JP3177771B2 - Sramセル及びその製造方法 - Google Patents
Sramセル及びその製造方法Info
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- RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N phosphinic chloride Chemical compound ClP=O RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B10/00—Static random access memory [SRAM] devices
-
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B10/00—Static random access memory [SRAM] devices
- H10B10/15—Static random access memory [SRAM] devices comprising a resistor load element
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S257/00—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
- Y10S257/903—FET configuration adapted for use as static memory cell
- Y10S257/904—FET configuration adapted for use as static memory cell with passive components,, e.g. polysilicon resistors
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- Semiconductor Memories (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、SRAMセルに係
り、特に高集積化及びセル安定化に適したSRAMセル
及びその製造方法に関するものである。
り、特に高集積化及びセル安定化に適したSRAMセル
及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、SRAMは、リフレッシュ動作
が必要なく、動作タイミングの調整が容易であるため、
マイクロコンピューターとアクセス時間及びサイクル時
間を同じにすることができる。さらに、バイポーラRA
M並みの高速動作を実現することができるようになって
いる。また、大型計算器のバッファメモリ、スーパーコ
ンピューターのメインメモリ、制御メモリなどに幅広く
使用されている。このようなSRAMは、フリップフロ
ップを基本とし、その負荷素子に基づいてE/D型SR
AM、CMOS型SRAM、高抵抗負荷型SRAMに区
分される。
が必要なく、動作タイミングの調整が容易であるため、
マイクロコンピューターとアクセス時間及びサイクル時
間を同じにすることができる。さらに、バイポーラRA
M並みの高速動作を実現することができるようになって
いる。また、大型計算器のバッファメモリ、スーパーコ
ンピューターのメインメモリ、制御メモリなどに幅広く
使用されている。このようなSRAMは、フリップフロ
ップを基本とし、その負荷素子に基づいてE/D型SR
AM、CMOS型SRAM、高抵抗負荷型SRAMに区
分される。
【0003】以下、従来のSRAMセルを添付した図面
に基づいて説明する。図1は、従来のSRAMセルの等
価回路図である。従来のSRAMでは、図1に示すよう
に、第1ドライブトランジスタTD1と負荷抵抗R1か
らなるインバータと第2ドライブトランジスタTD2と
負荷抵抗R2からなるインバータの入出力を交叉接続し
たフリップフロップをその単位セルとしている。ここ
で、各単位セルでは、第1、第2アクセストランジスタ
TA1,TA2のソースがビットラインB/L1,B/
L2とそれぞれ接続され、トランジスタTA1,TA2
のゲートがワードラインW/Lと接続されている。
に基づいて説明する。図1は、従来のSRAMセルの等
価回路図である。従来のSRAMでは、図1に示すよう
に、第1ドライブトランジスタTD1と負荷抵抗R1か
らなるインバータと第2ドライブトランジスタTD2と
負荷抵抗R2からなるインバータの入出力を交叉接続し
たフリップフロップをその単位セルとしている。ここ
で、各単位セルでは、第1、第2アクセストランジスタ
TA1,TA2のソースがビットラインB/L1,B/
L2とそれぞれ接続され、トランジスタTA1,TA2
のゲートがワードラインW/Lと接続されている。
【0004】図2は、従来のSRAMセルの平面図であ
る。従来のSRAMセルは、図2に示すように、活性領
域が互いに不規則的に形成されてレイアウトの設計が複
雑な構造を有する。すなわち、SRAMセルは限定され
た領域に互いに不規則的に形成された活性領域と、この
活性領域の所定部分にそれぞれ形成された第1、第2ア
クセストランジスタのゲート電極及び第1、第2ドライ
ブトランジスタのゲート電極とを有する。ここで、第1
アクセストランジスタのドレイン電極と第1ドライブト
ランジスタのドレイン電極とが第1アクセストランジス
タのドレイン領域上で互いに連結される。そして、第2
アクセストランジスタのドレイン電極と第2ドライブト
ランジスタのドレイン電極とが第2アクセストランジス
タのドレイン領域上で互いに連結される。第2ドライブ
トランジスタのゲート電極と第1ドライブトランジスタ
のドレインとが第1コンタクトホール20を介して連結
される。第2ドライブトランジスタのゲート電極と負荷
抵抗R1とが第2コンタクトホール21を介して連結さ
れる。この際、第1コンタクトホール20と第2コンタ
クトホール21は同じ位置に形成される。
る。従来のSRAMセルは、図2に示すように、活性領
域が互いに不規則的に形成されてレイアウトの設計が複
雑な構造を有する。すなわち、SRAMセルは限定され
た領域に互いに不規則的に形成された活性領域と、この
活性領域の所定部分にそれぞれ形成された第1、第2ア
クセストランジスタのゲート電極及び第1、第2ドライ
ブトランジスタのゲート電極とを有する。ここで、第1
アクセストランジスタのドレイン電極と第1ドライブト
ランジスタのドレイン電極とが第1アクセストランジス
タのドレイン領域上で互いに連結される。そして、第2
アクセストランジスタのドレイン電極と第2ドライブト
ランジスタのドレイン電極とが第2アクセストランジス
タのドレイン領域上で互いに連結される。第2ドライブ
トランジスタのゲート電極と第1ドライブトランジスタ
のドレインとが第1コンタクトホール20を介して連結
される。第2ドライブトランジスタのゲート電極と負荷
抵抗R1とが第2コンタクトホール21を介して連結さ
れる。この際、第1コンタクトホール20と第2コンタ
クトホール21は同じ位置に形成される。
【0005】次に、従来のSRAMの動作を説明する。
まず、ワードラインW/Lに「H」レベルの信号が印加
されると、第1、第2アクセストランジスタTA1,T
A2はオン状態となり、前記単位セルはビットラインB
/L1,B/L2と電気的に接続される。そして、第1
ドライブトランジスタTD1がオフ状態であり、第2ド
ライブトランジスタTD2がオン状態であれば、ビット
ラインB/L2のデータは第2アクセストランジスタT
A2を介してメモリセルに印加される。これに対して、
第1ドライブトランジスタTD1がオフであるため、ビ
ットラインB/L1は、第1アクセストランジスタTA
1によりチャージ・アップされる。メモリセルに「H」
レベルのデータを書き込むときには、ワードラインW/
Lにしきい値電圧以上の電圧を加えて第1、第2アクセ
ストランジスタTA1,TA2をオンさせ、ビットライ
ンB/L1の「H」レベルのデータをA点に印加させ
る。A点の電位が「H」レベルであるため、これと接続
された第2ドライブトランジスタTD2のゲートに
「H」レベルの信号が印加されて第2ドライブトランジ
スタTD2はオン状態となる。これとは反対に、ビット
ラインB/L2の「L」レベルのデータがB点に印加さ
れるので、第1ドライブトランジスタTD1はオフ状態
となる。
まず、ワードラインW/Lに「H」レベルの信号が印加
されると、第1、第2アクセストランジスタTA1,T
A2はオン状態となり、前記単位セルはビットラインB
/L1,B/L2と電気的に接続される。そして、第1
ドライブトランジスタTD1がオフ状態であり、第2ド
ライブトランジスタTD2がオン状態であれば、ビット
ラインB/L2のデータは第2アクセストランジスタT
A2を介してメモリセルに印加される。これに対して、
第1ドライブトランジスタTD1がオフであるため、ビ
ットラインB/L1は、第1アクセストランジスタTA
1によりチャージ・アップされる。メモリセルに「H」
レベルのデータを書き込むときには、ワードラインW/
Lにしきい値電圧以上の電圧を加えて第1、第2アクセ
ストランジスタTA1,TA2をオンさせ、ビットライ
ンB/L1の「H」レベルのデータをA点に印加させ
る。A点の電位が「H」レベルであるため、これと接続
された第2ドライブトランジスタTD2のゲートに
「H」レベルの信号が印加されて第2ドライブトランジ
スタTD2はオン状態となる。これとは反対に、ビット
ラインB/L2の「L」レベルのデータがB点に印加さ
れるので、第1ドライブトランジスタTD1はオフ状態
となる。
【0006】次いで、データの読み出し動作時には、ビ
ットラインB/L1,B/L2を等電位にし、ワードラ
インW/Lにしきい値電圧以上の電圧を印加して、第
1、第2アクセストランジスタTA1,TA2をオン状
態にする。これにより、A点でデータが「H」レベルで
あれば、ビットラインB/L1の電位が増加し、A点で
データが「L」レベルであれば、ビットラインB/L1
の電位は減少することになる。
ットラインB/L1,B/L2を等電位にし、ワードラ
インW/Lにしきい値電圧以上の電圧を印加して、第
1、第2アクセストランジスタTA1,TA2をオン状
態にする。これにより、A点でデータが「H」レベルで
あれば、ビットラインB/L1の電位が増加し、A点で
データが「L」レベルであれば、ビットラインB/L1
の電位は減少することになる。
【0007】図3は、図2の従来のSRAMセルのI−
I’線断面図である。SRAMセルは、第1導電型半導
体基板41上に第1、第2活性領域を区分するフィール
ド酸化膜42と、第1活性領域上に形成されたアクセス
トランジスタのゲート電極43と、アクセストランジス
タのゲート電極43と一定の間隙をあけてフィールド酸
化膜42を覆うように第2活性領域に形成されたドライ
ブトランジスタのゲート電極44と、アクセストランジ
スタのゲート電極43の両側の基板内に形成された第2
導電型のソース及びドレイン不純物領域46、46a
と、ゲート電極43,44を含む全面に形成され、ドラ
イブトランジスタのゲート電極44と後述する負荷抵抗
とが接するためのコンタクトホールが形成された絶縁層
47と、絶縁層47上に形成された接地ライン48と、
接地ライン48を含む全面に形成され、コンタクトホー
ルが形成された絶縁層49と、絶縁層49上にドライブ
トランジスタのゲート電極44と電気的に接続されるよ
うに形成された負荷抵抗層50と、負荷抵抗50を含む
全面に形成された絶縁層51と、第2導電型のソース不
純物領域46とコンタクトホールを介して電気的に接続
されるビットライン52とから構成される。
I’線断面図である。SRAMセルは、第1導電型半導
体基板41上に第1、第2活性領域を区分するフィール
ド酸化膜42と、第1活性領域上に形成されたアクセス
トランジスタのゲート電極43と、アクセストランジス
タのゲート電極43と一定の間隙をあけてフィールド酸
化膜42を覆うように第2活性領域に形成されたドライ
ブトランジスタのゲート電極44と、アクセストランジ
スタのゲート電極43の両側の基板内に形成された第2
導電型のソース及びドレイン不純物領域46、46a
と、ゲート電極43,44を含む全面に形成され、ドラ
イブトランジスタのゲート電極44と後述する負荷抵抗
とが接するためのコンタクトホールが形成された絶縁層
47と、絶縁層47上に形成された接地ライン48と、
接地ライン48を含む全面に形成され、コンタクトホー
ルが形成された絶縁層49と、絶縁層49上にドライブ
トランジスタのゲート電極44と電気的に接続されるよ
うに形成された負荷抵抗層50と、負荷抵抗50を含む
全面に形成された絶縁層51と、第2導電型のソース不
純物領域46とコンタクトホールを介して電気的に接続
されるビットライン52とから構成される。
【0008】このように構成された従来のSRAMセル
の製造方法を説明する。図4は、従来のSRAMセルの
製造方法を示す工程断面図である。まず、図4(a)に
示すように、フィールド酸化膜42により活性領域が区
分された第1導電型半導体基板41の全面に第1ポリシ
リコン層を形成する。そして、第1ポリシリコン層にP
OCl3 のドーピングを実施する。次いで、第1ポリシ
リコン層の上部に感光膜(図示せず)を塗布した後、ア
クセストランジスタのゲート電極及びドライブトランジ
スタのゲート電極領域を定める。そして、フォトエッチ
ング工程で不必要な第1ポリシリコン層を選択的に除去
してアクセストランジスタのゲート電極43とドライブ
トランジスタのゲート電極44を形成する。そして、ゲ
ート電極43,44をマスクに用いて低濃度の第2導電
型不純物をイオン注入する。次いで、ゲート電極43,
44を含む全面に第1絶縁層を堆積した後、エッチバッ
クしてアクセストランジスタのゲート電極の両側に側壁
45を形成する。側壁45をマスクに用いて高濃度の第
2導電型不純物をイオン注入してLDD構造を有するソ
ース/ドレイン不純物領域46,46aを形成する。こ
のとき、図4(a)のAの部分、すなわち、ドライブト
ランジスタのゲート電極44の下側の、フィールド酸化
膜42と活性領域との境界部分の不純物領域は、第1ポ
リシリコン層にドーピングされたPOCl3 の拡散によ
り形成される。
の製造方法を説明する。図4は、従来のSRAMセルの
製造方法を示す工程断面図である。まず、図4(a)に
示すように、フィールド酸化膜42により活性領域が区
分された第1導電型半導体基板41の全面に第1ポリシ
リコン層を形成する。そして、第1ポリシリコン層にP
OCl3 のドーピングを実施する。次いで、第1ポリシ
リコン層の上部に感光膜(図示せず)を塗布した後、ア
クセストランジスタのゲート電極及びドライブトランジ
スタのゲート電極領域を定める。そして、フォトエッチ
ング工程で不必要な第1ポリシリコン層を選択的に除去
してアクセストランジスタのゲート電極43とドライブ
トランジスタのゲート電極44を形成する。そして、ゲ
ート電極43,44をマスクに用いて低濃度の第2導電
型不純物をイオン注入する。次いで、ゲート電極43,
44を含む全面に第1絶縁層を堆積した後、エッチバッ
クしてアクセストランジスタのゲート電極の両側に側壁
45を形成する。側壁45をマスクに用いて高濃度の第
2導電型不純物をイオン注入してLDD構造を有するソ
ース/ドレイン不純物領域46,46aを形成する。こ
のとき、図4(a)のAの部分、すなわち、ドライブト
ランジスタのゲート電極44の下側の、フィールド酸化
膜42と活性領域との境界部分の不純物領域は、第1ポ
リシリコン層にドーピングされたPOCl3 の拡散によ
り形成される。
【0009】次いで、図4(b)に示すように、アクセ
ストランジスタのゲート電極43とドライブトランジス
タのゲート電極44を含む全面に第2絶縁層47を堆積
し、その上に第2ポリシリコン層を形成する。そして、
第2ポリシリコン層の上部に感光膜(図示せず)を塗布
した後、電源ラインを定め、フォトエッチング工程でパ
ターニングして接地ライン48を形成する。
ストランジスタのゲート電極43とドライブトランジス
タのゲート電極44を含む全面に第2絶縁層47を堆積
し、その上に第2ポリシリコン層を形成する。そして、
第2ポリシリコン層の上部に感光膜(図示せず)を塗布
した後、電源ラインを定め、フォトエッチング工程でパ
ターニングして接地ライン48を形成する。
【0010】次いで、図4(c)に示すように、接地ラ
イン48を含む第2絶縁層47の全面に第3絶縁層49
を堆積し、第3、第2絶縁層49,47を選択的に除去
してコンタクトホールを形成し、ドライブトランジスタ
のゲート電極44を露出させる。そして、ドライブトラ
ンジスタのゲート電極44と電気的に接続されるように
第3ポリシリコン層を形成した後、パターニングして負
荷抵抗層50を形成する。
イン48を含む第2絶縁層47の全面に第3絶縁層49
を堆積し、第3、第2絶縁層49,47を選択的に除去
してコンタクトホールを形成し、ドライブトランジスタ
のゲート電極44を露出させる。そして、ドライブトラ
ンジスタのゲート電極44と電気的に接続されるように
第3ポリシリコン層を形成した後、パターニングして負
荷抵抗層50を形成する。
【0011】次いで、図4(d)に示すように、負荷抵
抗層50を含む第3絶縁層49の全面に平坦化用絶縁層
51を堆積する。そして、絶縁層51を選択的に除去し
てアクセストランジスタのソース不純物領域46が露出
するようにコンタクトホールを形成した後、コンタクト
ホールを含む全面に金属層を形成する。次いで、金属層
をパターニングしてビットライン52を形成して従来の
SRAMセルの製造工程を完了することになる。
抗層50を含む第3絶縁層49の全面に平坦化用絶縁層
51を堆積する。そして、絶縁層51を選択的に除去し
てアクセストランジスタのソース不純物領域46が露出
するようにコンタクトホールを形成した後、コンタクト
ホールを含む全面に金属層を形成する。次いで、金属層
をパターニングしてビットライン52を形成して従来の
SRAMセルの製造工程を完了することになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
SRAMセル及びその製造方法では、図2の平面図で示
すように、活性領域が互いに非対称的に形成され、第
1、第2ドライブトランジスタも互いに非対称的に形成
されるため、第1、第2ドライブトランジスタの特性の
釣り合いがとれず、所謂ソフトエラーが発生する可能性
が高くなり、信頼性が悪化するという問題があった。ま
た、以上のようなレイアウトのために、集積度を上げよ
うとすると、ドライブトランジスタの幅が制限されると
いう問題点があった。本発明は、上記の問題点を解決す
るためのもので、高集積化及びセル安定化に適したSR
AMセル及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
SRAMセル及びその製造方法では、図2の平面図で示
すように、活性領域が互いに非対称的に形成され、第
1、第2ドライブトランジスタも互いに非対称的に形成
されるため、第1、第2ドライブトランジスタの特性の
釣り合いがとれず、所謂ソフトエラーが発生する可能性
が高くなり、信頼性が悪化するという問題があった。ま
た、以上のようなレイアウトのために、集積度を上げよ
うとすると、ドライブトランジスタの幅が制限されると
いう問題点があった。本発明は、上記の問題点を解決す
るためのもので、高集積化及びセル安定化に適したSR
AMセル及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のSRAMセル
は、第1導電型半導体基板内に形成され、互いに平行な
第1、第2活性領域が形成された第2導電型ウェルと、
第1、第2活性領域と交差するように第2導電型ウェル
上にゲート絶縁膜を介して形成された第1、第2アクセ
ストランジスタのゲート電極と、アクセストランジスタ
のゲート電極の一方の側の基板内に形成された、アクセ
ストランジスタのソースとなる第1導電型の第1不純物
領域と、アクセストランジスタのゲート電極の他方の側
の基板内に形成された、アクセストランジスタ及びドラ
イブトランジスタのドレインとなる第1導電型の第2不
純物領域と、第1の活性領域内の第2不純物領域の位置
において、一部がゲート絶縁膜を介してウェル及び基板
に囲まれるように基板に対して垂直に形成された第1ド
ライブトランジスタのゲート電極と、第2の活性領域内
の第2不純物領域の位置において、一部がゲート絶縁膜
を介してウェル及び基板に囲まれるように基板に対して
垂直に形成された第2ドライブトランジスタのゲート電
極とを備えるものである。このような構成により、第
1、第2のドライブトランジスタは、第1導電型半導体
基板に対して垂直な構造、すなわち第1導電型の第2不
純物領域をドレインとし第1導電型半導体基板をソース
とする構造となる。
は、第1導電型半導体基板内に形成され、互いに平行な
第1、第2活性領域が形成された第2導電型ウェルと、
第1、第2活性領域と交差するように第2導電型ウェル
上にゲート絶縁膜を介して形成された第1、第2アクセ
ストランジスタのゲート電極と、アクセストランジスタ
のゲート電極の一方の側の基板内に形成された、アクセ
ストランジスタのソースとなる第1導電型の第1不純物
領域と、アクセストランジスタのゲート電極の他方の側
の基板内に形成された、アクセストランジスタ及びドラ
イブトランジスタのドレインとなる第1導電型の第2不
純物領域と、第1の活性領域内の第2不純物領域の位置
において、一部がゲート絶縁膜を介してウェル及び基板
に囲まれるように基板に対して垂直に形成された第1ド
ライブトランジスタのゲート電極と、第2の活性領域内
の第2不純物領域の位置において、一部がゲート絶縁膜
を介してウェル及び基板に囲まれるように基板に対して
垂直に形成された第2ドライブトランジスタのゲート電
極とを備えるものである。このような構成により、第
1、第2のドライブトランジスタは、第1導電型半導体
基板に対して垂直な構造、すなわち第1導電型の第2不
純物領域をドレインとし第1導電型半導体基板をソース
とする構造となる。
【0014】また、本発明のSRAMセルの製造方法
は、第1導電型半導体基板に一定の深さの第2導電型ウ
ェルを形成する工程と、第2導電型ウェルにフィールド
酸化膜を形成して互いに平行な第1、第2活性領域に区
分し、第1、第2活性領域内の第2導電型ウェルを貫通
して半導体基板まで達するトレンチを形成する工程と、
トレンチを含む全面にゲート絶縁膜、伝導層を順次形成
した後にパターニングして、第1の活性領域内のトレン
チ及びその周辺を含む第1ドライブトランジスタのゲー
ト電極、第2の活性領域内のトレンチ及びその周辺を含
む第2ドライブトランジスタのゲート電極、第1、第2
活性領域と交差するアクセストランジスタのゲート電極
を形成する工程と、アクセストランジスタのゲート電極
の両側の活性領域に第1導電型の不純物を注入して、ア
クセストランジスタのソースとなる第1不純物領域、ア
クセストランジスタ及びドライブトランジスタのドレイ
ンとなる第2不純物領域を形成する工程と、ゲート電極
及び不純物領域上に絶縁層を形成した後、ゲート電極と
第2不純物領域が露出するようにコンタクトホールを形
成し、第1ドライブトランジスタのゲート電極と第2活
性領域内の第2不純物領域とを接続する第1伝導体層、
第2ドライブトランジスタのゲート電極と第1活性領域
内の第2不純物領域とを接続する第2伝導体層を形成す
る工程と、第1、第2伝導体層を含む全面に絶縁層を形
成した後、第2不純物領域上の第1、第2伝導体層が露
出するようにコンタクトホールを形成し、一端が第1、
第2伝導体層とそれぞれ接続される第1、第2負荷抵抗
層を形成する工程と、第1、第2負荷抵抗層を含む全面
に絶縁層を形成した後、第1不純物領域が露出するよう
にコンタクトホールを形成し、第1、第2活性領域内の
第1不純物領域とそれぞれ接続される第1、第2ビット
ラインを形成する工程と、第1、第2ビットラインを含
む全面に絶縁層を形成した後、負荷抵抗層の他端が露出
するようにコンタクトホールを形成し、第1、第2負荷
抵抗層の他端とそれぞれ接続される第1、第2電源ライ
ンを形成する工程とを備えるものである。
は、第1導電型半導体基板に一定の深さの第2導電型ウ
ェルを形成する工程と、第2導電型ウェルにフィールド
酸化膜を形成して互いに平行な第1、第2活性領域に区
分し、第1、第2活性領域内の第2導電型ウェルを貫通
して半導体基板まで達するトレンチを形成する工程と、
トレンチを含む全面にゲート絶縁膜、伝導層を順次形成
した後にパターニングして、第1の活性領域内のトレン
チ及びその周辺を含む第1ドライブトランジスタのゲー
ト電極、第2の活性領域内のトレンチ及びその周辺を含
む第2ドライブトランジスタのゲート電極、第1、第2
活性領域と交差するアクセストランジスタのゲート電極
を形成する工程と、アクセストランジスタのゲート電極
の両側の活性領域に第1導電型の不純物を注入して、ア
クセストランジスタのソースとなる第1不純物領域、ア
クセストランジスタ及びドライブトランジスタのドレイ
ンとなる第2不純物領域を形成する工程と、ゲート電極
及び不純物領域上に絶縁層を形成した後、ゲート電極と
第2不純物領域が露出するようにコンタクトホールを形
成し、第1ドライブトランジスタのゲート電極と第2活
性領域内の第2不純物領域とを接続する第1伝導体層、
第2ドライブトランジスタのゲート電極と第1活性領域
内の第2不純物領域とを接続する第2伝導体層を形成す
る工程と、第1、第2伝導体層を含む全面に絶縁層を形
成した後、第2不純物領域上の第1、第2伝導体層が露
出するようにコンタクトホールを形成し、一端が第1、
第2伝導体層とそれぞれ接続される第1、第2負荷抵抗
層を形成する工程と、第1、第2負荷抵抗層を含む全面
に絶縁層を形成した後、第1不純物領域が露出するよう
にコンタクトホールを形成し、第1、第2活性領域内の
第1不純物領域とそれぞれ接続される第1、第2ビット
ラインを形成する工程と、第1、第2ビットラインを含
む全面に絶縁層を形成した後、負荷抵抗層の他端が露出
するようにコンタクトホールを形成し、第1、第2負荷
抵抗層の他端とそれぞれ接続される第1、第2電源ライ
ンを形成する工程とを備えるものである。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図5は本発明の実施
の形態を示すSRAMの単位セルの平面図である。本実
施の形態においても、単位セルの等価回路は、図1に示
す従来のSRAMと同じである。
て図面を参照して詳細に説明する。図5は本発明の実施
の形態を示すSRAMの単位セルの平面図である。本実
施の形態においても、単位セルの等価回路は、図1に示
す従来のSRAMと同じである。
【0016】この単位セルは、図5、6に示すように、
第1導電型半導体基板71内に形成したウェル71内に
フィールド酸化膜により互いに分離されて平行な第1、
第2活性領域70,70aが形成されている。これらの
活性領域70,70aと交差するようにゲート絶縁膜を
介して第1、第2アクセストランジスタのゲート電極7
5a(図1のワードラインW/L)が形成されている。
第1活性領域70内に第1ドライブトランジスタのゲー
ト電極75bが形成されている。図6(a)に示すよう
にこのゲート電極75bはウェル71aを貫通して基板
71にまで達するように形成されている。すなわち、本
実施形態においては基板をドライブトランジスタのソー
ル領域として使用しようとするものである。第1ドライ
ブトランジスタはゲート電極が75bで、上記のように
ソースが基板で、図6に示す不純物領域76bがドレイ
ンである。図6に示すようにドレイン領域はゲート電極
75bの両側にまで広がっている。第1アクセストラン
ジスタはゲート電極75aとその両側の不純物領域7
6、76aとによって形成されている。従って、不純物
領域76aは第1ドライブトランジスタのドレインであ
り、かつ第1アクセストランジスタのドレインでもあ
る。第2活性領域70a内においても同様に第1アクセ
ストランジスタと第2ドライブトランジスタとが形成さ
れている。ただし、この第2ドライブトランジスタは第
2活性領域70aの図5の左側にゲート電極75cを形
成させている。そのドレインは同様に第2アクセストラ
ンジスタのドレインと接続されるか所まで広がってい
る。第1伝導体層80が、第1ドライブトランジスタの
ゲート電極75bと第2ドライブトランジスタのドレイ
ンとを接続するように、ゲート電極上に絶縁層を介して
形成されている。同様に、第2伝導体層80aが第2ド
ライブトランジスタのゲート電極75cと第1ドライブ
トランジスタのドレインとを接続するように、ゲート電
極上に絶縁層を介して形成されている。さらに、一端が
第1、第2伝導体層80,80bとそれぞれ接続され、
伝導体層上に絶縁層を介して第1、第2負荷抵抗層8
3,83a(負荷抵抗R2,R1)が形成され、負荷抵
抗層上に絶縁層を介して第1、第2アクセストランジス
タのソースとそれぞれ接続された第1、第2ビットライ
ン86,86a(ビットラインB/L1,B/L2)が
形成されている。さらに、ビットライン上に絶縁層を介
して第1、第2負荷抵抗層83,83aの他端とそれぞ
れ接続された第1、第2電源ライン89,89aが形成
されている。
第1導電型半導体基板71内に形成したウェル71内に
フィールド酸化膜により互いに分離されて平行な第1、
第2活性領域70,70aが形成されている。これらの
活性領域70,70aと交差するようにゲート絶縁膜を
介して第1、第2アクセストランジスタのゲート電極7
5a(図1のワードラインW/L)が形成されている。
第1活性領域70内に第1ドライブトランジスタのゲー
ト電極75bが形成されている。図6(a)に示すよう
にこのゲート電極75bはウェル71aを貫通して基板
71にまで達するように形成されている。すなわち、本
実施形態においては基板をドライブトランジスタのソー
ル領域として使用しようとするものである。第1ドライ
ブトランジスタはゲート電極が75bで、上記のように
ソースが基板で、図6に示す不純物領域76bがドレイ
ンである。図6に示すようにドレイン領域はゲート電極
75bの両側にまで広がっている。第1アクセストラン
ジスタはゲート電極75aとその両側の不純物領域7
6、76aとによって形成されている。従って、不純物
領域76aは第1ドライブトランジスタのドレインであ
り、かつ第1アクセストランジスタのドレインでもあ
る。第2活性領域70a内においても同様に第1アクセ
ストランジスタと第2ドライブトランジスタとが形成さ
れている。ただし、この第2ドライブトランジスタは第
2活性領域70aの図5の左側にゲート電極75cを形
成させている。そのドレインは同様に第2アクセストラ
ンジスタのドレインと接続されるか所まで広がってい
る。第1伝導体層80が、第1ドライブトランジスタの
ゲート電極75bと第2ドライブトランジスタのドレイ
ンとを接続するように、ゲート電極上に絶縁層を介して
形成されている。同様に、第2伝導体層80aが第2ド
ライブトランジスタのゲート電極75cと第1ドライブ
トランジスタのドレインとを接続するように、ゲート電
極上に絶縁層を介して形成されている。さらに、一端が
第1、第2伝導体層80,80bとそれぞれ接続され、
伝導体層上に絶縁層を介して第1、第2負荷抵抗層8
3,83a(負荷抵抗R2,R1)が形成され、負荷抵
抗層上に絶縁層を介して第1、第2アクセストランジス
タのソースとそれぞれ接続された第1、第2ビットライ
ン86,86a(ビットラインB/L1,B/L2)が
形成されている。さらに、ビットライン上に絶縁層を介
して第1、第2負荷抵抗層83,83aの他端とそれぞ
れ接続された第1、第2電源ライン89,89aが形成
されている。
【0017】上記のように、第1ドライブトランジスタ
のソース及びドレインは第1活性領域70内に形成され
る。第2ドライブトランジスタのソース及びドレインは
第2活性領域70a内に形成される。このとき、第1活
性領域70内に形成される不純物領域のうち、アクセス
トランジスタのゲート電極75aの一方の側(図5では
左側)に形成される不純物領域が第1アクセストランジ
スタのソースとなり、他方の側(右側)に形成される不
純物領域が第1アクセストランジスタ及び第1ドライブ
トランジスタのドレインとなる。また、第2活性領域7
0a内に形成される不純物領域のうち、アクセストラン
ジスタのゲート電極75aの一方の側(左側)に形成さ
れる不純物領域が第2アクセストランジスタのソースと
なり、他方の側(右側)に形成される不純物領域が第2
アクセストランジスタ及び第2ドライブトランジスタの
ドレインとなる。
のソース及びドレインは第1活性領域70内に形成され
る。第2ドライブトランジスタのソース及びドレインは
第2活性領域70a内に形成される。このとき、第1活
性領域70内に形成される不純物領域のうち、アクセス
トランジスタのゲート電極75aの一方の側(図5では
左側)に形成される不純物領域が第1アクセストランジ
スタのソースとなり、他方の側(右側)に形成される不
純物領域が第1アクセストランジスタ及び第1ドライブ
トランジスタのドレインとなる。また、第2活性領域7
0a内に形成される不純物領域のうち、アクセストラン
ジスタのゲート電極75aの一方の側(左側)に形成さ
れる不純物領域が第2アクセストランジスタのソースと
なり、他方の側(右側)に形成される不純物領域が第2
アクセストランジスタ及び第2ドライブトランジスタの
ドレインとなる。
【0018】そして、第1ドライブトランジスタのゲー
ト電極75bと第2ドライブトランジスタのゲート電極
75cは、第1、第2の活性領域70,70aにおいて
互い違いに形成される。したがって、第1ドライブトラ
ンジスタのドレインと第2ドライブトランジスタのゲー
ト電極75cとが互いに一直線上に形成され、第2ドラ
イブトランジスタのドレインと第1ドライブトランジス
タのゲート電極75bとが互いに一直線上に形成され
る。
ト電極75bと第2ドライブトランジスタのゲート電極
75cは、第1、第2の活性領域70,70aにおいて
互い違いに形成される。したがって、第1ドライブトラ
ンジスタのドレインと第2ドライブトランジスタのゲー
ト電極75cとが互いに一直線上に形成され、第2ドラ
イブトランジスタのドレインと第1ドライブトランジス
タのゲート電極75bとが互いに一直線上に形成され
る。
【0019】そして、第1、第2伝導体層80,80
a、第1、第2負荷抵抗層83,83a、第1、第2電
源ライン89,89aは、第1、第2活性領域70,7
0aに直角な方向に形成され、第1、第2ビットライン
86,86aは、アクセストランジスタのゲート電極7
5aと直角な方向に形成される。このような本実施の形
態のSRAMにおいて、第1、第2ドライブトランジス
タのゲート電極75b,75cは、前記基板内にトレン
チを形成した後、トレンチを充分に含むようにゲート電
極物質をパターニングして形成する。
a、第1、第2負荷抵抗層83,83a、第1、第2電
源ライン89,89aは、第1、第2活性領域70,7
0aに直角な方向に形成され、第1、第2ビットライン
86,86aは、アクセストランジスタのゲート電極7
5aと直角な方向に形成される。このような本実施の形
態のSRAMにおいて、第1、第2ドライブトランジス
タのゲート電極75b,75cは、前記基板内にトレン
チを形成した後、トレンチを充分に含むようにゲート電
極物質をパターニングして形成する。
【0020】図6(a)、図6(b)は、それぞれ図5
のI−I’線断面図、II−II’線断面図である。図
6(a)に表された範囲には、フィールド領域と活性領
域が定められた第1導電型半導体基板71内に一定の深
さに形成された第2導電型ウェル71aと、活性領域の
第2導電型ウェル71aを貫通して第1導電型の半導体
基板71まで達するように形成されたトレンチと、第1
活性領域内のトレンチ及びその周辺を含むようにゲート
絶縁膜74上に形成された第1ドライブトランジスタの
ゲート電極75bと、第1ドライブトランジスタのゲー
ト電極75bの一方の側の第1導電型半導体基板71上
に形成された第1、第2アクセストランジスタのゲート
電極75aと、第1ドライブトランジスタのゲート電極
75b及びアクセストランジスタのゲート電極75aの
両側の基板内に形成された第1導電型第1不純物領域7
6と第1導電型第2不純物領域76aと、第1ドライブ
トランジスタのゲート電極75b及び第1導電型第2不
純物領域76aとそれぞれのコンタクトホールを介して
接続された第1、第2伝導体層80、80aと、第1伝
導体層80上に絶縁層81を介して形成された第1負荷
抵抗層83と、第2伝導体層80aとコンタクトホール
を介して接続された第2負荷抵抗層83aと、アクセス
トランジスタのゲート電極75aの両側の基板内に形成
された第1導電型第1不純物領域76とコンタクトホー
ルを介して接続された第1ビットライン86と、第1ビ
ットライン86の上側において、絶縁層87を介し、一
定の幅をあけて互いに隔離形成された第1、第2電源ラ
イン89、89aとが図示されている。
のI−I’線断面図、II−II’線断面図である。図
6(a)に表された範囲には、フィールド領域と活性領
域が定められた第1導電型半導体基板71内に一定の深
さに形成された第2導電型ウェル71aと、活性領域の
第2導電型ウェル71aを貫通して第1導電型の半導体
基板71まで達するように形成されたトレンチと、第1
活性領域内のトレンチ及びその周辺を含むようにゲート
絶縁膜74上に形成された第1ドライブトランジスタの
ゲート電極75bと、第1ドライブトランジスタのゲー
ト電極75bの一方の側の第1導電型半導体基板71上
に形成された第1、第2アクセストランジスタのゲート
電極75aと、第1ドライブトランジスタのゲート電極
75b及びアクセストランジスタのゲート電極75aの
両側の基板内に形成された第1導電型第1不純物領域7
6と第1導電型第2不純物領域76aと、第1ドライブ
トランジスタのゲート電極75b及び第1導電型第2不
純物領域76aとそれぞれのコンタクトホールを介して
接続された第1、第2伝導体層80、80aと、第1伝
導体層80上に絶縁層81を介して形成された第1負荷
抵抗層83と、第2伝導体層80aとコンタクトホール
を介して接続された第2負荷抵抗層83aと、アクセス
トランジスタのゲート電極75aの両側の基板内に形成
された第1導電型第1不純物領域76とコンタクトホー
ルを介して接続された第1ビットライン86と、第1ビ
ットライン86の上側において、絶縁層87を介し、一
定の幅をあけて互いに隔離形成された第1、第2電源ラ
イン89、89aとが図示されている。
【0021】ここで、アクセストランジスタのゲート電
極75a及び第1ドライブトランジスタのゲート電極7
5bと、第2導電型ウェル71aとの間にはゲート絶縁
膜74が形成されている。第1伝導体層80は第1ドラ
イブトランジスタのゲート電極75bと第2ドライブト
ランジスタのドレイン(図示せず)とを電気的に接続
し、第2伝導体層80aは第1ドライブトランジスタの
ドレイン76aと第2ドライブトランジスタのゲート電
極(図示せず)とを電気的に接続している。また、上記
トレンチの深さは、第2導電型ウェル71aの深さ以上
にして、第1導電型の基板71が充分に露出されるよう
にする。
極75a及び第1ドライブトランジスタのゲート電極7
5bと、第2導電型ウェル71aとの間にはゲート絶縁
膜74が形成されている。第1伝導体層80は第1ドラ
イブトランジスタのゲート電極75bと第2ドライブト
ランジスタのドレイン(図示せず)とを電気的に接続
し、第2伝導体層80aは第1ドライブトランジスタの
ドレイン76aと第2ドライブトランジスタのゲート電
極(図示せず)とを電気的に接続している。また、上記
トレンチの深さは、第2導電型ウェル71aの深さ以上
にして、第1導電型の基板71が充分に露出されるよう
にする。
【0022】一方、図6(b)に表された範囲には、フ
ィールド領域と第1、第2活性領域が形成された第1導
電型半導体基板71内に一定の深さに形成された第2導
電型ウェル71aと、図6(a)と同様のトレンチと、
トレンチ及びその周辺の活性領域の所定領域上に形成さ
れたゲート絶縁膜74と、ゲート絶縁膜74の両側の第
1活性領域及び第2活性領域内に形成された第1導電型
の第1、第2不純物領域76,76aと、第2活性領域
内のトレンチ及びその周辺を含むようにゲート絶縁膜7
4上に形成された第2ドライブトランジスタのゲート電
極75cと、第2ドライブトランジスタのゲート電極7
5cと第1導電型第2不純物領域76a(第1ドライブ
トランジスタのドレイン)とがコンタクトホールを介し
て相互に接続されるように形成された第2伝導体層80
aと、第1導電型第2不純物領域76aの上側の第2伝
導体層80aとコンタクトホールを介して接続された第
2負荷抵抗層83aと、第2負荷抵抗層83a上におい
て、絶縁層84を介し、互いに分離されて一定の幅を有
して形成された第1、第2ビットライン86、86a
と、第1、第2ビットライン86、86aを含む全面に
形成された絶縁層87に形成されたコンタクトホールを
介して第2負荷抵抗層83aと接続される第2電源ライ
ン89aとが図示されている。
ィールド領域と第1、第2活性領域が形成された第1導
電型半導体基板71内に一定の深さに形成された第2導
電型ウェル71aと、図6(a)と同様のトレンチと、
トレンチ及びその周辺の活性領域の所定領域上に形成さ
れたゲート絶縁膜74と、ゲート絶縁膜74の両側の第
1活性領域及び第2活性領域内に形成された第1導電型
の第1、第2不純物領域76,76aと、第2活性領域
内のトレンチ及びその周辺を含むようにゲート絶縁膜7
4上に形成された第2ドライブトランジスタのゲート電
極75cと、第2ドライブトランジスタのゲート電極7
5cと第1導電型第2不純物領域76a(第1ドライブ
トランジスタのドレイン)とがコンタクトホールを介し
て相互に接続されるように形成された第2伝導体層80
aと、第1導電型第2不純物領域76aの上側の第2伝
導体層80aとコンタクトホールを介して接続された第
2負荷抵抗層83aと、第2負荷抵抗層83a上におい
て、絶縁層84を介し、互いに分離されて一定の幅を有
して形成された第1、第2ビットライン86、86a
と、第1、第2ビットライン86、86aを含む全面に
形成された絶縁層87に形成されたコンタクトホールを
介して第2負荷抵抗層83aと接続される第2電源ライ
ン89aとが図示されている。
【0023】ここで、上記トレンチの深さは、第2導電
型ウェル71aの深さ以上にして、第1導電型半導体基
板71が充分に露出されるようにする。各コンタクトホ
ールは、絶縁層を堆積した後に、形成しようとするホー
ルの幅だけ絶縁層を除去して形成される。そして、第2
負荷抵抗層83aは、第1ドライブトランジスタのドレ
イン76aをコンタクトホールを介して第2電源ライン
89aと接続する。なお、本発明のSRAMセルでは、
半導体基板71を第1、第2ドライブトランジスタのソ
ースとするので、半導体基板71を接地端として使用す
る。これにより、接地端の抵抗を減少させることができ
る。
型ウェル71aの深さ以上にして、第1導電型半導体基
板71が充分に露出されるようにする。各コンタクトホ
ールは、絶縁層を堆積した後に、形成しようとするホー
ルの幅だけ絶縁層を除去して形成される。そして、第2
負荷抵抗層83aは、第1ドライブトランジスタのドレ
イン76aをコンタクトホールを介して第2電源ライン
89aと接続する。なお、本発明のSRAMセルでは、
半導体基板71を第1、第2ドライブトランジスタのソ
ースとするので、半導体基板71を接地端として使用す
る。これにより、接地端の抵抗を減少させることができ
る。
【0024】次に、このように構成された本実施の形態
のSRAMセルの製造方法を説明する。図7〜図11の
(a)〜(o)は本実施の形態のSRAMセルの製造方
法を図5のI−I’線上で示す工程断面図、同図
(a’)〜(o’)は同SRAMセルの製造方法を図5
のII−II’線上で示す工程断面図である。
のSRAMセルの製造方法を説明する。図7〜図11の
(a)〜(o)は本実施の形態のSRAMセルの製造方
法を図5のI−I’線上で示す工程断面図、同図
(a’)〜(o’)は同SRAMセルの製造方法を図5
のII−II’線上で示す工程断面図である。
【0025】まず、図7(a)、図7(a’)に示すよ
うに、第1導電型半導体基板71に第2導電型の不純物
イオンを注入して一定の深さを有する第2導電型ウェル
71aを形成する。続いて、図7(b)、図7(b’)
に示すように、第2導電型ウェル71aに選択的にフィ
ールドイオンを注入してフィールド酸化膜72を形成す
ることにより、ウェル71aを第1活性領域70、第2
活性領域70aに区分する。
うに、第1導電型半導体基板71に第2導電型の不純物
イオンを注入して一定の深さを有する第2導電型ウェル
71aを形成する。続いて、図7(b)、図7(b’)
に示すように、第2導電型ウェル71aに選択的にフィ
ールドイオンを注入してフィールド酸化膜72を形成す
ることにより、ウェル71aを第1活性領域70、第2
活性領域70aに区分する。
【0026】次いで、図7(c)、図7(c’)に示す
ように、第1、第2活性領域の一部を基板を第2導電型
ウェル71aの深さ以上にエッチングしてトレンチ73
を形成する。そのトレンチ73は、基板71にまで食い
込んでいる。そして、図7(d)、図7(d’)に示す
ように、トレンチ73を含む活性領域上にゲート絶縁膜
74を堆積した後、ゲート絶縁膜74を含む全面に伝導
層75を形成する。
ように、第1、第2活性領域の一部を基板を第2導電型
ウェル71aの深さ以上にエッチングしてトレンチ73
を形成する。そのトレンチ73は、基板71にまで食い
込んでいる。そして、図7(d)、図7(d’)に示す
ように、トレンチ73を含む活性領域上にゲート絶縁膜
74を堆積した後、ゲート絶縁膜74を含む全面に伝導
層75を形成する。
【0027】次に、図8(e)、図8(e’)に示すよ
うに、ゲート絶縁膜74及び伝導層75をパターニング
して、アクセストランジスタのゲート電極75aと第
1、第2ドライブトランジスタのゲート電極75b,7
5cを形成する。そして、アクセストランジスタのゲー
ト電極75aとドライブトランジスタのゲート電極75
b,75cをマスクに用いて第1導電型の不純物を注入
し、第2導電型ウェル71a内の活性領域に第1導電型
の第1不純物領域76と第2不純物領域76aを形成す
る。ここで、図8(e)の第1不純物領域76は第1、
第2アクセストランジスタのソースであり、図8
(a)、図8(d)の第2不純物領域76aは第1ドラ
イブトランジスタのドレインである。
うに、ゲート絶縁膜74及び伝導層75をパターニング
して、アクセストランジスタのゲート電極75aと第
1、第2ドライブトランジスタのゲート電極75b,7
5cを形成する。そして、アクセストランジスタのゲー
ト電極75aとドライブトランジスタのゲート電極75
b,75cをマスクに用いて第1導電型の不純物を注入
し、第2導電型ウェル71a内の活性領域に第1導電型
の第1不純物領域76と第2不純物領域76aを形成す
る。ここで、図8(e)の第1不純物領域76は第1、
第2アクセストランジスタのソースであり、図8
(a)、図8(d)の第2不純物領域76aは第1ドラ
イブトランジスタのドレインである。
【0028】次いで、図8(f)、図8(f’)に示す
ように、基板を含む全面に第1絶縁層77を形成する。
さらに、第1絶縁層77を選択的にエッチングして、第
1導電型の第1不純物領域76と第2不純物領域76a
の表面を露出させた後、全面に第2絶縁層78を堆積す
る。
ように、基板を含む全面に第1絶縁層77を形成する。
さらに、第1絶縁層77を選択的にエッチングして、第
1導電型の第1不純物領域76と第2不純物領域76a
の表面を露出させた後、全面に第2絶縁層78を堆積す
る。
【0029】次に、図8(g)、図8(g’)に示すよ
うに、ドライブトランジスタのゲート電極75b,75
c上の第1絶縁層77と第2絶縁層78、そして第1導
電型第2不純物領域76a上の第2絶縁層78を選択的
に除去して第1コンタクトホール79を形成する。
うに、ドライブトランジスタのゲート電極75b,75
c上の第1絶縁層77と第2絶縁層78、そして第1導
電型第2不純物領域76a上の第2絶縁層78を選択的
に除去して第1コンタクトホール79を形成する。
【0030】次いで、図9(h)、図9(h’)に示す
ように、第1コンタクトホール79を介してドライブト
ランジスタのゲート電極75b,75cと第1導電型第
2不純物領域76aとにそれぞれ接続されるように、第
1伝導体層80と第2伝導体層80aを形成する。な
お、図9(h)では、図5のI−I’線上の断面を示し
ているので、第1伝導層80と第2伝導層80aが図示
されているが、図9(h’)では、図5のII−II’
線上の断面を示しているので、第2伝導層80aだけが
図示される。また、図9(d)に示す第2伝導層80a
は、第2ドライブトランジスタのゲート電極75cと第
1ドライブトランジスタのドレインとを電気的に接続す
るものである。
ように、第1コンタクトホール79を介してドライブト
ランジスタのゲート電極75b,75cと第1導電型第
2不純物領域76aとにそれぞれ接続されるように、第
1伝導体層80と第2伝導体層80aを形成する。な
お、図9(h)では、図5のI−I’線上の断面を示し
ているので、第1伝導層80と第2伝導層80aが図示
されているが、図9(h’)では、図5のII−II’
線上の断面を示しているので、第2伝導層80aだけが
図示される。また、図9(d)に示す第2伝導層80a
は、第2ドライブトランジスタのゲート電極75cと第
1ドライブトランジスタのドレインとを電気的に接続す
るものである。
【0031】次いで、図9(i)、図9(i’)に示す
ように、第1、第2伝導体層80、80aを含む全面に
第3絶縁層81と第4絶縁層81aを順次形成した後、
図9(i’)に示すように、第4絶縁層81aを一定領
域だけが残るようにエッチバックする。これにより、図
9(i)の領域では、第4絶縁層81aが存在しない。
ように、第1、第2伝導体層80、80aを含む全面に
第3絶縁層81と第4絶縁層81aを順次形成した後、
図9(i’)に示すように、第4絶縁層81aを一定領
域だけが残るようにエッチバックする。これにより、図
9(i)の領域では、第4絶縁層81aが存在しない。
【0032】次いで、図9(j)、図9(j’)に示す
ように、第1ドライブトランジスタのドレインとなる第
2不純物領域76aと電気的に接続された第2伝導体層
80aが露出するように第3絶縁層81を選択的に除去
して、第2コンタクトホール82aを形成し、同様に、
第2ドライブトランジスタのドレインとなる第2不純物
領域と電気的に接続された第1伝導体層80が露出する
ように第3絶縁層81を選択的に除去して、第2コンタ
クトホール(不図示)を形成する。
ように、第1ドライブトランジスタのドレインとなる第
2不純物領域76aと電気的に接続された第2伝導体層
80aが露出するように第3絶縁層81を選択的に除去
して、第2コンタクトホール82aを形成し、同様に、
第2ドライブトランジスタのドレインとなる第2不純物
領域と電気的に接続された第1伝導体層80が露出する
ように第3絶縁層81を選択的に除去して、第2コンタ
クトホール(不図示)を形成する。
【0033】次いで、図10(k)、図10(k’)に
示すように、第2コンタクトホールを介して第1伝導体
層80、第2伝導体層80aと電気的に接続されるよう
に第1、第2負荷抵抗層83,83aを形成する。ここ
で、第1負荷抵抗層83は、第2ドライブトランジスタ
のドレインとなる第2活性領域内の第2不純物領域上の
位置に設けられた第2コンタクトホール(不図示)を介
して第1伝導体層80と電気的に接続される。また、第
2負荷抵抗層83aは、図10(k)、図10(k’)
に示すように、第1ドライブトランジスタのドレインと
なる第1活性領域内の第2不純物領域76a上の位置に
設けられた第2コンタクトホール82aを介して第2伝
導体層80aと電気的に接続される。
示すように、第2コンタクトホールを介して第1伝導体
層80、第2伝導体層80aと電気的に接続されるよう
に第1、第2負荷抵抗層83,83aを形成する。ここ
で、第1負荷抵抗層83は、第2ドライブトランジスタ
のドレインとなる第2活性領域内の第2不純物領域上の
位置に設けられた第2コンタクトホール(不図示)を介
して第1伝導体層80と電気的に接続される。また、第
2負荷抵抗層83aは、図10(k)、図10(k’)
に示すように、第1ドライブトランジスタのドレインと
なる第1活性領域内の第2不純物領域76a上の位置に
設けられた第2コンタクトホール82aを介して第2伝
導体層80aと電気的に接続される。
【0034】次いで、図10(l)、図10(l’)に
示すように、第1、第2負荷抵抗層83,83aを含む
全面に第5絶縁層84を形成する。そして、図10
(b)に示すように、アクセストランジスタのゲート電
極75aの両側の活性領域に形成された不純物領域のう
ち、ソースとして使用される一方の不純物領域76が露
出するように第5絶縁層84を選択的に除去して、第3
コンタクトホール85を形成する。
示すように、第1、第2負荷抵抗層83,83aを含む
全面に第5絶縁層84を形成する。そして、図10
(b)に示すように、アクセストランジスタのゲート電
極75aの両側の活性領域に形成された不純物領域のう
ち、ソースとして使用される一方の不純物領域76が露
出するように第5絶縁層84を選択的に除去して、第3
コンタクトホール85を形成する。
【0035】次いで、図10(m)、図10(m’)に
示すように、第3コンタクトホール85を含む全面に電
導性物質を堆積しパターニングして、第1ビットライン
86及び第2ビットライン86aを形成する。ここで、
図10(m’)では、第1アクセストランジスタの上記
ソースと第3コンタクトホール85を介して接続された
第1ビットライン86と、第2アクセストランジスタの
ソース(図示せず)とコンタクトホールを介して接続さ
れた第2ビットライン86aとが図示されるが、図10
(m)では、第1ビットライン86だけが図示される。
示すように、第3コンタクトホール85を含む全面に電
導性物質を堆積しパターニングして、第1ビットライン
86及び第2ビットライン86aを形成する。ここで、
図10(m’)では、第1アクセストランジスタの上記
ソースと第3コンタクトホール85を介して接続された
第1ビットライン86と、第2アクセストランジスタの
ソース(図示せず)とコンタクトホールを介して接続さ
れた第2ビットライン86aとが図示されるが、図10
(m)では、第1ビットライン86だけが図示される。
【0036】次いで、図11(n)、図11(n’)に
示すように、第1、第2ビットライン86,86aを含
む全面に第6絶縁層87を堆積した後、第1負荷抵抗層
83の他端(第1ドライブトランジスタのゲートに近い
方)の所定部分が露出するように第6絶縁層87と第5
絶縁層84を選択的に除去して、第4コンタクトホール
(不図示)を形成する。また、図11(c)に示すよう
に、第2負荷抵抗層83aの他端(第2ドライブトラン
ジスタのゲートに近い方)の所定部分が露出するように
第6絶縁層87と第5絶縁層84を選択的に除去して、
第4コンタクトホール88を形成する。
示すように、第1、第2ビットライン86,86aを含
む全面に第6絶縁層87を堆積した後、第1負荷抵抗層
83の他端(第1ドライブトランジスタのゲートに近い
方)の所定部分が露出するように第6絶縁層87と第5
絶縁層84を選択的に除去して、第4コンタクトホール
(不図示)を形成する。また、図11(c)に示すよう
に、第2負荷抵抗層83aの他端(第2ドライブトラン
ジスタのゲートに近い方)の所定部分が露出するように
第6絶縁層87と第5絶縁層84を選択的に除去して、
第4コンタクトホール88を形成する。
【0037】次に、図11(o)、図11(o’)に示
すように、第4コンタクトホールを含む第6絶縁層87
の全面に電源ライン物質を堆積しパターニングして、第
1、第2電源ライン89,89aを形成する。これで、
本実施の形態のSRAMセルの製造工程が完了する。
すように、第4コンタクトホールを含む第6絶縁層87
の全面に電源ライン物質を堆積しパターニングして、第
1、第2電源ライン89,89aを形成する。これで、
本実施の形態のSRAMセルの製造工程が完了する。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、第1、第2ドライブト
ランジスタを垂直構造とすることにより、セルのサイズ
を減少させることができ、集積度を向上させることがで
きる。また、第1、第2ドライブトランジスタを垂直構
造とすることにより、ドライブトランジスタの非対称性
を改善することができ、更にドライブトランジスタの幅
を大きくすることにより、電流ドライブ能力を向上させ
ることができるので、セルの安定化を実現することがで
き、信頼性を向上させることができる。
ランジスタを垂直構造とすることにより、セルのサイズ
を減少させることができ、集積度を向上させることがで
きる。また、第1、第2ドライブトランジスタを垂直構
造とすることにより、ドライブトランジスタの非対称性
を改善することができ、更にドライブトランジスタの幅
を大きくすることにより、電流ドライブ能力を向上させ
ることができるので、セルの安定化を実現することがで
き、信頼性を向上させることができる。
【図1】 従来のSRAMセルの等価回路図である。
【図2】 従来のSRAMセルの平面図である。
【図3】 図2のI−I’線断面図である。
【図4】 従来のSRAMセルの製造方法を示す工程断
面図である。
面図である。
【図5】 本発明の実施の形態を示すSRAMの単位セ
ルの平面図である。
ルの平面図である。
【図6】 図5のI−I’線及びII−II’線断面図
である。
である。
【図7】 図5のSRAMセルの製造方法を図5のI−
I’線及びII−II’線上で示す工程断面図である。
I’線及びII−II’線上で示す工程断面図である。
【図8】 図5のSRAMセルの製造方法を図5のI−
I’線及びII−II’線上で示す工程断面図である。
I’線及びII−II’線上で示す工程断面図である。
【図9】 図5のSRAMセルの製造方法を図5のI−
I’線及びII−II’線上で示す工程断面図である。
I’線及びII−II’線上で示す工程断面図である。
【図10】 図5のSRAMセルの製造方法を図5のI
−I’線及びII−II’線上で示す工程断面図であ
る。
−I’線及びII−II’線上で示す工程断面図であ
る。
【図11】 図5のSRAMセルの製造方法を図5のI
−I’線及びII−II’線上で示す工程断面図であ
る。
−I’線及びII−II’線上で示す工程断面図であ
る。
70…第1活性領域、70a…第2活性領域、71…第
1導電型半導体基板、71a…第2導電型ウェル、73
…トレンチ、74…ゲート絶縁膜、75a…第1、第2
アクセストランジスタのゲート電極、75b…第1ドラ
イブトランジスタのゲート電極、75c…第2ドライブ
トランジスタのゲート電極、80、80a…第1、第2
伝導体層、83、83a…第1、第2負荷抵抗層、8
6、86a…第1、第2ビットライン、89、89a…
第1、第2電源ライン。
1導電型半導体基板、71a…第2導電型ウェル、73
…トレンチ、74…ゲート絶縁膜、75a…第1、第2
アクセストランジスタのゲート電極、75b…第1ドラ
イブトランジスタのゲート電極、75c…第2ドライブ
トランジスタのゲート電極、80、80a…第1、第2
伝導体層、83、83a…第1、第2負荷抵抗層、8
6、86a…第1、第2ビットライン、89、89a…
第1、第2電源ライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8244 H01L 27/11
Claims (5)
- 【請求項1】 第1導電型半導体基板内に形成され、互
いに平行な第1、第2活性領域を形成させた第2導電型
ウェルと、 第1、第2活性領域と交差するように第2導電型ウェル
上にゲート絶縁膜を介して直線状に形成された第1、第
2アクセストランジスタのゲート電極と、 アクセストランジスタのゲート電極の一方の側の基板内
に形成された、アクセストランジスタのソースとなる第
1導電型の第1不純物領域と、 アクセストランジスタのゲート電極の他方の側の基板内
に形成された、アクセストランジスタ及びドライブトラ
ンジスタのドレインとなる第1導電型の第2不純物領域
と、 第1活性領域内の第2不純物領域の位置において、一部
がゲート絶縁膜を介して前記ウェル及び基板に囲まれる
ように基板に対して垂直に形成された第1ドライブトラ
ンジスタのゲート電極と、 第2活性領域内の第2不純物領域の位置において、一部
がゲート絶縁膜を介して前記ウェル及び基板に囲まれる
ように基板に対して垂直に形成された第2ドライブトラ
ンジスタのゲート電極と、 前記ゲート電極及び不純物領域上に絶縁層を介して形成
された、第1ドライブトランジスタのゲート電極と第2
ドライブトランジスタのドレインとなる第2活性領域内
の第2不純物領域とをコンタクトホールを介して接続す
る直線状の第1伝導体層と、 前記ゲート電極及び不純物領域上に絶縁層を介して形成
された、第2ドライブトランジスタのゲート電極と第1
ドライブトランジスタのドレインとなる第1活性領域内
の第2不純物領域とをコンタクトホールを介して接続す
る直線状の第2伝導体層と、 前記第1、第2伝導体層上に絶縁層を介して形成され、
前記第2不純物領域上の第1、第2伝導体層とコンタク
トホールを介してそれぞれ接続された直線状の第1、第
2負荷抵抗層と を備え、 基板を第1、第2ドライブトランジスタの共通ソースと
して使用する ことを特徴とするSRAMセル。 - 【請求項2】 請求項1記載のSRAMセルにおいて、 前記第1、第2アクセストランジスタのゲート電極は一
体型であることを特徴とするSRAMセル。 - 【請求項3】 請求項1記載のSRAMセルにおいて、 前記第1ドライブトランジスタのゲート電極と第2ドラ
イブトランジスタのゲート電極は、第1、第2の活性領
域において互い違いに形成されることを特徴とするSR
AMセル。 - 【請求項4】 第1導電型半導体基板内に一定の深さに
形成された第2導電型ウェルと、 第2導電型ウェル上に形成された、前記半導体基板を互
いに平行な第1、第2活性領域に区分するフィールド酸
化膜と、 第1、第2活性領域内の第2導電型ウェルを貫通して半
導体基板まで達するように形成されたトレンチと、 第1、第2活性領域内のトレンチを含む所定領域上に形
成されたゲート絶縁膜と、 第1の活性領域内のトレンチ及びその周辺を含むように
ゲート絶縁膜上に形成された第1ドライブトランジスタ
のゲート電極と、 第2の活性領域内のトレンチ及びその周辺を含むように
ゲート絶縁膜上に形成された第2ドライブトランジスタ
のゲート電極と、 第1、第2活性領域と交差するようにゲート絶縁膜上に
直線状に形成されたアクセストランジスタのゲート電極
と、 アクセストランジスタのゲート電極の一方の側の基板内
に形成された、アクセストランジスタのソースとなる第
1導電型の第1不純物領域と、 アクセストランジスタのゲート電極の他方の側の基板内
に形成された、アクセストランジスタ及びドライブトラ
ンジスタのドレインとなる第1導電型の第2不純物領域
と、 ゲート電極及び不純物領域上に絶縁層を介して形成され
た、第1ドライブトランジスタのゲート電極と第2ドラ
イブトランジスタのドレインとなる第2活性領域内の第
2不純物領域とを接続する直線状の第1伝導体層と、 ゲート電極及び不純物領域上に絶縁層を介して形成され
た、第2ドライブトランジスタのゲート電極と第1ドラ
イブトランジスタのドレインとなる第1活性領域内の第
2不純物領域とを接続する直線状の第2伝導体層と、 伝導体層上に絶縁層を介して形成された、一端が第1、
第2伝導体層とそれぞれ接続された直線状の第1、第2
負荷抵抗層と、 負荷抵抗層上に絶縁層を介して形成された、第1、第2
活性領域内の第1不純物領域とそれぞれ接続された第
1、第2ビットラインと、 ビットライン上に絶縁層を介して形成された、第1、第
2負荷抵抗層の他端とそれぞれ接続された第1、第2電
源ラインとを備え、 基板を第1、第2ドライブトランジスタの共通ソースと
して使用する ことを特徴とするSRAMセル。 - 【請求項5】 第1導電型半導体基板に一定の深さの第
2導電型ウェルを形成する工程と、 第2導電型ウェルにフィールド酸化膜を形成して互いに
平行な第1、第2活性領域に区分し、第1、第2活性領
域内の第2導電型ウェルを貫通して半導体基板まで達す
るトレンチを形成する工程と、 前記トレンチを含む全面にゲート絶縁膜、伝導層を順次
形成した後にパターニングして、第1の活性領域内のト
レンチ及びその周辺を含む第1ドライブトランジスタの
ゲート電極、第2の活性領域内のトレンチ及びその周辺
を含む第2ドライブトランジスタのゲート電極、第1、
第2活性領域と交差するアクセストランジスタの直線状
のゲート電極を形成する工程と、 アクセストランジスタのゲート電極の両側の活性領域に
第1導電型の不純物を注入して、アクセストランジスタ
のソースとなる第1不純物領域、アクセストランジスタ
及びドライブトランジスタのドレインとなる第2不純物
領域を形成する工程と、 ゲート電極及び不純物領域上に絶縁層を形成した後、前
記ゲート電極と第2不純物領域が露出するようにコンタ
クトホールを形成し、第1ドライブトランジスタのゲー
ト電極と第2活性領域内の第2不純物領域とを接続する
直線状の第1伝導体層、第2ドライブトランジスタのゲ
ート電極と第1活性領域内の第2不純物領域とを接続す
る直線状の第2伝導体層を形成する工程と、 前記第1、第2伝導体層を含む全面に絶縁層を形成した
後、前記第2不純物領域上の第1、第2伝導体層が露出
するようにコンタクトホールを形成し、一端が第1、第
2伝導体層とそれぞれ接続される直線状の第1、第2負
荷抵抗層を形成する工程と、 前記第1、第2負荷抵抗層を含む全面に絶縁層を形成し
た後、前記第1不純物領域が露出するようにコンタクト
ホールを形成し、第1、第2活性領域内の第1不純物領
域とそれぞれ接続される第1、第2ビットラインを形成
する工程と、 前記第1、第2ビットラインを含む全面に絶縁層を形成
した後、前記負荷抵抗層の他端が露出するようにコンタ
クトホールを形成し、第1、第2負荷抵抗層の他端とそ
れぞれ接続される第1、第2電源ラインを形成する工程
とを備え、 基板を第1、第2ドライブトランジスタの共通ソースと
して使用する ことを特徴とするSRAMセルの製造方
法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR79245/1996 | 1996-12-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=19493093
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US (2) | US6081041A (ja) |
JP (1) | JP3177771B2 (ja) |
KR (1) | KR100236090B1 (ja) |
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GB0028598D0 (en) * | 2000-11-23 | 2001-01-10 | Ricardo Consulting Eng | Improvements in hybrid power sources |
US7697595B2 (en) * | 2006-05-11 | 2010-04-13 | Tensorcomm Incorporated | Interference cancellation in variable codelength systems for multi-access communication |
US6864519B2 (en) * | 2002-11-26 | 2005-03-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | CMOS SRAM cell configured using multiple-gate transistors |
KR100577610B1 (ko) | 2003-07-15 | 2006-05-10 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 에스램 장치,에스램 장치 제조 방법. |
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CN101989551B (zh) * | 2009-08-06 | 2012-01-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 不对称晶体管的形成方法 |
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US5422296A (en) * | 1994-04-25 | 1995-06-06 | Motorola, Inc. | Process for forming a static-random-access memory cell |
DE4437581C2 (de) * | 1994-10-20 | 1996-08-08 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung einer Festwertspeicherzellenanordnung mit vertikalen MOS-Transistoren |
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- 1997-07-16 CN CN97114678A patent/CN1107981C/zh not_active Expired - Fee Related
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-
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