JP2539299B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2539299B2 JP3078719A JP7871991A JP2539299B2 JP 2539299 B2 JP2539299 B2 JP 2539299B2 JP 3078719 A JP3078719 A JP 3078719A JP 7871991 A JP7871991 A JP 7871991A JP 2539299 B2 JP2539299 B2 JP 2539299B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、TFT(thin f
ilm transistor)負荷型SRAM(st
atic random access memor
y)と呼ばれる半導体記憶装置の改良に関する。
【0002】近年に至るまで、SRAMとして高抵抗を
負荷とする型式のものが多用されてきた。然しながら、
集積度が向上してメモリ・セル数が増加すると、消費電
流が増加して様々な問題が発生するので、それを回避し
なければならないことや半導体技術の進歩もあってTF
Tを負荷とするSRAMが実現されるようになった。と
ころが、TFTを負荷とすることに起因して、別の新た
な問題が起こるので、それを解消する必要がある。
【0003】
【従来の技術】図30乃至図39は高抵抗負荷型SRA
Mを製造する方法の従来例を解説する為の工程要所に於
ける要部切断側面図を、また、図40乃至図45は高抵
抗負荷型SRAMを製造する方法の従来例を解説する為
の工程要所に於ける要部平面図をそれぞれ表してあり、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、図30乃
至図39の要部切断側面図は要部平面図である図45に
表されている線Y−Yに沿う切断面を採ってある。
【0004】図30参照 30−(1) 例えば二酸化シリコン(SiO2 )膜をパッド膜とし、
その上に積層された窒化シリコン(Si3 4 )膜を耐
酸化性マスク膜とする選択的熱酸化(例えばlocal
oxidation of silicon:LOC
OS)法を適用することに依り、シリコン半導体基板1
上にSiO2 からなる厚さ例えば4000〔Å〕のフィ
ールド絶縁膜2を形成する。 30−(2) 選択的熱酸化を行う際に用いたSi3 4 膜やSiO2
膜を除去してシリコン半導体基板1に於ける活性領域を
表出させる。
【0005】図31参照 31−(1) 熱酸化法を適用することに依り、SiO2 からなる厚さ
例えば100〔Å〕のゲート絶縁膜3を形成する。 31−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチャントをフッ酸とするウエット・エッチング
法を適用することに依り、ゲート絶縁膜3の選択的エッ
チングを行ってコンタクト・ホール3Aを形成する。
【0006】図32及び図40参照 32−(1) 化学気相堆積(chemical vapor dep
osition:CVD)法を適用することに依り、厚
さ例えば1500〔Å〕である第一の多結晶シリコン膜
を形成する。 32−(2) 気相拡散法を適用することに依り、例えば1×10
20〔cm-3〕の燐(P)の導入を行ってn+ −不純物領域
5′を形成する。尚、図40では、簡明にする為、第一
の多結晶シリコン膜を省略してある。
【0007】図33参照 33−(1) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とする反応性イ
オン・エッチング(reactive ion etc
hing:RIE)法を適用することに依り、第一の多
結晶シリコン膜のパターニングを行ってゲート電極4を
形成する。尚、このゲート電極4はワード線ドライバ・
トランジスタのゲート電極である。 33−(2) イオン注入法を適用することに依り、ドーズ量を3×1
15〔cm-2〕、加速エネルギを40〔keV〕としてA
sイオンの打ち込みを行ってソース領域5及びドレイン
領域6を形成する。
【0008】図34及び図41参照 34−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜7を形成する。 34−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
並びにエッチング・ガスをCHF3 /HeとするRIE
法を適用することに依って接地線コンタクト・ホール7
Aを形成する。尚、接地線コンタクト・ホール7Aは図
34では見えない。
【0009】図35参照 35−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1500
〔Å〕の第二の多結晶シリコン膜を形成する。 35−(2) イオン注入法を適用することに依り、ドーズ量を4×1
15〔cm-2〕、加速エネルギを30〔keV〕として第
二の多結晶シリコン膜にPを打ち込んでからアニールを
行って低抵抗化する。 35−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第二の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行って接地線8を形成する。
【0010】図36及び図42参照 36−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜9を形成する。 36−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 /HeとするRIE法
を適用することに依り、絶縁膜9の選択的エッチングを
行って負荷抵抗コンタクト・ホール9Aを形成する。
【0011】図37参照 37−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1500
〔Å〕の第三の多結晶シリコン膜を形成する。 37−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びイオン注入法を適用することに依り、ドーズ量を1
×1015〔cm-2〕、また、加速エネルギを30〔ke
V〕として、正側電源電圧VCCの供給線となるべき部分
及び高抵抗負荷がゲート電極4とコンタクトする部分に
Asイオンの打ち込みを行う。 37−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第三の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行ってコンタクト部分10、高抵抗負荷1
1、VCC供給線12を形成する。
【0012】図38及び図43参照 38−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜及び厚さ例えば500
0〔Å〕の燐珪酸ガラス(phospho−silic
ate glass:PSG)からなる絶縁膜を形成す
る。尚、図では、前記二層の絶縁膜を一体にして表して
あり、これを絶縁膜13とする。 38−(2) 絶縁膜13をリフローして平坦化する為の熱処理を行
う。 38−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 /HeとするRIE法
を適用することに依り、絶縁膜13等の選択的エッチン
グを行ってビット線コンタクト・ホール13Aを形成す
る。
【0013】図39及び図44参照 39−(1) スパッタリング法を適用することに依って厚さ例えば1
〔μm〕のAl膜を形成し、これを通常のフォト・リソ
グラフィ技術を適用することでパターニングしてビット
線14を形成する。尚、図39及び図44に記載された
記号で説明されていないもの、例えば、BLなどは次に
説明する図46と対比すると明らかになる。
【0014】図45は前記説明した工程を経て完成され
た高抵抗負荷型SRAMの要部平面図であり、図30乃
至図44に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。但し、簡明にする
為、図45では図39並びに図44に見られるAlから
なるビット線14は除去してある。
【0015】図46は図30乃至図45について説明し
た高抵抗負荷型SRAMの要部等価回路図を表してい
る。図に於いて、Q1及びQ2は駆動用トランジスタ、
Q3及びQ4はトランスファ・ゲート・トランジスタ、
R1及びR2は高抵抗負荷、WLはワード線、BL及び
/BLはビット線、S1及びS2はノード、VCCは正側
電源電圧、VSSは負側電源電圧をそれぞれ示している。
【0016】この高抵抗負荷型SRAMに於ける動作、
特に、記憶保持については次のようにして行われる。
今、正側電源電圧VCC=5〔V〕、負側電源電圧VSS
0〔V〕にそれぞれ設定され、ノードS1=5〔V〕、
ノードS2=0〔V〕であるとすると、トランジスタQ
2がオン状態、トランジスタQ1がオフ状態になってい
る。ノードS1に於いては、トランジスタQ1がオフ状
態で、且つ、その場合の抵抗値が高抵抗負荷R1に比較
して充分に高ければ、電位は5〔V〕に維持される。ノ
ードS2に於いては、トランジスタQ2がオン状態で、
且つ、その場合の抵抗値が高抵抗負荷R2に比較して充
分に低ければ、電位は0〔V〕に維持される。
【0017】ところが、前記条件下では、正側電源電圧
CC供給線側からノードS2を介して負側電源電圧VSS
供給線側に直流電流が流れ、その値は高抵抗負荷R2の
値に反比例する。
【0018】このような高抵抗負荷型SRAMの集積度
が高くなると、一チップ当たりのメモリ・セル数は増加
するから、メモリ・セル当たりの消費電流を低減させな
いとチップ全体の消費電流は大きくなってしまう。そこ
で、前記の直流電流を小さくしなければならないのであ
るが、それには、高抵抗負荷R2及びR1の値を大きく
することが必要となる。然しながら、この抵抗値を大き
くした場合には、駆動用トランジスタがオフになってい
る側のノード、前記の例では、ノードS1に於ける電位
を安定に維持することが難しくなる。
【0019】前記説明したような背景があって、高抵抗
の代わりにTFTを負荷とするTFT負荷型SRAMが
登場したのである。
【0020】ここでTFT負荷型SRAMについて説明
するが、前記高抵抗負荷型SRAMの説明と同様、先
ず、TFT負荷型SRAMを製造する場合から説明しよ
う。
【0021】図47乃至図50はTFT負荷型SRAM
を製造する方法の従来例を解説する為の工程要所に於け
る要部切断側面図を、また、図51乃至図54はTFT
負荷型SRAMを製造する方法の従来例を解説する為の
工程要所に於ける要部平面図をそれぞれ表してあり、以
下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、図47乃至
図50の要部切断側面図は要部平面図である図54に表
されている線Y−Yに沿う切断面を採ってある。尚、前
記説明した高抵抗負荷型SRAMを製造する場合の工程
である30−(1)から36−(2)まで、即ち、負荷
抵抗コンタクト・ホール9Aを形成するまでの工程は、
このTFT負荷型SRAMを製造する工程でも殆ど同じ
であり、唯、第二の多結晶シリコン膜で構成されている
接地線8に対し、第三の多結晶シリコン膜で構成される
TFTに於けるゲート電極が活性領域や第一の多結晶シ
リコン膜で構成されているゲート電極4とコンタクトさ
せるために必要なコンタクト・ホール8A(図51を参
照)を形成してある点が相違するのみである為、その後
の段階から説明するものとする。勿論、図30乃至図4
6に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは
同じ意味を持つものとする。
【0022】図47及び図51参照 47−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1500
〔Å〕の第三の多結晶シリコン膜を形成する。 47−(2) イオン注入法を適用することに依り、ドーズ量を4×1
15〔cm-2〕、そして、加速エネルギを30〔keV〕
とし、Pイオンの打ち込みを行う。 47−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第三の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行ってTFTのゲート電極15を形成する。
【0023】図48参照 48−(1) CVD法を適用することに依り、SiO2 からなる厚さ
例えば300〔Å〕であるTFTのゲート絶縁膜16を
形成する。 48−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチャントをフッ酸とするウエット・エッチング
法を適用することに依って、ゲート絶縁膜16の選択的
エッチングを行ってドレインコンタクト・ホール16A
を形成する。
【0024】図49及び図52参照 49−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば500
〔Å〕の第四の多結晶シリコン膜を形成する。 49−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びイオン注入法を適用することに依り、ドーズ量を1
×1014〔cm-2〕、また、加速エネルギを10〔ke
V〕として、TFTのソース領域とドレイン領域、VCC
供給線となるべき部分にBイオンの打ち込みを行う。 49−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第四の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行ってTFTのソース領域17、ドレイン領
域18、チャネル領域19、VCC供給線20を形成す
る。
【0025】図50及び図53参照 50−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜並びに厚さ例えば50
00〔Å〕のPSGからなる絶縁膜を形成する。尚、こ
の図に於いても、図38及び図39と同様、二層の絶縁
膜を一体にして表してあり、これを絶縁膜21とする。 50−(2) 絶縁膜21をリフローして平坦化する為の熱処理を行
う。 50−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 /HeとするRIE法
を適用することに依り、絶縁膜21等の選択的エッチン
グを行ってビット線コンタクト・ホールを形成する。 50−(4) スパッタリング法を適用することに依って厚さ例えば1
〔μm〕のAl膜を形成し、これを通常のフォト・リソ
グラフィ技術を適用することでパターニングしてビット
線22を形成する。尚、図50及び図53に記載された
記号で説明されていないもの、例えば、BLなどは次に
説明する図55と対比すると明らかになる。
【0026】図54は前記説明した工程を経て完成され
たTFT負荷型SRAMの要部平面図であり、図47乃
至図53に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。但し、簡明にする
為、図54では図50並びに図53に見られるAlから
なるビット線22は除去してある。
【0027】図55は図47乃至図53について説明し
たTFT負荷型SRAMの要部等価回路図を表してい
る。尚、図47乃至図53と図46に於いて用いた記号
と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものと
する。図に於いて、Q5及びQ6は負荷用TFTである
トランジスタをそれぞれ示している。
【0028】このTFT負荷型SRAMに於ける動作、
特に、記憶保持については次のようにして行われる。
【0029】今、正側電源電圧VCC=5〔V〕、負側電
源電圧VSS=0〔V〕にそれぞれ設定され、ノードS1
=5〔V〕、ノードS2=0〔V〕であるとすると、ト
ランジスタQ2がオン状態で且つトランジスタQ6がオ
フ状態、そして、トランジスタQ1がオフ状態で且つト
ランジスタQ5がオン状態になっている。ノードS1に
於いては、トランジスタQ1がオフ状態であって、且
つ、その場合の抵抗値がトランジスタQ5のオン状態に
比較して充分に高ければ、電位は5〔V〕に維持され
る。ノードS2に於いては、トランジスタQ2がオン状
態であって、且つ、その場合の抵抗値がトランジスタQ
6のオフ状態に比較して充分に低ければ、電位は0
〔V〕に維持される。
【0030】このように、前記条件下では、負荷である
トランジスタQ5或いはトランジスタQ6の抵抗値が記
憶情報に応じて変化するので、前記高抵抗負荷型SRA
Mに於ける問題は解消され、安定な情報記憶を行うこと
ができる。尚、ここで用いたトランジスタQ5及びQ6
のチャネル、即ち、負荷用TFTに於けるチャネルは多
結晶シリコンで構成され、結晶状態が単結晶に比較して
遙に悪いものであるから、オフ状態にある場合に於いて
も電流がリークし易く、そのリーク電流は、そのままチ
ップの消費電流となってしまうので、成るべく小型に作
成することが望ましい。
【0031】ところで、図50を見れば明らかである
が、このTFT負荷型SRAMに於いては、最上層にA
l膜からなるビット線22が設けてあり、PSGなどか
らなる絶縁膜21を介し、ビット線22の直下に負荷用
TFTのチャネルが存在している。
【0032】このような構成は、Al膜からなるビット
線22をゲート電極、また、その下の絶縁膜21をゲー
ト絶縁膜とするトランジスタと見做すことができ、そし
て、ゲート電極であるビット線22の電位は0〔V〕
(VSS)〜5〔V〕(VCC)の間を変化し、その為、オ
フ状態にあるべきTFT、即ち、トランジスタQ6がオ
ン状態に近くなり、リーク電流が増加し、寄生効果が顕
著になってしまう。そこで、このような問題を解消しよ
うとして、TFT負荷型SRAMの改良型である二重ゲ
ート構造TFT負荷型SRAMが開発された。
【0033】この二重ゲート構造TFT負荷型SRAM
では、図47乃至図55について説明したTFT負荷型
SRAMに於ける第三の多結晶シリコン膜、具体的に
は、TFTのゲート電極15と全く同じパターンをもつ
第二ゲート電極を構成する第五の多結晶シリコン膜をソ
ース領域17、ドレイン領域18、チャネル領域19、
CC供給線20などを構成している第四の多結晶シリコ
ン膜とAlからなるビット線22との間に介在させるこ
とで前記問題を解消している。
【0034】図56乃至図58は二重ゲート構造TFT
負荷型SRAMを製造する方法の従来例を解説する為の
工程要所に於ける要部切断側面図をそれぞれ表してあ
り、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、前記
説明したTFT負荷型SRAMを製造する場合の工程で
ある47−(1)から49−(3)まで、即ち、TFT
のソース領域17、ドレイン領域18、チャネル領域1
9、VCC供給線20を形成するまでの工程は、この二重
ゲート構造TFT負荷型SRAMを製造する工程でも殆
ど同じである為、その後の段階から説明するものとす
る。勿論、図30乃至図55に於いて用いた記号と同記
号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【0035】図56参照 56−(1) CVD法を適用することに依り、SiO2 からなる厚さ
例えば500〔Å〕である絶縁膜23を形成する。 56−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 +HeとするRIE法
を適用することに依って、絶縁膜23の選択的エッチン
グを行ってTFTのドレイン電極18に対するコンタク
ト・ホール23Aを形成する。
【0036】図57参照 57−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕の第五の多結晶シリコン膜を形成する。 57−(2) イオン注入法を適用することに依り、前記第五の多結晶
シリコン膜に例えば4×1015〔cm-2〕のPを注入す
る。 57−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第五の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行ってTFTの第二ゲート電極24を形成す
る。
【0037】図58参照 58−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜並びに厚さ例えば50
00〔Å〕のPSGからなる絶縁膜を形成する。尚、こ
の図に於いても、図50と同様、二層の絶縁膜を一体に
して表してあり、これを絶縁膜25とする。 58−(2) 絶縁膜25をリフローして平坦化する為の熱処理を行
う。 58−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 /HeとするRIE法
を適用することに依り、絶縁膜25等の選択的エッチン
グを行ってビット線コンタクト・ホールを形成する。 58−(4) スパッタリング法を適用することに依って厚さ例えば1
〔μm〕のAl膜を形成し、これを通常のフォト・リソ
グラフィ技術を適用することでパターニングしてビット
線26を形成する。
【0038】
【発明が解決しようとする課題】前記説明したように、
SRAMは、高抵抗負荷型から始まり、TFT負荷型、
二重ゲート構造TFT負荷型と進展してきた。然しなが
ら、先ず、図30乃至図39(特に図39)と図56乃
至58(特に図58)と比較すると明らかになる筈であ
るが、高抵抗負荷型SRAMから二重ゲート構造TFT
負荷型SRAMに移行するに際しては、多結晶シリコン
膜が二層も増加し、そして、マスク工程は実に四回も増
加している。
【0039】次に、図を参照しつつ従来の二重ゲート構
造TFT負荷型SRAMに於ける他の問題点を探ること
にしよう。
【0040】図59はTFT負荷型SRAMの従来例を
説明する為の工程要所に於ける要部平面図を表し、図5
1に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは
同じ意味を持つものとする。
【0041】ここで挙げた図59は図51と同様なので
あるが、図示の記号H1,H2,H3は一個のメモリ・
セルに必要とされる三つのコンタクト・ホールを指示し
ているものであり、このように、従来のTFT負荷型S
RAMでは、一個のメモリ・セルについて三つのコンタ
クト・ホールを各々三回形成しなければならず、しか
も、構成を異にする二種類のものが必要である。
【0042】即ち、TFTの第二ゲート電極24となる
第五の多結晶シリコン膜をコンタクトさせる為のコンタ
クト・ホールを形成する際にエッチングすべき膜は、コ
ンタクト・ホールH1及びH3では第四の多結晶シリコ
ン膜と第五の多結晶シリコン膜との間に在るTFTのゲ
ート絶縁膜16であり、そして、コンタクト・ホールH
2では(第三の多結晶シリコン膜と第四の多結晶シリコ
ン膜)+(第四の多結晶シリコン膜と第五の多結晶シリ
コン膜)に存在する絶縁膜であって、コンタクト・ホー
ルH1及びH3の場合に比較すると遙に厚い。
【0043】また、コンタクト・ホールH1並びにH3
は、n+ −不純物領域5′・第一の多結晶シリコン膜・
第三の多結晶シリコン膜・第四の多結晶シリコン膜・第
五の多結晶シリコン膜の相互接続をする為のものであ
り、コンタクト・ホールH2はn+ −不純物領域5′・
第一の多結晶シリコン膜・第三の多結晶シリコン膜・第
五の多結晶シリコン膜の相互接続をする為のものであ
る。このようになってしまう原因は、図52を見ると判
るように、コンタクト・ホールH2の極近傍に電位を異
にする第四の多結晶シリコン膜であるTFTのソース電
極が配置される為、コンタクト・ホールH2には第四の
多結晶シリコン膜を配置することができないことに依
る。
【0044】極めて微細で、且つ、高集積素子である二
重ゲート構造TFT負荷型SRAMの製造歩留りを向上
させるには、メモリ・セル当たりのコンタクト・ホール
数を減少させることが必要であり、そして、コンタクト
・ホールを形成する際、エッチングすべき絶縁膜の厚さ
が複数種類である場合には、その制御も複雑であり、そ
の分だけプロセスの余裕が少なくなってしまう。即ち、
一度に形成するコンタクト・ホールの種類は一種類で、
且つ、その数を極力少なくしないと、微細な半導体素子
の製造歩留りを向上させることは困難である。例えば、
コンタクト・ホール1個の良品確率をp、全メモリ・セ
ル数をNとすると、全体としての良品確率Pは、コンタ
クト・ホールが3個/メモリ・セルの場合、 P3 =(p3 N =p3N となり、コンタクト・ホールが2個/メモリ・セルの場
合、 P2 =(p2 N =p2N となる。例えば、 p=0.999999 (99.9999〔%〕良品) とする時、 N=1024(1k) P3 =99.7〔%〕 P2 =99.8〔%〕 N=1024×1024(1M) P3 =4.3〔%〕 P2 =12.3〔%〕 となり、Nが大、即ち、高集積であればある程、一メモ
リ・セル当たりのコンタクト・ホールの数が製造歩留り
に与える影響は大きい。
【0045】この他、二重ゲート構造TFT負荷型SR
AMに直接的に関係することではないが、半導体素子を
微細化する上で新たに発生してきた問題について説明す
る。
【0046】図60は選択的熱酸化法を適用することに
依って活性領域を囲むフィールド絶縁膜を形成する場合
を説明する為の工程要所に於ける半導体装置の要部平面
図を表している。
【0047】図に於いて、31はSi3 4 からなる耐
酸化性マスク膜、32はSiO2 からなるフィールド絶
縁膜、32Aはフィールド絶縁膜のエッジ、33は活性
領域をそれぞれ示し、また、a及びbはバーズ・ビーク
(bird’s beak)の張り出し長さ、xは耐酸
化性マスク膜の幅をそれぞれ示している。
【0048】一般に、活性領域33の幅が1〔μm〕以
下になると、その幅はバーズ・ビークのパターンに大き
く依存することになる。特に、図示されているように、
耐酸化性マスク膜31に、所謂、行き止まりパターン部
分が存在する場合には、そこでのバーズ・ビークの張り
出し長さbが著しく大きくなる。尚、活性領域33の幅
は、本来的には、耐酸化性マスク膜31の幅xと等しく
なるべきであるが、バーズ・ビークが発生する為に狭く
なってしまう。
【0049】図61はバーズ・ビークの張り出し長さa
及びbの関係を説明する為の線図を表している。図から
明らかなように、耐酸化性マスク膜31の幅、即ち、本
来的な活性領域の幅が1〔μm〕以下になるとバーズ・
ビークの張り出し長さbは急激に増大する。
【0050】図62は図40と同様な図であり、このよ
うなSRAMでは、活性領域と第一の多結晶シリコン膜
とがコンタクトする領域、即ち、記号34及び35で指
示した領域の面積がバーズ・ビークに依って狭められ、
良好なコンタクトを得ることができない状態になってし
まう。
【0051】ところで、前記説明した諸問題は、従来か
ら知られてはいたが、種々な欠点があって、使用される
ことがなかったスプリット・ワード線型式SRAMに改
良を加えることで殆ど解消することができるので、ここ
で、スプリット・ワード線型式SRAMの問題点につい
て説明しよう。
【0052】図63は従来のスプリット・ワード線型式
SRAMを説明する為の要部平面図を表している。図に
於いて、41は活性領域、42は第一の多結晶シリコン
膜からなるワード線、43は同じく第一の多結晶シリコ
ン膜からなる駆動用トランジスタのゲート電極、44は
埋め込みコンタクト領域、45はコンタクト・ホール、
46並びに47は接地線、48並びに49は金属からな
るビット線を示している。尚、WLは42並びに43が
ワード線であることを、また、BL並びに/BLは48
並びに49がビット線であることをそれぞれ示してい
る。
【0053】このSRAMでは、ワード線42並びに4
3に見られるように、一つのメモリ・セル当たり二本の
ワード線が存在するところからスプリット・ワード線型
式と呼ばれていて、メモリ・セルの対称性が良好である
と共に第一の多結晶シリコン膜と活性領域41とコンタ
クト・ホールは一つのメモリ・セル当たり二個と少な
い。然しながら、メモリ・セルの面積が前記説明した他
のSRAMに比較して大きいこと、金属の配線が一つの
メモリ・セル当たり三本と多いこと、などの問題があっ
て、今までに使用された実績は極少なく、また、微細化
やその他の開発も行われていない。
【0054】本発明は、スプリット・ワード線型式SR
AMにTFT負荷を用い、簡単な改変を施すことで、マ
スク工程が多いなど製造上の問題、或いは、コンタクト
・ホールの数が多いことやバーズ・ビークなどの問題を
解消しようとする。
【0055】
【課題を解決するための手段】本発明に依る半導体記憶
装置に於いては、 (1) 一対の転送トランジスタ及び一対のドライバ・トランジ
スタ及び一対のTFT負荷を含んで構成されたメモリ・
セルを備えた半導体記憶装置であって、前記ドライバ・
トランジスタのゲート電極と各々互いに略直交し且つ前
記ドライバ・トランジスタのゲート電極とは重ならない
ように配置された二本のワード線(例えば第一の多結晶
シリコン膜で構成されたワード線WL:図14参照)
と、それぞれのゲート電極に一方向に延在する二本のワ
ード線がそれぞれ別個に接続される前記転送トランジス
タと、半導体基板(例えばシリコン半導体基板51:図
1参照)上に形成された半導体膜(例えば第三の多結晶
シリコン膜:図8及び図16参照)のチャネル領域(例
えばチャネル領域67及び70:図16参照)となる部
分を挟んで配設された一対の不純物領域(例えばソース
領域66及びドレイン領域65、ソース領域69及びド
レイン領域68:図16参照)及び前記チャネル領域と
絶縁され且つ対向して配設された導電膜からなるゲート
電極(例えば第二の多結晶シリコン膜で構成された下側
ゲート電極60及び61:図6及び図15参照)からな
る前記各TFT負荷と、同一構造の一対の接続領域(例
えばコンタクト・ホール59Aの近傍:図5及び図15
参照)をそれぞれ個別に介してドレインが前記TFT負
荷の一方の不純物領域(例えばソース領域66或いは6
9:図16参照)と接続され且つ相手方ドライバ・トラ
ンジスタのゲート電極(例えばゲート電極55或いは5
6:図4及び図14参照)と接続されてなる前記各ドラ
イバ・トランジスタとを有するか、或いは、
【0056】(2)前記(1)に於いて、TFT負荷の
導電膜からなるゲート電極(例えば下側ゲート電極60
及び61、並びに、上側ゲート電極73及び74:図
6、図10、図15、図17参照)が半導体膜に生成さ
れているチャネル領域(例えばチャネル領域67及び7
0:図16参照)の上下に絶縁膜(例えば絶縁膜62及
び72:図10参照)を介して形成されてなることを特
徴とするか、或いは、
【0057】(3)前記(1)或いは(2)に於いて、
TFT負荷に於ける導電膜で構成された上側ゲート電極
(例えば上側ゲート電極73及び74:図6,図10,
図15,図17参照)が下側ゲート電極(例えばゲート
電極60及び61:図6,図10,図15,図17参
照)に比較して充分に厚く形成されてなることを特徴と
するか、或いは、
【0058】(4)前記(1)に於いて、接続領域は絶
縁膜(例えば絶縁膜59及び62など:図20乃至図2
2参照)を介して積層された複数の導電膜(例えば第二
の多結晶シリコン膜からなる下側ゲート電極60及び6
1、第三の多結晶シリコン膜からなるコンタクト部分6
3及び64:図16及び図24参照)及び各導電膜のう
ち少なくとも一層の導電膜を貫通するコンタクト・ホー
ル(例えばコンタクト・ホール72A:図24参照)及
び前記積層された複数の導電膜上に絶縁膜(例えば絶縁
膜72:図25参照)を介して積層され且つ一部が前記
コンタクト・ホール内に在る最上層の導電膜(例えば上
側ゲート電極73及び74:図25参照)を備えてな
り、前記最上層の導電膜は前記コンタクト・ホールで貫
通された導電膜(例えばコンタクト部分63及び64な
ど:図25参照)の側面に接続されていると共に前記コ
ンタクト・ホールの底に表出された下地の導電膜(例え
ばゲート電極55及び56:図25参照)表面に接続さ
れていることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装
置。
【0059】(5)前記(1)に於いて、少なくとも一
部が多結晶シリコン膜で構成されワード線と同一方向に
延在してドライバ・トランジスタにソース電位を供給す
る配線(例えば第五の多結晶シリコン膜で構成された接
地線76:図12及び図18参照)と、前記ソース電位
を供給する配線と同一の材料膜で構成され且つ孤立した
パターンをもって半導体基板に形成した不純物拡散領域
と接続されている引き出し電極(例えば引き出し電極7
7:図18参照)と、該引き出し電極に接続された金属
からなるビット線(例えばビット線BL及び/BL:図
13及び図19参照)とを備えてなるか、或いは、
【0060】(6)前記(1)或いは(4)に於いて、
引き出し電極のパターンは一部がワード線(例えばワー
ド線WL:図18及び19参照)上まで延在し且つその
近傍でビット線(例えばビット線BL及び/BL:図1
9参照)と接続されてなることを特徴とするか、或い
は、
【0061】(7)前記(1)に於いて、ドライバ・ト
ランジスタのソース領域或いはドレイン領域などの不純
物拡散領域に於ける周辺の一部がフィールド絶縁膜に依
って画定され且つ隣接メモリ・セル間に跨がってリング
状に形成された活性領域内に在って行き止まりパターン
をもたないことを特徴とする。
【0062】
【作用】前記したところから明らかなように、本発明で
は、スプリット・ワード線型式SRAMとTFT負荷型
SRAMとを組み合わせる簡単な構成に依って、製造時
のマスク工程を減少させて製造の容易性及び製造歩留り
を向上させることを可能にし、また、α線などの放射線
に対する耐性向上或いはバーズ・ビークの影響を排除し
てコンタクト・ホールに於ける充分なコンタクト面積の
確保などに卓効を奏することができる。
【0063】
【実施例】図1乃至図13は本発明一実施例を解説する
為の工程要所に於けるTFT負荷型SRAMの要部切断
側面図、そして、図14乃至図19は同じ実施例を解説
する為の工程要所に於けるTFT負荷型SRAMの要部
平面図をそれぞれ表し、以下、これ等の図を参照しつつ
詳細に説明する。尚、図1乃至図13の要部切断側面図
は要部平面図である図14に表されている線X−Xに沿
う切断面を採ってある。
【0064】図1参照 1−(1) シリコン半導体基板51の活性領域上を覆うSiO2
らなるパッド膜及びそのパッド膜に積層されたSi3
4 からなる耐酸化性マスク膜を利用して選択的熱酸化法
を適用することに依り、SiO2 からなる厚さ例えば4
000〔Å〕のフィールド絶縁膜52を形成する。 1−(2) パッド膜や耐酸化性マスク膜を除去して活性領域を表出
させてから、熱酸化法を適用することに依り、SiO2
からなる厚さ例えば100〔Å〕のゲート絶縁膜53を
形成する。
【0065】図2参照 2−(1) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
並びにエッチャントをフッ酸とするウエット・エッチン
グ法を適用することに依り、ゲート絶縁膜53の選択的
エッチングを行って不純物拡散用を兼ねたコンタクト・
ホール53Aを形成する。
【0066】図3参照 3−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕である第一の多結晶シリコン膜を形成する。 3−(2) 気相拡散法を適用することに依り、不純物濃度を例えば
1×1020〔cm-3〕としてPの導入を行ってn+ −不純
物領域54を形成する。
【0067】図4及び図14参照 4−(1) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 +O2 とするRIE法
を適用することに依り、第一の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行ってゲート電極55並びに56、ワード線
WLを形成する。 4−(2) イオン注入法を適用することに依り、ドーズ量を例えば
1×1015〔cm-2〕とし、また、加速エネルギを30
〔keV〕としてAsイオンの打ち込みを行ってn+
ソース領域57及びn+ −ドレイン領域58を形成す
る。 4−(3) 第一の多結晶シリコン膜をパターニングした際に用いた
フォト・レジスト膜を除去する。
【0068】図5及び図15参照 5−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜59を形成する。 5−(2) エッチング・ガスをCHF3 とするRIE法を適用する
ことに依り、絶縁膜59の選択的エッチングを行って第
一の多結晶シリコン膜と第二の多結晶シリコン膜とをコ
ンタクトさせる為のコンタクト・ホール59Aを形成す
る。
【0069】図6及び図15参照 6−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕である第二の多結晶シリコン膜を形成する。 6−(2) 気相拡散法を適用することに依り、不純物濃度を例えば
1×1020〔cm-3〕として第二の多結晶シリコン膜にP
の導入を行う。 6−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第二の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行ってTFTの下側ゲート電極60及び61
を形成する。尚、これ等の下側ゲート電極60及び61
は第一の多結晶シリコン膜で形成された駆動側トランジ
スタのゲート電極55或いは56とコンタクトしている
ことは云うまでもない。
【0070】図7参照 7−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば200
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜62を形成する。 7−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 /HeとするRIE法
を適用することに依り、絶縁膜62の選択的エッチング
を行って第二の多結晶シリコン膜と第三の多結晶シリコ
ン膜とのコンタクト・ホール62Aを形成する。
【0071】図8及び図16参照 8−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば500
〔Å〕の第三の多結晶シリコン膜を形成する。 8−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びイオン注入法を適用することに依り、第三の多結晶
シリコン膜に於けるTFTのソース領域とドレイン領
域、VCC供給線となるべき部分にドーズ量を1×1014
〔cm-2〕、そして、加速エネルギを10〔keV〕とし
てBの打ち込みを行う。 8−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第三の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行ってコンタクト部分63及び64、TFT
のドレイン領域65とソース領域66とチャネル領域6
7、TFTのドレイン領域68とソース領域69とチャ
ネル領域70、VCC供給線71を形成する。
【0072】図9参照 9−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば500
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜72を形成する。 9−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 /HeとするRIE法
を適用することに依り、絶縁膜72の選択的エッチング
を行って第三の多結晶シリコン膜と第四の多結晶シリコ
ン膜とのコンタクト・ホール72Aを形成する。
【0073】図10及び図17参照 10−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕の第四の多結晶シリコン膜を形成する。 10−(2) 気相拡散法を適用することに依り、不純物濃度を例えば
1×1020〔cm-3〕として第四の多結晶シリコン膜にP
の導入を行う。 10−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第四の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行ってTFTの上側ゲート電極73及び74
を形成する。尚、これ等の上側ゲート電極73及び74
は実質的に第一の多結晶シリコン膜で形成された駆動側
トランジスタのゲート電極55或いは56とコンタクト
していることは云うまでもない。
【0074】図11参照 11−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜75を形成する。 11−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 /HeとするRIE法
を適用することに依り、SiO2からなる絶縁膜75、
72、62、59、53の選択的エッチングを行ってソ
ース領域と第五の多結晶シリコン膜とのコンタクト・ホ
ール75Aを形成する。尚、図には、ソース領域として
記号57で指示されたもののみが表されている。
【0075】図12及び図18参照 12−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕の第五の多結晶シリコン膜を形成する。 12−(2) 気相拡散法を適用することに依り、不純物濃度を例えば
1×1020〔cm-3〕として第五の多結晶シリコン膜にP
の導入を行う。 12−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第五の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行って接地線76及び引き出し電極77を形
成する。
【0076】図13及び図19参照 13−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば500
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜及び厚さ例えば300
0〔Å〕のBPSG(borophosphosili
cate glass)からなる絶縁膜を形成する。
尚、図では、前記二層の絶縁膜を一体にして表してあ
り、これを絶縁膜78とする。 13−(2) 絶縁膜78をリフローして平坦化する為の熱処理を行
う。 13−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 /HeとするRIE法
を適用することに依り、絶縁膜78等の選択的エッチン
グを行ってビット線コンタクト・ホール78Aを形成す
る。 13−(4) スパッタリング法を適用することに依り、厚さ例えば1
〔μm〕のAl膜を形成し、これを通常のフォト・リソ
グラフィ技術を適用することでパターニングしてビット
線BL及び/BLを形成する。
【0077】図1乃至図19について説明した本発明の
実施例は、プロセスから見れば、図56乃至図58を参
照して説明した従来の技術と基本的には変わりないので
あるが、従来の技術に於いては接地線を第二の多結晶シ
リコン膜で構成しているのに対し、本発明に於いては接
地線を第五の多結晶シリコン膜で構成してあることが大
きな相違点となっている。
【0078】また、図13を見ると理解されようが、接
地線76とTFTの上側ゲート電極74とはキャパシタ
を構成している。従って、この構成を積極的に活用すれ
ばα線など放射線に依るソフト・エラーを軽減すること
ができる。例えば、第四の多結晶シリコン膜と第五の多
結晶シリコン膜との間の絶縁膜75を薄くしたり、或い
は、第四の多結晶シリコン膜を厚く形成して側面もキャ
パシタの一部として利用するなど、簡単な手段で容量の
増大を図ることができる。
【0079】図20乃至図28は本発明の他の実施例を
解説する為の工程要所に於けるTFT負荷型SRAMの
要部切断側面図をそれぞれ表し、以下、これ等の図を参
照しつつ詳細に説明する。尚、図1乃至図19に於いて
用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を
持つものとし、また、図1乃至図19について説明した
実施例に於けるn+ −ソース領域57及びn+−ドレイ
ン領域58を形成するまでの工程、即ち、1−(1)乃
至4−(3)までの工程は本実施例においても同じであ
る為、その次の段階から説明することとし、そして、図
1乃至図19に於いて用いた記号と同記号は同部分を表
すか或いは同じ意味を持つものとする。
【0080】図20参照 20−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜59を形成する。
【0081】図21参照 21−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕である第二の多結晶シリコン膜を形成する。 21−(2) 気相拡散法を適用することに依り、不純物濃度を例えば
1×1020〔cm-3〕として第二の多結晶シリコン膜にP
の導入を行う。 21−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第二の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行ってTFTの下側ゲート電極61などを形
成する。
【0082】図22参照 22−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば200
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜62を形成する。
【0083】図23参照 23−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば500
〔Å〕の第三の多結晶シリコン膜を形成する。 23−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びイオン注入法を適用することに依り、第三の多結晶
シリコン膜に於けるTFTのソース領域とドレイン領
域、VCC供給線となるべき部分にドーズ量を1×1014
〔cm-2〕、そして、加速エネルギを10〔keV〕とし
てBの打ち込みを行う。 23−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第三の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行ってコンタクト部分、各TFTのドレイン
領域とソース領域とチャネル領域、VCC供給線を形成す
る。尚、図では、コンタクト部分64とチャネル領域6
7とが表れているが、ここで形成した構成に関する全体
のパターンを理解するには図16を参照すると良い。
【0084】図24参照 24−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜72を形成する。 24−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 /He(SiO2 用)
とCCl4 /O2 (多結晶シリコン用)とするRIE法
を適用することに依り、絶縁膜72、第三の多結晶シリ
コン膜、絶縁膜62、第二の多結晶シリコン膜、絶縁膜
59の選択的エッチングを行って表面から第一の多結晶
シリコン膜である駆動用トランジスタのゲート電極に達
する相互接続コンタクト・ホール72Aを形成する。
尚、この工程は本実施例に於ける最も特徴的な工程であ
る。
【0085】図25参照 25−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕の第四の多結晶シリコン膜を形成する。 25−(2) 気相拡散法を適用することに依り、不純物濃度を例えば
1×1020〔cm-3〕として第四の多結晶シリコン膜にP
の導入を行う。 25−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第四の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行ってTFTの上側ゲート電極74などを形
成する。尚、ここで形成した上側ゲート電極74などは
第一の多結晶シリコン膜で形成された駆動側トランジス
タのゲート電極56などと直接コンタクトしていること
は図示されている通りである。
【0086】図26参照 26−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜75を形成する。 26−(2) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 /HeとするRIE法
を適用することに依り、SiO2からなる絶縁膜75、
72、62、59、53の選択的エッチングを行ってソ
ース領域と第五の多結晶シリコン膜とのコンタクト・ホ
ール75Aを形成する。尚、図には、ソース領域として
記号57で指示されたもののみが表されている。
【0087】図27参照 27−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば1000
〔Å〕の第五の多結晶シリコン膜を形成する。 27−(2) 気相拡散法を適用することに依り、不純物濃度を例えば
1×1020〔cm-3〕として第五の多結晶シリコン膜にP
の導入を行う。 27−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCCl4 /O2 とするRIE法
を適用することに依り、第五の多結晶シリコン膜のパタ
ーニングを行って接地線76などを形成する。
【0088】図28参照 28−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば500
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜及び厚さ例えば300
0〔Å〕のPSGからなる絶縁膜を形成する。尚、ここ
でも前記二層の絶縁膜は一体にして表してあり、これを
絶縁膜78としている。 28−(2) 絶縁膜78をリフローして平坦化する為の熱処理を行
う。 28−(3) フォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス
及びエッチング・ガスをCHF3 /HeとするRIE法
を適用することに依り、絶縁膜78等の選択的エッチン
グを行ってビット線コンタクト・ホール78Aを形成す
る。 28−(4) スパッタリング法を適用することに依り、厚さ例えば1
〔μm〕のAl膜を形成し、これを通常のフォト・リソ
グラフィ技術を適用することでパターニングしてビット
線BL及び/BLを形成する。
【0089】図20乃至図28について説明した本発明
の実施例では、工程24−(2)に於いて、一括して相
互接続コンタクト・ホール72Aを形成し、図1乃至図
19について説明した実施例に比較して二回のマスク工
程削減を可能にしている。これは、接続コンタクト・ホ
ールの種類が一種類のみであることに由来して容易に実
現できたことであるが、例えば、図47乃至図53につ
いて説明した従来の技術に於いては種類を異にするコン
タクト・ホールが必要である為、エッチングなどを厳密
に制御しなければならない。
【0090】図29は本発明の更に他の実施例を解説す
るための工程要所に於けるTFT負荷型SRAMの要部
平面図を表し、以下、これ等の図を参照しつつ詳細に説
明する。尚、図1乃至図28に於いて用いた記号と同記
号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【0091】本実施例では、さきに説明した各実施例と
比較すると、ビット線BL及び/BLのパターンが左右
反対になっている。即ち、ビット線BL及び/BLが接
続されるトランスファ・ゲート・トランジスタを逆にし
てある。
【0092】このようなことが可能であるのは、第五の
多結晶シリコン膜を利用して引き出し電極77を形成し
たことに起因している。
【0093】この引き出し電極77はワード線WLの上
まで延在させてあり、このようにすると、Alのビット
線BL及び/BLがコンタクトするのは第一の多結晶シ
リコン膜より上部、即ち、比較的浅い箇所となり、従っ
て、コンタクト・ホールの深さを軽減することができ
て、ビット線BL及び/BLがカバレイジ不良で断線す
る事故を減少させることができる。本発明では、前記し
た各実施例の他、特許請求の範囲を逸脱しない程度に於
いて多くの改変が可能である。
【0094】また、図14などの要部平面図から理解で
きると思われるが、活性領域は隣接するメモリ・セルま
で含めるとリング状を成していて、図62について説明
したような行き止まりパターンはもたないので、フィー
ルド絶縁膜を形成した際に発生するバーズ・ビークに依
って所要領域の面積が占有されて少なくなってしまうよ
うな虞はない。尚、これは、1〔μm〕以下のパターン
を使用する超微細素子にとっては、極めて大きな利点と
なる。
【0095】
【発明の効果】本発明に依る半導体記憶装置に於いて
は、一対の転送トランジスタは、それぞれのゲート電極
に一方向に延在する二本のワード線がそれぞれ別個に接
続され、一対のTFT負荷は、半導体基板上に形成され
た半導体膜のチャネル領域となる部分を挟んで配設され
た一対の不純物領域及び前記チャネル領域と絶縁され且
つ対向して配設された導電膜からなるゲート電極からな
り、一対のドライバ・トランジスタは、同一構造の一対
の接続領域をそれぞれ個別に介してドレインが前記TF
T負荷の一方の不純物領域と接続され且つ相手方ドライ
バ・トランジスタのゲート電極と接続されている。
【0096】前記したところから明らかなように、本発
明では、スプリット・ワード線型式SRAMとTFT負
荷型SRAMとを組み合わせる簡単な構成に依って、製
造時のマスク工程を減少させて製造の容易性及び製造歩
留りを向上させることを可能にし、また、α線などの放
射線に対する耐性向上或いはバーズ・ビークの影響を排
除してコンタクト・ホールに於ける充分なコンタクト面
積の確保などに卓効を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
るTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図2】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
るTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図3】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
るTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図4】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
るTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図5】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
るTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図6】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
るTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図7】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
るTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図8】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
るTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図9】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
るTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図10】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於
けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図11】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於
けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図12】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於
けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図13】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於
けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図14】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於
けるTFT負荷型SRAMの要部平面図である。
【図15】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於
けるTFT負荷型SRAMの要部平面図である。
【図16】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於
けるTFT負荷型SRAMの要部平面図である。
【図17】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於
けるTFT負荷型SRAMの要部平面図である。
【図18】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於
けるTFT負荷型SRAMの要部平面図である。
【図19】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於
けるTFT負荷型SRAMの要部平面図である。
【図20】本発明の他の実施例を解説する為の工程要所
に於けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図であ
る。
【図21】本発明の他の実施例を解説する為の工程要所
に於けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図であ
る。
【図22】本発明の他の実施例を解説する為の工程要所
に於けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図であ
る。
【図23】本発明の他の実施例を解説する為の工程要所
に於けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図であ
る。
【図24】本発明の他の実施例を解説する為の工程要所
に於けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図であ
る。
【図25】本発明の他の実施例を解説する為の工程要所
に於けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図であ
る。
【図26】本発明の他の実施例を解説する為の工程要所
に於けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図であ
る。
【図27】本発明の他の実施例を解説する為の工程要所
に於けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図であ
る。
【図28】本発明の他の実施例を解説する為の工程要所
に於けるTFT負荷型SRAMの要部切断側面図であ
る。
【図29】本発明の更に他の実施例を解説する為の工程
要所に於けるTFT負荷型SRAMの要部平面図であ
る。
【図30】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図31】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図32】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図33】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図34】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図35】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図36】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図37】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図38】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図39】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図40】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部平面図である。
【図41】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部平面図である。
【図42】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部平面図である。
【図43】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部平面図である。
【図44】高抵抗負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部平面図である。
【図45】図30乃至図44について説明した工程を経
て完成された高抵抗負荷型SRAMの要部平面図であ
る。
【図46】図30乃至図45について説明した高抵抗負
荷型SRAMの要部等価回路図である。
【図47】TFT負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図48】TFT負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図49】TFT負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図50】TFT負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部切断側面図であ
る。
【図51】TFT負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部平面図である。
【図52】TFT負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部平面図である。
【図53】TFT負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部平面図である。
【図54】TFT負荷型SRAMを製造する方法の従来
例を解説する為の工程要所に於ける要部平面図である。
【図55】図47乃至図53について説明したTFT負
荷型SRAMの要部等価回路図を表している。
【図56】二重ゲート構造TFT負荷型SRAMを製造
する方法の従来例を解説する為の工程要所に於ける要部
切断側面図である。
【図57】二重ゲート構造TFT負荷型SRAMを製造
する方法の従来例を解説する為の工程要所に於ける要部
切断側面図である。
【図58】二重ゲート構造TFT負荷型SRAMを製造
する方法の従来例を解説する為の工程要所に於ける要部
切断側面図である。
【図59】TFT負荷型SRAMの従来例を説明する為
の工程要所に於ける要部平面図である。
【図60】選択的熱酸化法を適用することに依って活性
領域を囲むフィールド絶縁膜を形成する場合を説明する
為の工程要所に於ける半導体装置の要部平面図である。
【図61】バーズ・ビークの張り出し長さa及びbの関
係を説明する為の線図である。
【図62】工程要所に於けるSRAMの要部平面図であ
る。
【図63】従来のスプリット・ワード線型式SRAMを
説明する為の要部平面図である。
【符号の説明】
51 シリコン半導体基板 52 フィールド絶縁膜 53 ゲート絶縁膜 53A コンタクト・ホール 54 n+ −不純物領域 55 ゲート電極 56 ゲート電極 57 n+ −ソース領域 58 n+ −ドレイン領域 59 絶縁膜 59A コンタクト・ホール 60 下側ゲート電極 61 下側ゲート電極 62 絶縁膜 62A コンタクト・ホール 63 コンタクト部分 64 コンタクト部分 65 TFTのドレイン領域 66 TFTのソース領域 67 TFTのチャネル領域 68 TFTのドレイン領域 69 TFTのソース領域 70 TFTのチャネル領域 71 VCC供給線 72 絶縁膜 72A コンタクト・ホール 73 上側ゲート電極 74 上側ゲート電極 75 絶縁膜 75A コンタクト・ホール 76 接地線 77 引き出し電極 78 絶縁膜 78A ビット線コンタクト・ホール BL ビット線 /BL ビット線 WL ワード線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−250373(JP,A) 特開 平2−312271(JP,A) 特開 昭62−277747(JP,A) 特開 平2−271663(JP,A) 特開 平3−234058(JP,A) 特開 平4−123468(JP,A) 特開 平4−162473(JP,A) 特開 平4−181771(JP,A)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の転送トランジスタ及び一対のドラ
    イバ・トランジスタ及び一対のTFT付加を含んで構成
    されたメモリ・セルを備えた半導体記憶装置であって、 前記ドライバ・トランジスタのゲート電極と各々互いに
    略直交し且つ前記ドライバ・トランジスタのゲート電極
    とは重ならないように配置された二本のワード線と、 それぞれのゲート電極に一方向に延在する二本のワード
    線がそれぞれ別個に接続される前記転送トランジスタ
    と、 半導体基板上に形成された半導体膜のチャネル領域とな
    る部分を挟んで配設された一対の不純物領域及び前記チ
    ャネル領域と絶縁され且つ対向して配設された導電膜か
    らなるゲート電極からなる前記各TFT負荷と、 同一構造の一対の接続領域をそれぞれ個別に介してドレ
    インが前記TFT負荷の一方の不純物領域と接続され且
    つ相手方ドライバ・トランジスタのゲート電極と接続さ
    れてなる前記各ドライバ・トランジスタとを有する 半導
    体記憶装置。
  2. 【請求項2】TFT負荷に於ける導電膜で構成されたゲ
    ート電極が半導体膜に生成されているチャネル領域の上
    下に絶縁膜を介して形成されてなることを特徴とする請
    求項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】TFT負荷に於ける導電膜で構成された上
    側ゲート電極が下側ゲート電極に比較して充分に厚く形
    成されてなることを特徴とする請求項1或いは2記載の
    半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】接続領域は絶縁膜を介して積層された複数
    の導電膜及び各導電膜のうち少なくとも一層の導電膜を
    貫通するコンタクト・ホール及び前記積層された複数の
    導電膜上に絶縁膜を介して積層され且つ一部が前記コン
    タクト・ホール内に在る最上層の導電膜を備えてなり、
    前記最上層の導電膜は前記コンタクト・ホールで貫通さ
    れた導電膜の側面に接続されていると共に前記コンタク
    ト・ホールの底に表出された下地の導電膜表面に接続さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装
    置。
  5. 【請求項5】少なくとも一部が多結晶シリコン膜で構成
    されワード線と同一方向に延在してドライバ・トランジ
    スタにソース電位を供給する配線と、前記ソース電位を
    供給する配線と同一の材料膜で構成され且つ孤立したパ
    ターンをもって半導体基板に形成した不純物拡散領域と
    接続されている引き出し電極と、該引き出し電極に接続
    された金属からなるビット線とを備えてなることを特徴
    とする請求項1記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】引き出し電極のパターンは一部がワード線
    上まで延在し且つその近傍でビット線と接続されてなる
    ことを特徴とする請求項1或いは請求項4記載の半導体
    記憶装置。
  7. 【請求項7】ドライバ・トランジスタのソース領域或い
    はドレイン領域などの不純物拡散領域に於ける周辺の一
    部がフィールド絶縁膜に依って画定され且つ隣接メモリ
    ・セル間に跨がってリング状に形成された活性領域内に
    在って行き止まりパターンをもたないことを特徴とする
    請求項1記載の半導体記憶装置。
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