JP2002076144A - 半導体装置 - Google Patents
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- 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
Abstract
供すること。 【解決手段】 SRAM部3の半導体基板内には、pウ
ェル12、nウェル14、nウェル16が形成されてい
る。pウェル12には、二つのn型転送トランジスタ、
二つのn型駆動トランジスタが形成されている。nウェ
ル14には、二つのp型負荷トランジスタが形成されて
いる。nウェル16は、pウェル12およびnウェル1
4の下に位置し、nウェル14に接触している。nウェ
ル14の電位は、nウェル16から供給される。
Description
(static random access memory)のような半導体記憶
装置を含む半導体装置に関する。
記憶装置の一種であるSRAMは、リフレッシュ動作が
不要なのでシステムを簡単にできることや低消費電力で
あるという特徴を有する。このため、SRAMは、例え
ば、携帯電話のような携帯機器のメモリに好適に使用さ
れる。
ためには、SRAMのメモリセルアレイが形成されるS
RAM部を小型化しなければならない。
置を提供することである。
メモリセルを含むSRAM部を備えた半導体装置であっ
て、前記メモリセルは、第1導電型第1ウェル、第2導
電型第2ウェル、第1負荷トランジスタ、第2負荷トラ
ンジスタ、第1駆動トランジスタ、第2駆動トランジス
タ、第1転送トランジスタおよび第2転送トランジスタ
を有し、前記第1負荷トランジスタおよび前記第2負荷
トランジスタは、前記第1ウェル上に位置し、前記第1
駆動トランジスタ、前記第2駆動トランジスタ、前記第
1転送トランジスタおよび前記第2転送トランジスタ
は、前記第2ウェル上に位置し、前記半導体装置は、第
1導電型第3ウェルを備え、前記第3ウェルの底部は、
前記第1ウェルの底部および前記第2ウェルの底部より
深い位置にあり、前記第3ウェルは、各前記メモリセル
の前記第1ウェルと接続されている、ことを特徴とす
る。
に電位を供給する配線を、半導体基板上に形成した場
合、この配線が第1ウェルと接続するウェルコンタクト
領域を半導体基板上に設けなければならない。これは、
SRAM部の小型化の妨げとなる。本発明によれば、第
3ウェルが第1ウェルと接続する配線となる。このた
め、SRAM部を小型化することができる。
に、第3ウェルを配置することができるので、第1ウェ
ルのウェル抵抗を低減できる。よって、本発明によれ
ば、ウェル抵抗の上昇が原因となるラッチアップの発生
を防ぐことができる。
2ウェルの下に、第1導電型の第3ウェルが埋め込みの
形で配置することが可能である。この第2ウェルと第3
ウェルは、逆バイアスされたpn接合となる。また、第
2ウェルと第2ウェル上のドレイン(ドレインとは、例
えば、駆動トランジスタのドレイン拡散領域)も逆バイ
アスのpn接合である。この状態で、第2ウェル上のド
レインにα線が入射し、ドレイン部のpn接合空乏層
が、ファネリングによりゆがめられた場合、第3ウェル
がガードバンドの役割を果たす。すなわち、第2ウェル
のドレインへのファネリング電荷の注入を、第2ウェル
の深さの分だけにすることができる。従って、本発明で
は、α線によるソフトエラーを防ぐことができる。
は、半導体回路部を備え、前記半導体回路部は、第1導
電型第4ウェルを有し、前記第4ウェルは、前記第3ウ
ェルと接続されている、ことを特徴とする。
ルを介して、第1ウェルに電位が与えられる。
は、前記第3ウェルのウェルコンタクト領域を有さな
い、ことを特徴とする。
ことができる。
は、前記第3ウェルのウェルコンタクト領域を有する、
ことを特徴とする。
を低減できる。特に、第4ウェルと第3ウェルとの境界
にウェルコンタクト領域を配置することで、第4ウェル
で発生した基板電流がメモリセル領域に流れ込むのを防
ぐことができる。よって、ラッチアップ耐量をさらに向
上できる。
は、正規メモリセル群および冗長メモリセル群を含み、
前記正規メモリセル群は、前記冗長メモリセル群に置換
可能である、ことを特徴とする。
向上させることができる。
は、セル用電源線を有し、前記セル用電源線は、前記メ
モリセルにおける前記第1負荷トランジスタおよび前記
第2負荷トランジスタに電位を供給し、前記セル用電源
線は、前記第3ウェルと電気的に分離されており、前記
メモリセル群は、それぞれ、メモリセル群用電源線を備
え、前記メモリセル群用電源線は、前記メモリセル群の
前記セル用電源線に電位を供給し、前記メモリセル群用
電源線は、電源切り離し回路を含み、前記電源切り離し
回路により、前記セル用電源線は電源から切り離し可能
である、ことを特徴とする。
電源切り離し回路が設けられている。このため、流れて
はならない電流が、メモリセル群用電源線およびセル用
電源線を介して、あるメモリセルに流れる場合、以下の
救済ができる。その不良メモリセルを含むメモリセル群
を、冗長メモリセル群と置換する。そして、電源切り離
し回路により、不良メモリセルを含む正規メモリセル群
のセル用電源線を電源から切り離す。これにより、電流
がメモリセル群用電源線およびセル用電源線を介して、
不良メモリセルに流れるのを防ぐことができる。よっ
て、メモリセル内の電流を伴う不良を救済でき、歩留ま
りが向上する。
源からの切り離しは、メモリセル群を単位としてなされ
る。このため、セル用電源線を単位とする場合に比べ
て、SRAM部の面積を小さくすることが可能となる。
用電源線と分離されているので、第3ウェルを介して、
不良メモリセルに電流が流れるのを防ぐことが可能とな
る。よって、セル用電源線を切断するだけで、電流不良
を救済できる。
用電源線は、前記メモリセル群における前記メモリセル
のビット線プリチャージ回路に電位を供給し、前記電源
切り離し回路により、前記ビット線プリチャージ回路は
電源から切り離し可能である、ことを特徴とする。
路がメモリセル群用電源線と接続されている。このた
め、流れてはならない電流が、ビット線プリチャージ回
路を介して、あるメモリセルに流れる場合、以下の救済
が可能である。その不良メモリセルを含むメモリセル群
を、冗長メモリセル群と置換する。そして、ビット線プ
リチャージ回路を電源から切り離す。これにより、電流
がビット線プリチャージ回路を介して、不良メモリセル
に流れるのを防ぐことができる。よって、ビット線を介
する電流不良を救済でき、歩留まりが向上する。
セルによりメモリセルアレイが構成され、前記メモリセ
ル群は、前記メモリセルアレイにおける複数のカラムを
単位とする、ことを特徴とする。本発明によれば、メモ
リセル用電源を複数カラムで共用できる。よって、半導
体装置の面積の増加を防ぐことができる。
は、第1および第2ゲート−ゲート電極層、第1および
第2ドレイン−ドレイン接続層、第1および第2ドレイ
ン−ゲート接続層を備え、前記第1ゲート−ゲート電極
層は、前記第1負荷トランジスタおよび前記第1駆動ト
ランジスタのゲート電極を含み、前記第2ゲート−ゲー
ト電極層は、前記第2負荷トランジスタおよび前記第2
駆動トランジスタのゲート電極を含み、前記第1ドレイ
ン−ドレイン接続層は、前記第1負荷トランジスタのド
レインと前記第1駆動トランジスタのドレインとを接続
し、前記第2ドレイン−ドレイン接続層は、前記第2負
荷トランジスタのドレインと前記第2駆動トランジスタ
のドレインとを接続し、前記第1ドレイン−ドレイン接
続層と前記第2ドレイン−ドレイン接続層との間に、前
記第1ゲート−ゲート電極層および前記第2ゲート−ゲ
ート電極層が位置し、前記第1ドレイン−ゲート接続層
は、前記第1ドレイン−ドレイン接続層と前記第2ゲー
ト−ゲート電極層とを接続し、前記第2ドレイン−ゲー
ト接続層は、前記第2ドレイン−ドレイン接続層と前記
第1ゲート−ゲート電極層とを接続し、前記ドレイン−
ゲート接続層、前記ドレイン−ドレイン接続層、および
前記ゲート−ゲート電極層は、それぞれ、異なる層にあ
る、ことを特徴とする。
極層、ドレイン−ドレイン接続層、ドレイン−ゲート接
続層)を用いて、フリップフロップが形成される。この
ため、二層を用いてフリップフロップを形成する場合に
比べて、各層のパターンを単純化(例えば、直線状のパ
ターン)することができる。このように、本発明によれ
ば、各層のパターンを単純化できるので、例えば、メモ
リセルサイズが、4.5μm2以下の微細な半導体装置
にすることができる。
は、n型であり、前記第2導電型は、p型であり、前記
第1ウェルおよび前記第3ウェルには、VDD電源が接続
され、前記第2ウェルには、VSS電源が接続されてい
る、ことを特徴とする。
は、2メモリセル毎に一つ、前記第2ウェルのウェルコ
ンタクト領域が設けられている、ことを特徴とする。
ができる。すなわち、ウェルコンタクト領域から離れた
メモリセルでは、基板抵抗が上昇する。基板抵抗の上昇
は、ラッチアップの原因となる。本発明によれば、第2
ウェルのウェルコンタクト領域が、2メモリセル毎に一
つ設けられている。このため、第2ウェルについては、
ウェルコンタクト領域に近い位置にあるので、その分だ
け、基板抵抗を下げることができる。よって、本発明に
よれば、ラッチアップを防ぐことができる。
施形態について説明する。図18は、本実施形態の半導
体装置1の平面図である。本実施形態の半導体装置1
は、SRAM部3と、ロジック回路部5と、を同一の半
導体基板に形成している。ここで、ロジック回路部5と
は、デコーダ、センスアンプ、制御回路などのSRAM
周辺回路であってもよいし、メモリ混載チップにおけ
る、メモリ以外のロジック回路であってもよい。以下、
半導体装置1について、SRAM部3の概略、SRAM
部3の詳細、ロジック回路部5、半導体装置1のウェ
ル、SRAM部3の冗長回路、の順で説明する。
AM部3は、6個のMOS電界効果トランジスタによ
り、一つのメモリセルが構成されるタイプである。SR
AM部3の概略を、メモリセルのフリップフロップを構
成する部分の構造と、メモリセルの構造と、SRAM部
3の主な効果と、に分けて説明する。
る部分の構造}図1は、本実施形態のSRAM部3のメ
モリセルアレイの一部における第1層導電層、第2層導
電層および第3層導電層を示す平面図である。図1の理
解を容易にするため、まず、第1層導電層、第2層導電
層、第3層導電層について個別に説明する。
ト−ゲート電極層21a、21bおよび副ワード線23
が配置されている。第2層導電層は、図5に示すよう
に、ドレイン−ドレイン接続層31a、31b等が配置
されている。第3層導電層は、図8に示すように、ドレ
イン−ゲート接続層41a、41b等が配置されてい
る。図3に示す構造上に、図5に示す構造が位置し、図
5に示す構造上に、図8に示す構造が位置している。こ
れを一つの図で表したのが図1である。
分が表れている。これを、領域Aに着目して説明する。
領域Aは、一つのメモリセルが形成される領域である。
他の図面の領域Aもこの意味である。
ジスタ、つまり、nチャネル型の転送トランジスタ
Q1、Q2、nチャネル型の駆動トランジスタQ3、Q4お
よびpチャネル型の負荷トランジスタQ5、Q6が形成さ
れている。駆動トランジスタQ3と負荷トランジスタQ5
とで、一つのCMOSインバータが構成されている。ま
た、駆動トランジスタQ4と負荷トランジスタQ6とで、
一つのCMOSインバータが構成されている。この二つ
のCMOSインバータをクロスカップルすることによ
り、フリップフロップが構成される。領域Aにある6個
のMOS電界効果トランジスタで構成される回路を、等
価回路で示すと図17のようになる。
層21a、21bは、それぞれ、直線状のパターンをし
ている。ゲート−ゲート電極層21aは、駆動トランジ
スタQ3および負荷トランジスタQ5のゲート電極を構成
し、さらに、これらのゲート電極同士を接続している。
また、ゲート−ゲート電極層21bは、駆動トランジス
タQ4および負荷トランジスタQ6のゲート電極を構成
し、さらに、これらのゲート電極同士を接続している。
荷トランジスタQ5のドレイン領域とは、ドレイン−ド
レイン接続層31aにより接続される。また、駆動トラ
ンジスタQ4のドレイン領域と負荷トランジスタQ6のド
レイン領域とは、ドレイン−ドレイン接続層31bによ
り接続される。ドレイン−ドレイン接続層31aおよび
ドレイン−ドレイン接続層31bは、それぞれ、直線状
のパターンを有する。
スタQ5のゲート電極(ゲート−ゲート電極層21a)
とドレイン−ドレイン接続層31bとは、ドレイン−ゲ
ート接続層41bにより接続されている。また、駆動ト
ランジスタQ4および負荷トランジスタQ6のゲート電極
(ゲート−ゲート電極層21b)とドレイン−ドレイン
接続層31aとは、ドレイン−ゲート接続層41aによ
り接続されている。ドレイン−ゲート接続層41aおよ
びドレイン−ゲート接続層41bは、それぞれ、L字状
のパターンをしている。L字状のパターンの第1の辺と
第2の辺とで形成される角度は、ほぼ90度である。ド
レイン−ゲート接続層41aの第1の辺は、ドレイン−
ゲート接続層41bの第1の辺と対向している。ドレイ
ン−ゲート接続層41aの第2の辺は、ドレイン−ゲー
ト接続層41bの第2の辺と対向している。ドレイン−
ゲート接続層41aとドレイン−ゲート接続層41bと
は、ほぼ点対称である。
ート電極層21b、ドレイン−ドレイン接続層31aお
よびドレイン−ドレイン接続層31bは、互いに平行に
配置されている。そして、平面的に見ると、ドレイン−
ドレイン接続層31aとドレイン−ドレイン接続層31
bとの間に、ゲート−ゲート電極層21a、21bが位
置している。
SRAM部3のメモリセルの構造を説明する。SRAM
部3のメモリセルは、フィールド上に、第1層導電層、
第2層導電層、第3層導電層、第4層導電層を、層間絶
縁層を介して、順に重ねた構造をしている。フィールド
は、図2に示すように、活性領域11、13、17と素
子分離領域19とが位置する領域である。第4層導電層
は、図10に示すように、ビット線51等が位置する層
である。SRAM部3のメモリセルは、図2に示すフィ
ールド上に、前述した図1に示す第1層導電層、第2層
導電層、第3層導電層が位置し、そして、この上に、図
10に示す第4層導電層が位置する構造をしている。
よれば、SRAM部のメモリセルの小型化を図ることが
できる。本実施形態では、メモリセルのフリップフロッ
プで情報の記憶を行う。フリップフロップは、一方のイ
ンバータの入力端子(ゲート電極)を他方のインバータ
の出力端子(ドレイン)に接続し、かつ他方のインバー
タの入力端子(ゲート電極)を一方のインバータの出力
端子(ドレイン)に接続することにより、構成される。
つまり、フリップフロップは、第1のインバータと第2
のインバータをクロスカップル接続したものである。フ
リップフロップを二層で作製する場合、例えば、インバ
ータのドレイン同士を接続するドレイン−ドレイン接続
層と、インバータのゲートとインバータのドレインを接
続するドレイン−ゲート接続層と、を一つの導電層にす
ることにより、クロスカップル接続ができる。
は、一方のインバータのドレインが位置する領域と、他
方のインバータのゲートが位置する領域と、これらを連
結する領域と、にわたって形成される。よって、この導
電層は、三つ端部を有するパターン(例えば、T字状や
h字状のような分岐部を有するパターン)や、互いに腕
部分が入り込み合った渦巻き状のパターンとなる。な
お、T字状のパターンとしては、例えば、特開平10−
41409号公報の図1に開示されている。h字状のパ
ターンとしては、例えば、M.Ishida,et.al.,IEDM
Tech.Digest(1998)、第201頁の図4(b)に開示
されている。渦巻き状のパターンとしては、例えば、
M.Ishida,et.al.,IEDM Tech.Digest(1998)、第
201頁の図3(b)に開示されている。このような複
雑なパターンは、パターンが微細化すると、フォトエッ
チング工程での正確な形状再現が困難となるので、所望
のパターンが得られず、メモリセルサイズの小型化の妨
げとなる。
CMOSインバータのゲートとなるゲート−ゲート電極
層(21a、21b)、CMOSインバータのドレイン
同士を接続するドレイン−ドレイン接続層(31a、3
1b)、一方のCMOSインバータのゲートと他方のC
MOSインバータのドレインとを接続するドレイン−ゲ
ート接続層(41a、41b)を、それぞれ、異なる層
に形成している。したがって、フリップフロップを形成
するのに、三層が用いられることになる。よって、二層
を用いてフリップフロップを形成する場合に比べて、各
層のパターンを単純化(例えば、直線状に)することが
できる。このように、本実施形態によれば、各層のパタ
ーンを単純化できるので、例えば、0.18μm世代に
おいて、メモリセルサイズが、4.5μm2以下の微細
なSRAMにすることができる。
AM部3の詳細を、下層から順に、図2〜図15を用い
て説明する。なお、図2〜図13には、B1−B2線、
C1−C2線が記載されている。B1−B2線に沿った
断面を示すのが図14であり、C1−C2線に沿った断
面を示すのが図15である。
フィールドおよび第1層導電層を示す平面図である。ま
ず、フィールドについて、図2、図14および図15を
用いて説明する。図2は、フィールドを示す平面図であ
る。フィールドは、活性領域11、13、17および素
子分離領域19を有する。活性領域11、13、17
は、シリコン基板の表面に形成されている。
る。複数の活性領域11が、図2中、x軸方向に並んで
いる。活性領域11には、図1に示す転送トランジスタ
Q1、Q2、駆動トランジスタQ3、Q4が形成される。
る。複数の活性領域13が、図2中、x軸方向に並んで
いる。活性領域13には、図1に示す負荷トランジスタ
Q5、Q6が形成される。
ル毎に一つが形成される。活性領域17には、pウェル
のウェルコンタクト領域が形成される。よって、2メモ
リセル分に対応するpウェルが、このウェルコンタクト
領域を介して、VSS配線(接地線)と接続される。
素子分離領域19(深さ、例えば、400nm)によ
り、他の活性領域から分離されている。素子分離領域1
9としては、例えば、STI(shallow trench isolati
on)がある。
C1−C2断面は、それぞれ、図14、図15に示すと
おりである。これらの断面には、シリコン基板中に形成
されたpウェル12、nウェル14、nウェル16等が
表れている。これらのウェルについては、[半導体装置
1のウェル]の欄で説明する。
層について、図3、図11、図14および図15を用い
て説明する。図3は、第1層導電層を示す平面図であ
り、第1層導電層には、複数のゲート−ゲート電極層2
1a、21bおよび複数の副ワード線23が配置されて
いる。ゲート−ゲート電極層21a、21bおよび副ワ
ード線23は、例えば、ポリシリコン層上にシリサイド
層を形成した構造を有する。
それぞれ、図3中、y軸方向に延びた直線状のパターン
を有する。一組のゲート−ゲート電極層21a、21b
が、互いに平行に、一つのメモリセル領域に配置され
る。ゲート−ゲート電極層21a、21bは、図1に示
す駆動トランジスタQ3、Q4、負荷トランジスタQ5、
Q6のゲート電極となる。駆動トランジスタQ3、Q4の
ゲート長は、例えば、0.18μmである。負荷トラン
ジスタQ5、Q6のゲート長は、例えば、0.20μmで
ある。
し、図3中、x軸方向に延びている。副ワード線23
は、駆動トランジスタ側に位置している。副ワード線2
3は、上層に位置する主ワード線によって活性化/非活
性化される。副ワード線23は、転送トランジスタのゲ
ート電極となる。転送トランジスタのゲート長は、例え
ば、0.24μmである。
面、C1−C2断面は、それぞれ、図14、図15に示
すとおりである。これらの断面には、副ワード線23や
ゲート−ゲート電極層21bが表れている。
イン領域等について説明する。図11に示すように、活
性領域11には、n+型ソース/ドレイン領域11aが
形成される。ソース/ドレイン領域とは、ソースおよび
ドレインのうち、少なくとも一方の機能を果たす領域と
いう意味である。活性領域17には、p+型ウェルコン
タクト領域17aが形成される。
に、例えば、シリコン酸化層のような層間絶縁層(図1
1中には図示せず)が形成されている。図14および図
15に示すように、この層間絶縁層65は、CMPによ
り平坦化の処理がなされている。層間絶縁層65には、
n+型ソース/ドレイン領域11a等を露出する複数の
コンタクトホール63が形成されている。これらのコン
タクトホール63には、コンタクト導電部61が埋め込
まれている。
ル63に埋め込まれたプラグ60と、コンタクトホール
63の底面上および側面上に位置する高融点金属の窒化
物層62と、を含む。プラグ60の材料としては、例え
ば、タングステンがある。高融点金属の窒化物層62の
材料としては、例えば、チタンナイトライドがある。高
融点金属の窒化物層62は、主にバリア層として機能す
る。コンタクトホール63の上端部の径は、例えば、
0.30μmであり、下端部の径は、例えば、0.24
μmである。
で示すと、図4のとおりである。図11に示すように、
コンタクト導電部61は、n+型ソース/ドレイン領域
11a、p+型ソース/ドレイン領域13a、p+型ウェ
ルコンタクト領域17aに接続されている。
に示す構造上に位置する。第2層導電層は、図5に示す
ように、複数のドレイン−ドレイン接続層31a、31
b、VDD配線33、複数のBL(ビット線、ビット線
/)コンタクトパッド層35a、35b、複数のVSS局
所配線37が配置されている。これらは、例えば、高融
点金属からなる金属層(厚さ例えば、8.5nm)上
に、高融点金属の窒化物層(厚さ例えば、135nm)
を形成した構造を有する。高融点金属からなる金属層
は、下敷きとなり、例えば、チタン層がある。高融点金
属の窒化物層は、例えば、チタンナイトライド層があ
る。なお、第2層導電層の構成は、高融点金属の窒化物
層のみでもよい。
から説明する。ドレイン−ドレイン接続層31a、31
bは、それぞれ、図5中、y軸方向に延びた直線状のパ
ターンを有する。ドレイン−ドレイン接続層31aの本
体部31a3の幅は、ドレイン−ドレイン接続層31a
の端部31a1、31a2の幅より小さい。同様に、ド
レイン−ドレイン接続層31bの本体部31b3の幅
は、ドレイン−ドレイン接続層31bの端部31b1、
31b2の幅より小さい。本体部31a3、31b3の
幅の値は、設計ルール上の最小値である。一組のドレイ
ン−ドレイン接続層31a、31bが、一つのメモリセ
ル領域に配置される。
中、y軸方向に延びた本体部を有する。VSS局所配線3
7の端部の幅は、VSS局所配線37の本体部の幅より大
きい。VSS局所配線37は、ドレイン−ドレイン接続層
31aの端部31a2とドレイン−ドレイン接続層31
bの端部31b2との間に位置する。そして、この位置
から、VSS局所配線37は、図5中、下に位置するメモ
リセルのドレイン−ドレイン接続層31aの端部31a
2とドレイン−ドレイン接続層31bの端部31b2と
の間にまで延びている。VSS局所配線37は、二つのメ
モリセルにつき、一つが配置される。
線とn+型ソース/ドレイン領域11a(図11参照)
とを接続するためのパッド層として機能する。同様に、
BLコンタクトパッド層35bは、ビット線/とn+型
ソース/ドレイン領域11aとを接続するためのパッド
層として機能する。
リセルのドレイン−ドレイン接続層31aと、図5中、
その下にあるメモリセルのドレイン−ドレイン接続層3
1aとの間に位置する。同様に、BLコンタクトパッド
層35bは、一メモリセルのドレイン−ドレイン接続層
31bと、図5中、その下にあるメモリセルのドレイン
−ドレイン接続層31bとの間に位置する。BLコンタ
クトパッド層35a、35bは、二つのメモリセルにつ
き、それぞれ、一つが配置される。
た直線状のパターンを有する。
ン−ドレイン接続層31a、31b、VDD配線33、B
Lコンタクトパッド層35a、35b、VSS局所配線3
7は、図11に示すコンタクト導電部61と接続されて
いる。この接続を、図5ではコンタクト部61mで表
す。
は、図14に示すとおりである。この断面には、ドレイ
ン−ドレイン接続層31b、BLコンタクトパッド層3
5bが表れている。第2層導電層は、先程説明したよう
に、高融点金属からなる金属層30と、高融点金属から
なる金属層30上に位置する高融点金属の窒化物層32
と、を備える。
コン酸化層のような層間絶縁層(図5中には図示せず)
が形成されている。図14および図15に示すように、
この層間絶縁層71は、CMPにより平坦化の処理がな
されている。図14に示すように、層間絶縁層71に
は、ドレイン−ドレイン接続層31b等を露出する複数
のスルーホール79が形成されている。スルーホール7
9には、コンタクト導電部75が埋め込まれている。ま
た、図15に示すように、層間絶縁層71、65には、
ゲート−ゲート電極層21bを露出するスルーホール7
7が形成されている。スルーホール77には、コンタク
ト導電部73が埋め込まれている。コンタクト導電部7
3、75と第2層導電層との平面的関係を図示したのが
図12である。
コンタクト導電部73の平面パターンは、図6に示すと
おりである。コンタクト導電部73は、ゲート−ゲート
電極層21a、21b(図3参照)に、接続されてい
る。コンタクト導電部73の断面を、図15を用いて説
明する。コンタクト導電部73は、二つの層間絶縁層6
5、71を貫通するスルーホール77に埋め込まれてい
る。この断面において、コンタクト導電部73は、ゲー
ト−ゲート電極層21bと接続されている。コンタクト
導電部73は、スルーホール77に埋め込まれたプラグ
70と、スルーホール77の底面上および側面上に位置
する高融点金属の窒化物層72と、を含む。プラグ70
の材料としては、例えば、タングステンがある。高融点
金属の窒化物層72の材料としては、例えば、チタンナ
イトライドがある。高融点金属の窒化物層72は、主に
バリア層として機能する。スルーホール77の上端部の
径は、例えば、0.32μmであり、下端部の径は、例
えば、0.24μmである。
コンタクト導電部75の平面パターンは、図7に示すと
おりである。コンタクト導電部75は、図12に示すよ
うに、ドレイン−ドレイン接続層31aの端部31a
1、ドレイン−ドレイン接続層31bの端部31b2、
BLコンタクトパッド層35a、35b、VSS局所配線
37に接続されている。コンタクト導電部75の断面
を、図14を用いて説明する。コンタクト導電部75
は、層間絶縁層71を貫通するスルーホール79に埋め
込まれている。この断面において、コンタクト導電部7
5は、ドレイン−ドレイン接続層31b、BLコンタク
トパッド層35bと接続されている。コンタクト導電部
75の構成要素は、コンタクト導電部61、73と同じ
である。スルーホール79の上端部の径は、例えば、
0.30μmであり、下端部の径は、例えば、0.24
μmである。
に示す構造上に位置する。第3層導電層は、図8に示す
ように、複数のドレイン−ゲート接続層41a、41
b、主ワード線43、複数のBLコンタクトパッド層4
5a、45b、複数のVSSコンタクトパッド層47が配
置されている。
41a3と二つの端部41a1、41a2とを有する。
本体部41a3は、図8中、x軸方向に延びている部分
である。端部41a1は、ドレイン−ゲート接続層41
b側に曲がっている部分である。同様に、ドレイン−ゲ
ート接続層41bは、本体部41b3と二つの端部41
b1、41b2とを有する。本体部41b3は、図8
中、x軸方向に延びている部分である。端部41b1
は、ドレイン−ゲート接続層41a側に曲がっている部
分である。一組のドレイン−ゲート接続層41a、41
bが、一つのメモリセル領域に配置される。
線とn+型ソース/ドレイン領域11aとを接続するた
めのパッド層として機能する。同様に、BLコンタクト
パッド層45bは、ビット線/とn+型ソース/ドレイ
ン領域11aとを接続するためのパッド層として機能す
る。BLコンタクトパッド層45a、45bは、二つの
メモリセルにつき、それぞれ、一つが配置される。
y軸方向に延び、二つの端部を有する。VSSコンタクト
パッド層47は、BLコンタクトパッド層45aとBL
コンタクトパッド層45bとの間に位置する。VSSコン
タクトパッド層47は、二つのメモリセルにつき、一つ
が配置される。
直線状に延びている。主ワード線43は、図5に示すV
DD配線33の上方に位置する。なお、本実施形態では、
ワード線を副ワード線23(図3参照)と主ワード線4
3(図8参照)からなる構造としているが、主ワード線
を設けない構造でもよい。
a1、ドレイン−ゲート接続層41bの端部41b1
は、それぞれ、図12に示すコンタクト導電部73と接
続されている。この接続を、図8ではコンタクト部73
mで表す。また、ドレイン−ゲート接続層41aの端部
41a2、ドレイン−ゲート接続層41bの端部41b
2、BLコンタクトパッド層45a、45b、VSSコン
タクトパッド層47は、図12に示すコンタクト導電部
75と接続されている。この接続を、図8ではコンタク
ト部75mで表す。
−C2断面は、それぞれ、図14、図15に示すとおり
である。この断面には、ドレイン−ゲート接続層41
a、41b、BLコンタクトパッド層45b、主ワード
線43が表れている。これらを含む第3層導電層は、例
えば、下から順に、高融点金属の窒化物層42、金属層
44、高融点金属からなる金属層46、高融点金属の窒
化物層48が積層された構造を有する。各層の具体例
は、次のとおりである。高融点金属の窒化物層42とし
ては、例えば、チタンナイトライド層がある。金属層4
4としては、例えば、アルミニウム層、銅層または、こ
れらの合金層がある。高融点金属からなる金属層46と
しては、例えば、チタン層がある。高融点金属の窒化物
層48としては、例えば、チタンナイトライド層があ
る。
なるハードマスク層40が形成されている。ハードマス
ク層40をマスクとして、第3層の導電層のパターンニ
ングがなされる。これは、メモリセルの小型化により、
レジストのみをマスクとして、第3層導電層のパターン
ニングをするのが困難だからである。
コン酸化層のような層間絶縁層が形成されている。図1
4および図15に示すように、この層間絶縁層85は、
CMPにより平坦化の処理がなされている。層間絶縁層
85には、BLコンタクトパッド層45a等が露出する
スルーホール83が形成されている。スルーホール83
には、コンタクト導電部81が埋め込まれている。これ
を図示した平面図が図13である。コンタクト導電部8
1は、図13に示すように、BLコンタクトパッド層4
5a、45b、VSSコンタクトパッド層47に接続され
ている。コンタクト導電部81の平面パターンは、図9
に示すとおりである。コンタクト導電部81の構成要素
は、コンタクト導電部61、73、75と同じである。
スルーホール83の上端部の径は、例えば、0.36μ
mであり、下端部の径は、例えば、0.28μmであ
る。
に示す構造上に位置する。第4層導電層は、図10に示
すように、複数のビット線51、複数のビット線/5
3、複数のVSS配線55が配置されている。これらは、
図10中、y軸方向に、直線状に延びている。V SS配線
55は、ビット線51とビット線/53との間であっ
て、メモリセル中央にに配置されている。これらは、そ
れぞれ、図13に示すコンタクト導電部81と接続され
ている。この接続を、図10ではコンタクト部81mで
表す。ビット線51等は、例えば、下から順に、チタン
ナイトライド層、アルミニウム−銅合金層、チタンナイ
トライド層が積層された構造を有する。
図14に示すとおりである。この断面には、ビット線/
53が表れている。ビット線/53には、ビット線51
に流れる信号と相補の信号が流れる。以上が本実施形態
の構造の詳細である。
ンは、設計パターンである。これらのパターンは角部を
有する。しかし、実際に半導体基板上に形成されるパタ
ーンは、光の近接効果により、角部を規定する線が曲線
になっている。
部3の一部およびロジック回路部5の一部の断面図であ
る。SRAM部3の一部の断面は、図14に示す断面に
おいて、B2をさらに、図2に示すy方向に延ばしたも
のである。但し、図16においては、詳細な構造を省略
している。SRAM部3の一部の断面もあらわしたの
は、ロジック回路部5の各層とSRAM部3の各層との
対応関係を説明するためである。ロジック回路部5にお
ける符号が示す要素のうち、SRAM部3における符号
が示す要素と同じものについては、同一符号を付してい
る。
一のシリコン基板上に形成されている。ロジック回路部
5には、MOS電界効果トランジスタ100があらわれ
ている。ロジック回路部5には、この回路の機能を実現
するのに必要な素子が形成される。MOS電界効果トラ
ンジスタ100は、シリコン基板中のnウェル18上に
形成されている。MOS電界効果トランジスタ100
は、ゲート電極25と、一対のp+型ソース/ドレイン
領域13aと、を備える。ゲート電極25は、副ワード
線23と同じ層に位置している。ゲート電極25は、副
ワード線23と同時に形成されるので、ゲート電極25
の構成要素は、副ワード線23と同じである。ゲート電
極25を覆うように、層間絶縁層65が位置している。
5上には、配線層が形成されていない。なお、層間絶縁
層65上に配線層が形成されていてもよい。層間絶縁層
65上に層間絶縁層71が位置している。層間絶縁層6
5および層間絶縁層71を貫通するように、二つのコン
タクトホール87が形成されている。コンタクトホール
87の一方は、p+型ソース/ドレイン領域13aの一
方に到達している。コンタクトホール87の他方は、p
+型ソース/ドレイン領域13aの他方に到達してい
る。コンタクトホール87は、図15に示すスルーホー
ル77と同時に形成される。なお、図示はされていない
が、層間絶縁層65および層間絶縁層71を貫通し、ゲ
ート電極25へ到達するコンタクトホールも形成されて
いる。このコンタクトホールはコンタクトホール87と
同時に形成される。
えば、0.32μmであり、下端部の径は、例えば、
0.22μmであり、深さは、1.0μmである。コン
タクトホール87のアスペクト比(コンタクトホール8
7の深さ/コンタクトホール87の下端部の径)は、約
4.5である。コンタクトホール87には、コンタクト
導電部89が埋め込まれている。コンタクト導電部89
は、図15に示すコンタクト導電部73と同時に形成さ
れるので、コンタクト導電部89の構成要素は、コンタ
クト導電部73と同じである。
や配線コンタクトパッド91が位置している。配線コン
タクトパッドとは、配線層とp+型ソース/ドレイン領
域13aとの接続に用いられる導電層である。配線コン
タクトパッド91は、一方のコンタクト導電部89と接
続されている。第1層配線層90は、他方のコンタクト
導電部89と接続されている。第1層配線層90および
配線コンタクトパッド91は、ドレイン−ゲート接続層
41bやBLコンタクトパッド層45bと同じ層に位置
している。第1層配線層90および配線コンタクトパッ
ド91は、ドレイン−ゲート接続層41bやBLコンタ
クトパッド層45bと同時に形成されるので、第1層配
線層90および配線コンタクトパッド91の構成要素
は、ドレイン−ゲート接続層41bやBLコンタクトパ
ッド層45bと同じである。
ッド91を覆うように、層間絶縁層85が位置してい
る。層間絶縁層85中には、二つのコンタクト導電部8
1が形成されている。一方のコンタクト導電部81は、
配線コンタクトパッド91と接続されている。他方のコ
ンタクト導電部81は、第1層配線層90と接続されて
いる。
や配線コンタクトパッド93が位置している。配線コン
タクトパッド93は、一方のコンタクト導電部81と接
続されている。第2層配線層92は、他方のコンタクト
導電部81と接続されている。第2層配線層92および
配線コンタクトパッド93は、ビット線/53と同じ層
に位置している。第2層配線層92および配線コンタク
トパッド93は、ビット線/53と同時に形成されるの
で、第2層配線層92および配線コンタクトパッド93
の構成要素は、ビット線/53と同じである。
93およびビット線/53を覆うように、層間絶縁層9
4が位置している。層間絶縁層94の構成要素は、層間
絶縁層85と同じである。層間絶縁層94中には、コン
タクト導電部95が形成されている。コンタクト導電部
95は、配線コンタクトパッド93と接続されている。
コンタクト導電部95の構成要素は、コンタクト導電部
と同じである。層間絶縁層94上には、第3層配線層9
6が位置している。第3層配線層96は、コンタクト導
電部95と接続されている。第3層配線層96の構成要
素は、第2層配線層92と同じである。
て、第3層配線層96およびコンタクト導電部95を設
けない構成でもよいし、また、第3層配線層96の他、
第4層配線層や第5層配線層を設ける構成でもよい。ま
た、SRAM部3と同一の配線層を有する構成でもよ
い。
ウェルについて、ウェルの構造、ウェルによる効果、ウ
ェルの形成方法の順に説明する。
構造について、主に図16を用いて説明する。まず、S
RAM部3に配置されているウェルの構造から説明す
る。
ル14、nウェル16が配置されている。pウェル12
の表面には、活性領域11があり、そこに、図1に示
す、nチャネル型の転送トランジスタQ1、Q2、nチャ
ネル型の駆動トランジスタQ3、Q4が形成されている。
また、図示されていないが、pウェル12の表面には、
図2に示す活性領域17がある。活性領域17には、p
ウェル12のウェルコンタクト領域がある。nウェル1
4の表面には、活性領域13があり、そこに、図1に示
す、pチャネル型の負荷トランジスタQ5、Q6が形成さ
れている。nウェル16は、pウェル12、nウェル1
4の下に位置している。nウェル16は、各nウェル1
4と接触している。よって、各nウェル14は、nウェ
ル16と接続されている。
nウェル16の配置関係を示す平面図である。pウェル
12、nウェル14は、それぞれ、平面形状が長方形状
をしている。pウェル12、nウェル14は、それぞ
れ、複数あり、交互に、nウェル16上に配置されてい
る。
について説明する。ロジック回路部5には、nウェル1
8が配置されている。nウェル18は、SRAM部3と
ロジック回路部5の境界において、nウェル16と接触
している。よって、nウェル18はnウェル16と接続
されている。
て説明する。pウェル12の底部12aは、シリコン基
板の表面から深さd(例えば、0.6〜1.0μm)の
位置にある。pウェル12のp型不純物は、例えば、ボ
ロンであり、p型不純物濃度は、1×1016〜1×10
18個/cm3である。nウェル14の底部14aは、p
ウェル12の底部12aとほぼ同じ位置にある。nウェ
ル14のn型不純物は、例えば、リンであり、n型不純
物濃度は、1×1016〜1×1018個/cm3である。
nウェル16の底部16aは、シリコン基板の表面から
深さD(例えば、0.8〜3.0μm)の位置にある。
深さDは深さdより大きな値である。nウェル16のn
型不純物は、例えば、リンであり、n型不純物濃度は、
1×10 15〜1×1018個/cm3である。nウェル1
8の底部18aは、nウェル16の底部16aとほぼ同
じ位置にある。nウェル18のn型不純物は、例えば、
リンであり、n型不純物濃度は、1×1015〜1×10
18個/cm3である。
による効果を説明する。nウェル16は、nウェル14
にVDDの電位を供給する。このため、nウェル14に
は、ウェルコンタクト領域が不要となる。これにより、
SRAM部3を小型化することができる。なお、nウェ
ル16は、nウェル18から電位を供給される。nウェ
ル18は、nウェル18のウェルコンタクト領域を介し
て、シリコン基板上の配線層より電位が供給される。
り、nウェル14には、均一に、VDDの電位が供給され
る。このため、一部の負荷トランジスタにおいて、nウ
ェル14の抵抗が上昇する問題を生じないようにするこ
とができる。つまり、nウェル14にウェルコンタクト
領域を設けた場合、ウェルコンタクト領域から離れた位
置にある負荷トランジスタでは、nウェル14の抵抗が
高くなり、ラッチアップの原因となるのである。
電位を供給されているが、本発明はこれに限定されな
い。例えば、図19に示すSRAM部3の周囲に、nウ
ェル16のウェルコンタクト領域を形成し、そこからn
ウェル16に電位を供給してもよい。一般にロジック回
路部5は、トランジスタの駆動能力が高く、基板電流が
大きい。nウェル16とnウェル18との境界部にウェ
ルコンタクト領域を配置することで、ロジック回路部5
の基板電流がメモリセル領域に流れ込まない。よって、
ラッチアップをさらに防止することができる。
ェル16が埋め込み層の形で配置される。pウェル12
にはVSSの電位、nウェル16にはVDDの電位が、それ
ぞれ、供給される。pウェル12とnウェル16は、逆
バイアスされたpn接合となる。また、pウェル12上
のn+型のドレイン11a(例えば、駆動トランジスタ
Q3、Q4のドレイン)がVDD電位である場合、n+型の
ドレイン11aとpウェル12も、逆バイアスされたp
n接合となる。この状態で、n+型のドレイン11aに
α線が入射し、n+型のドレイン11aとpウェル12
とのpn接合の空乏層がファネリングによりゆがめられ
た場合でも、VDD電位のnウェル16のガードバンドの
役割を果たす。すなわち、n+型のドレイン11aへの
ファネリングによる電荷の流入は、pウェル12分だけ
となる。pウェル12の下にnウェル16がない場合
(特に、シリコン基板がp型)に比べて、n+型のドレ
イン11aへの流入電荷量は、大幅に低減される。よっ
て、本実施形態では、α線によるソフトエラーを防ぐこ
とができる。
ウェルの形成方法について、図20〜図23を用いて説
明する。図20〜図23において、領域R1は、SRA
M部3の形成領域、領域R2は、ロジック回路部5の形
成領域を示す。
ン基板の表面に、例えば、STI(shallow trench iso
lation)により、素子分離領域19を形成する。そし
て、シリコン基板の表面に、図示しないが、厚さ、例え
ば、3.0〜8.0μmのレジストパターンを形成す
る。このレジストパターンにより、領域R1は全面的に
露出し、領域R2は部分的に露出している。
リコン基板にイオンを注入し、図21に示すように、領
域R1にnウェル16および領域R2にnウェル18を
形成する。イオンは、例えば、リンである。打ち込みエ
ネルギーは、例えば、500KeV〜3MeVである。
ドーズ量は、例えば、5E12〜5E13である。
領域およびnウェル18を露出するように、レジストパ
ターン1000をシリコン基板上に形成する。レジスト
パターン1000の厚さは、例えば、1.2〜2.5μ
mである。レジストパターン1000をマスクとして、
シリコン基板にイオンを注入し、領域R1にnウェル1
4を形成する。
打ち込みを組み合わせることにより形成される。まず、
チャネルカット層を形成する。イオンは、例えば、リン
である。打ち込みエネルギーは、例えば、200KeV
〜500KeVであり、ドース量は、例えば、3E12
〜2E13である。次に、パンチスルーストッパ層を形
成する。イオンは、例えば、リンである。打ち込みエネ
ルギーは、例えば、100KeV〜200KeVであ
り、ドース量は、例えば、2E12〜1E13である。
次に、チャネルドープ層を形成する。イオンは、例え
ば、リンである。打ち込みエネルギーは、例えば、20
KeV〜100KeVであり、ドース量は、例えば、1
E12〜1.2E13である。なお、このイオン注入に
より、nウェル18にもイオンが注入される。また、チ
ャネルドープ層形成のイオン注入は、領域R1のnウェ
ル14、領域R2のnウェル18を、別々に異なるドー
ス量でイオン注入してもよい。
領域を露出するように、レジストパターン2000をシ
リコン基板上に形成する。レジストパターン2000の
厚さは、例えば、1.2〜2.5μmである。レジスト
パターン2000をマスクとして、シリコン基板にイオ
ンを注入し、領域R1にpウェル12を形成する。
打ち込みを組み合わせることにより形成される。まず、
チャネルカット層を形成する。イオンは、例えば、ボロ
ンである。打ち込みエネルギーは、例えば、100Ke
V〜300KeVであり、ドース量は、例えば、3E1
2〜2E13である。次に、パンチスルーストッパ層を
形成する。イオンは、例えば、ボロンである。打ち込み
エネルギーは、例えば、50KeV〜200KeVであ
り、ドース量は、例えば、2E12〜1E13である。
次に、チャネルドープ層を形成する。イオンは、例え
ば、二フッ化ボロンである。打ち込みエネルギーは、例
えば、30KeV〜150KeVであり、ドース量は、
例えば、1E12〜1.2E13である。
れる。
は、冗長回路を含む。これについて、SRAM部3の冗
長回路の構成、冗長回路よる主な効果、SRAM部3の
電源切り離し回路、の順で説明する。
は、SRAM部3の一部の回路ブロック図である。多数
のメモリセルMCが、SRAM部3にマトリックス状に
配置されている。メモリセルMCは、図17に示す回路
構成をしている。
む。メモリセル群は、複数のメモリセルMCから構成さ
れ、所定数(例えば、16)のカラムを一群としてい
る。よって、メモリセル群のロウ方向には、16個のメ
モリセルMCがある。メモリセル群には、正規メモリセ
ル群および冗長メモリセル群がある。冗長メモリセル群
は、所定数(例えば、128)の正規メモリセル群毎に
一つ設けられている。
れたメモリセル群用電源線200がある。メモリセル群
用電源線200は、ビット線プリチャージ回路400を
介して、そのメモリセル群にあるBL線およびBL/線
に電位を供給する。また、メモリセル群用電源線200
は、そのメモリセル群にあるセル用VDD電源線に電位を
供給する。
り離し回路300が接続されている。電源切り離し回路
300は、セル用VDD電源線を主電源VDDから切り離す
機能を有する。電源切り離し回路300の詳細は、後で
説明する。なお、SRAM部3には、カラム毎に接地線
500が配置されている。
備えている。セル用VSS電源線は、その一部が図10に
示すVSS配線55である。セル用VSS電源線およびpウ
ェル12は、接地線500に接続されている。
備えている。セル用VDD電源線は、その一部が図5に示
すVDD配線33である。各メモリセルMCのセル用VDD
電源線は、そのメモリセルMCが属するメモリセル群の
メモリセル群用電源線200に接続されている。セル用
VDD電源線は、nウェル14と接続されていない。nウ
ェル14は、図16に示すnウェル18、nウェル16
を介して、別の経路からVDDの電位が供給される。
MCに、セル用VDD電源線、BL線またはBL/線を介
して、不要な電流が流れる場合、そのメモリセルは不良
メモリセルである。本実施形態では、その不良メモリセ
ルMCを含む正規メモリセル群を冗長メモリセル群に置
換する。そして、不良メモリセルMCに電流が流れるの
を防ぐため、電源切り離し回路300のヒューズを切断
することにより、その正規メモリセル群を主電源VDDか
ら切り離す。
ル用VDD電源線と別にしているので、隣りのメモリセル
群のセル用VDD電源線からの電流が不良メモリセルMC
に流れることない。すなわち、あるメモリセル群のnウ
ェル14は、隣りのメモリセル群のnウェル14とつな
がっている。nウェル14の電源供給の経路をセル用V
DD電源線と同じにすると、不良メモリセルMCを含む正
規メモリセル群を主電源VDDから切り離しても、隣りの
メモリセル群のnウェル14を介して不良メモリセルM
Cに電流が流れるのである。
源線の主電源VDDからの切り離しは、メモリセル群を単
位としてなされる。このため、セル用VDD電源線を単位
としてなされる場合に比べて、SRAM部3の面積を小
さくすることが可能となる。なお、本実施形態におい
て、セル用電源線の電源からの切り離しは、セル用電源
線を単位とすることも可能である。
00は、公知の電源切り離し回路を用いることができ
る。電源切り離し回路300の一例について、図25を
用いて説明する。図25は、特開平9−265792号
公報に開示された電源切り離し回路である。まず、電源
切り離し回路300の構成から説明する。電源切り離し
回路300は、プログラム回路310とスイッチ回路3
20を含む。
ューズ313、インバータ315、317を含む。抵抗
311とヒューズ313は直列接続されている。抵抗3
11とヒューズ313を接続する配線には、インバータ
315の入力端子が接続されている。インバータ315
の入力は、アクティブロウである。インバータ315の
出力端子は、インバータ317の入力端子に接続されて
いる。
OSトランジスタ321を含む。MOSトランジスタ3
21の一方のソース/ドレインには、メモリセル群用電
源線200(200a)が接続されている。MOSトラ
ンジスタ321の他方のソース/ドレインには、メモリ
セル群用電源線200(200b)が接続されている。
MOSトランジスタ321のゲートには、インバータ3
17の出力端子が接続されている。
明する。ヒューズ313は抵抗311より、抵抗値が十
分低い。このため、ヒューズ313を切断しない場合、
ノード319はロウレベル電位となる。したがって、p
チャネル型のMOSトランジスタ321はONし、主電
源VDDからメモリセル群用電源線200を介して、セル
用VDD電源線(図24)に電位が供給される。
合、そのメモリセルMSを含む正規メモリセル群におけ
る電源切り離し回路300のヒューズ313を、レーザ
などで切断する。これにより、ノード319はハイレベ
ル電位となるので、pチャネル型のMOSトランジスタ
321はOFFする。この結果、セル用VDD電源線(図
24)は、主電源VDDから切り離される。なお、電源切
り離し回路300は、この構成にとらわれず、低抵抗の
ヒューズリンクを用いてもよい。
一部における第1層導電層、第2層導電層および第3層
導電層を示す平面図である。
一部におけるフィールドを示す平面図である。
一部における第1層導電層を示す平面図である。
一部におけるコンタクト導電部61を示す平面図であ
る。
一部における第2層導電層を示す平面図である。
一部におけるコンタクト導電部73を示す平面図であ
る。
一部におけるコンタクト導電部75を示す平面図であ
る。
一部における第3層導電層を示す平面図である。
一部におけるコンタクト導電部81を示す平面図であ
る。
の一部における第4層導電層を示す平面図である。
ド、第1層導電層、コンタクト導電部61を示す平面図
である。
電層、コンタクト導電部73、75を示す平面図であ
る。
電層、コンタクト導電部81を示す平面図である。
線に沿った断面図である。
線に沿った断面図である。
ロジック回路部の一部の断面図である。
ある。
る。
平面図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
ブロック図である。
し回路の回路図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 複数のメモリセルを含むSRAM部を備
えた半導体装置であって、 前記メモリセルは、第1導電型第1ウェル、第2導電型
第2ウェル、第1負荷トランジスタ、第2負荷トランジ
スタ、第1駆動トランジスタ、第2駆動トランジスタ、
第1転送トランジスタおよび第2転送トランジスタを有
し、 前記第1負荷トランジスタおよび前記第2負荷トランジ
スタは、前記第1ウェル上に位置し、 前記第1駆動トランジスタ、前記第2駆動トランジス
タ、前記第1転送トランジスタおよび前記第2転送トラ
ンジスタは、前記第2ウェル上に位置し、 前記半導体装置は、第1導電型第3ウェルを備え、 前記第3ウェルの底部は、前記第1ウェルの底部および
前記第2ウェルの底部より深い位置にあり、 前記第3ウェルは、各前記メモリセルの前記第1ウェル
と接続されている、半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記半導体装置は、半導体回路部を備え、 前記半導体回路部は、第1導電型第4ウェルを有し、 前記第4ウェルは、前記第3ウェルと接続されている、
半導体装置。 - 【請求項3】 請求項1または2において、 前記SRAM部は、前記第3ウェルのウェルコンタクト
領域を有さない、半導体装置。 - 【請求項4】 請求項1または2において、 前記SRAM部は、前記第3ウェルのウェルコンタクト
領域を有する、半導体装置。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかにおいて、 前記SRAM部は、正規メモリセル群および冗長メモリ
セル群を含み、 前記正規メモリセル群は、前記冗長メモリセル群に置換
可能である、半導体装置。 - 【請求項6】 請求項5において、 前記メモリセルは、セル用電源線を有し、 前記セル用電源線は、前記メモリセルにおける前記第1
負荷トランジスタおよび前記第2負荷トランジスタに電
位を供給し、 前記セル用電源線は、前記第3ウェルと電気的に分離さ
れており、 前記メモリセル群は、それぞれ、メモリセル群用電源線
を備え、 前記メモリセル群用電源線は、前記メモリセル群の前記
セル用電源線に電位を供給し、 前記メモリセル群用電源線は、電源切り離し回路を含
み、 前記電源切り離し回路により、前記セル用電源線は電源
から切り離し可能である、半導体装置。 - 【請求項7】 請求項6において、 前記メモリセル群用電源線は、前記メモリセル群におけ
る前記メモリセルのビット線プリチャージ回路に電位を
供給し、 前記電源切り離し回路により、前記ビット線プリチャー
ジ回路は電源から切り離し可能である、半導体装置。 - 【請求項8】 請求項5〜7のいずれかにおいて、 複数の前記メモリセルによりメモリセルアレイが構成さ
れ、 前記メモリセル群は、前記メモリセルアレイにおける複
数のカラムを単位とする、半導体装置。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかにおいて、 前記メモリセルは、第1および第2ゲート−ゲート電極
層、第1および第2ドレイン−ドレイン接続層、第1お
よび第2ドレイン−ゲート接続層を備え、 前記第1ゲート−ゲート電極層は、前記第1負荷トラン
ジスタおよび前記第1駆動トランジスタのゲート電極を
含み、 前記第2ゲート−ゲート電極層は、前記第2負荷トラン
ジスタおよび前記第2駆動トランジスタのゲート電極を
含み、 前記第1ドレイン−ドレイン接続層は、前記第1負荷ト
ランジスタのドレインと前記第1駆動トランジスタのド
レインとを接続し、 前記第2ドレイン−ドレイン接続層は、前記第2負荷ト
ランジスタのドレインと前記第2駆動トランジスタのド
レインとを接続し、 前記第1ドレイン−ドレイン接続層と前記第2ドレイン
−ドレイン接続層との間に、前記第1ゲート−ゲート電
極層および前記第2ゲート−ゲート電極層が位置し、 前記第1ドレイン−ゲート接続層は、前記第1ドレイン
−ドレイン接続層と前記第2ゲート−ゲート電極層とを
接続し、 前記第2ドレイン−ゲート接続層は、前記第2ドレイン
−ドレイン接続層と前記第1ゲート−ゲート電極層とを
接続し、 前記ドレイン−ゲート接続層、前記ドレイン−ドレイン
接続層、および前記ゲート−ゲート電極層は、それぞ
れ、異なる層にある、半導体装置。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかにおいて、 前記第1導電型は、n型であり、 前記第2導電型は、p型であり、 前記第1ウェルおよび前記第3ウェルには、VDD電源が
接続され、 前記第2ウェルには、VSS電源が接続されている、半導
体装置。 - 【請求項11】 請求項1〜10のいずれかにおいて、 前記第2ウェルは、2メモリセル毎に一つ、前記第2ウ
ェルのウェルコンタクト領域が設けられている、半導体
装置。
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