[go: up one dir, main page]

JP3400891B2 - 半導体記憶装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置およびその製造方法

Info

Publication number
JP3400891B2
JP3400891B2 JP13040695A JP13040695A JP3400891B2 JP 3400891 B2 JP3400891 B2 JP 3400891B2 JP 13040695 A JP13040695 A JP 13040695A JP 13040695 A JP13040695 A JP 13040695A JP 3400891 B2 JP3400891 B2 JP 3400891B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
main surface
depth
source
drain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP13040695A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08330528A (ja
Inventor
祐忠 栗山
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP13040695A priority Critical patent/JP3400891B2/ja
Priority to KR1019960015807A priority patent/KR100211183B1/ko
Publication of JPH08330528A publication Critical patent/JPH08330528A/ja
Priority to US08/923,113 priority patent/US5945715A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3400891B2 publication Critical patent/JP3400891B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76202Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
    • H01L21/76213Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO introducing electrical inactive or active impurities in the local oxidation region, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics or for additional isolation purpose
    • H01L21/76216Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO introducing electrical inactive or active impurities in the local oxidation region, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics or for additional isolation purpose introducing electrical active impurities in the local oxidation region for the sole purpose of creating channel stoppers
    • H01L21/76218Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO introducing electrical inactive or active impurities in the local oxidation region, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics or for additional isolation purpose introducing electrical active impurities in the local oxidation region for the sole purpose of creating channel stoppers introducing both types of electrical active impurities in the local oxidation region for the sole purpose of creating channel stoppers, e.g. for isolation of complementary doped regions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices
    • H10B10/18Peripheral circuit regions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/0123Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
    • H10D84/0126Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
    • H10D84/0165Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs the components including complementary IGFETs, e.g. CMOS devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/02Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies
    • H10D84/03Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology
    • H10D84/038Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology using silicon technology, e.g. SiGe

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置および
その製造方法に関し、特にSRAM(StaticRandom Acc
ess Memory )の構造およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体記憶装置の1つとして、S
RAMが知られている。図18は、SRAMの1つのメ
モリセルの等価回路図である。図18を参照して、この
メモリセルは、負荷としてp型MOS(Metal Oxide Se
miconductor )トランジスタを用いており、かつ6つの
トランジスタで構成されている。すなわち、1対のドラ
イバ(駆動用)トランジスタQ1、Q2(n型MOSト
ランジスタ)と、1対の負荷トランジスタQ5、Q6
(p型MOSトランジスタ)とが相互に接続されてフリ
ップフロップ回路を構成している。
【0003】1対の負荷トランジスタQ5、Q6のソー
ス領域110および111は、Vcc電源に接続されて
おり、ドライバトランジスタQ1、Q2のソース領域は
GND112、113に接続されている。
【0004】さらに、1対のアクセストランジスタQ
3、Q4(n型MOSトランジスタ)はそれぞれ記憶ノ
ード114、115に接続されている。そしてアクセス
トランジスタQ3のソース/ドレイン領域の一方にはビ
ット線107が接続されており、アクセストランジスタ
Q4のソース/ドレイン領域の一方にはビット線108
が接続されている。また、アクセストランジスタQ3、
Q4のゲート電極はワード線109に接続されている。
【0005】また、SRAMには、メモリセル部と周辺
回路部があり、周辺回路部は、メモリセル部に情報を書
込んだり、読出したりする役割を持っている。
【0006】以下、従来のSRAMのメモリセル部と周
辺回路部の構造について説明する。図19は、従来のS
RAMのメモリセル部と周辺回路部の断面図である。
【0007】図19を参照して、周辺回路部とメモリセ
ル部にはそれぞれ、N型とP型のMOSトランジスタか
らなるCMOS(Complementary MOS )トランジスタが
形成されている。具体的には、メモリセル部には、半導
体基板101の主表面にP型ウェル領域102とN型ウ
ェル領域103とが隣接して形成されている。P型ウェ
ル領域102とN型ウェル領域103との境界領域に位
置する半導体基板101の主表面上には素子分離絶縁膜
106が形成されている。P型ウェル領域102の中に
は埋込まれるように、寄生トランジスタの形成を防止し
てラッチアップの問題を回避するためおよびN型MOS
トランジスタどおしを分離するためのP+アイソレーシ
ョン領域5が形成されており、N型ウェル領域103に
埋込まれるように同様にN+アイソレーション領域10
4が形成されている。
【0008】P型ウェル領域102の主表面の所定領域
に、チャネル領域2cを挟むように、所定の間隔を隔て
て1対のN型ソース/ドレイン領域1が形成されてい
る。チャネル領域2c上にゲート絶縁膜を介してゲート
電極3cが形成されている。ゲート電極3cの両側面に
接触するようにサイドウォール絶縁膜108cが形成さ
れている。ゲート電極3cと1対のN型ソース/ドレイ
ン領域1とによって、N型MOSトランジスタが形成さ
れている。N型ウェル103の主表面の所定領域に、チ
ャネル領域2dを挟むように、所定の間隔を隔てて1対
のP型のソース/ドレイン領域6が形成されている。チ
ャネル領域2d上にゲート絶縁膜を介してゲート電極3
dが形成されている。ゲート電極3dの両側面に接触す
るようにサイドウォール絶縁膜108dが形成されてい
る。ゲート電極3dと1対のP型のソース/ドレイン領
域6とによって、P型MOSトランジスタが形成されて
いる。
【0009】また、周辺回路部にもメモリセル部と同様
に、半導体基板101の主表面に、P型ウェル領域10
2、N型ウェル領域103、素子分離絶縁膜106、P
+アイソレーション領域5、N+アイソレーション領域
104、N型ソース/ドレイン領域1、ゲート電極3
a、サイドウォール絶縁膜108a、およびP型のソー
ス/ドレイン領域6などが形成されている。
【0010】図20ないし図29は、図19に示した従
来のSRAMの製造プロセスを説明するための断面図で
ある。図20ないし図29を参照して、次に従来のSR
AMの製造プロセスについて説明する。図20はメモリ
セル部および周辺回路部の半導体基板101を示してい
る。図21に示すように、半導体基板上にSiON膜1
01aを堆積し、その上にSiN膜101bを堆積す
る。
【0011】図22に示すように、活性領域となるべき
領域をレジスト101cで覆った後、前述のSiN膜1
01b、SiON膜101aおよび半導体基板101を
エッチングする。
【0012】図23に示すように、レジスト101cを
除去し、その後、LOCOS(Local Oxidation of Sil
icon)法を用いてSiO2 からなる素子分離絶縁膜10
6を形成する。図24に示すように、SiN膜101b
およびSiON膜101aを除去する。このようにし
て、半導体基板の主表面上の所定の領域に、通常より基
板表面に埋め込まれた形状の素子分離絶縁膜106を形
成する。
【0013】その後、図25に示すように、周辺回路部
およびメモリセル部の両方のP型トランジスタが形成さ
れる領域をレジスト109で覆い、メモリセル部と周辺
回路部の両方ともP型ウェル102およびP+アイソレ
ーション領域5をイオン注入によって形成する。
【0014】図26に示すように、N型トランジスタが
形成される領域をレジスト109で覆い、メモリセル部
と周辺回路部とのP型トランジスタが形成される領域
に、N型ウェル103およびN+アイソレーション領域
104をイオン注入によって形成する。
【0015】次に、図27に示すように、N型ポリシリ
コンからなるゲート電極3a、3b、3c、3dを半導
体基板上の所定領域に形成した後、図28に示すように
メモリセル部および周辺回路部のいずれのP型トランジ
スタが形成される領域もレジスト109で覆う。その
後、メモリセル部および周辺回路部の両方のN型トラン
ジスタが形成される領域に、ゲート電極3aおよび3c
をマスクとして低濃度で不純物をイオン注入することに
よって低濃度不純物領域を形成する。レジスト109を
除去した後、ゲート電極3a、3b、3c、3dの両側
面に接触するサイドウォール絶縁膜108a、108
b、108c、108dを形成する。そのサイドウォー
ル絶縁膜108a、108b、108cおよび108d
をマスクとして、再びイオン注入することにより高濃度
不純物領域を形成し、これにより、LDD(Lightly Do
ped Drain )構造のソース/ドレイン領域1が形成され
る。この後レジスト109を除去する。
【0016】図29に示すようにN型トランジスタが形
成される領域をレジスト109で覆い、周辺回路部のP
型トランジスタが形成される領域にのみ、P型の不純物
をイオン注入することによってソース/ドレイン領域6
を形成する。この後、レジスト109を除去する。
【0017】このようにして、図19に示した従来のS
RAMの半導体記憶装置が完成される。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のSR
AMにおいて、メモリセルの集積度を向上させるために
は、それぞれのメモリセルの平面占有面積を縮小化する
必要がある。
【0019】このため、従来、P型トランジスタにTF
T(Thin Film Transistor)を用い、基板に4素子、そ
の上に2素子を形成することでセルサイズを小さくした
構造が提案されている。
【0020】しかし、このような構造では、TFTが低
電圧では電流性能を得ることが難しいため、近年の3V
以下の低電圧動作をTFT負荷を用いて安定動作させる
ことが困難になっている。この問題を解決するため、以
下に示す文献ではさらに性能の良い基板P型トランジス
タを形成している。
【0021】すなわち、ICICE TRANS ELECTRON., VOL.
E77-C, No.8 AUGAST 1994“High-Density Full-CMOS S
RAM Cell Technology with a deep Sub-Micron Spacing
between n MOS and p MOSFET ”においては、以下の2
つの問題を解決している。まず1つ目は、上記した文献
では、従来用いられていたLOCOS分離によるウェル
間の分離では分離幅を狭くすることができないという問
題点があった。トレンチ分離を用いることによってウェ
ル間の分離幅を狭くし、それにより、セルサイズを縮小
している。
【0022】すなわち、従来のLOCOS分離を用いた
CMOS構造においては、P型ウェルとN型ウェルの分
離幅を狭くすると、寄生サイリスタ動作によるラッチア
ップが発生するという問題点があった。ここで、一般的
にラッチアップとは、バルクCMOS構造において、寄
生のサイリスタ素子が導通状態となり、CMOS回路の
電源端子間などに大電流が流れ、回路動作が阻害された
り、IC自体が破壊される現象をいう。図30はNウェ
ル構造のバルクCMOS ICの寄生サイリスタ構造を
示す。このような構造でたとえば、n+ のドレイン30
2にVssよりも低い電圧が印加され、n+ 領域302
からp型基板300に電子が注入されたとする。その一
部はnウェル303(横型npnトランジスタTnpn
のコレクタ)に集められ、nウェル303中を通ってn
+ 領域304に達する。この電流は、図30においてウ
ェル303の抵抗305を流れることになる。この電流
が十分大きく、抵抗305による電圧降下により、pM
OSのソース側のpn接合が順バイアスされると、縦型
のpnpトランジスタ306が導通状態となり、p型基
板300中をホールによるコレクタ電流が流れる。この
電流が、抵抗309による電圧降下によりnMOSトラ
ンジスタのソース側のpn接合が順バイアスされるほど
に大きいと、今度は横型npnトランジスタが導通状態
となり、そのコレクタ電流がpnpトランジスタ306
をより深い導通状態にする。このようにして正帰還が加
わった状態では、始めにトリガとなったn+ のドレイン
からの電流とは無関係にVccとVss間に大電流が流
れたままの状態になる。この状態から抜け出すには寄生
サイリスタに流れ込む電流(ホールディング電流)自体
を切らなければならない。ラッチアップは、CMOS
ICが微細化されるにつれて、寄生サイリスタの特性が
向上するという傾向があり、CMOS ICの高集積化
のためには重大な問題になっている。
【0023】前述のPウェル102とNウェル103と
の間の分離幅を狭くすることは、両ウェル間102、1
03間の抵抗値を下げ、ラッチアップを発生させる電流
を流れやすくする。
【0024】このため、LOCOS分離を用いる場合
は、その分離幅をある程度以上に保つ必要があった。
【0025】この点、トレンチ分離を用いると、両ウェ
ル間の分離の深さが深いため、分離による抵抗が大き
く、ラッチアップを発生させる電流が流れにくいため、
分離幅を狭くしてもラッチアップの発生の問題が少な
い。図31は、トレンチ分離を用いた一般的な構造の断
面図を示す。トレンチによる分離150はPウェル10
2とNウェル103をそのウェルの厚さ全体にわたって
完全に分離している。したがって、上述のように両ウェ
ル間において電流は極めて流れにくくなり、ラッチアッ
プの問題の発生が少なくなる。
【0026】しかしながら、このトレンチ分離を用いた
メモリセルには以下に述べる3つの問題がある。まず1
つは、トレンチ分離では、トレンチ内部のみ酸化膜を残
すための高度な平坦化技術であるCMP(Chemical Mec
hanical Polishing )技術を用いる必要がある。このた
め、トレンチ分離では、従来のエッチング工程と酸化工
程のみで構成されるLOCOS分離に比べて製造プロセ
スが複雑になるという問題点がある。
【0027】また、2つ目は、トレンチ分離では、トレ
ンチ側壁部において寄生MOSトランジスタが生じやす
いため、サブスレッショルドリークの増大を引き起こす
という不都合が生じる。これを防止するため以下述べる
分離部のP+の不純物を注入する必要があり、製造工程
が複雑化するという問題点がある。P+の不純物注入は
図32および図33に示されている。図32はN型MO
Sトランジスタの平面図であり、図33は図32の20
0−200線に沿った断面図を示す。図32と図33を
参照して、トランジスタはN型活性領域1、トレンチ分
離2およびゲート電極3などから形成されている。N型
活性領域1のうち、図32において左側をドレイン領
域、右側をソース領域とすると、図32のa1、a2部
において図中の矢印の方向にリーク電流が流れる。ま
た、図33にはゲート電流3、ゲート酸化膜4、分離部
のP+アイソレーション領域5がそれぞれ示されてい
る。図33を参照して、図33のa1およびa2部にお
いてはP型の不純物の濃度が低いために、ゲート電極が
しきい値電圧より低くても電流が流れ、その結果、P+
リーク電流が発生する。このリーク電流の発生を防止す
るため、図中a1およびa2部に新たにP+の不純物を
注入することが必要となる。
【0028】3つ目は、トレンチ分離では、LOCOS
分離を用いた場合に比べて、接合リーク電流を生じやす
い。これを低減するためにトレンチ分離部の角の丸め酸
化やトレンチのテーパ角の設定などが必要となり、その
結果、製造工程が複雑化するという問題がある。
【0029】このように、メモリセルの平面占有面積を
減少させるためにLOCOS分離の代わりにトレンチ分
離を用いると、上記した種々の問題点が発生していた。
【0030】請求項1ないし12に記載の発明は、トレ
ンチ分離を用いずに、LOCOS分離を用いながら、メ
モリセルの平面占有面積を減少させることによって、メ
モリセルの集積度を向上させることを目的とする。
【0031】
【課題を解決するための手段】本発明に従った半導体記
憶装置は、メモリセル領域と周辺回路領域とを含む半導
体記憶装置であって、第1のウェル領域と、第1のソー
ス/ドレイン領域と、第1のゲート電極と、第1の素子
分離絶縁膜と、第2のウェル領域と、第2のソース/ド
レイン領域と、第2のゲート電極と、第2の素子分離絶
縁膜とを備えている。第1のウェル領域は、半導体基板
の主表面から第1の深さを有し、第1導電型を有する。
第1のソース/ドレイン領域は、第1のウェル領域の主
表面の所定領域に第1のウェル領域の主表面から第2の
深さで、第1のチャネル領域を挟むように所定の間隔を
隔てて形成され、第2導電型を有する。第1のゲート電
極は、第1のチャネル領域上に第1のゲート絶縁膜を介
して形成されている。第1の素子分離絶縁膜は、メモリ
セル領域の主表面の、第1のソース/ドレイン領域に隣
接する領域に形成されている。第2のウェル領域は、半
導体基板の主表面上の周辺回路領域に、形成された半導
体基板の主表面から第3の深さを有し、第1導電型を有
する。第2のソース/ドレイン領域は、第2のウェル領
域の主表面の所定領域に、第2のウェル領域の主表面か
ら第4の深さで、第2のチャネル領域を挟むように所定
の間隔を隔てて形成されており、第2導電型を有する。
第2のゲート電極は、第2のチャネル領域上に第2のゲ
ート絶縁膜を介して形成されている。第2の素子分離絶
縁膜は、周辺回路領域の主表面の、第2のソース/ドレ
イン領域に隣接する領域に形成されている。第1のウェ
ル領域の第1の深さが、第2のウェル領域の第3の深さ
よりも浅く、かつ第1のソース/ドレイン領域の第2の
深さが、第2のソース/ドレイン領域の第4の深さより
も浅くなるように形成されている。また、上記半導体記
憶装置において、メモリセル領域の主表面には、さら
に、第1のソース/ドレイン領域から第1の素子分離絶
縁膜を隔てた位置に、1対の第1導電型の第3のソース
/ドレイン領域が第5の深さで形成されているととも
に、第3のソース/ドレイン領域を覆うように第2導電
型の第3のウェル領域が第6の深さで形成されていても
よい。また、上記半導体記憶装置において、第1のウェ
ル領域の第1の深さは、第1 の素子分離絶縁膜の下面よ
りも浅くてもよい。また、上記半導体記憶装置におい
て、第1および第2のウェルはn型であり、第1および
第2のソース/ドレイン領域はp型であってもよい。ま
た、上記半導体記憶装置において、メモリセル領域の第
1のソース/ドレイン領域と第1のゲート電極とによっ
て構成される第1導電型の第1のトランジスタを、スタ
ティックランダムアクセスメモリのメモリセルの負荷ト
ランジスタとして用いてもよい。
【0032】本発明に従った半導体記憶装置の製造方法
では、メモリセル領域の主表面上の所定領域に第1の素
子分離絶縁膜を形成する。周辺回路領域の主表面上の所
定領域に第2の素子分離絶縁膜を形成する。第1の素子
分離絶縁膜によって分離されたメモリセル領域の主表面
上の一方の第1の領域に第1の導電型の不純物をイオン
注入して、メモリセル領域の主表面から第1の深さを有
する第1のウェル領域を形成する。第2の素子分離絶縁
膜によって分離された周辺回路領域の主表面の一方の第
2の領域に第1の導電型の不純物をイオン注入して、周
辺回路領域の主表面から、第1の深さよりも深い第2の
深さを有する第2のウェル領域を形成する。第1の領域
の所定の場所に第1のゲート電極を形成する。第2の領
域の所定の場所に第2のゲート電極を形成する。第1の
ゲート電極をマスクとして第1のウェル領域の主表面に
第2導電型の不純物をイオン注入することによって第3
の深さを有する第1のソース/ドレイン領域を形成す
る。第2のゲート電極をマスクとして第2のウェル領域
の主表面に第1導電型の不純物をイオン注入することに
よって第3の深さよりも深い第4の深さを有する第2の
ソース/ドレイン領域を形成する。第1の領域に第2の
導電型の不純物をイオン注入する工程は、第1の領域の
半導体基板の表面に密着して形成された膜に第2導電型
の不純物をイオン注入した後に、熱処理することで不純
物を拡散させることによって行なう。また、上記半導体
記憶装置の製造方法では、メモリセル領域の主表面に、
第1のソース/ドレイン領域から第1の素子分離絶縁膜
を隔てた位置に、1対の第1導電型の第3のソース/ド
レイン領域を形成する。周辺回路領域の主表面に、第2
のソース/ドレイン領域から第2の素子分離絶縁膜を隔
てた位置に、1対の第1導電型の第4のソース/ドレイ
ン領域を形成する。第1のソース/ドレイン領域は、第
2、第3および第4のソース/ドレイン領域の形成後に
形成する。
【0033】
【作用】本発明に従った半導体記憶装置では、メモリセ
ル領域に形成された第1のウェル領域の第1の深さが、
周辺回路領域に形成された第2のウェル領域の第3の深
さよりも浅く、かつメモリセル領域に形成された第1の
ソース/ドレイン領域の第2の深さが、周辺回路領域に
形成された第2のソース/ドレイン領域の第4の深さよ
りも浅くなるように形成されているので、従来技術で述
べたラッチアップの発生原因となる抵抗の抵抗値がn+
領域とn型ウェル領域とが接近することで小さくなる。
このため、ラッチアップ発生の問題が少なくなり、メモ
リセル領域の第1の素子分離絶縁膜が周辺回路領域の第
2の素子分離絶縁膜よりも小さく形成され得る。
【0034】本発明に従った半導体記憶装置の製造方法
では、メモリセル領域の主表面上の所定領域に第1の素
子分離絶縁膜が形成され、周辺回路領域の主表面上の所
定領域に第2の素子分離絶縁膜が形成され、第1の素子
分離絶縁膜によって分離されたメモリセル領域の主表面
上の一方の第1の領域に第1の導電型の不純物をイオン
注入して、メモリセル領域の主表面から第1の深さを有
する第1のウェル領域が形成され、第2の素子分離絶縁
膜によって分離された周辺回路領域の主表面の一方の第
2の領域に第1の導電型の不純物をイオン注入して周辺
回路領域の主表面から、第1の深さよりも深い第2の深
さを有する第2のウェル領域が形成され、第1の領域の
所定の場所に第1のゲート電極が形成され、第2の領域
の所定の場所に第2のゲート電極が形成され、第1のゲ
ート電極をマスクとして第1のウェル領域の主表面に第
2導電型の不純物をイオン注入することによって第3の
深さを有する第1のソース/ドレイン領域が形成され、
第2のゲート電極をマスクとして第2のウェル領域の主
表面に第1導電型の不純物をイオン注入することによっ
て第3の深さよりも深い第4の深さを有する第2のソー
ス/ドレイン領域が形成されるので、前述の従来技術で
述べたラッチアップの発生原因となる抵抗の抵抗値が、
+領域とn型ウェル領域とが接近することで小さくな
り、ラッチアップの問題が少なくなる。このため、メモ
リセル領域の第1の素子分離絶縁膜が周辺回路領域の第
2の素子分離絶縁膜よりも小さい、ラッチアップの発生
の問題の少ない半導体記憶装置が容易に製造される。
【0035】
【実施例】
第1実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1
は本発明の第1実施例による半導体記憶装置を示した断
面図である。
【0036】図1を参照して、図1は向かって右側に半
導体記憶装置の周辺回路部の断面図が、また向かって左
側に半導体記憶装置のメモリセル部の断面図が示されて
いる。
【0037】周辺回路部とメモリセル部には、それぞ
れ、N型とP型のMOSトランジスタからなるCMOS
(Complementary MOS )トランジスタが形成されてい
る。なお、図1は基板101としてN型を用いている
が、P型を用いることもできる。また、LOCOS分離
106は、トレンチ分離のような分離部に酸化膜を埋込
む方式によるものではなく、基板を酸化することによる
分離方法であればよく、特にLOCOS分離に限定され
るものではない。
【0038】図1を参照して、周辺回路部では、半導体
基板101の主表面に、P型ウェル領域102とN型ウ
ェル領域103とが隣接して形成されている。P型ウェ
ル領域102とN型ウェル領域103との境界領域に位
置する半導体基板101の主表面上には素子分離絶縁膜
106が形成されている。P型ウェル領域102の中に
埋込まれるように、ラッチアップの発生を防止するため
およびN型MOSトランジスタどおしを分離するために
P+アイソレーション領域5が形成されており、N型ウ
ェル領域103に埋込まれるようにN+アイソレーショ
ン領域104が形成されている。P型ウェル領域102
の主表面の所定の領域に、チャネル領域2aを挟むよう
に、所定の間隔を隔てて1対のN型ソース/ドレイン領
域1が形成されている。チャネル領域2a上にゲート絶
縁膜を介してゲート電極3aが形成されている。ゲート
電極3aの両側面に接触するようにサイドウォール絶縁
膜108aが形成されている。ゲート電極3aと1対の
N型ソース/ドレイン領域1とによってN型MOSトラ
ンジスタが形成されている。N型ウェル103の主表面
の所定領域に、チャネル領域2bを挟むように、所定の
間隔を隔てて1対のP型のソース/ドレイン領域6が形
成されている。チャネル領域2b上にゲート絶縁膜を介
してゲート電極3bが形成されている。ゲート電極3b
の両側面に接触するようにサイドウォール絶縁膜108
bが形成されている。ゲート電極3bと1対のP型のソ
ース/ドレイン領域6とによって、P型MOSトランジ
スタが形成されている。
【0039】一方、図1において示されるメモリセル部
では、半導体基板101の主表面全体にP型ウェル領域
102が形成されている。P型ウェル領域102の主表
面の所定領域に、チャネル領域2cを挟むように、所定
の間隔を隔てて1対のN型ソース/ドレイン領域1が形
成されている。P型ウェル領域102の主表面の所定領
域に、N型ウェル領域105が形成されている。N型ソ
ース/ドレイン領域1とN型ウェル領域105との境界
領域に位置する半導体基板101の主表面上には素子分
離絶縁膜106aが形成されている。P型ウェル領域1
02の中に埋込まれるように、寄生トランジスタの形成
を防止してラッチアップの発生を防止するためおよびN
型MOSトランジスタどおしを分離するためにP+アイ
ソレーション領域5が形成されている。チャネル領域2
c上にゲート絶縁膜を介してゲート電極3cが形成され
ている。ゲート電極3cの両側面に接触するようにサイ
ドウォール絶縁膜108cが形成されている。ゲート電
極3cと1対のN型ソース/ドレイン領域1とによって
N型MOSトランジスタが形成されている。N型ウェル
105の主表面の所定の領域に、チャネル領域2dを挟
むように、所定の間隔を隔てて1対のP型のソース/ド
レイン領域107が形成されている。チャネル領域2d
上にゲート絶縁膜を介してゲート電極3dが形成されて
いる。ゲート電極3dの両側面に接触するようにサイド
ウォール絶縁膜108dが形成されている。ゲート電極
3dと1対のP型のソース/ドレイン領域107とによ
って、P型MOSトランジスタが形成されている。
【0040】第1実施例では、図19に示す従来技術と
比較して、メモリセル部のP型トランジスタを構成する
N型ウェル105とソース/ドレインを形成するP型活
性層107が浅い。
【0041】なお、メモリセル部のN型トランジスタを
構成するP型ウェル102とソース/ドレインを形成す
るN型活性層1を浅く構成してもよい。
【0042】従来、同一導電型の活性領域間の分離幅と
して比較して、N型ウェル内に存在するP型活性領域と
P型ウェル内に存在するN型活性領域の分離幅は大きか
った。具体的には、0.3μmの設計ルールで前者の分
離幅は0.3μmであるのに対し、後者の分離幅は1μ
mであり、このためメモリサイズを大きくする原因とな
っていた。
【0043】第1実施例では、メモリセル部のN型ウェ
ル105とP型活性層107を浅くしたところ、ラッチ
アップの発生が減少し、LOCOS分離でも分離幅を
0.3μmとすることが可能となった。
【0044】これは、前述の従来技術で述べたラッチア
ップの発生原因となる図30における抵抗305の抵抗
値がn+ 領域とn型ウェル領域とが接触することで小さ
くなったことによる。すなわち、抵抗305において発
生する電位差が小さくなることにより、pnpトランジ
スタ306がオンしにくくなる。このため、ラッチアッ
プの発生の問題が減少した。
【0045】一方、P型活性層107を浅くしたため、
活性領域の抵抗が高くなり、その結果、メモリセル部の
P型トランジスタの性能が低下した。具体的には、図1
9に示す従来のものは、ゲート電圧Vg=ドレイン電圧
Vd=3V、チャネル長L=0.3μm、チャネル幅W
=10μmの条件ではドレイン電流Id=1〜3mAで
あったのに対し、第1実施例の場合は、同じ条件下でI
d=0.001mA〜0.2mA程度となった。
【0046】しかしながら、この性能が低下したP型ト
ランジスタを使用しても、3V以下で十分動作すること
が明らかになった。TFTを負荷トランジスタに用いる
SRAMメモリセルではドライバトランジスタ(図18
におけるQ1、Q2)のサブスレッショルドリーク電流
が負荷トランジスタ(図18のQ5、Q6)の電流より
多い。このため、記憶ノードのHigh側の電位が下が
る。この結果、TFTを負荷トランジスタに用いるSR
AMメモリセルでは低電圧の読出動作は困難であった。
ところが、第1実施例の基板P型トランジスタの電流
は、セルに用いるディメンジョンL=0.3μm、W=
0.5μmでId=0.05μA〜10μAとなり、ド
ライバトランジスタのサブスレッショルドリーク電流
0.001μAよりも多くすることができる。その結
果、記憶ノードのHigh側の電位が下がることを防ぐ
ことが可能となった。また、周辺回路のP型トランジス
タは従来のものと同じ構造にしているので、高速な回路
動作が可能である。なお、本構造はSRAMメモリセル
部を例に示しているが、メモリセルアレイのピッチで決
まるような小面積の部分にP型トランジスタを形成しな
ければならないところに用いてもよい。さらに、DRA
Mや不揮発性メモリなどの他のメモリのメモリセル部で
も用いることができる。
【0047】これらのことは、メモリセル部のP型MO
Sトランジスタは、周辺領域のものに比べて性能が低く
ても(Idが少なくても)問題ないためであり、このた
め、通常のP型MOSトランジスタで行なっているチャ
ネル注入を省略することができる。
【0048】図2ないし図8は、図1に示した第1実施
例の半導体記憶装置の製造プロセスを説明するための断
面図である。図2ないし図8を参照して、次に第1実施
例の半導体記憶装置の製造プロセスについて説明する。
従来技術の部分で述べたように、図20ないし図24と
同様の工程で、素子分離絶縁膜106a、106 を形成
する。メモリセル部の素子分離絶縁膜106aは周辺回
路部の素子分離絶縁膜106よりも小さく形成されてい
る。その後、図2に示すように周辺回路部のP型トラン
ジスタが形成される領域をレジスト109で覆い、メモ
リセル部と周辺回路部の両方ともP型ウェル102およ
びP+アイソレーション領域5をP型の不純物をイオン
注入することによって形成する。
【0049】図3に示すように、メモリセル部の全面お
よび周辺回路部のN型トランジスタが形成される領域を
レジスト109で覆い、周辺回路部のP型トランジスタ
が形成される領域にのみ、N型ウェル103およびN+
アイソレーション領域104をイオン注入によって形成
する。
【0050】図4に示すように、メモリセル部のN型ト
ランジスタが形成される領域と周辺回路部の全面をレジ
ストで覆い、メモリセル部のP型トランジスタが形成さ
れる領域に、N型ウェル105をイオン注入法によって
形成する。
【0051】なお、ウェル形成後分離を形成する場合
も、メモリセルのP型トランジスタのN型ウェルおよび
P+ソース/ドレインを浅くする方法であれば同様であ
る。
【0052】次に、図5に示すように、N型ポリシリコ
ンからなるゲート電極3a、3b、3c、3dを半導体
基板上の所定領域に形成した後、メモリセル部および周
辺回路部のいずれのP型トランジスタが形成される領域
もレジスト109で覆う。その後、メモリセル部および
周辺回路部の両方のN型のトランジスタが形成される領
域に、ゲート電極3c、3aをマスクとして低濃度でN
型の不純物を注入することによって低濃度不純物領域を
形成する。レジスト109を除去した後、図6に示すよ
うにゲート電極3a、3b、3c、3dの両側面に接触
するサイドウォール108a、108b、108c、1
08dを形成する。そのサイドウォール絶縁膜108
c、108aをマスクとして再びイオン注入することに
より高濃度不純物領域を形成し、これにより、LDD
(Lightly Doped Drain )構造のソース/ドレイン領域
1が形成される。この後レジスト109を除去する。
【0053】図7に示すように、周辺回路部のN型トラ
ンジスタが形成される領域およびメモリセル部の全面を
レジスト109で覆い、周辺回路部のP型トランジスタ
が形成される領域にのみ、P型の不純物をイオン注入す
ることによってソース/ドレイン領域6を形成する。こ
の後、レジスト109を除去する。
【0054】図8に示すように、メモリセル部のN型ト
ランジスタが形成される領域と周辺回路部の全面をレジ
スト109で被い、メモリセル部のP型トランジスタが
形成される領域に、イオン注入法によってソース/ドレ
イン領域107を形成する。
【0055】このように、メモリセル部のP型MOSト
ランジスタのソース/ドレイン注入は最後に行なうのが
好ましい。これは、当該工程を先に行なうと、その後の
熱処理工程により注入された不純物が拡散し、浅い接合
が形成されにくくなるからである。
【0056】このようにして、図1に示した第1実施例
のSRAMの半導体記憶装置が完成される。
【0057】なお、上記の工程でたとえば、周辺回路部
のN型ウェルの形成のためのリンの注入は300〜15
00KeVおよびP型のソース/ドレインの形成のため
のBF2 の注入は15〜25KeVで行なった。また、
メモリセル部のN型ウェルの形成のためのリンの注入は
30〜100KeVおよびP型のソース/ドレインの形
成のためのBF2 の注入は5〜10KeVで行なうこと
によって良い特性が得られた。
【0058】以上のような第1実施例によれば、メモリ
セル部のN型トランジスタの領域とP型トランジスタの
領域を小さい幅のLOCOS分離によって十分に分離す
ることができ、以下述べる効果が得られる。
【0059】まず、第1に、製造工程が複雑化するトレ
ンチ分離を用いる場合に比べ、LOCOS分離を用いる
ので製造工程を簡略化でき、半導体記憶装置を容易に製
造できる。
【0060】次に、LOCOS分離を用いているので、
寄生MOS動作の防止が必要ない。次に、LOCOS分
離を用いているので、ジャンクションリークの問題が少
ない。
【0061】次に、基板上にP型トランジスタを形成し
ても、幅の小さなLOCOS分離によってウェル間分離
を狭くすることができるので、メモリセルの大きさを小
さくすることができる。
【0062】最後に、3V以下による低電圧での動作が
可能となる。 第2実施例 図9は本発明の第2実施例による半導体記憶装置を示し
た断面図である。図9を参照して、この第2実施例の構
造は、基本的には図1に示した第1実施例の構造と同じ
であるので、相違する部分のみ説明する。第2実施例の
第1実施例との相違は、メモリセル部のP型トランジス
タが形成される領域に、N型トランジスタが形成される
領域に形成されたP型ウェル102が延びて存在してい
ないことである。このため、第2実施例では、N型ウェ
ルとP型ウェルが直接に接する部分が減少もしくはなく
なり、ラッチアップの原因となる寄生PNPバイポーラ
トランジスタ(図30参照)が形成されにくくなる。し
たがって、第1実施例の効果に追加して、本効果が得ら
れるので、さらにラッチアップ発生を効果的に防止する
ことができる。
【0063】加えて、第2実施例では、第1実施例で得
られる効果に追加して、トランジスタの安定動作に必要
なN型ウェルの電位固定を容易に行なうことができる。
すなわち、N型ウェル105がP型ウェル102と電気
的に独立しているため、N型基板でN型ウェルの電位が
固定できる。これに対し、第1実施例ではP型ウェル1
02の中にN型ウェル105が存在するため、それぞれ
のN型ウェルごとに電位を固定しなければならない。図
10ないし図16は、図9に示した第2実施例の半導体
記憶装置の製造プロセスを説明するための断面図であ
る。図10ないし図16を参照して、次に第2実施例の
半導体記憶装置の製造プロセスについて説明する。ま
ず、図10に示すように半導体基板101の主表面上の
所定の位置に、LOCOS法を用いて素子分離絶縁膜1
06、106aを形成する。このとき、メモリセル部の
素子分離絶縁膜106aは周辺回路部の素子分離絶縁膜
106よりも小さく形成される。その後、周辺回路部お
よびメモリセル部の両方のP型トランジスタが形成され
る領域をレジスト109で覆い、メモリセル部と周辺回
路部の両方ともP型ウェル102およびP+アイソレー
ション領域5をイオン注入によって形成する。図11に
示すように、メモリセル部の全面および周辺回路部のN
型トランジスタが形成される領域をレジストで覆い、周
辺回路部のP型トランジスタが形成される領域にのみ、
N型ウェル103およびN+アイソレーション104を
イオン注入によって形成する。図12に示すように、メ
モリセル部のN型トランジスタが形成される領域と周辺
回路部の全面をレジストで覆い、メモリセル部のP型ト
ランジスタが形成される領域にのみ、イオン注入法によ
ってN型ウェル105を形成する。
【0064】次に、図13に示すように、N型ポリシリ
コンからなるゲート電極3a、3b、3c、3dを半導
体基板上の所定領域に形成した後、メモリセル部および
周辺回路部のいずれのP型トランジスタが形成される領
域もレジスト109で覆う。その後、メモリセル部およ
び周辺回路部の両方のN型のトランジスタが形成される
領域に、ゲート電極3c、3aをマスクとして低濃度で
N型の不純物を注入することによって低濃度不純物領域
を形成する。レジスト109を除去した後、図14に示
すようにゲート電極3a、3b、3c、3dの両側面に
接触するサイドウォール108a、108b、108
c、108dを形成する。そのサイドウォール絶縁膜1
08c、108aをマスクとして再びイオン注入するこ
とにより高濃度不純物領域を形成し、これにより、LD
D(Lightly Doped Drain )構造のソース/ドレイン領
域1が形成される。この後レジスト109を除去する。
【0065】図15に示すように、周辺回路部のN型ト
ランジスタが形成される領域およびメモリセル部の全面
をレジスト109で覆い、周辺回路部のP型トランジス
タが形成される領域にのみ、P型の不純物をイオン注入
することによってソース/ドレイン領域6を形成する。
この後、レジスト109を除去する。
【0066】図16に示すように、メモリセル部のN型
トランジスタが形成される領域と周辺回路部の全面をレ
ジスト109で被い、メモリセル部のP型トランジスタ
が形成される領域に、イオン注入法によってソース/ド
レイン領域107を形成する。
【0067】このようにして、図9に示した第2実施例
のSRAMの半導体記憶装置が完成される。
【0068】第3実施例 図17は本発明の第3実施例による半導体記憶装置の製
造方法を示した断面図である。第3実施例は、前述の第
1実施例および第2実施例のメモリセル部のP型トラン
ジスタのソース/ドレインを形成するための不純物の導
入に関するものである。そのソース/ドレイン領域の形
成工程以外は、第1実施例および第2実施例と同様であ
るため、説明は省略する。
【0069】図17に示された工程は、第1実施例の図
8に示された工程および第2実施例の図16に示された
工程に相当する。ゲート電極113aは層間酸化膜11
3によって覆われている。半導体基板の所定の領域に密
着するように第2のポリシリコン層9が形成されてい
る。なお、第2のポリシリコン層9はN型のポリシリコ
ン層の単層でも、またポリシリコン層とシリサイド層と
の2層からなるポリサイド層であってもよい。
【0070】第2のポリシリコン層9を形成した後、第
2のポリシリコン9上からソース/ドレインを形成すべ
きP型不純物を注入する。注入されたP型不純物は第2
のポリシリコン層9の中に存在する。その後、熱処理す
ることにより、そのP型不純物を半導体基板102の表
面に拡散させる。これにより、P型トランジスタのソー
ス/ドレイン領域107を形成する。この方法によれ
ば、より浅いソース/ドレイン領域を形成することがで
きるとともにメモリセルのソース/ドレイン領域にかか
る熱処理が減少させることができる。すなわち、本方法
により、浅いP型ソース/ドレインを安定して、容易に
形成することができる。
【0071】
【発明の効果】本発明に従った半導体記憶装置によれ
ば、メモリセル部の第2導電型のソース/ドレイン領域
の深さを、周辺回路部の第2導電型のソース/ドレイン
領域の深さよりも浅く、かつメモリセル部の第1導電型
のウェルの深さを周辺回路部の第1導電型の深さよりも
浅くしたことによって、メモリセル部の素子分離絶縁膜
を小さく形成することができ、その結果セルサイズを小
さくすることができる。
【0072】本発明に従った半導体記憶装置の製造方法
によれば、メモリセル部の素子分離絶縁膜が小さな半導
体記憶装置が容易に製造されるので、セルサイズを小さ
くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例による半導体記憶装置を
示した断面図である。
【図2】 図1に示した第1実施例の半導体記憶装置の
製造プロセスの第1工程を説明するための断面図であ
る。
【図3】 図1に示した第1実施例の半導体記憶装置の
製造プロセスの第2工程を説明するための断面図であ
る。
【図4】 図1に示した第1実施例の半導体記憶装置の
製造プロセスの第3工程を説明するための断面図であ
る。
【図5】 図1に示した第1実施例の半導体記憶装置の
製造プロセスの第4工程を説明するための断面図であ
る。
【図6】 図1に示した第1実施例の半導体記憶装置の
製造プロセスの第5工程を説明するための断面図であ
る。
【図7】 図1に示した第1実施例の半導体記憶装置の
製造プロセスの第6工程を説明するための断面図であ
る。
【図8】 図1に示した第1実施例の半導体記憶装置の
製造プロセスの第7工程を説明するための断面図であ
る。
【図9】 本発明の第2実施例による半導体記憶装置を
示した断面図である。
【図10】 図9に示した第2実施例の半導体記憶装置
の製造プロセスの第1工程を説明するための断面図であ
る。
【図11】 図9に示した第2実施例の半導体記憶装置
の製造プロセスの第2工程を説明するための断面図であ
る。
【図12】 図9に示した第2実施例の半導体記憶装置
の製造プロセスの第3工程を説明するための断面図であ
る。
【図13】 図9に示した第2実施例の半導体記憶装置
の製造プロセスの第4工程を説明するための断面図であ
る。
【図14】 図9に示した第2実施例の半導体記憶装置
の製造プロセスの第5工程を説明するための断面図であ
る。
【図15】 図9に示した第2実施例の半導体記憶装置
の製造プロセスの第6工程を説明するための断面図であ
る。
【図16】 図9に示した第2実施例の半導体記憶装置
の製造プロセスの第7工程を説明するための断面図であ
る。
【図17】 本発明の第3実施例による半導体記憶装置
の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図18】 一般的なSRAMの等価回路図である。
【図19】 従来の半導体記憶装置を示した断面図であ
る。
【図20】 図19に示した従来の半導体記憶装置の製
造プロセスの第1工程を説明するための断面図である。
【図21】 図19に示した従来の半導体記憶装置の製
造プロセスの第2工程を説明するための断面図である。
【図22】 図19に示した従来の半導体記憶装置の製
造プロセスの第3工程を説明するための断面図である。
【図23】 図19に示した従来の半導体記憶装置の製
造プロセスの第4工程を説明するための断面図である。
【図24】 図19に示した従来の半導体記憶装置の製
造プロセスの第5工程を説明するための断面図である。
【図25】 図19に示した従来の半導体記憶装置の製
造プロセスの第6工程を説明するための断面図である。
【図26】 図19に示した従来の半導体記憶装置の製
造プロセスの第7工程を説明するための断面図である。
【図27】 図19に示した従来の半導体記憶装置の製
造プロセスの第8工程を説明するための断面図である。
【図28】 図19に示した従来の半導体記憶装置の製
造プロセスの第9工程を説明するための断面図である。
【図29】 図19に示した従来の半導体記憶装置の製
造プロセスの第10工程を説明するための断面図であ
る。
【図30】 バルクCMOSの寄生サイリスタ構造を説
明するための断面図である。
【図31】 従来のトレンチ分離を用いた半導体記憶装
置を示した断面図である。
【図32】 図19に示した従来の半導体記憶装置の問
題点を説明するための平面図である。
【図33】 図19に示した従来の半導体記憶装置の問
題点を説明するための断面図である。
【符号の説明】
105 メモリセル部のNウェル、107 メモリセル
部のP型活性領域、106a メモリセル部の素子分離
絶縁膜、106 周辺回路部の素子分離絶縁膜。
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/8234 H01L 27/088 H01L 27/10 H01L 27/11

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリセル領域と周辺回路領域とを含む
    半導体記憶装置であって、 半導体基板の主表面上の前記メモリセル領域に形成され
    た前記半導体基板の主表面から第1の深さを有する第1
    導電型の第1のウェル領域と、 前記第1のウェル領域の主表面の所定領域に前記第1の
    ウェル領域の主表面から第2の深さで、第1のチャネル
    領域を挟むように所定の間隔を隔てて形成された1対の
    第2導電型の第1のソース/ドレイン領域と、 前記第1のチャネル領域上に第1のゲート絶縁膜を介し
    て形成された第1のゲート電極と、 前記メモリセル領域の主表面の、前記第1のソース/ド
    レイン領域に隣接する領域に形成された第1の素子分離
    絶縁膜と、 前記半導体基板の主表面上の前記周辺回路領域に形成さ
    れた前記半導体基板の主表面から第3の深さを有する第
    1導電型の第2のウェル領域と、 前記第2のウェル領域の主表面の所定領域に、前記第2
    のウェル領域の主表面から第4の深さで、第2のチャネ
    ル領域を挟むように所定の間隔を隔てて形成された1対
    の第2導電型の第2のソース/ドレイン領域と、 前記第2のチャネル領域上に第2のゲート絶縁膜を介し
    て形成された第2のゲート電極と、 前記周辺回路領域の主表面上の、前記第2のソース/ド
    レイン領域に隣接する領域に形成された第2の素子分離
    絶縁膜とを備え、 前記第1のウェル領域の第1の深さが、前記第2のウェ
    ル領域の第3の深さよりも浅く、かつ前記第1のソース
    /ドレイン領域の第2の深さが、前記第2のソース/ド
    レイン領域の第4の深さよりも浅く、 前記メモリセル領域の主表面には、さらに、前記第1の
    ソース/ドレイン領域から前記第1の素子分離絶縁膜を
    隔てた位置に、1対の第1導電型の第3のソース/ドレ
    イン領域が第5の深さで形成されているとともに、前記
    第3のソース/ドレイン領域を覆うように第2導電型の
    第3のウェル領域が第6の深さで形成されている 、半導
    体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記第1のウェル領域は、前記第3のウ
    ェル内に形成されている、請求項に記載の半導体記憶
    装置。
  3. 【請求項3】 前記第1のウェル領域は、前記第3のウ
    ェル領域と接触する部分を有さない、請求項に記載の
    半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記周辺回路領域の主表面には、さら
    に、前記第2のソース/ドレイン領域から前記第2の素
    子分離絶縁膜を隔てた位置に、1対の第1導電型の第4
    のソース/ドレイン領域が第7の深さで形成されてお
    り、かつ第4のソース/ドレイン領域を覆うように第2
    導電型の第4のウェル領域が第8の深さで形成されてお
    り、 第1の素子分離絶縁膜の半導体基板の主表面に沿った方
    向の幅は、第2の素子分離絶縁膜の半導体基板の主表面
    に沿った方向の幅よりも狭い、請求項に記載の半導体
    記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記第3のウェル領域の第6の深さは前
    記第4のウェル領域の第8の深さよりも浅く、かつ前記
    第3のソース/ドレイン領域の第5の深さは、前記第4
    のソース/ドレイン領域の第7の深さよりも浅い、請求
    に記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 メモリセル領域と周辺回路領域とを含む
    半導体記憶装置であって、 半導体基板の主表面上の前記メモリセル領域に形成され
    た前記半導体基板の主表面から第1の深さを有する第1
    導電型の第1のウェル領域と、 前記第1のウェル領域の主表面の所定領域に前記第1の
    ウェル領域の主表面から第2の深さで、第1のチャネル
    領域を挟むように所定の間隔を隔てて形成された1対の
    第2導電型の第1のソース/ドレイン領域と、 前記第1のチャネル領域上に第1のゲート絶縁膜を介し
    て形成された第1のゲート電極と、 前記メモリセル領域の主表面の、前記第1のソース/ド
    レイン領域に隣接する領域に形成された第1の素子分離
    絶縁膜と、 前記半導体基板の主表面上の前記周辺回路領域に形成さ
    れた前記半導体基板の主表面から第3の深さを有する第
    1導電型の第2のウェル領域と、 前記第2のウェル領域の主表面の所定領域に、前記第2
    のウェル領域の主表面から第4の深さで、第2のチャネ
    ル領域を挟むように所定の間隔を隔てて形成された1対
    の第2導電型の第2のソース/ドレイン領域と、 前記第2のチャネル領域上に第2のゲート絶縁膜を介し
    て形成された第2のゲート電極と、 前記周辺回路領域の主表面上の、前記第2のソース/ド
    レイン領域に隣接する領域に形成された第2の素子分離
    絶縁膜とを備え、 前記第1のウェル領域の第1の深さが、前記第2のウェ
    ル領域の第3の深さよりも浅く、かつ前記第1のソース
    /ドレイン領域の第2の深さが、前記第2のソース/ド
    レイン領域の第4の深さよりも浅く、 前記第1のウェル領域の第1の深さは、前記第1の素子
    分離絶縁膜の下面よりも浅い、半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 メモリセル領域と周辺回路領域とを含む
    半導体記憶装置であって、 半導体基板の主表面上の前記メモリセル領域に形成され
    た前記半導体基板の主表面から第1の深さを有する第1
    導電型の第1のウェル領域と、 前記第1のウェル領域の主表面の所定領域に前記第1の
    ウェル領域の主表面から第2の深さで、第1のチャネル
    領域を挟むように所定の間隔を隔てて形成された1対の
    第2導電型の第1のソース/ドレイン領域と、 前記第1のチャネル領域上に第1のゲート絶縁膜を介し
    て形成された第1のゲート電極と、 前記メモリセル領域の主表面の、前記第1のソース/ド
    レイン領域に隣接する領域に形成された第1の素子分離
    絶縁膜と、 前記半導体基板の主表面上の前記周辺回路領域に形成さ
    れた前記半導体基板の主表面から第3の深さを有する第
    1導電型の第2のウェル領域と、 前記第2のウェル領域の主表面の所定領域に、前記第2
    のウェル領域の主表面から第4の深さで、第2のチャネ
    ル領域を挟むように所定の間隔を隔てて形成された1対
    の第2導電型の第2のソース/ドレイン領域と、 前記第2のチャネル領域上に第2のゲート絶縁膜を介し
    て形成された第2のゲ ート電極と、 前記周辺回路領域の主表面上の、前記第2のソース/ド
    レイン領域に隣接する領域に形成された第2の素子分離
    絶縁膜とを備え、 前記第1のウェル領域の第1の深さが、前記第2のウェ
    ル領域の第3の深さよりも浅く、かつ前記第1のソース
    /ドレイン領域の第2の深さが、前記第2のソース/ド
    レイン領域の第4の深さよりも浅く、 前記第1および第2のウェルはn型であり、前記第1お
    よび第2のソース/ドレイン領域はp型である、半導体
    記憶装置。
  8. 【請求項8】 メモリセル領域と周辺回路領域とを含む
    半導体記憶装置であって、 半導体基板の主表面上の前記メモリセル領域に形成され
    た前記半導体基板の主表面から第1の深さを有する第1
    導電型の第1のウェル領域と、 前記第1のウェル領域の主表面の所定領域に前記第1の
    ウェル領域の主表面から第2の深さで、第1のチャネル
    領域を挟むように所定の間隔を隔てて形成された1対の
    第2導電型の第1のソース/ドレイン領域と、 前記第1のチャネル領域上に第1のゲート絶縁膜を介し
    て形成された第1のゲート電極と、 前記メモリセル領域の主表面の、前記第1のソース/ド
    レイン領域に隣接する領域に形成された第1の素子分離
    絶縁膜と、 前記半導体基板の主表面上の前記周辺回路領域に形成さ
    れた前記半導体基板の主表面から第3の深さを有する第
    1導電型の第2のウェル領域と、 前記第2のウェル領域の主表面の所定領域に、前記第2
    のウェル領域の主表面から第4の深さで、第2のチャネ
    ル領域を挟むように所定の間隔を隔てて形成された1対
    の第2導電型の第2のソース/ドレイン領域と、 前記第2のチャネル領域上に第2のゲート絶縁膜を介し
    て形成された第2のゲート電極と、 前記周辺回路領域の主表面上の、前記第2のソース/ド
    レイン領域に隣接する領域に形成された第2の素子分離
    絶縁膜とを備え、 前記第1のウェル領域の第1の深さが、前記第2のウェ
    ル領域の第3の深さよ りも浅く、かつ前記第1のソース
    /ドレイン領域の第2の深さが、前記第2のソース/ド
    レイン領域の第4の深さよりも浅く、 前記メモリセル領域の前記第1のソース/ドレイン領域
    と前記第1のゲート電極とによって構成される第1導電
    型の第1のトランジスタを、スタティックランダムアク
    セスメモリのメモリセルの負荷トランジスタとして用い
    、半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 前記第1導電型の第1のトランジスタの
    電流値が0.05μA以上10μA以下である、請求項
    に記載の半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】 メモリセル領域と周辺回路領域とを含
    む半導体記憶装置の製造方法であって、 前記メモリセル領域の主表面上の所定領域に第1の素子
    分離絶縁膜を形成する工程と、 前記周辺回路領域の主表面上の所定領域に第2の素子分
    離絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の素子分離絶縁膜によって分離された前記メモ
    リセル領域の主表面上の一方の第1の領域に第1の導電
    型の不純物をイオン注入して前記メモリセル領域の主表
    面から第1の深さを有する第1のウェル領域を形成する
    工程と、 前記第2の素子分離絶縁膜によって分離された前記周辺
    回路領域の主表面の一方の第2の領域に第1の導電型の
    不純物をイオン注入して前記周辺回路領域の主表面か
    ら、前記第1の深さよりも深い第2の深さを有する第2
    のウェル領域を形成する工程と、 前記第1の領域の所定の場所に第1のゲート電極を形成
    する工程と、 前記第2の領域の所定の場所に第2のゲート電極を形成
    する工程と、 前記第1のゲート電極をマスクとして前記第1のウェル
    領域の主表面に第2導電型の不純物をイオン注入するこ
    とによって第3の深さを有する第1のソース/ドレイン
    領域を形成する工程と、 前記第2のゲート電極をマスクとして前記第2のウェル
    領域の主表面に第1導電型の不純物をイオン注入するこ
    とによって前記第3の深さよりも深い第4の深さを有す
    る第2のソース/ドレイン領域を形成する工程とを備
    え、 前記第1の領域に第2の導電型の不純物をイオン注入す
    る工程、前記第1の領域の半導体基板の表面に密着し
    て形成された膜に第2導電型の不純物をイオン注入した
    後に、熱処理することで前記不純物を拡散させることに
    よって行なさらに、 前記メモリセル領域の主表面に、前記第1のソース/ド
    レイン領域から前記第1の素子分離絶縁膜を隔てた位置
    に、1対の第1導電型の第3のソース/ドレイン領域を
    形成する工程と、 前記周辺回路領域の主表面に、前記第2のソース/ドレ
    イン領域から前記第2の素子分離絶縁膜を隔てた位置
    に、1対の第1導電型の第4のソース/ドレイン領域を
    形成する工程とを備え、 前記第1のソース/ドレイン領域は、前記第2、第3お
    よび第4のソース/ドレイン領域の形成後に形成する
    半導体記憶装置の製造方法。
JP13040695A 1995-05-29 1995-05-29 半導体記憶装置およびその製造方法 Expired - Fee Related JP3400891B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13040695A JP3400891B2 (ja) 1995-05-29 1995-05-29 半導体記憶装置およびその製造方法
KR1019960015807A KR100211183B1 (ko) 1995-05-29 1996-05-13 메모리 셀 영역과 주변회로 영역을 가지는 반도체기억장치 및 그의 제조방법
US08/923,113 US5945715A (en) 1995-05-29 1997-09-04 Semiconductor memory device having a memory cell region and a peripheral circuit region and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13040695A JP3400891B2 (ja) 1995-05-29 1995-05-29 半導体記憶装置およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08330528A JPH08330528A (ja) 1996-12-13
JP3400891B2 true JP3400891B2 (ja) 2003-04-28

Family

ID=15033526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13040695A Expired - Fee Related JP3400891B2 (ja) 1995-05-29 1995-05-29 半導体記憶装置およびその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5945715A (ja)
JP (1) JP3400891B2 (ja)
KR (1) KR100211183B1 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4931267B2 (ja) * 1998-01-29 2012-05-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP3733252B2 (ja) 1998-11-02 2006-01-11 セイコーエプソン株式会社 半導体記憶装置及びその製造方法
JP3536693B2 (ja) 1998-11-24 2004-06-14 セイコーエプソン株式会社 半導体記憶装置及びその製造方法
JP3506025B2 (ja) 1998-11-30 2004-03-15 セイコーエプソン株式会社 半導体記憶装置及びその製造方法
KR100290787B1 (ko) * 1998-12-26 2001-07-12 박종섭 반도체 메모리 소자의 제조방법
JP2000277629A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Nec Corp 半導体記憶装置及びその製造方法
JP2000311992A (ja) * 1999-04-26 2000-11-07 Toshiba Corp 不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法
JP2001313389A (ja) 2000-05-01 2001-11-09 Seiko Epson Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2001313388A (ja) * 2000-05-01 2001-11-09 Seiko Epson Corp 半導体装置およびその製造方法
US6713791B2 (en) * 2001-01-26 2004-03-30 Ibm Corporation T-RAM array having a planar cell structure and method for fabricating the same
JP4592193B2 (ja) * 2001-02-06 2010-12-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
KR20230013400A (ko) * 2021-07-19 2023-01-26 삼성전자주식회사 패스 트랜지스터를 포함하는 불휘발성 메모리 장치
KR20240057267A (ko) 2022-10-24 2024-05-02 서울대학교산학협력단 Cmos 집적 기술을 기반으로 한 시냅스 어레이 구조 및 그 제조 방법

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921283A (en) * 1971-06-08 1975-11-25 Philips Corp Semiconductor device and method of manufacturing the device
US4145233A (en) * 1978-05-26 1979-03-20 Ncr Corporation Method for making narrow channel FET by masking and ion-implantation
JPS5745969A (en) * 1980-09-02 1982-03-16 Seiko Epson Corp Mis type semiconductor integrated circuit device
JPS6047455A (ja) * 1983-08-26 1985-03-14 Nec Corp Cmos型半導体装置
JPS6083363A (ja) * 1983-10-13 1985-05-11 Seiko Epson Corp C−mos集積回路装置
US5072275A (en) * 1986-02-28 1991-12-10 Fairchild Semiconductor Corporation Small contactless RAM cell
US5148255A (en) * 1985-09-25 1992-09-15 Hitachi, Ltd. Semiconductor memory device
JP2559397B2 (ja) * 1987-03-16 1996-12-04 株式会社日立製作所 半導体集積回路装置及びその製造方法
JPS6410656A (en) * 1987-07-03 1989-01-13 Hitachi Ltd Complementary type semiconductor device
EP0509565B1 (en) * 1987-07-10 1997-06-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device having different impurity concentration wells
US5264712A (en) * 1989-03-20 1993-11-23 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit, method of fabricating the same and apparatus for fabricating the same
KR950015013B1 (ko) * 1987-10-08 1995-12-21 마쯔시다 덴끼 산교 가부시끼가이샤 반도체 장치 및 그 제조 방법
JPH01187970A (ja) * 1988-01-22 1989-07-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置
US5159426A (en) * 1988-04-29 1992-10-27 Dallas Semiconductor Corporation Integrated circuit with improved battery protection
JP2660056B2 (ja) * 1989-09-12 1997-10-08 三菱電機株式会社 相補型mos半導体装置
US5138420A (en) * 1989-11-24 1992-08-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device having first and second type field effect transistors separated by a barrier
US5258645A (en) * 1990-03-09 1993-11-02 Fujitsu Limited Semiconductor device having MOS transistor and a sidewall with a double insulator layer structure
JPH03296368A (ja) * 1990-04-13 1991-12-27 Sharp Corp 水平同期切換回路
KR950009893B1 (ko) * 1990-06-28 1995-09-01 미쓰비시 뎅끼 가부시끼가이샤 반도체기억장치
JP2679450B2 (ja) * 1991-06-20 1997-11-19 富士通株式会社 半導体装置
KR950009815B1 (ko) * 1991-12-23 1995-08-28 삼성전자주식회사 트리플웰 구조를 가지는 고집적 반도체 메모리 장치
JPH05183159A (ja) * 1992-01-07 1993-07-23 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
US5489794A (en) * 1992-05-22 1996-02-06 Seiko Instruments Inc. Semiconductor device
JPH0758212A (ja) * 1993-08-19 1995-03-03 Sony Corp Cmos集積回路
JPH07155768A (ja) * 1993-12-09 1995-06-20 Pasuko Eng Kk 水分子の活性化方法及びその装置
US5478762A (en) * 1995-03-16 1995-12-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method for producing patterning alignment marks in oxide

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08330528A (ja) 1996-12-13
KR100211183B1 (ko) 1999-07-15
US5945715A (en) 1999-08-31
KR960043237A (ko) 1996-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3462301B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2851753B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US4536947A (en) CMOS process for fabricating integrated circuits, particularly dynamic memory cells with storage capacitors
US6897499B2 (en) Semiconductor integrated circuit device including MISFETs each with a gate electrode extended over a boundary region between an active region and an element isolation trench
JPH05129429A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3400891B2 (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
JP3227983B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR101458332B1 (ko) 반도체 장치, 그 제조 방법 및 불휘발성 반도체 기억 장치
JPH1084045A (ja) 半導体集積回路装置およびその製造方法
JPH0567753A (ja) 二重構造ウエルを有する半導体装置およびその製造方法
US6461921B1 (en) Semiconductor device having channel stopper portions integrally formed as part of a well
JP2689923B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US5077226A (en) Manufacturing method for BiCMOS devices
US5610427A (en) Electrostatic protection device for use in semiconductor integrated circuit
KR100344489B1 (ko) 반도체집적회로장치의제조방법
JPH04264776A (ja) 半導体装置
KR100292125B1 (ko) 반도체기억장치및그제조방법
US6252269B1 (en) Semiconductor memory device
JP2523506B2 (ja) 半導体装置
JP4003981B2 (ja) 半導体装置
JPH10189771A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2581453B2 (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
KR100213982B1 (ko) 바이-씨모스 소자 및 그의 제조방법
KR19990017331A (ko) 바이씨모스 소자의 제조방법
JP2002289850A (ja) 半導体装置及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030204

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080221

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090221

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090221

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100221

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110221

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110221

Year of fee payment: 8

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110221

Year of fee payment: 8

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110221

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120221

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130221

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees