JP2621820B2 - Static memory cell - Google Patents

Static memory cell

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JP2621820B2
JP2621820B2 JP7040226A JP4022695A JP2621820B2 JP 2621820 B2 JP2621820 B2 JP 2621820B2 JP 7040226 A JP7040226 A JP 7040226A JP 4022695 A JP4022695 A JP 4022695A JP 2621820 B2 JP2621820 B2 JP 2621820B2
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tft
thin film
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insulating film
memory cell
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関
し、特に薄膜トランジスタ(TFT:ThinFilm
Transistor)を負荷トランジスタとして用
いたスタティック型メモリセルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a thin film transistor (TFT).
(Transistor) as a load transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】SRAM(スタティック型メモリ)で
は、近年集積度を上げながらも、デバイスのスタンバイ
電流を1μA以下に抑えることが望まれている。このた
めには、1セルあたりのリーク電流を集積度とともに低
減していく必要がある。そこで、負荷素子としてこれま
でよく用いられていた高抵抗ポリシリコンに代わってT
FTを用いたメモリセルが使用されるようになってい
る。
2. Description of the Related Art In an SRAM (static type memory), it is desired that the standby current of a device be suppressed to 1 μA or less while increasing the integration density in recent years. For this purpose, it is necessary to reduce the leakage current per cell together with the degree of integration. Therefore, instead of high resistance polysilicon, which has been often used as a load element, T
A memory cell using FT is used.

【0003】これは、能動素子を負荷素子として用いる
ことで、高いオフ抵抗によりリーク電流の低減を図りつ
つも、大きなオン電流を確保できるためである。
[0003] This is because, by using an active element as a load element, it is possible to secure a large on-current while reducing leakage current due to a high off-resistance.

【0004】図5に、TFTを用いたスタティック型メ
モリセルの等価回路図を示す。負荷トランジスタとして
TFTを用いたスタティック型メモリセルでは、一般的
な半導体製造プロセス技術を用いて基板上に形成される
Nチャネル型の駆動トランジスタQ1とその上層にポリ
シリコン層を活性層としたPチャネル型の負荷薄膜トラ
ンジスタQ2とでCMOSインバータが構成され、さら
に同様に形成される駆動トランジスタQ3と負荷薄膜ト
ランジスタQ4とで構成されるもう1つのCMOSイン
バータとでフリップフロップ回路が形成され、このフリ
ップフロップ回路に記憶情報が蓄積されるようになる。
そして、ノードN1およびN2は、このフリップフロッ
プ回路への記憶情報の書き込み及び読み出しのためにワ
ード線WLにより選択されるトランスファ・トランジス
タ(情報の転送用トランジスタ)Q5およびQ6を介し
てビット線BLおよびBL’に接続される。
FIG. 5 shows an equivalent circuit diagram of a static memory cell using a TFT. In a static memory cell using a TFT as a load transistor, an N-channel type driving transistor Q1 formed on a substrate by using a general semiconductor manufacturing process technique and a P-channel type having a polysilicon layer as an active layer above the driving transistor Q1. A CMOS inverter is constituted by the load thin film transistor Q2 of the type, and a flip-flop circuit is formed by another CMOS inverter constituted by the drive transistor Q3 and the load thin film transistor Q4 which are similarly formed. Stored information is accumulated.
Nodes N1 and N2 are connected to bit lines BL and BL via transfer transistors (transfer transistors for information) Q5 and Q6 selected by word line WL for writing and reading stored information to and from this flip-flop circuit. BL ′.

【0005】そして、基板上のNチャネル型MOSFE
TとPチャネル型TFTの接続において、TFTのドレ
イン領域を形成するポリシリコンのP型領域部分とMO
SFETのゲート電極を形成するポリシリコンのN型領
域部分とが、あるいは、2つの負荷薄膜トランジスタの
うち一方のTFTのドレイン領域を形成するポリシリコ
ンのP型領域部分と他方のTFTのゲート電極を形成す
るポリシリコンのN型領域部分とが接続される。このた
めに、この接続部分において不純物の相互拡散が生じP
N接合による寄生ダイオードD1およびD2が配置され
る。
Then, an N-channel type MOSFE on the substrate
In the connection between the T and the P-channel type TFT, the P-type region portion of polysilicon forming the drain region of the TFT is
The N-type region of polysilicon forming the gate electrode of the SFET or the P-type region of polysilicon forming the drain region of one of the two load thin film transistors and the gate electrode of the other TFT are formed. To the N-type region portion of the polysilicon. As a result, mutual diffusion of impurities occurs at this connection portion, and P
Parasitic diodes D1 and D2 formed by N-junction are arranged.

【0006】以下に、図6および図7を用いてこのよう
なメモリセルの従来構造について説明する。図6は前述
の従来のメモリセルの平面図である。ここで、図6
(a)は駆動トランジスタおよびトンランスファ・トラ
ンジスタの形成工程(以下、下地工程と呼称する)後の
平面図であり、図6(b)はTFTによる負荷薄膜トラ
ンジスタおよびビット線形成後の平面図である。また、
図7はこのメモリセルの縦構造を説明するための断面図
である。ここで、この断面図は図6に記すA’−B’で
切断したところを示している。
Hereinafter, a conventional structure of such a memory cell will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. FIG. 6 is a plan view of the aforementioned conventional memory cell. Here, FIG.
FIG. 6A is a plan view after a step of forming a driving transistor and a transistor (hereinafter referred to as a base step), and FIG. 6B is a plan view after forming a load thin film transistor and a bit line by a TFT. Also,
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the vertical structure of the memory cell. Here, this cross-sectional view shows a section cut along A′-B ′ shown in FIG.

【0007】図6(a)に示すように、導電型がp型の
シリコン基板の表面に素子分離絶縁膜101に囲われた
シリコン活性領域102,102aが形成される。そし
て、駆動トランジスタのゲート電極103および103
aがそれぞれダイレクトコンタクト104,104aを
介してシリコン活性領域102aおよび102に接続す
るように設けられる。さらに、トランスファ・トランジ
スタのゲートとなるワード線105,105aが形成さ
れる。
As shown in FIG. 6A, silicon active regions 102 and 102a surrounded by an element isolation insulating film 101 are formed on the surface of a silicon substrate having a p-type conductivity. Then, the gate electrodes 103 and 103 of the driving transistor
a is provided to connect to the silicon active regions 102a and 102 via direct contacts 104 and 104a, respectively. Further, word lines 105 and 105a serving as gates of transfer transistors are formed.

【0008】そして、前述の駆動トランジスタおよびト
ランスファ・トランジスタのソース・ドレイン領域は、
先述のシリコン活性領域のうちゲート用の電極の形成さ
れていない領域にヒ素等の不純物をイオン注入して設け
られる。このようにした後、全体を被覆する層間絶縁膜
が形成され、この層間絶縁膜に接地用コンタクト10
6,106aが形成される。そして、このコンタクト孔
を通して駆動トランジスタのソース領域と接地用配線1
07が電気的に接続される。
The source and drain regions of the driving transistor and the transfer transistor are
An impurity such as arsenic is ion-implanted into a region where the gate electrode is not formed in the silicon active region described above. After this, an interlayer insulating film covering the whole is formed, and this interlayer insulating film is
6, 106a are formed. Then, the source region of the driving transistor and the ground wiring 1 are connected through the contact hole.
07 is electrically connected.

【0009】図6(b)に示すように層間絶縁膜にノー
ド部第1コンタクト108,108aが形成され、前述
のゲート電極103とTFT用ゲート電極109a、前
述のゲート電極103aとTFT用ゲート電極109が
それぞれ電気的に接続される。ここで、前述の駆動トラ
ンジスタのゲート電極とTFT用ゲート電極はリンある
いはヒ素不純物を含有しN+ 領域である。さらに、TF
T用ゲート電極109,109aを覆うTFT用ゲート
絶縁膜の層にノード部第2コンタクト110,110a
が形成され、前述のTFT用ゲート電極109とTFT
用ドレイン領域111a、TFT用ゲート電極109a
とTFT用ドレイン領域111がそれぞれ電気的に接続
される。ここで、このTFT用ドレイン領域はボロン不
純物を含有するP+ 領域となる。
As shown in FIG. 6B, first node contacts 108 and 108a are formed in the interlayer insulating film, and the above-mentioned gate electrode 103 and TFT gate electrode 109a, and the above-mentioned gate electrode 103a and TFT gate electrode are formed. 109 are electrically connected to each other. Here, the gate electrode of the driving transistor and the gate electrode for TFT are N + regions containing phosphorus or arsenic impurities. Furthermore, TF
The node portion second contacts 110 and 110a are formed on the TFT gate insulating film layer covering the T gate electrodes 109 and 109a.
Is formed, and the above-described TFT gate electrode 109 and the TFT
Drain region 111a, TFT gate electrode 109a
And the TFT drain region 111 are electrically connected to each other. Here, the TFT drain region is a P + region containing boron impurities.

【0010】以上のようにして、TFT用ソース領域1
12,112a、TFT用チャネル領域113,113
a、TFT用ドレイン領域111,111aおよびTF
T用ゲート電極109,109aで構成される先述した
2つの負荷薄膜トランジスタが形成される。そして、ビ
ット線用コンタクト115,115aが設けられ、ビッ
ト線116,116aが形成される。
As described above, the TFT source region 1
12, 112a, TFT channel regions 113, 113
a, TFT drain regions 111, 111a and TF
The above-described two load thin-film transistors composed of the T gate electrodes 109 and 109a are formed. Then, bit line contacts 115 and 115a are provided, and bit lines 116 and 116a are formed.

【0011】次に、この従来のメモリセルの縦構造につ
いて図7に基づいて説明する。図7に示すように、導電
型がp型のシリコン基板201の表面に素子分離絶縁膜
202とn+ 拡散層203が形成される。そして、駆動
トランジスタ用のゲート絶縁膜204とゲート電極20
5が形成される。ここで、駆動トランジスタ用のゲート
絶縁膜204は膜厚が10〜20nmのシリコン酸化膜
で形成され、ゲート電極205は膜厚が200nm程度
のリン不純物を含有するタングステン・ポリサイドで形
成される。
Next, a vertical structure of the conventional memory cell will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, an element isolation insulating film 202 and an n + diffusion layer 203 are formed on a surface of a silicon substrate 201 having a p-type conductivity. Then, the gate insulating film 204 for the drive transistor and the gate electrode 20
5 are formed. Here, the gate insulating film 204 for the drive transistor is formed of a silicon oxide film having a thickness of 10 to 20 nm, and the gate electrode 205 is formed of tungsten polycide containing a phosphorus impurity having a thickness of about 200 nm.

【0012】このようにした後、CVD(化学気相成
長)法によりシリコン酸化膜が堆積され、エッチバック
法またはCMP(化学的機械研磨)法により表面平坦化
が行われて第1層間絶縁膜206が形成される。そし
て、接地用コンタクト(図示されず)が形成され、これ
らを被覆する厚さ200nm〜300nmのタングステ
ン・シリサイドのパターニングされた接地用配線207
が形成される。
After the above, a silicon oxide film is deposited by a CVD (chemical vapor deposition) method, and the surface is planarized by an etch-back method or a CMP (chemical mechanical polishing) method to form a first interlayer insulating film. 206 is formed. Then, a grounding contact (not shown) is formed, and a tungsten silicide patterned grounding wiring 207 having a thickness of 200 nm to 300 nm covering these is formed.
Is formed.

【0013】この接地用配線207の形成の後に、CV
D法により第2層間絶縁膜208が堆積される。ここ
で、第2層間絶縁膜208の膜厚は200nm程度であ
る。そして、第1層間絶縁膜206および第2層間絶縁
膜208にノード部第1コンタクト209が設けられ
る。次に、TFT用ゲート電極210,210aが形成
される。このTFT用ゲート電極の膜厚としては50n
m程度で十分であり、体積濃度で5×1019原子/cm
3 程度のリン不純物がドーピングされる。ここで、TF
T用ゲート電極210aは他方のTFT用ゲート電極の
一部であり、図6(b)に示すTFT用ゲート電極10
9aに相当する。
After the formation of the ground wiring 207, the CV
A second interlayer insulating film 208 is deposited by the D method. Here, the thickness of the second interlayer insulating film 208 is about 200 nm. Then, a node portion first contact 209 is provided on the first interlayer insulating film 206 and the second interlayer insulating film 208. Next, TFT gate electrodes 210 and 210a are formed. The thickness of the TFT gate electrode is 50 n
m is sufficient, and the volume concentration is 5 × 10 19 atoms / cm.
About 3 phosphorus impurities are doped. Where TF
The T gate electrode 210a is a part of the other TFT gate electrode, and the TFT gate electrode 10a shown in FIG.
9a.

【0014】この後、CVD法によるシリコン酸化膜の
堆積でTFT用ゲート絶縁膜211が形成される。ここ
で、このシリコン酸化膜の膜厚は20〜30nmであ
る。そして、このTFT用ゲート絶縁膜211にノード
部第2コンタクト212が設けられる。
Thereafter, a TFT gate insulating film 211 is formed by depositing a silicon oxide film by the CVD method. Here, the thickness of the silicon oxide film is 20 to 30 nm. Then, the node portion second contact 212 is provided on the TFT gate insulating film 211.

【0015】以上のようにした後、TFT用のN型ポリ
シリコン膜が形成され、このポリシリコン膜にTFT用
ドレイン領域213、TFT用オフセット領域214、
TFT用ソース領域215、TFT用チャネル領域21
6が形成される。ここで、TFT用ドレイン領域213
とTFT用ソース領域215には濃度が1×1020原子
/cm3 程度のホロン不純物が導入される。そして、こ
のTFT用ドレイン領域213と前述のTFT用ゲート
電極210aとの間にP+ + 接合面217が形成され
る。
After the above, an N-type polysilicon film for the TFT is formed, and the drain region 213 for the TFT, the offset region 214 for the TFT,
TFT source region 215, TFT channel region 21
6 are formed. Here, the TFT drain region 213
And the TFT for the source region 215 concentration is introduced 1 × 10 20 atoms / cm 3 order holon impurities. Then, a P + N + junction surface 217 is formed between the TFT drain region 213 and the above-described TFT gate electrode 210a.

【0016】次に、膜厚の厚いシリコン酸化膜により第
3層間絶縁膜218が形成され、この上にアルミ金属に
よりビット線219が形成され、さらに第4層間絶縁膜
220が形成される。
Next, a third interlayer insulating film 218 is formed by a thick silicon oxide film, a bit line 219 is formed by aluminum metal, and a fourth interlayer insulating film 220 is further formed thereon.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】以上に説明したよう
に、SRAMのメモリセルの負荷素子に用いられるTF
Tのゲート電極には、通常はリン不純物を含むポリシリ
コン膜が使用される。これは、このようなポリシリコン
膜がTFT用ゲート絶縁膜の電気的安定化に効果的とな
るからである。あるいは、たとえこのTFTのゲート電
極にボロン不純物を含有するポリシリコン膜が用いられ
たとしても、このTFT用ゲート電極と接続する駆動ト
ランジスタのゲート電極にはリン不純物が導入される。
このように、TFTを負荷薄膜トランジスタとするスタ
ティック型メモリセルでは図5に示したように、情報蓄
積ノード部に寄生のPN接合が形成されることは回避で
きないこととなっている。
As described above, the TF used for the load element of the memory cell of the SRAM is used.
A polysilicon film containing a phosphorus impurity is usually used for the T gate electrode. This is because such a polysilicon film is effective for electrically stabilizing the TFT gate insulating film. Alternatively, even if a polysilicon film containing a boron impurity is used for the gate electrode of the TFT, a phosphorus impurity is introduced into the gate electrode of the drive transistor connected to the gate electrode for the TFT.
As described above, in a static memory cell using a TFT as a load thin film transistor, formation of a parasitic PN junction at an information storage node cannot be avoided as shown in FIG.

【0018】先述した従来のメモリセルの構造では、こ
の寄生のP+ + 接合面は、図7で説明したようにTF
T用ゲート電極210aとTFT用ドレイン領域213
の接触領域すなわちノード部第2コンタクト212の近
傍に形成される。ここで、ポリシリコン膜の結晶粒は通
常では柱状に形成される。このために、この従来のメモ
リセル構造では、前述の結晶粒界がP+ + 接合を横切
るとこの接合の電気特性は大きく変化する。これは、こ
の結晶粒界に沿ってボロンあるいはリン不純物の拡散が
進行し異常な接合が形成されるようになるためである。
In the above-described conventional memory cell structure, the parasitic P + N + junction surface is formed by TF as described with reference to FIG.
T gate electrode 210a and TFT drain region 213
, That is, in the vicinity of the node portion second contact 212. Here, the crystal grains of the polysilicon film are usually formed in a columnar shape. For this reason, in the conventional memory cell structure, when the above-described crystal grain boundary crosses the P + N + junction, the electrical characteristics of the junction change greatly. This is because the diffusion of boron or phosphorus impurities progresses along the crystal grain boundaries and abnormal junctions are formed.

【0019】また、従来のメモリセルの構造は、このよ
うなPN接合部のために周辺配線からの影響を受け易
い。すなわち、図7に示すようにビット線219の電位
が変動するとそれにあわせてTFT用ドレイン領域21
3が容量カップリングにより変動し易くなる。これは、
このTFT用ドレイン領域がPN接合でTFT用ゲート
電極から電気的に分離され浮遊状態になるためである。
ここで、このビット線の電位変動は他のメモリセルの読
み書き等の動作で発生するものである。
Further, the structure of the conventional memory cell is easily affected by the peripheral wiring because of such a PN junction. That is, when the potential of the bit line 219 changes as shown in FIG.
3 easily changes due to the capacitive coupling. this is,
This is because the TFT drain region is electrically separated from the TFT gate electrode by the PN junction and is in a floating state.
Here, the fluctuation in the potential of the bit line is caused by operations such as reading and writing of other memory cells.

【0020】以上に説明したように、従来のメモリセル
で構成されるSRAMでは、寄生のP+ + 接合の電気
特性が不安定となり易いために、動作電圧あるいは動作
速度等の動作マージンを大きくする必要が生じる。そし
て、動作電圧の低電圧化あるいは動作の高速化が制限さ
れるようになってきている。
As described above, in the SRAM composed of the conventional memory cells, the electrical characteristics of the parasitic P + N + junction tend to be unstable, so that the operating margin such as the operating voltage or the operating speed is increased. Need to be done. In addition, lowering the operating voltage or increasing the speed of operation has been restricted.

【0021】本発明の目的は、TFTを負荷薄膜トラン
ジスタとするスタティック型メモリセルに形成される寄
生ダイオードの電気特性のバラツキを低減させ、あるい
は不安定性を抑制して、SRAMの動作マージンを小さ
くしその動作特性を向上させることである。
An object of the present invention is to reduce the variation in the electrical characteristics of a parasitic diode formed in a static memory cell having a TFT as a load thin film transistor or to suppress instability, thereby reducing the operating margin of an SRAM. The purpose is to improve operating characteristics.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】このために本発明のスタ
ティック型メモリセルでは、半導体基板の表面に形成さ
れた1対の情報転送用MOSFETと、フリップフロッ
プ回路を構成する1対の駆動用MOSFETおよび1対
の負荷用薄膜トランジスタとで形成されるスタティック
型メモリセルにおいて、前記1対の負荷用薄膜トランジ
スタのゲート電極がN型高濃度不純物を含有する第1層
のシリコン薄膜で形成され、前記1対の負荷用薄膜トラ
ンジスタのソース・ドレインのうちソース領域は前記第
1層のシリコン薄膜と層間絶縁膜を挟んで分離された第
2層のシリコン薄膜のP型高濃度不純物を含有する領域
に形成され、一方のドレイン領域はN型高濃度不純物と
P型高濃度不純物で構成されるPN接合ダイオードを有
する第2層のシリコン薄膜の領域に形成され、前記1対
の負荷用薄膜トランジスタのうち一方の負荷用薄膜トラ
ンジスタのゲート電極と他方の負荷用薄膜トランジスタ
の前記N型高濃度不純物を含むドレイン領域とが前記層
間絶縁膜に設けたコンタクト孔を介して電気的に接続さ
れ、前記PN接合ダイオードの接合領域が薄い絶縁膜を
介して導電体材薄膜で被覆され前記導電体材薄膜は一定
の電位に固定されている。
For this purpose, in the static memory cell of the present invention, a pair of information transfer MOSFETs formed on the surface of a semiconductor substrate and a pair of drive MOSFETs forming a flip-flop circuit are provided. And a pair of load thin film transistors, wherein a gate electrode of the pair of load thin film transistors is formed of a first-layer silicon thin film containing an N-type high-concentration impurity. The source region of the source / drain of the load thin film transistor is formed in a region containing a P-type high-concentration impurity of the second layer silicon thin film separated by the first layer silicon thin film and the interlayer insulating film, One drain region is a second-layer silicon layer having a PN junction diode composed of an N-type high concentration impurity and a P-type high concentration impurity. A gate electrode of one load thin film transistor of the pair of load thin film transistors and a drain region containing the N-type high-concentration impurity of the other load thin film transistor are formed in the interlayer insulating film. The PN junction diode is electrically connected through a contact hole, and the junction region of the PN junction diode is covered with a thin conductive material film via a thin insulating film, and the thin conductive material film is fixed at a constant potential.

【0023】ここで、前記情報転送用MOSFETのソ
ースは、前記半導体基板の表面に形成され接地電位に固
定された拡散層に形成され、前記導電体材薄膜は前記拡
散層と電気的に接続される。
Here, the source of the information transfer MOSFET is formed on a diffusion layer formed on the surface of the semiconductor substrate and fixed to the ground potential, and the conductive material thin film is electrically connected to the diffusion layer. You.

【0024】[0024]

【実施例】次に、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明の第1の実施例を説明するメモリセルの平面
図であり、図2乃至図3はその断面図である。ここで、
図1(a)は従来の技術で説明した下地工程後の平面図
であり、図1(b)はTFTによる負荷薄膜トランジス
タ及びビット線形成後の平面図である。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a memory cell for explaining a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are sectional views thereof. here,
FIG. 1A is a plan view after a base step described in the related art, and FIG. 1B is a plan view after forming a load thin film transistor and a bit line by a TFT.

【0025】図1(a)に示すように下地工程は先述し
た従来の技術と同様になっている。すなわち、はじめに
シリコン基板の表面の素子分離絶縁膜1に囲われたシリ
コン活性領域2,2aが形成される。そして、駆動トラ
ンジスタのゲート電極3および3aがそれぞれダイレク
トコンタクト4,4aを介してシリコン活性領域2aお
よび2に接続するように設けられる。さらに、トランス
ファ・トランジスタのゲートとなるワード線5,5aが
形成される。そして、前述の駆動トランジスタおよびト
ランスファ・トランジスタのソース・ドレイン領域は、
先述のシリコン活性領域のうちゲート用の電極の形成さ
れていない領域にヒ素等の不純物をイオン注入して設け
られる。このようにした後、全体を被覆するようにして
層間絶縁膜が形成される。
As shown in FIG. 1A, the underlying step is the same as that of the above-described conventional technique. That is, first, silicon active regions 2 and 2a surrounded by the element isolation insulating film 1 on the surface of the silicon substrate are formed. Then, gate electrodes 3 and 3a of the driving transistor are provided so as to be connected to silicon active regions 2a and 2 via direct contacts 4 and 4a, respectively. Further, word lines 5, 5a serving as gates of transfer transistors are formed. The source / drain regions of the drive transistor and the transfer transistor described above are:
An impurity such as arsenic is ion-implanted into a region where the gate electrode is not formed in the silicon active region described above. After this, an interlayer insulating film is formed so as to cover the whole.

【0026】次に、図1(b)に示すように層間絶縁膜
にノード部第1コンタクト6,6aが形成され、前述の
ゲート電極3とTFT用ゲート電極7a、前述のゲート
電極3aとTFT用ゲート電極7がそれぞれ電気的に接
続される。さらに、TFT用ゲート電極7,7aを覆う
TFT用ゲート絶縁膜の層にノード部第2コンタクト
8,8aが形成され、前述のTFT用ゲート電極7aと
TFT用ドレイン領域9、TFT用ゲート電極7とTF
T用ドレイン領域9aがそれぞれ電気的に接続される。
そして、TFT用ソース領域10,10a、TFT用チ
ャネル領域11,11aが形成される。このようにし
て、TFT用ゲート電極7,7aで構成される先述した
2個の負荷薄膜トランジスタが形成される。
Next, as shown in FIG. 1B, first node contacts 6 and 6a are formed on the interlayer insulating film, and the gate electrode 3 and the TFT gate electrode 7a, and the gate electrode 3a and the TFT Gate electrodes 7 are electrically connected to each other. Further, the node portion second contacts 8 and 8a are formed on a layer of the TFT gate insulating film that covers the TFT gate electrodes 7 and 7a, and the above-described TFT gate electrode 7a and the TFT drain region 9 and the TFT gate electrode 7 are formed. And TF
The drain regions 9a for T are electrically connected to each other.
Then, TFT source regions 10 and 10a and TFT channel regions 11 and 11a are formed. In this manner, the two load thin film transistors described above, each including the TFT gate electrodes 7 and 7a, are formed.

【0027】次に、再び層間絶縁膜が堆積されこの絶縁
膜に接地用コンタクト12,12aが形成され、接地用
配線13が形成される。ここで、この接地用配線13は
接地用コンタクト12,12aを通してシリコン活性領
域2,2aに接続されGND(接地)電位に固定され
る。このように本発明では、接地用配線が負荷薄膜トラ
ンジスタの上層部に形成される。
Next, an interlayer insulating film is deposited again, ground contacts 12 and 12a are formed on the insulating film, and a ground wiring 13 is formed. Here, the ground wiring 13 is connected to the silicon active regions 2 and 2a through the ground contacts 12 and 12a and is fixed at the GND (ground) potential. As described above, in the present invention, the ground wiring is formed in the upper layer of the load thin film transistor.

【0028】そして、ビット線用コンタクト14,14
aが設けられ、ビット線15,15aが形成される。
The bit line contacts 14, 14
a is provided, and bit lines 15 and 15a are formed.

【0029】次に、図2と図3を用いて本発明のメモリ
セルの縦構造を説明する。図2は図1に記すA−Bで切
断したところの断面図である。図2に示すように、導電
型がp型あるいはpウェルの形成されたシリコン基板2
1の表面に素子分離絶縁膜22が形成される。そして、
+ 拡散層23が設けられ、駆動トランジスタ用のゲー
ト絶縁膜24とゲート電極25が形成される。ここで、
駆動トランジスタ用のゲート絶縁膜24は膜厚が10〜
20nmのシリコン酸化膜で形成され、ゲート電極25
は膜厚200nm程度のタングステン・ポリサイドで形
成される。このゲート電極25には、リン不純物が濃度
にして5×1019原子/cm3 程度に含まれる。
Next, the vertical structure of the memory cell of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AB shown in FIG. As shown in FIG. 2, a silicon substrate 2 having a p-type conductivity or a p-well is formed.
An element isolation insulating film 22 is formed on the surface of the substrate 1. And
An n + diffusion layer 23 is provided, and a gate insulating film 24 and a gate electrode 25 for a driving transistor are formed. here,
The gate insulating film 24 for the driving transistor has a thickness of 10 to 10.
The gate electrode 25 is formed of a 20 nm silicon oxide film.
Is formed of tungsten polycide having a thickness of about 200 nm. The gate electrode 25 contains phosphorus impurities at a concentration of about 5 × 10 19 atoms / cm 3 .

【0030】このようにした後、CVD法によりシリコ
ン酸化膜が堆積され、エッチバック法またはCMP法に
より表面平坦化が行われて第1層間絶縁膜26が形成さ
れる。ここで、この第1層間絶縁膜26の膜厚は200
nm程度に設定される。そして、この第1層間絶縁膜2
6にノード部第1コンタクト27が形成され、TFT用
ゲート電極28,28aが形成される。このTFT用ゲ
ート電極の膜厚としては50nm程度のポリシリコン膜
であり、体積濃度で1020原子/cm3 程度のリン不純
物がドーピングされている。
After the above, a silicon oxide film is deposited by the CVD method, and the surface is flattened by the etch back method or the CMP method to form the first interlayer insulating film 26. Here, the thickness of the first interlayer insulating film 26 is 200
It is set to about nm. Then, the first interlayer insulating film 2
6, a first contact 27 of the node portion is formed, and gate electrodes 28 and 28a for TFT are formed. The TFT gate electrode is a polysilicon film having a thickness of about 50 nm, and is doped with a phosphorus impurity at a volume concentration of about 10 20 atoms / cm 3 .

【0031】この後、CVD法によるシリコン酸化膜の
堆積でTFT用ゲート絶縁膜29が形成される。ここ
で、このシリコン酸化膜の膜厚は20〜30nmであ
る。そして、このTFT用ゲート絶縁膜29の所定の領
域にノード第2コンタクト30が形成される。
Thereafter, a TFT gate insulating film 29 is formed by depositing a silicon oxide film by the CVD method. Here, the thickness of the silicon oxide film is 20 to 30 nm. Then, a node second contact 30 is formed in a predetermined region of the TFT gate insulating film 29.

【0032】以上のようにした後、N型ポリシリコン膜
が形成される。このポリシリコン膜の成膜には、いわゆ
るアモルファスシリコンの固相成長法が用いられる。
After the above, an N-type polysilicon film is formed. For forming the polysilicon film, a so-called solid phase growth method of amorphous silicon is used.

【0033】CVDにおいて反応ガスとしてSi2 4
を用いて450〜500℃の成膜温度でアモルファスシ
リコン膜を50nmの厚さに堆積し、その後600℃の
温度でアニールを行いこのアモルファスシリコン膜を結
晶化させる。この手法で得られる結晶粒径が3μm程度
のポリシリコン膜にリン不純物を全面にドーピングしパ
ターニングを行う。ここで、このリン不純物の濃度は1
×1017原子/cm3程度に設定される。
In CVD, Si 2 H 4 is used as a reaction gas.
An amorphous silicon film is deposited to a thickness of 50 nm at a film forming temperature of 450 to 500 ° C. by using, and then annealed at a temperature of 600 ° C. to crystallize the amorphous silicon film. A polysilicon film having a crystal grain size of about 3 μm obtained by this method is entirely doped with phosphorus impurities and patterned. Here, the concentration of this phosphorus impurity is 1
It is set to about × 10 17 atoms / cm 3 .

【0034】次に、このパターニングされたN型ポリシ
リコン膜にTFT用ドレイン領域31、TFTのオフセ
ット領域32、TFT用ソース領域33およびTFT用
チャネル領域34が形成される。ここで、このTFT用
ドレイン領域31とTFT用ソース領域33には濃度に
して5×1019原子/cm3 のボロン不純物がドーピン
グされる。
Next, a TFT drain region 31, a TFT offset region 32, a TFT source region 33, and a TFT channel region 34 are formed in the patterned N-type polysilicon film. The TFT drain region 31 and the TFT source region 33 are doped with a boron impurity at a concentration of 5 × 10 19 atoms / cm 3 .

【0035】次に、膜厚が30nm程度のシリコン酸化
膜がCVD法で堆積され、熱処理が加えられる。このよ
うにした後、接地用配線36が膜厚300nm程度のリ
ン不純物を含有するタングステン・シリサイドで形成さ
れる。ここで、この接地用配線36のパターンは、図1
に示すように、ノード部第1コンタクト6,6a、ノー
ド部第2コンタクト8,8aおよびビット線コンタクト
14,14aとTFT用ドレイン領域9,9aの一部お
よびTFT用ゲート電極7,7aの一部が露出するよう
に形成される。
Next, a silicon oxide film having a thickness of about 30 nm is deposited by a CVD method and subjected to a heat treatment. After this, the ground wiring 36 is formed of tungsten silicide containing a phosphorus impurity with a thickness of about 300 nm. Here, the pattern of the grounding wiring 36 is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the node portion first contacts 6, 6a, the node portion second contacts 8, 8a, the bit line contacts 14, 14a, a part of the TFT drain regions 9, 9a and one of the TFT gate electrodes 7, 7a. The portion is formed so as to be exposed.

【0036】このようにした後、このパターニングされ
た接地用配線36をマスクにヒ素あるいはリンのイオン
注入を行う。ここで、このイオン注入の注入エネルギー
は150keVであり、ドーズ量は5×1015イオン/
cm2 である。次に、850℃で20分間程度の熱処理
を加える。このようにして、N+ ドレイン領域37が形
成される。このN+ ドレイン領域37には、1×1020
原子/cm3 のN型不純物濃度が含まれるようになる。
After this, arsenic or phosphorus ions are implanted using the patterned ground wiring 36 as a mask. Here, the implantation energy of this ion implantation is 150 keV, and the dose is 5 × 10 15 ions /
cm 2 . Next, heat treatment is performed at 850 ° C. for about 20 minutes. Thus, the N + drain region 37 is formed. This N + drain region 37 has 1 × 10 20
An N-type impurity concentration of atoms / cm 3 is included.

【0037】以上のようにして、図2に示されるような
+ + 接合面38が形成される。この場合、このよう
に形成されるP+ + 接合面38はTFT用ドレイン領
域の膜厚方向に平行であり、第2層間絶縁膜35を介し
て接地用配線36に被覆される。さらに、このP+ +
接合面38はTFT用ゲート絶縁膜29を介してTFT
用ゲート電極28aにも被覆される。
As described above, the P + N + junction surface 38 as shown in FIG. 2 is formed. In this case, the P + N + junction surface 38 thus formed is parallel to the thickness direction of the drain region for the TFT, and is covered with the ground wiring 36 via the second interlayer insulating film 35. Furthermore, this P + N +
The bonding surface 38 is connected to the TFT via the gate insulating film 29 for the TFT.
The gate electrode 28a is also covered.

【0038】次に、BPSG膜(ボロンガラス、リンガ
ラスを含むシリコン酸化膜)により第3層間絶縁膜39
が形成され、この上にアルミ金属によりビット線40が
形成され、さらに第4層間絶縁膜41が形成される。
Next, a third interlayer insulating film 39 is formed by a BPSG film (a silicon oxide film containing boron glass and phosphorus glass).
Is formed thereon, a bit line 40 is formed of aluminum metal, and a fourth interlayer insulating film 41 is further formed.

【0039】次に、図3に基づいて本発明の効果につい
て説明する。図3は先述したP+ + 接合面の形成領域
を拡大して示したものである。ここで、図3(a)は本
発明の場合であり、図3(b)は従来の技術の場合であ
る。
Next, the effect of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged view of the formation region of the P + N + junction surface described above. Here, FIG. 3A shows the case of the present invention, and FIG. 3B shows the case of the conventional technique.

【0040】図3(a)に示すように本発明の特徴は、
+ + 接合面がポリシリコン膜の結晶粒界の方向にあ
り、この接合面が膜厚30nm程度の薄い第2層間絶縁
膜35を介して接地用配線36に被覆されることであ
る。そして、P+ + 接合において、N+ 領域すなわち
+ ドレイン領域37の不純物濃度はP+ 領域すなわち
TFT用ドレイン領域31のそれより高くなっている。
As shown in FIG. 3A, the features of the present invention are as follows.
The P + N + junction surface is in the direction of the crystal grain boundary of the polysilicon film, and this junction surface is covered with the ground wiring 36 via the thin second interlayer insulating film 35 having a thickness of about 30 nm. At the P + N + junction, the impurity concentration of the N + region, that is, the N + drain region 37 is higher than that of the P + region, that is, the TFT drain region 31.

【0041】これに対し、先述したように従来の技術で
は図3(b)に示すようにP+ +接合面は前述の結晶
粒界と垂直な方向に形成される。また、この接合面は本
発明のように一定の電位を有する配線で被覆されること
もない。
On the other hand, as described above, in the prior art, as shown in FIG. 3B, the P + N + junction surface is formed in a direction perpendicular to the aforementioned crystal grain boundaries. Further, the bonding surface is not covered with the wiring having a constant potential as in the present invention.

【0042】このような本発明の接合面の特徴のため
に、次のような効果がでてくる。すなわち、たとえ結晶
粒界がP+ + 接合面の領域に形成されたとしても、こ
の接合面の電気特性の劣化は小さい。これは、先述した
ような理由で結晶粒界がN+ ドレイン領域37からTF
T用ドレイン領域31に長くは伸びないからである。さ
らに、このP+ + 接合は外部からの電気的な擾乱に対
する耐性が向上する。これは、GND電位に固定された
接地用配線36でこの電気的擾乱が遮蔽されるためであ
る。なお、図3(a)の場合には、この接合面はTFT
用ゲート電極28aでTFT用ゲート絶縁膜29を介し
て下層からも被覆される構造になっている。このために
上述の効果はより大きくなってくる。さらに、このP+
+ 接合部において、第2層間絶縁膜35とP+ +
合面との界面の電気的性質が安定化、この接合面近傍の
不純物の空乏化は抑えられるようになる。。そして、接
合面と絶縁膜と界面近傍で通常生じ易いP+ + 接合の
電気的特性の劣化が抑制されるようになる。これは、接
地用配線36をゲートとし、膜厚30nm程度の第2層
間絶縁膜35をゲート膜とするゲートコントロール・ダ
イオード構造が形成されるようになるためである。ここ
で、N+ ドレイン領域37およびTFT用ドレイン領域
31には0Vあるいは正電圧が印加され接地用配線36
には0Vが印加される。そして、TFT用ドレイン領域
31の第2層間絶縁膜35との界面領域には空乏層は形
成されず、P+ + 接合のダイオード特性は向上する。
Due to the characteristics of the joint surface of the present invention, the following effects can be obtained. That is, even if a crystal grain boundary is formed in the region of the P + N + junction surface, the deterioration of the electrical characteristics of this junction surface is small. This is because the crystal grain boundary moves from the N + drain region 37 to TF
This is because it does not extend to the T drain region 31 for a long time. Further, the P + N + junction has improved resistance to external electric disturbance. This is because this electrical disturbance is shielded by the ground wiring 36 fixed to the GND potential. Note that, in the case of FIG.
In this structure, the gate electrode 28a is covered from below through a TFT gate insulating film 29. For this reason, the above-mentioned effect becomes larger. Furthermore, this P +
At the N + junction, the electrical properties at the interface between the second interlayer insulating film 35 and the P + N + junction are stabilized, and depletion of impurities near the junction is suppressed. . Then, the deterioration of the electrical characteristics of the P + N + junction, which usually occurs near the interface between the junction surface and the insulating film, is suppressed. This is because a gate control diode structure using the ground wiring 36 as a gate and the second interlayer insulating film 35 having a thickness of about 30 nm as a gate film is formed. Here, 0 V or a positive voltage is applied to the N + drain region 37 and the TFT drain region 31, and the ground wiring 36 is applied.
Is applied with 0V. Then, no depletion layer is formed in the interface region between the TFT drain region 31 and the second interlayer insulating film 35, and the diode characteristics of the P + N + junction are improved.

【0043】以上のようにして、本発明のP+ N+ 接合
のダイオード特性は向上すると共にそのメモリセル間で
のバラツキは低減されさらに安定化するようになる。そ
して、このような接合を持つメモリセルの動作マージン
は縮減される。このことによりSRAMの動作電圧は、
例えば4メガビットSRAMで従来の技術の場合2.5
V動作のものが1.8V動作に低電圧化されるようにな
る。さらに、保証される動作速度も向上するようにな
る。
As described above, the diode characteristics of the P + N + junction according to the present invention are improved, and the variation among the memory cells is reduced and further stabilized. Then, the operation margin of the memory cell having such a junction is reduced. As a result, the operating voltage of the SRAM becomes
For example, in the case of 4 megabit SRAM and 2.5
The voltage of the V operation is reduced to 1.8 V operation. Further, the guaranteed operation speed is improved.

【0044】次に、図4に基づいて本発明の第2の実施
例を説明する。図4は先述した図1のメモリセルをA−
Bで切断した断面図である。この実施例の図2で説明し
た第1の実施例の場合との違いはその製法である。そこ
で、以下の説明ではその違いについて主に述べることに
する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the memory cell of FIG.
It is sectional drawing cut | disconnected by B. The difference between this embodiment and the first embodiment described with reference to FIG. 2 is the manufacturing method. Therefore, in the following description, the difference will be mainly described.

【0045】シリコン基板21の表面に図2で説明した
のと同様にして、駆動トランジスタ用のゲート電極25
が形成される。ここで、ゲート電極25は膜厚200n
m程度のタングステン・ポリサイドで形成される。この
ゲート電極25には、リン不純物が濃度にして1×10
20原子/cm3 程度に含まれる。
The gate electrode 25 for the driving transistor is formed on the surface of the silicon substrate 21 in the same manner as described with reference to FIG.
Is formed. Here, the gate electrode 25 has a thickness of 200 n.
m of tungsten polycide. This gate electrode 25 has a concentration of 1 × 10
It is contained in about 20 atoms / cm 3 .

【0046】このようにした後、図2で説明したと同一
の工程を経て、TFT用ゲート電極28,28aが形成
される。このTFT用ゲート電極の膜厚としては80n
m程度のポリシリコン膜であり、体積濃度で2×1020
原子/cm3 程度のリン不純物がドーピングされてい
る。
After this, the TFT gate electrodes 28 and 28a are formed through the same steps as described with reference to FIG. The thickness of the TFT gate electrode is 80 n.
m polysilicon film with a volume concentration of 2 × 10 20
A phosphorus impurity of about atoms / cm 3 is doped.

【0047】この後、CVD法によるシリコン酸化膜の
堆積でTFT用ゲート絶縁膜29が形成される。ここ
で、このシリコン酸化膜の膜厚は30〜40nmであ
る。
Thereafter, a TFT gate insulating film 29 is formed by depositing a silicon oxide film by the CVD method. Here, the thickness of the silicon oxide film is 30 to 40 nm.

【0048】以上のようにした後、膜厚30nm程度の
N型ポリシリコン膜が形成される。このポリシリコン膜
の成膜には、いわゆるアモルファスシリコンの固相成長
法が用いられる。
After the above, an N-type polysilicon film having a thickness of about 30 nm is formed. For forming the polysilicon film, a so-called solid phase growth method of amorphous silicon is used.

【0049】次に、このN型ポリシリコン膜をパターニ
ングしてTFT用ドレイン領域31、TFTのオフセッ
ト領域32、TFT用ソース領域33およびTFT用チ
ャネル領域34が形成される。ここで、このTFT用ド
レイン領域31とTFT用ソース領域33には濃度にし
て8×1019原子/cm3 のボロン不純物がドーピング
される。
Next, the N-type polysilicon film is patterned to form a TFT drain region 31, a TFT offset region 32, a TFT source region 33, and a TFT channel region. The drain region 31 for TFT and the source region 33 for TFT are doped with a boron impurity at a concentration of 8 × 10 19 atoms / cm 3 .

【0050】次に、膜厚が40nm程度のシリコン酸化
膜がCVD法で堆積され、第2層間絶縁膜35が形成さ
れる。そして、熱処理が加えられる。ここで、この熱処
理は、処理温度900℃、窒素ガス雰囲気で30分間程
度行われる。この熱処理により、高濃度の不純物を含む
TFT用ゲート電極28aからリン不純物がTFT用ド
レイン領域31に熱拡散し、N+ ドレイン領域37がT
FT用ドレイン領域31内に形成される。そして、図4
に示すような位置にP+ + 接合面38が形成される。
Next, a silicon oxide film having a thickness of about 40 nm is deposited by the CVD method, and a second interlayer insulating film 35 is formed. Then, a heat treatment is applied. Here, this heat treatment is performed at a treatment temperature of 900 ° C. in a nitrogen gas atmosphere for about 30 minutes. By this heat treatment, phosphorus impurities are thermally diffused from the TFT gate electrode 28a containing a high concentration impurity to the TFT drain region 31, and the N + drain region 37
It is formed in the FT drain region 31. And FIG.
A P + N + junction surface 38 is formed at a position as shown in FIG.

【0051】このようにした後、接地用配線36が膜厚
300nm程度のリン不純物を含有するタングステン・
シリサイドで形成される。ここで、この接地用配線36
のパターンは、図4に示すように、P+ + 接合面38
の領域のみを、第2層間絶縁膜35を介して被覆するよ
うに形成される。以下、第1の実施例と同様にしてビッ
ト線が形成されメモリセルが形成される。
After the above, the grounding wiring 36 is made of tungsten containing phosphorus impurity having a thickness of about 300 nm.
It is formed of silicide. Here, the ground wiring 36
As shown in FIG. 4, the pattern of P + N +
Is formed so as to cover only the region with the second interlayer insulating film 35 interposed therebetween. Thereafter, bit lines are formed and memory cells are formed in the same manner as in the first embodiment.

【0052】本実施例の場合には、第1の実施例のよう
なN+ ドレイン領域37の形成のためのイオン注入工程
が除去され、製造工程が短縮される。
In the case of the present embodiment, the ion implantation step for forming the N + drain region 37 as in the first embodiment is eliminated, and the manufacturing process is shortened.

【0053】以上の実施例では、P+ + 接合がスタテ
ィック型メモリセルの負荷薄膜トランジスタの領域に形
成される場合について説明した。しかし、本発明と同様
な構造はその他の半導体装置に搭載されるダイオードに
適用されても同一の効果の生じることに言及しておく。
In the above embodiment, the case where the P + N + junction is formed in the region of the load thin film transistor of the static memory cell has been described. However, it should be noted that the same effect is obtained even when a structure similar to the present invention is applied to a diode mounted on another semiconductor device.

【0054】[0054]

【発明の効果】このように本発明のスタティク型メモリ
セルの負荷薄膜トランジスタ部に寄生して形成されるダ
イオードにおいては、P+ + 接合面がポリシリコン膜
の結晶粒界の方向に形成され、この接合面が薄い層間絶
縁膜を介して接地用配線に被覆される。そして、このP
+ + 接合において、N+ 領域すなわちN+ ドレイン領
域の不純物濃度はP+ 領域すなわちTFT用ドレイン領
域のそれより高くなっている。
As described above, in the diode parasitically formed in the load thin film transistor portion of the static memory cell of the present invention, the P + N + junction surface is formed in the direction of the crystal grain boundary of the polysilicon film. This joint surface is covered with a ground wiring via a thin interlayer insulating film. And this P
At the + N + junction, the impurity concentration of the N + region, that is, the N + drain region is higher than that of the P + region, that is, the drain region for the TFT.

【0055】このような本発明のメモリセルの構造で
は、この寄生のダイオード特性は向上すると共にそのメ
モリセル間でのダイオード特性のバラツキは減少する。
そして、このようなメモリセルを搭載するSRAMの動
作性能は向上する。
In such a structure of the memory cell of the present invention, the parasitic diode characteristics are improved and the variation in the diode characteristics between the memory cells is reduced.
Then, the operation performance of the SRAM in which such a memory cell is mounted is improved.

【0056】また、本発明のメモリセルの構造では、こ
のようなPN接合部の周辺配線からの電気的擾乱に対す
る耐性が向上する。すなわち、メモリセルに配設される
ビット線の電位変動するとそれにあわせてTFT用ドレ
イン領域が容量カップリングにより変動し易くなるが、
このような変動に対して強くなる。
Further, in the structure of the memory cell of the present invention, the resistance to electrical disturbance from the peripheral wiring at the PN junction is improved. In other words, when the potential of the bit line arranged in the memory cell fluctuates, the TFT drain region is likely to fluctuate due to the capacitive coupling.
It becomes strong against such a change.

【0057】このように本発明は、TFTを負荷薄膜ト
ランジスタとするスタティック型メモリセルに形成され
る寄生ダイオードの電気特性のバラツキを低減させ、あ
るいは不安定性を抑制して、SRAMに必要な動作マー
ジンの縮減を可能にする。そして、このSRAMの微細
化あるいは高集積化を容易にする。
As described above, the present invention reduces the variation in the electrical characteristics of the parasitic diode formed in the static memory cell in which the TFT is the load thin film transistor, or suppresses the instability, thereby reducing the operation margin required for the SRAM. Enable reduction. This facilitates miniaturization or high integration of the SRAM.

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

【図1】本発明を説明するためのメモリセルの平面図で
ある。
FIG. 1 is a plan view of a memory cell for describing the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例を説明するためのメモリ
セルの断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a memory cell for explaining a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例を説明するためのPN接
合部の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a PN junction for explaining the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例を説明するためのメモリ
セルの断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a memory cell for explaining the first embodiment of the present invention.

【図5】メモリセルの等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a memory cell.

【図6】従来の技術のメモリセルの平面図である。FIG. 6 is a plan view of a conventional memory cell.

【図7】従来の技術のメモリセルの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional memory cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,22,101,202 素子分離絶縁膜 21,201 シリコン基板 2,2a,102,102a シリコン活性領域 3,3a,25,103,103a,205 ゲート
電極 4,4a,104,104a ダイレクトコンタクト 5,5a,105,105a ワード線 6,6a,27,108,108a,209 ノード
部第1コンタクト 7,7a,28,28a TFT用ゲート電極 109,109a,210,210a TFT用ゲー
ト電極 8,8a,30,110,110a,212 ノード
部第2コンタクト 9,9a,31,111,111a,213 TFT
用ドレイン領域 10,10a,33,112,112a,215 T
FT用ソース領域 11,11a,34 TFT用チャネル領域 113,113a,210 TFT用チャネル領域 12,12a,106,106a 接地用コンタクト 13,36,107,207 接地用配線 14,14a,115,115a ビット線用コンタ
クト 16,16a,40,116,116a,219 ビ
ット線 23,203 n+ 拡散層 24,204 ゲート絶縁膜 26,206 第1層間絶縁膜 35,208 第2層間絶縁膜 29,211 TFT用ゲート絶縁膜 32,214 TFT用オフセット領域 37 N+ ドレイン領域 38,217 P+ + 接合面 39,218 第3層間絶縁膜 41,220 第4層間絶縁膜 Q1,Q3 駆動トランジスタ Q2,Q4 負荷薄膜トランジスタ Q5,Q6 トランスファ・トランジスタ N1,N2 ノード WL ワード線 BL,BL’ ビット線 D1,D2 寄生ダイオード Vcc 電源電圧 Vss 接地電圧
1,2,101,202 Element isolation insulating film 21,201 Silicon substrate 2,2a, 102,102a Silicon active region 3,3a, 25,103,103a, 205 Gate electrode 4,4a, 104,104a Direct contact 5, 5a, 105, 105a Word line 6, 6a, 27, 108, 108a, 209 Node portion first contact 7, 7a, 28, 28a TFT gate electrode 109, 109a, 210, 210a TFT gate electrode 8, 8a, 30 , 110, 110a, 212 Node section second contact 9, 9a, 31, 111, 111a, 213 TFT
Drain region 10, 10a, 33, 112, 112a, 215 T
FT source region 11, 11a, 34 TFT channel region 113, 113a, 210 TFT channel region 12, 12a, 106, 106a Ground contact 13, 36, 107, 207 Ground wiring 14, 14a, 115, 115a bit Line contact 16, 16a, 40, 116, 116a, 219 Bit line 23, 203 n + diffusion layer 24, 204 Gate insulating film 26, 206 First interlayer insulating film 35, 208 Second interlayer insulating film 29, 211 For TFT Gate insulating films 32, 214 TFT offset region 37 N + drain region 38, 217 P + N + junction surface 39, 218 Third interlayer insulating film 41, 220 Fourth interlayer insulating film Q1, Q3 Driving transistor Q2, Q4 Load thin film transistor Q5, Q6 transfer transistor N1, 2 node WL word lines BL, BL 'bit lines D1, D2 parasitic diode Vcc power supply voltage Vss a ground voltage

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面に形成された1対の情
報転送用MOSFETと、フリップフロップ回路を構成
する1対の駆動用MOSFETおよび1対の負荷用薄膜
トランジスタとで形成されるスタティック型メモリセル
において、前記1対の負荷用薄膜トランジスタのゲート
電極がN型高濃度不純物を含有する第1層のシリコン薄
膜で形成され、前記1対の負荷用薄膜トランジスタのソ
ース・ドレインのうちソース領域は前記第1層のシリコ
ン薄膜と層間絶縁膜を挟んで分離された第2層のシリコ
ン薄膜のP型高濃度不純物を含有する領域に形成され、
一方のドレイン領域はN型高濃度不純物とP型高濃度不
純物で構成されるPN接合ダイオードを有する第2層の
シリコン薄膜の領域に形成され、前記1対の負荷用薄膜
トランジスタのうち一方の負荷用薄膜トランジスタのゲ
ート電極と他方の負荷用薄膜トランジスタの前記N型高
濃度不純物を含むドレイン領域とが前記層間絶縁膜に設
けたコンタクト孔を介して電気的に接続され、前記PN
接合ダイオードの接合領域が薄い絶縁膜を介して導電体
材薄膜で被覆され前記導電体材薄膜は一定の電位に固定
されていることを特徴としたスタティック型メモリセ
ル。
1. A static memory cell formed by a pair of information transfer MOSFETs formed on the surface of a semiconductor substrate, a pair of drive MOSFETs forming a flip-flop circuit, and a pair of load thin film transistors. Wherein the gate electrode of the pair of load thin film transistors is formed of a first layer silicon thin film containing an N-type high concentration impurity, and the source region of the source / drain of the pair of load thin film transistors is the first region. Formed in a region containing a P-type high-concentration impurity of a second-layer silicon thin film separated by a layer of a silicon thin film and an interlayer insulating film,
One drain region is formed in a region of the second layer of silicon thin film having a PN junction diode composed of an N-type high-concentration impurity and a P-type high-concentration impurity. The gate electrode of the thin film transistor and the drain region containing the N-type high-concentration impurity of the other load thin film transistor are electrically connected via a contact hole provided in the interlayer insulating film, and the PN
A static memory cell, wherein a junction region of a junction diode is covered with a thin conductive material via a thin insulating film, and the thin conductive material is fixed at a constant potential.
【請求項2】 前記情報転送用MOSFETのソース
は、前記半導体基板の表面に形成され接地電位に固定さ
れた拡散層に形成され、前記導電体材薄膜は前記拡散層
と電気的に接続されていることを特徴とした請求項1記
載のスタティック型メモリセル。
2. A source of the information transfer MOSFET is formed on a diffusion layer formed on a surface of the semiconductor substrate and fixed to a ground potential, and the conductive material thin film is electrically connected to the diffusion layer. 2. The static memory cell according to claim 1, wherein:
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