JPH0744228B2 - Static type semiconductor memory device - Google Patents
Static type semiconductor memory deviceInfo
- Publication number
- JPH0744228B2 JPH0744228B2 JP63181109A JP18110988A JPH0744228B2 JP H0744228 B2 JPH0744228 B2 JP H0744228B2 JP 63181109 A JP63181109 A JP 63181109A JP 18110988 A JP18110988 A JP 18110988A JP H0744228 B2 JPH0744228 B2 JP H0744228B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor substrate
- polysilicon
- main surface
- region
- polysilicon layer
- 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 - Lifetime
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 51
- 230000003068 static effect Effects 0.000 title claims description 13
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 75
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 75
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 39
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 24
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 17
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 17
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スタテイック型半導体記憶装置に関し、さ
らに詳しくは、それぞれのドレインが負荷素子に接続さ
れ、それぞれのゲートが互いに他のドレインに交差接続
された1対のMOS型電界効果トランジスタによってデー
タ情報を記憶するようにしたスタティック型半導体記憶
装置のメモリセルの改良に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a static semiconductor memory device, and more specifically, each drain is connected to a load element and each gate is cross-connected to another drain. To improve a memory cell of a static semiconductor memory device in which data information is stored by a pair of MOS field effect transistors described above.
従来例でのこの種のスタテイック型半導体記憶装置とし
て、ここでは、いわゆる,スタテイック・ランダム・ア
クセス・メモリ(Static Random Access Memory)(以
下,SRAMと呼ぶ)で用いられる高抵抗負荷型のメモリセ
ルの各素子の接続状態を第8図に示す。As a static semiconductor memory device of this kind in a conventional example, here, a high resistance load type memory cell used in a so-called Static Random Access Memory (hereinafter, referred to as SRAM) is used. The connection state of each element is shown in FIG.
この第8図の従来例による回路構成において、符号31,3
2,33および34は、Q1,Q2,Q3およびQ4としてのいわゆる,M
OSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tran
sistor)であり、35および36はR1およびR2として示す高
抵抗であつて、電源電位(Vcc)37,接地電位(GND)38,
ビット線(BL)39,ビット線(BL)40およびワード線(W
L)43に、それぞれ図に示す通りに接続されている。な
お、図中,イは拡散層による配線部分、ロはポリシリコ
ンによる配線部分である。In the circuit configuration according to the conventional example of FIG.
2,33 and 34 are so-called M, as Q1, Q2, Q3 and Q4
OSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tran
35 and 36 are high resistances shown as R1 and R2, which are the power supply potential (Vcc) 37, the ground potential (GND) 38,
Bit line (BL) 39, bit line (BL) 40 and word line (W
L) 43, respectively, as shown in the figure. In the figure, a is a wiring part made of a diffusion layer, and b is a wiring part made of polysilicon.
そして、前記各MOSFET(Q3,Q4)33,34は、そのドレイン
およびゲートが相互に交差接続されて2つの安定な状態
をもつフリップフロップ回路を形成し、これらによつて
ビツト情報(データ)の記憶を可能にするもので、具体
的には一方のメモリセルノードMC 41が“High"レベル電
位,他方のメモリセルノードMC 42が“Low"レベル電位
にされた状態,もしくはこれと逆の状態で1ビットの情
報を記憶する。The MOSFETs (Q3, Q4) 33, 34 have their drains and gates cross-connected to each other to form a flip-flop circuit having two stable states, by which bit information (data) is transferred. Specifically, one of the memory cell nodes MC 41 is set to the “High” level potential and the other memory cell node MC 42 is set to the “Low” level potential, or the opposite state. To store 1-bit information.
また、前記各高抵抗35,36は、電源電位(Vcc)37とメモ
リセルノードMC 41またはMC 42間を接続している。The high resistances 35 and 36 connect the power supply potential (Vcc) 37 and the memory cell node MC 41 or MC 42.
さらに、前記各MOSFET(Q1,Q2)31,32は、そのゲートが
ワード線43に接続されており、メモリセルの選択時,す
なわちワード線43が“High"レベルのときに、メモリセ
ルノードMC 41,MC 42をビット線39,40に接続する役割を
なして、メモリセルからのデータの読み出し,およびメ
モリセルへのデータの書き込みに使用される。Furthermore, the gates of the MOSFETs (Q1, Q2) 31, 32 are connected to the word line 43, and when the memory cell is selected, that is, when the word line 43 is at the "High" level, the memory cell node MC 41 and MC 42 serve to connect the bit lines 39 and 40 and are used for reading data from and writing data to the memory cells.
次に、第9図は前記高抵抗負荷型SRAMメモリセルの平面
パターン図を示し、また、第10図は第9図に示されたSR
AMメモリセルの簡略化した平面パターン図を示してい
る。Next, FIG. 9 is a plan view of the high resistance load type SRAM memory cell, and FIG. 10 is the SR pattern shown in FIG.
Figure 3 shows a simplified plan pattern view of an AM memory cell.
これらの第9図および第10図において、符号1は素子間
分離領域であつて、通常この分離領域には、厚い膜厚の
酸化膜が用いられる。In FIGS. 9 and 10, reference numeral 1 is an element isolation region, and an oxide film having a large film thickness is usually used for this isolation region.
また、2aないし2cは第一層目の第1ポリシリコン層を示
し、これらのうち,2aはワード線であつて、素子間分離
領域1以外の部分でそれぞれに各MOSFET(Q1,Q2)31,32
のゲート電極を兼ね、また、2b,2cはそれぞれに各MOSFE
T(Q4,Q3)34,33のゲート電極となつている。In addition, 2a to 2c indicate the first polysilicon layer of the first layer, and of these, 2a is a word line, and each of the MOSFETs (Q1, Q2) 31 is a word line except the element isolation region 1. , 32
It also serves as the gate electrode of the
It serves as the gate electrode of T (Q4, Q3) 34, 33.
そして、4aないし4cは二層目の第2ポリシリコン層を示
し、これらのうち,4aは電源電位(Vcc)37の配線であ
り、また、4bはメモリセル内でのクロスカップルの配線
に用いられ、第1ベリッドコンタクトホール3bを介して
MOSFET(Q4)34のドレインとMOSFET(Q3)33のゲートと
MOSFET(Q2)32のソースとを相互に接続し、また、4cは
第1ベリッドコンタクトホール3cを介してMOSFET(Q4)
34のゲートとMOSFET(Q1)31のソースとを接続してい
る。And, 4a to 4c indicate the second polysilicon layer of the second layer, among them, 4a is a wiring of the power supply potential (Vcc) 37, and 4b is used for a cross-coupled wiring in the memory cell. Through the first buried contact hole 3b
With the drain of MOSFET (Q4) 34 and the gate of MOSFET (Q3) 33
The source of the MOSFET (Q2) 32 is mutually connected, and 4c is the MOSFET (Q4) via the first buried contact hole 3c.
It connects the gate of 34 and the source of MOSFET (Q1) 31.
さらに、6は三層目の第3ポリシリコン層を示し、同層
によつて各高抵抗(R1,R2)35,36を形成すると共に、第
2ベリッドコンタクトホール5aを介して電源電位(Vc
c)37の配線4aに接続させ、各第2ベリッドコンタクト
ホール5b,5cを介して各メモリセルノードMC 41,MC 42に
接続させている。Further, 6 denotes a third polysilicon layer which is the third layer, and high resistances (R1, R2) 35 and 36 are formed by this layer, and a power supply potential ( Vc
c) It is connected to the wiring 4a of 37 and is connected to the memory cell nodes MC 41 and MC 42 through the second buried contact holes 5b and 5c.
なお、7aおよび7bは別のコンタクトホールであつて、こ
こでは図示省略したが、通常の場合,アルミなどで形成
されるビット線(BL)39,ビット線(BL)40を各MOSFET
(Q1,Q2)31,32のドレインに接続している。Although not shown here, 7a and 7b are separate contact holes, but in the normal case, the bit line (BL) 39 and the bit line (BL) 40 made of aluminum or the like are connected to the respective MOSFETs.
(Q1, Q2) Connected to the drains of 31 and 32.
次に、第11図は前記した第10図におけるXI−XI線部での
装置構成の断面図を示し、この場合,図示態様を簡略化
させるために、それぞれの各MOSFET(Q1,Q2,Q3およびQ
4)31,32,33および34でのゲート電極以後に形成される
それぞれの部分については、これを省略してある。Next, FIG. 11 shows a cross-sectional view of the device configuration along the line XI-XI in FIG. 10 described above. In this case, in order to simplify the illustrated mode, each MOSFET (Q1, Q2, Q3 And Q
4) The respective portions formed after the gate electrode at 31, 32, 33 and 34 are omitted.
ここでも、この第11図において、符号8aないし8dはp型
のシリコン半導体基板9の主面上に形成されたn+型の拡
散領域を示し、これらのうち,8a,8bはMOSFET(Q3)33の
ソース,ドレイン領域であり、8d,8cはMOSFET(Q4)34
のソース,ドレイン領域である。また、10,10はそれぞ
れのゲート酸化膜を示している。Here again, in FIG. 11, reference numerals 8a to 8d denote n + type diffusion regions formed on the main surface of the p type silicon semiconductor substrate 9, of which 8a and 8b are MOSFETs (Q3). The source and drain regions of 33, and 8d and 8c are MOSFET (Q4) 34
Source and drain regions. Further, 10 and 10 indicate respective gate oxide films.
以上のように構成された従来例による高抵抗負荷型SRAM
メモリセルにおいては、そのメモリ容量の増加に伴つ
て、素子構成各部での微細化が図られており、この微細
化は、平面的な方向だけでなく、積層方向にも進められ
て、次に述べるような種々の問題を生じさせている。A conventional high resistance load type SRAM configured as described above.
In memory cells, along with the increase in memory capacity, miniaturization is being made in each element configuration part, and this miniaturization is promoted not only in the planar direction but also in the stacking direction. It causes various problems as mentioned above.
a)n+型拡散領域でのシート抵抗の上昇 微細化によつてMOSFETのチャネル長が縮小される傾向に
あり、平面方向,積層方向への微細化に伴ない、例え
ば、ゲート酸化膜10の薄膜化,n+型拡散領域8aないし8d
の薄層化,ひいては、浅いn+−p接合の形成が必要とさ
れるが、このようにn+型拡散領域を浅くすると、同領域
のシート抵抗が上昇し、また、第9図,第10図に示すよ
うに、このn+型拡散領域は、一方で、メモリセル内での
各配線接続とか、メモリセルのGND配線としても使用さ
れているために、ここでの寄生抵抗の上昇がメモリセル
の動作に影響を与えることになる。a) Increase in sheet resistance in n + type diffusion region The channel length of the MOSFET tends to be reduced due to miniaturization. For example, the gate oxide film 10 Thin film, n + type diffusion regions 8a to 8d
However, it is necessary to form a shallow n + -p junction, but if the n + -type diffusion region is made shallow in this way, the sheet resistance of the region is increased, and as shown in FIG. As shown in Figure 10, on the other hand, this n + -type diffusion region is also used as each wiring connection in the memory cell and as the GND wiring of the memory cell, so the increase in parasitic resistance here This will affect the operation of the memory cell.
例えばMOSFET(Q3)33のドレインにおけるチャネルから
第1ベリッドコンタクトホール3cに至るまでのシート抵
抗が上昇すると、実質的にMOSFET(Q3)33での電流駆動
能力が低下し、この結果,左右対称に構成されるメモリ
セルに非対称性を生じて、いわゆる,2つの安定な状態を
保持し得なくなると云う可能性がある。For example, if the sheet resistance from the channel in the drain of the MOSFET (Q3) 33 to the first buried contact hole 3c increases, the current drive capability of the MOSFET (Q3) 33 decreases substantially, resulting in symmetric There is a possibility that the so-called two stable states cannot be maintained due to the asymmetry generated in the memory cell configured in.
また、ビット線39は、各MOSFET(Q1,Q3)31,33を介して
その電荷を放電するために、ビット線(BL)39とビット
線(BL)40の間に電位を発生させて、その記憶内容を外
部に伝える読み出し操作においては、前記のドレインに
おけるシート抵抗の上昇によって、電荷の放電にかかる
時間が長くなり、SRAMにおけるアクセスタイムが増加す
るという不利があるほか、ここでもGND配線の寄生抵抗
によつて、先に述べた非対称性を生じ易いものであつ
た。Further, the bit line 39 generates a potential between the bit line (BL) 39 and the bit line (BL) 40 in order to discharge the electric charge through each MOSFET (Q1, Q3) 31, 33, In the read operation for transmitting the stored contents to the outside, the increase in the sheet resistance at the drain increases the time taken to discharge the charges, which increases the access time in the SRAM. The above-mentioned asymmetry is likely to occur due to the parasitic resistance.
b)サブスレッシュホールド電流の増加 一般に、MOSFETにおいては、そのチャネル長を短くする
と、ショートチャネル効果によつて、サブスレッシュホ
ールド電流が増加することが知られている。b) Increase in Subthreshold Current Generally, in MOSFET, it is known that when the channel length is shortened, the subthreshold current increases due to the short channel effect.
ここで、第8図の回路において、ワード線43が“Low"レ
ベルであると、各MOSFET(Q1,Q2)31,32はオフされてお
り、これらの各MOSFET(Q1,Q2)31,32を無視してデータ
の保持を考えると、例えば、メモリセルノードMC 41が
“High"レベル,メモリセルノードMC 42が“Low"レベル
である場合,MOSFET(Q3)33はオフされ、そのメモリセ
ルノードMC 41が高抵抗(R1)35により充電されて“Hig
h"レベルの電位を保持,つまり、データを保持し得る。Here, in the circuit of FIG. 8, when the word line 43 is at the “Low” level, the MOSFETs (Q1, Q2) 31, 32 are turned off, and the MOSFETs (Q1, Q2) 31, 32 are turned off. Considering to hold the data by ignoring, for example, when the memory cell node MC 41 is at “High” level and the memory cell node MC 42 is at “Low” level, the MOSFET (Q3) 33 is turned off and the memory cell The node MC 41 is charged by the high resistance (R1) 35 and “Hig
The potential of the h "level can be held, that is, the data can be held.
そして、この場合,メモリの大容量化に併せてチップ全
体の消費電力を減らすようにすると、高抵抗(R1,R2)3
5,36の値が増加して、1MビットのSRAMで抵抗1本当りの
抵抗値が数TΩのものもあつて、この場合,一方では、
大容量化に伴つてそのチャネル長が縮少されるために、
本来は、高抵抗(R1,R2)35,36の充電電流に比較して無
視できた各MOSFET(Q3,Q4)33,34でのオフ時の漏れ電流
が、サブスレッシュホールド電流の増加と共に無視でき
なくなり、結果的に、データ保持が不能になる。In this case, if the power consumption of the entire chip is reduced along with the increase in memory capacity, high resistance (R1, R2) 3
The value of 5,36 increases, and there is a 1Mbit SRAM with a resistance value of several TΩ per resistor. In this case, on the other hand,
Since the channel length is reduced with the increase in capacity,
Originally, the off-state leakage current of each MOSFET (Q3, Q4) 33, 34, which could be ignored compared to the charging current of high resistance (R1, R2) 35, 36, is ignored as the sub-threshold current increases. It becomes impossible, and as a result, data retention becomes impossible.
c)ジャンクションリーク 前記のb)項で述べたように、メモリの大容量化に伴
い、高抵抗(R1,R2)35,36の値としては、チップ全体の
消費電力を妥当に維持するための考慮が図られており、
例えば、メモリ容量が4倍になる毎に、その抵抗値もま
たこれに比例して少なくとも4倍にされのであるが、し
かし一方,このときのリーク電流値を、これに反比例し
た1/4倍にすることは極めて困難であり、その一つの要
因として、先に述べたサブスレッシュホールドリークの
ほかに、いわゆる,ジャンクションリークがある。c) Junction leak As described in the above item b), as the memory capacity increases, the values of the high resistances (R1, R2) 35 and 36 are set to maintain the power consumption of the entire chip reasonably. Is being considered,
For example, each time the memory capacity is quadrupled, its resistance value is also at least quadrupled in proportion to this, but on the other hand, the leak current value at this time is quadrupled in inverse proportion to this. It is extremely difficult to achieve this, and one of the factors is so-called junction leak in addition to the subthreshold leak described above.
すなわち,MOSFETにおけるドレインは、第11図での領域8
b,8cに見られるように、シリコン半導体基板9との間
に、必然的にn+−pジャンクションを有しており、この
ジャンクションの逆方向リークは、物理的に不可避であ
る。そして、このときのジャンクションリークは、その
ジャンクション面積と、ジャンクションのエッジ長に比
例するもので、このうち、ジャンクション面積について
は、素子構成の微細化に伴つて縮少されはするが、その
エッジ長はそれほど縮少されず、ジャンクションリーク
を低減させることが非常に困難になつてきている。That is, the drain in the MOSFET is the region 8 in FIG.
As can be seen in b and 8c, there is inevitably an n + -p junction with the silicon semiconductor substrate 9, and the reverse leakage of this junction is physically unavoidable. The junction leak at this time is proportional to the junction area and the edge length of the junction. Of these, the junction area is reduced as the element structure becomes finer, but the edge length is reduced. Has not been reduced so much, and it has become very difficult to reduce the junction leak.
d)ソフトエラー率の増加 メモリセル面積の縮少化に伴つて、メモリセルノードMC
41,MC42に容量を構成させるゲート電極とかジャンクシ
ョンの面積が、これに比例して減少するので、そのノー
ド容量が、メモリ容量の増加に反比例して減少する。そ
して、このノード容量の減少は、メモリセルノードでの
蓄積電荷の減少をも意味し、その結果,いわゆる外来の
α線などのノイズ電荷により発生するソフトエラーに対
して弱くなるという不利がある。d) Increase in soft error rate As memory cell area shrinks, memory cell node MC
Since the area of the gate electrode or the junction forming the capacitance in 41, MC42 decreases in proportion to this, the node capacitance decreases in inverse proportion to the increase in memory capacitance. The decrease in the node capacity also means a decrease in the accumulated charge in the memory cell node, and as a result, there is a disadvantage that it becomes weak against a soft error caused by noise charge such as so-called extraneous α rays.
e)素子間分離 当然なことではあるが、素子構成の微細化は、素子間分
離領域1での分離幅の微細化も要求しており、これによ
つて、素子間耐圧の低下,リーク電流の増加をもたらす
ことになる。e) Isolation between elements Needless to say, the miniaturization of the element structure also requires the miniaturization of the isolation width in the element isolation region 1, which results in a decrease in the breakdown voltage between elements and a leakage current. Will result in an increase.
この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたものであり、その目的とするところは、大容
量,低消費電力に適合した,この種のスタテイック型半
導体記憶装置,ここでは、高抵抗負荷型SRAMメモリセル
を提供することである。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a static semiconductor memory device of this type which is suitable for large capacity and low power consumption. , To provide a high resistance load type SRAM memory cell.
この発明の第1の発明においては、それぞれのドレイン
領域が負荷素子を介して電源に接続され、それぞれのゲ
ートが互いに他のドレイン領域に交差接続される1対の
MOS型電界効果トランジスタによってデータ情報を記憶
するようにしたメモリセルを有するスタティック型半導
体記憶装置において、 それぞれのMOS型電界効果トランジスタを、 第1導電型の半導体基板の主面上に、それぞれ独立した
チャネル領域を規定するように互いに離れて形成された
第2導電型の不純物を含むポリシリコン層と、 ポリシリコン層の下の半導体基板主面上に、ポリシリコ
ン層からの不純物拡散により形成され、ポリシリコン層
の端でその端の位置が規定されたソース領域およびドレ
イン領域と、 半導体基板のソース領域とドレイン領域の間に位置する
チャネル領域上およびポリシリコン層上に、ゲート絶縁
膜を介して形成されたゲート電極とを有するものとし、
さらに 1対のMOS型電界効果トランジスタのポリシリコン層間
の半導体基板主面上に設けられ、ポリシリコン層の厚さ
とほぼ同じ厚さの素子間分離領域を備えるものとしたも
のである。In the first aspect of the present invention, a pair of drain regions are connected to a power source through a load element, and respective gates are cross-connected to other drain regions.
In a static semiconductor memory device having a memory cell configured to store data information by a MOS field effect transistor, each MOS field effect transistor is independently provided on a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate. A polysilicon layer containing impurities of the second conductivity type formed to be separated from each other so as to define a channel region, and formed on the main surface of the semiconductor substrate below the polysilicon layer by impurity diffusion from the polysilicon layer, The source and drain regions whose ends are defined by the edges of the polysilicon layer, and the channel region and the polysilicon layer located between the source and drain regions of the semiconductor substrate, via the gate insulating film. And a formed gate electrode,
Further, it is provided on the main surface of the semiconductor substrate between the polysilicon layers of the pair of MOS field effect transistors, and is provided with an element isolation region having substantially the same thickness as the thickness of the polysilicon layer.
また、この発明の第2の発明に係るスタティック型半導
体記憶装置は、主面を有する第1導電型の半導体基板、 半導体基板の主面に形成される第2導電型のソース領域
と、第2導電型の不純物を含む第1のポリシリコン層か
ら形成される第1のポリシリコン配線と接し、この第1
のポリシリコン配線からの不純物拡散により半導体基板
の主面に形成される第2導電型のドレイン領域と、この
ソースおよびドレイン領域に挟まれた半導体基板の主面
のチャネル領域上にゲート絶縁膜を介して第1の導電層
で形成されるゲート電極とを有する第1のドライバトラ
ンジスタ、 半導体基板の主面に形成される第2導電型のソース領域
と、第1のポリシリコン配線と離隔して第1のポリシリ
コン層から形成されるポリシリコン部材と接し、このポ
リシリコン部材からの不純物拡散により半導体基板の主
面に形成され、第1のポリシリコン層よりも上層の第2
のポリシリコン層から形成される第2のポリシリコン配
線により第1のドライバトランジスタのゲート電極に接
続された第2導電型のドレイン領域と、このソースおよ
びドレイン領域に挟まれた半導体基板の主面のチャネル
領域上にゲート絶縁膜を介して第1の導電層で形成さ
れ、第1のポリシリコン配線に接続されたゲート電極と
を有する第2のドライバトランジスタ、 第1のドライバトランジスタのドレイン領域と所定電位
が与えられる所定電位配線との間に接続される第1の負
荷素子、 第2のドライバトランジスタのドレイン領域と前記所定
電位配線との間に接続される第2の負荷素子を備えるも
のである。A static semiconductor memory device according to a second aspect of the present invention is a semiconductor substrate of a first conductivity type having a main surface, a source region of a second conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate, In contact with a first polysilicon wiring formed of a first polysilicon layer containing a conductivity type impurity,
A gate insulating film is formed on the drain region of the second conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate by impurity diffusion from the polysilicon wiring and on the channel region of the main surface of the semiconductor substrate sandwiched by the source and drain regions. A first driver transistor having a gate electrode formed of a first conductive layer, a source region of a second conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate, and a first polysilicon wiring It is in contact with a polysilicon member formed of the first polysilicon layer, is formed on the main surface of the semiconductor substrate by impurity diffusion from the polysilicon member, and is formed as a second layer above the first polysilicon layer.
Drain region of the second conductivity type connected to the gate electrode of the first driver transistor by the second polysilicon wiring formed from the polysilicon layer and the main surface of the semiconductor substrate sandwiched between the source and drain regions. A second driver transistor having a gate electrode formed on the channel region of the first conductive layer via a gate insulating film and connected to the first polysilicon wiring; and a drain region of the first driver transistor. A first load element connected between a predetermined potential wiring to which a predetermined potential is applied and a second load element connected between the drain region of the second driver transistor and the predetermined potential wiring. is there.
この発明の第1の発明においては、データ情報を記憶す
るMOS型電界効果トランジスタを、半導体基板上に形成
されてチャネル領域を規定するポリシリコン層から拡散
形成されたソースおよびドレイン領域を有するものとし
たので、その寄生抵抗およびショートチャネル効果によ
るリーク電流をそれぞれに低減できて、安定性とデータ
保持特性とを向上できる。According to a first aspect of the present invention, a MOS field effect transistor for storing data information has source and drain regions formed by diffusion from a polysilicon layer formed on a semiconductor substrate and defining a channel region. Therefore, the leakage current due to the parasitic resistance and the short channel effect can be reduced, and the stability and the data retention characteristic can be improved.
また、この発明の第2の発明においても、第1および第
2のドライバトランジスタが第1のポリシリコン層から
拡散形成されたドレイン領域を有するので、その寄生抵
抗およびショートチャネル効果によるリーク電流をそれ
ぞれに低減できて、安定性とデータ保持特性とを向上で
きる。Also in the second aspect of the present invention, since the first and second driver transistors have the drain region diffused and formed from the first polysilicon layer, the parasitic resistance and the leak current due to the short channel effect are caused respectively. The stability and the data retention characteristic can be improved.
以下、この発明に係るスタテイック型半導体記憶装置の
各実施例につき、第1図ないし第7図を参照して詳細に
説明する。Each embodiment of the static semiconductor memory device according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 7.
第1図はこの発明の第1実施例を適用した前記第10図に
対応する高抵抗負荷型SRAMメモリセルのパターンを簡略
化して示す平面パターン図、第2図は第1図II−II線部
におけるゲート電極形成までの装置構成の概要を示す断
面図であり、また、第3図はこの発明の第2実施例を適
用した前記第8図に対応する高抵抗負荷型SRAMメモリセ
ルの各素子の接続状態を示す回路接続図、第4図はこの
第2実施例による前記第10図に対応する高抵抗負荷型SR
AMメモリセルの平面パターンを簡略化して示す平面パタ
ーン図、第5図は第4図のV−V線部におけるゲート電
極形成までの装置構成の概要を示す断面図であり、さら
に、第6図はこの発明の第3実施例を適用した前記第10
図に対応する高抵抗負荷型SRAMメモリセルの平面パター
ンを簡略化して示す平面パターン図、第7図は第6図VI
I−VII線部におけるゲート電極形成までの装置構成の概
要を示す断面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing a pattern of a high resistance load type SRAM memory cell corresponding to FIG. 10 to which the first embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a line II-II in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an outline of a device configuration up to formation of a gate electrode in a portion, and FIG. 3 is a high resistance load type SRAM memory cell corresponding to FIG. 8 to which a second embodiment of the present invention is applied. FIG. 4 is a circuit connection diagram showing a connection state of elements, and FIG. 4 is a high resistance load type SR corresponding to FIG. 10 according to the second embodiment.
FIG. 5 is a schematic plan view showing a simplified plan pattern of an AM memory cell, FIG. 5 is a cross-sectional view showing an outline of a device configuration up to formation of a gate electrode in a VV line portion of FIG. 4, and further, FIG. Is the tenth embodiment to which the third embodiment of the present invention is applied.
FIG. 7 is a schematic plan view showing a simplified plan pattern of a high resistance load type SRAM memory cell corresponding to FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an outline of a device configuration up to formation of a gate electrode in the I-VII line portion.
そして、これらの第1図ないし第7図の各実施例構成に
おいて、前記第8図ないし第11図の従来例構成と同一符
号は同一または相当部分を示している。In each of the configurations of the embodiments shown in FIGS. 1 to 7, the same reference numerals as those in the conventional configuration shown in FIGS. 8 to 11 indicate the same or corresponding portions.
これらの各実施例構成において、この発明は、前記従来
例構成に用いたMOSFETに代えて、半導体基板上の基体ポ
リシリコン層から拡散形成された不純物領域からなるソ
ース・ドレイン領域を有し、かつこの基体ポリシリコン
層によつてチャネル領域が規定された構造(以下,この
構造をポリ・ソース/ドレイン構造と呼ぶ)のMOSFETを
用いている。In each of the configurations of these embodiments, the present invention has source / drain regions formed of impurity regions diffused from a base polysilicon layer on a semiconductor substrate, instead of the MOSFET used in the conventional configuration, and A MOSFET having a structure in which a channel region is defined by the base polysilicon layer (hereinafter, this structure is referred to as a poly source / drain structure) is used.
因みにこゝで、このポリ・ソース/ドレイン構造に直接
関係するMOSFETの先行技術としては、IEEE ELECTRON DE
VICE LETTERS,VOL.EDL−5,NO.10 p400−402(OCTOBER 1
984),VOL.EDL−7,NO.5 p314−316(MAY 1986)およびV
OL.EDL−8,NO.4 p165−167(APRIL 1987)に、その詳細
な記載がなされている。By the way, as the prior art of MOSFET directly related to this poly source / drain structure, IEEE ELECTRON DE
VICE LETTERS, VOL.EDL-5, NO.10 p400-402 (OCTOBER 1
984), VOL.EDL-7, NO.5 p314-316 (MAY 1986) and V
A detailed description is given in OL.EDL-8, NO.4 p165-167 (APRIL 1987).
まず最初に、第1図および第2図に示す第1実施例構成
は、前記したポリ・ソース/ドレイン構造のMOSFETを用
いた高抵抗負荷型SRAMメモリセルである。First, the structure of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is a high resistance load type SRAM memory cell using the MOSFET of the poly source / drain structure.
すなわち,これらの第1図および第2図構成による第1
実施例のポリ・ソース/ドレイン構造のMOSFETは、p型
シリコン半導体基板9上に堆積形成されたn+型不純物を
含む基体ポリシリコン層11を有しており、この基体ポリ
シリコン層11は、こゝでのポリ・ソース/ドレイン構造
のMOSFET(Q1,Q2,Q3およびQ4)31,32,33および34の基体
部材となる。That is, the first of the configurations shown in FIGS. 1 and 2 is used.
The poly-source / drain structure MOSFET of the embodiment has a base polysilicon layer 11 containing n + -type impurities deposited and formed on a p-type silicon semiconductor substrate 9. The base polysilicon layer 11 is It becomes the base member of the MOSFETs (Q1, Q2, Q3 and Q4) 31, 32, 33 and 34 having the poly source / drain structure.
つまり、前記基体ポリシリコン層11は、所定部分を選択
的にエッチング除去して、所期通りの素子間分離領域12
を形成させると共に、同時に、ゲート領域対応部分13に
ついても選択的かつ部分的にエッチング除去して、薄い
ゲート酸化膜10を形成させ、その後,熱処理すること
で、残された基体ポリシリコン層11の部分,ここでは、
ソース・ドレイン領域対応の基体ポリシリコン層11から
の不純物の拡散により、第2図断面の場合には、MOSFET
(Q3,Q4)33,34におけるソース領域およびドレイン領域
8aないし8dが形成され、また、あらためて図としては示
していないが、MOSFET(Q1,Q2)31,32におけるソース領
域およびドレイン領域についても同様に形成される。That is, the base polysilicon layer 11 is selectively etched away at a predetermined portion, and the desired element isolation region 12 is formed.
And at the same time, the gate region corresponding part 13 is selectively and partially etched away to form a thin gate oxide film 10 and then heat-treated to remove the remaining base polysilicon layer 11 Part, here
Due to the diffusion of impurities from the base polysilicon layer 11 corresponding to the source / drain regions, in the case of the cross section of FIG.
(Q3, Q4) 33 and 34 source and drain regions
8a to 8d are formed, and although not shown again, the source regions and drain regions of the MOSFETs (Q1, Q2) 31 and 32 are also formed in the same manner.
ここで、このポリ・ソース/ドレイン構造でのMOSFETを
用いた第1実施例構成におけるゲート電極形成までの主
要な製造工程について簡単に述べる。Here, a brief description will be given of the main manufacturing steps up to the formation of the gate electrode in the structure of the first embodiment using the MOSFET of the poly source / drain structure.
シリコン半導体基板9上にあつて、まず、n+型不純物を
含む基体ポリシリコン層11を形成した上で、写真製版お
よびエッチング技術により、分離領域に対応する部分の
ポリシリコン層11を選択的にエッチング除去してパター
ニングすると共に、同除去部分に絶縁物を選択的に埋め
込んで素子間分離領域12を形成させる。On the silicon semiconductor substrate 9, first, a base polysilicon layer 11 containing n + -type impurities is formed, and then the polysilicon layer 11 corresponding to the isolation region is selectively formed by photolithography and etching techniques. By patterning by removing by etching, an insulating material is selectively embedded in the removed portion to form an element isolation region 12.
ついで、今度は、前記基体ポリシリコン層11の少なくと
もソース・ドレイン両領域に対応する部分を除いたゲー
ト領域に対応する層部分13を、同様な手段で選択的かつ
部分的にエッチング除去,かつパターニングして、シリ
コン半導体基板9上での該当する主面を、これらの残さ
れたソース・ドレイン両領域による両端寸法の規制のも
とに、ゲート幅,ひいては、チャネル長相当範囲だけ露
出させる。Then, the layer portion 13 corresponding to the gate region except at least the portions corresponding to both the source and drain regions of the base polysilicon layer 11 is selectively and partially etched away and patterned by the same means. Then, the corresponding main surface on the silicon semiconductor substrate 9 is exposed by the gate width, and by extension, the channel length equivalent range, under the restriction of both end dimensions by these remaining source and drain regions.
さらに、これらのシリコン半導体基板9の主面部分上
と、パターニングされた基体ポリシリコン層11の端面部
分を含む表面上とを、適宜,熱処理することにより薄い
酸化膜を生成させて、同シリコン半導体基板の主面部分
上には、薄いゲート酸化膜10を、また、同基体ポリシリ
コン層11の端面部分を含む表面上には、酸化膜10aをそ
れぞれに形成し、かつ同時に、この残された基体ポリシ
リコン層11からのn+型不純物の拡散によって、n+型のソ
ース領域およびドレイン領域8aないし8dをそれぞれに形
成させ、その後,同様にポリシリコンなどによつてワー
ド線2aとゲート電極2b,2cとをそれぞれに形成させるの
である。Further, a thin oxide film is formed by heat-treating the main surface portion of the silicon semiconductor substrate 9 and the surface including the end surface portion of the patterned base polysilicon layer 11 as appropriate to generate a thin oxide film. A thin gate oxide film 10 is formed on the main surface portion of the substrate, and an oxide film 10a is formed on the surface including the end surface portion of the base polysilicon layer 11, and at the same time, this is left. Diffusion of n + type impurities from the base polysilicon layer 11 forms n + type source regions and drain regions 8a to 8d in the respective regions, and then the word line 2a and the gate electrode 2b are similarly formed by polysilicon or the like. , 2c are respectively formed.
従つて、この第1実施例構成の場合には、前記したよう
に、ポリ・ソース/ドレイン構造によるMOSFETを高抵抗
負荷型SRAMメモリセルに用いることによつて、従来,n+
型拡散領域のシート抵抗で決められていた部分が、基体
ポリシリコン層11の抵抗で決められるようになると共
に、この基体ポリシリコン層11の表面をシリサイド化す
るなどの手段で、その抵抗値を極めて容易に下げること
ができ、前記従来例構成で見られるような寄生抵抗によ
るメモリセルの非対称性とか、アクセスタイムの増加な
どの不利な点が解消されるほか、このポリ・ソース/ド
レイン構造においては、n+拡散領域でのジャンクション
深さを非常に浅く形成できるために、ショートチャネル
効果が低減され、かつサブスレッシュホールド電流をも
下げることが可能になるもので、これらの結果として、
高抵抗負荷型SRAMメモリセルにおける安定性およびデー
タ保持特性を向上でき、大容量,低消費電力のデバイス
が得られるのである。Therefore, in the case of the configuration of the first embodiment, as described above, by using the MOSFET having the poly source / drain structure in the high resistance load type SRAM memory cell, the conventional n +
The portion determined by the sheet resistance of the type diffusion region is now determined by the resistance of the base polysilicon layer 11, and the resistance value is changed by means such as siliciding the surface of the base polysilicon layer 11. In addition to eliminating the disadvantages such as the asymmetry of the memory cell due to the parasitic resistance and the increase in access time, which are seen in the above-mentioned conventional configuration, the poly source / drain structure can be reduced extremely easily. Is capable of forming a very shallow junction depth in the n + diffusion region, so that the short channel effect can be reduced and the subthreshold current can also be reduced.
The stability and data retention characteristics of the high resistance load type SRAM memory cell can be improved, and a device with large capacity and low power consumption can be obtained.
次に、第3図ないし第5図に示す第2実施例の構成は、
前記第1実施例の構成に加え、前記従来例構成での,ポ
リシリコン層と拡散層とで交差接続させていたMOSFET
(Q3,Q4)33,34の互いのソース・ゲート間の配線のうち
拡散層配線であったものを拡散層配線とせずに、基体ポ
リシリコン層を配線として利用している。Next, the configuration of the second embodiment shown in FIG. 3 to FIG.
In addition to the structure of the first embodiment, the MOSFET in the structure of the conventional example is cross-connected with the polysilicon layer and the diffusion layer.
(Q3, Q4) Of the wirings between the source and gate of 33 and 34, what was the diffusion layer wiring is not used as the diffusion layer wiring, but the base polysilicon layer is used as the wiring.
ここで、この第2実施例構成についても、ゲート電極形
成までの主要な製造工程について簡単に述べると、それ
ぞれに素子間分離領域1を形成させたシリコン半導体基
板9上にあつて、まず、n+型不純物を含む基体ポリシリ
コン層11を形成した上で、写真製版およびエッチング技
術により、同素子間分離領域1に対応する部分,および
ゲート領域に対応する層部分13のポリシリコン層11を選
択的かつ部分的にエッチング除去,かつパターニングし
て、シリコン半導体基板9上での該当する主面を、残さ
れたソース・ドレイン両領域による両端寸法の規制のも
とに、ゲート幅,ひいては、チャネル長相当範囲だけ露
出させ、ついで、前例と同様に、これらのシリコン半導
体基板9の主面部分上と、パターニングされた基体ポリ
シリコン層11の端面部分を含む表面上とを、適宜,熱処
理することによつて薄い酸化膜を生成させ、このように
して、同シリコン半導体基板9の主面部分上に、チャネ
ル長の規制された薄いゲート酸化膜10を、また、同基体
ポリシリコン層11の端面部分を含む表面上に、酸化膜10
aをそれぞれに形成させ、かつ同時に、この残された基
体ポリシリコン層11からのn+型不純物の拡散によつて、
n+型のソース領域およびドレイン領域8aないし8dをそれ
ぞれに形成させ、その後,同様にポリシリコンなどによ
つてワード線2aとゲート電極2b,2cとをそれぞれに形成
させるのである。In this second embodiment as well, the main manufacturing steps up to the formation of the gate electrode will be briefly described. First, for the silicon semiconductor substrate 9 on which the element isolation regions 1 are formed, first, n After forming the base polysilicon layer 11 containing + type impurities, the polysilicon layer 11 of the portion corresponding to the element isolation region 1 and the layer portion 13 corresponding to the gate region 13 is selected by photolithography and etching technique. By partially and partially etching away and patterning the corresponding main surface on the silicon semiconductor substrate 9 under the control of the dimension of both ends by the remaining source and drain regions, the gate width, and eventually the channel. Only a long-corresponding range is exposed, and then, similarly to the previous example, on the main surface portion of these silicon semiconductor substrate 9 and the end surface of the patterned base polysilicon layer 11 A thin oxide film is generated by appropriately heat-treating the surface including the components, and thus a thin gate oxide film having a regulated channel length is formed on the main surface portion of the silicon semiconductor substrate 9. 10 on the surface including the end face portion of the base polysilicon layer 11 and the oxide film 10
a respectively, and at the same time, by diffusion of n + type impurities from the remaining base polysilicon layer 11,
The n + type source and drain regions 8a to 8d are formed in the respective regions, and then the word line 2a and the gate electrodes 2b and 2c are similarly formed in the same by using polysilicon or the like.
従つて、この第2の実施例構成の場合にも、前記第1実
施例構成の場合と同様に、従来,n+型拡散領域のシート
抵抗で決められていた部分が、基体ポリシリコン層11の
抵抗で決められ、かつこの基体ポリシリコン層11の表面
をシリサイド化することで、その抵抗値を極めて容易に
下げることができ、寄生抵抗によるメモリセルの非対称
性とか、アクセスタイムの増加などが解消され、しか
も、n+拡散領域でのジャンクション深さを非常に浅く形
成できてショートチヤネル効果が低減され、サブスレッ
シュホールド電流も下げることが可能になるほか、MOSF
ET(Q3,Q4)33,34におけるドレイン領域8b,8cの面積,
ならびにエッジ長を短縮し得て、そのジャンクションリ
ークを低減でき、ここでも、これらの結果,高抵抗負荷
型SRAMメモリセルにおける安定性およびデータ保持特性
を効果的に改善し得るのである。Therefore, also in the case of the structure of the second embodiment, as in the case of the structure of the first embodiment, the portion which is conventionally determined by the sheet resistance of the n + type diffusion region is the base polysilicon layer 11. The resistance value of the base polysilicon layer 11 can be extremely easily lowered by siliciding the surface of the base polysilicon layer 11, and asymmetry of the memory cell due to parasitic resistance, increase in access time, etc. In addition, the junction depth in the n + diffusion region can be made very shallow, the short channel effect is reduced, and the subthreshold current can be reduced.
Area of drain regions 8b, 8c in ET (Q3, Q4) 33, 34,
In addition, the edge length can be shortened and the junction leakage can be reduced. Again, these results can effectively improve the stability and data retention characteristics in the high resistance load type SRAM memory cell.
そしてまた、第6図および第7図に示す第3実施例の構
成は、前記第1実施例の構成において、ドレイン領域8
b,8c間で素子間分離領域12が接する半導体基板9面上
に、ゲート酸化膜10と同程度の薄い酸化膜12a(素子間
分離領域12に対応)を形成させたものであり、前記各実
施例と同様な作用,効果を得られるほかに、この薄い酸
化膜12aを介して対向される基体ポリシリコン層11と半
導体基板9との間に容量が形成されるために、メモリセ
ルでのノード容量を増加し得て、耐ソフトエラー性を向
上できるのである。The configuration of the third embodiment shown in FIGS. 6 and 7 is the same as that of the first embodiment except that the drain region 8
A thin oxide film 12a (corresponding to the element isolation region 12) as thin as the gate oxide film 10 is formed on the surface of the semiconductor substrate 9 in contact with the element isolation region 12 between b and 8c. In addition to obtaining the same operation and effect as in the embodiment, since a capacitance is formed between the base polysilicon layer 11 and the semiconductor substrate 9 which are opposed to each other through the thin oxide film 12a, the capacity of the memory cell is reduced. The node capacity can be increased and the soft error resistance can be improved.
以上詳述したように、この発明の第1の発明において
は、データ情報を記憶するMOS型電界効果トランジスタ
を、半導体基板上に形成されてチャネル領域を規定する
ポリシリコン層から拡散形成されたソースおよびドレイ
ン領域を有するものとしたので、安定性とデータ保持特
性とが向上したスタティック型半導体記憶装置を得るこ
とができる。As described above in detail, in the first aspect of the present invention, a MOS field effect transistor for storing data information is formed by diffusion of a source formed from a polysilicon layer formed on a semiconductor substrate and defining a channel region. Since it has the drain region and the drain region, a static semiconductor memory device having improved stability and data retention characteristics can be obtained.
また、この発明の第2の発明においても、第1および第
2のドライバトランジスタが第1のポリシリコン層から
拡散形成されたドレイン領域を有するので、安定性とデ
ータ保持特性とが向上したスタティック型半導体記憶装
置を得ることができる。Also in the second aspect of the present invention, since the first and second driver transistors have the drain region diffused from the first polysilicon layer, the static type with improved stability and data retention characteristics is provided. A semiconductor memory device can be obtained.
第1図はこの発明の第1実施例を適用した高抵抗負荷型
SRAMメモリセルのパターンを簡略化して示す平面パター
ン図、第2図は第1図II−II線部におけるゲート電極形
成までの装置構成の概要を示す断面図であり、第3図は
この発明の第2実施例を適用した高抵抗負荷型SRAMメモ
リセルの各素子の接続状態を示す回路接続図、第4図は
この第2実施例による高抵抗負荷型SRAMメモリセルのパ
ターンを簡略化して示す平面パターン図、第5図は第4
図V−V線部におけるゲート電極形成までの装置構成の
概要を示す断面図であり、第6図はこの発明の第3実施
例を適用した高抵抗負荷型SRAMメモリセルのパターンを
簡略化して示す平面パターン図、第7図は第6図VII−V
II線部におけるゲート電極形成までの装置構成の概要を
示す断面図であり、そしてまた、第8図は従来例による
高抵抗負荷型SRAMメモリセルの各素子の接続状態を示す
回路接続図、第9図はこの従来例による高抵抗負荷型SR
AMメモリセルのパターンを示す平面パターン図、第10図
は第9図パターンを簡略化して示す平面パターン図、第
11図は第10図XI−XI線部におけるゲート電極形成までの
装置構成の概要を示す断面図である。 1,12……素子間分離領域、2a〜2c……一層目の第1ポリ
シリコン層、4a〜4c……二層目の第2ポリシリコン層、
6……三層目の第3ポリシリコン層、8a〜8d……n+型の
拡散領域(ソース領域,ドレイン領域)、9……p型の
シリコン半導体基板、10……ゲート酸化膜、11……基体
ポリシリコン層、12a……薄い酸化膜(素子間分離領
域)、13……ゲート領域対応部分、31〜34……MOSFET
(Q1〜Q2)、35,36……高抵抗(R1,R2)、37……電源電
位(Vcc)、38……接地電位(GND)、39……ビット線
(BL)、40……ビット線(BL)、41,42……メモリセル
ノードMC、43……ワード線(WL)。FIG. 1 shows a high resistance load type to which the first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic plan view showing a simplified pattern of an SRAM memory cell, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an outline of a device structure up to formation of a gate electrode in the II-II line portion of FIG. 1, and FIG. A circuit connection diagram showing a connection state of each element of a high resistance load type SRAM memory cell to which the second embodiment is applied, and FIG. 4 shows a simplified pattern of the high resistance load type SRAM memory cell according to the second embodiment. Plane pattern diagram, FIG.
FIG. 5 is a sectional view showing an outline of a device configuration up to formation of a gate electrode in a VV line portion, and FIG. 6 shows a simplified pattern of a high resistance load type SRAM memory cell to which a third embodiment of the present invention is applied. The plane pattern diagram shown in FIG. 7 is shown in FIG. 6 VII-V.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an outline of a device configuration up to formation of a gate electrode in a II line portion, and FIG. 8 is a circuit connection diagram showing a connection state of each element of a conventional high resistance load type SRAM memory cell, Figure 9 shows a high resistance load type SR according to this conventional example.
FIG. 10 is a plan view showing the AM memory cell pattern. FIG. 10 is a plan view showing a simplified pattern of FIG. 9.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the outline of the device configuration up to the formation of the gate electrode along the line XI-XI in FIG. 1, 12 ... element isolation regions, 2a to 2c ... first polysilicon layer, 4a to 4c ... second polysilicon layer,
6 ... third polysilicon layer, 8a to 8d ... n + type diffusion regions (source region, drain region), 9 ... p type silicon semiconductor substrate, 10 ... gate oxide film, 11 …… Base polysilicon layer, 12a …… Thin oxide film (element isolation region), 13 …… Gate region corresponding part, 31 to 34 …… MOSFET
(Q1 to Q2), 35, 36 ... High resistance (R1, R2), 37 ... Power supply potential (Vcc), 38 ... Ground potential (GND), 39 ... Bit line (BL), 40 ... bit Lines (BL), 41, 42 ... Memory cell nodes MC, 43 ... Word lines (WL).
Claims (2)
て電源に接続され、それぞれのゲートが互いに他の前記
ドレイン領域に交差接続される1対のMOS型電界効果ト
ランジスタによってデータ情報を記憶するようにしたメ
モリセルを有するスタティック型半導体記憶装置におい
て、 前記それぞれのMOS型電界効果トランジスタは、 第1導電型の半導体基板の主面上に、それぞれ独立した
チャネル領域を規定するように互いに離れて形成された
第2導電型の不純物を含むポリシリコン層と、 前記ポリシリコン層の下の半導体基板主面上に、ポリシ
リコン層からの不純物拡散により形成され、ポリシリコ
ン層の端でその端の位置が規定されたソース領域および
ドレイン領域と、 前記半導体基板のソース領域とドレイン領域の間に位置
するチャネル領域上および前記ポリシリコン層上に、ゲ
ート絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを有し、 前記1対のMOS型電界効果トランジスタのポリシリコン
層間の前記半導体基板主面上に設けられ、前記ポリシリ
コン層の厚さとほぼ同じ厚さの素子間分離領域を備える
ことを特徴とするスタティック型半導体記憶装置。1. A pair of MOS field effect transistors each having a drain region connected to a power source through a load element and having respective gates cross-connected to the other drain regions to store data information. In the static semiconductor memory device having the memory cell, each of the MOS field effect transistors is formed separately from each other on the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate so as to define independent channel regions. And a polysilicon layer containing impurities of the second conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate below the polysilicon layer by impurity diffusion from the polysilicon layer. A source region and a drain region defined by, and a channel located between the source region and the drain region of the semiconductor substrate A gate electrode formed on the region and on the polysilicon layer via a gate insulating film, and provided on the semiconductor substrate main surface between the polysilicon layers of the pair of MOS field effect transistors; A static semiconductor memory device comprising an element isolation region having a thickness substantially the same as that of the polysilicon layer.
領域と、前記第2導電型の不純物を含む第1のポリシリ
コン層から形成される第1のポリシリコン配線と接し、
この第1のポリシリコン配線からの不純物拡散により前
記半導体基板の主面に形成される第2導電型のドレイン
領域と、このソースおよびドレイン領域に挟まれた前記
半導体基板の主面のチャネル領域上にゲート絶縁膜を介
して第1の導電層で形成されるゲート電極とを有する第
1のドライバトランジスタ、 前記半導体基板の主面に形成される第2導電型のソース
領域と、前記第1のポリシリコン配線と離隔して前記第
1のポリシリコン層から形成されるポリシリコン部材と
接し、このポリシリコン部材からの不純物拡散により前
記半導体基板の主面に形成され、前記第1のポリシリコ
ン層よりも上層の第2のポリシリコン層から形成される
第2のポリシリコン配線により前記第1のドライバトラ
ンジスタのゲート電極に接続された第2導電型のドレイ
ン領域と、このソースおよびドレイン領域に挟まれた前
記半導体基板の主面のチャネル領域上にゲート絶縁膜を
介して前記第1の導電層で形成され、前記第1のポリシ
リコン配線に接続されたゲート電極とを有する第2のド
ライバトランジスタ、 前記第1のドライバトランジスタのドレイン領域と所定
電位が与えられる所定電位配線との間に接続される第1
の負荷素子、 前記第2のドライバトランジスタのドレイン領域と前記
所定電位配線との間に接続される第2の負荷素子を備え
るスタティック型半導体記憶装置。2. A first conductivity type semiconductor substrate having a main surface, a second conductivity type source region formed on the main surface of the semiconductor substrate, and first polysilicon containing impurities of the second conductivity type. Contacting a first polysilicon line formed from a layer,
On the drain region of the second conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate by impurity diffusion from the first polysilicon wiring, and on the channel region of the main surface of the semiconductor substrate sandwiched by the source and drain regions. A first driver transistor having a gate electrode formed of a first conductive layer via a gate insulating film, a second conductive type source region formed on a main surface of the semiconductor substrate, and the first driver transistor. The first polysilicon layer is formed on the main surface of the semiconductor substrate by being separated from the polysilicon wiring and in contact with a polysilicon member formed of the first polysilicon layer and diffusing impurities from the polysilicon member. Second conductive layer connected to the gate electrode of the first driver transistor by a second polysilicon wiring formed from a second polysilicon layer above Type drain region and the channel region of the main surface of the semiconductor substrate sandwiched by the source and drain regions, the first conductive layer being formed via the gate insulating film, and the first polysilicon wiring being formed. A second driver transistor having a gate electrode connected thereto; a first driver transistor connected between a drain region of the first driver transistor and a predetermined potential wiring to which a predetermined potential is applied.
And a second load element connected between the drain region of the second driver transistor and the predetermined potential wiring.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63181109A JPH0744228B2 (en) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | Static type semiconductor memory device |
US07/693,023 US5166763A (en) | 1988-07-20 | 1991-04-30 | Static type semiconductor memory device and method of manufacturing thereof |
US07/873,148 US5200918A (en) | 1988-07-20 | 1992-04-24 | Static semiconductor memory with polysilicon source drain transistors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63181109A JPH0744228B2 (en) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | Static type semiconductor memory device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0231458A JPH0231458A (en) | 1990-02-01 |
JPH0744228B2 true JPH0744228B2 (en) | 1995-05-15 |
Family
ID=16095009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63181109A Expired - Lifetime JPH0744228B2 (en) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | Static type semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0744228B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102617065B (en) * | 2012-03-06 | 2013-11-13 | 上海市建筑科学研究院(集团)有限公司 | Multi-branch polycarboxylic acid water reducing agent with slump-retaining performance and preparation method thereof |
-
1988
- 1988-07-20 JP JP63181109A patent/JPH0744228B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0231458A (en) | 1990-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5266507A (en) | Method of fabricating an offset dual gate thin film field effect transistor | |
US5897351A (en) | Method for forming merged transistor structure for gain memory cell | |
US7009243B2 (en) | Semiconductor memory device | |
US5298782A (en) | Stacked CMOS SRAM cell with polysilicon transistor load | |
US6228704B1 (en) | Process for manufacturing semiconductor integrated circuit device | |
US6281088B1 (en) | Method of manufacturing SRAM having enhanced cell ratio | |
US5336914A (en) | Static semiconductor memory device | |
US5281843A (en) | Thin-film transistor, free from parasitic operation | |
US6801449B2 (en) | Semiconductor memory device | |
JP3039245B2 (en) | Semiconductor memory device | |
JP2936704B2 (en) | Semiconductor memory | |
JP2825244B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2748885B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JPH06104405A (en) | Static memory | |
US6025253A (en) | Differential poly-edge oxidation for stable SRAM cells | |
KR960010072B1 (en) | Semiconductor memory device | |
US6090654A (en) | Method for manufacturing a static random access memory cell | |
JP3325437B2 (en) | Semiconductor device having LDD transistor | |
KR100215851B1 (en) | Structure of semiconductor device | |
JPH0744228B2 (en) | Static type semiconductor memory device | |
US5166763A (en) | Static type semiconductor memory device and method of manufacturing thereof | |
KR960015912A (en) | Soft Error Suppression Resistor Loaded SRAM Cells | |
JP2882185B2 (en) | Static semiconductor memory device | |
JPH1084047A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
US5027186A (en) | Semiconductor device |