO2膜14を公知の
異方性プラズマエッチングによりエッチングすると、異
方性により接続孔13の内側にSiO214が厚さ150〜351nm残
り、側壁が形成される(第2図(D))。さらにシリコ
ンを含むアルミニウム電極15を被着し、ホトエッチング
によりパターニングすると第1図の構造が完成する。Next, a connection hole 13 is opened through the interlayer films 12, 9, 6 and the gate oxide film 3 and the low-resistance polysilicon 11b (FIG. 2B). Then, thickness of 200 to the SiO 2 film 14 by the LPCVD method
When the SiO 2 film 14 is grown by 400 nm (FIG. 2C) and the SiO 2 film 14 is etched by a known anisotropic plasma etching, the SiO 2 14 remains 150 to 351 nm thick inside the connection hole 13 due to anisotropy. Side walls are formed (FIG. 2 (D)). Further, when an aluminum electrode 15 containing silicon is deposited and patterned by photoetching, the structure shown in FIG. 1 is completed.
こうして形成される構造によって、低抵抗ポリシリコ
ン11bとアルミニウム電極15との絶縁は接続孔13内の側
壁となるとSiO2膜14によって行われる。With the structure thus formed, the insulation between the low-resistance polysilicon 11b and the aluminum electrode 15 is performed by the SiO 2 film 14 when it becomes the side wall in the connection hole 13.
第2実施例 本実施例は1層目の高抵抗ポリシリコンと2層目の高
抵抗ポリシリコンとの間の層間膜を平坦化することに特
徴がある。Second Embodiment This embodiment is characterized in that an interlayer film between a first-layer high-resistance polysilicon and a second-layer high-resistance polysilicon is planarized.
第3図(A)〜(C)は本発明の第2実施例の製造工
程を示す断面図である。以下、製造工程に沿って順に説
明する。3 (A) to 3 (C) are cross-sectional views showing manufacturing steps of a second embodiment of the present invention. Hereinafter, description will be made sequentially along the manufacturing process.
従来の技術と同様にして1層目の高抵抗ポリシリコン
8a,低抵抗ポリシリコン8bまで形成した後、PSG膜からリ
ンが高抵抗ポリシリコン8aに拡散するのを防ぐための10
〜100nmのSiO2膜と、厚さ200〜500nmで4mol%のPSG膜と
からなる層間膜16aを堆積する(第3図(A))。次に1
000℃程度の温度で公知のリフローを行い、平坦化を図
る(第3図(B))。その上に、不純物が高抵抗ポリシ
リコン11aに拡散するのを防ぐために厚さ10〜100nmのSi
O2膜16bをLPCVD法により被着し、第1実施例と同様にし
て接続孔10、高抵抗ポリシリコン11a、低抵抗ポリシリ
コン11b、層間膜12を形成する(第3図(C))。以
後、接続孔13を開口し、SiO2膜14を形成し、アルミニウ
ム電極15を形成するのも第1実施例と同様である。First layer high-resistivity polysilicon in the same manner as conventional technology
After forming up to 8a and the low-resistance polysilicon 8b, a step 10 is performed to prevent phosphorus from diffusing from the PSG film into the high-resistance polysilicon 8a.
And the SiO 2 film of ~ 100 nm, is deposited an interlayer film 16a composed of a 4 mol% of PSG film with a thickness of 200 to 500 nm (FIG. 3 (A)). Then 1
A known reflow is performed at a temperature of about 000 ° C. to achieve flattening (FIG. 3B). On top of that, in order to prevent impurities from diffusing into the high resistance polysilicon 11a, a 10 to 100 nm thick Si
The O 2 film 16b is deposited by the LPCVD method, and the connection hole 10, the high-resistance polysilicon 11a, the low-resistance polysilicon 11b, and the interlayer film 12 are formed in the same manner as in the first embodiment (FIG. 3C). . Thereafter, the connection hole 13 is opened, the SiO 2 film 14 is formed, and the aluminum electrode 15 is formed in the same manner as in the first embodiment.
[発明の効果] 以上説明したように本発明は、高抵抗ポリシリコンに
つながり電源配線となる低抵抗ポリシリコンを貫いて、
ビット線と転送用MOSトランジスタの拡散層との接続孔
をあけ、その内側の側壁に絶縁膜を形成して、低抵抗ポ
リシリコンとビット線との絶縁を確保することにより、
従来の技術よりも実効長が長く、従って、抵抗値も高い
高抵抗ポリシリコンを得ることができる効果がある。[Effects of the Invention] As described above, the present invention penetrates through low-resistance polysilicon which is connected to high-resistance polysilicon and serves as a power supply wiring,
By making a connection hole between the bit line and the diffusion layer of the transfer MOS transistor and forming an insulating film on the inner side wall, ensuring insulation between the low-resistance polysilicon and the bit line,
There is an effect that a high-resistance polysilicon having a longer effective length than that of the conventional technique and thus having a higher resistance value can be obtained.
例えば、第1図において、接続孔10端から接続孔13端
までの距離をL1、低抵抗ポリシリコン端から接続孔13端
までの距離をL2とし、第4図において、接続孔10端から
接続孔18端までの距離を前と同じにL1、低抵抗ポリシリ
コン17bの長さをL3、低抵抗ポリシリコン17b端と接続孔
18端までの距離をL4とすると、従来の技術では、高抵抗
ポリシリコン17aの実効長は、L1−L3−L4である。それ
に対し本発明によれば高抵抗ポリシリコン11aの実効長
はL1−L2である。L2及びL4はマスク合わせ誤差やエッチ
ング等の要請からくる余裕であるから同程度にすること
ができるとしても、本発明によれば高抵抗ポリシリコン
の実効長を少なくともL3だけ長くすることが可能とな
る。For example, in FIG. 1 , the distance from the end of the connection hole 10 to the end of the connection hole 13 is L 1 , the distance from the end of the low-resistance polysilicon to the end of the connection hole 13 is L 2, and in FIG. The distance from the connection hole 18 to L 1 is the same as before, the length of the low-resistance polysilicon 17b is L 3 , and the connection hole with the low-resistance polysilicon 17b end is L 3 .
When 18 the distance to the end and L 4, in the conventional art, the effective length of the high-resistance polysilicon 17a is L 1 -L 3 -L 4. In contrast the effective length of the high-resistance polysilicon 11a according to the present invention is L 1 -L 2. L 2 and L 4 be because it is enough to come a demand for such a mask alignment error or etching can be at the same level, which according to the present invention the effective length of the high-resistance polysilicon by at least L 3 long Becomes possible.
第1図は本発明の第1実施例の構造を示す断面図、第2
図(A)〜(D)は本発明の第1実施例の製造工程を説
明する断面図、第3図(A)〜(C)は本発明の第2実
施例の製造工程を説明する断面図、第4図は従来の技術
を示す断面構造図、第5図はSRAMメモリセルの回路図で
ある。 1……半導体基板、 2……素子分離酸化膜、 3……ゲート酸化膜、 4a,4b……ゲート電極、 5a,5b……拡散層、 6,9,12,16……層間膜、 7,10,13,18……接続孔、 8a,11a,17a……高抵抗ポリシリコン、 8b,11b,17b……低抵抗ポリシリコン、 14,16b……SiO2膜、 15,19……アルミニウム電極、 20a,20b……駆動用MOSトランジスタ、 21a,21b……転送用MOSトランジスタ、 22……ワード線、 23a,23b……負荷抵抗、 24a,24b……ノード、 25……電源、 26a,26b……ビット線、 27a,27b……ビット接続部。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a first embodiment of the present invention, and FIG.
3A to 3D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view showing a conventional technique, and FIG. 5 is a circuit diagram of an SRAM memory cell. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Isolation oxide film, 3 ... Gate oxide film, 4a, 4b ... Gate electrode, 5a, 5b ... Diffusion layer, 6, 9, 12, 16 ... Interlayer film, 7 , 10,13,18 ...... connection hole, 8a, 11a, 17a ...... high resistance polysilicon, 8b, 11b, 17b ...... low resistance polysilicon, 14, 16b ...... SiO 2 film, 15, 19 ...... aluminum Electrodes, 20a, 20b: MOS transistors for driving, 21a, 21b: MOS transistors for transfer, 22: Word line, 23a, 23b: Load resistance, 24a, 24b: Node, 25: Power supply, 26a, 26b: Bit line, 27a, 27b: Bit connection.
Claims (2)
抵抗素子と、該1対の高抵抗素子と第2電源との間にそ
れぞれ接続された1対の駆動用電界効果トランジスタ
と、1対のビット線と上記駆動用電界効果トランジスタ
のドレインとの間に設けられた転送用電界効果トランジ
スタとで構成され、半導体基板に形成された上記駆動用
電界効果トランジスタの不純物領域と、上記半導体基板
に形成された上記転送用電界効果トランジスタの不純物
領域と、上記半導体基板上に設けられた上記駆動用電界
効果トランジスタのゲートと上記転送用電界効果トラン
ジスタのゲートを被う第1層間絶縁膜と、該第1層間絶
縁膜上に形成され高抵抗部と低抵抗部とを有する第1ポ
リシリコン膜と、該第1ポリシリコン膜を被う第2層間
絶縁膜と、該第2層間絶縁膜上に形成され高抵抗部と低
抵抗部とを有する第2ポリシリコン膜と、第2ポリシリ
コン膜を被う第3絶縁膜と、該第3絶縁膜上のビット線
とを有するスタティック型半導体記憶素子において、 上記第2ポリシリコン層の低抵抗部は上記第1電源配線
の一部を成し、上記第1ポリシリコン層の高抵抗部は上
記第2ポリシリコン層の高抵抗部と接続されて上記高抵
抗素子を形成し、上記ビット線と上記転送用電界効果ト
ランジスタの不純物層とを接続する接続孔が上記第3絶
縁膜、上記第2ポリシリコン膜の低抵抗部、上記第2層
間絶縁膜、上記第1層間絶縁膜を貫通し、上記接続孔の
内壁を絶縁物で被ってビット線の通過を許容したことを
特徴とするスタティック型半導体記憶素子。1. A pair of high resistance elements connected in parallel to a first power supply wiring, and a pair of driving field effect transistors respectively connected between the pair of high resistance elements and a second power supply. A transfer field effect transistor provided between the pair of bit lines and the drain of the drive field effect transistor, and an impurity region of the drive field effect transistor formed on a semiconductor substrate; An impurity region of the transfer field-effect transistor formed on the semiconductor substrate, a first interlayer insulation covering the gate of the drive field-effect transistor provided on the semiconductor substrate, and the gate of the transfer field-effect transistor A first polysilicon film formed on the first interlayer insulating film and having a high resistance portion and a low resistance portion; a second interlayer insulating film covering the first polysilicon film; A second polysilicon film formed on the insulating film and having a high resistance portion and a low resistance portion, a third insulating film covering the second polysilicon film, and a bit line on the third insulating film; In the semiconductor memory device, the low resistance portion of the second polysilicon layer forms a part of the first power supply wiring, and the high resistance portion of the first polysilicon layer is a high resistance portion of the second polysilicon layer. Forming the high resistance element, the connection hole connecting the bit line and the impurity layer of the transfer field effect transistor is formed by the third insulating film, the low resistance portion of the second polysilicon film, A static semiconductor memory element, wherein a bit line is allowed to pass through the second interlayer insulating film, penetrating the first interlayer insulating film, covering an inner wall of the connection hole with an insulator.
と転送用電界効果トランジスタの不純物領域との形成さ
れた半導体基板上にゲート電極、第1層間絶縁膜、高抵
抗部と低抵抗部とを含む第1ポリシリコン膜、第2層間
絶縁膜、高抵抗部と低抵抗部とを含む第2ポリシリコン
膜、第3絶縁層を有する多層構造体を積層する工程と、 接続孔を上記第2ポリシリコン膜の低抵抗部を貫通する
よう上記多層構造体に穿設する工程と、 接続孔の内を含み絶縁物を堆積する工程と、 異方性エッチングで上記絶縁物内に孔を設け転送用電界
効果トランジスタの不純物領域を露出する工程と、 導体物を堆積して上記露出した不純物領域に接続するビ
ット線を形成する工程を備えたスタティック型半導体記
憶素子の製造方法。A gate electrode, a first interlayer insulating film, a high resistance portion and a low resistance portion on a semiconductor substrate on which the impurity region of the driving field effect transistor and the impurity region of the transfer field effect transistor are formed; Laminating a multilayer structure having a first polysilicon film, a second interlayer insulating film, a second polysilicon film including a high resistance portion and a low resistance portion, and a third insulating layer; A step of piercing the multilayer structure so as to penetrate the low-resistance portion of the silicon film; a step of depositing an insulator including the inside of the connection hole; A method for manufacturing a static semiconductor memory device, comprising: a step of exposing an impurity region of a field effect transistor; and a step of forming a bit line connected to the exposed impurity region by depositing a conductor.
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