JP2007258739A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に、SRAM(Static Random Access Memory)を有する半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technique that is effective when applied to a semiconductor integrated circuit device having an SRAM (Static Random Access Memory).
半導体記憶装置としてのSRAMは、ワード線と一対の相補性データ線との交差部に、フリップフロップ回路と2個の転送用MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)とで構成されたメモリセルを備えている。 An SRAM as a semiconductor memory device includes a memory cell composed of a flip-flop circuit and two transfer MISFETs (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistors) at an intersection between a word line and a pair of complementary data lines. ing.
SRAMのメモリセルのフリップフロップ回路は、情報蓄積部として構成され、1ビットの情報を記憶する。このメモリセルのフリップフロップ回路は、一例として一対のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)インバータで構成される。CMOSインバータのそれぞれは、nチャネル型の駆動用MISFETとpチャネル型の負荷用MISFETとで構成される。また、転送用MISFETはnチャネル型で構成される。すなわち、このメモリセルは、6個のMISFETを使用した、いわゆる完全CMOS(Full Complementary Metal Oxide Semiconductor)型で構成される。 The flip-flop circuit of the SRAM memory cell is configured as an information storage unit and stores 1-bit information. As an example, the flip-flop circuit of the memory cell includes a pair of CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) inverters. Each of the CMOS inverters includes an n-channel type driving MISFET and a p-channel type load MISFET. The transfer MISFET is an n-channel type. That is, this memory cell is configured as a so-called full CMOS (Full Complementary Metal Oxide Semiconductor) type using six MISFETs.
フリップフロップ回路を構成する一対のCMOSインバータの相互の入出力端子間は、一対の配線(以下、局所配線という)を介して交差結合される。一方のCMOSインバータの入出力端子には、一方の転送用MISFETのソース領域が接続され、他方のCMOSインバータの入出力端子には、他方の転送用MISFETのソース領域が接続される。一方の転送用MISFETのドレイン領域には相補性データ線の一方が接続され、他方の転送用MISFETのドレイン領域には相補性データ線の他方が接続される。一対の転送用MISFETのそれぞれのゲート電極にはワード線が接続され、このワード線によって転送用MISFETの導通、非導通が制御される。 The mutual input / output terminals of the pair of CMOS inverters constituting the flip-flop circuit are cross-coupled via a pair of wirings (hereinafter referred to as local wirings). The source region of one transfer MISFET is connected to the input / output terminal of one CMOS inverter, and the source region of the other transfer MISFET is connected to the input / output terminal of the other CMOS inverter. One of the complementary data lines is connected to the drain region of one transfer MISFET, and the other of the complementary data lines is connected to the drain region of the other transfer MISFET. A word line is connected to each gate electrode of the pair of transfer MISFETs, and conduction and non-conduction of the transfer MISFETs are controlled by the word lines.
ところで、近年の半導体記憶装置の大容量化に伴い、上述した完全CMOS型SRAMのメモリセルの占有面積も縮小の一途を辿っている。しかし、メモリセルの占有面積が小さくなると、メモリセルの蓄積ノード容量(前記蓄積ノードA,Bに寄生するpn接合容量やゲート容量)も小さくなり、蓄積電荷量が減少する。 By the way, with the increase in capacity of semiconductor memory devices in recent years, the area occupied by the memory cells of the above-mentioned complete CMOS SRAM has been steadily decreasing. However, when the area occupied by the memory cell is reduced, the storage node capacitance of the memory cell (pn junction capacitance and gate capacitance parasitic on the storage nodes A and B) is also reduced, and the amount of stored charge is reduced.
この結果、半導体チップの表面に照射されたα線に起因するメモリセルの情報反転(いわゆるα線ソフトエラー)に対する耐性が低下し、メモリセルの安定動作を確保することが困難となる。従って、メモリセルの安定動作を低下させることなく微細化を促進するためには、蓄積電荷量を確保するための対策が不可欠となる。 As a result, the resistance to information inversion (so-called α-ray soft error) of the memory cell caused by α rays irradiated on the surface of the semiconductor chip is lowered, and it becomes difficult to ensure stable operation of the memory cells. Therefore, in order to promote miniaturization without degrading the stable operation of the memory cell, measures for securing the amount of accumulated charge are indispensable.
特開昭61−128557号公報(特許文献1)は、メモリセルのフリップフロップ回路をnチャネル型の駆動用MISFETと負荷抵抗素子とで構成したSRAMに関するものであるが、この公報に開示されたSRAMは、メモリセルの上部に電源電圧(VCC)または基準電圧(VSS)に接続された多結晶シリコンの電極を配置し、この電極と蓄積ノードとこれらを挟む絶縁膜とで容量を形成することによって、蓄積ノード容量の増加を図っている。
しかしながら、SRAMのメモリセルをさらに微細化するためには、メモリセルの蓄積電荷量をより確実に確保するための新たな対策が不可欠である。 However, in order to further miniaturize the SRAM memory cell, a new measure for ensuring the amount of charge stored in the memory cell more reliably is indispensable.
本発明の目的は、SRAMのメモリセルの蓄積ノード容量を増やしてソフトエラー耐性を向上させることのできる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technology capable of increasing the storage node capacity of an SRAM memory cell and improving soft error resistance.
本発明の他の目的は、SRAMのメモリセルを微細化することのできる技術を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a technique capable of miniaturizing SRAM memory cells.
本発明の他の目的は、SRAMのメモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することのできる技術を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a technique capable of realizing high speed operation and low voltage operation of SRAM memory cells.
本発明の他の目的は、SRAMのメモリセルの製造歩留り、信頼性を向上させることのできる技術を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the manufacturing yield and reliability of SRAM memory cells.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本発明の半導体集積回路装置は、主面を有する半導体基板と、前記半導体基板に形成された第1導電型のウエル領域と、前記ウエル領域上であって、前記主面に形成された活性領域と、前記活性領域を囲む第1の絶縁膜と、前記活性領域上に形成されたMISFETのゲート電極と、前記活性領域であって、前記ウエル領域に形成された第2導電型の第1半導体領域と、前記活性領域であって、前記ウエル領域に形成された前記第1導電型の第2半導体領域と、前記第1半導体領域および前記第2半導体領域上に形成されたシリサイド層と、前記主面上および前記MISFET上に形成され、前記第1半導体領域および前記第2半導体領域上に接続孔を有する第2の絶縁膜と、前記接続孔に形成され、前記第1半導体領域および前記第2半導体領域上に形成された導電層とを含み、前記第1半導体領域は、前記MISFETのソース領域を構成しているものである。
A semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a semiconductor substrate having a main surface, a first conductivity type well region formed in the semiconductor substrate, and an active region formed on the well region on the main surface. A first insulating film surrounding the active region, a gate electrode of a MISFET formed on the active region, and a first conductivity type first semiconductor formed in the well region in the well region A second semiconductor region of the first conductivity type formed in the well region, a silicide layer formed on the first semiconductor region and the second semiconductor region, A second insulating film formed on the main surface and on the MISFET and having a connection hole on the first semiconductor region and the second semiconductor region, and formed on the connection hole, the first semiconductor region and the
本発明の半導体集積回路装置は、主面を有する半導体基板と、第1の駆動用MISFET、第2の駆動用MISFET、第1の負荷用MISFETおよび第2の負荷用MISFETを有するメモリセルと、前記第1および第2の駆動用MISFETと、前記第1および第2の負荷用MISFETとを覆うように、第1および第2の導電層上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成された第1および第2の局所配線とを有し、
前記第1および第2の駆動用MISFETは、前記第1および第2の負荷用MISFETとは離間して第1の方向に配列され、前記第1の駆動用MISFETのゲート電極と、前記第1の負荷用MISFETのゲート電極とは、前記主面上の前記第1の方向に延在する前記第1の導電層により一体に設けられ、前記第2の駆動用MISFETのゲート電極と、前記第2の負荷用MISFETのゲート電極とは、前記主面上の前記第1の方向に延在する前記第2の導電層により一体に設けられ、前記第1および第2の駆動用MISFETのそれぞれのソース領域、チャネル領域およびドレイン領域と、前記第1および第2の負荷用MISFETのそれぞれのソース領域、チャネル領域およびドレイン領域とは、前記半導体基板に設けられ、前記第1の局所配線は、前記第1の方向に延在し、前記第1の駆動用MISFETのドレイン領域と、前記第1の負荷用MISFETのドレイン領域との間を電気的に接続して第1の蓄積ノードを形成し、前記第2の局所配線は、前記第1の方向に延在し、前記第2の駆動用MISFETのドレイン領域と、前記第2の負荷用MISFETのドレイン領域との間を電気的に接続して第2の蓄積ノードを形成し、前記第1の蓄積ノードと前記第2の蓄積ノードとの間に蓄積ノード容量素子が設けられ、前記第1の局所配線または前記第2の局所配線は、前記蓄積ノード容量素子の一方の電極を構成している。
A semiconductor integrated circuit device of the present invention includes a semiconductor substrate having a main surface, a memory cell having a first drive MISFET, a second drive MISFET, a first load MISFET, and a second load MISFET, A first insulating film formed on the first and second conductive layers so as to cover the first and second drive MISFETs and the first and second load MISFETs; And first and second local wirings formed on one insulating film,
The first and second drive MISFETs are arranged in a first direction apart from the first and second load MISFETs, and the gate electrodes of the first drive MISFETs and the first drive MISFETs The gate electrode of the load MISFET is integrally provided by the first conductive layer extending in the first direction on the main surface, and the gate electrode of the second drive MISFET, The gate electrode of the second load MISFET is integrally provided by the second conductive layer extending in the first direction on the main surface, and each of the first and second drive MISFETs The source region, channel region, and drain region, and the source region, channel region, and drain region of each of the first and second load MISFETs are provided in the semiconductor substrate, and The first local wiring extends in the first direction and is electrically connected between the drain region of the first driving MISFET and the drain region of the first load MISFET. And the second local wiring extends in the first direction, and is between the drain region of the second driving MISFET and the drain region of the second load MISFET. Are connected to form a second storage node, and a storage node capacitor is provided between the first storage node and the second storage node, and the first local wiring or the second storage node is provided. The two local wirings constitute one electrode of the storage node capacitive element.
本発明の半導体集積回路装置は、主面を有する半導体基板と、第1の駆動用MISFET、第2の駆動用MISFET、第1の負荷用MISFETおよび第2の負荷用MISFETを有するメモリセルと、前記第1および第2の駆動用MISFETと、前記第1および第2の負荷用MISFETとを覆うように、第1および第2の導電層上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成された第1および第2の局所配線とを有し、
前記第1および第2の駆動用MISFETは、前記第1および第2の負荷用MISFETとは離間して第1の方向に配列され、前記第1の駆動用MISFETのゲート電極と、前記第1の負荷用MISFETのゲート電極とは、前記主面上の前記第1の方向に延在する前記第1の導電層により一体に設けられ、前記第2の駆動用MISFETのゲート電極と、前記第2の負荷用MISFETのゲート電極とは、前記主面上の前記第1の方向に延在する前記第2の導電層により一体に設けられ、前記第1および第2の駆動用MISFETのそれぞれのソース領域、チャネル領域およびドレイン領域と、前記第1および第2の負荷用MISFETのそれぞれのソース領域、チャネル領域およびドレイン領域とは、前記半導体基板に設けられ、前記第1の局所配線は、前記第1の方向に延在し、前記第1の駆動用MISFETのドレイン領域と、前記第1の負荷用MISFETのドレイン領域との間を電気的に接続して第1の蓄積ノードを形成し、前記第2の局所配線は、前記第1の方向に延在し、前記第2の駆動用MISFETのドレイン領域と、前記第2の負荷用MISFETのドレイン領域との間を電気的に接続して第2の蓄積ノードを形成し、前記第1の局所配線と前記第2の蓄積ノードに接続する層とで、前記第1の蓄積ノードと前記第2の蓄積ノードとの間の蓄積ノード容量素子が構成されている。
A semiconductor integrated circuit device of the present invention includes a semiconductor substrate having a main surface, a memory cell having a first drive MISFET, a second drive MISFET, a first load MISFET, and a second load MISFET, A first insulating film formed on the first and second conductive layers so as to cover the first and second drive MISFETs and the first and second load MISFETs; And first and second local wirings formed on one insulating film,
The first and second drive MISFETs are arranged in a first direction apart from the first and second load MISFETs, and the gate electrodes of the first drive MISFETs and the first drive MISFETs The gate electrode of the load MISFET is integrally provided by the first conductive layer extending in the first direction on the main surface, and the gate electrode of the second drive MISFET, The gate electrode of the second load MISFET is integrally provided by the second conductive layer extending in the first direction on the main surface, and each of the first and second drive MISFETs The source region, channel region, and drain region, and the source region, channel region, and drain region of each of the first and second load MISFETs are provided in the semiconductor substrate, and The first local wiring extends in the first direction and is electrically connected between the drain region of the first driving MISFET and the drain region of the first load MISFET. And the second local wiring extends in the first direction, and is between the drain region of the second driving MISFET and the drain region of the second load MISFET. Are connected to form a second storage node, and the first local wiring and the second storage node are connected to the first local wiring and the layer connected to the second storage node. The storage node capacitive element between the two is configured.
本発明の半導体集積回路装置は、主面を有する半導体基板と、第1の駆動用MISFET、第2の駆動用MISFET、第1の負荷用MISFETおよび第2の負荷用MISFETを有するメモリセルと、前記第1および第2の駆動用MISFETと、前記第1および第2の負荷用MISFETとを覆うように、第1および第2の導電層上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成された第1および第2の局所配線とを有し、
前記第1および第2の駆動用MISFETは、前記第1および第2の負荷用MISFETとは離間して第1の方向に配列され、前記第1の駆動用MISFETのゲート電極と、前記第1の負荷用MISFETのゲート電極とは、前記主面上の前記第1の方向に延在する前記第1の導電層により一体に設けられ、前記第2の駆動用MISFETのゲート電極と、前記第2の負荷用MISFETのゲート電極とは、前記主面上の前記第1の方向に延在する前記第2の導電層により一体に設けられ、前記第1および第2の駆動用MISFETのそれぞれのソース領域、チャネル領域およびドレイン領域と、前記第1および第2の負荷用MISFETのそれぞれのソース領域、チャネル領域およびドレイン領域とは、前記半導体基板に設けられ、前記第1の局所配線は、前記第1の方向に延在し、前記第1の駆動用MISFETのドレイン領域と、前記第1の負荷用MISFETのドレイン領域との間を電気的に接続して第1の蓄積ノードを形成し、前記第2の局所配線は、前記第1の方向に延在し、前記第2の駆動用MISFETのドレイン領域と、前記第2の負荷用MISFETのドレイン領域との間を電気的に接続して第2の蓄積ノードを形成し、前記第1の蓄積ノードと前記第2の蓄積ノードとの間に蓄積ノード容量素子が設けられ、前記第1の局所配線または前記第2の局所配線は、前記蓄積ノード容量素子の一方の電極を構成し、前記第1の蓄積ノードと前記第1の配線との間に第1の容量素子が設けられ、前記第2の蓄積ノードと前記第1の配線との間に第2の容量素子が設けられている。
A semiconductor integrated circuit device of the present invention includes a semiconductor substrate having a main surface, a memory cell having a first drive MISFET, a second drive MISFET, a first load MISFET, and a second load MISFET, A first insulating film formed on the first and second conductive layers so as to cover the first and second drive MISFETs and the first and second load MISFETs; And first and second local wirings formed on one insulating film,
The first and second drive MISFETs are arranged in a first direction apart from the first and second load MISFETs, and the gate electrodes of the first drive MISFETs and the first drive MISFETs The gate electrode of the load MISFET is integrally provided by the first conductive layer extending in the first direction on the main surface, and the gate electrode of the second drive MISFET, The gate electrode of the second load MISFET is integrally provided by the second conductive layer extending in the first direction on the main surface, and each of the first and second drive MISFETs The source region, channel region, and drain region, and the source region, channel region, and drain region of each of the first and second load MISFETs are provided in the semiconductor substrate, and The first local wiring extends in the first direction and is electrically connected between the drain region of the first driving MISFET and the drain region of the first load MISFET. And the second local wiring extends in the first direction, and is between the drain region of the second driving MISFET and the drain region of the second load MISFET. Are connected to form a second storage node, and a storage node capacitor is provided between the first storage node and the second storage node, and the first local wiring or the second storage node is provided. 2 local wirings constitute one electrode of the storage node capacitive element, a first capacitive element is provided between the first storage node and the first wiring, and the second storage node And a second capacitive element between the first wiring and the first wiring. It is.
本発明の半導体集積回路装置は、主面を有する半導体基板と、第1の駆動用MISFET、第2の駆動用MISFET、第1の負荷用MISFETおよび第2の負荷用MISFETを有するメモリセルと、前記第1および第2の駆動用MISFETと、前記第1および第2の負荷用MISFETとを覆うように、第1および第2の導電層上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成された第1および第2の局所配線とを有し、
前記第1および第2の駆動用MISFETは、前記第1および第2の負荷用MISFETとは離間して第1の方向に配列され、前記第1の駆動用MISFETのゲート電極と、前記第1の負荷用MISFETのゲート電極とは、前記主面上の前記第1の方向に延在する前記第1の導電層により一体に設けられ、前記第2の駆動用MISFETのゲート電極と、前記第2の負荷用MISFETのゲート電極とは、前記主面上の前記第1の方向に延在する前記第2の導電層により一体に設けられ、前記第1および第2の駆動用MISFETのそれぞれのソース領域、チャネル領域およびドレイン領域と、前記第1および第2の負荷用MISFETのそれぞれのソース領域、チャネル領域およびドレイン領域とは、前記半導体基板に設けられ、前記第1の局所配線は、前記第1の方向に延在し、前記第1の駆動用MISFETのドレイン領域と、前記第1の負荷用MISFETのドレイン領域との間を電気的に接続して第1の蓄積ノードを形成し、前記第2の局所配線は、前記第1の方向に延在し、前記第2の駆動用MISFETのドレイン領域と、前記第2の負荷用MISFETのドレイン領域との間を電気的に接続して第2の蓄積ノードを形成し、前記第1の蓄積ノードと前記第2の蓄積ノードとの間に蓄積ノード容量素子が設けられ、前記第1の局所配線または前記第2の局所配線は、前記蓄積ノード容量素子の一方の電極を構成し、前記第1および第2の局所配線の上部に第2の絶縁膜が形成され、前記第2の絶縁膜の上部に第1の配線が形成され、前記第1の局所配線と前記第1の配線とで第1の容量素子が設けられ、前記第2の局所配線と前記第1の配線との間に第2の容量素子が形成されている。
A semiconductor integrated circuit device of the present invention includes a semiconductor substrate having a main surface, a memory cell having a first drive MISFET, a second drive MISFET, a first load MISFET, and a second load MISFET, A first insulating film formed on the first and second conductive layers so as to cover the first and second drive MISFETs and the first and second load MISFETs; And first and second local wirings formed on one insulating film,
The first and second drive MISFETs are arranged in a first direction apart from the first and second load MISFETs, and the gate electrodes of the first drive MISFETs and the first drive MISFETs The gate electrode of the load MISFET is integrally provided by the first conductive layer extending in the first direction on the main surface, and the gate electrode of the second drive MISFET, The gate electrode of the second load MISFET is integrally provided by the second conductive layer extending in the first direction on the main surface, and each of the first and second drive MISFETs The source region, channel region, and drain region, and the source region, channel region, and drain region of each of the first and second load MISFETs are provided in the semiconductor substrate, and The first local wiring extends in the first direction and is electrically connected between the drain region of the first driving MISFET and the drain region of the first load MISFET. And the second local wiring extends in the first direction, and is between the drain region of the second driving MISFET and the drain region of the second load MISFET. Are connected to form a second storage node, and a storage node capacitor is provided between the first storage node and the second storage node, and the first local wiring or the second storage node is provided. The second local wiring constitutes one electrode of the storage node capacitor element, a second insulating film is formed on the first and second local wirings, and a second insulating film is formed on the second insulating film. 1 wiring is formed, and the first local wiring and the first wiring Wiring and the first capacitive element is provided in the second capacitive element is formed between the first wiring and the second local wiring.
本願の上記した発明以外の発明の概要は、次の通りである。
(1)本発明の半導体集積回路装置は、駆動用MISFETおよび負荷用MISFETからなる一対のCMOSインバータで構成されたフリップフロップ回路と、前記フリップフロップ回路の一対の入出力端子に接続された一対の転送用MISFETとでメモリセルを構成したSRAMにおいて、半導体基板の主面上に形成した第1導電層で前記駆動用MISFET、前記負荷用MISFETおよび前記転送用MISFETのそれぞれのゲート電極を形成し、前記第1導電層の上層に形成した第2導電層で前記一対のCMOSインバータの相互の入出力端子間を接続する一対の局所配線を形成し、前記第2導電層の上層に形成した第3導電層で前記駆動用MISFETのソース領域に接続される基準電圧線を形成し、前記基準電圧線を前記一対の局所配線と重なるように配置するものである。
(2)本発明の半導体集積回路装置は、前記SRAMにおいて、前記局所配線の一部を、前記駆動用MISFET、前記負荷用MISFETまたは前記転送用MISFETのいずれかのゲート電極上に延在させるものである。
(3)本発明の半導体集積回路装置は、前記SRAMにおいて、前記局所配線の一部を、前記CMOSインバータの入出力端子を構成する半導体領域上に延在するものである。
(4)本発明の半導体集積回路装置は、前記SRAMにおいて、前記基準電圧線の上層に、前記基準電圧線を構成する前記第3導電層よりも低抵抗の導電材で構成された基準電圧供給用の第4導電層を形成し、それぞれのメモリセルに少なくとも1個以上設けた接続孔を通じて前記第4導電層と前記基準電圧線とを電気的に接続するものである。
(5)本発明の半導体集積回路装置は、前記SRAMにおいて、前記第4導電層と前記基準電圧線とを接続する前記接続孔と、前記基準電圧線と前記駆動用MISFETのソース領域とを接続する接続孔とを離間して配置するものである。
(6)本発明の半導体集積回路装置は、前記SRAMにおいて、前記局所配線を高融点金属シリサイド膜で構成するものである。
(7)本発明の半導体集積回路装置は、前記SRAMにおいて、前記転送用MISFETのドレイン領域上に前記第2導電層の高融点金属シリサイド層を形成すると共に、前記高融点金属シリサイド層上に前記第3導電層のパッド層を形成し、前記パッド層および前記高融点金属シリサイド層を介して前記ドレイン領域にデータ線を接続するものである。
(8)本発明の半導体集積回路装置は、前記SRAMにおいて、前記負荷用MISFETのソース領域上に前記第2導電層の高融点金属シリサイド層を形成すると共に、前記高融点金属シリサイド層上に前記第3導電層のパッド層を形成し、前記パッド層および前記高融点金属シリサイド層を介して前記ソース領域に基準電圧を供給するものである。
(9)本発明の半導体集積回路装置は、前記SRAMにおいて、前記負荷用MISFETのソース領域に隣接する半導体基板の主面に前記ソース領域と異なる導電型のウエル給電用半導体領域を形成し、前記パッド層および前記高融点金属シリサイド層を介して前記ソース領域および前記ウエル給電用半導体領域に電源電圧を供給するものである。
(10)本発明の半導体集積回路装置は、前記SRAMにおいて、前記転送用MISFETのゲート電極を前記第1導電層で構成する手段に代えて、前記第1導電層よりも上層の導電層で構成するものである。
(11)本発明の半導体集積回路装置は、駆動用MISFETおよび負荷用MISFETからなる一対のCMOSインバータで構成されたフリップフロップ回路と、前記フリップフロップ回路の一対の入出力端子に接続された一対の転送用MISFETとでメモリセルを構成したSRAMにおいて、半導体基板の主面上に形成した第1導電層で前記駆動用MISFET、前記負荷用MISFETおよび前記転送用MISFETのそれぞれのゲート電極を構成し、前記第1導電層の上層に形成した第2導電層で前記一対のCMOSインバータの相互の入出力端子間を接続する一対の局所配線を構成し、前記第2導電層の上層に形成した第3導電層で前記負荷用MISFETのソース領域に接続される電源電圧線を構成し、前記電源電圧線を前記一対の局所配線と重なるように配置するものである。
(12)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、半導体基板上に互いに離間して形成された第1導電型の第1半導体領域と第2導電型の第2半導体領域とを接続する配線を形成する際、次の工程(a)〜(d)を有するものである。
(a)前記第1半導体領域と前記第2半導体領域のそれぞれの表面に第1のシリコン層を選択的に形成する工程、
(b)前記第1のシリコン層の上を含む半導体基板の全面に高融点金属膜を形成する工程、
(c)前記高融点金属膜の上に第2のシリコン層を形成した後、前記第2のシリコン層を配線の形状にパターニングする工程、
(d)前記半導体基板を熱処理して、前記第1のシリコン層、前記高融点金属膜および前記第2のシリコン層をシリサイド化した後、前記半導体基板上に残った未反応の前記高融点金属膜を除去する工程。
(13)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、駆動用MISFETおよび負荷用MISFETからなる一対のCMOSインバータで構成されたフリップフロップ回路と、前記フリップフロップ回路の一対の入出力端子に接続された一対の転送用MISFETとでメモリセルを構成したSRAMの製造方法において、前記一対のCMOSインバータの相互の入出力端子間を接続する一対の局所配線を次の工程(a)〜(d)で形成するものである。
(a)前記CMOSインバータの入出力端子を構成する第1導電型の第1半導体領域と第2導電型の第2半導体領域のそれぞれの表面と、駆動用MISFETおよび負荷用MISFETのそれぞれのゲート電極の一部の表面とに第1のシリコン層を選択的に形成する工程、
(b)前記第1のシリコン層の上を含む半導体基板の全面に高融点金属膜を形成する工程、
(c)前記高融点金属膜の上に第2のシリコン層を形成した後、前記第2のシリコン層を局所配線の形状にパターニングする工程、
(d)前記半導体基板を熱処理して、前記第1のシリコン層、前記高融点金属膜および前記第2のシリコン層をシリサイド化した後、前記半導体基板上に残った未反応の前記高融点金属膜を除去する工程。
(14)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記SRAMの製造方法において、前記(a)工程に先立ち、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで前記駆動用MISFET、前記負荷用MISFETのそれぞれのゲート電極の一部の表面を覆う厚い絶縁膜を除去する工程と、前記半導体基板の全面をエッチバックして前記第1半導体領域、前記第2半導体領域のそれぞれの表面を覆う薄い絶縁膜を除去すると共に、前記ゲート電極の側壁に前記薄い絶縁膜を残す工程とを有するものである。
(15)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記SRAMの製造方法において、前記第1半導体領域、前記第2半導体領域のそれぞれの表面に形成される高融点金属シリサイド層の底面の高さを、前記駆動用MISFETおよび負荷用MISFETのゲート絶縁膜の上面よりも高くするものである。
(16)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記SRAMの製造方法において、前記(c)工程で前記第2のシリコン層を局所配線の形状にパターニングする際、前記駆動用MISFET、前記負荷用MISFETのそれぞれの半導体領域のうち、前記CMOSインバータの入出力端子を構成しない半導体領域上の少なくとも一部には、前記第2のシリコン層を残さないようにするものである。
(17)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記SRAMの製造方法において、前記(d)工程の後、前記局所配線の上層に基準電圧線または電源電圧線を形成し、前記局所配線と前記基準電圧線または前記電源電圧線との間に容量を形成するものである。
(18)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記SRAMの製造方法において、前記(c)工程で前記高融点金属膜の上に形成する第2のシリコン層の膜厚を、前記シリサイド化に必要な膜厚よりも厚くするものである。
(19)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記SRAMの製造方法において、前記(c)工程で前記高融点金属膜の上に第2のシリコン層を形成した後、前記第2のシリコン層の上に第2の高融点金属膜またはそのシリサイド膜を形成するものである。
(20)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記SRAMの製造方法において、前記駆動用MISFET、前記転送用MISFET、前記負荷用MISFETのそれぞれの半導体領域のうち、データ線、電源電圧線、基準電圧線のいずれかが接続される半導体領域の表面には、前記局所配線を形成する工程で同時に高融点金属シリサイド層を形成するものである。
The outline of the invention other than the above-described invention of the present application is as follows.
(1) A semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a flip-flop circuit composed of a pair of CMOS inverters composed of a driving MISFET and a load MISFET, and a pair of input / output terminals connected to the flip-flop circuit. In the SRAM in which the memory cell is configured with the transfer MISFET, each gate electrode of the drive MISFET, the load MISFET, and the transfer MISFET is formed in the first conductive layer formed on the main surface of the semiconductor substrate. A pair of local wirings connecting the input / output terminals of the pair of CMOS inverters is formed by a second conductive layer formed on the first conductive layer, and a third layer formed on the second conductive layer. A reference voltage line connected to the source region of the driving MISFET is formed with a conductive layer, and the reference voltage line is connected to the one It is to place so as to overlap with the local interconnection.
(2) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, a part of the local wiring extends on any one of the gate electrode of the driving MISFET, the load MISFET, or the transfer MISFET. It is.
(3) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, a part of the local wiring extends on a semiconductor region constituting an input / output terminal of the CMOS inverter.
(4) In the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the SRAM, a reference voltage supply made of a conductive material having a resistance lower than that of the third conductive layer constituting the reference voltage line is formed above the reference voltage line. A fourth conductive layer is formed, and the fourth conductive layer and the reference voltage line are electrically connected through a connection hole provided in at least one of each memory cell.
(5) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, the connection hole connecting the fourth conductive layer and the reference voltage line, and the reference voltage line and the source region of the driving MISFET are connected. The connecting hole to be separated is disposed.
(6) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, the local wiring is composed of a refractory metal silicide film.
(7) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, the refractory metal silicide layer of the second conductive layer is formed on the drain region of the transfer MISFET, and the refractory metal silicide layer is formed on the refractory metal silicide layer. A pad layer of a third conductive layer is formed, and a data line is connected to the drain region via the pad layer and the refractory metal silicide layer.
(8) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, the refractory metal silicide layer of the second conductive layer is formed on the source region of the load MISFET, and the refractory metal silicide layer is formed on the refractory metal silicide layer. A pad layer of a third conductive layer is formed, and a reference voltage is supplied to the source region through the pad layer and the refractory metal silicide layer.
(9) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, a well feeding semiconductor region having a conductivity type different from that of the source region is formed on a main surface of a semiconductor substrate adjacent to the source region of the load MISFET, A power supply voltage is supplied to the source region and the well power supply semiconductor region via a pad layer and the refractory metal silicide layer.
(10) The semiconductor integrated circuit device according to the present invention may be configured with a conductive layer above the first conductive layer in the SRAM, instead of means for configuring the gate electrode of the transfer MISFET with the first conductive layer. To do.
(11) A semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a flip-flop circuit composed of a pair of CMOS inverters comprising a driving MISFET and a load MISFET, and a pair of input / output terminals connected to the flip-flop circuit. In the SRAM in which the memory cell is configured with the transfer MISFET, each gate electrode of the drive MISFET, the load MISFET, and the transfer MISFET is configured with the first conductive layer formed on the main surface of the semiconductor substrate. A second conductive layer formed above the first conductive layer constitutes a pair of local wirings connecting the input / output terminals of the pair of CMOS inverters, and a third conductive layer formed above the second conductive layer. A power supply voltage line connected to the source region of the load MISFET is formed by a conductive layer, and the power supply voltage line is connected to the power supply voltage line. It is to arranged so as to overlap with the pair of local wiring.
(12) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the first conductive type first semiconductor region and the second conductive type second semiconductor region, which are formed on the semiconductor substrate so as to be separated from each other, are connected. When forming, it has the following process (a)-(d).
(A) selectively forming a first silicon layer on a surface of each of the first semiconductor region and the second semiconductor region;
(B) forming a refractory metal film on the entire surface of the semiconductor substrate including on the first silicon layer;
(C) after forming a second silicon layer on the refractory metal film, patterning the second silicon layer into a wiring shape;
(D) The unreacted refractory metal remaining on the semiconductor substrate after siliciding the first silicon layer, the refractory metal film, and the second silicon layer by heat-treating the semiconductor substrate Removing the film;
(13) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is connected to a flip-flop circuit composed of a pair of CMOS inverters composed of a driving MISFET and a load MISFET, and a pair of input / output terminals of the flip-flop circuit. In the method of manufacturing an SRAM in which a memory cell is configured with a pair of transfer MISFETs, a pair of local wirings connecting the input / output terminals of the pair of CMOS inverters are formed in the following steps (a) to (d). To form.
(A) The respective surfaces of the first and second conductivity type first semiconductor regions and the second conductivity type second semiconductor region constituting the input / output terminals of the CMOS inverter, and the gate electrodes of the driving MISFET and the load MISFET Selectively forming a first silicon layer on a part of the surface of
(B) forming a refractory metal film on the entire surface of the semiconductor substrate including on the first silicon layer;
(C) after forming a second silicon layer on the refractory metal film, patterning the second silicon layer into a shape of a local wiring;
(D) The unreacted refractory metal remaining on the semiconductor substrate after siliciding the first silicon layer, the refractory metal film, and the second silicon layer by heat-treating the semiconductor substrate Removing the film.
(14) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the SRAM manufacturing method, prior to the step (a), each of the driving MISFET and the load MISFET is performed by dry etching using a photoresist as a mask. Removing a thick insulating film covering a part of the surface of the gate electrode; and etching back the entire surface of the semiconductor substrate to form a thin insulating film covering the surfaces of the first semiconductor region and the second semiconductor region. And removing the thin insulating film on the side wall of the gate electrode.
(15) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the manufacturing method of the SRAM, the height of the bottom surface of the refractory metal silicide layer formed on the surface of each of the first semiconductor region and the second semiconductor region is increased. The height is made higher than the upper surfaces of the gate insulating films of the driving MISFET and the load MISFET.
(16) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in patterning the second silicon layer into a shape of a local wiring in the step (c), the driving MISFET, Of the respective semiconductor regions of the load MISFET, the second silicon layer is not left in at least a part of the semiconductor region that does not constitute the input / output terminal of the CMOS inverter.
(17) In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the method for manufacturing an SRAM, after the step (d), a reference voltage line or a power supply voltage line is formed in an upper layer of the local wiring, and the local wiring And a reference voltage line or a power supply voltage line.
(18) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the SRAM manufacturing method, the thickness of the second silicon layer formed on the refractory metal film in the step (c) is changed to the silicide. It is thicker than the film thickness required for conversion.
(19) In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the method for manufacturing an SRAM, after the second silicon layer is formed on the refractory metal film in the step (c), the second silicon layer is formed. A second refractory metal film or a silicide film thereof is formed on the silicon layer.
(20) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the method of manufacturing the SRAM, a data line and a power supply voltage line in each of the semiconductor regions of the driving MISFET, the transfer MISFET, and the load MISFET A refractory metal silicide layer is simultaneously formed on the surface of the semiconductor region to which any of the reference voltage lines is connected in the step of forming the local wiring.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
本願の一発明によれば、局所配線の上層に形成される基準電圧線をこの局所配線と重なるように配置することにより、基準電圧線と局所配線との間に容量が形成されるので、局所配線に接続された蓄積ノードの容量を増大させることができ、メモリセルのα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。 According to one invention of the present application, a capacitor is formed between the reference voltage line and the local wiring by arranging the reference voltage line formed in the upper layer of the local wiring so as to overlap the local wiring. The capacity of the storage node connected to the wiring can be increased, and the resistance to α-ray soft error of the memory cell can be improved.
本願の一発明によれば、局所配線の一部を駆動用MISFET、負荷用MISFETあるいは転送用MISFETのいずれかのゲート電極と重なるように配置することにより、蓄積ノード容量のゲート容量成分を増やすことができるので、メモリセルの蓄積ノード容量を増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。 According to one invention of the present application, the gate capacitance component of the storage node capacitance is increased by arranging a part of the local wiring so as to overlap with the gate electrode of either the drive MISFET, the load MISFET, or the transfer MISFET. Therefore, it is possible to increase the storage node capacity of the memory cell and improve the alpha ray soft error resistance.
本願の一発明によれば、局所配線の一部をメモリセルの蓄積ノードと重なるように配置することにより、蓄積ノード容量の拡散層容量成分を増やすことができるので、メモリセルの蓄積ノード容量を増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。 According to one invention of the present application, by disposing a part of the local wiring so as to overlap the storage node of the memory cell, the diffusion layer capacitance component of the storage node capacitance can be increased. It can be increased to improve the resistance to α-ray soft errors.
本願の一発明によれば、基準電圧線の上層に、それよりも低抵抗配線を配置し、それぞれのメモリセルに少なくとも1個以上設けた接続孔を通じて低抵抗配線から基準電圧線に給電を行うことにより、メモリセルごとに基準電圧の給電が可能となるので、基準電圧を安定化することができる。この結果、電源電圧の最小値(Vcc.min)が向上し、メモリセルのα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。 According to one invention of the present application, a low-resistance wiring is disposed above the reference voltage line, and power is supplied from the low-resistance wiring to the reference voltage line through at least one connection hole provided in each memory cell. As a result, the reference voltage can be supplied to each memory cell, so that the reference voltage can be stabilized. As a result, the minimum value (Vcc.min) of the power supply voltage is improved, and the resistance to α-ray soft error of the memory cell can be improved.
本願の一発明によれば、低抵抗配線と基準電圧線とを接続する接続孔と、基準電圧線と駆動用MISFETのソース領域とを接続する接続孔とを離間して配置することにより、これらの接続孔の重なりによる段差が回避され、接続孔形成領域を平坦化することができるので、これらの接続孔のコンタクト抵抗を低減してメモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。 According to one invention of the present application, the connection hole connecting the low-resistance wiring and the reference voltage line and the connection hole connecting the reference voltage line and the source region of the driving MISFET are separated from each other, thereby Therefore, the contact hole formation region can be flattened, and the contact resistance of these connection holes can be reduced to realize high-speed operation and low-voltage operation of the memory cell. .
本願の一発明によれば、多結晶シリコン膜とその上に堆積した高融点金属膜とさらにその上に堆積した第2の多結晶シリコン膜との間でシリサイド化反応を生起させて局所配線を形成することにより、メモリセルの蓄積ノードを構成する半導体領域のシリコンが上記シリサイド反応に関与するのを防ぐことができるので、この半導体領域の接合リーク電流を低減してメモリセルの動作信頼性を向上させることができる。 According to one aspect of the present invention, a local wiring is formed by causing a silicidation reaction between the polycrystalline silicon film, the refractory metal film deposited thereon, and the second polycrystalline silicon film deposited thereon. By forming the gate electrode, it is possible to prevent the silicon in the semiconductor region constituting the storage node of the memory cell from participating in the silicide reaction. Therefore, the junction leakage current in the semiconductor region is reduced and the operation reliability of the memory cell is improved. Can be improved.
本願の一発明によれば、ゲート電極の一部に接続孔を形成する工程と、半導体領域を露出させる工程とを別けて行うことにより、接続孔と半導体領域とのマスク合わせ余裕が不要となるので、接続孔面積を縮小してメモリセルを高集積化することができる。また、局所配線と半導体領域との接続を側壁絶縁膜に対して自己整合で行うことにより、マスク合わせ余裕が不要となるので、メモリセルサイズを縮小して高集積化を実現することができる。 According to one invention of the present application, a mask alignment margin between the connection hole and the semiconductor region becomes unnecessary by performing the step of forming the connection hole in a part of the gate electrode and the step of exposing the semiconductor region separately. Therefore, the memory cell can be highly integrated by reducing the connection hole area. Further, since the local wiring and the semiconductor region are connected in a self-aligned manner with respect to the sidewall insulating film, a mask alignment margin is not required, so that the memory cell size can be reduced and high integration can be realized.
本願の一発明によれば、メモリセルの蓄積ノード間を接続する一対の局所配線を高融点金属シリサイドで構成することにより、負荷用MISFETの半導体領域中のp型不純物や、駆動用MISFETの半導体領域中あるいはゲート電極中のn型不純物が局所配線を通じて相互拡散するのを防止することができるので、導電型の異なる半導体領域間および半導体領域とゲート電極との間をオーミックに、かつ低抵抗で接続することができ、メモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。 According to one invention of the present application, a pair of local wirings connecting the storage nodes of the memory cell are formed of a refractory metal silicide, whereby a p-type impurity in the semiconductor region of the load MISFET or a semiconductor of the driving MISFET is obtained. Since n-type impurities in the region or in the gate electrode can be prevented from interdiffusion through the local wiring, ohmic and low resistance between the semiconductor regions having different conductivity types and between the semiconductor region and the gate electrode can be achieved. Thus, the memory cell can be operated at high speed and low voltage.
上記した手段によれば、上層の多結晶シリコン膜をエッチングする際のマスクとなるフォトレジストに合わせずれが生じた場合でも、下層の多結晶シリコン膜の削れを防ぐことができるので、上記フォトレジストの合わせ余裕を不要とすることができ、半導体領域の面積を縮小してメモリセルを高集積化することができる。 According to the above-described means, even when misalignment occurs in the photoresist used as a mask when etching the upper polycrystalline silicon film, the lower polycrystalline silicon film can be prevented from being scraped. Therefore, the memory cell can be highly integrated by reducing the area of the semiconductor region.
本願の一発明によれば、メモリセルを構成する転送用MISFET、駆動用MISFET、負荷用MISFETのそれぞれのソース領域、ドレイン領域の少なくとも一部の表面に低抵抗の高融点金属シリサイド層を形成することにより、ソース領域、ドレイン領域を低抵抗化することができるので、メモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。 According to one invention of the present application, a low-resistance refractory metal silicide layer is formed on at least a part of the surface of each of the source region and the drain region of the transfer MISFET, the drive MISFET, and the load MISFET constituting the memory cell. As a result, the resistance of the source region and the drain region can be reduced, so that high speed operation and low voltage operation of the memory cell can be realized.
本願の一発明によれば、高融点金属シリサイド層の上に形成される多結晶シリコンのパッド層の導電型を考慮することなく、負荷用MISFETのソース領域およびウエル給電用ドレイン領域と電源電圧線とをオーミックに接続することができるので、1つの接続孔を通じてこの負荷用MISFETのソース領域およびウエル給電用ドレイン領域に同時に電源電圧を供給することができ、これにより、負荷用MISFETのソース領域とウエル給電用ドレイン領域とを隣接して配置することができると共に、それらの面積を縮小することができるので、メモリセルを高集積化することができる。 According to one invention of the present application, the source region of the load MISFET, the drain region for well feeding, and the power supply voltage line are considered without considering the conductivity type of the pad layer of polycrystalline silicon formed on the refractory metal silicide layer. Can be connected to the source region of the load MISFET and the drain region for well power supply through one connection hole, whereby the source region of the load MISFET can be connected to the source region of the load MISFET. Since the well power supply drain region can be disposed adjacent to each other and the area thereof can be reduced, the memory cells can be highly integrated.
本願の一発明によれば、シリサイド化反応によって局所配線を形成する際、高融点金属シリサイド層の上に堆積する多結晶シリコン膜の膜厚をこのシリサイド化反応に必要な膜厚よりも厚く堆積することにより、局所配線の膜厚が厚くなり、その表面積が大きくなるので、局所配線とその上層の基準電圧線との間に形成される容量が大きくなり、これによって、メモリセルの蓄積ノード容量をさらに増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。 According to one invention of the present application, when forming a local wiring by silicidation reaction, the polycrystalline silicon film deposited on the refractory metal silicide layer is deposited thicker than necessary for the silicidation reaction. As a result, the thickness of the local wiring is increased and the surface area thereof is increased, so that the capacitance formed between the local wiring and the reference voltage line in the upper layer is increased, thereby increasing the storage node capacitance of the memory cell. Can be further increased to improve the resistance to α-ray soft errors.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
図3は本実施の形態のSRAMのメモリセルの等価回路図である。図示のように、本実施の形態のSRAMのメモリセルは、一対の相補性データ線(データ線DL,データ線バーDL)とワード線WLとの交差部に配置された一対の駆動用MISFETQd1,Qd2、一対の負荷用MISFETQp1,Qp2および一対の転送用MISFETQt1,Qt2で構成されている。駆動用MISFETQd1,Qd2および転送用MISFETQt1,Qt2はnチャネル型で構成され、負荷用MISFETQp1,Qp2はpチャネル型で構成されている。すなわち、このメモリセルは、4個のnチャネル型MISFETと2個のpチャネル型MISFETとを使った完全CMOS型で構成されている。 FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the SRAM memory cell according to the present embodiment. As shown in the figure, the SRAM memory cell of the present embodiment has a pair of driving MISFETs Qd 1 arranged at the intersections between a pair of complementary data lines (data line DL, data line bar DL) and a word line WL. , Qd 2 , a pair of load MISFETs Qp 1 , Qp 2, and a pair of transfer MISFETs Qt 1 , Qt 2 . The drive MISFETs Qd 1 and Qd 2 and the transfer MISFETs Qt 1 and Qt 2 are configured by an n-channel type, and the load MISFETs Qp 1 and Qp 2 are configured by a p-channel type. That is, this memory cell is composed of a complete CMOS type using four n-channel MISFETs and two p-channel MISFETs.
上記メモリセルを構成する6個のMISFETのうち、駆動用MISFETQd1と負荷用MISFETQp1とはCMOSインバータ(INV1)を構成し、駆動用MISFETQd2と負荷用MISFETQp2とはCMOSインバータ(INV2)を構成している。この一対のCMOSインバータ(INV1,INV2)の相互の入出力端子(蓄積ノードA,B)間は、一対の局所配線L1,L2を介して交差結合し、1ビットの情報を記憶する情報蓄積部としてのフリップフロップ回路を構成している。 Of the six MISFETs constituting the memory cell, the drive MISFET Qd 1 and the load MISFET Qp 1 constitute a CMOS inverter (INV 1 ), and the drive MISFET Qd 2 and the load MISFET Qp 2 constitute a CMOS inverter (INV 2). ). The mutual input / output terminals (storage nodes A, B) of the pair of CMOS inverters (INV 1 , INV 2 ) are cross-coupled via a pair of local wirings L 1 , L 2 to store 1-bit information. A flip-flop circuit as an information storage unit is configured.
上記フリップフロップ回路の一方の入出力端子(蓄積ノードA)は転送用MISFETQt1のソース領域に接続され、他方の入出力端子(蓄積ノードB)は転送用MISFETQt2のソース領域に接続されている。転送用MISFETQt1のドレイン領域はデータ線DLに接続され、転送用MISFETQt2のドレイン領域はデータ線バーDLに接続されている。 Said one output terminal of the flip-flop circuit (storage node A) is connected to the source region of the transfer MISFET Qt 1, the other input-output terminal (the storage node B) is connected to the source region of the transfer MISFET Qt 2 . The drain region of the transfer MISFET Qt 1 is connected to the data line DL, and the drain region of the transfer MISFET Qt 2 is connected to the data line bar DL.
また、フリップフロップ回路の一端(負荷用MISFETQp1,Qp2のソース領域)は電源電圧(VCC)に接続され、他端(駆動用MISFETQd1,Qd2のソース領域)は基準電圧(VSS)に接続されている。電源電圧(VCC)は、例えば5Vであり、基準電圧(VSS)は、例えば0V(GND電位)である。 Further, one end of the flip-flop circuit (source regions of the load MISFETs Qp 1 and Qp 2 ) is connected to the power supply voltage (VCC), and the other end (source regions of the drive MISFETs Qd 1 and Qd 2 ) is connected to the reference voltage (VSS). It is connected. The power supply voltage (VCC) is, for example, 5V, and the reference voltage (VSS) is, for example, 0V (GND potential).
上記回路の動作を説明すると、一方のCMOSインバータ(INV1)の蓄積ノードAが高電位(“H”)であるときは、駆動用MISFETQd2がONになるので、他方のCMOSインバータ(INV2)の蓄積ノードBが低電位(“L”)になる。従って、駆動用MISFETQd1がOFFになり、蓄積ノードAの高電位(“H”)が保持される。すなわち、一対のCMOSインバータ(INV1,INV2)を交差結合させたラッチ回路によって相互の蓄積ノードA,Bの状態が保持され、電源電圧が印加されている間、情報が保存される。 The operation of the above circuit will be described. When the storage node A of one CMOS inverter (INV 1 ) is at a high potential (“H”), the driving MISFET Qd 2 is turned on, so that the other CMOS inverter (INV 2 ) Storage node B becomes low potential ("L"). Therefore, the driving MISFET Qd 1 is turned OFF, and the high potential (“H”) of the storage node A is held. That is, the state of the mutual storage nodes A and B is held by a latch circuit in which a pair of CMOS inverters (INV 1 and INV 2 ) are cross-coupled, and information is stored while the power supply voltage is applied.
転送用MISFETQt1,Qt2のそれぞれのゲート電極にはワード線WLが接続され、このワード線WLによって転送用MISFETQt1,Qt2の導通、非導通が制御される。すなわち、ワード線WLが高電位(“H”)であるときは、転送用MISFETQt1,Qt2がONになり、ラッチ回路と相補性データ線(データ線DL,バーDL)とが電気的に接続されるので、蓄積ノードA,Bの電位状態(“H”または“L”)がデータ線DL,バーDLに現れ、メモリセルの情報として読み出される。 To the gate electrode of the transfer MISFET Qt 1, Qt 2 is the word line WL is connected, the conduction of the transfer MISFET Qt 1, Qt 2 by the word line WL, nonconductive is controlled. That is, when the word line WL is at a high potential (“H”), the transfer MISFETs Qt 1 and Qt 2 are turned on, and the latch circuit and the complementary data lines (data lines DL and DL) are electrically connected. Since they are connected, the potential states (“H” or “L”) of the storage nodes A and B appear on the data lines DL and DL, and are read as information of the memory cells.
メモリセルに情報を書き込むには、ワード線WLを“H”電位レベル、転送用MISFETQt1,Qt2をON状態にしてデータ線DL,バーDLの情報を蓄積ノードA,Bに伝達する。また、メモリセルの情報を読み出すには、同じくワード線WLを“H”電位レベル、転送用MISFETQt1,Qt2をON状態にして蓄積ノードA,Bの情報をデータ線DL,バーDLに伝達する。 In order to write information in the memory cell, the word line WL is set to the “H” potential level, the transfer MISFETs Qt 1 and Qt 2 are turned on, and the information on the data lines DL and bar DL is transmitted to the storage nodes A and B. Similarly, in order to read the information of the memory cell, the word line WL is set to the “H” potential level, the transfer MISFETs Qt 1 and Qt 2 are turned on, and the information of the storage nodes A and B is transmitted to the data lines DL and DL. To do.
次に、上記メモリセルの具体的な構成を図1(メモリセルの略1個分を示す半導体基板の平面図)、図2(図1のII−II’線における半導体基板の断面図)および図3〜図7を用いて説明する。なお、図1および図4〜図7にはメモリセルの導電層のみを図示し、素子分離用絶縁膜や層間絶縁膜などの絶縁膜は図示しない。 Next, a specific configuration of the memory cell is shown in FIG. 1 (plan view of a semiconductor substrate showing approximately one memory cell), FIG. 2 (cross-sectional view of the semiconductor substrate taken along line II-II ′ in FIG. 1), and This will be described with reference to FIGS. 1 and 4 to 7 show only the conductive layer of the memory cell, and insulating films such as an element isolation insulating film and an interlayer insulating film are not shown.
メモリセルを構成する6個のMISFETは、p−型半導体基板1のフィールド絶縁膜2で周囲を囲まれた活性領域に形成されている。nチャネル型で構成される駆動用MISFETQd1,Qd2および転送用MISFETQt1,Qt2のそれぞれはp型ウエル3の活性領域に形成され、pチャネル型で構成される負荷用MISFETQp1,Qp2はn型ウエル4の活性領域に形成されている。p型ウエル3、n型ウエル4のそれぞれは、半導体基板1上に形成されたp型エピタキシャルシリコン層5の主面に形成されている。
Six MISFETs constituting the memory cell are formed in the active region surrounded by the
転送用MISFETQt1,Qt2は、ワード線WLと一体に構成されたゲート電極6を有している。このゲート電極6(ワード線WL)は、多結晶シリコン膜(または多結晶シリコン膜と高融点金属シリサイド膜とを積層したポリサイド膜)で構成され、酸化シリコン膜で構成されたゲート絶縁膜7の上に形成されている。
The transfer MISFETs Qt 1 and Qt 2 have a
上記転送用MISFETQt1,Qt2のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、p型ウエル3の活性領域に形成された低不純物濃度のn−型半導体領域8および高不純物濃度のn+型半導体領域9で構成されている。すなわち、転送用MISFETQt1,Qt2のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、LDD(Lightly Doped Drain)構造で構成されている。
The source and drain regions of the transfer MISFETs Qt 1 and Qt 2 are a low impurity concentration n −
フリップフロップ回路の一方のCMOSインバータ(INV1)を構成する駆動用MISFETQd1および負荷用MISFETQp1は、共通のゲート電極10aを有しており、他方のCMOSインバータ(INV2)を構成する駆動用MISFETQd2および負荷用MISFETQp2は、共通のゲート電極10bを有している。これらのゲート電極10a,10bは、前記転送用MISFETQt1,Qt2のゲート電極6(ワード線WL)と同じ多結晶シリコン膜で構成され、ゲート絶縁膜7の上に形成されている。ゲート電極6(ワード線WL)およびゲート電極10a,10bを構成する多結晶シリコン膜には、n型の不純物(例えばリン(P))が導入されている。
The driving MISFET Qd 1 and the load MISFET Qp 1 constituting one CMOS inverter (INV 1 ) of the flip-flop circuit have a
駆動用MISFETQd1,Qd2のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、p型ウエル3の活性領域に形成された低不純物濃度のn−型半導体領域8および高不純物濃度のn+型半導体領域9で構成されている。すなわち、駆動用MISFETQd1,Qd2のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、LDD構造で構成されている。また、負荷用MISFETQp1,Qp2のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、n型ウエル4の活性領域に形成された低不純物濃度のp−型半導体領域11および高不純物濃度のp+型半導体領域12で構成されている。すなわち、負荷用MISFETQp1,Qp2のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、LDD構造で構成されている。
The source region and drain region of each of the driving MISFETs Qd 1 and Qd 2 are a low impurity concentration n −
メモリセルを構成する上記6個のMISFETの上層には、ゲート電極(6,10a,10b)の上部および側壁を覆う酸化シリコンの絶縁膜13および側壁絶縁膜(サイドウォールスペーサ)14を介して一対の局所配線L1,L2が形成されている。この一対の局所配線L1,L2は、多結晶シリコン膜と高融点金属膜とを半導体基板1上で反応させて形成した高融点金属シリサイド膜、例えばコバルトシリサイド(CoSiX)膜で構成されている。後述するように、一対の局所配線L1,L2は、側壁絶縁膜14に対して自己整合的に形成される。また、側壁絶縁膜14は、ゲート電極(6,10a,10b)に対して自己整合的に形成される。
A pair of silicon
一方の局所配線L1は、負荷用MISFETQp1のドレイン領域(p+型半導体領域12)および駆動用MISFETQd1のドレイン領域(n+型半導体領域9)に接続され、かつ絶縁膜13に開孔された接続孔15を通じて駆動用MISFETQd2および負荷用MISFETQp2のゲート電極10bに接続されている。他方の局所配線L2は、負荷用MISFETQp2のドレイン領域(p+型半導体領域12)および駆動用MISFETQd2のドレイン領域(n+型半導体領域9)に接続され、かつ絶縁膜13に開孔された接続孔15を通じて駆動用MISFETQd1および負荷用MISFETQp1のゲート電極10aに接続されている。
One local wiring L 1 is connected to the drain region (p + type semiconductor region 12) of the load MISFET Qp 1 and the drain region (n + type semiconductor region 9) of the drive MISFET Qd 1 and has an opening in the insulating
転送用MISFETQt1のドレイン領域(n+型半導体領域9)の表面には、高融点金属シリサイド層、例えばコバルトシリサイド層16が形成され、転送用MISFETQt2のドレイン領域(n+型半導体領域9)の表面にはこれと同じコバルトシリサイド層16が形成されている。転送用MISFETQt1,Qt2のドレイン領域には、このコバルトシリサイド層16を介してデータ線DL,バーDLが接続される。コバルトシリサイド層16は、後述するように局所配線L1,L2と同一の工程で形成される。
The surface of the drain region of the transfer MISFET Qt 1 (n + -type semiconductor region 9) is a refractory metal silicide layer, for example, cobalt silicide layers 16 are formed, the drain region of the transfer MISFETQt2 the (n + -type semiconductor region 9) The same
負荷用MISFETQp1のソース領域(p+型半導体領域12)およびこのソース領域に隣接して形成されたn+型半導体領域18の表面には、高融点金属シリサイド層、例えばコバルトシリサイド層17が形成され、負荷用MISFETQp2のソース領域(p+型半導体領域12)およびこのソース領域に隣接して形成されたn+型半導体領域18の表面にもこれと同じコバルトシリサイド層17が形成されている。負荷用MISFETQp1,Qp2のソース領域およびn+型半導体領域18のそれぞれには、後述する電源電圧線を通じて電源電圧(Vcc)が供給される。コバルトシリサイド層17は、後述するように局所配線L1,L2およびコバルトシリサイド層16と同一の工程で形成される。
A refractory metal silicide layer, for example, a
図4および図5は、上記一対の局所配線L1,L2およびその下層のゲート電極10a,10bのレイアウトを示す平面図である。
4 and 5 are plan views showing the layout of the pair of local wirings L 1 and L 2 and the
図4に示すように、一方の局所配線L1は、その一部がゲート電極10aと重なるように延在し、他方の局所配線L2は、その一部がゲート電極10bと重なるように延在している。図には示さないが、局所配線L1,L2は、その一部をゲート電極6(ワード線WL)と重なるように延在させてもよい。
As shown in FIG. 4, one of the local lines L 1 is partially extends so as to overlap with the
このように、本実施の形態のSRAMのメモリセルは、局所配線L1,L2の一部をレイアウトが許容する範囲で可能な限り、(駆動用MISFETQd1、負荷用MISFETQp1の)ゲート電極10a、(駆動用MISFETQd2、負荷用MISFETQp2の)ゲート電極10bあるいは(転送用MISFETQt1,Qt2の)ゲート電極6(ワード線WL)と重なるように配置する。この構成により、蓄積ノード容量のゲート容量成分(C1)(図3参照)を増やすことができるので、メモリセルの蓄積ノード容量を増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
As described above, the SRAM memory cell according to the present embodiment has the gate electrodes (of the driving MISFET Qd 1 and the load MISFET Qp 1 ) as long as the layout allows a part of the local wirings L 1 and L 2.
また、図5の網掛けパターンで示すように、一方の局所配線L1は、その一部がメモリセルの蓄積ノードAを構成する半導体領域(駆動用MISFETQd1のn+型半導体領域9および負荷用MISFETQp1のp+型半導体領域12)と重なるように延在し、他方の局所配線L2は、その一部がメモリセルの蓄積ノードBを構成する半導体領域(駆動用MISFETQd2のn+型半導体領域9および負荷用MISFETQp2のp+型半導体領域12)と重なるように延在している。
Further, as shown by the shaded pattern in FIG. 5, one of the local wirings L 1 is part of the semiconductor region (the n +
すなわち、本実施の形態のSRAMのメモリセルは、局所配線L1,L2の一部をメモリセルの蓄積ノードA,Bと重なるように配置する。この構成により、蓄積ノード容量の拡散層容量成分を増やすことができるので、メモリセルの蓄積ノード容量を増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。 That is, the SRAM memory cell of the present embodiment is arranged so that part of the local wirings L 1 and L 2 overlaps the storage nodes A and B of the memory cell. With this configuration, the diffusion layer capacitance component of the storage node capacitance can be increased, so that the storage node capacitance of the memory cell can be increased to improve the α-ray soft error resistance.
上記局所配線L1,L2の上層には、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜で構成された薄い絶縁膜19を介して基準電圧線20が形成されている。この基準電圧線20は、局所配線L1,L2の上部を覆うように配置されている。基準電圧線20は、n型の不純物(例えばP)を導入した多結晶シリコン膜で構成され、絶縁膜19および絶縁膜(ゲート絶縁膜7と同層の絶縁膜)に開孔された接続孔21(図1参照)を通じて駆動用MISFETQd1,Qd2のそれぞれのソース領域(n+型半導体領域9)に接続されている。
A
転送用MISFETQt1,Qt2のドレイン領域(n+型半導体領域9)の上層には、上記基準電圧線20と同じ多結晶シリコン膜で構成されたパッド層22が形成されている。このパッド層22は、絶縁膜19に開孔された接続孔23を通じて前記高融点金属シリサイド層16と電気的に接続されている。また、負荷用MISFETQp1,Qp2のそれぞれのソース領域(p+型半導体領域12)の上層には、上記基準電圧線20と同じ多結晶シリコン膜で構成されたパッド層24が形成されている。このパッド層24は、絶縁膜19に開孔された接続孔25を通じて前記高融点金属シリサイド層17と電気的に接続されている。
A
図6は、上記基準電圧線20およびその下層の局所配線L1,L2のレイアウトを示す平面図、図7は同じく斜視図である。
6 is a plan view showing the layout of the
図示のように、基準電圧線20は、局所配線L1,L2の上層のほぼ全域を覆うように形成されている。すなわち、本実施の形態のSRAMのメモリセルは、局所配線L1,L2の上層に形成される基準電圧線20をこの局所配線L1,L2と重なるように配置する。この構成により、基準電圧線20、局所配線L1,L2およびそれらを挟む薄い絶縁膜19で容量(C2)(図3参照)が形成されるので、局所配線L1,L2に接続された蓄積ノードA,Bの容量を増大させることができ、メモリセルのα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
As shown in the figure, the
上記基準電圧線20の上層には、層間絶縁膜26を介して第1層目のメタル配線が形成されている。層間絶縁膜26は、例えば酸化シリコン膜とBPSG(Boro Phospho Silicate Glass)膜との積層膜で構成されている。第1層目のメタル配線は、例えばアルミニウム(Al)合金で構成され、電源電圧線27、サブ基準電圧線28、サブワード線(またはデバイデッドワード線)29およびパッド層30などを構成している。
A first level metal wiring is formed above the
電源電圧線27は、層間絶縁膜26に開孔された接続孔31を通じて前記パッド層24と電気的に接続されている。サブ基準電圧線28は、層間絶縁膜26に開孔された接続孔32(図1参照)を通じて基準電圧線20と電気的に接続されている。サブワード線29は、層間絶縁膜26、絶縁膜19,13に開孔された接続孔(図示せず)を通じて前記ワード線WLと電気的に接続されている。パッド層30は、層間絶縁膜26に開孔された接続孔33を通じて前記パッド層22と電気的に接続されている。
The power
このように、本実施の形態のSRAMのメモリセルは、多結晶シリコン膜で構成された基準電圧線20の上層に、多結晶シリコンよりも低抵抗のAlで構成されたサブ基準電圧線28を配置し、それぞれのメモリセルに少なくとも1個以上設けた接続孔32を通じてサブ基準電圧線28から基準電圧線20に給電を行う。この構成により、メモリセルごとに基準電圧(Vss)の給電が可能となるので、基準電圧(Vss)を安定化することができる。この結果、電源電圧(Vcc)の最小値(Vcc.min)が向上し、メモリセルのα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
As described above, the SRAM memory cell according to the present embodiment has the
また、本実施の形態のSRAMのメモリセルは、図1に示すように、サブ基準電圧線28と基準電圧線20とを接続する前記接続孔32と、基準電圧線20と駆動用MISFETQd1,Qd2のソース領域(n+型半導体領域9)とを接続する前記接続孔21とを離間して配置する。この構成により、接続孔21,32の重なりによる段差が回避され、接続孔形成領域を平坦化することができるので、接続孔21,32のコンタクト抵抗を低減してメモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the SRAM memory cell of the present embodiment includes the
上記第1層目のメタル配線の上層には、層間絶縁膜34を介して第2層目のメタル配線が形成されている。層間絶縁膜34は、下層から順に酸化シリコン膜34a、スピンオングラス(Spin On Glass)膜34b、酸化シリコン膜34cを積層した3層膜で構成されている。第2層目のメタル配線は、例えばアルミニウム合金で構成され、前記データ線DL,バーDLを構成している。このデータ線DL,バーDLは、層間絶縁膜34に開孔された接続孔35を通じて前記パッド層30と電気的に接続されている。
A second-layer metal wiring is formed above the first-layer metal wiring via an
次に、上記のように構成された本実施の形態のSRAMのメモリセルの製造方法を説明する。なお、このメモリセルの製造方法を示す各図(図8〜図39)のうち、断面図は前記図1のII−II’線に対応している。また、平面図にはメモリセルの導電層のみを図示し、各導電層間の絶縁膜の図示は省略する。 Next, a method for manufacturing the SRAM memory cell of the present embodiment configured as described above will be described. In each of the drawings (FIGS. 8 to 39) showing the manufacturing method of the memory cell, the cross-sectional view corresponds to the II-II 'line in FIG. In the plan view, only the conductive layer of the memory cell is shown, and the insulating film between the conductive layers is not shown.
まず、図8に示すように、p−型単結晶シリコンからなる半導体基板1の上にp型のエピタキシャルシリコン層5を成長させた後、窒化シリコン膜を熱酸化のマスクに用いた周知のLOCOS法でエピタキシャルシリコン層5の表面に厚い酸化シリコン膜で構成されたフィールド絶縁膜2を形成する。続いて、フォトレジストをマスクにしたイオン注入法でエピタキシャルシリコン層5にn型不純物(P)およびp型不純物(BF2)を導入した後、これらの不純物を引延し拡散してp型ウエル3およびn型ウエル4を形成する。次に、フィールド絶縁膜2で囲まれたp型ウエル3およびn型ウエル4のそれぞれの主面に膜厚9nm程度の薄い酸化シリコン膜で構成されたゲート絶縁膜7を形成する。
First, as shown in FIG. 8, after a p-type
図9は上記フィールド絶縁膜2で囲まれた活性領域AR(メモリセル1個分)の平面パターンである。メモリセルは、同図に示す4個の+印で囲まれた矩形の領域内に形成される。このメモリセルの大きさは、一例として4.0(μm)×2.8(μm)程度である。また、このメモリセル16個分の活性領域ARのパターンを図10に示す。
FIG. 9 is a plan pattern of the active region AR (for one memory cell) surrounded by the
次に、図11、図12に示すように、転送用MISFETQt1,Qt2のゲート電極6(ワード線WL)と、駆動用MISFETQd1,Qd2および負荷用MISFETQp1,Qp2のゲート電極10a,10bとを形成する。ゲート電極6(ワード線WL)およびゲート電極10a,10bは、半導体基板1の全面にCVD(Chemical Vapor Deposition)法で膜厚100nm適度の多結晶シリコン膜を堆積した後、その上にCVD法で酸化シリコン(膜厚120nm程度)の絶縁膜13を堆積し、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでこの絶縁膜13および多結晶シリコン膜をパターニングして形成する。図13は、このゲート電極6(ワード線WL)およびゲート電極10a,10bのメモリセル16個分のパターンである。
Next, as shown in FIGS. 11 and 12, the transfer MISFET Qt 1, the gate electrode of the Qt 2 6 (word line WL), the driving MISFET Qd 1, Qd 2 and load MISFET Qp 1, the
次に、図14に示すように、フォトレジストをマスクにしたイオン注入法でp型ウエル3とn型ウエル4の一部とにn型不純物(リン(P),ヒ素(As))を導入する。次に、上記フォトレジストを除去した後、図15に示すように、フォトレジストをマスクにしたイオン注入法でn型ウエル4にp型不純物(フッ化ボロン(BF2))を導入する。次に、上記フォトレジストを除去した後、半導体基板1の全面にCVD法で堆積した酸化シリコン膜をRIE(Reactive Ion Etching)法でパターニングして、図16に示すように、ゲート電極6(ワード線WL)およびゲート電極10a,10bのそれぞれの側壁にそれらに対して自己整合的に側壁絶縁膜(サイドウォールスペーサ)14を形成する。
Next, as shown in FIG. 14, n-type impurities (phosphorus (P) and arsenic (As)) are introduced into the p-
次に、図17に示すように、フォトレジストをマスクにしたイオン注入法でp型ウエル3とn型ウエル4の一部とにn型不純物(P,As)を導入する。次に、上記フォトレジストを除去した後、図18に示すように、フォトレジストをマスクにしたイオン注入法でn型ウエル4にp型不純物(BF2)を導入する。
Next, as shown in FIG. 17, n-type impurities (P, As) are introduced into the p-
次に、上記フォトレジストを除去した後、上記n型不純物およびp型不純物を熱拡散して、図19に示すように、p型ウエル3の主面に転送用MISFETQt1,Qt2、駆動用MISFETQd1,Qd2のそれぞれのソース領域、ドレイン領域(n−型半導体領域8、n+型半導体領域9)を形成し、n型ウエル4の主面に負荷用MISFETQp1,Qp2のソース領域、ドレイン領域(p−型半導体領域11、p+型半導体領域12)を形成する。また、負荷用MISFETQp1,Qp2のソース領域(p+型半導体領域12)に隣接したn型ウエル4の主面にウエル給電用のn+型半導体領域18を形成する。
Next, after removing the photoresist, the n-type impurity and the p-type impurity are thermally diffused to transfer MISFETs Qt 1 and Qt 2 on the main surface of the p-type well 3 as shown in FIG. Source regions and drain regions (n −
次に、図20に示すように、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで、駆動用MISFETQd1,Qd2のゲート電極10a,10bの上を覆う前記絶縁膜13に接続孔15を形成し、ゲート電極10a,10bのそれぞれの一部を露出させる。
Next, as shown in FIG. 20, a
次に、上記フォトレジストを除去した後、図21に示すように、半導体基板1の全面をエッチバックして、駆動用MISFETQd1,Qd2、転送用MISFETQt1,Qt2のそれぞれのソース領域、ドレイン領域(n+型半導体領域9)、負荷用MISFETQp1,Qp2のソース領域、ドレイン領域(p+型半導体領域12)、ウエル給電用のn+型半導体領域18のそれぞれの表面を覆う薄い絶縁膜(ゲート絶縁膜7と同層の絶縁膜)を除去し、n+型半導体領域9、p+型半導体領域12およびn+型半導体領域18を露出させる。
Next, after removing the photoresist, as shown in FIG. 21, the entire surface of the
このように、本実施の形態の製造方法は、まずフォトレジストをマスクにしたドライエッチングでゲート電極10a,10b上の絶縁膜13に接続孔15を形成し、次いで半導体基板1の全面をエッチバックしてn+型半導体領域9、p+型半導体領域12、n+型半導体領域18のそれぞれの表面を覆う絶縁膜を除去する。
As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, first, the
すなわち、ゲート電極10a,10bの一部を露出させる工程と、n+型半導体領域9、p+型半導体領域12およびn+型半導体領域18を露出させる工程とを別けて行い、n+型半導体領域9、p+型半導体領域12およびn+型半導体領域18を側壁絶縁膜14に対して自己整合的に露出させる。この構成により、接続孔15とn+型半導体領域9、p+型半導体領域12、n+型半導体領域18とのマスク合わせ余裕が不要となるので、接続孔15、n+型半導体領域9、p+型半導体領域12およびn+型半導体領域18の面積を縮小してメモリセルを高集積化することができる。
That is, the step of exposing part of the
なお、マスク合わせに余裕がある場合には、上記手段に代えて、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでゲート電極10a,10bの一部、n+型半導体領域9、p+型半導体領域12およびn+型半導体領域18を同時に露出させてもよい。この場合は、前記エッチバック工程が不要となるので、メモリセルの製造工程を短縮することができる。
When there is a margin for mask alignment, instead of the above means, a part of the
次に、図22、図23に示すように、上記工程で露出したゲート電極10a,10bの一部、n+型半導体領域9、p+型半導体領域12およびn+型半導体領域18のそれぞれの表面に選択CVD法で膜厚40nm程度の薄い多結晶シリコン膜36を選択的に堆積する。すなわち、ゲート電極10a,10b、n+型半導体領域9、p+型半導体領域12およびn+型半導体領域18の上にのみ多結晶シリコン膜36を堆積し、酸化シリコン膜からなる絶縁膜13,14の上には堆積させないようにする。あるいは、半導体基板1の全面にCVD法で多結晶シリコン膜36を堆積し、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでこの多結晶シリコン膜36をパターニングすることにより、ゲート電極10a,10bの一部、n+型半導体領域9、p+型半導体領域12およびn+型半導体領域18のそれぞれの表面に多結晶シリコン膜36を残すようにしてもよい。
Next, as shown in FIGS. 22 and 23, each of the
次に、図24に示すように、半導体基板1の全面にスパッタ法で膜厚20nm程度の薄いCo膜37を堆積した後、図25に示すように、半導体基板1の全面にCVD法またはスパッタ法で膜厚40nm程度の薄い多結晶シリコン膜38を堆積する。このように、本実施の形態の製造方法は、ゲート電極10a,10bの一部、n+型半導体領域9、p+型半導体領域12およびn+型半導体領域18のそれぞれの表面に多結晶シリコン膜36、Co膜37、多結晶シリコン膜38を堆積し、その他の領域(絶縁膜上)にはCo膜37、多結晶シリコン膜38を堆積する。なお、上記Co膜37に代えて他の高融点金属膜、例えばW、Mo、Ti、Taなどの薄膜を堆積してもよい。
Next, as shown in FIG. 24, a
次に、図26に示すように、フォトレジスト39をマスクにしたドライエッチングで上層の多結晶シリコン膜38をパターニングし、局所配線L1,L2を形成する領域、転送用MISFETQt1,Qt2のドレイン領域(n+型半導体領域9)、負荷用MISFETQp1,Qp2のソース領域(p+型半導体領域12)およびこれに隣接するn+型半導体領域9のそれぞれの表面に多結晶シリコン膜38を残す。
Next, as shown in FIG. 26, the upper
上記多結晶シリコン膜38のエッチングマスクとなるフォトレジスト39は、駆動用MISFETQd1,Qd2のドレイン領域(n+型半導体領域9)や負荷用MISFETQp1,Qp2のドレイン領域(p+型半導体領域12)の上部を完全に覆っていなくともよい。すなわち、図26に示すように、フォトレジスト39のマスク合わせずれによってn+型半導体領域9上の多結晶シリコン膜38の一部(図の矢印で示す箇所)がエッチングされてしまっても支障はない。これは、多結晶シリコン膜38の一部がエッチングされても、その下層のCo膜37がエッチングのストッパとなるので、n+型半導体領域9やp+型半導体領域12の表面の多結晶シリコン膜36がエッチングされることはないからである。
特に限定はされないが、本実施の形態では、上記多結晶シリコン膜38をエッチングする際、駆動用MISFETQd1,Qd2のn+型半導体領域9(ソース領域、ドレイン領域)のうち、メモリセルの蓄積ノードA,Bを構成するn+型半導体領域9(ドレイン領域)上には多結晶シリコン膜38を残すが、蓄積ノードA,Bを構成しないn+型半導体領域9(ソース領域)上には多結晶シリコン膜38を残さない。このn+型半導体領域9(ソース領域)上の多結晶シリコン膜38は、その全部を完全に除去する必要はなく、フォトレジスト39のマスク合わせずれによって、その一部がエッチングされずに残っていても支障はない。
Although there is no particular limitation, in the present embodiment, when the
次に、上記フォトレジスト39を除去した後、700℃程度の不活性ガス雰囲気中で半導体基板1を熱処理し、多結晶シリコン膜38とCo膜37と多結晶シリコン膜36との間でシリサイド化反応を生じさせる。次に、多結晶シリコン膜36,38を堆積しなかった領域上に残った未反応のCo膜37をウェットエッチングで除去することにより、図27、図28に示すように、コバルトシリサイド膜で構成される局所配線L1,L2およびコバルトシリサイド層16,17,36’が形成される。図29は、この局所配線L1,L2、コバルトシリサイド層16,17,36’のメモリセル16個分のパターンである。
Next, after removing the
このように、本実施の形態の製造方法は、メモリセルの蓄積ノードA,B間を接続する一対の局所配線L1,L2をコバルトシリサイドで構成する。このコバルトシリサイドは、多結晶シリコンに比べて電気抵抗の小さい材料であると共に、P(リン)やB(ホウ素)などの不純物原子の拡散に対する有効な障壁となる材料である。従って、この構成により、負荷用MISFETQp1,Qp2のドレイン領域(p+型半導体領域12)中のp型不純物や、駆動用MISFETQd1,Qd2のドレイン領域(n+型半導体領域9)あるいはゲート電極10a,10b中のn型不純物がこの局所配線L1,L2を通じて相互拡散するのを防止することができるので、導電型の異なるp+型半導体領域12と、n+型半導体領域9およびゲート電極10a,10bとをオーミックに、かつ低抵抗で接続することができ、メモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。
As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, the pair of local wirings L 1 and L 2 that connect between the storage nodes A and B of the memory cell are made of cobalt silicide. Cobalt silicide is a material having a lower electrical resistance than polycrystalline silicon and a material serving as an effective barrier against the diffusion of impurity atoms such as P (phosphorus) and B (boron). Therefore, with this configuration, the p-type impurity in the drain region (p + type semiconductor region 12) of the load MISFETs Qp 1 and Qp 2 , the drain region (n + type semiconductor region 9) of the drive MISFETs Qd 1 and Qd 2 , or Since the n-type impurities in the
また、本実施の形態の製造方法は、局所配線L1,L2を形成する際、メモリセルの蓄積ノードA,Bを構成する駆動用MISFETQd1,Qd2のドレイン領域(n+型半導体領域9)および負荷用MISFETQp1,Qp2のドレイン領域(p+型半導体領域12)のそれぞれの表面に選択的に多結晶シリコン膜36を形成し、さらのその上にCo膜37および多結晶シリコン膜38を形成してこの3層の間でシリサイド化反応を生じさせる。この構成により、メモリセルの蓄積ノードA,Bを構成する上記n+型半導体領域9およびp+型半導体領域12のシリコンが上記シリサイド化反応に関与するのを防ぐことができるので、コバルトシリサイド層16,17を浅く形成することができ、n+型半導体領域9およびp+型半導体領域12の接合リーク電流を低減してメモリセルの動作信頼性を向上させることができる。
Further, in the manufacturing method of the present embodiment, when the local wirings L 1 and L 2 are formed, the drain regions (n + type semiconductor regions) of the driving MISFETs Qd 1 and Qd 2 constituting the storage nodes A and B of the memory cells are formed. 9) and a
これに対し、多結晶シリコン膜36を設けることなく、Co膜37を直接n+型半導体領域9およびp+型半導体領域12に接触させた場合は、n+型半導体領域9およびp+型半導体領域12のシリコンがシリサイド化反応に関与するため、コバルトシリサイド層16,17が基板(p型ウエル3、n型ウエル4)中に深く形成されることとなり、n+型半導体領域9、p+型半導体領域12から基板へリークする接合リーク電流が増大してしまう。
In contrast, when the
なお、上記n+型半導体領域9およびp+型半導体領域12のシリコンがシリサイド反応に関与しないようにするには、シリサイド化反応によって局所配線L1,L2を形成した後も、局所配線L1,L2とその下層のn+型半導体領域9、p+型半導体領域12との間に、少なくともゲート絶縁膜7の膜厚以上の多結晶シリコン膜36が残るようにその膜厚を制御するとよい。
In order to prevent silicon in the n + -
また、上記の構成によれば、上層の多結晶シリコン膜38をエッチングする際のマスクとなるフォトレジスト39に合わせずれが生じた場合でも、メモリセルの蓄積ノードA,Bを構成するn+型半導体領域9およびp+型半導体領域12上の多結晶シリコン膜36の削れを防ぐことができる。従って、フォトレジスト39の合わせ余裕が不要となるので、n+型半導体領域9およびp+型半導体領域12の面積を縮小してメモリセルを高集積化することができる。
In addition, according to the above configuration, even when a misalignment occurs in the
また、本実施の形態の製造方法は、メモリセルを構成する6個のMISFET(転送用MISFETQt1,Qt2、駆動用MISFETQd1,Qd2、負荷用MISFETQp1,Qp2)のそれぞれのソース領域、ドレイン領域の少なくとも一部の表面に低抵抗のコバルトシリサイド層16(または17)を形成する。この構成により、コバルトシリサイド層16(または17)を形成したソース領域、ドレイン領域を低抵抗化することができるので、メモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。 In addition, the manufacturing method of the present embodiment has a source region of each of the six MISFETs (transfer MISFETs Qt 1 and Qt 2 , drive MISFETs Qd 1 and Qd 2 , load MISFETs Qp 1 and Qp 2 ) constituting the memory cell. A low-resistance cobalt silicide layer 16 (or 17) is formed on at least a part of the surface of the drain region. With this configuration, the resistance of the source region and drain region in which the cobalt silicide layer 16 (or 17) is formed can be reduced, so that high speed operation and low voltage operation of the memory cell can be realized.
また、本実施の形態の製造方法は、上記多結晶シリコン膜38をエッチングする際、駆動用MISFETQd1,Qd2のn+型半導体領域9(ソース領域、ドレイン領域)のうち、メモリセルの蓄積ノードA,Bを構成しないn+型半導体領域9(ソース領域)上には多結晶シリコン膜38を残さないようにする。この構成により、駆動用MISFETQd1,Qd2のソース領域、ドレイン領域間が多結晶シリコン膜38および局所配線L1,L2を通じて短絡する不具合を防止することができるので、SRAMの製造歩留り、信頼性を向上させることができる。
Further, in the manufacturing method of the present embodiment, when the
また、本実施の形態の製造方法は、局所配線L1,L2をゲート電極(6,10a,10b)の側壁絶縁膜14に対して自己整合的に形成する。この構成により、局所配線L1,L2と、蓄積ノードA,Bを構成するn+型半導体領域9およびp+型半導体領域12とを接続する際、それらの間のマスク合わせ余裕が不要となるので、図28に示すように、ワード線WLの延在する方向に沿った間隔Z1,Z2を縮小することができ、メモリセルサイズを縮小してメモリセルの高集積化を実現することができる。
In the manufacturing method of the present embodiment, the local wirings L 1 and L 2 are formed in a self-aligned manner with respect to the
次に、図30に示すように、半導体基板1の全面にCVD法で絶縁膜19を堆積する。この絶縁膜19は、膜厚10nm程度の酸化シリコン膜の上に膜厚10nm程度の窒化シリコン膜を積層して形成する。
Next, as shown in FIG. 30, an insulating
次に、図31に示すように、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで、転送用MISFETQt1,Qt2のドレイン領域(n+型半導体領域9)上の上記絶縁膜19を除去して接続孔23を形成し、負荷用MISFETQp1,Qp2のソース領域(p+型半導体領域12)およびこのソース領域に隣接するウエル給電用のn+型半導体領域18のそれぞれの上の絶縁膜19を除去して接続孔25を形成する。また同図には示さないが、駆動用MISFETQd1,Qd2のソース領域(n+型半導体領域9)上の絶縁膜19を除去して接続孔21を形成する。
Next, as shown in FIG. 31, the insulating
次に、半導体基板1の全面にCVD法で膜厚70nm程度の多結晶シリコン膜を堆積した後、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでこの多結晶シリコン膜をパターニングして、図32、図33に示すように、基準電圧線20、パッド層22およびパッド層24を形成する。基準電圧線20は局所配線L1,L2の上部を覆うように配置され、接続孔21を通じて駆動用MISFETQd1,Qd2のソース領域(n+型半導体領域9)に接続される。パッド層22は接続孔23を通じてコバルトシリサイド層16に接続され、パッド層24は接続孔25を通じてコバルトシリサイド層17に接続される。図34は、この基準電圧線20、パッド層22,24のメモリセル16個分のパターンである。
Next, after depositing a polycrystalline silicon film having a film thickness of about 70 nm on the entire surface of the
次に、図35に示すように、半導体基板1の全面にCVD法で層間絶縁膜26を堆積する。この層間絶縁膜26は、膜厚150nm程度の酸化シリコン膜の上に膜厚300nm程度のBPSG膜を積層し、次いでこのBPSG膜をリフローにより平坦化して形成する。
Next, as shown in FIG. 35, an
次に、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで層間絶縁膜26に接続孔31,33を形成した後、半導体基板1の全面にスパッタ法で膜厚300nm程度のAl合金膜を堆積し、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでこのAl合金膜をパターニングして、図36、図37に示すように、層間絶縁膜26上に電源電圧線27、サブ基準電圧線28、サブワード線29およびパッド層30を形成する。
Next, after forming connection holes 31 and 33 in the
このように、本実施の形態の製造方法は、層間絶縁膜26に開孔した接続孔31を通じて負荷用MISFETQp1,Qp2のソース領域(p+型半導体領域12)およびこのソース領域に隣接するウエル給電用のn+型半導体領域18に電源電圧線27を接続する際、あらかじめこのp+型半導体領域12およびn+型半導体領域18の上に多結晶シリコンのパッド層24を設けておく。また、層間絶縁膜26に開孔した接続孔33を通じて転送用MISFETQt1,Qt2のドレイン領域(n+型半導体領域6)にパッド層30を接続する際、あらかじめこのn+型半導体領域6の上に多結晶シリコンのパッド層22を設けておく。
As described above, the manufacturing method of the present embodiment is adjacent to the source regions (p + type semiconductor regions 12) of the load MISFETs Qp 1 and Qp 2 and the source regions through the connection holes 31 opened in the
この構成により、層間絶縁膜26をエッチングして接続孔31,33を形成する際に、接続孔31,33の底部にコバルトシリサイド層16,17が露出することがないので、このコバルトシリサイド層16,17の削れを防止することができる。
With this configuration, when the connection holes 31 and 33 are formed by etching the
また、本実施の形態の製造方法は、負荷用MISFETQp1,Qp2のソース領域(p+型半導体領域12)およびこのソース領域に隣接するウエル給電用のn+型半導体領域18と電源電圧線27とを接続する際、あらかじめこのp+型半導体領域12およびn+型半導体領域18の表面にコバルトシリサイド層16を形成する。この構成により、コバルトシリサイド層16の上に形成される多結晶シリコンのパッド層24の導電型を考慮することなく、p+型半導体領域12およびn+型半導体領域18と電源電圧線27とをオーミックに接続することができるので、1つの接続孔31を通じてこのp+型半導体領域12とn+型半導体領域18とに同時に電源電圧(Vcc)を供給することができる。従って、p+型半導体領域12とn+型半導体領域18とを隣接して配置することができると共に、それらの面積を縮小することができるので、メモリセルを高集積化することができる。
The manufacturing method of this embodiment, the load MISFET Qp1, Qp 2 of the source region (p + -type semiconductor region 12) and the n + -
次に、図38に示すように、半導体基板1の全面に層間絶縁膜34を堆積する。この層間絶縁膜34は、CVD法で堆積した膜厚500nm程度の酸化シリコン膜34aの上に膜厚250nm程度のスピンオングラス膜34bを回転塗布し、次いでこのスピンオングラス膜34bの表面をエッチバックで平坦化した後、その上に膜厚400nm程度の酸化シリコン膜34cをCVD法で堆積して形成する。
Next, as shown in FIG. 38, an
その後、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで層間絶縁膜34に接続孔35を形成した後、半導体基板1の全面にスパッタ法でAl合金膜を堆積し、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでこのAl合金膜をパターニングして、データ線DL,データ線バーDLを形成することにより、本実施の形態のSRAMのメモリセルが完成する。図39は、このデータ線DL,データ線バーDLのメモリセル16個分のパターンである。
Thereafter, after forming a
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
前記実施の形態では、局所配線L1,L2を形成する際、メモリセルの蓄積ノードA,Bを構成する駆動用MISFETQd1,Qd2のドレイン領域(n+型半導体領域9)および負荷用MISFETQp1,Qp2のドレイン領域(p+型半導体領域12)のそれぞれの表面に多結晶シリコン膜36、Co膜37および多結晶シリコン膜38を形成してこの3層の間でシリサイド化反応を生じさせたが、下層の多結晶シリコン膜36は必ずしも必要ではなく、Co膜37とその上に堆積した多結晶シリコン膜38との間でシリサイド化反応を生じさせて局所配線L1,L2を形成することもできる。
In the embodiment, when the local wirings L 1 and L 2 are formed, the drain regions (n + type semiconductor regions 9) and the load for the driving MISFETs Qd 1 and Qd 2 constituting the storage nodes A and B of the memory cell are used. A
この場合は、上記ドレイン領域(n+型半導体領域9,p+型半導体領域12)の表面に多結晶シリコン膜36を選択的に堆積する工程が不要となるので、メモリセルの製造工程を少なくすることができる。ただし、この場合は、上記ドレイン領域(n+型半導体領域9,p+型半導体領域12)の表面にCo膜37が直接堆積されることになるので、このドレイン領域のシリコンとCo膜37との間でシリサイド化反応が進行しないよう、上層の多結晶シリコン膜38の膜厚を充分に厚く形成し、シリサイド化反応に必要なシリコンを多結晶シリコン膜38から供給するようにしなければならない。
In this case, the step of selectively depositing the
また、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで上層の多結晶シリコン膜38をパターニングする際、上記ドレイン領域(n+型半導体領域9,p+型半導体領域12)上の多結晶シリコン膜38の一部がエッチングされると、ドレイン領域のシリコンとCo膜37との間でシリサイド化反応が進行してしまうため、マスク合わせ余裕を充分に確保し、多結晶シリコン膜38がドレイン領域(n+型半導体領域9,p+型半導体領域12)と充分重なるようにしてその削れを防ぐ必要がある。
Further, when the upper
また、シリサイド化反応によって局所配線L1,L2を形成する際、Co膜37の上に堆積する上記多結晶シリコン膜38の膜厚をこのシリサイド化反応に必要な膜厚よりも厚く堆積し、コバルトシリサイド層の上に未反応の多結晶シリコン膜を残すようにしてもよい。あるいは、多結晶シリコン膜38の上にさらに高融点金属膜や高融点金属シリサイド膜を堆積してもよい。このようにすると、図40に示すように、局所配線L1,L2の膜厚がコバルトシリサイド層単独の場合よりも厚くなるので、その表面積が大きくなる。この結果、局所配線L1,L2とその上層の基準電圧線20との間に形成される容量(C2)を大きくすることができるので、メモリセルの蓄積ノード容量をさらに増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
When the local wirings L 1 and L 2 are formed by silicidation reaction, the
またこの場合は、図40に示すように、転送用MISFETQt1,Qt2のドレイン領域(n+型半導体領域9)の表面に形成されるコバルトシリサイド層16や、負荷用MISFETQp1,Qp2のソース領域(p+型半導体領域12)の表面に形成されるコバルトシリサイド層17の上にも未反応の多結晶シリコン膜が残る。この結果、コバルトシリサイド層16,17の上に基準電圧線20と同層の多結晶シリコン膜でパッド層22,24を形成する必要がなくなり、この多結晶シリコン膜をパターニングして基準電圧線20を形成する際のマスク合わせ余裕が不要となるので、メモリセルの面積を縮小することができる。また、基準電圧線20と同層のパッド層22,24が不要になると、図41に示すように、基準電圧線20の占有面積を大きくすることができるので、メモリセルの蓄積ノード容量をさらに増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
In this case, as shown in FIG. 40, the
前記実施の形態では、局所配線L1,L2とその上層の基準電圧線20との間で容量(C)を形成したが、図42に示すように、基準電圧線20と同層の多結晶シリコン膜で形成される電源電圧供給用のパッド層24の面積を拡大して局所配線L1,L2上を覆うように配置し、このパッド層24と局所配線L1,L2との間で容量を形成してもよい。この場合、基準電圧線20は駆動用MISFETQd1,Qd2のソース領域(n+型半導体領域9)の上層のみに残すようにする。
In the above embodiment, the capacitance (C) is formed between the local wirings L 1 and L 2 and the
前記実施の形態のSRAMのメモリセルは、転送用MISFETQt1,Qt2のゲート電極6(ワード線WL)を駆動用MISFETQd1,Qd2や負荷用MISFETQp1,Qp2のゲート電極10a,10bと同層の多結晶シリコン膜で構成したが、ゲート電極6(ワード線WL)は、ゲート電極10a,10bよりも上層の多結晶シリコン膜(例えば基準電圧線20と同層の多結晶シリコン膜)で構成してもよい。この場合は、図43に示すように、ゲート電極6(ワード線WL)とゲート電極10a,10bとを互いの一部が重なるように配置することができるので、メモリセルの面積を縮小してSRAMを高集積化することができる。
SRAM memory cell of the embodiment, transfer MISFET Qt 1, Qt driving MISFET Qd 1 and the gate electrode 6 (word line WL) of 2, Qd 2 and load MISFET Qp 1, Qp 2 of the
本発明は、窒化シリコン膜によって構成される電荷蓄積層を備えたメモリセルを有する不揮発性半導体記憶装置に利用されるものである。 The present invention is used for a nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell having a charge storage layer formed of a silicon nitride film.
1 半導体基板
2 フィールド絶縁膜
3 p型ウエル
4 n型ウエル
5 エピタキシャルシリコン層
6a,6b ゲート電極
7 ゲート絶縁膜
8 n−型半導体領域
9 n+型半導体領域
10a,10b ゲート電極
11 p−型半導体領域
12 p+型半導体領域
13 絶縁膜
14 側壁絶縁膜(サイドウォールスペーサ)
15 接続孔
16 コバルトシリサイド層
17 コバルトシリサイド層
18 n+型半導体領域
19 絶縁膜
20 基準電圧線
21 接続孔
22 パッド層
23 接続孔
24 パッド層
25 接続孔
26 層間絶縁膜
27 電源電圧線
28 サブ基準電圧線
29 サブワード線
30 パッド層
31 接続孔
32 接続孔
33 接続孔
34 層間絶縁膜
34a 酸化シリコン膜
34b スピンオングラス膜
34c 酸化シリコン膜
35 接続孔
36 多結晶シリコン膜
36’コバルトシリサイド層
37 Co膜
38 多結晶シリコン膜
39 フォトレジスト
AR 活性領域
DL データ線
バーDL データ線
Qd1 駆動用MISFET
Qd2 駆動用MISFET
Qp1 負荷用MISFET
Qp2 負荷用MISFET
Qt1 転送用MISFET
Qt2 転送用MISFET
WL ワード線
DESCRIPTION OF
15
Qd 2 drive MISFET
Qp 1 load MISFET
Qp 2 load MISFET
Qt 1 transfer MISFET
Qt 2 transfer MISFET
WL Word line
Claims (6)
前記半導体基板に形成された第1導電型のウエル領域と、
前記ウエル領域上であって、前記主面に形成された活性領域と、
前記活性領域を囲む第1の絶縁膜と、
前記活性領域上に形成されたMISFETのゲート電極と、
前記活性領域であって、前記ウエル領域に形成された第2導電型の第1半導体領域と、
前記活性領域であって、前記ウエル領域に形成された前記第1導電型の第2半導体領域と、
前記第1半導体領域および前記第2半導体領域上に形成されたシリサイド層と、
前記主面上および前記MISFET上に形成され、前記第1半導体領域および前記第2半導体領域上に接続孔を有する第2の絶縁膜と、
前記接続孔に形成され、前記第1半導体領域および前記第2半導体領域上に形成された導電層と、
を含み、
前記第1半導体領域は、前記MISFETのソース領域であることを特徴とする半導体集積回路装置。 A semiconductor substrate having a main surface;
A first conductivity type well region formed in the semiconductor substrate;
An active region on the well region and formed in the main surface;
A first insulating film surrounding the active region;
A gate electrode of a MISFET formed on the active region;
A first semiconductor region of the second conductivity type formed in the well region, the active region;
A second semiconductor region of the first conductivity type formed in the well region, the active region;
A silicide layer formed on the first semiconductor region and the second semiconductor region;
A second insulating film formed on the main surface and the MISFET and having a connection hole on the first semiconductor region and the second semiconductor region;
A conductive layer formed in the connection hole and formed on the first semiconductor region and the second semiconductor region;
Including
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first semiconductor region is a source region of the MISFET.
前記半導体基板に形成された第1導電型のウエル領域と、
前記ウエル領域上であって、前記主面に形成された活性領域と、
前記活性領域を囲む第1の絶縁膜と、
前記活性領域上に形成されたMISFETのゲート電極と、
前記活性領域であって、前記ウエル領域に形成された第2導電型の第1半導体領域と、
前記活性領域であって、前記ウエル領域に形成された前記第1導電型の第2半導体領域と、
前記第1半導体領域および前記第2半導体領域上に形成されたシリサイド層と、
を含み、
前記第1半導体領域は、前記MISFETのソース領域であることを特徴とする半導体集積回路装置。 A semiconductor substrate having a main surface;
A first conductivity type well region formed in the semiconductor substrate;
An active region on the well region and formed in the main surface;
A first insulating film surrounding the active region;
A gate electrode of a MISFET formed on the active region;
A first semiconductor region of the second conductivity type formed in the well region, the active region;
A second semiconductor region of the first conductivity type formed in the well region, the active region;
A silicide layer formed on the first semiconductor region and the second semiconductor region;
Including
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first semiconductor region is a source region of the MISFET.
前記MISFETは、SRAMのメモリセルの負荷用MISFETを構成することを特徴とする半導体集積回路装置。 The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the MISFET constitutes a load MISFET of an SRAM memory cell.
前記第1半導体領域および前記第2半導体領域は、隣接して配置されることを特徴とする半導体集積回路装置。 The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first semiconductor region and the second semiconductor region are disposed adjacent to each other.
前記第1半導体領域および前記第2半導体領域は、第1方向において隣接して配置され、
前記第1方向に交差する第2方向に延在する第1の配線が、前記導電層上に形成され、
前記第1の配線は、前記導電層および前記シリサイド層を介して、前記第1半導体領域および前記第2半導体領域に電気的に接続されることを特徴とする半導体集積回路装置。 The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2,
The first semiconductor region and the second semiconductor region are disposed adjacent to each other in the first direction,
A first wiring extending in a second direction intersecting the first direction is formed on the conductive layer;
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first wiring is electrically connected to the first semiconductor region and the second semiconductor region through the conductive layer and the silicide layer.
前記MISFETは、SRAMのメモリセルの負荷用MISFETを構成し、
前記メモリセルは、駆動用MISFETを有し、
前記駆動用MISFETと前記負荷用MISFETとは、前記第1方向に離隔して配置され、
前記第2方向に延在する第2の配線が、前記導電層上に形成され、
前記第2の配線と前記第1の配線は、同層で構成されることを特徴とする半導体集積回路装置。 The semiconductor integrated circuit device according to claim 5.
The MISFET constitutes a load MISFET of an SRAM memory cell,
The memory cell has a driving MISFET,
The driving MISFET and the load MISFET are spaced apart in the first direction,
A second wiring extending in the second direction is formed on the conductive layer;
The semiconductor integrated circuit device, wherein the second wiring and the first wiring are formed in the same layer.
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2007
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