JP2659619B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2659619B2
JP2659619B2 JP2413392A JP41339290A JP2659619B2 JP 2659619 B2 JP2659619 B2 JP 2659619B2 JP 2413392 A JP2413392 A JP 2413392A JP 41339290 A JP41339290 A JP 41339290A JP 2659619 B2 JP2659619 B2 JP 2659619B2
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transistor
gate electrode
diffusion region
region
insulating film
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剛 古賀
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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】この発明は半導体装置のデバイス
構造、特にTFT(Thin Film Transistor) を用いて構
成されたものに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device structure of a semiconductor device, and more particularly to a device structure using a TFT (Thin Film Transistor).

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は従来のTFTを用いたCMOS型
SRAMのメモリセル断面図である。図において、1は
シリコン基板、3はNチャネルトランジスタ用のゲート
酸化膜2を介して形成されたゲート電極、4は上記半導
体基板1に形成されたN+ 拡散領域、5は層間絶縁膜、
6はPチャネルトランジスタ用のゲート電極、7はゲー
ト酸化膜、8はP+ 拡散領域、9はPチャネル領域、1
0は上記P+ 拡散領域8とN+ 拡散領域4とを接続する
コンタクト領域であり、上記P+ 拡散領域8,Pチャネ
ル領域9とで動作層を形成している。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a sectional view of a memory cell of a conventional CMOS type SRAM using a TFT. In the figure, 1 is a silicon substrate, 3 is a gate electrode formed via a gate oxide film 2 for an N-channel transistor, 4 is an N + diffusion region formed on the semiconductor substrate 1, 5 is an interlayer insulating film,
6 is a gate electrode for a P-channel transistor, 7 is a gate oxide film, 8 is a P + diffusion region, 9 is a P-channel region,
Reference numeral 0 denotes a contact region connecting the P + diffusion region 8 and the N + diffusion region 4, and the P + diffusion region 8 and the P channel region 9 form an operation layer.

【0003】次に製造方法について説明する。シリコン
基板1上にNチャネルトランジスタ用のゲート酸化膜2
及びゲート電極3を形成する。上記ゲート酸化膜2は膜
厚150オングストローム程度のシリコンの熱酸化膜、
ゲート電極3は2000オングストローム程度の多結晶
シリコンと1500オングストローム程度のタングステ
ンシリサイドよりなる。
Next, a manufacturing method will be described. Gate oxide film 2 for N-channel transistor on silicon substrate 1
And a gate electrode 3 are formed. The gate oxide film 2 is a thermal oxide film of silicon having a thickness of about 150 Å,
The gate electrode 3 is made of polycrystalline silicon of about 2000 Å and tungsten silicide of about 1500 Å.

【0004】次にゲート電極3に対し、セルフ・アライ
ンでN+ 拡散領域4を基板表面に形成する。N+ 拡散領
域4はリンと砒素の2重注入により形成される。
Next, an N + diffusion region 4 is formed on the substrate surface in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 3. N + diffusion region 4 is formed by double implantation of phosphorus and arsenic.

【0005】次にゲート電極3上に1500オングスト
ローム程度のCVD酸化膜を用いて層間絶縁膜5を形成
した後、2000オングストローム程度の多結晶シリコ
ンを層間絶縁膜5上に形成してPチャネルトランジスタ
用のゲート電極6を形成する。
Then, after forming an interlayer insulating film 5 on the gate electrode 3 using a CVD oxide film of about 1500 Å, polycrystalline silicon of about 2000 Å is formed on the interlayer insulating film 5 to form a P-channel transistor. Is formed.

【0006】次に薄膜化したCVD酸化膜を用いてゲー
ト酸化膜7を形成した後、多結晶シリコンによりPチャ
ネル領域9及びボロン注入等によりP+ 拡散領域8を形
成する。また層間絶縁膜5を一部除去することにより、
+ 拡散領域8とN+ 拡散領域4を結ぶコンタクト領域
10を形成する。
Next, after a gate oxide film 7 is formed using a thinned CVD oxide film, a P channel region 9 is formed from polycrystalline silicon and a P + diffusion region 8 is formed by boron implantation or the like. Also, by partially removing the interlayer insulating film 5,
A contact region connecting the P + diffusion region and the N + diffusion region is formed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来のTFTを用いた
半導体装置は以上のように構成されているので、多結晶
シリコン層が3層必要となり、上下方向の段差も大きく
回路上の配線も複雑となるという問題点があった。また
上下方向の段差をなくすために平面的にトランジスタを
構成するとメモリサイズが大きくなるという問題点があ
った。
The semiconductor equipment using INVENTION Problems to be Solved conventional TFT is configured as described above, the polycrystalline silicon layer is required three layers, also the vertical direction of the step is large circuit on the wiring There was a problem that it became complicated. In addition, there is a problem that when a transistor is formed in a plane to eliminate a step in the vertical direction, the memory size increases.

【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、多結晶シリコン層を減らし、配
線構造を簡易化するとともに、メモリサイズの増大をき
たさない半導体装置を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to reduce the number of polycrystalline silicon layers, simplify the wiring structure, and obtain a semiconductor device which does not increase the memory size. Aim.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、基板の表面領域内に形成され、第1のトランジス
タを構成する動作層と、該動作層上に絶縁膜を介して形
成された上記第1のトランジスタのゲート電極と、該
1のトランジスタのゲート電極上に絶縁膜を介して形成
され、第2のトランジスタを構成するゲート電極と、該
第2のトランジスタのゲート電極側壁面上に絶縁膜を
介して形成され、上記第2のトランジスタを構成する
作層とを備え、上記第1のトランジスタのソース/ドレ
イン拡散領域間を流れる電流を、該第1のトランジスタ
のゲート電極により制御し、かつ上記第2のトランジス
タのソース/ドレイン拡散領域間を流れる電流を、該第
2のトランジスタのゲート電極により制御するよう構成
たものである。
A semiconductor device according to the present invention is formed in a surface region of a substrate and includes a first transistor.
An operation layer of the data, and the gate electrode of the first transistor formed via an insulating film on said operating layer, the first
A gate electrode which is formed on a gate electrode of the first transistor via an insulating film and constitutes a second transistor ;
An operating layer that is formed on the side wall surface of the gate electrode of the second transistor via an insulating film, and that constitutes the second transistor, wherein the source / drain of the first transistor is provided .
The current flowing between the in-diffusion regions is supplied to the first transistor
And the second transistor
Current flowing between the source / drain diffusion regions of the
Configuration controlled by the gate electrode of two transistors
It was done.

【0010】[0010]

【作用】この発明においては、基板上に形成されたトラ
ンジスタの上にさらに絶縁膜を介して配置された、TF
Tのゲート電極側壁面上に動作層が形成されているた
め、多結晶シリコン層による段差が減少しまた、メモ
リセルサイズが増大することもない。
According to the present invention, a TF is further provided on a transistor formed on a substrate via an insulating film.
Since the operation layer is formed on the side wall surface of the gate electrode of T, the step due to the polycrystalline silicon layer is reduced , and the memory cell size is not increased.

【0011】[0011]

【実施例】図1(a) は本発明の一実施例によるTFTを
用いたCMOS型SRAMのメモリセルの断面図、図1
(b) はその鳥瞰図である。図において、図2と同一符号
は同一または相当部分を示し、11はTFTのゲート電
極側壁部の多結晶シリコン層である。
FIG. 1A is a sectional view of a memory cell of a CMOS SRAM using a TFT according to an embodiment of the present invention.
(b) is the bird's eye view. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding parts, and reference numeral 11 denotes a polycrystalline silicon layer on the side wall of the gate electrode of the TFT.

【0012】次に製造方法について説明する。シリコン
基板1上に、従来と同様にしてNチャネルトランジスタ
用のゲート酸化膜2及びゲート電極3を形成する。ゲー
ト酸化膜2は膜厚150オングストローム程度のシリコ
ンの熱酸化膜、ゲート電極3は2000オングストロー
ム程度の多結晶シリコンと1500オングストローム程
度のタングステンシリサイドよりなる。
Next, the manufacturing method will be described. On a silicon substrate 1, a gate oxide film 2 and a gate electrode 3 for an N-channel transistor are formed in the same manner as in the prior art. The gate oxide film 2 is made of a thermal oxide film of silicon having a thickness of about 150 Å, and the gate electrode 3 is made of polycrystalline silicon having a thickness of about 2,000 Å and tungsten silicide having a thickness of about 1500 Å.

【0013】次にゲート電極3に対し、セルフ・アライ
ンでN+ 拡散領域4を基板1表面に形成する。N+ 拡散
領域4はリンと砒素の2重注入により形成される。
Next, an N + diffusion region 4 is formed on the surface of the substrate 1 by self-alignment with respect to the gate electrode 3. N + diffusion region 4 is formed by double implantation of phosphorus and arsenic.

【0014】次にゲート電極3上に1500オングスト
ローム程度のCVD酸化膜を用いて層間絶縁膜5を形成
した後、2000オングストローム程度の多結晶シリコ
ンを層間絶縁膜5上に形成してPチャネルトランジスタ
用のゲート電極6を形成する。
Next, an interlayer insulating film 5 is formed on the gate electrode 3 using a CVD oxide film of about 1500 angstroms, and polycrystalline silicon of about 2000 angstroms is formed on the interlayer insulating film 5 to form a P-channel transistor. Is formed.

【0015】次にPチャネルトランジスタ用のゲート電
極6を酸化しゲート電極6の両側壁面上にゲート酸化膜
7を形成する。
Next, the gate electrode 6 for the P-channel transistor is oxidized to form a gate oxide film 7 on both side walls of the gate electrode 6.

【0016】次に多結晶シリコンをデポした後、異方性
エッチングを行うことによりゲート電極6の側壁面上に
多結晶シリコン層11を形成する。この多結晶シリコン
層11のP+ 拡散領域8はボロンを注入することにより
形成され、多結晶シリコン層11のボロンを注入されな
い領域がPチャネル領域9となる。
Next, after depositing the polycrystalline silicon, anisotropic etching is performed to form a polycrystalline silicon layer 11 on the side wall surface of the gate electrode 6. The P + diffusion region 8 of the polycrystalline silicon layer 11 is formed by implanting boron, and the region of the polycrystalline silicon layer 11 where boron is not implanted becomes the P channel region 9.

【0017】次に作用効果について説明する。以上のよ
うにしてTFTのPチャネル領域9,P+ 拡散領域8か
らなる動作層を、ゲート電極6の側壁面上にゲート酸化
膜7を介して形成することで、従来のゲート電極6上部
に酸化膜7を介して拡散領域8,チャネル領域9を形成
する構造のものに比べ、多結晶シリコン層1段分段差を
減らすことができ、またメモリセルサイズは従来のもの
と同等のサイズに保つことができ、さらに配線構造も簡
易化することができる。なお図1(b) はコンタク領域1
0は省略してある。
Next, the function and effect will be described. As described above, the operation layer including the P channel region 9 and the P + diffusion region 8 of the TFT is formed on the side wall surface of the gate electrode 6 with the gate oxide film 7 interposed therebetween. Compared with the structure in which the diffusion region 8 and the channel region 9 are formed via the oxide film 7, a step difference of one step of the polycrystalline silicon layer can be reduced, and the memory cell size is maintained at the same size as the conventional one. In addition, the wiring structure can be simplified. FIG. 1 (b) shows the contact area 1
0 is omitted.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体装
置によれば、基板上に形成されたトランジスタの上にさ
らに絶縁膜を介して配置されたTFTのゲート電極の側
壁面上に、ゲート絶縁膜を介してソース/ドレイン拡散
領域及びチャネル領域からなる動作層を形成したので、
トランジスタの上下方向の厚みが小さくなり、これを用
いてCMOS型SRAM等を構成した場合、メモリサイ
ズを増大することなく上下方向の段差を低減することが
でき、またその配線構造も簡易なものとすることができ
るという効果がある。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, the transistor is formed on the transistor formed on the substrate.
Further, since an operation layer composed of a source / drain diffusion region and a channel region is formed on the side wall surface of the gate electrode of the TFT arranged via the insulating film via the gate insulating film,
In the case where the thickness of the transistor in the vertical direction is reduced and a CMOS type SRAM or the like is formed by using the transistor, the step in the vertical direction can be reduced without increasing the memory size, and the wiring structure is simple. There is an effect that can be.

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

【図1】この発明の一実施例によるTFTを用いたCM
OS型SRAMのメモリセルを説明するための図であ
る。
FIG. 1 is a CM using a TFT according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a memory cell of an OS type SRAM.

【図2】従来のTFTを用いたCMOS型SRAMのメ
モリセルを説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a memory cell of a CMOS SRAM using a conventional TFT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 Nチャネルトランジスタ用のゲート酸化膜 3 ゲート電極 4 N+ 拡散領域 5 層間絶縁膜 6 Pチャネルトランジスタ用のゲート電極 7 ゲート酸化膜 8 P+ 拡散領域 9 Pチャネル領域 10 コンタクト領域 11 TFTのゲート電極側壁部の多結晶シリコン層Reference Signs List 1 silicon substrate 2 gate oxide film for N-channel transistor 3 gate electrode 4 N + diffusion region 5 interlayer insulating film 6 gate electrode for P-channel transistor 7 gate oxide film 8 P + diffusion region 9 P-channel region 10 contact region 11 TFT Polysilicon layer on the side wall of the gate electrode

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板の表面領域内に形成された、ソース
/ドレイン拡散領域とその間のチャネル領域とからな
る、第1のトランジスタの動作層と、 該第1のトランジスタの動作層上に絶縁膜を介して形成
された該第1のトランジスタのゲート電極と、 該第1のトランジスタのゲート電極の上に絶縁膜を介し
て形成された第2のトランジスタのゲート電極と、 該第2のトランジスタのゲート電極側壁面上に絶縁膜
を介して形成された、ソース/ドレイン拡散領域とその
間のチャネル領域とからなる、第2のトランジスタの動
作層とを備え 上記第1のトランジスタのソース/ドレイン拡散領域間
を流れる電流を、該第1のトランジスタのゲート電極に
より制御し、かつ上記第2のトランジスタのソース/ド
レイン拡散領域間を流れる電流を、該第2のトランジス
タのゲート電極により制御するよう構成し たことを特徴
とする半導体装置。
1. A source formed in a surface region of a substrate.
/ Drain diffusion region and the channel region between them
That the active layer of the first transistor, and a gate electrode of the first of the first transistor formed via an insulating film on the active layer of the transistor, on the gate electrode of the first transistor A gate electrode of a second transistor formed via an insulating film; a source / drain diffusion region formed on a side wall surface of the gate electrode of the second transistor via an insulating film;
Comprising a channel region between, and a operation layer of the second transistor, the source / drain diffusion region of the first transistor
To the gate electrode of the first transistor.
And the source / drain of the second transistor
The current flowing between the rain diffusion regions is applied to the second transistor.
A semiconductor device configured to be controlled by a gate electrode of the semiconductor device.
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