JP2004140164A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】セルサイズの大型化を抑えてソフトエラー耐性を向上させることが困難であった。
【解決手段】スタティックRAMは6個のトランジスタを有している。このスタティックRAMの記憶ノードND0、ND1にはトレンチキャパシタTC0、TC1が接続されている。
【選択図】 図1
【解決手段】スタティックRAMは6個のトランジスタを有している。このスタティックRAMの記憶ノードND0、ND1にはトレンチキャパシタTC0、TC1が接続されている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば6個のトランジスタにより構成されたスタティックRAMに関する。
【0002】
【従来の技術】
図10、図11、図12は、従来のスタティックRAMを示すものであり、図10は回路図、図11は図10に対応したレイアウト図、図12は図11に示すXII−XII線に沿った断面図である。
【0003】
図10、図11において、このスタティックSRAMは、ラッチ回路を構成するPチャネルMOSトランジスタ(以下、PMOSと称す)P0、P1、NチャネルMOSトランジスタNMOSトランジスタ(以下、NMOSと称す)N0、N1、記憶ノードND0とビット線BLの間に接続された転送用のNMOSトランジスタN01、及び記憶ノードND1とビット線/BLの間に接続された転送用のNMOSトランジスタN11とにより構成されている。これら転送用のNMOSトランジスタN01、N11のゲートはワード線WLに接続されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば図12に示すように、記憶ノードND0に放射線が通過すると、P型のウェル領域(P−well)及びP型の基板(P−sub)内に電子(e−)が発生する。この電子によるファンネリング電流は、記憶ノードND0へ流れる。仮に記憶ノードND0がデータ“1”を記憶していたとすると、このファンネリング電流により、データ“1”がデータ“0”へと反転してしまう。このようなソフトエラーが発生した場合、半導体記憶装置の信頼性が低下する。
【0005】
近年、6個のトランジスタを用いたスタティックRAMは、微細化が進んでいる。これに伴い、記憶ノードND0、ND1の記憶容量も小さくなっている。このため、上記ソフトエラーが発生し易くなっている。
【0006】
そこで、ソフトエラー耐性を向上させるため、記憶ノードに容量を接続することが考えられている。しかし、記憶ノードに容量を接続することにより、スタティックRAMセルのサイズが大型化するという問題が発生する。したがって、セルサイズの大型化を抑えてソフトエラー耐性を向上させることが望まれている。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、セルサイズの大型化を抑えてソフトエラー耐性を向上させることが可能な半導体記憶装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体記憶装置は、上記課題を解決するため、第1の導電型の第1のトランジスタと、第2の導電型の第2のトランジスタと、第1導電型の第3のトランジスタと、第2導電型の第4のトランジスタとを有し、前記第1、第2のトランジスタの接続部及び前記第3、第4のトランジスタのゲート電極が第1の記憶ノードとされ、前記第3、第4のトランジスタの接続部及び前記第1、第2のトランジスタのゲート電極が第2の記憶ノードとされたラッチ部と、前記第1の記憶ノードと第1のビット線とに接続され、ゲート電極がワード線に接続された第2導電型の第5トランジスタと、前記第2の記憶ノードと第2のビット線とに接続され、ゲート電極が前記ワード線に接続された第2導電型の第6トランジスタと、前記第1の記憶ノードに接続された第1のトレンチキャパシタと、前記第2の記憶ノードに接続された第2のトレンチキャパシタとを具備している。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0010】
(第1の実施形態)
図1、図2、図3は、本発明の第1の実施形態を示すものであり、図1は回路図、図2はレイアウト図、図3は図2のIII−III線に沿った断面図を示している。尚、レイアウト図において、斜線部はポリシリコン層を示し、ドット部は拡散層を示し、白色部は金属配線層を示している。また、断面図において、細線のハッチングは導体を示し、太線のハッチングは絶縁体を示している。
【0011】
図1、図2において、このスタティックSRAMは、ラッチ回路を構成するPチャネルMOSトランジスタ(以下、PMOSと称す)P0、P1、NチャネルMOSトランジスタNMOSトランジスタ(以下、NMOSと称す)N0、N1、記憶ノードND0とビット線BLの間に接続された転送用のNMOSトランジスタN01、及び記憶ノードND1とビット線/BLの間に接続された転送用のNMOSトランジスタN11とにより構成されている。これら転送用のNMOSトランジスタN01、N11のゲートはワード線WLに接続されている。
【0012】
記憶ノードND0と第2の電源Vssとの間には、例えばトレンチキャパシタTC0が接続されている。また、記憶ノードND1と第2の電源Vssとの間には、例えばトレンチキャパシタTC1が接続されている。このトレンチキャパシタTC0、TC1は、図2、図3に示すように、N型のウェル領域(N−well)12とP型のウェル領域(P−well)13との境界に形成されている。
【0013】
図3は、トレンチキャパシタTC0の一例を示している。トレンチキャパシタTC1もTC0と同様の構成とされている。このトレンチキャパシタTC0は、N型のウェル領域12とP型のウェル領域13、及びP型の半導体基板(P−sub)11内に形成されたトレンチ14を用いて構成されている。すなわち、このトレンチ14内にはキャパシタ絶縁膜15及びN+のポリシリコン層により構成されたストレージ電極16が形成されている。このキャパシタ絶縁膜15により、ストレージ電極16は、N型のウェル領域12、P型のウェル領域13、及びP型の半導体基板11から絶縁されている。このストレージ電極16は、トレンチ14上部のキャパシタ絶縁膜15が除去された部分において、ストラップ17に接続され、このストラップ17を介してN+型の拡散層に接続されている。ストラップ17は、N−型の拡散層により構成され、前記N+型の拡散層は、NMOSトランジスタN0を構成している。
【0014】
尚、各トランジスタ及びトレンチキャパシタ等は、素子分離領域(STI)により分離されている。
【0015】
上記第1の実施形態によれば、記憶ノードND0、ND1にトレンチキャパシタTC0、TC1からなるキャパシタを接続している。したがって、記憶ノードND0、ND1の容量を増大することができるため、ソフトエラー耐性を向上できる。
【0016】
また、トレンチキャパシタTC0、TC1は、記憶ノードND0、ND1に接続された金属配線M1の下方に位置し、しかも、トレンチキャパシタTC0、TC1は、N型のウェル領域12とP型のウェル領域13、及びP型の半導体基板11内に形成されている。このため、トレンチキャパシタTC0、TC1を形成するために、特別なスペースを必要としないため、セルサイズの増大を防止できる。
【0017】
しかも、トレンチキャパシタTC0、TC1は、N型のウェル領域12とP型のウェル領域13の境界に形成されている。一般に、ウェル領域内に形成されるN型又はP型の拡散層は、ウェル領域の境界からの距離が定められている。例えば図2に示すように、N型のウェル領域12内に形成されるP型の拡散層は、N型のウェル領域12の境界から距離L1の位置に形成され、P型のウェル領域13内に形成されるN型の拡散層は、P型のウェル領域13の境界から前記距離L1より長いL2の位置に形成される。このため、各ウェル領域の境界近傍には拡散層を形成することができない。すなわち、ウェル領域の境界近傍にはスペースが存在する。そこで、第1の実施形態のように、このスペースにトレンチキャパシタを形成することにより、空いたスペースを有効に利用できる。さらに、トレンチキャパシタを形成するために、別途スペースを必要としないため、セルサイズの増大を防止することができる。
【0018】
また、トレンチキャパシタTC0、TC1は基板11内に形成されるため、金属配線M1の配置に影響を与えない。したがって、レイアウトを容易化できる利点を有している。
【0019】
さらに、トレンチキャパシタTC0、TC1は、ダイナミックRAMのキャパシタと同様の構成、及び同様の製造方法により製造することができる。このため、例えばスタティックRAMとダイナミックRAMを含むシステムLSIにおいて、製造工程の増大を招くことなく、ソフトエラー耐性が優れたスタティックRAMを製造することができる。
【0020】
(第2の実施形態)
図4、図5は、本発明の第2の実施形態を示している。第2の実施形態に示すスタティックRAMの回路構成は、第1の実施形態において示した図1と同様である。但し、レイアウトが図2と相違している。図4、図5において、図1乃至図3と同一部分には同一符号を付し、異なる部分について説明する。
【0021】
図4において、2つのP型のウェル領域13の相互間にN型のウェル領域12が形成されている。2つのP型のウェル領域13には、NMOSトランジスタN0、N01、N1、N11がそれぞれ形成されている。また、N型のウェル領域12内には、PMOSトランジスタP0、P1、及びトレンチキャパシタTC0、TC1が形成されている。トレンチキャパシタTC0はPMOSトランジスタP0の拡散層に接続され、トレンチキャパシタTC1はPMOSトランジスタP1の拡散層に接続されている。
【0022】
図5は、図4のV−V線に沿った断面図を示している。トレンチキャパシタTC0は、N型のウェル領域12及びP型の半導体基板11に形成されたトレンチ14内に形成されている。このトレンチ14内には、キャパシタ絶縁膜15を介して例えばP+型のポリシリコンからなるストレージ電極23が形成されている。このストレージ電極23は、P−型の拡散層からなるストラップ24を介してPMOSトランジスタP0の拡散層に接続されている。
【0023】
さらに、前記ストレージ電極23の上には、絶縁膜19を介してPMOSトランジスタP1及びNMOSトランジスタN1のゲート電極20が形成されている。このゲート電極20の上には、コンタクトCH及び金属配線M1が形成され、ゲート電極20はコンタクトCH及び金属電極M1を介して、図4に示すように、記憶ノードND0に接続される。
【0024】
一方、トレンチキャパシタTC1もトレンチキャパシタTC0と同様の構成とされている。尚、各トランジスタ及びトレンチキャパシタ等は、素子分離領域(STI)により分離されている。
【0025】
上記第2の実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、記憶ノードND0、ND1にトレンチキャパシタTC0、TC1からなるキャパシタを接続している。このため、記憶ノードND0、ND1の容量を増大することができるため、ソフトエラー耐性を向上できる。
【0026】
また、トレンチキャパシタTC0は、PMOSトランジスタP0の拡散層に接続され、PMOSトランジスタP1(NMOSトランジスタN1)のゲート電極の一端部下方に位置し、トレンチキャパシタTC1は、PMOSトランジスタP1の拡散層に接続され、PMOSトランジスタP0(NMOSトランジスタN0)のゲート電極の一端部下方に位置している。このため、トレンチキャパシタTC0、TC1を形成するために、特別なスペースを必要としないため、セルサイズの増大を防止できる。
【0027】
(第3の実施形態)
図6は、本発明の第3の実施形態を示すものであり、図2に示すレイアウトを変形した例を示している。図6において、トレンチキャパシタTC0、TC1のサイズが図2に示すサイズよりも大きくされている。すなわち、トレンチキャパシタTC0はPMOSトランジスタP0(NMOSトランジスタN0)のゲート電極21の下方まで拡張され、トレンチキャパシタTC1はPMOSトランジスタP1(NMOSトランジスタN1)のゲート電極20の下方まで拡張されている。これらトレンチキャパシタTC0とゲート電極21は図示せぬ絶縁膜を介して絶縁され、トレンチキャパシタTC1とゲート電極20は図示せぬ絶縁膜を介して絶縁されている。
【0028】
上記第3の実施形態によっても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、トレンチキャパシタTC0、TC1をPMOSトランジスタP0、P1のゲート電極21、20の下方まで拡張している。このため、セルサイズを増大することなく、トレンチキャパシタTC0、TC1の容量を増加することが可能である。
【0029】
(第4の実施形態)
図7は、本発明の第4の実施形態を示すものであり、図4に示すレイアウトを変形した例を示している。図7において、トレンチキャパシタTC0、TC1は、P型のウェル領域13とN型のウェル領域12の境界に形成されている。すなわち、トレンチキャパシタTC0は、P型のウェル領域13とN型のウェル領域12の境界であって、NMOSトランジスタN0、N01の拡散層と、PMOSトランジスタP0の拡散層の相互間に配置されている。さらに、このトレンチキャパシタTC0は、記憶ノードND0に接続された金属配線M1の下方に形成されている。
【0030】
また、トレンチキャパシタTC1は、P型のウェル領域13とN型のウェル領域12の境界であって、NMOSトランジスタN1、N11の拡散層と、PMOSトランジスタP1の拡散層の相互間に配置されている。さらに、このトレンチキャパシタTC1は、記憶ノードND1に接続された金属配線M1の下方に形成されている。
【0031】
これらトレンチキャパシタTC0、TC1は、例えば図5に示すトレンチキャパシタと同様の構成とされている。すなわち、ストレージ電極は、例えばP+ポリシリコン層により構成され、このポリシリコン層はストラップを介してPMOSトランジスタの拡散層に接続されている。
【0032】
上記第4の実施形態によれば、トレンチキャパシタTC0、TC1をP型のウェル領域とN型のウェル領域の境界の領域に形成している。このため、トレンチキャパシタTC0、TC1を形成するために、別途スペースを必要としないため、セルサイズの増大を抑えてソフトエラー耐性を向上できる。
【0033】
(第5の実施形態)
図8は、本発明の第5の実施形態を示すものであり、図7に示すレイアウトを変形した例を示している。図8において、トレンチキャパシタTC0、TC1のサイズが図7に示すサイズよりも大きくされている。すなわち、トレンチキャパシタTC0はPMOSトランジスタP0(NMOSトランジスタN0)のゲート電極21の下方まで拡張され、トレンチキャパシタTC1はPMOSトランジスタP1(NMOSトランジスタN1)のゲート電極20の下方まで拡張されている。これらトレンチキャパシタTC0とゲート電極21は図示せぬ絶縁膜を介して絶縁され、トレンチキャパシタTC1とゲート電極20は図示せぬ絶縁膜を介して絶縁されている。
【0034】
上記第5の実施形態によっても第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、トレンチキャパシタTC0、TC1をPMOSトランジスタP0、P1のゲート電極21、20の下方まで拡張しているため、セルサイズを増大することなく、トレンチキャパシタTC0、TC1の容量を増加することが可能である。
【0035】
図9は、上記第1乃至第5の実施形態に示す第1、第2のトレンチキャパシタTC0、TC1を有するスタティックRAM(SRAM)のモジュールを用いたシステムLSIの例を示している。このシステムLSIは、上記第1乃至第5の実施形態に示す第1、第2のトレンチキャパシタTC0、TC1を有するスタティックRAM(SRAM)のモジュール31と、例えば第1、第2のトレンチキャパシタTC0、TC1と同一構成のトレンチキャパシタを有するダイナミックRAM(DRAM)のモジュール32、ロジック回路33、CPU34等が同一の半導体基板内に形成されている。このような構成のシステムLSIによれば、ソフトエラー耐性が高く、しかも、チップサイズの増大を抑えることが可能である。さらに、スタティックRAMのトレンチキャパシタをダイナミックRAMのトレンチキャパシタと同一の工程により製造できるため、製造工程の増加も抑えることができる。
【0036】
尚、図4、図7、図8に示す第2、第4、第5の実施形態において、トレンチ内のストレージ電極をP+ポリシリコン層により構成し、このストレージ電極をPMOSトランジスタの拡散層に接続した。しかし、これに限定されるものではなく、ストレージ電極をN+ポリシリコン層により構成し、このストレージ電極をNMOSトランジスタの拡散層に接続する構成とすることも可能である。
【0037】
その他、本発明の要旨を変えない範囲において種々変形実施可能なことは勿論である。
【0038】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、セルサイズの大型化を抑えてソフトエラー耐性を向上させることが可能な半導体記憶装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す回路図。
【図2】図1に示す回路のレイアウト図。
【図3】図2のIII−III線に沿った断面図。
【図4】本発明の第2の実施形態を示すレイアウト図。
【図5】図4のV−V線に沿った断面図。
【図6】本発明の第3の実施形態を示すレイアウト図。
【図7】本発明の第4の実施形態を示すレイアウト図。
【図8】本発明の第5の実施形態を示すレイアウト図。
【図9】第1乃至第5の実施形態に示すスタティックRAMを用いたシステムLSIの一例を示す構成図。
【図10】従来のスタティックRAMを示す回路図。
【図11】図10に示す回路のレイアウト図。
【図12】図11に示すXII−XII線に沿った断面図。
【符号の説明】
11…半導体基板、
12…N型のウェル領域、
13…P型のウェル領域、
14…トレンチ、
15…キャパシタ絶縁膜、
16、23…ストレージ電極、
20、21…ゲート電極、
31…SRAM、
32…DRAM、
N0、N1、N01、N11…NMOSトランジスタ、
P0、P1…PMOSトランジスタ、
TC0、TC1…トレンチキャパシタ、
ND0、ND1…記憶ノード。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば6個のトランジスタにより構成されたスタティックRAMに関する。
【0002】
【従来の技術】
図10、図11、図12は、従来のスタティックRAMを示すものであり、図10は回路図、図11は図10に対応したレイアウト図、図12は図11に示すXII−XII線に沿った断面図である。
【0003】
図10、図11において、このスタティックSRAMは、ラッチ回路を構成するPチャネルMOSトランジスタ(以下、PMOSと称す)P0、P1、NチャネルMOSトランジスタNMOSトランジスタ(以下、NMOSと称す)N0、N1、記憶ノードND0とビット線BLの間に接続された転送用のNMOSトランジスタN01、及び記憶ノードND1とビット線/BLの間に接続された転送用のNMOSトランジスタN11とにより構成されている。これら転送用のNMOSトランジスタN01、N11のゲートはワード線WLに接続されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば図12に示すように、記憶ノードND0に放射線が通過すると、P型のウェル領域(P−well)及びP型の基板(P−sub)内に電子(e−)が発生する。この電子によるファンネリング電流は、記憶ノードND0へ流れる。仮に記憶ノードND0がデータ“1”を記憶していたとすると、このファンネリング電流により、データ“1”がデータ“0”へと反転してしまう。このようなソフトエラーが発生した場合、半導体記憶装置の信頼性が低下する。
【0005】
近年、6個のトランジスタを用いたスタティックRAMは、微細化が進んでいる。これに伴い、記憶ノードND0、ND1の記憶容量も小さくなっている。このため、上記ソフトエラーが発生し易くなっている。
【0006】
そこで、ソフトエラー耐性を向上させるため、記憶ノードに容量を接続することが考えられている。しかし、記憶ノードに容量を接続することにより、スタティックRAMセルのサイズが大型化するという問題が発生する。したがって、セルサイズの大型化を抑えてソフトエラー耐性を向上させることが望まれている。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、セルサイズの大型化を抑えてソフトエラー耐性を向上させることが可能な半導体記憶装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体記憶装置は、上記課題を解決するため、第1の導電型の第1のトランジスタと、第2の導電型の第2のトランジスタと、第1導電型の第3のトランジスタと、第2導電型の第4のトランジスタとを有し、前記第1、第2のトランジスタの接続部及び前記第3、第4のトランジスタのゲート電極が第1の記憶ノードとされ、前記第3、第4のトランジスタの接続部及び前記第1、第2のトランジスタのゲート電極が第2の記憶ノードとされたラッチ部と、前記第1の記憶ノードと第1のビット線とに接続され、ゲート電極がワード線に接続された第2導電型の第5トランジスタと、前記第2の記憶ノードと第2のビット線とに接続され、ゲート電極が前記ワード線に接続された第2導電型の第6トランジスタと、前記第1の記憶ノードに接続された第1のトレンチキャパシタと、前記第2の記憶ノードに接続された第2のトレンチキャパシタとを具備している。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0010】
(第1の実施形態)
図1、図2、図3は、本発明の第1の実施形態を示すものであり、図1は回路図、図2はレイアウト図、図3は図2のIII−III線に沿った断面図を示している。尚、レイアウト図において、斜線部はポリシリコン層を示し、ドット部は拡散層を示し、白色部は金属配線層を示している。また、断面図において、細線のハッチングは導体を示し、太線のハッチングは絶縁体を示している。
【0011】
図1、図2において、このスタティックSRAMは、ラッチ回路を構成するPチャネルMOSトランジスタ(以下、PMOSと称す)P0、P1、NチャネルMOSトランジスタNMOSトランジスタ(以下、NMOSと称す)N0、N1、記憶ノードND0とビット線BLの間に接続された転送用のNMOSトランジスタN01、及び記憶ノードND1とビット線/BLの間に接続された転送用のNMOSトランジスタN11とにより構成されている。これら転送用のNMOSトランジスタN01、N11のゲートはワード線WLに接続されている。
【0012】
記憶ノードND0と第2の電源Vssとの間には、例えばトレンチキャパシタTC0が接続されている。また、記憶ノードND1と第2の電源Vssとの間には、例えばトレンチキャパシタTC1が接続されている。このトレンチキャパシタTC0、TC1は、図2、図3に示すように、N型のウェル領域(N−well)12とP型のウェル領域(P−well)13との境界に形成されている。
【0013】
図3は、トレンチキャパシタTC0の一例を示している。トレンチキャパシタTC1もTC0と同様の構成とされている。このトレンチキャパシタTC0は、N型のウェル領域12とP型のウェル領域13、及びP型の半導体基板(P−sub)11内に形成されたトレンチ14を用いて構成されている。すなわち、このトレンチ14内にはキャパシタ絶縁膜15及びN+のポリシリコン層により構成されたストレージ電極16が形成されている。このキャパシタ絶縁膜15により、ストレージ電極16は、N型のウェル領域12、P型のウェル領域13、及びP型の半導体基板11から絶縁されている。このストレージ電極16は、トレンチ14上部のキャパシタ絶縁膜15が除去された部分において、ストラップ17に接続され、このストラップ17を介してN+型の拡散層に接続されている。ストラップ17は、N−型の拡散層により構成され、前記N+型の拡散層は、NMOSトランジスタN0を構成している。
【0014】
尚、各トランジスタ及びトレンチキャパシタ等は、素子分離領域(STI)により分離されている。
【0015】
上記第1の実施形態によれば、記憶ノードND0、ND1にトレンチキャパシタTC0、TC1からなるキャパシタを接続している。したがって、記憶ノードND0、ND1の容量を増大することができるため、ソフトエラー耐性を向上できる。
【0016】
また、トレンチキャパシタTC0、TC1は、記憶ノードND0、ND1に接続された金属配線M1の下方に位置し、しかも、トレンチキャパシタTC0、TC1は、N型のウェル領域12とP型のウェル領域13、及びP型の半導体基板11内に形成されている。このため、トレンチキャパシタTC0、TC1を形成するために、特別なスペースを必要としないため、セルサイズの増大を防止できる。
【0017】
しかも、トレンチキャパシタTC0、TC1は、N型のウェル領域12とP型のウェル領域13の境界に形成されている。一般に、ウェル領域内に形成されるN型又はP型の拡散層は、ウェル領域の境界からの距離が定められている。例えば図2に示すように、N型のウェル領域12内に形成されるP型の拡散層は、N型のウェル領域12の境界から距離L1の位置に形成され、P型のウェル領域13内に形成されるN型の拡散層は、P型のウェル領域13の境界から前記距離L1より長いL2の位置に形成される。このため、各ウェル領域の境界近傍には拡散層を形成することができない。すなわち、ウェル領域の境界近傍にはスペースが存在する。そこで、第1の実施形態のように、このスペースにトレンチキャパシタを形成することにより、空いたスペースを有効に利用できる。さらに、トレンチキャパシタを形成するために、別途スペースを必要としないため、セルサイズの増大を防止することができる。
【0018】
また、トレンチキャパシタTC0、TC1は基板11内に形成されるため、金属配線M1の配置に影響を与えない。したがって、レイアウトを容易化できる利点を有している。
【0019】
さらに、トレンチキャパシタTC0、TC1は、ダイナミックRAMのキャパシタと同様の構成、及び同様の製造方法により製造することができる。このため、例えばスタティックRAMとダイナミックRAMを含むシステムLSIにおいて、製造工程の増大を招くことなく、ソフトエラー耐性が優れたスタティックRAMを製造することができる。
【0020】
(第2の実施形態)
図4、図5は、本発明の第2の実施形態を示している。第2の実施形態に示すスタティックRAMの回路構成は、第1の実施形態において示した図1と同様である。但し、レイアウトが図2と相違している。図4、図5において、図1乃至図3と同一部分には同一符号を付し、異なる部分について説明する。
【0021】
図4において、2つのP型のウェル領域13の相互間にN型のウェル領域12が形成されている。2つのP型のウェル領域13には、NMOSトランジスタN0、N01、N1、N11がそれぞれ形成されている。また、N型のウェル領域12内には、PMOSトランジスタP0、P1、及びトレンチキャパシタTC0、TC1が形成されている。トレンチキャパシタTC0はPMOSトランジスタP0の拡散層に接続され、トレンチキャパシタTC1はPMOSトランジスタP1の拡散層に接続されている。
【0022】
図5は、図4のV−V線に沿った断面図を示している。トレンチキャパシタTC0は、N型のウェル領域12及びP型の半導体基板11に形成されたトレンチ14内に形成されている。このトレンチ14内には、キャパシタ絶縁膜15を介して例えばP+型のポリシリコンからなるストレージ電極23が形成されている。このストレージ電極23は、P−型の拡散層からなるストラップ24を介してPMOSトランジスタP0の拡散層に接続されている。
【0023】
さらに、前記ストレージ電極23の上には、絶縁膜19を介してPMOSトランジスタP1及びNMOSトランジスタN1のゲート電極20が形成されている。このゲート電極20の上には、コンタクトCH及び金属配線M1が形成され、ゲート電極20はコンタクトCH及び金属電極M1を介して、図4に示すように、記憶ノードND0に接続される。
【0024】
一方、トレンチキャパシタTC1もトレンチキャパシタTC0と同様の構成とされている。尚、各トランジスタ及びトレンチキャパシタ等は、素子分離領域(STI)により分離されている。
【0025】
上記第2の実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、記憶ノードND0、ND1にトレンチキャパシタTC0、TC1からなるキャパシタを接続している。このため、記憶ノードND0、ND1の容量を増大することができるため、ソフトエラー耐性を向上できる。
【0026】
また、トレンチキャパシタTC0は、PMOSトランジスタP0の拡散層に接続され、PMOSトランジスタP1(NMOSトランジスタN1)のゲート電極の一端部下方に位置し、トレンチキャパシタTC1は、PMOSトランジスタP1の拡散層に接続され、PMOSトランジスタP0(NMOSトランジスタN0)のゲート電極の一端部下方に位置している。このため、トレンチキャパシタTC0、TC1を形成するために、特別なスペースを必要としないため、セルサイズの増大を防止できる。
【0027】
(第3の実施形態)
図6は、本発明の第3の実施形態を示すものであり、図2に示すレイアウトを変形した例を示している。図6において、トレンチキャパシタTC0、TC1のサイズが図2に示すサイズよりも大きくされている。すなわち、トレンチキャパシタTC0はPMOSトランジスタP0(NMOSトランジスタN0)のゲート電極21の下方まで拡張され、トレンチキャパシタTC1はPMOSトランジスタP1(NMOSトランジスタN1)のゲート電極20の下方まで拡張されている。これらトレンチキャパシタTC0とゲート電極21は図示せぬ絶縁膜を介して絶縁され、トレンチキャパシタTC1とゲート電極20は図示せぬ絶縁膜を介して絶縁されている。
【0028】
上記第3の実施形態によっても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、トレンチキャパシタTC0、TC1をPMOSトランジスタP0、P1のゲート電極21、20の下方まで拡張している。このため、セルサイズを増大することなく、トレンチキャパシタTC0、TC1の容量を増加することが可能である。
【0029】
(第4の実施形態)
図7は、本発明の第4の実施形態を示すものであり、図4に示すレイアウトを変形した例を示している。図7において、トレンチキャパシタTC0、TC1は、P型のウェル領域13とN型のウェル領域12の境界に形成されている。すなわち、トレンチキャパシタTC0は、P型のウェル領域13とN型のウェル領域12の境界であって、NMOSトランジスタN0、N01の拡散層と、PMOSトランジスタP0の拡散層の相互間に配置されている。さらに、このトレンチキャパシタTC0は、記憶ノードND0に接続された金属配線M1の下方に形成されている。
【0030】
また、トレンチキャパシタTC1は、P型のウェル領域13とN型のウェル領域12の境界であって、NMOSトランジスタN1、N11の拡散層と、PMOSトランジスタP1の拡散層の相互間に配置されている。さらに、このトレンチキャパシタTC1は、記憶ノードND1に接続された金属配線M1の下方に形成されている。
【0031】
これらトレンチキャパシタTC0、TC1は、例えば図5に示すトレンチキャパシタと同様の構成とされている。すなわち、ストレージ電極は、例えばP+ポリシリコン層により構成され、このポリシリコン層はストラップを介してPMOSトランジスタの拡散層に接続されている。
【0032】
上記第4の実施形態によれば、トレンチキャパシタTC0、TC1をP型のウェル領域とN型のウェル領域の境界の領域に形成している。このため、トレンチキャパシタTC0、TC1を形成するために、別途スペースを必要としないため、セルサイズの増大を抑えてソフトエラー耐性を向上できる。
【0033】
(第5の実施形態)
図8は、本発明の第5の実施形態を示すものであり、図7に示すレイアウトを変形した例を示している。図8において、トレンチキャパシタTC0、TC1のサイズが図7に示すサイズよりも大きくされている。すなわち、トレンチキャパシタTC0はPMOSトランジスタP0(NMOSトランジスタN0)のゲート電極21の下方まで拡張され、トレンチキャパシタTC1はPMOSトランジスタP1(NMOSトランジスタN1)のゲート電極20の下方まで拡張されている。これらトレンチキャパシタTC0とゲート電極21は図示せぬ絶縁膜を介して絶縁され、トレンチキャパシタTC1とゲート電極20は図示せぬ絶縁膜を介して絶縁されている。
【0034】
上記第5の実施形態によっても第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、トレンチキャパシタTC0、TC1をPMOSトランジスタP0、P1のゲート電極21、20の下方まで拡張しているため、セルサイズを増大することなく、トレンチキャパシタTC0、TC1の容量を増加することが可能である。
【0035】
図9は、上記第1乃至第5の実施形態に示す第1、第2のトレンチキャパシタTC0、TC1を有するスタティックRAM(SRAM)のモジュールを用いたシステムLSIの例を示している。このシステムLSIは、上記第1乃至第5の実施形態に示す第1、第2のトレンチキャパシタTC0、TC1を有するスタティックRAM(SRAM)のモジュール31と、例えば第1、第2のトレンチキャパシタTC0、TC1と同一構成のトレンチキャパシタを有するダイナミックRAM(DRAM)のモジュール32、ロジック回路33、CPU34等が同一の半導体基板内に形成されている。このような構成のシステムLSIによれば、ソフトエラー耐性が高く、しかも、チップサイズの増大を抑えることが可能である。さらに、スタティックRAMのトレンチキャパシタをダイナミックRAMのトレンチキャパシタと同一の工程により製造できるため、製造工程の増加も抑えることができる。
【0036】
尚、図4、図7、図8に示す第2、第4、第5の実施形態において、トレンチ内のストレージ電極をP+ポリシリコン層により構成し、このストレージ電極をPMOSトランジスタの拡散層に接続した。しかし、これに限定されるものではなく、ストレージ電極をN+ポリシリコン層により構成し、このストレージ電極をNMOSトランジスタの拡散層に接続する構成とすることも可能である。
【0037】
その他、本発明の要旨を変えない範囲において種々変形実施可能なことは勿論である。
【0038】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、セルサイズの大型化を抑えてソフトエラー耐性を向上させることが可能な半導体記憶装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す回路図。
【図2】図1に示す回路のレイアウト図。
【図3】図2のIII−III線に沿った断面図。
【図4】本発明の第2の実施形態を示すレイアウト図。
【図5】図4のV−V線に沿った断面図。
【図6】本発明の第3の実施形態を示すレイアウト図。
【図7】本発明の第4の実施形態を示すレイアウト図。
【図8】本発明の第5の実施形態を示すレイアウト図。
【図9】第1乃至第5の実施形態に示すスタティックRAMを用いたシステムLSIの一例を示す構成図。
【図10】従来のスタティックRAMを示す回路図。
【図11】図10に示す回路のレイアウト図。
【図12】図11に示すXII−XII線に沿った断面図。
【符号の説明】
11…半導体基板、
12…N型のウェル領域、
13…P型のウェル領域、
14…トレンチ、
15…キャパシタ絶縁膜、
16、23…ストレージ電極、
20、21…ゲート電極、
31…SRAM、
32…DRAM、
N0、N1、N01、N11…NMOSトランジスタ、
P0、P1…PMOSトランジスタ、
TC0、TC1…トレンチキャパシタ、
ND0、ND1…記憶ノード。
Claims (10)
- 第1の導電型の第1のトランジスタと、第2の導電型の第2のトランジスタと、第1導電型の第3のトランジスタと、第2導電型の第4のトランジスタとを有し、前記第1、第2のトランジスタの接続部及び前記第3、第4のトランジスタのゲート電極が第1の記憶ノードとされ、前記第3、第4のトランジスタの接続部及び前記第1、第2のトランジスタのゲート電極が第2の記憶ノードとされたラッチ部と、
前記第1の記憶ノードと第1のビット線とに接続され、ゲート電極がワード線に接続された第2導電型の第5トランジスタと、
前記第2の記憶ノードと第2のビット線とに接続され、ゲート電極が前記ワード線に接続された第2導電型の第6トランジスタと、
前記第1の記憶ノードに接続された第1のトレンチキャパシタと、
前記第2の記憶ノードに接続された第2のトレンチキャパシタと
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。 - 電流通路の一端が第1の電源に接続された第1導電型の第1のトランジスタと、
電流通路の一端が前記第1のトランジスタの電流通路の他端と第2の電源の間に接続され、ゲート電極が前記第1のトランジスタのゲート電極に接続された第2導電型の第2のトランジスタと、
電流通路の一端が前記第1の電源に接続された第1導電型の第3のトランジスタと、
電流通路の一端が前記第3のトランジスタの電流通路の他端と前記第2の電源の間に接続され、ゲート電極が前記第3のトランジスタのゲート電極に接続された第2導電型の第4のトランジスタと、
前記第1、第2のトランジスタの電流通路、及び前記第3、第4のトランジスタのゲート電極が接続された第1の記憶ノードと第1のビット線の相互間に電流通路が接続され、ゲート電極がワード線に接続された第2の導電型の第5のトランジスタと、
前記第3、第4のトランジスタの電流通路、及び前記第1、第2のトランジスタのゲート電極が接続された第2の記憶ノードと第2のビット線の相互間に電流通路が接続され、ゲート電極が前記ワード線に接続された第2の導電型の第6のトランジスタと、
前記第1の記憶ノードと前記第2の電源との間に接続された第1のトレンチキャパシタと、
前記第2の記憶ノードと前記第2の電源との間に接続された第2のトレンチキャパシタと
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記第1のトレンチキャパシタは、前記第1のトランジスタの拡散層と前記第2のトランジスタの拡散層の相互間に配置され、前記第2のトレンチキャパシタは、前記第3のトランジスタの拡散層と前記第4のトランジスタの拡散層の相互間に配置されることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体記憶装置。
- 前記第1、第2のトレンチキャパシタは、第2導電型のストレージ電極を有し、前記ストレージ電極は、前記第2、第4のトランジスタの拡散層にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体記憶装置。
- 前記第1、第2のトレンチキャパシタは、第1導電型のストレージ電極を有し、前記ストレージ電極は、前記第1、第3のトランジスタの拡散層にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体記憶装置。
- 前記第1、第2のトレンチキャパシタは、第1導電型の第1のウェル領域と第2導電型の第2のウェル領域の境界の領域に形成されることを特徴とする請求項4記載の半導体記憶装置。
- 前記第1、第2のトレンチキャパシタは、第2導電型の第1のウェル領域内に形成されることを特徴とする請求項5記載の半導体記憶装置。
- 前記第1、第2のトレンチキャパシタは、前記第1、第3のトランジスタのゲート電極の下方に形成されることを特徴とする請求項5記載の半導体記憶装置。
- 前記第1、第2のトレンチキャパシタは、一部分が前記第1、第3のトランジスタのゲート電極の下方に形成されることを特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。
- 前記第1乃至第6のトランジスタ、及び第1、第2のトレンチキャパシタを有するスタティックRAMと、前記第1、第2のトレンチキャパシタと同一構成のトレンチキャパシタを有するダイナミックRAMとが同一の半導体基板内に形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002303063A JP2004140164A (ja) | 2002-10-17 | 2002-10-17 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002303063A JP2004140164A (ja) | 2002-10-17 | 2002-10-17 | 半導体記憶装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2004140164A true JP2004140164A (ja) | 2004-05-13 |
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ID=32450959
Family Applications (1)
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JP2002303063A Pending JP2004140164A (ja) | 2002-10-17 | 2002-10-17 | 半導体記憶装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008052847A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ラッチ回路及びこれを備えた半導体集積回路、sram、フリップフロップ回路、情報機器、通信機器、av機器及び移動体 |
-
2002
- 2002-10-17 JP JP2002303063A patent/JP2004140164A/ja active Pending
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