JP2002237528A - Semiconductor device, memory system and electronic apparatus - Google Patents

Semiconductor device, memory system and electronic apparatus

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JP2002237528A
JP2002237528A JP2001031242A JP2001031242A JP2002237528A JP 2002237528 A JP2002237528 A JP 2002237528A JP 2001031242 A JP2001031242 A JP 2001031242A JP 2001031242 A JP2001031242 A JP 2001031242A JP 2002237528 A JP2002237528 A JP 2002237528A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-speed SRAM and whose power consumption can be lowered. SOLUTION: The memory cell of the SRAM has a structure, in which five conductive layers are provided in the upper part of a field. Subword lines 23a, 23b in the first-layer conductive layer are situated, so as to be separated from an active region 13 as the field viewed from a plane. The active region 13 does not extend to the lower part of the subword lines 23a, 23b. Since the overlapping part of the active region 13 with the subword line 23a (or 23b) is not generated, stray capacitance caused by the overlap part can be eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、SRAM
(static random access memory)のような半導体装
置、および、これを備えるメモリシステム、電子機器に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a semiconductor device such as a (static random access memory), a memory system including the same, and an electronic device.

【0002】[0002]

【背景技術および発明が解決しようとする課題】半導体
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、携帯電話のような電子機器のメモリに好適に使用さ
れる。
2. Description of the Related Art An SRAM, which is a kind of a semiconductor memory device, has a feature that a refresh operation is not required, so that a system can be simplified and power consumption is low. For this reason, the SRAM is suitably used as a memory of an electronic device such as a mobile phone.

【0003】電子機器には、高速かつ低消費電流の要請
がある。
There is a demand for high speed and low current consumption of electronic devices.

【0004】本発明の目的は、高速かつ低消費電流が可
能な半導体装置、および、これを備えるメモリシステ
ム、電子機器を提供することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of high speed and low current consumption, a memory system including the same, and an electronic apparatus.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】(1)本発明にかかる半
導体装置は、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含
むメモリセルを備える半導体装置であって、第1方向に
延びており、かつ、前記第1および第2負荷トランジス
タが形成される、第1活性領域と、第1方向に延びてお
り、かつ、前記第1および第2駆動トランジスタ、前記
第1および第2転送トランジスタが形成される、第2活
性領域と、第2方向に延びており、かつ、前記第1およ
び第2活性領域の上層に位置し、かつ、前記第1活性領
域と平面的に見て離れて位置し、かつ、前記第2活性領
域と平面的に見て交差して位置し、かつ、前記第1転送
トランジスタのゲート電極を含む、第1ワード線と、第
2方向に延びており、かつ、前記第1および第2活性領
域の上層に位置し、かつ、前記第1活性領域と平面的に
見て離れて位置し、かつ、前記第2活性領域と平面的に
見て交差して位置し、かつ、前記第2転送トランジスタ
のゲート電極を含む、第2ワード線と、を備える。
(1) A semiconductor device according to the present invention comprises a first load transistor, a second load transistor, a first drive transistor, a second drive transistor,
A semiconductor device including a memory cell including a first transfer transistor and a second transfer transistor, wherein the first active region extends in a first direction and in which the first and second load transistors are formed; A second active region extending in a first direction and in which the first and second drive transistors and the first and second transfer transistors are formed; and a second active region extending in a second direction and Located above the first and second active regions, and spaced apart from the first active region in a plan view, and intersected with the second active region in a planar view; and A first word line including a gate electrode of the first transfer transistor, a first word line extending in a second direction, and located above the first and second active regions; It is located away from the plane And positioned so as to intersect when viewed in the manner second active region and a plane, and comprises a gate electrode of the second transfer transistor comprises a second word line, a.

【0006】ここで、「活性領域」とは、素子分離領域
によって画定された素子形成領域をいい、具体的には、
不純物拡散層が形成される領域と、ゲート電極の下のチ
ャネルが形成される領域とを含む。
Here, the “active region” refers to an element forming region defined by an element isolation region.
It includes a region where the impurity diffusion layer is formed and a region where the channel below the gate electrode is formed.

【0007】本発明の第1および第2ワード線は、第1
活性領域と平面的に見て離れて位置する。つまり、第1
活性領域は、第1および第2ワード線の下方まで延びて
いない。このため、本発明によれば、第1(第2)ワー
ド線と第1活性領域との重なり部が形成されないので、
この重なり部による浮遊容量をなくすことができる。よ
って、本発明によれば、半導体装置を高速かつ低消費電
流にすることができる。
According to the first and second word lines of the present invention,
It is located apart from the active region in plan view. That is, the first
The active region does not extend below the first and second word lines. Therefore, according to the present invention, since the overlapping portion between the first (second) word line and the first active region is not formed,
The stray capacitance due to the overlapping portion can be eliminated. Therefore, according to the present invention, the semiconductor device can be operated at high speed and with low current consumption.

【0008】(2)本発明にかかる半導体装置は、以下
のようにすることができる。
(2) The semiconductor device according to the present invention can be configured as follows.

【0009】第2方向に延びており、かつ、前記第1お
よび第2ワード線と同じ層に位置し、かつ、前記第1お
よび第2活性領域と平面的に見て交差して位置し、か
つ、前記第1ワード線と前記第2ワード線との間に平面
的に見て位置し、かつ、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む、第1
ゲート-ゲート電極層と、第2方向に延びており、か
つ、前記第1および第2ワード線と同じ層に位置し、か
つ、前記第1および第2活性領域と平面的に見て交差し
て位置し、かつ、前記第1ワード線と前記第2ワード線
との間に平面的に見て位置し、かつ、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
を含む、第2ゲート-ゲート電極層と、を備える。
Extending in the second direction, located on the same layer as the first and second word lines, and intersecting the first and second active regions in a plan view; A first word line that is located between the first word line and the second word line in a plan view and includes a gate electrode of the first load transistor and a gate electrode of the first drive transistor;
A gate-gate electrode layer extending in the second direction, located in the same layer as the first and second word lines, and intersecting the first and second active regions in plan view; And a gate electrode of the second drive transistor and the second load transistor, which is located between the first word line and the second word line when viewed in a plan view and includes a gate electrode of the second load transistor and the second drive transistor. A gate-gate electrode layer.

【0010】(3)本発明にかかる半導体装置は、以下
のようにすることができる。
(3) The semiconductor device according to the present invention can be configured as follows.

【0011】前記第1活性領域は、前記第1および第2
ワード線の手前で延びが止まっている。
The first active region includes the first and second regions.
Extension has stopped before the word line.

【0012】これにより、第1および第2ワード線は、
第1活性領域と平面的に見て離れて位置する。
As a result, the first and second word lines are
The first active region is separated from the first active region in a plan view.

【0013】(4)本発明にかかる半導体装置は、以下
のようにすることができる。
(4) The semiconductor device according to the present invention can be configured as follows.

【0014】第2方向に延びており、かつ、前記第1お
よび第2ゲート-ゲート電極層並びに前記第1および第
2ワード線の上層に位置し、かつ、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
ンとを接続する、第1ドレイン-ドレイン接続層と、第
2方向に延びており、前記第1および第2ゲート-ゲー
ト電極層並びに前記第1および第2ワード線の上層に位
置し、かつ、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する、第2
ドレイン-ドレイン接続層と、前記第1および第2ドレ
イン-ドレイン接続層の上層に位置し、かつ、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
層とを接続する、第1ドレイン-ゲート接続層と、前記
第1および第2ドレイン-ドレイン接続層の上層に位置
し、かつ、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する、第2ドレイン-ゲ
ート接続層と、を備える。
The first load transistor extends in a second direction, is located above the first and second gate-gate electrode layers and the first and second word lines, and is connected to the drain of the first load transistor. A first drain-drain connection layer for connecting the drain of the first drive transistor, and a second direction extending in the second direction, and an upper layer of the first and second gate-gate electrode layers and the first and second word lines; And connecting the drain of the second load transistor and the drain of the second drive transistor.
A drain-drain connection layer, the drain-drain connection layer being located above the first and second drain-drain connection layers;
A first drain-gate connection layer, which connects the drain-drain connection layer and the second gate-gate electrode layer, and which is located above the first and second drain-drain connection layers; A second drain-gate connection layer that connects the drain-drain connection layer and the first gate-gate electrode layer.

【0015】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駆動トランジスタに
所定の接続をすることにより、フリップフロップが構成
される。本発明によれば、三層の導電層(ゲート-ゲー
ト電極層、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構成される。こ
のため、二層の導電層を用いてフリップフロップを構成
する場合に比べて、各層のパターンを単純化(例えば、
ほぼ直線状のパターン)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、2.5μm2以下の
微細な半導体装置にすることができる。
A predetermined connection is made to the first load transistor, the second load transistor, the first drive transistor, and the second drive transistor, thereby forming a flip-flop. According to the present invention, a flip-flop is formed using three conductive layers (gate-gate electrode layer, drain-drain connection layer, and drain-gate connection layer). Therefore, the pattern of each layer is simplified (for example, compared to the case where a flip-flop is formed using two conductive layers) (for example,
A substantially linear pattern). As described above, according to the present invention, since the pattern of each layer can be simplified, for example, a fine semiconductor device having a memory cell size of 2.5 μm 2 or less can be obtained.

【0016】(5)本発明にかかる半導体装置は、以下
のようにすることができる。
(5) The semiconductor device according to the present invention can be configured as follows.

【0017】第1方向に延びており、かつ、前記第1お
よび第2ドレイン-ドレイン接続層と同じ層に位置す
る、電源線と、第2方向に延びており、かつ、前記第1
および第2ドレイン-ゲート接続層の上層に位置する、
接地線、主ワード線、BL局所配線層、および、/BL
局所配線層と、第1方向に延びており、かつ、前記接地
線、前記主ワード線、前記BL局所配線層、および、前
記/BL局所配線層の上層に位置する、ビット線、およ
び、/ビット線と、を備える。
A power supply line extending in a first direction and located in the same layer as the first and second drain-drain connection layers; and a power supply line extending in a second direction and extending in the second direction.
And a second drain-gate connection layer,
Ground line, main word line, BL local wiring layer, and / BL
A local wiring layer, a bit line extending in a first direction and located above the ground line, the main word line, the BL local wiring layer, and the / BL local wiring layer, and / or A bit line.

【0018】本発明によれば、電源線、接地線、主ワー
ド線、ビット線、および、/ビット線をバランスよく配
置することができる。なお、BL局所配線層は、ビット
線と第1転送トランジスタとの接続に用いられ、/BL
局所配線層は、/ビット線と第2転送トランジスタとの
接続に用いられる。
According to the present invention, a power supply line, a ground line, a main word line, a bit line, and a / bit line can be arranged in a well-balanced manner. Note that the BL local wiring layer is used for connecting the bit line to the first transfer transistor, and the / BL
The local wiring layer is used for connection between the / bit line and the second transfer transistor.

【0019】(6)本発明にかかる半導体装置は、以下
のようにすることができる。
(6) The semiconductor device according to the present invention can be configured as follows.

【0020】前記第1および第2活性領域、前記第1お
よび第2ゲート-ゲート電極層、前記第1および第2ワ
ード線は、ほぼ直線状のパターンを有する。
The first and second active regions, the first and second gate-gate electrode layers, and the first and second word lines have a substantially linear pattern.

【0021】これらの要素によりバルク層が構成され
る。本発明によれば、これらの要素がほぼ直線状のパタ
ーン、つまり単純なパターンを有するので、バルク層の
微細化を図れる。
These elements constitute a bulk layer. According to the present invention, since these elements have a substantially linear pattern, that is, a simple pattern, the bulk layer can be miniaturized.

【0022】(7)本発明にかかる半導体装置は、以下
のようにすることができる。
(7) The semiconductor device according to the present invention can be configured as follows.

【0023】前記メモリセルのサイズが、2.5μm2
以下である。
The size of the memory cell is 2.5 μm 2
It is as follows.

【0024】(8)本発明にかかるメモリシステムは、
上記(1)〜(7)のいずれかに記載の前記半導体装置
を備える。
(8) The memory system according to the present invention comprises:
The semiconductor device according to any one of the above (1) to (7) is provided.

【0025】(9)本発明にかかる電子機器は、上記
(1)〜(7)のいずれかに記載の前記半導体装置を備
える。
(9) An electronic device according to the present invention includes the semiconductor device according to any one of (1) to (7).

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について説明
する。本実施形態は、本発明にかかる半導体装置を、S
RAMに適用したものである。まず、本実施形態にかか
るSRAMの構造の概略を説明し、それから構造の詳細
を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the semiconductor device according to the present invention is represented by S
This is applied to a RAM. First, an outline of the structure of the SRAM according to the present embodiment will be described, and then details of the structure will be described.

【0027】[SRAMの構造の概略]図1は、本実施
形態にかかるSRAMの等価回路図である。本実施形態
にかかるSRAM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。つまり、nチャネル型の駆動トランジスタQ3とp
チャネル型の負荷トランジスタQ5とで、一つのCMO
Sインバータが構成されている。また、nチャネル型の
駆動トランジスタQ4とpチャネル型の負荷トランジス
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。そし
て、このフリップフロップと、nチャネル型の転送トラ
ンジスタQ1、Q2とにより、一つのメモリセルが構成さ
れる。
[Schematic of SRAM Structure] FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the SRAM according to the present embodiment. The SRAM according to the present embodiment is of a type in which one memory cell is configured by six MOS field effect transistors. That is, the n-channel type driving transistor Q 3 and p
In the load transistor Q 5 of channel, one CMO
An S inverter is configured. Further, in the load transistor Q 6 of the driving transistor Q 4 and the p-channel n-channel type, a CMOS inverter is formed. A flip-flop is formed by cross-coupling these two CMOS inverters. One memory cell is constituted by the flip-flop and the n-channel transfer transistors Q 1 and Q 2 .

【0028】本実施形態にかかるSRAMのメモリセル
は、図2〜図7に示すように、フィールドの上方に5層
の導電層を有する構造をしている。以下、図1を参照し
ながら、図2〜図7について簡単に説明する。なお、こ
れらの図中の記号Rは、一つのメモリセルの形成領域を
示している。
As shown in FIGS. 2 to 7, the SRAM memory cell according to the present embodiment has a structure having five conductive layers above a field. Hereinafter, FIGS. 2 to 7 will be briefly described with reference to FIG. Note that the symbol R in these figures indicates a region where one memory cell is formed.

【0029】図2は、フィールドを示す平面図であり、
Y方向にほぼ直線状に延びるパターンを有する活性領域
11、13を含む。図3は、第1層導電層を示す平面図
であり、X方向にほぼ直線状に延びるパターンを有する
ゲート-ゲート電極層21a、21b、副ワード線23
a、23bを含む。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
電極を含み、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
含み、副ワード線23aは、転送トランジスタQ1のゲ
ート電極を含み、副ワード線23bは、転送トランジス
タQ2のゲート電極を含む。図4は、第2層導電層を示
す平面図であり、X方向にほぼ直線状に延びるパターン
を有するドレイン-ドレイン接続層31a、L字型のパ
ターンを有するドレイン-ドレイン接続層31b、Y方
向にほぼ直線状に延びるパターンを有するVDD配線33
等を含む。図5は、第3層導電層を示す平面図であり、
L字型のパターンを有するドレイン-ゲート接続層41
a、コの字型のパターンを有するドレイン-ゲート接続
層41bを含む。図6は、第4層導電層を示す平面図で
あり、X方向にほぼ直線状に延びるパターンを有するB
L局所配線層51a、/BL局所配線層51b、主ワー
ド線53、VSS配線55を含む。図7は、第5層導電層
を示す平面図であり、Y方向にほぼ直線状に延びるパタ
ーンを有するビット線61a、/ビット線61bを含
む。
FIG. 2 is a plan view showing a field.
Active regions 11 and 13 having a pattern extending substantially linearly in the Y direction are included. FIG. 3 is a plan view showing the first conductive layer, in which gate-gate electrode layers 21a and 21b and a sub-word line 23 having a pattern extending substantially linearly in the X direction.
a and 23b. Gate - a gate electrode layer 21a includes a gate electrode of the driving transistor Q 3 and the load transistor Q 5, the gate - a gate electrode layer 21b includes a gate electrode of the driving transistor Q 4 and the load transistor Q 6, the sub-word line 23a includes the gate electrode of the transfer transistor Q 1, the sub-word line 23b includes a gate electrode of the transfer transistor Q 2. FIG. 4 is a plan view showing the second conductive layer, in which a drain-drain connection layer 31a having a pattern extending substantially linearly in the X direction, a drain-drain connection layer 31b having an L-shaped pattern, and a Y direction VDD wiring 33 having a pattern extending in a substantially straight line
And so on. FIG. 5 is a plan view showing a third conductive layer.
Drain-gate connection layer 41 having L-shaped pattern
a, includes a drain-gate connection layer 41b having a U-shaped pattern. FIG. 6 is a plan view showing the fourth conductive layer, and has a pattern B extending substantially linearly in the X direction.
L local wiring layer 51a, / BL local wiring layer 51b, main word line 53, and VSS wiring 55 are included. FIG. 7 is a plan view showing the fifth conductive layer, and includes a bit line 61a and a bit line 61b having a pattern extending substantially linearly in the Y direction.

【0030】[SRAMの構造の詳細]本実施形態にか
かるSRAMの構造の詳細を、下層から順に、図2〜図
15を用いて説明する。図8はフィールドおよび第1層
導電層を示す平面図であり、図9はフィールド、第1層
導電層および第2層導電層を示す平面図であり、図10
は第2層導電層および第3層導電層を示す平面図であ
り、図11は第1層導電層および第3層導電層を示す平
面図であり、図12は第2層導電層および第4層導電層
を示す平面図であり、図13は第4層導電層および第5
層導電層を示す平面図であり、図14は図2〜図13の
A1−A2線に沿った断面図であり、図15は図2〜図
13のB1−B2線に沿った断面図である。
[Details of Structure of SRAM] Details of the structure of the SRAM according to the present embodiment will be described in order from the lower layer with reference to FIGS. FIG. 8 is a plan view showing a field and a first conductive layer. FIG. 9 is a plan view showing a field, a first conductive layer and a second conductive layer.
11 is a plan view showing a second conductive layer and a third conductive layer, FIG. 11 is a plan view showing a first conductive layer and a third conductive layer, and FIG. 12 is a plan view showing the second conductive layer and a third conductive layer. FIG. 13 is a plan view showing a four-layer conductive layer, and FIG.
14 is a cross-sectional view taken along line A1-A2 in FIGS. 2 to 13, and FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line B1-B2 in FIGS. 2 to 13. is there.

【0031】{フィールド、第1層導電層}まず、フィ
ールドについて説明する。図2に示すように、フィール
ドは、活性領域11、13および素子分離領域19を有
する。活性領域11、13は、シリコン基板の表面に形
成されている。
{Field, First Conductive Layer} First, the field will be described. As shown in FIG. 2, the field has active regions 11, 13 and an element isolation region 19. The active regions 11 and 13 are formed on the surface of the silicon substrate.

【0032】活性領域11は、Y方向にほぼ直線状に延
びるパターンを有する。活性領域11は、メモリセルの
形成領域Rに対して図2中の上下に位置する他のメモリ
セルの形成領域に延びている。活性領域11は、駆動ト
ランジスタQ3、Q4の形成領域11aと転送トランジス
タQ1、Q2の形成領域11bとを含む。活性領域11の
Y方向の長さは、例えば、1.6〜2.0μmであり、
形成領域11aのX方向の長さは、例えば、0.22〜
0.33μmであり、形成領域11bのX方向の長さ
は、例えば、0.16〜0.20μmである。
The active region 11 has a pattern extending substantially linearly in the Y direction. The active region 11 extends to another memory cell formation region located above and below the memory cell formation region R in FIG. The active region 11 includes a formation region 11a for the driving transistors Q 3 and Q 4 and a formation region 11b for the transfer transistors Q 1 and Q 2 . The length of the active region 11 in the Y direction is, for example, 1.6 to 2.0 μm,
The length of the formation region 11a in the X direction is, for example, 0.22 to
The length in the X direction of the formation region 11b is, for example, 0.16 to 0.20 μm.

【0033】活性領域13は、Y方向にほぼ直線状に延
びるパターンを有し、活性領域11と間隔を設けて形成
されている。活性領域13の両端は、メモリセルの形成
領域R内で延びが止まっている。活性領域13には、負
荷トランジスタQ5、Q6が形成される。活性領域13の
Y方向の長さは、例えば、0.8〜1.0μmであり、
X方向の長さは、例えば、0.16〜0.20μmであ
る。
The active region 13 has a pattern extending substantially linearly in the Y direction, and is formed with an interval from the active region 11. Both ends of the active region 13 stop extending in the memory cell formation region R. The active region 13, the load transistor Q 5, Q 6 is formed. The length of the active region 13 in the Y direction is, for example, 0.8 to 1.0 μm,
The length in the X direction is, for example, 0.16 to 0.20 μm.

【0034】活性領域11と活性領域13とは、素子分
離領域19(深さ、例えば、0.35〜0.45μm)
により、互いに分離されている。素子分離領域19とし
ては、例えば、STI(shallow trench isolation)が
ある。なお、メモリセルの形成領域RのX方向の長さ
は、例えば、1.0〜1.4μmであり、Y方向の長さ
は、例えば、1.6〜2.0μmである。
The active region 11 and the active region 13 are separated from each other by an element isolation region 19 (depth, for example, 0.35 to 0.45 μm).
Are separated from each other. The element isolation region 19 includes, for example, STI (shallow trench isolation). The length of the memory cell formation region R in the X direction is, for example, 1.0 to 1.4 μm, and the length in the Y direction is, for example, 1.6 to 2.0 μm.

【0035】図2に示すフィールドのA1−A2断面、
B1−B2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等が表れている。
A1-A2 section of the field shown in FIG.
B1-B2 cross sections are as shown in FIGS. 14 and 15, respectively. In these cross sections, a p-well 12, an n-well 14, and the like formed in a silicon substrate are shown.

【0036】次に、フィールドの上層に位置する第1層
導電層について、図3、図8を用いて説明する。一組の
ゲート-ゲート電極層21a、21bが、互いに平行
に、一つのメモリセルの形成領域Rに配置されている。
ゲート-ゲート電極層21a、21bは、活性領域1
1、13と平面的に見て交差している。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。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。駆動トランジスタQ3、Q4
ゲート長は、例えば、0.12〜0.15μmである。
負荷トランジスタQ5、Q6のゲート長は、例えば、0.
14〜0.17μmである。
Next, the first conductive layer located above the field will be described with reference to FIGS. A pair of gate-gate electrode layers 21a and 21b are arranged in a formation region R of one memory cell in parallel with each other.
The gate-gate electrode layers 21a and 21b are
It intersects 1 and 13 in a plan view. Gate - a gate electrode layer 21a constitutes the gate electrode of the driving transistor Q 3 and the load transistor Q 5, are further connected to these gate electrodes together. Gate - a gate electrode layer 21b constitutes the gate electrode of the driving transistor Q 4 and the load transistor Q 6, are further connected to these gate electrodes together. The gate lengths of the driving transistors Q 3 and Q 4 are, for example, 0.12 to 0.15 μm.
The gate lengths of the load transistors Q 5 and Q 6 are, for example, 0.
14 to 0.17 μm.

【0037】副ワード線23a、23bは、活性領域1
3と平面的に見て離れて位置し、かつ、活性領域11と
平面的に見て交差して位置する。副ワード線23aと副
ワード線23bとの間にゲート-ゲート電極層21a、
21bが位置している。副ワード線23aは、転送トラ
ンジスタQ1のゲート電極となり、副ワード線23b
は、転送トランジスタQ2のゲート電極となる。転送ト
ランジスタQ1、Q2のゲート長は、例えば、0.14〜
0.17μmである。なお、25は、副ワード線23
a、23bの側部に配置されるサイドウォール絶縁層を
示している。
The sub-word lines 23a and 23b are connected to the active region 1
3 and is located away from the active region 11 in a plan view. A gate-gate electrode layer 21a between the sub-word line 23a and the sub-word line 23b;
21b is located. Sub-word line 23a becomes a gate electrode of the transfer transistor Q 1, the sub-word line 23b
Serves as a gate electrode of the transfer transistor Q 2. The gate length of the transfer transistors Q 1 and Q 2 is, for example, 0.14 to
0.17 μm. Note that 25 is the sub word line 23
14A shows a sidewall insulating layer disposed on the side of 23a and 23b.

【0038】ゲート-ゲート電極層21a、21bおよ
び副ワード線23a、23b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。
The gate-gate electrode layers 21a and 21b and the sub-word lines 23a and 23b have, for example, a structure in which a silicide layer is formed on a polysilicon layer.

【0039】図3、図8に示す第1層導電層のA1−A
2断面、B1−B2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2
3aやゲート-ゲート電極層21aが表れている。
A1-A of the first conductive layer shown in FIGS.
14 and FIG. 15 show two cross sections and B1-B2 cross sections, respectively.
As shown in FIG. These sections include the sub word line 2
3a and the gate-gate electrode layer 21a are shown.

【0040】次に、活性領域11に形成される、n+
不純物領域15a、15b、15c、15d、15eに
ついて、図8を用いて説明する。平面的に見て副ワード
線23aを挟むように、n+型不純物領域15aとn+
不純物領域15bとが位置し、ゲート-ゲート電極層2
1aを挟むように、n+型不純物領域15bとn+型不純
物領域15cとが位置し、ゲート-ゲート電極層21b
を挟むように、n+型不純物領域15cとn+型不純物領
域15dとが位置し、副ワード線23bを挟むように、
+型不純物領域15dとn+型不純物領域15eとが位
置している。
Next, n + -type impurity regions 15a, 15b, 15c, 15d, and 15e formed in active region 11 will be described with reference to FIG. The n + -type impurity region 15a and the n + -type impurity region 15b are located so as to sandwich the sub-word line 23a in plan view, and the gate-gate electrode layer 2
1a are sandwiched between n + -type impurity region 15b and n + -type impurity region 15c, and gate-gate electrode layer 21b
N + -type impurity region 15c and n + -type impurity region 15d are positioned so as to sandwich the sub word line 23b.
An n + -type impurity region 15d and an n + -type impurity region 15e are located.

【0041】n+型不純物領域15aは、転送トランジ
スタQ1のソースまたはドレインとなる。n+型不純物領
域15bは、転送トランジスタQ1のソースまたはドレ
イン、駆動トランジスタQ3のドレインとなる。n+型不
純物領域15cは、駆動トランジスタQ3、Q4の共通の
ソースとなる。n+型不純物領域15dは、駆動トラン
ジスタQ4のドレイン、転送トランジスタQ2のソースま
たはドレインとなる。n +型不純物領域15eは、転送
トランジスタQ2のソースまたはドレインとなる。
N+The type impurity region 15a has a transfer transistor.
Star Q1Source or drain. n+Type impurity area
The area 15b includes the transfer transistor Q1Sauce or dressing
In, drive transistor QThreeDrain. n+Typeless
The pure region 15c is the driving transistor QThree, QFourCommon
Become a source. n+The type impurity region 15d is
Jista QFourDrain, transfer transistor QTwoThe source
Or drain. n +The type impurity region 15e is transferred
Transistor QTwoSource or drain.

【0042】次に、活性領域13に形成される、p+
不純物領域17a、17b、17cについて、図8を用
いて説明する。平面的に見てゲート-ゲート電極層21
aを挟むように、p+型不純物領域17aとp+型不純物
領域17bとが位置し、ゲート-ゲート電極層21bを
挟むように、p+型不純物領域17bとp+型不純物領域
17cとが位置している。p+型不純物領域17aは、
負荷トランジスタQ5のドレインとなり、p+型不純物領
域17cは、負荷トランジスタQ6のドレインとなり、
+型不純物領域17bは、負荷トランジスタQ5、Q6
の共通のソースとなる。図14に示すように、この断面
には、n+型不純物領域15a、15b、p+型不純物領
域17aが表れている。
Next, p + -type impurity regions 17a, 17b, and 17c formed in active region 13 will be described with reference to FIG. Gate-gate electrode layer 21 as viewed in plan
The p + -type impurity region 17a and the p + -type impurity region 17b are located so as to sandwich a, and the p + -type impurity region 17b and the p + -type impurity region 17c are sandwiched so as to sandwich the gate-gate electrode layer 21b. positioned. The p + -type impurity region 17a
Becomes the drain of the load transistor Q 5, p + -type impurity regions 17c becomes a drain of the load transistor Q 6,
The p + -type impurity region 17b is connected to the load transistors Q 5 and Q 6
A common source of As shown in FIG. 14, n + -type impurity regions 15a and 15b and p + -type impurity region 17a appear in this cross section.

【0043】図14および図15に示すように、フィー
ルドおよび第1層導電層を覆うように、例えば、シリコ
ン酸化層のような層間絶縁層71が形成されている。層
間絶縁層71は、CMPにより平坦化の処理がなされて
いる。
As shown in FIGS. 14 and 15, an interlayer insulating layer 71 such as a silicon oxide layer is formed so as to cover the field and the first conductive layer. The interlayer insulating layer 71 has been planarized by CMP.

【0044】{第2層導電層}第2層導電層について、
図4、図9を用いて説明する。第2層導電層は、第1層
導電層の上層に位置する。第2層導電層は、ドレイン-
ドレイン接続層31a、31b、VDD配線33、BL
(ビット線)コンタクトパッド層35a、/BL(/ビ
ット線)コンタクトパッド層35b、VSS局所配線層3
7を含む。第2層導電層は、第2層導電層とフィールド
とを接続する導電部であるコンタクト導電部73(以
下、フィールド・第2層-コンタクト導電部73とい
う)を介して、フィールドのn+型不純物領域やp+型不
純物領域と接続される。
{Second-layer conductive layer} Regarding the second-layer conductive layer,
This will be described with reference to FIGS. The second conductive layer is located above the first conductive layer. The second conductive layer is a drain-
Drain connection layers 31a, 31b, VDD wiring 33, BL
(Bit line) contact pad layer 35a, / BL (/ bit line) contact pad layer 35b, VSS local wiring layer 3
7 inclusive. The second conductive layer includes a contact conductive portion 73 is a conductive part for connecting the a field second conductive layer (hereinafter, field second layer - that the contact conductive portion 73) through a field of n + -type Connected to an impurity region or ap + -type impurity region.

【0045】ドレイン-ドレイン接続層31aとドレイ
ン-ドレイン接続層31bと間に、平面的に見て、ゲー
ト-ゲート電極層21a、21bが位置するように、ド
レイン-ドレイン接続層31a、31bが位置してい
る。ドレイン-ドレイン接続層31aは、n+型不純物領
域15b(ドレイン)およびp+型不純物領域17a
(ドレイン)の上方に位置している。ドレイン-ドレイ
ン接続層31aの端部31a1は、フィールド・第2層
-コンタクト導電部73を介して、n+型不純物領域15
b(ドレイン)と接続され、ドレイン-ドレイン接続層
31aの端部31a2は、フィールド・第2層-コンタ
クト導電部73を介して、p+型不純物領域17a(ド
レイン)と接続されている。ドレイン-ドレイン接続層
31bは、n+型不純物領域15d(ドレイン)および
+型不純物領域17c(ドレイン)の上方に位置して
いる。ドレイン-ドレイン接続層31bの端部31b1
は、フィールド・第2層-コンタクト導電部73を介し
て、n+型不純物領域15d(ドレイン)と接続され、
ドレイン-ドレイン接続層31bのL字型の角部31b
3は、フィールド・第2層-コンタクト導電部73を介
して、p+型不純物領域17c(ドレイン)と接続され
ている。ドレイン-ドレイン接続層31a、31bの幅
は、例えば、0.16〜0.20μmである。
The drain-drain connection layers 31a and 31b are positioned between the drain-drain connection layers 31a and 31b such that the gate-gate electrode layers 21a and 21b are positioned in plan view. are doing. The drain-drain connection layer 31a includes an n + -type impurity region 15b (drain) and ap + -type impurity region 17a.
(Drain). The end 31a1 of the drain-drain connection layer 31a is a field / second layer.
-N + -type impurity region 15 through contact conductive portion 73
The end 31a2 of the drain-drain connection layer 31a is connected to the p + -type impurity region 17a (drain) via the field / second layer-contact conductive portion 73. The drain-drain connection layer 31b is located above the n + -type impurity region 15d (drain) and the p + -type impurity region 17c (drain). End 31b1 of drain-drain connection layer 31b
Is connected to the n + -type impurity region 15d (drain) via the field / second layer-contact conductive portion 73,
L-shaped corner 31b of drain-drain connection layer 31b
Reference numeral 3 is connected to the p + -type impurity region 17c (drain) via the field / second layer-contact conductive portion 73. The width of the drain-drain connection layers 31a and 31b is, for example, 0.16 to 0.20 μm.

【0046】VDD配線33は、形成領域Rのメモリセ
ル、および、形成領域Rに対して、図9中の左隣に位置
するメモリセルにおいて共用される。VDD配線33の幅
は、例えば、0.16〜0.20μmである。VDD配線
33の凸部33aは、X方向に延び、かつ、p+型不純
物領域17b(ソース)の上方に位置している。凸部3
3aは、フィールド・第2層-コンタクト導電部73を
介して、p+型不純物領域17bと接続されている。
The VDD wiring 33 is shared by the memory cells in the formation region R and the memory cells located on the left side of FIG. The width of the VDD wiring 33 is, for example, 0.16 to 0.20 μm. The convex portion 33a of the VDD wiring 33 extends in the X direction and is located above the p + -type impurity region 17b (source). Convex part 3
3a is connected to the p + -type impurity region 17b via the field / second layer-contact conductive portion 73.

【0047】VSS局所配線層37は、n+型不純物領域
15c(ソース)の上方に位置している。VSS局所配線
層37は、フィールド・第2層-コンタクト導電部73
を介して、n+型不純物領域15cと接続されている。
SS局所配線層37は、VSS配線55(図6)と、駆動
トランジスタQ3、Q4のソースとなるn+型不純物領域
15cとを接続するための配線層として機能する。VSS
局所配線層37は、形成領域Rのメモリセル、および、
形成領域Rに対して、図9中の右隣に位置するメモリセ
ルにおいて共用される。
[0047] V SS local wiring layer 37 is located above the n + -type impurity regions 15c (source). The VSS local wiring layer 37 is a field / second layer-contact conductive portion 73.
Is connected to n + -type impurity region 15c.
The V SS local wiring layer 37 functions as a wiring layer for connecting the V SS wiring 55 (FIG. 6) and the n + -type impurity region 15c serving as the sources of the driving transistors Q 3 and Q 4 . V SS
Local wiring layer 37 includes a memory cell in formation region R, and
The memory cell located on the right side in FIG.

【0048】BLコンタクトパッド層35aは、n+
不純物領域15aの上方に位置している。BLコンタク
トパッド層35aは、フィールド・第2層-コンタクト
導電部73を介して、n+型不純物領域15aと接続さ
れている。BLコンタクトパッド層35aは、ビット線
61a(図7)と、転送トランジスタQ1のソースおよ
びドレインとなるn+型不純物領域15a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35aは、形成領域Rのメモリセル、および、形成領
域Rに対して、図9中の上に位置するメモリセルにおい
て共用される。
The BL contact pad layer 35a is located above the n + type impurity region 15a. The BL contact pad layer 35a is connected to the n + -type impurity region 15a via the field / second layer-contact conductive portion 73. BL contact pad layer 35a includes a bit line 61a (FIG. 7), which functions as a pad layer to connect the n + -type impurity regions 15a serving as source and drain of the transfer transistor Q 1. The BL contact pad layer 35a is shared by the memory cells in the formation region R and the memory cells located on the upper side in FIG.

【0049】/BLコンタクトパッド層35bは、n+
型不純物領域15eの上方に位置している。/BLコン
タクトパッド層35bは、フィールド・第2層-コンタ
クト導電部73を介して、n+型不純物領域15eと接
続されている。/BLコンタクトパッド層35bは、/
ビット線61b(図7)と、転送トランジスタQ2のソ
ースおよびドレインとなるn+型不純物領域15e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35bは、形成領域Rのメモリセル、およ
び、形成領域Rに対して、図9中の下に位置するメモリ
セルにおいて共用される。
/ BL contact pad layer 35b is formed of n +
It is located above the mold impurity region 15e. / BL contact pad layer 35b is connected to n + -type impurity region 15e via field / second layer-contact conductive portion 73. / BL contact pad layer 35b is
A bit line 61b (FIG. 7), which functions as a pad layer to connect the n + -type impurity region 15e serving as a source and a drain of the transfer transistor Q 2. The / BL contact pad layer 35b is shared by the memory cells in the formation region R and the memory cells located below the formation region R in FIG.

【0050】次に、第2層導電層の断面構造について、
図14を用いて説明する。第2層導電層は、例えば、高
融点金属の窒化物層のみからなることができる。第2層
導電層の厚さは、たとえば100〜200nmである。
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。また、第2層導電層は、次の態様であっても
よい。1)高融点金属からなる金属層30上に、高融点
金属の窒化物層32を形成した構造を有していてもよ
い。この場合、高融点金属からなる金属層30は、下敷
きとなり、例えば、チタン層がある。高融点金属の金属
層の材料としては、チタン、タングステンを挙げること
ができる。2)第2層導電層の構成は、高融点金属の金
属層のみから構成されてもよい。
Next, regarding the cross-sectional structure of the second conductive layer,
This will be described with reference to FIG. The second conductive layer can be composed of, for example, only a nitride layer of a high melting point metal. The thickness of the second conductive layer is, for example, 100 to 200 nm.
The nitride layer of the refractory metal includes, for example, a titanium nitride layer. Further, the second conductive layer may be in the following mode. 1) It may have a structure in which a nitride layer 32 of a high melting point metal is formed on a metal layer 30 made of a high melting point metal. In this case, the metal layer 30 made of the high melting point metal is underlayed, for example, a titanium layer. Examples of the material for the metal layer of the high melting point metal include titanium and tungsten. 2) The configuration of the second conductive layer may be composed of only the metal layer of the high melting point metal.

【0051】次に、フィールド・第2層-コンタクト導
電部73の断面構造について、図14を用いて説明す
る。層間絶縁層71には、フィールドにあるn+型不純
物領域やp+型不純物領域を露出する複数のスルーホー
ル75が形成されている。これらのスルーホール75
に、フィールド・第2層-コンタクト導電部73が埋め
込まれている。フィールド・第2層-コンタクト導電部
73は、スルーホール75に埋め込まれたプラグ77
と、スルーホール75の底面上および側面上に位置する
バリア層79と、を含む。プラグ77の材料としては、
例えば、タングステンがある。バリア層79は、高融点
金属からなる金属層と、その金属層の上に形成された高
融点金属の窒化物層とからなることが好ましい。高融点
金属からなる金属層の材料としては、たとえばチタンが
挙げられる。高融点金属の窒化物層の材料としては、例
えば、チタンナイトライドがある。スルーホール75の
上端部の径は、例えば、0.18〜0.22μmであ
り、下端部の径は、例えば、0.14〜0.18μmで
ある。
Next, the sectional structure of the field / second layer-contact conductive portion 73 will be described with reference to FIG. A plurality of through holes 75 exposing n + -type impurity regions and p + -type impurity regions in the field are formed in the interlayer insulating layer 71. These through holes 75
, A field / second layer-contact conductive portion 73 is buried. The field / second layer-contact conductive portion 73 is formed by a plug 77 embedded in a through hole 75.
And a barrier layer 79 located on the bottom and side surfaces of the through hole 75. As a material of the plug 77,
For example, there is tungsten. The barrier layer 79 preferably includes a metal layer made of a high melting point metal and a nitride layer of the high melting point metal formed on the metal layer. As a material of the metal layer made of the high melting point metal, for example, titanium is given. As a material of the nitride layer of the refractory metal, for example, there is titanium nitride. The diameter of the upper end of the through hole 75 is, for example, 0.18 to 0.22 μm, and the diameter of the lower end is, for example, 0.14 to 0.18 μm.

【0052】図14、図15に示すように、第2層導電
層を覆うように、例えば、シリコン酸化層のような層間
絶縁層81が形成されている。層間絶縁層81は、CM
Pにより平坦化の処理がなされている。
As shown in FIGS. 14 and 15, an interlayer insulating layer 81 such as a silicon oxide layer is formed so as to cover the second conductive layer. The interlayer insulating layer 81 is made of CM
The flattening process is performed by P.

【0053】{第3層導電層}第3層導電層について、
図5、図10、図11を用いて説明する。第3層導電層
は、第2層導電層の上層に位置する。第3層導電層は、
ドレイン-ゲート接続層41a、41bを含む。ドレイ
ン-ゲート接続層41a、41bの幅は、例えば、0.
16〜0.20μmである。
{Third-layer conductive layer} Regarding the third-layer conductive layer,
This will be described with reference to FIGS. 5, 10, and 11. The third conductive layer is located above the second conductive layer. The third conductive layer is
Drain-gate connection layers 41a and 41b are included. The width of the drain-gate connection layers 41a and 41b is, for example, 0.1.
16 to 0.20 μm.

【0054】ドレイン-ゲート接続層41aは、L字型
のパターンを有し、その端部41a1がドレイン-ドレ
イン接続層31aの端部31a1の上方に位置している
(図10)。ドレイン-ゲート接続層41aの端部41
a1は、第3層導電層と第2層導電層とを接続する導電
部であるコンタクト導電部83(以下、第2層・第3層
-コンタクト導電部83という)を介して、ドレイン-ド
レイン接続層31aの端部31a1と接続されている
(図10)。ドレイン-ゲート接続層41aの端部41
a2がゲート-ゲート電極層21bの中央部の上方に位
置している(図11)。ドレイン-ゲート接続層41a
の端部41a2は、第3層導電層と第1層導電層とを接
続する導電部であるコンタクト導電部93(以下、第1
層・第3層-コンタクト導電部93という)を介して、
ゲート-ゲート電極層21bの中央部と接続されている
(図11)。
The drain-gate connection layer 41a has an L-shaped pattern, and its end 41a1 is located above the end 31a1 of the drain-drain connection layer 31a (FIG. 10). End 41 of drain-gate connection layer 41a
a1 denotes a contact conductive portion 83 (hereinafter, referred to as a second layer / third layer) which is a conductive portion connecting the third conductive layer and the second conductive layer.
(Referred to as “contact conductive portion 83”) and the end 31a1 of the drain-drain connection layer 31a (FIG. 10). End 41 of drain-gate connection layer 41a
a2 is located above the center of the gate-gate electrode layer 21b (FIG. 11). Drain-gate connection layer 41a
An end portion 41a2 of the contact conductive portion 93 (hereinafter referred to as a first conductive portion) is a conductive portion that connects the third conductive layer and the first conductive layer.
Layer / third layer-contact conductive portion 93)
It is connected to the center of the gate-gate electrode layer 21b (FIG. 11).

【0055】ドレイン-ゲート接続層41bは、コの字
型をし、その端部41b1がドレイン-ドレイン接続層
31bの端部31b2の上方に位置している(図1
0)。ドレイン-ゲート接続層41bの端部41b1
は、第2層・第3層-コンタクト導電部83を介して、
ドレイン-ドレイン接続層31bの端部31b2と接続
されている(図10)。ドレイン-ゲート接続層41b
の端部41b2がゲート-ゲート電極層21aの中央部
の上方に位置している(図11)。ドレイン-ゲート接
続層41bの端部41b2は、第1層・第3層-コンタ
クト導電部93を介して、ゲート-ゲート電極層21a
の中央部と接続されている(図11)。
The drain-gate connection layer 41b has a U-shape, and its end 41b1 is located above the end 31b2 of the drain-drain connection layer 31b (FIG. 1).
0). End 41b1 of drain-gate connection layer 41b
Is via the second layer / third layer-contact conductive part 83,
It is connected to the end 31b2 of the drain-drain connection layer 31b (FIG. 10). Drain-gate connection layer 41b
Is located above the central portion of the gate-gate electrode layer 21a (FIG. 11). The end 41b2 of the drain-gate connection layer 41b is connected to the gate-gate electrode layer 21a via the first layer / third layer-contact conductive portion 93.
(FIG. 11).

【0056】次に、第3層導電層の断面構造について、
図14、図15を用いて説明する。第3層導電層は、例
えば、高融点金属の窒化物層のみからなることができ
る。第3層導電層の厚さは、たとえば100〜200n
mである。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。また、第3層導電層は、次の態様
であってもよい。1)高融点金属からなる金属層40上
に、高融点金属の窒化物層42を形成した構造を有して
いてもよい。この場合、高融点金属からなる金属層40
は、下敷きとなり、例えば、チタン層がある。高融点金
属の金属層の材料としては、チタン、タングステンを挙
げることができる。2)第3層導電層の構成は、高融点
金属の金属層のみから構成されてもよい。
Next, regarding the cross-sectional structure of the third conductive layer,
This will be described with reference to FIGS. The third conductive layer can be composed of, for example, only a nitride layer of a high melting point metal. The thickness of the third conductive layer is, for example, 100 to 200 n.
m. The nitride layer of the refractory metal includes, for example, a titanium nitride layer. Further, the third conductive layer may be in the following mode. 1) It may have a structure in which a high melting point metal nitride layer 42 is formed on a high melting point metal layer 40. In this case, the metal layer 40 made of a high melting point metal is used.
Is an underlay, for example, there is a titanium layer. Examples of the material for the metal layer of the high melting point metal include titanium and tungsten. 2) The configuration of the third conductive layer may be composed of only a metal layer of a high melting point metal.

【0057】次に、第2層・第3層-コンタクト導電部
83の断面構造について、図14を用いて説明する。層
間絶縁層81を貫通するスルーホール85には、第2層
・第3層-コンタクト導電部83が埋め込まれている。
第2層・第3層-コンタクト導電部83は、スルーホー
ル85に埋め込まれたプラグ87と、スルーホール85
の底面上および側面上に位置するバリア層89と、を含
む。プラグ87の材料としては、例えば、タングステン
がある。バリア層89は、高融点金属からなる金属層
と、その金属層の上に形成された高融点金属の窒化物層
とからなることが好ましい。高融点金属からなる金属層
の材料としては、例えば、チタンが挙げられる。高融点
金属の窒化物層の材料としては、例えば、チタンナイト
ライドがある。スルーホール85の上端部の径は、例え
ば、0.18〜0.22μmであり、下端部の径は、例
えば、0.14〜0.18μmである。
Next, a cross-sectional structure of the second-layer / third-layer contact conductive portion 83 will be described with reference to FIG. A second layer / third layer-contact conductive portion 83 is buried in a through hole 85 penetrating the interlayer insulating layer 81.
The second layer / third layer-contact conductive portion 83 includes a plug 87 embedded in the through hole 85 and a through hole 85.
And a barrier layer 89 located on the bottom surface and the side surface of the substrate. As a material of the plug 87, for example, there is tungsten. The barrier layer 89 preferably includes a metal layer made of a high melting point metal and a nitride layer of the high melting point metal formed on the metal layer. As a material of the metal layer made of the high melting point metal, for example, titanium is given. As a material of the nitride layer of the refractory metal, for example, there is titanium nitride. The diameter of the upper end of the through hole 85 is, for example, 0.18 to 0.22 μm, and the diameter of the lower end is, for example, 0.14 to 0.18 μm.

【0058】次に、第1層・第3層-コンタクト導電部
93の断面構造について、図15を用いて説明する。第
1層・第3層-コンタクト導電部93は、二つの層間絶
縁層71、81を貫通するスルーホール95に埋め込ま
れている。この断面において、第1層・第3層-コンタ
クト導電部93は、ゲート-ゲート電極層21aと接続
されている。第1層・第3層-コンタクト導電部93
は、スルーホール95に埋め込まれたプラグ97と、ス
ルーホール95の底面上および側面上に位置するバリア
層99と、を含む。プラグ97の材料としては、例え
ば、タングステンがある。バリア層99は、高融点金属
からなる金属層と、その金属層の上に形成された高融点
金属の窒化物層とからなることが好ましい。高融点金属
からなる金属層の材料としては、たとえばチタンが挙げ
られる。高融点金属の窒化物層の材料としては、例え
ば、チタンナイトライドがある。スルーホール95の上
端部の径は、例えば、0.18〜0.22μmであり、
下端部の径は、例えば、0.14〜0.18μmであ
る。
Next, the sectional structure of the first-layer / third-layer conductive section 93 will be described with reference to FIG. The first layer / third layer-contact conductive portion 93 is embedded in a through hole 95 penetrating the two interlayer insulating layers 71 and 81. In this cross section, the first layer / third layer-contact conductive portion 93 is connected to the gate-gate electrode layer 21a. First layer / third layer-contact conductive part 93
Include a plug 97 buried in the through hole 95 and a barrier layer 99 located on the bottom surface and the side surface of the through hole 95. As a material of the plug 97, for example, there is tungsten. Preferably, the barrier layer 99 includes a metal layer made of a high melting point metal and a nitride layer of the high melting point metal formed on the metal layer. As a material of the metal layer made of the high melting point metal, for example, titanium is given. As a material of the nitride layer of the refractory metal, for example, there is titanium nitride. The diameter of the upper end of the through hole 95 is, for example, 0.18 to 0.22 μm,
The diameter of the lower end is, for example, 0.14 to 0.18 μm.

【0059】図14、図15に示すように、第3層導電
層を覆うように、例えば、シリコン酸化層のような層間
絶縁層101が形成されている。層間絶縁層101は、
CMPにより平坦化の処理がなされている。
As shown in FIGS. 14 and 15, an interlayer insulating layer 101 such as a silicon oxide layer is formed so as to cover the third conductive layer. The interlayer insulating layer 101
A flattening process is performed by CMP.

【0060】{第4層導電層}第4層導電層について、
図6、図12を用いて説明する。第4層導電層は、第3
層導電層の上層に位置する。第4層導電層は、X方向に
ほぼ直線状に延びるパターンを有するBL局所配線層5
1a、/BL局所配線層51b、主ワード線53、VSS
配線55を含む。BL局所配線層51aと、/BL局所
配線層51bとの間に、主ワード線53、VSS配線55
が位置している。
{Fourth conductive layer} Regarding the fourth conductive layer,
This will be described with reference to FIGS. The fourth conductive layer is a third conductive layer.
It is located above the conductive layer. The fourth conductive layer is a BL local wiring layer 5 having a pattern extending substantially linearly in the X direction.
1a, / BL local wiring layer 51b, main word line 53, V SS
The wiring 55 is included. The main word line 53 and the VSS wiring 55 are provided between the BL local wiring layer 51a and the / BL local wiring layer 51b.
Is located.

【0061】VSS配線55は、VSS局所配線層37の上
方に位置し、第4層導電層と第2層導電層とを接続する
導電部であるコンタクト導電部113(以下、第2層・
第4層-コンタクト導電部113という)を介して、V
SS局所配線層37と接続されている(図12)。VSS
線55の幅は、例えば、0.4〜1.0μmである。
The V SS wiring 55 is located above the V SS local wiring layer 37, and is a contact conductive part 113 (hereinafter referred to as a second conductive layer) which is a conductive part connecting the fourth conductive layer and the second conductive layer.・
Via the fourth layer-contact conductive portion 113),
It is connected to the SS local wiring layer 37 (FIG. 12). The width of V SS line 55 is, for example, 0.4~1.0Myuemu.

【0062】主ワード線53は、ドレイン-ドレイン接
続層31aの上方に位置する。主ワード線53によっ
て、副ワード線23a、23b(図8)が活性化および
非活性化される。主ワード線53の幅は、例えば、0.
18〜0.24μmである。なお、本実施形態では、ワ
ード線を副ワード線と主ワード線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。
The main word line 53 is located above the drain-drain connection layer 31a. Main word line 53 activates and deactivates sub word lines 23a and 23b (FIG. 8). The width of the main word line 53 is, for example, 0.
18 to 0.24 μm. In the present embodiment, the word line has a structure including a sub-word line and a main word line, but may have a structure without a main word line.

【0063】BL局所配線層51aは、BLコンタクト
パッド層35aの上方に位置する。BL局所配線層51
aは、ビット線61a(図7)と、転送トランジスタQ
1のソースおよびドレインとなるn+型不純物領域15a
(図8)とを接続するための配線層として機能する。B
L局所配線層51aの端部51a1は、第2層・第4層
-コンタクト導電部113を介して、BLコンタクトパ
ッド層35aと接続されている。BL局所配線層51a
は、形成領域Rのメモリセル、および、形成領域Rに対
して、図12中の上に位置するメモリセルにおいて共用
される。BL局所配線層51aの幅は、例えば、0.2
〜0.4μmである。
The BL local wiring layer 51a is located above the BL contact pad layer 35a. BL local wiring layer 51
a indicates the bit line 61a (FIG. 7) and the transfer transistor Q
N + -type impurity region 15a serving as source and drain of 1
(FIG. 8). B
The end 51a1 of the L local wiring layer 51a is a second layer / fourth layer.
-It is connected to the BL contact pad layer 35a via the contact conductive portion 113. BL local wiring layer 51a
Are shared by the memory cells in the formation region R and the memory cells located above in FIG. The width of the BL local wiring layer 51a is, for example, 0.2
0.40.4 μm.

【0064】/BL局所配線層51bは、/BLコンタ
クトパッド層35bの上方に位置する。/BL局所配線
層51bは、ビット線61b(図7)と、転送トランジ
スタQ2のソースおよびドレインとなるn+型不純物領域
15e(図8)とを接続するための配線層として機能す
る。/BL局所配線層51bの端部51b1は、第2層
・第4層-コンタクト導電部113を介して、/BLコ
ンタクトパッド層35bと接続されている。/BL局所
配線層51bは、形成領域Rのメモリセル、および、形
成領域Rに対して、図12中の下に位置するメモリセル
において共用される。/BL局所配線層51bの幅は、
例えば、0.2〜0.4μmである。
The / BL local wiring layer 51b is located above the / BL contact pad layer 35b. / BL local interconnection layer 51b is provided with a bit line 61b (FIG. 7), which functions as a wiring layer for connecting the the source and drain of the transfer transistor Q 2 n + -type impurity region 15e (FIG. 8). The end 51b1 of the / BL local wiring layer 51b is connected to the / BL contact pad layer 35b via the second-layer / fourth-layer contact conductive portion 113. The / BL local interconnect layer 51b is shared by the memory cells in the formation region R and the memory cells located below the formation region R in FIG. / BL local wiring layer 51b has a width of
For example, it is 0.2 to 0.4 μm.

【0065】次に、第4層導電層の断面構造について、
図14を用いて説明する。第4層導電層は、例えば、下
から順に、高融点金属の窒化物層52、金属層54、高
融点金属の窒化物層56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52としては、例えば、チタンナイトライド層があ
る。金属層54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。高融点金属の窒化物
層56としては、例えば、チタンナイトライド層があ
る。また、第4層導電層は、次の態様であってもよい。
1)高融点金属の窒化物層のみから構成される態様。
2)金属層のみから構成される態様。
Next, the sectional structure of the fourth conductive layer will be described.
This will be described with reference to FIG. The fourth conductive layer has, for example, a structure in which a nitride layer 52 of a high melting point metal, a metal layer 54, and a nitride layer 56 of a high melting point metal are stacked in this order from the bottom. Specific examples of each layer are as follows. As the nitride layer 52 of the refractory metal, for example, there is a titanium nitride layer. Examples of the metal layer 54 include an aluminum layer, a copper layer, and an alloy layer thereof. As the nitride layer 56 of the refractory metal, for example, there is a titanium nitride layer. Further, the fourth conductive layer may be in the following mode.
1) An embodiment comprising only a nitride layer of a high melting point metal.
2) An embodiment composed of only a metal layer.

【0066】第4層導電層上には、シリコン酸化層から
なるハードマスク層59が形成されている。ハードマス
ク層59をマスクとして、第4層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4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。
A hard mask layer 59 made of a silicon oxide layer is formed on the fourth conductive layer. Using the hard mask layer 59 as a mask, the fourth conductive layer is patterned. This is because it is difficult to pattern the fourth conductive layer using only the resist as a mask due to the miniaturization of the memory cell.

【0067】次に、第2層・第4層-コンタクト導電部
113の断面構造について、図14を用いて説明する。
第2層・第4層-コンタクト導電部113は、二つの層
間絶縁層81、101を貫通するスルーホール115に
埋め込まれている。この断面において、第2層・第4層
-コンタクト導電部113は、BLコンタクトパッド層
35aとBL局所配線層51aとを接続している。第2
層・第4層-コンタクト導電部113は、スルーホール
115に埋め込まれたプラグ117と、スルーホール1
15の底面上および側面上に位置するバリア層119
と、を含む。プラグ117の材料としては、例えば、タ
ングステンがある。バリア層119は、高融点金属から
なる金属層と、その金属層の上に形成された高融点金属
の窒化物層とからなることが好ましい。高融点金属から
なる金属層の材料としては、たとえばチタンが挙げられ
る。高融点金属の窒化物層の材料としては、例えば、チ
タンナイトライドがある。スルーホール115の上端部
の径は、例えば、0.18〜0.22μmであり、下端
部の径は、例えば、0.14〜0.18μmである。
Next, a sectional structure of the second / fourth layer-contact conductive portion 113 will be described with reference to FIG.
The second layer / fourth layer-contact conductive part 113 is embedded in a through hole 115 penetrating the two interlayer insulating layers 81 and 101. In this section, the second and fourth layers
-The contact conductive portion 113 connects the BL contact pad layer 35a and the BL local wiring layer 51a. Second
The layer / fourth layer-contact conductive portion 113 includes a plug 117 embedded in the through hole 115 and a through hole 1
The barrier layer 119 located on the bottom surface and the side surface of the substrate 15
And As a material of the plug 117, for example, there is tungsten. Preferably, the barrier layer 119 includes a metal layer made of a high melting point metal and a nitride layer of the high melting point metal formed on the metal layer. As a material of the metal layer made of the high melting point metal, for example, titanium is given. As a material of the nitride layer of the refractory metal, for example, there is titanium nitride. The diameter of the upper end of the through hole 115 is, for example, 0.18 to 0.22 μm, and the diameter of the lower end is, for example, 0.14 to 0.18 μm.

【0068】図14、図15に示すように、第4層導電
層を覆うように、例えば、シリコン酸化層のような層間
絶縁層121が形成されている。層間絶縁層121は、
CMPにより平坦化の処理がなされている。
As shown in FIGS. 14 and 15, an interlayer insulating layer 121 such as a silicon oxide layer is formed so as to cover the fourth conductive layer. The interlayer insulating layer 121
A flattening process is performed by CMP.

【0069】{第5層導電層}第5層導電層について、
図7、図13を用いて説明する。第5層導電層は、第4
層導電層の上層に位置する。第5層導電層は、Y方向に
ほぼ直線状に延びるパターンを有するビット線61a、
/ビット線61bを含む。/ビット線61bには、ビッ
ト線61aに流れる信号と相補の信号が流れる。ビット
線61a、/ビット線61bの幅は、例えば、0.20
〜0.26μmである。
{Fifth conductive layer} Regarding the fifth conductive layer,
This will be described with reference to FIGS. The fifth conductive layer is the fourth conductive layer.
It is located above the conductive layer. The fifth conductive layer includes a bit line 61a having a pattern extending substantially linearly in the Y direction,
/ Bit line 61b. A signal complementary to the signal flowing through the bit line 61a flows through the / bit line 61b. The width of the bit lines 61a and / b is, for example, 0.20
0.20.26 μm.

【0070】ビット線61aは、第5層導電層と第4層
導電層とを接続する導電部であるコンタクト導電部13
3(以下、第4層・第5層-コンタクト導電部133と
いう)を介して、BL局所配線層51aの端部51a1
と接続される。/ビット線61bは、第4層・第5層-
コンタクト導電部133を介して、/BL局所配線層5
1bの端部51b2と接続されている。
The bit line 61a is a contact conductive portion 13 which is a conductive portion connecting the fifth conductive layer and the fourth conductive layer.
3 (hereinafter, referred to as a fourth layer / fifth layer-contact conductive portion 133), an end portion 51a1 of the BL local wiring layer 51a.
Connected to / Bit line 61b is connected to the fourth and fifth layers.
Via the contact conductive portion 133, the / BL local wiring layer 5
1b is connected to the end 51b2.

【0071】次に、第5層導電層の断面構造について、
図14、図15を用いて説明する。第5層導電層は、例
えば、下から順に、高融点金属の窒化物層62、金属層
64、高融点金属の窒化物層66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62としては、例えば、チタンナイトライド
層がある。金属層64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。高融点金属の
窒化物層66としては、例えば、チタンナイトライド層
がある。また、第5層導電層は、次の態様であってもよ
い。1)高融点金属の窒化物層のみから構成される態
様。2)金属層のみから構成される態様。
Next, the sectional structure of the fifth conductive layer will be described.
This will be described with reference to FIGS. The fifth conductive layer has, for example, a structure in which a nitride layer 62 of a high melting point metal, a metal layer 64, and a nitride layer 66 of a high melting point metal are stacked in this order from the bottom. Specific examples of each layer are as follows. As the nitride layer 62 of the refractory metal, for example, there is a titanium nitride layer. Examples of the metal layer 64 include an aluminum layer, a copper layer, and an alloy layer thereof. As the nitride layer 66 of the high melting point metal, for example, there is a titanium nitride layer. Further, the fifth conductive layer may have the following mode. 1) An embodiment comprising only a nitride layer of a high melting point metal. 2) An embodiment composed of only a metal layer.

【0072】第5層導電層上には、シリコン酸化層から
なるハードマスク層69が形成されている。ハードマス
ク層69をマスクとして、第5層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5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。
On the fifth conductive layer, a hard mask layer 69 made of a silicon oxide layer is formed. Using the hard mask layer 69 as a mask, patterning of the fifth conductive layer is performed. This is because it is difficult to pattern the fifth conductive layer using only the resist as a mask due to the miniaturization of the memory cell.

【0073】以上が本実施形態にかかるSRAMの構造
の詳細である。
The above is the details of the structure of the SRAM according to the present embodiment.

【0074】[本実施形態にかかるSRAMの主な効
果]本実施形態にかかるSRAMの主な効果は、次の二
つである。
[Main Effects of the SRAM According to the Present Embodiment] The main effects of the SRAM according to the present embodiment are as follows.

【0075】{効果1}本実施形態によれば、副ワード
線と、負荷トランジスタが形成される活性領域と、の重
なり部が形成されないので、この重なり部による浮遊容
量をなくすことができる。また、この活性領域、副ワー
ド線のサイドウォール絶縁層および副ワード線で構成さ
れる浮遊容量をなくすことができる。以下、詳細に説明
する。
{Effect 1} According to the present embodiment, no overlapping portion is formed between the sub-word line and the active region where the load transistor is formed, so that the stray capacitance due to this overlapping portion can be eliminated. Further, the floating capacitance formed by the active region, the side wall insulating layer of the sub-word line and the sub-word line can be eliminated. The details will be described below.

【0076】図8に示すように、副ワード線23a、2
3bは、活性領域13(負荷トランジスタが形成され
る)の手前で延びが止まっているので、副ワード線23
a、23bは、活性領域13と平面的に見て離れて位置
している。図16は、図8のC1−C2線に沿った断面
図である。副ワード線23aの側部には、サイドウォー
ル絶縁層25が位置している。副ワード線23a下に
は、ゲート絶縁膜形成時にできた薄い絶縁層27が位置
している。副ワード線23aやサイドウォール絶縁層2
5は、活性領域13と平面的に見て離れて位置してい
る。すなわち、活性領域13は、副ワード線23aやサ
イドウォール絶縁層25の下方まで延びていない。
As shown in FIG. 8, the sub word lines 23a, 23a
3b, the extension is stopped short of the active region 13 (where the load transistor is formed).
a and 23b are located apart from the active region 13 in plan view. FIG. 16 is a sectional view taken along line C1-C2 in FIG. The side wall insulating layer 25 is located on the side of the sub word line 23a. A thin insulating layer 27 formed at the time of forming the gate insulating film is located below the sub word line 23a. Sub word line 23a and sidewall insulating layer 2
5 is located away from the active region 13 in plan view. That is, the active region 13 does not extend below the sub-word line 23 a or the sidewall insulating layer 25.

【0077】よって、活性領域13と副ワード線23a
(23b)との重なり部が生じないので、重なり部が原
因となる浮遊容量、つまり、活性領域13、薄い絶縁層
27および副ワード線23a(23b)で構成される浮
遊容量をなくすことができる。また、活性領域13、サ
イドウォール絶縁層25および副ワード線23a(23
b)で構成される浮遊容量をなくすことができる。
Therefore, active region 13 and sub-word line 23a
Since there is no overlapping portion with (23b), the stray capacitance caused by the overlapping portion, that is, the stray capacitance constituted by the active region 13, the thin insulating layer 27, and the sub-word line 23a (23b) can be eliminated. . Further, the active region 13, the side wall insulating layer 25 and the sub-word line 23a (23
The stray capacitance constituted by b) can be eliminated.

【0078】一方、図17は、比較例となる図であり、
活性領域13が副ワード線23aの下方まで延びてい
る。このため、活性領域13と副ワード線23aとの重
なり部29が形成されるので、活性領域13、薄い絶縁
層27および副ワード線23aで構成される浮遊容量が
生じる。また、活性領域13、サイドウォール絶縁層2
5および副ワード線23aで構成される浮遊容量が生じ
る。これらの浮遊容量は、SRAMの高速化や低消費電
流化の妨げとなる。
FIG. 17 shows a comparative example.
Active region 13 extends below sub word line 23a. Therefore, an overlapping portion 29 between the active region 13 and the sub-word line 23a is formed, so that a stray capacitance composed of the active region 13, the thin insulating layer 27 and the sub-word line 23a is generated. Further, the active region 13 and the sidewall insulating layer 2
5 and a sub-word line 23a. These stray capacitances hinder high speed operation and low current consumption of the SRAM.

【0079】本実施形態によれば、上記のような浮遊容
量の形成を防ぐことができるので、SRAMを高速かつ
低消費電流にすることができる。
According to the present embodiment, since the formation of the stray capacitance as described above can be prevented, the SRAM can be operated at high speed and with low current consumption.

【0080】{効果2}本実施形態によれば、SRAM
のメモリセルの小型化を図ることができる。以下、詳細
に説明する。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。二層の導電層を用いてフリップフロップを構成する
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。
{Effect 2} According to the present embodiment, the SRAM
Can be downsized. The details will be described below. In this embodiment, information is stored by the flip-flop of the memory cell. The flip-flop connects the input terminal (gate electrode) of one inverter to the output terminal (drain) of the other inverter, and connects the input terminal (gate electrode) of the other inverter to the output terminal (drain) of one inverter. It is configured by connecting. That is, the flip-flop is obtained by cross-connecting the first inverter and the second inverter. In the case where a flip-flop is formed using two conductive layers, for example, a drain-drain connection layer connecting the drains of the inverters and a drain-gate connection layer connecting the gate of the inverter and the drain of the inverter are combined. By using one conductive layer, cross-couple connection can be achieved.

【0081】しかし、この構造によれば、この導電層
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203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
203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。
However, according to this structure, the conductive layer is formed over a region where the drain of one inverter is located, a region where the gate of the other inverter is located, and a region connecting these. Therefore, this conductive layer becomes a pattern having three ends (for example, a pattern having a branch portion such as a T-shape or an h-shape) or a spiral pattern in which the arms intersect with each other. In addition, as the T-shaped pattern, for example,
This is disclosed in FIG. As the h-shaped pattern, for example, M. Ishida, et.al., IEDM
4 (b) on page 203 of Tech. Digest (1998). As a spiral pattern, for example,
M. Ishida, et.al., IEDM Tech. Digest (1998), page 203, FIG. 3 (b). When such a complicated pattern is miniaturized, it becomes difficult to accurately reproduce the shape in a photoetching process, so that a desired pattern cannot be obtained, which hinders miniaturization of the memory cell size.

【0082】本実施形態によれば、図3、図4、図5に
示すように、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、31b)、一方のCMOSインバータのゲー
トと他方のCMOS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。このように、本実施形態
では、三層の導電層を用いてフリップフロップを構成す
るので、二層の導電層を用いてフリップフロップを構成
する場合に比べて、各層のパターンを単純化(例えば、
ほぼ直線状に)することができる。よって、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、0.12μm世代において、メモリセルサイズが、
2.5μm2以下の微細なSRAMにすることができ
る。
According to the present embodiment, as shown in FIGS. 3, 4 and 5, the gate which becomes the gate of the CMOS inverter
A gate electrode layer (21a, 21b), a drain-drain connection layer (31a, 31b) connecting the drains of the CMOS inverters, and a drain-gate connection connecting the gate of one CMOS inverter and the drain of the other CMOS inverter The layers (41a, 41b) are formed in different layers. As described above, in the present embodiment, since the flip-flop is configured using three conductive layers, the pattern of each layer is simplified (for example, compared to the case where the flip-flop is configured using two conductive layers) (for example, ,
(Substantially linearly). Therefore, according to the present embodiment, since the pattern of each layer can be simplified, for example, in the 0.12 μm generation, the memory cell size is
A fine SRAM of 2.5 μm 2 or less can be obtained.

【0083】[SRAMの電子機器への応用例]本実施
形態にかかるSRAMは、例えば、携帯機器のような電
子機器に応用することができる。図18は、携帯電話機
のシステムの一部のブロック図である。CPU、SRA
M、DRAMはバスラインにより、相互に接続されてい
る。さらに、CPUは、バスラインにより、キーボード
およびLCDドライバと接続されている。LCDドライ
バは、バスラインにより、液晶表示部と接続されてい
る。CPU、SRAMおよびDRAMでメモリシステム
を構成している。
[Application Example of SRAM to Electronic Apparatus] The SRAM according to the present embodiment can be applied to an electronic apparatus such as a portable apparatus. FIG. 18 is a block diagram of a part of the mobile phone system. CPU, SRA
M and DRAM are mutually connected by a bus line. Further, the CPU is connected to a keyboard and an LCD driver by a bus line. The LCD driver is connected to a liquid crystal display unit by a bus line. A memory system is composed of a CPU, an SRAM and a DRAM.

【0084】図19は、図18に示す携帯電話機のシス
テムを備える携帯電話機600の斜視図である。携帯電
話機600は、キーボード612、液晶表示部614、
受話部616およびアンテナ部618を含む本体部61
0と、送話部622を含む蓋部620と、を備える。
FIG. 19 is a perspective view of a portable telephone 600 provided with the portable telephone system shown in FIG. The mobile phone 600 includes a keyboard 612, a liquid crystal display 614,
Main unit 61 including earpiece 616 and antenna 618
0, and a cover 620 including a transmitter 622.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施形態にかかるSRAMの等価回路図であ
る。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an SRAM according to an embodiment.

【図2】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルアレ
イのフィールドを示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing fields of a memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図3】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルアレ
イの第1層導電層を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a first conductive layer of the memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図4】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルアレ
イの第2層導電層を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a second conductive layer of the memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図5】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルアレ
イの第3層導電層を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a third conductive layer of the memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図6】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルアレ
イの第4層導電層を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a fourth conductive layer of the memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図7】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルアレ
イの第5層導電層を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a fifth conductive layer of the memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図8】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルアレ
イのフィールドおよび第1層導電層を示す平面図であ
る。
FIG. 8 is a plan view showing a field and a first conductive layer of the memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図9】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルアレ
イのフィールド、第1層導電層および第2層導電層を示
す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a field, a first conductive layer, and a second conductive layer of the memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図10】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルア
レイの第2層導電層および第3層導電層を示す平面図で
ある。
FIG. 10 is a plan view showing a second conductive layer and a third conductive layer of the memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図11】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルア
レイの第1層導電層および第3層導電層を示す平面図で
ある。
FIG. 11 is a plan view showing a first conductive layer and a third conductive layer of the memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図12】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルア
レイの第2層導電層および第4層導電層を示す平面図で
ある。
FIG. 12 is a plan view showing a second conductive layer and a fourth conductive layer of the memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図13】本実施形態にかかるSRAMのメモリセルア
レイの第4層導電層および第5層導電層を示す平面図で
ある。
FIG. 13 is a plan view showing a fourth conductive layer and a fifth conductive layer of the memory cell array of the SRAM according to the embodiment;

【図14】図2〜図13のA1−A2線に沿った断面図
である。
FIG. 14 is a sectional view taken along the line A1-A2 in FIGS.

【図15】図2〜図13のB1−B2線に沿った断面図
である。
FIG. 15 is a sectional view taken along the line B1-B2 of FIGS. 2 to 13;

【図16】図8のC1−C2線に沿った断面図である。FIG. 16 is a sectional view taken along line C1-C2 in FIG. 8;

【図17】図16の比較例となる断面図である。17 is a cross-sectional view as a comparative example of FIG.

【図18】本実施形態にかかるSRAMを備えた、携帯
電話機のシステムの一部のブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram of a part of a mobile phone system including the SRAM according to the embodiment.

【図19】図18に示す携帯電話機のシステムを備える
携帯電話機の斜視図である。
FIG. 19 is a perspective view of a mobile phone including the mobile phone system shown in FIG. 18;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 活性領域 11a、11b 形成領域 12 pウェル 13 活性領域 14 nウェル 15a、15b、15c、15d、15e n+型不純
物領域 17a、17b、17c p+型不純物領域 19 素子分離領域 21a、21b ゲート-ゲート電極層 23a、23b 副ワード線 25 サイドウォール絶縁層 27 薄い絶縁層 29 重なり部 30 高融点金属からなる金属層 31a、31b ドレイン-ドレイン接続層 31a1、31a2、31b1、31b2 端部 31b3 L字型の角部 32 高融点金属の窒化物層 33 VDD配線 33a 凸部 35a BLコンタクトパッド層 35b /BLコンタクトパッド層 37 VSS局所配線層 40 高融点金属からなる金属層 41a、41b ドレイン-ゲート接続層 41a1、41a2、41b1、41b2 端部 42 高融点金属の窒化物層 51a BL局所配線層 51a1 端部 51b /BL局所配線層 51b1 51b2 端部 52 高融点金属の窒化物層 53 主ワード線 54 金属層 55 VSS配線 56 高融点金属の窒化物層 59 ハードマスク 61a ビット線 61b /ビット線 62 高融点金属の窒化物層 64 金属層 66 高融点金属の窒化物層 69 ハードマスク 71 層間絶縁層 73 フィールド・第2層-コンタクト導電部 75 スルーホール 77 プラグ 79 高融点金属の窒化物層 81 層間絶縁層 83 第2層・第3層-コンタクト導電部 85 スルーホール 87 プラグ 89 高融点金属の窒化物層 93 第1層・第3層-コンタクト導電部 95 スルーホール 97 プラグ 99 高融点金属の窒化物層 101 層間絶縁層 113 第2層・第4層-コンタクト導電部 115 スルーホール 117 プラグ 119 高融点金属の窒化物層 121 層間絶縁層 133 第4層・第5層-コンタクト導電部 R 一つのメモリセルの形成領域
Reference Signs List 11 active region 11a, 11b forming region 12 p-well 13 active region 14 n-well 15a, 15b, 15c, 15d, 15en + type impurity region 17a, 17b, 17cp + type impurity region 19 element isolation region 21a, 21b gate- Gate electrode layer 23a, 23b Sub word line 25 Side wall insulating layer 27 Thin insulating layer 29 Overlapping part 30 Metal layer 31a, 31b Drain-drain connection layer 31a1, 31a2, 31b1, 31b2 End 31b3 L-shaped 32 Refractory metal nitride layer 33 VDD wiring 33a Convex part 35a BL contact pad layer 35b / BL contact pad layer 37V SS local wiring layer 40 Metal layer 41a, 41b made of high melting point metal Drain-gate connection Layers 41a1, 41a2, 41b1, 41b2 End 42 Nitride layer of refractory metal 51a BL local wiring layer 51a1 End 51b / BL local wiring layer 51b1 51b2 End 52 Refractory metal nitride layer 53 Main word line 54 Metal layer 55 V SS wiring 56 High melting point Metal nitride layer 59 Hard mask 61a Bit line 61b / bit line 62 Refractory metal nitride layer 64 Metal layer 66 Refractory metal nitride layer 69 Hard mask 71 Interlayer insulating layer 73 Field / second layer-contact conductive Part 75 Through hole 77 Plug 79 Nitride layer of high melting point metal 81 Interlayer insulating layer 83 Second / third layer-contact conductive part 85 Through hole 87 Plug 89 Nitride layer of high melting point metal 93 First layer / third layer Layer-contact conductive part 95 through hole 97 plug 99 nitride layer of refractory metal 101 interlayer insulating layer 113 second layer Fourth layer-contact conductive part 115 Through hole 117 Plug 119 Refractory metal nitride layer 121 Interlayer insulating layer 133 Fourth / fifth layer-Contact conductive part R One memory cell formation region

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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
を含むメモリセルを備える半導体装置であって、 第1方向に延びており、かつ、前記第1および第2負荷
トランジスタが形成される、第1活性領域と、 第1方向に延びており、かつ、前記第1および第2駆動
トランジスタ、前記第1および第2転送トランジスタが
形成される、第2活性領域と、 第2方向に延びており、かつ、前記第1および第2活性
領域の上層に位置し、かつ、前記第1活性領域と平面的
に見て離れて位置し、かつ、前記第2活性領域と平面的
に見て交差して位置し、かつ、前記第1転送トランジス
タのゲート電極を含む、第1ワード線と、 第2方向に延びており、かつ、前記第1および第2活性
領域の上層に位置し、かつ、前記第1活性領域と平面的
に見て離れて位置し、かつ、前記第2活性領域と平面的
に見て交差して位置し、かつ、前記第2転送トランジス
タのゲート電極を含む、第2ワード線と、 を備える、半導体装置。
1. A semiconductor device including a memory cell including a first load transistor, a second load transistor, a first drive transistor, a second drive transistor, a first transfer transistor, and a second transfer transistor, wherein the semiconductor device includes: A first active region that extends and in which the first and second load transistors are formed; and a first and second drive transistor that extends in a first direction and the first and second drive transistors. A second active region in which a transfer transistor is formed; a second active region extending in the second direction; being located above the first and second active regions; and being planar with the first active region. A first word line including a gate electrode of the first transfer transistor, the first word line including a gate electrode of the first transfer transistor, and extending in the second direction; And located at an upper layer of the first and second active regions, separated from the first active region in plan view, and intersected with the second active region in plan view. And a second word line including a gate electrode of the second transfer transistor.
【請求項2】 請求項1において、 第2方向に延びており、かつ、前記第1および第2ワー
ド線と同じ層に位置し、かつ、前記第1および第2活性
領域と平面的に見て交差して位置し、かつ、前記第1ワ
ード線と前記第2ワード線との間に平面的に見て位置
し、かつ、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む、第1ゲート-ゲー
ト電極層と、 第2方向に延びており、かつ、前記第1および第2ワー
ド線と同じ層に位置し、かつ、前記第1および第2活性
領域と平面的に見て交差して位置し、かつ、前記第1ワ
ード線と前記第2ワード線との間に平面的に見て位置
し、かつ、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む、第2ゲート-ゲー
ト電極層と、 を備える、半導体装置。
2. The device according to claim 1, which extends in the second direction, is located on the same layer as the first and second word lines, and is planar in view of the first and second active regions. And the gate electrode of the first load transistor and the gate electrode of the first drive transistor are located between the first word line and the second word line when viewed in a plan view. A first gate-gate electrode layer, extending in the second direction, and located in the same layer as the first and second word lines, and viewed in plan with the first and second active regions. And the gate electrode of the second load transistor and the second drive transistor is located between the first word line and the second word line when viewed in plan, and includes the gate electrodes of the second load transistor and the second drive transistor. And a second gate-gate electrode layer. Location.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記第1活性領域は、前記第1および第2ワード線の手
前で延びが止まっている、半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first active region stops extending in front of the first and second word lines.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、 第2方向に延びており、かつ、前記第1および第2ゲー
ト-ゲート電極層並びに前記第1および第2ワード線の
上層に位置し、かつ、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す
る、第1ドレイン-ドレイン接続層と、 第2方向に延びており、前記第1および第2ゲート-ゲ
ート電極層並びに前記第1および第2ワード線の上層に
位置し、かつ、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する、第
2ドレイン-ドレイン接続層と、 前記第1および第2ドレイン-ドレイン接続層の上層に
位置し、かつ、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する、第1ドレイ
ン-ゲート接続層と、 前記第1および第2ドレイン-ドレイン接続層の上層に
位置し、かつ、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する、第2ドレイ
ン-ゲート接続層と、 を備える、半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first and second gate-gate electrode layers extend in the second direction and are located above the first and second word lines. A first drain-drain connection layer connecting the drain of the first load transistor and the drain of the first drive transistor; and a first and second gate-gate electrode extending in a second direction. A second drain-drain connection layer, which is located on a layer and above the first and second word lines, and connects a drain of the second load transistor and a drain of the second drive transistor; And a first drain-gate connection located above the second drain-drain connection layer and connecting the first drain-drain connection layer and the second gate-gate electrode layer And a second drain-gate connection layer located above the first and second drain-drain connection layers and connecting the second drain-drain connection layer and the first gate-gate electrode layer. A semiconductor device, comprising:
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかにおいて、 第1方向に延びており、かつ、前記第1および第2ドレ
イン-ドレイン接続層と同じ層に位置する、電源線と、 第2方向に延びており、かつ、前記第1および第2ドレ
イン-ゲート接続層の上層に位置する、接地線、主ワー
ド線、BL局所配線層、および、/BL局所配線層と、 第1方向に延びており、かつ、前記接地線、前記主ワー
ド線、前記BL局所配線層、および、前記/BL局所配
線層の上層に位置する、ビット線、および、/ビット線
と、 を備える、半導体装置。
5. The power supply line according to claim 1, wherein the power supply line extends in the first direction and is located in the same layer as the first and second drain-drain connection layers. And a ground line, a main word line, a BL local wiring layer, and a / BL local wiring layer, which are located above the first and second drain-gate connection layers, and extend in the first direction. And a bit line and a / bit line located above the ground line, the main word line, the BL local wiring layer, and the / BL local wiring layer.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかにおいて、 前記第1および第2活性領域、前記第1および第2ゲー
ト-ゲート電極層、前記第1および第2ワード線は、ほ
ぼ直線状のパターンを有する、半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first and second active regions, the first and second gate-gate electrode layers, and the first and second word lines are substantially linear. A semiconductor device having a pattern.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかにおいて、 前記メモリセルのサイズが、2.5μm2以下である、
半導体装置。
7. The memory cell according to claim 1, wherein the size of the memory cell is 2.5 μm 2 or less.
Semiconductor device.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の前記半
導体装置を備える、メモリシステム。
8. A memory system comprising the semiconductor device according to claim 1.
【請求項9】 請求項1〜7のいずれかに記載の前記半
導体装置を備える、電子機器。
9. An electronic apparatus comprising the semiconductor device according to claim 1.
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