JP2014183065A - Latch circuit - Google Patents

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Yoshihiko Asai
良彦 浅井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To add a sufficient capacitance to a storage node without increasing a chip area.SOLUTION: A slit contact scont1 is provided on a region constituting a first storage node NOD1 connecting an input of a first inverter and an output of a second inverter and has a shape extended in at least a first direction, wherein the first inverter and the second inverter constitute a latch circuit. A slit contact scont2 is provided on a region constituting a second storage node NOD2 connecting an output of the first inverter and an input of the second inverter and has a shape extended in at least the first direction. The slit contact scont1 and the slit contact scont2 face each other along the first direction.

Description

本発明はラッチ回路に関する。   The present invention relates to a latch circuit.

半導体装置の微細化に伴い、ソフトエラーによる誤動作が問題となっている。ソフトエラーとは、パッケージから放出されるα線や宇宙からの中性子線により発生された電子等による外因でSRAM(Static Random Access Memory)等における記憶ノードに保持されているデータが反転してしまう現象である。   Along with miniaturization of semiconductor devices, malfunction due to soft errors has become a problem. A soft error is a phenomenon in which data held in a storage node in an SRAM (Static Random Access Memory) or the like is inverted due to an external factor such as electrons generated by alpha rays emitted from a package or neutron rays from space. It is.

このソフトエラーの問題に対して、記憶ノードの容量を増加させることにより、外因によるデータの反転を低減する方法が提案されている。すなわち、記憶ノードに容量素子を接続することにより、ソフトエラーの発生を低減する方法が提案されている。しかし、この手法では容量素子の追加に伴うチップ面積の増大や容量素子の追加にかかる製造工程コストの増大等というデメリットがあった。   To solve this soft error problem, a method has been proposed in which the inversion of data due to external factors is reduced by increasing the capacity of the storage node. That is, a method for reducing the occurrence of a soft error by connecting a capacitive element to a storage node has been proposed. However, this method has disadvantages such as an increase in chip area due to the addition of the capacitive element and an increase in manufacturing process costs associated with the addition of the capacitive element.

これに対し、特許文献1では、ゲート電極と拡散層を、共通コンタクトホールを覆う金属で電気的に接続する半導体装置が開示されている。この共通コンタクトホールの下部にトランジスタTrを形成することにより、ソフトエラー耐性の向上のための容量素子を実現している。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a semiconductor device in which a gate electrode and a diffusion layer are electrically connected with a metal covering a common contact hole. By forming the transistor Tr below the common contact hole, a capacitive element for improving soft error resistance is realized.

特許文献2では、層間絶縁膜に設けられ、ゲート電極の両側に位置するソース及びドレインに達する1組のコンタクトホール間の間隔S1を、層間絶縁膜表面におけるコンタクトホールの間隔よりも小さくするスタティック型半導体記憶装置が開示されている。また特許文献2には、金属配線を層間絶縁膜内に埋め込む際に、ダマシン配線を採用し、当該ダマシン配線用のトレンチを横方向に広げる示唆がある。   In Patent Document 2, a static type is provided in an interlayer insulating film, and the interval S1 between a pair of contact holes reaching the source and drain located on both sides of the gate electrode is made smaller than the interval between contact holes on the surface of the interlayer insulating film. A semiconductor memory device is disclosed. Further, Patent Document 2 suggests that when a metal wiring is embedded in an interlayer insulating film, a damascene wiring is employed and a trench for the damascene wiring is expanded laterally.

特開2002−270701号公報JP 2002-270701 A 特開2004−128239号公報JP 2004-128239 A

しかしながら、特許文献1のように共通コンタクトホールの下側にトランジスタを構成した場合、当該トランジスタのゲートとウェル間、ソースとウェル間、及びドレインとウェル間にリーク電流が生じる。リーク電流を回避するために当該トランジスタを厚膜構成とした場合、十分な容量を得ることができない。   However, when a transistor is formed below the common contact hole as in Patent Document 1, a leak current is generated between the gate and well, between the source and well, and between the drain and well of the transistor. When the transistor has a thick film structure in order to avoid a leakage current, a sufficient capacity cannot be obtained.

また、特許文献2に記載のように、ダマシン配線用のトレンチを横方向に広げる場合であっても、寄生容量の大部分に寄与する金属配線位置を変更するわけではないため、横方向に広げる前の容量に対して十分な容量増加を得ることができない。   Further, as described in Patent Document 2, even when a damascene wiring trench is expanded in the lateral direction, the position of the metal wiring that contributes to the majority of the parasitic capacitance is not changed. A sufficient capacity increase cannot be obtained over the previous capacity.

すなわち、上述の手法では、チップ面積の増大を招くことなく、記憶ノードに十分な容量を付加することができないという課題があった。   In other words, the above-described method has a problem that a sufficient capacity cannot be added to the storage node without increasing the chip area.

その他の課題と新規な特徴は、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。   Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

一実施の形態によれば、ラッチ回路は、ラッチ回路上の第1記憶ノードを構成する領域上に延伸形状を有する第1コンタクトを設け、かつラッチ回路上の第2記憶ノードを構成する領域上に延伸形状を有する第2コンタクトを設け、第1コンタクトと第2コンタクトが対向する構成を有する。   According to one embodiment, the latch circuit includes a first contact having an extended shape on a region constituting the first storage node on the latch circuit, and on the region constituting the second storage node on the latch circuit. A second contact having an elongated shape is provided on the first contact, and the first contact and the second contact face each other.

前記一実施の形態によれば、チップ面積の増大を招くことなく、記憶ノードに十分な容量を付加することができる。   According to the embodiment, a sufficient capacity can be added to the storage node without increasing the chip area.

実施の形態1にかかるラッチ回路を有するメモリセルの等価回路図である。3 is an equivalent circuit diagram of a memory cell having a latch circuit according to the first embodiment; FIG. 実施の形態1にかかるラッチ回路を有するメモリセルの平面図である。2 is a plan view of a memory cell having a latch circuit according to the first embodiment; FIG. 実施の形態1にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。3 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to the first embodiment; FIG. 実施の形態1にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。3 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to the first embodiment; FIG. 実施の形態1にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。3 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to the first embodiment; FIG. 実施の形態2にかかるラッチ回路を有するメモリセルの平面図である。4 is a plan view of a memory cell having a latch circuit according to a second embodiment; FIG. 実施の形態2にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to a second embodiment. 実施の形態2にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to a second embodiment. 実施の形態3にかかるラッチ回路を有するメモリセルの平面図である。7 is a plan view of a memory cell having a latch circuit according to a third embodiment; FIG. 実施の形態3にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to a third embodiment. 実施の形態3にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to a third embodiment. 実施の形態3にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to a third embodiment. 実施の形態4にかかるラッチ回路を有するメモリセルの平面図である。7 is a plan view of a memory cell having a latch circuit according to a fourth embodiment; FIG. 実施の形態4にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to a fourth embodiment. 実施の形態4にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to a fourth embodiment. 実施の形態5にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to a fifth embodiment. 実施の形態5にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to a fifth embodiment. 実施の形態5にかかるラッチ回路を有するメモリセルの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a memory cell having a latch circuit according to a fifth embodiment. 実施の形態1〜5にかかるラッチ回路により構成されるフリップフロップ回路である。FIG. 6 is a flip-flop circuit including a latch circuit according to first to fifth embodiments. FIG.

<実施の形態1>
以下、図面を適宜参照して本実施の形態にかかる半導体装置の構成について説明する。なお説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。
<Embodiment 1>
The configuration of the semiconductor device according to the present embodiment will be described below with reference to the drawings as appropriate. For clarity of explanation, the following description and the drawings are omitted and simplified as appropriate.

図1は、本実施の形態にかかるラッチ回路を有するSRAM(Static Random Access Memory)セルの等価回路図である。なお、SRAMは、メモリセルが形成されるメモリセルアレイ領域と、メモリセルの動作制御を行う周辺回路が形成される周辺回路領域と、を備える。   FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an SRAM (Static Random Access Memory) cell having a latch circuit according to the present embodiment. Note that the SRAM includes a memory cell array region in which memory cells are formed, and a peripheral circuit region in which peripheral circuits that control the operation of the memory cells are formed.


RAmic Random Access Memoryyメモリセルは、ラッチ回路を構成する第1インバータ及び第2インバータと、2つのアクセスMOSトランジスタ(NMOSであるMN3、MN4)と、を有する。第1インバータは、ドライバトランジスタMN1とロードトランジスタMP1を含む。第2インバータは、ドライバトランジスタMN2とロードトランジスタMP2を含む。

The RAMic Random Access Memoryy memory cell has a first inverter and a second inverter that constitute a latch circuit, and two access MOS transistors (MN3 and MN4 which are NMOS). The first inverter includes a driver transistor MN1 and a load transistor MP1. The second inverter includes a driver transistor MN2 and a load transistor MP2.

第1インバータと第2インバータは、互いの入力と出力を接続する。第1記憶ノードNOD1は、MN3の第1端子と接続する。第2記憶ノードNOD2は、MN4の第1端子と接続する。MN3のゲートは、ワード線WLと接続する。MN4のゲートは、ワード線WLと接続する。MN3の第2端子はビット線BLと接続する。MN4の第2端子はビット線BLと接続する。   The first inverter and the second inverter connect each other's input and output. The first storage node NOD1 is connected to the first terminal of MN3. The second storage node NOD2 is connected to the first terminal of MN4. The gate of MN3 is connected to the word line WL. The gate of MN4 is connected to the word line WL. The second terminal of MN3 is connected to the bit line BL. The second terminal of MN4 is connected to the bit line BL.

MP1のソースは電源(VDD)と接続し、MP1のドレインは第1記憶ノードNOD1と接続する。MP2のソースは電源(VDD)と接続し、MP2のドレインは第2記憶ノードNOD2と接続する。MN1のソースはGNDと接続し、MN1のドレインは第1記憶ノードNOD1と接続する。MN2のソースはGNDと接続し、MN2のドレインは第2記憶ノードNOD2と接続する。   The source of MP1 is connected to the power supply (VDD), and the drain of MP1 is connected to the first storage node NOD1. The source of MP2 is connected to the power supply (VDD), and the drain of MP2 is connected to the second storage node NOD2. The source of MN1 is connected to GND, and the drain of MN1 is connected to the first storage node NOD1. The source of MN2 is connected to GND, and the drain of MN2 is connected to the second storage node NOD2.

ここで図1の点線で示すように、本実施の形態にかかるメモリセルは、第1記憶ノードNOD1と第2記憶ノードNOD2の間に容量素子C1を形成したことと略等価な構成を持つ。この構成について以下に説明する。   Here, as shown by the dotted line in FIG. 1, the memory cell according to the present embodiment has a configuration substantially equivalent to the formation of the capacitive element C1 between the first storage node NOD1 and the second storage node NOD2. This configuration will be described below.

本実施の形態にかかる半導体装置のメモリセルアレイ領域には複数のメモリセルが配列されている。各メモリセル内では、記憶ノード、拡散層、及びゲート電極がスリットコンタクト(後述)により結線されている。各メモリセルの構成は同一であるため、図2を参照して各メモリセルの構成について説明する。   A plurality of memory cells are arranged in the memory cell array region of the semiconductor device according to the present embodiment. In each memory cell, the storage node, the diffusion layer, and the gate electrode are connected by a slit contact (described later). Since the configuration of each memory cell is the same, the configuration of each memory cell will be described with reference to FIG.

図2は、本実施の形態にかかるメモリセルの平面図である。図2では、各トランジスタ(MN1〜MN4、MP1、MP2)及び記憶ノード(NOD1、NOD2)の配置位置も合わせて表示する。   FIG. 2 is a plan view of the memory cell according to the present embodiment. In FIG. 2, the arrangement positions of the transistors (MN1 to MN4, MP1, MP2) and the storage nodes (NOD1, NOD2) are also displayed.

Pウェル領域pw1上にN+拡散層n1が形成される。同様にNウェル領域nw1上にP+拡散層p1が形成される。また、Pウェル領域pw1とNウェル領域nw1を結ぶようにゲート電極g1が設けられている。同様にPウェル領域pw2上にN+拡散層n2が形成されている。Pウェル領域pw2とNウェル領域nw1を結ぶようにゲート電極g2が設けられている。なお、図示しないものの半導体素子同士を分離する素子分離膜(STI)もPウェル領域pw1、pw2上及びNウェル領域nw1上に形成されている。なお、各層の積層関係は図3〜図5の断面図を参照して後述する。   N + diffusion layer n1 is formed on P well region pw1. Similarly, P + diffusion layer p1 is formed on N well region nw1. A gate electrode g1 is provided to connect the P well region pw1 and the N well region nw1. Similarly, an N + diffusion layer n2 is formed on the P well region pw2. A gate electrode g2 is provided so as to connect the P well region pw2 and the N well region nw1. Although not shown, element isolation films (STI) for separating semiconductor elements are also formed on the P well regions pw1, pw2 and the N well region nw1. In addition, the lamination | stacking relationship of each layer is later mentioned with reference to sectional drawing of FIGS.

ここで、記憶ノード、拡散層に加えて、ゲート電極を接続するように結線する2つのコンタクト(scont1、scont2)が間隔をあけて配置されている。すなわち、メモリセルには、平面的に見て穴形状(略正方形状)ではなく、図示するように複数軸方向に延伸する溝を構成するような2つのコンタクト(scont1、scont2)が設けられている。以下の説明では、scont1やscont2のように略穴形状ではない延伸方向を有するコンタクトをスリットコンタクトと記載する。また、スリットコンタクト以外のコンタクト(cont1〜cont8)の上部には、メタル配線層(m1〜m8)が設けられている。なお説明の便宜上、図2においてy軸方向(第1方向)とx軸方向(第2方向)を定義する。これによれば、スリットコンタクトscont1及びscont2は、x軸方向に延設されるとともに、y軸方向に延設される。   Here, in addition to the storage node and the diffusion layer, two contacts (scont1, scont2) that are connected so as to connect the gate electrodes are arranged with an interval therebetween. That is, the memory cell is not provided with a hole shape (substantially square shape) in a plan view, but is provided with two contacts (cont1, const2) that form grooves extending in a plurality of axial directions as shown in the figure. Yes. In the following description, a contact having an extending direction that is not substantially a hole shape, such as sct1 and scont2, is referred to as a slit contact. In addition, metal wiring layers (m1 to m8) are provided above the contacts (cont1 to cont8) other than the slit contacts. For convenience of explanation, a y-axis direction (first direction) and an x-axis direction (second direction) are defined in FIG. According to this, the slit contacts sct1 and scont2 extend in the x-axis direction and extend in the y-axis direction.

以下、図2における平面形状のA/−A断面、B/−B断面、C/−C断面の構成についてそれぞれ説明する。図3は、メモリセル(図2)のA/−A断面を示す図である。   Hereinafter, the configurations of the planar A / -A cross section, B / -B cross section, and C / -C cross section in FIG. 2 will be described. FIG. 3 is a diagram showing an A / -A cross section of the memory cell (FIG. 2).

図示するように、半導体基板sub上にN型ウェル領域nw1が形成されている。N型ウェル領域nw1上には、N型ウェル領域nw1とは反対の導電型(すなわちP型)の不純物を注入することによりP+拡散層p1が形成されている。さらに、N型ウェル領域nw1には、素子分離のための素子分離膜STIが設けられている。当該素子分離膜STIは、例えばシャロートレンチ分離方式(Shallow Trench Isolation)により埋め込み酸化膜を生成することにより構成される。   As illustrated, an N-type well region nw1 is formed on the semiconductor substrate sub. On the N-type well region nw1, a P + diffusion layer p1 is formed by implanting an impurity of a conductivity type opposite to that of the N-type well region nw1 (ie, P-type). Furthermore, an element isolation film STI for element isolation is provided in the N-type well region nw1. The element isolation film STI is configured, for example, by generating a buried oxide film by a shallow trench isolation method.

N型ウェル領域nw1上にゲート絶縁膜gd1及びgd2を介してゲート電極g1及びg2が形成されている。このゲート絶縁膜(gd1、gd2)により、ゲート電極g1及びg2の下面は、N型ウェル領域nw1と電気的に絶縁される。ゲート電極g1及びg2は、例えば不純物をドープしたポリシリコン膜により構成される。   Gate electrodes g1 and g2 are formed on the N-type well region nw1 through gate insulating films gd1 and gd2. With the gate insulating films (gd1, gd2), the lower surfaces of the gate electrodes g1 and g2 are electrically insulated from the N-type well region nw1. The gate electrodes g1 and g2 are made of, for example, a polysilicon film doped with impurities.

ゲート電極g1及びg2、P+拡散層p1、及び素子分離膜STIの上部を覆うように層間絶縁膜IDFが設けられる。当該層間絶縁膜IDFは、コンタクト(cont1〜cont8)及びスリットコンタクト(scont1、scont2)に設けられる金属配線間を絶縁するために設けられる。   An interlayer insulating film IDF is provided so as to cover the upper portions of the gate electrodes g1 and g2, the P + diffusion layer p1, and the element isolation film STI. The interlayer insulating film IDF is provided to insulate the metal wirings provided in the contacts (cont1 to cont8) and the slit contacts (scont1, sconc2).

層間絶縁膜IDFにおいて、コンタクトホールが設けられ、当該コンタクトホールをアルミニウム、タングステン等により覆うことによりコンタクト(cont1〜cont8)及びスリットコンタクト(scont1、scont2)が形成される。上述のように、コンタクト(cont1〜cont8)は平面的に見て略穴形状であり、スリットコンタクト(scont1、scont2)は特定方向(図2)に延伸している。図4に示すA/−A断面では、図中の右端に示すコンタクトcont2が略穴形状であり、それ以外(最左、中央)に示すスリットコンタクトscont1及びscont2が延伸構造を有する。コンタクトcont2上にはメタル配線層m2が設けられている。   In the interlayer insulating film IDF, contact holes are provided, and the contacts (cont1 to cont8) and slit contacts (scont1, scont2) are formed by covering the contact holes with aluminum, tungsten, or the like. As described above, the contacts (cont1 to cont8) have a substantially hole shape when seen in a plan view, and the slit contacts (scont1, scont2) extend in a specific direction (FIG. 2). In the A / -A cross section shown in FIG. 4, the contact cont2 shown at the right end in the drawing has a substantially hole shape, and the slit contacts scont1 and snt2 shown in the other (leftmost, center) have an extended structure. A metal wiring layer m2 is provided on the contact cont2.

続いて図4を参照してメモリセル(図2)のB/−B断面について説明する。図示するように、半導体基板sub上にN型ウェル領域nw1、nw2及びP型ウェル領域pw1が設けられる。P型ウェル領域pw1上にはゲート絶縁膜gd3を挟んでゲート電極g4が形成されている。またN型ウェル領域nw1及びP型ウェル領域p2上にゲート絶縁膜gd4を挟んでゲート電極g2が形成されている。ウェル領域(pw1、nw1、pw2)には、素子分離のための素子分離膜STIが設けられる。図3と同様にゲート電極及び素子分離膜STIの上部を覆うように層間絶縁膜IDFが設けられる。   Next, the B / -B cross section of the memory cell (FIG. 2) will be described with reference to FIG. As illustrated, N-type well regions nw1, nw2 and a P-type well region pw1 are provided on a semiconductor substrate sub. A gate electrode g4 is formed on the P-type well region pw1 with the gate insulating film gd3 interposed therebetween. A gate electrode g2 is formed on the N-type well region nw1 and the P-type well region p2 with the gate insulating film gd4 interposed therebetween. In the well region (pw1, nw1, pw2), an element isolation film STI for element isolation is provided. As in FIG. 3, an interlayer insulating film IDF is provided so as to cover the upper portion of the gate electrode and the element isolation film STI.

層間絶縁膜IDFにおいて、略穴形状のコンタクトcont5がゲート電極g4上に形成され、特定方向(図2)に延設されたスリットコンタクトscont1がゲート電極g2上に形成される。コンタクトcont5上にはメタル配線層m5が設けられている。   In the interlayer insulating film IDF, a substantially hole-shaped contact cont5 is formed on the gate electrode g4, and a slit contact cont1 extending in a specific direction (FIG. 2) is formed on the gate electrode g2. A metal wiring layer m5 is provided on the contact cont5.

続いて図5を参照してメモリセル(図2)のC/−C断面について説明する。図示するように、半導体基板sub上にN型ウェル領域nw1、nw2及びP型ウェル領域pw1が設けられる。P型ウェル領域pw1上にはN+拡散層n1が形成され、N型ウェル領域nw1上にはP+拡散層p1及びp2が形成され、P型ウェル領域nw2上にはN+拡散層n2が形成される。各拡散層間には、素子分離膜STIが設けられる。素子分離膜STI及び各拡散層(n1、p1、p2、n2)上を覆うように層間絶縁膜IDFが形成され、層間絶縁膜IDF上にコンタクトホールを設けて金属により覆うことによりスリットコンタクトscont1及びscont2が図示するように形成される。図示するようにコンタクトscont1及びscont2は、C/−C断面の延伸方向に延びるように形成される。以上が本実施の形態にかかるメモリセルの構成の説明である。   Next, the C / -C cross section of the memory cell (FIG. 2) will be described with reference to FIG. As illustrated, N-type well regions nw1, nw2 and a P-type well region pw1 are provided on a semiconductor substrate sub. An N + diffusion layer n1 is formed on the P-type well region pw1, P + diffusion layers p1 and p2 are formed on the N-type well region nw1, and an N + diffusion layer n2 is formed on the P-type well region nw2. . An element isolation film STI is provided between the respective diffusion layers. An interlayer insulating film IDF is formed so as to cover the element isolation film STI and each diffusion layer (n1, p1, p2, n2), and a contact hole is provided on the interlayer insulating film IDF and covered with metal to thereby form a slit contact scont1 and scont2 is formed as shown. As shown in the figure, the contacts sct1 and scont2 are formed to extend in the extending direction of the C / -C cross section. The above is the description of the configuration of the memory cell according to this embodiment.

本実施の形態にかかるラッチ回路を有するメモリセルの効果について説明する前に、特許文献1及び特許文献2の技術の問題点について改めて説明する。上述のように特許文献1及び特許文献2の技術ではチップ面積の増大を招くことなく、記憶ノードに十分な容量を付加することができないという問題があった。また特許文献2の技術では、ダマシン配線用のトレンチを横方向に広げるプロセス過程において、間隔を小さくする必要が無い金属部分(チップ全体の同一金属層部分)の間隔も小さくなってしまい、不要な寄生容量が付加される場合がある。この場合、インバータ等の能力(応答スピード)が劣化する恐れがある。また間隔を小さくしたい箇所にのみ横方向に広げるプロセス工程を適用した場合、このプロセス工程は専用プロセス工程となり製造コストが増加してしまう。ここで専用プロセス工程とは、間隔を小さくしたい部分と、小さくしたくない部分のトレンチ作成工程を分けること(間隔を小さくしたい部分をマスクして間隔を小さくしたくない部分のトレンチを作成し、その後に逆の処理を行う。)を意味する。すなわち特許文献2に記載の技術は、製造工程(コスト)の増大を招くという問題も有していた。   Prior to describing the effect of the memory cell having the latch circuit according to the present embodiment, the technical problems of Patent Document 1 and Patent Document 2 will be described again. As described above, the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 have a problem that a sufficient capacity cannot be added to the storage node without increasing the chip area. Further, in the technique of Patent Document 2, in the process of expanding the damascene wiring trench in the lateral direction, the interval between metal portions that do not need to be reduced (the same metal layer portion of the entire chip) is also reduced, which is unnecessary. Parasitic capacitance may be added. In this case, the capacity (response speed) of the inverter or the like may be deteriorated. In addition, when a process step that extends in the lateral direction is applied only to a portion where the interval is desired to be reduced, this process step becomes a dedicated process step, resulting in an increase in manufacturing cost. Here, the dedicated process step is to divide the trench creation process of the part that you want to reduce the interval and the part that you do not want to reduce (mask the part you want to reduce the interval and create the trench that you do not want to reduce the interval, Then the reverse process is performed.) That is, the technique described in Patent Document 2 also has a problem of causing an increase in manufacturing process (cost).

続いて、本実施の形態にかかるラッチ回路を有するメモリセルの効果について説明する。図2等に示すように、第1記憶ノードNOD1上のスリットコンタクトscont1(第1コンタクト)と、第2記憶ノードNOD2上のスリットコンタクトscont2(第2コンタクト)とがy軸方向(第1方向)に沿って対向している。ここで第1記憶ノードNOD1と第2記憶ノードNOD2は異電位であり、延伸構造を持つスリットコンタクト(scont1、scont2)が対向するために、スリットコンタクト間に大きな寄生容量が生じる。   Next, the effect of the memory cell having the latch circuit according to this embodiment will be described. As shown in FIG. 2 and the like, the slit contact scont1 (first contact) on the first storage node NOD1 and the slit contact scont2 (second contact) on the second storage node NOD2 are in the y-axis direction (first direction). Are facing along. Here, the first storage node NOD1 and the second storage node NOD2 have different potentials, and the slit contacts (scont1, scont2) having the extended structure face each other, so that a large parasitic capacitance is generated between the slit contacts.

またスリットコンタクトscont1及びscont2が延伸形状を有するために、スリットコンタクトと一方の記憶ノード上のゲート等の間にも大きな寄生容量が生じる。これらの寄生容量によって記憶ノード(NOD1、NOD2)の容量が増加する。   In addition, since the slit contacts scont1 and scont2 have a stretched shape, a large parasitic capacitance is generated between the slit contact and the gate on one storage node. These parasitic capacitances increase the capacity of the storage nodes (NOD1, NOD2).

またスリットコンタクトscont1及びscont2は、x軸方向(第2方向(正のx軸方向)、第3方向(負のx軸方向であり、第2方向と略逆方向))に延伸構造を有する。これによりスリットコンタクトscont1及びスリットコンタクトscont2により形成される金属領域が並行して設けられることになり、記憶ノード間に大きな寄生容量が生じる。   In addition, the slit contacts sct1 and scont2 have an extending structure in the x-axis direction (second direction (positive x-axis direction) and third direction (negative x-axis direction, substantially opposite to the second direction)). As a result, the metal region formed by the slit contact scont1 and the slit contact sot2 is provided in parallel, and a large parasitic capacitance is generated between the storage nodes.

このように記憶ノード間に寄生容量が生じることにより、図1の等価回路図において容量素子(図中点線部)を設けたことと同一の効果を得ることができる。発明者による測定によれば、SRAMのメモリセルを上述の構成(図2〜図5)の構成とすることにより、SRAMのメモリセルにおける記憶ノードの容量が30%程度増加した。記憶ノードの容量増加により、ソフトエラー耐性が向上する。   Since parasitic capacitance is generated between the storage nodes as described above, the same effect as that of providing the capacitor (dotted line portion in the drawing) in the equivalent circuit diagram of FIG. 1 can be obtained. According to the measurement by the inventors, the capacity of the storage node in the SRAM memory cell is increased by about 30% by adopting the SRAM memory cell having the above-described configuration (FIGS. 2 to 5). The soft error tolerance is improved by increasing the capacity of the storage node.

また上述の構成は、スリットコンタクト(scont1、scont2)を覆うメタル配線層が存在しないため、ビット線BLの寄生容量が減少する。これにより、リードスピードを向上することができる。発明者による試算では、リードスピードが約7%向上した。   In the above-described configuration, since there is no metal wiring layer covering the slit contacts (scont1, sconc2), the parasitic capacitance of the bit line BL is reduced. Thereby, the read speed can be improved. According to the estimation by the inventor, the lead speed was improved by about 7%.

さらにスリットコンタクト(scont1、scont2)を覆うメタル配線層が存在しないため、ゲート電極g1とゲート電極g2/g4間のy方向の寸法を短くすることができる。これによりセル面積を縮小化することができる。これは、通常ではメタル配線層がコンタクトを覆うように配置され、かつメタル配線層の配線幅がコンタクト幅よりも大きいため、コンタクト間隔を狭めたくても配線の基準によりレイアウトが定まってしまうためである。   Further, since there is no metal wiring layer covering the slit contacts (scont1, sconc2), the dimension in the y direction between the gate electrode g1 and the gate electrode g2 / g4 can be shortened. Thereby, the cell area can be reduced. This is because the metal wiring layer is usually arranged so as to cover the contact, and the wiring width of the metal wiring layer is larger than the contact width, so even if it is desired to reduce the contact interval, the layout is determined by the wiring reference. is there.

なお、図2においてはスリットコンタクトscont1及びscont2は、直交する方向(x軸とy軸)に延伸する複軸形状を有するものとして説明したが、必ずしもこれに限られず、複軸のなす角度が90度以外(例えば60度等)であってもよい。   In FIG. 2, the slit contacts contact1 and contact2 have been described as having a biaxial shape extending in the orthogonal direction (x-axis and y-axis), but the present invention is not limited to this, and the angle formed by the multiaxial is 90. It may be other than 60 degrees (for example, 60 degrees).

上述の構成は、容量素子を追加することなく、記憶ノードの容量を増加させることができるため、一般的なソフトエラー対策を持つ構成(容量素子を持つ構成)と比べて回路規模を小さくすることができる。   Since the above configuration can increase the capacity of the storage node without adding a capacitor, the circuit scale can be reduced as compared with a configuration having a general soft error countermeasure (a configuration having a capacitor). Can do.

さらに、上述のレイアウト構成は、新たな製造プロセスを追加することなく形成することが可能である。すなわち、上述のレイアウト構成は、一般的なコンタクトホールの生成方法、及びコンタクトホールに対する金属配線手法を用いることにより形成することができる。新たなプロセス工程の追加が不要であることにより、製造プロセスのコスト増加を回避することができる。   Furthermore, the layout configuration described above can be formed without adding a new manufacturing process. That is, the above-described layout configuration can be formed by using a general contact hole generation method and a metal wiring method for the contact hole. Since the addition of a new process step is unnecessary, an increase in the cost of the manufacturing process can be avoided.

上述のように、スリットコンタクト間(scont1、scont2)に寄生容量が発生することにより、ソフトエラー耐性が向上する。2つのスリットコンタクトが一定以上の距離を空けて存在すれば寄生容量が生じるため、スリットコンタクトscont1、scont2の形状等については大きな制約がない。スリットコンタクトscont1、scont2の形状の制約が小さいことにより、製造プロセスのコスト増加を回避することができる。   As described above, the occurrence of parasitic capacitance between the slit contacts (sct1, sct2) improves the soft error resistance. If the two slit contacts are present at a certain distance or more, parasitic capacitance is generated, so that there are no major restrictions on the shapes of the slit contacts scont1 and scont2. Since the restrictions on the shapes of the slit contacts scont1 and scont2 are small, an increase in the cost of the manufacturing process can be avoided.

なお、ゲート電極上のスリットコンタクトの配線幅をSTI上のスリットコンタクトの配線幅よりも小さくしてもよい。これにより、ラッチ回路を構成するトランジスタ(MN1及びMP1、MN2及びMP2)の上部にあるスリットコンタクトが製造プロセスにおいてゲート電極からソース(またはドレイン)側にずれた場合に生じるゲート電極とソース(またはドレイン)間のリーク電流や、ゲート電極とソース(またはドレイン)のショートを防ぐことができる。なお、スリットコンタクトscont1、scont2のいずれか一方のみをこのような構造にすることも可能である。   The wiring width of the slit contact on the gate electrode may be smaller than the wiring width of the slit contact on the STI. As a result, the gate electrode and the source (or drain) generated when the slit contact on the upper part of the transistors (MN1 and MP1, MN2 and MP2) constituting the latch circuit is shifted from the gate electrode to the source (or drain) side in the manufacturing process. ) And a short circuit between the gate electrode and the source (or drain). Note that only one of the slit contacts scont1 and scont2 can have such a structure.

またスリットコンタクト(scont1、scont2)は、ラッチ回路において接続すべき箇所同士を接続するものであれば、その他の部分は下部まで接していなくてもよい。例えばスリットコンタクトは、図2におけるスリットコンタクトscont1とN+拡散層n1の重なる部分、スリットコンタクトscont1とP+拡散層p1の重なる部分、スリットコンタクトscont1とゲート電極g2の重なる部分、等のみを接続するものであればよい。これらの箇所が接続されている場合、ラッチ回路として正常に動作する。スリットコンタクト(scont1、scont2)が必要最小限の箇所を接続する構成の場合、トレンチする箇所が減少することによりプロセス開発が容易となる。   In addition, the slit contacts (sct1, sconc2) do not need to be in contact with the other parts as long as the parts to be connected in the latch circuit are connected to each other. For example, the slit contact connects only a portion where the slit contact scont1 and the N + diffusion layer n1 in FIG. 2 overlap, a portion where the slit contact scont1 and the P + diffusion layer p1 overlap, a portion where the slit contact scont1 and the gate electrode g2 overlap, and the like. I just need it. When these portions are connected, the latch circuit operates normally. In the case where the slit contacts (sct1, sconc2) are connected to the minimum necessary parts, the process development is facilitated by reducing the number of parts to be trenched.

またスリットコンタクト(scont1、scont2)は、更なる延伸構造を有してもよい。例えばスリットコンタクトscont1は、N+拡散層n1上の端点から負のy軸方向(第4方向)に更に延伸してもよい。すなわちスリットコンタクト(scont1、scont2)は、順次異なる方向に延伸する構造を有していてもよい。このように延伸構造を有することにより、後述するフリップフロップ回路(図19、トランスファーを有するような構成)に対しての適用も容易となる。   Further, the slit contacts (scont1, sconc2) may have a further extended structure. For example, the slit contact sct1 may further extend in the negative y-axis direction (fourth direction) from the end point on the N + diffusion layer n1. That is, the slit contacts (scont1 and scont2) may have a structure that sequentially extends in different directions. By having such a stretched structure, application to a later-described flip-flop circuit (FIG. 19, a configuration having a transfer) is facilitated.

<実施の形態2>
本実施の形態にかかるラッチ回路は、延伸構造を持つスリットコンタクトscont1及びscont2の形状が実施の形態1と異なることを特徴とする。本実施の形態にかかるラッチ回路を有するメモリセルについて、実施の形態1と異なる点を以下に説明する。
<Embodiment 2>
The latch circuit according to the present embodiment is characterized in that the shapes of the slit contacts sct1 and scont2 having the extending structure are different from those of the first embodiment. The memory cell having the latch circuit according to the present embodiment will be described below with respect to differences from the first embodiment.

図6は、本実施の形態にかかるラッチ回路を有するメモリセルの平面図である。本実施の形態にかかるメモリセルでは、スリットコンタクトscont1は、P+拡散層p1に沿って設けられるとともにN+拡散層n1とP+拡散層p1を結ぶ方向(負のx軸方向)には形成されるが、ゲート電極g2上には形成されない。スリットコンタクトscont2は、P+拡散層p2に沿って設けられるとともに、P+拡散層p2とN+拡散層n2を結ぶように設けられるが、ゲート電極g1の延設方向(正のx軸方向)には形成されない。その他の構成については、図2と同様である。   FIG. 6 is a plan view of a memory cell having a latch circuit according to the present embodiment. In the memory cell according to the present embodiment, the slit contact score1 is provided along the P + diffusion layer p1 and is formed in the direction connecting the N + diffusion layer n1 and the P + diffusion layer p1 (negative x-axis direction). It is not formed on the gate electrode g2. The slit contact scont2 is provided along the P + diffusion layer p2, and is provided so as to connect the P + diffusion layer p2 and the N + diffusion layer n2, but is formed in the extending direction (positive x-axis direction) of the gate electrode g1. Not. Other configurations are the same as those in FIG.

以下、図6における平面形状のA/−A断面、B/−B断面の構成についてそれぞれ説明する。なおC/−C断面は、実施の形態1の構成(図5)と同一であるため、説明は省略する。図7は、メモリセル(図6)のA/−A断面を示す図である。本実施の形態にかかるメモリセルのA/−A断面では、実施の形態1の構成(図3)と異なり、ゲート電極g1上にスリットコンタクトscont2が形成されていない。その他の構成は、実施の形態1の構成(図3)と同一であるため、説明は省略する。   Hereinafter, configurations of the planar A / -A cross section and the B / -B cross section in FIG. 6 will be described. Note that the C / -C cross section is the same as the configuration of the first embodiment (FIG. 5), and a description thereof will be omitted. FIG. 7 is a diagram showing an A / -A cross section of the memory cell (FIG. 6). In the A / -A cross section of the memory cell according to the present embodiment, unlike the configuration of the first embodiment (FIG. 3), the slit contact scont2 is not formed on the gate electrode g1. The other configuration is the same as the configuration of the first embodiment (FIG. 3), and a description thereof will be omitted.

図8は、メモリセル(図6)のB/−B断面を示す図である。実施の形態1の構成(図4)と異なり、スリットコンタクトscont1がゲート電極g2上に設けられているものの、B/−B断面方向には延設されていない(x軸方向に延びるように設けられていない)。その他の構成は、実施の形態1の構成(図4)と同一であるため、説明は省略する。   FIG. 8 is a diagram showing a B / -B cross section of the memory cell (FIG. 6). Unlike the configuration of the first embodiment (FIG. 4), the slit contact scont1 is provided on the gate electrode g2, but is not extended in the B / -B cross-sectional direction (provided to extend in the x-axis direction). Not) The other configuration is the same as the configuration of the first embodiment (FIG. 4), and a description thereof will be omitted.

続いて、本実施の形態にかかるラッチ回路の効果について説明する。本実施の形態においても図6等に示すように、第1記憶ノードNOD1上のスリットコンタクトscont1と、第2記憶ノードNOD2上のスリットコンタクトscont2がy軸方向(第1方向)に沿って対向している。ここで第1記憶ノードNOD1と第2記憶ノードNOD2は異電位であり、延伸構造を持つスリットコンタクト(scont1、scont2)が対向するために、スリットコンタクト間に大きな寄生容量が生じる。またスリットコンタクトと一方の記憶ノード上のゲート等の間にも大きな寄生容量が生じる。これにより、記憶ノード間に大きな寄生容量が生じる。記憶ノード間に大きな寄生容量が生じることにより、ソフトエラー耐性が向上する。   Next, the effect of the latch circuit according to the present embodiment will be described. Also in the present embodiment, as shown in FIG. 6 and the like, the slit contact scont1 on the first storage node NOD1 and the slit contact scont2 on the second storage node NOD2 face each other along the y-axis direction (first direction). ing. Here, the first storage node NOD1 and the second storage node NOD2 have different potentials, and the slit contacts (scont1, scont2) having the extended structure face each other, so that a large parasitic capacitance is generated between the slit contacts. A large parasitic capacitance is also generated between the slit contact and the gate on one storage node. This creates a large parasitic capacitance between the storage nodes. Due to the large parasitic capacitance between the storage nodes, the soft error resistance is improved.

また、図6の構成は、実施の形態1(図2)と比べてスリットコンタクト(scont1、scont2)の対向面積が減少するために増加容量は減少するが、ビット線に対する寄生容量が減少するため、実施の形態1の構成と比べてリードスピードが向上する。   Further, in the configuration of FIG. 6, compared with the first embodiment (FIG. 2), since the facing area of the slit contacts (sct1, sconc2) is reduced, the increased capacitance is reduced, but the parasitic capacitance to the bit line is reduced. Compared with the configuration of the first embodiment, the read speed is improved.

<実施の形態3>
本実施の形態にかかるラッチ回路は、スリットコンタクトscont1及びscont2を覆うようにメタル配線層が設けられていることを特徴とする。本実施の形態にかかるラッチ回路について、実施の形態1と異なる点を以下に説明する。
<Embodiment 3>
The latch circuit according to the present embodiment is characterized in that a metal wiring layer is provided so as to cover the slit contacts scont1 and scont2. Regarding the latch circuit according to the present embodiment, differences from the first embodiment will be described below.

図9は、本実施の形態にかかるラッチ回路を有するメモリセルの平面図である。本実施の形態にかかるメモリセルは、実施の形態2の構成(図6)に加えて、スリットコンタクトscont1を覆うようにメタル配線層m9が設けられ、スリットコンタクトscont2を覆うようにメタル配線層m10が設けられる。   FIG. 9 is a plan view of a memory cell having a latch circuit according to the present embodiment. In addition to the configuration of the second embodiment (FIG. 6), the memory cell according to the present embodiment is provided with a metal wiring layer m9 so as to cover the slit contact sgt1, and a metal wiring layer m10 so as to cover the slit contact scont2. Is provided.

以下、図9における平面形状のA/−A断面、B/−B断面、C/−C断面の構成についてそれぞれ説明する。図10は、メモリセル(図9)のA/−A断面を示す図である。図示するようにスリットコンタクトscont1の上部を覆うようにしてメタル配線層m9が設けられる。その他の構成については実施の形態2(図7)と同様である。   Hereinafter, the configurations of the planar A / -A cross section, B / -B cross section, and C / -C cross section in FIG. 9 will be described. FIG. 10 is a diagram showing an A / -A cross section of the memory cell (FIG. 9). As shown in the drawing, a metal wiring layer m9 is provided so as to cover the upper part of the slit contact scont1. Other configurations are the same as those in the second embodiment (FIG. 7).

図11は、メモリセル(図9)のB/−B断面を示す図である。図示するようにスリットコンタクトscont1の上部を覆うようにしてメタル配線層m9が設けられる。その他の構成については実施の形態2(図8)と同様である。   FIG. 11 is a diagram showing a B / -B cross section of the memory cell (FIG. 9). As shown in the drawing, a metal wiring layer m9 is provided so as to cover the upper part of the slit contact scont1. Other configurations are the same as those of the second embodiment (FIG. 8).

図12は、メモリセル(図9)のC/−C断面を示す図である。図示するように、スリットコンタクトscont1の上部を覆うようにしてメタル配線層m9が設けられる。同様にスリットコンタクトscont2の上部を覆うようにしてメタル配線層m10が設けられる。その他の構成については実施の形態1(図5)及び実施の形態2と同様である。   FIG. 12 is a diagram showing a C / -C cross section of the memory cell (FIG. 9). As shown in the drawing, a metal wiring layer m9 is provided so as to cover the upper part of the slit contact scont1. Similarly, a metal wiring layer m10 is provided so as to cover the upper part of the slit contact scont2. Other configurations are the same as those in the first embodiment (FIG. 5) and the second embodiment.

本実施の形態においてもスリットコンタクトscont1及びscont2がy軸(第1方向)に延伸構造を有するため、記憶ノード間に寄生容量が生じ、一般的なメモリセルと比べてソフトエラー耐性が向上する。また図9等に示すようにメタル配線層(m9、m10)は、スリットコンタクトの形成に影響されることなく配置することができる。なお、上述の説明ではメタル配線層m9及びm10がスリットコンタクトscont1及びscont2の上部を全て覆うように構成したが、メタル配線層m9及びm10はスリットコンタクトscont1及びscont2の上部の一部のみを覆うように構成されてもよい。またメタル配線層m9及びm10のいずれか一方のみがメモリセル上に設けられる構成としてもよい。   Also in the present embodiment, since the slit contacts scont1 and scont2 have an extending structure in the y-axis (first direction), parasitic capacitance is generated between the storage nodes, and soft error resistance is improved as compared with a general memory cell. Further, as shown in FIG. 9 and the like, the metal wiring layers (m9, m10) can be arranged without being affected by the formation of the slit contact. In the above description, the metal wiring layers m9 and m10 are configured to cover all the upper portions of the slit contacts scont1 and scon2. However, the metal wiring layers m9 and m10 cover only a part of the upper part of the slit contacts scont1 and scont2. May be configured. Further, only one of the metal wiring layers m9 and m10 may be provided on the memory cell.

本実施の形態では、メタル配線層m9及びm10を設けたことにより、対向する面積がz方向(断面図における縦軸方向)にも増加する。これによりソフトエラーに対する耐性が更に向上する。なお、本実施の形態ではビット線に対する寄生容量も増加するため、リードスピードは減少してしまう。そのため本実施の形態にかかる構成は、速いリードスピードが必要とされない場合に有効である。   In the present embodiment, by providing the metal wiring layers m9 and m10, the opposing areas also increase in the z direction (vertical direction in the cross-sectional view). This further improves resistance to soft errors. In this embodiment, since the parasitic capacitance for the bit line also increases, the read speed decreases. Therefore, the configuration according to the present embodiment is effective when a high read speed is not required.

<実施の形態4>
本実施の形態にかかるラッチ回路は、メタル配線層により拡散層間を結線したことを特徴とする。本実施の形態にかかるラッチ回路について実施の形態1と異なる点を以下に説明する。
<Embodiment 4>
The latch circuit according to the present embodiment is characterized in that the diffusion layers are connected by a metal wiring layer. The difference between the latch circuit according to the present embodiment and the first embodiment will be described below.

図13は、本実施の形態にかかるラッチ回路を有するメモリセルの構成を示す平面図である。実施の形態1と異なる点を以下に説明する。スリットコンタクトscont1は、P+拡散層p1上に延設(すなわちp1上にy軸方向に延びた形で形成)されるとともに、ゲート電極g2上に延設(すなわちg2上にx軸方向に延びた形で形成)される。N+拡散層n1上に柱状のコンタクトcont9(第3コンタクト)が形成される。メタル配線層m11は、コンタクトcont9とスリットコンタクトscont1を結線するように設けられる。   FIG. 13 is a plan view showing the configuration of the memory cell having the latch circuit according to the present embodiment. Differences from the first embodiment will be described below. The slit contact scont1 extends on the P + diffusion layer p1 (that is, extends in the y-axis direction on p1) and extends on the gate electrode g2 (that is, extends on the g2 in the x-axis direction). Formed in shape). A columnar contact cont9 (third contact) is formed on the N + diffusion layer n1. The metal wiring layer m11 is provided so as to connect the contact cont9 and the slit contact sgt1.

同様にスリットコンタクトscont2は、P+拡散層p2上に延設(すなわちp2上にy軸方向に延びた形で形成)されるとともに、ゲート電極g1上に延設(すなわちg1上にx軸方向に延びた形で形成)される。N+拡散層n2上に柱状のコンタクトcont10が形成される。メタル配線層m12は、コンタクトcont10とスリットコンタクトscont2を結線するように設けられる。その他の構成については、実施の形態1と同一である。   Similarly, the slit contact scont2 extends on the P + diffusion layer p2 (that is, extends in the y-axis direction on p2) and extends on the gate electrode g1 (that is, on the g1 in the x-axis direction). Formed in an elongated form). A columnar contact cont10 is formed on the N + diffusion layer n2. The metal wiring layer m12 is provided so as to connect the contact cont10 and the slit contact scont2. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

以下、図13における平面形状のA/−A断面、及びC/−C断面の構成について説明する。図13におけるB/−B断面は、実施の形態1のB/−B断面と同一(図4)であるため説明は省略する。   Hereinafter, the configuration of the planar A / -A cross section and the C / -C cross section in FIG. 13 will be described. Since the B / -B cross section in FIG. 13 is the same as the B / -B cross section of Embodiment 1 (FIG. 4), description thereof is omitted.

図14は、メモリセル(図13)のA/−A断面を示す図である。図示するようにスリットコンタクトscont1の上部の一部にメタル配線層m11が設けられている。その他の構成は実施の形態1(図3)の構成と同様である。   FIG. 14 is a diagram showing an A / -A cross section of the memory cell (FIG. 13). As shown in the drawing, a metal wiring layer m11 is provided on part of the upper portion of the slit contact scont1. Other configurations are the same as those of the first embodiment (FIG. 3).

図15は、メモリセル(図13)のC/−C断面を示す図である。図示するようにコンタクトcont9とスリットコンタクトscont1の上面にメタル配線層m11が設けられる。すなわち、メタル配線層m11は、コンタクトcont9とスリットコンタクトscont1を結線する。またスリットコンタクトscont2とコンタクトcont10の上面にメタル配線層m12が設けられる。すなわち、メタル配線層m12は、コンタクトcont10とスリットコンタクトscont2を結線する。その他の構成は、実施の形態1(図5)と同様である。   FIG. 15 is a diagram showing a C / -C cross section of the memory cell (FIG. 13). As shown in the drawing, a metal wiring layer m11 is provided on the upper surfaces of the contact cont9 and the slit contact cont1. That is, the metal wiring layer m11 connects the contact cont9 and the slit contact scont1. A metal wiring layer m12 is provided on the upper surfaces of the slit contact scont2 and the contact cont10. That is, the metal wiring layer m12 connects the contact cont10 and the slit contact scont2. Other configurations are the same as those of the first embodiment (FIG. 5).

本実施の形態においてもスリットコンタクトscont1及びscont2がy軸(第1方向)に延伸構造を有するため、記憶ノード間に寄生容量が生じ、一般的なメモリセルと比べてソフトエラー耐性が向上する。なお、スリットコンタクトscont1及びscont2の一方のみを図13の構成とし、他方を他の実施形態と同一の形態とすることも可能である。   Also in the present embodiment, since the slit contacts scont1 and scont2 have an extending structure in the y-axis (first direction), parasitic capacitance is generated between the storage nodes, and soft error resistance is improved as compared with a general memory cell. Note that only one of the slit contacts sct1 and scont2 can be configured as shown in FIG. 13, and the other can be configured in the same manner as in the other embodiments.

<実施の形態5>
本実施の形態にかかるラッチ回路は、実施の形態1と比べてメタル配線層を複数層設けたことを特徴とする。本実施の形態にかかるラッチ回路の構成について実施の形態1と異なる点を以下に説明する。
<Embodiment 5>
The latch circuit according to the present embodiment is characterized in that a plurality of metal wiring layers are provided as compared with the first embodiment. Differences from the first embodiment regarding the configuration of the latch circuit according to the present embodiment will be described below.

本実施の形態にかかるにかかるラッチ回路を有するメモリセルの平面図は、実施の形態1と同一(図1)であるため、説明は省略する。図16〜図18を参照して、本実施の形態にかかるメモリセルのA/−A断面、B/−B断面、C/−C断面について説明する。   Since the plan view of the memory cell having the latch circuit according to this embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1), description thereof is omitted. With reference to FIGS. 16 to 18, the A / -A cross section, B / -B cross section, and C / -C cross section of the memory cell according to the present embodiment will be described.

図16は、本実施の形態にかかるメモリセルのA/−A断面を示す図である。図示するように、各スリットコンタクト(scont1、scont2)及び各コンタクト(cont2)が多段形状である。すなわちスリットコンタクトscont1、scont2、及びコンタクトcont2は、3層構造により構成される。この3層のスリットコンタクト及びコンタクトは、コンタクトホールの生成及び配線金属膜の形成を3回繰り返すことにより生成される。   FIG. 16 is a diagram showing an A / -A cross section of the memory cell according to the present embodiment. As shown in the drawing, each slit contact (cont1, scont2) and each contact (cont2) have a multi-stage shape. That is, the slit contacts scont1, scont2 and contact cont2 are configured by a three-layer structure. The three-layer slit contact and contact are generated by repeating the generation of the contact hole and the formation of the wiring metal film three times.

図17は本実施の形態にかかるメモリセルのB/−B断面を示す図であり、図18は本実施の形態にかかるメモリセルのC/−C断面を示す図である。図示するように各コンタクトが3層構造により構成される。なお各コンタクトの層数は、3層に限られず任意の数でよい。すなわちメモリセル内のコンタクト及びスリットコンタクトは多層構造を有することができる。   17 is a diagram showing a B / -B cross section of the memory cell according to the present embodiment, and FIG. 18 is a diagram showing a C / -C cross section of the memory cell according to the present embodiment. As shown in the figure, each contact has a three-layer structure. The number of layers of each contact is not limited to three and may be any number. That is, the contacts and slit contacts in the memory cell can have a multilayer structure.

本実施の形態においても実施の形態1と同様に、記憶ノード間に寄生容量が生じることにより、一般的なメモリセルと比べてソフトエラー耐性が向上する。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, a parasitic capacitance is generated between the storage nodes, so that soft error resistance is improved as compared with a general memory cell.

<ラッチ回路の活用方法>
上述のように実施の形態1〜5にかかるラッチ回路の活用例について以下に説明する。図19は、実施の形態1〜5のいずれかに記載のラッチ回路により構成したフリップフロップ回路である。
<Utilization method of latch circuit>
Examples of utilization of the latch circuits according to the first to fifth embodiments as described above will be described below. FIG. 19 shows a flip-flop circuit configured by the latch circuit according to any one of the first to fifth embodiments.

図示するようにフリップフロップ回路は、2つのラッチ部(点線で囲む回路)を有する。2つのラッチ部は、トランスファーを介して接続される。各ラッチ部(点線で囲む回路)は、図1に示す等価回路と略同一の構成を有している。そのため各ラッチ部は、実施の形態1〜5において説明したレイアウトを有することができる。   As shown in the figure, the flip-flop circuit has two latch portions (a circuit surrounded by a dotted line). The two latch portions are connected via a transfer. Each latch section (circuit surrounded by a dotted line) has substantially the same configuration as the equivalent circuit shown in FIG. Therefore, each latch portion can have the layout described in the first to fifth embodiments.

フリップフロップ回路に対して上述の実施の形態1〜5のレイアウトを適用する場合にも、記憶ノード(NOD1、NOD2)に対して容量を付与することができる。これにより、ソフトエラーに対する耐性が向上する。   Even when the layouts of the first to fifth embodiments described above are applied to the flip-flop circuit, a capacity can be given to the storage nodes (NOD1, NOD2). Thereby, the tolerance with respect to a soft error improves.

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、本発明は既に述べた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において種々の変更が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 embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments already described, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.

MN1〜MN4 NMOS
MP1〜MP4 PMOS
NOD1 第1記憶ノード
NOD2 第2記憶ノード
WL ワード線
BL ビット線
VDD 電源
nw1 Nウェル領域
pw1、pw2 Pウェル領域
STI 素子分離膜
n1、n2 N+拡散層
p1、p2 P+拡散層
scont1、scont2 スリットコンタクト
cont1〜cont10 コンタクト
m1〜m10 メタル配線層
sub 半導体基板
gd1〜gd4 ゲート絶縁膜
IDF 層間絶縁膜
g1〜g4 ゲート電極
MN1-MN4 NMOS
MP1 to MP4 PMOS
NOD1 First storage node NOD2 Second storage node WL Word line BL Bit line VDD Power supply nw1 N well region pw1, pw2 P well region STI Element isolation film n1, n2 N + diffusion layer p1, p2 P + diffusion layer cont1, scont2 slit contact cont1 Cont10 contacts m1 to m10 metal wiring layer sub semiconductor substrate gd1 to gd4 gate insulating film IDF interlayer insulating films g1 to g4 gate electrode

Claims (12)

ラッチ回路を構成する第1インバータの入力と第2インバータの出力を接続する第1記憶ノードを構成する領域上に設けられ、少なくとも第1方向に延伸された形状を有する第1コンタクトと、
前記第1インバータの出力と前記第2インバータの入力を接続する第2記憶ノードを構成する領域上に設けられ、少なくとも前記第1方向に延伸された形状を有する第2コンタクトと、を備え、
前記第1コンタクトと前記第2コンタクトは、前記第1方向に沿って対向する、ラッチ回路。
A first contact having a shape extending at least in a first direction, provided on a region constituting a first storage node that connects an input of a first inverter and an output of a second inverter constituting the latch circuit;
A second contact provided on a region constituting a second storage node connecting the output of the first inverter and the input of the second inverter, and having a shape extending at least in the first direction;
The latch circuit, wherein the first contact and the second contact face each other along the first direction.
前記第1コンタクトは、前記第1方向に向かって延伸された形状を有するとともに、前記第1方向とは異なる方向である第2方向に延伸された形状を有し、
前記第2コンタクトは、前記第1方向に向かって延伸された形状を有するとともに、前記第2方向と略逆方向の第3方向に延伸された形状を有する、請求項1に記載のラッチ回路。
The first contact has a shape extended in the first direction and a shape extended in a second direction which is a direction different from the first direction,
2. The latch circuit according to claim 1, wherein the second contact has a shape extended in the first direction and a shape extended in a third direction substantially opposite to the second direction.
前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトは、前記第1方向に向かって延伸された形状の一端から前記第1方向とは異なる方向である第2方向に延伸された形状を有し、かつ、前記第1方向に向かって延伸された形状の他端から前記第2方向と略逆方向の第3方向に延伸された形状を有する、請求項1に記載のラッチ回路。   The first contact and the second contact have a shape extended in one direction different from the first direction from one end of the shape extended in the first direction, and The latch circuit according to claim 1, wherein the latch circuit has a shape extending from a second end of the shape extending in the first direction in a third direction substantially opposite to the second direction. 前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトは、多層構造を有する、請求項1に記載のラッチ回路。   The latch circuit according to claim 1, wherein the first contact and the second contact have a multilayer structure. 前記第1コンタクト上部を覆うようにメタル配線層が設けられている、請求項1に記載のラッチ回路。   The latch circuit according to claim 1, wherein a metal wiring layer is provided so as to cover the upper part of the first contact. 前記第2コンタクト上部を覆うようにメタル配線層が設けられている、請求項1に記載のラッチ回路。   The latch circuit according to claim 1, wherein a metal wiring layer is provided so as to cover an upper portion of the second contact. 前記第1コンタクトが設けられた拡散層とは異なる拡散層上に第3コンタクトを設け、第1コンタクトと第3コンタクトをメタル配線層により結線する、請求項1に記載のラッチ回路。   The latch circuit according to claim 1, wherein a third contact is provided on a diffusion layer different from the diffusion layer provided with the first contact, and the first contact and the third contact are connected by a metal wiring layer. 前記第2コンタクトが設けられた拡散層とは異なる拡散層上に第3コンタクトを設け、第2コンタクトと第3コンタクトをメタル配線層により結線する、請求項1に記載のラッチ回路。   2. The latch circuit according to claim 1, wherein a third contact is provided on a diffusion layer different from the diffusion layer provided with the second contact, and the second contact and the third contact are connected by a metal wiring layer. 前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトの少なくとも一方は、素子分離膜上の配線幅よりもゲート電極上の配線幅が小さくなるように構成されている、請求項1に記載のラッチ回路。   2. The latch circuit according to claim 1, wherein at least one of the first contact and the second contact is configured such that a wiring width on the gate electrode is smaller than a wiring width on the element isolation film. 前記第1コンタクト及び前記第2コンタクトは、前記第2方向に向かって延伸された形状の他端から第4の方向に延伸された形状を更に有する、請求項3に記載のラッチ回路。   4. The latch circuit according to claim 3, wherein the first contact and the second contact further have a shape extended in a fourth direction from the other end of the shape extended in the second direction. 5. 請求項1〜10のいずれか1項に記載のラッチ回路から構成されたSRAM。   An SRAM comprising the latch circuit according to claim 1. 請求項1〜10のいずれか1項に記載のラッチ回路から構成されたフリップフロップ回路。   A flip-flop circuit comprising the latch circuit according to claim 1.
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