JP3108819B2 - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置及びその製造方法

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JP3108819B2
JP3108819B2 JP03166991A JP16699191A JP3108819B2 JP 3108819 B2 JP3108819 B2 JP 3108819B2 JP 03166991 A JP03166991 A JP 03166991A JP 16699191 A JP16699191 A JP 16699191A JP 3108819 B2 JP3108819 B2 JP 3108819B2
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    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
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    • H01L29/417Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • HELECTRICITY
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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、例えば高抵抗負荷型S
RAM(static random access
memory)、或いは、TFT(thin film
transistor)負荷型SRAMなどの半導体
記憶装置及びその製造方法の改良に関する。
【0002】現在、SRAMとしては、高抵抗を負荷と
する型式のもの、或いは、TFTを負荷とする型式のも
のなどが知られているが、基本的な部分で未だ改良され
なければならない点が多く存在し、例えば、ドライバ・
トランジスタと負荷との接続構成もその一つである。
【0003】
【従来の技術】図24乃至図33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34乃至図39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24乃
至図33の要部切断側面図は要部平面図である図39に
表されている線Y−Yに沿う切断面を採ってある。
【0004】図24参照 24−(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。 24−(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25参照 25−(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。 25−(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26及び図34参照 26−(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。 26−(2) 気相拡散法を適用することに依り、例えば1×10
21〔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34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27参照 27−(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。 27−(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28及び図35参照 28−(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。 28−(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
28では見えない。
【0009】図29参照 29−(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。 29−(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30及び図36参照 30−(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。 30−(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31参照 31−(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。 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。 31−(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電源レベル供給線12を形成する。
【0012】図32及び図37参照 32−(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。 32−(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。 32−(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33及び図38参照 33−(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33及び図38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40と対比すると明らかになる。
【0014】図39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24乃
至図38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39では図33並びに図38に見られるAlから
なるビット線14は除去してある。
【0015】図40は図24乃至図39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41乃至図51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、これら要部切断側面図
は要部平面図である図52に表されている線Y−Yに沿
う切断面を採ってある。
【0022】図41参照 41−(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。 41−(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。
【0023】図42参照 42−(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。 42−(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。
【0024】図43参照 43−(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。 43−(2) 気相拡散法を適用することに依り、例えば1×10
21〔cm-3〕の燐(P)の導入を行ってn+ −不純物領域
6Aを形成する。
【0025】図44参照 44−(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。 44−(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。
【0026】図45参照 45−(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。 45−(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
21では表すことができないので、図52を参照にする
と良い。
【0027】図46参照 46−(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。 46−(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。
【0028】図47参照 47−(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。 47−(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
行ってコンタクト・ホール9Aを形成する。
【0029】図48参照 48−(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。 48−(2) イオン注入法を適用することに依り、ドーズ量を1×1
15〔cm-2〕、そして、加速エネルギを20〔keV〕
とし、Pイオンの打ち込みを行う。 48−(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負荷のゲート電極15を形成す
る。
【0030】図49参照 49−(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負荷のゲート絶縁膜1
6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16
Aを形成する。
【0031】図50参照 50−(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。 50−(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5〔keV〕
として、TFT負荷のソース領域及びドレイン領域とな
るべき部分、Vcc電源レベル供給線となるべき部分にB
イオンの打ち込みを行う。尚、VCC電源レベル供給線と
なるべき部分についても図52を参照すると良い。 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負荷のソース領域17及びドレ
イン領域18及びチャネル領域19、VCC電源レベル供
給線などを形成する。
【0032】図51参照 51−(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からなる絶縁膜を順に形成する。
尚、この図に於いては、簡明にする為、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。 51−(2) 絶縁膜21に於けるPSGからなる部分をリフローして
平坦化する為の熱処理を行う。 51−(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。 51−(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。
【0033】図52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41乃
至図51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、簡明にするた
め、図52では図51に見られるAlからなるビット線
22は除去してある。
【0034】図53は図41乃至図52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41乃至図52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、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、Q5及
びQ6は負荷用TFTであるトランジスタ、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。
【0035】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。
【0036】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。
【0037】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、高抵抗負荷型SRAMに
比較すると、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。
【0038】ところで、図51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の下方に負荷用
TFTのチャネルが存在している。
【0039】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。
【0040】この二重ゲート構造TFT負荷型SRAM
では、図41乃至図53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負荷のゲート電極15と同じパターンをもつ
上側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、
その他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。
【0041】図54乃至図56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41−(1)から50−(3)まで、即ち、TFT
負荷のソース領域17、ドレイン領域18、チャネル領
域19、VCC電源レベル供給線など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41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。
【0042】図54参照 54−(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。 54−(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
グを行って第四の多結晶シリコン膜に対するコンタクト
・ホール23Aを形成する。
【0043】図55参照 55−(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。 55−(2) 熱拡散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1×1021〔cm-3〕のPを拡散する。 55−(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負荷の上側ゲート電極24を形
成する。
【0044】図56参照 56−(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51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。 56−(2) 絶縁膜25に於けるPSGからなる部分をリフローして
平坦化する為の熱処理を行う。 56−(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。 56−(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。
【0045】
【発明が解決しようとする課題】前記したTFT負荷型
SRAM、或いは、二重ゲート構造TFT負荷型SRA
Mは、設計通りのものが得られた場合、消費電力が少な
く、且つ、安定に動作するなど、多くの利点をもつが、
その製造には種々な問題があって、確立された技術であ
るとは言い難いところがあり、その一つとして、ドライ
バ・トランジスタのドレイン及びゲートなどを接続する
場合が挙げられる。これについては、以下に、図を参照
しつつ詳細に説明するが、ここで説明する問題点は、高
抵抗負荷型SRAMにおいて、ドライバ・トランジスタ
と高抵抗負荷とを接続する場合にも当て嵌まるものであ
る。
【0046】図57乃至図60はTFT負荷型SRAM
或いは二重ゲート構造TFT負荷型SRAMに於けるド
ライバ・トランジスタのドレインとゲートとを接続する
部分を作成する工程を説明する為の工程要所に於けるS
RAM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41乃至図5
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。
【0047】図57参照 57−(1) 前記した従来の技術に関する説明と同様にして、シリコ
ン半導体基板1にフィールド絶縁膜2、ゲート絶縁膜3
を形成する。 57−(2) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、コンタクト・ホール・パターンの開口を
もつフォト・レジスト膜30を形成する。 57−(3) エッチャントを例えば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。 57−(4) コンタクト・ホール3Aを形成した際にマスクとして用
いたフォト・レジスト膜30を酸素プラズマで除去す
る。この際、コンタクト・ホール3A内に露出されたシ
リコン半導体基板1の表面には僅かではあるが酸化膜が
成長されてしまう。
【0048】図58参照 58−(1) 酸素プラズマでフォト・レジスト膜30を除去した際に
生成された酸化膜をフッ酸で除去してから、CVD法を
適用することに依り、第一の多結晶シリコン膜を成長さ
せる。 58−(2) 気相拡散法を適用することに依り、n+ −不純物領域6
Aの形成及び第一の多結晶シリコン膜を導電性化する為
のPの導入を行う。
【0049】図59参照 59−(1) 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4を形成する。この際、シリコン半
導体基板1の表面が露出され、その一部がエッチングさ
れるので凹所1Aが生成されてしまう。
【0050】図60参照 60−(1) イオン注入法を適用することに依り、Asイオンの打ち
込みを行ってn+−ソース領域5(図示せず)及びn+
−ドレイン領域6を形成する。
【0051】このようにして、ドライバ・トランジスタ
のゲート電極4とドレイン領域6とをコンタクトさせる
場合、工程58−(1)に見られるように、酸素プラズ
マでフォト・レジスト膜30を除去した際に生成された
酸化膜をフッ酸で除去することが必要である。然しなが
ら、そのようにすると、当然のことながらゲート絶縁膜
3が損傷され、その膜厚が小さい場合、絶縁耐圧は大き
く劣化してしまう。
【0052】また、工程59−(1)に於いて説明した
ように、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を形成した際、シリコン半導体基板1の
一部がエッチングされるので凹所1Aが生成されるので
あるが、その凹所1Aが深い場合には、ドレイン領域6
からゲート電極4が実際にコンタクトしている不純物領
域6Aに至るまでの抵抗値が大きくなってしまう旨の問
題がある。
【0053】前記したゲート絶縁膜3の損傷を防ぐ為、
ゲート絶縁膜3上に多結晶シリコンからなる保護膜を形
成することが行われている。
【0054】図61乃至図63はTFT負荷型SRAM
或いは二重ゲート構造TFT負荷型SRAMに於けるド
ライバ・トランジスタのドレインとゲートとを接続する
部分を作成する他の工程を説明する為の工程要所に於け
る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41乃至
図60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。
【0055】図61参照 61−(1) 前記した従来の技術に関する説明と同様にして、シリコ
ン半導体基板1にフィールド絶縁膜2、ゲート絶縁膜3
を形成する。 61−(2) CVD法を適用することに依り、ゲート絶縁膜3上に第
一の多結晶シリコン膜からなる保護膜31を形成する。 61−(3) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、コンタクト・ホール・パターンの開口を
もつフォト・レジスト膜30を形成する。 61−(4) エッチング・ガスをCCl4 /O2 (多結晶シリコン
用)及びフッ酸(SiO2 用)とするRIE法及びウエ
ット・エッチング法を適用することに依り、保護膜31
及びゲート絶縁膜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。
【0056】図62参照 62−(1) コンタクト・ホール3Aを形成した際にマスクとして用
いたフォト・レジスト膜30を酸素プラズマで除去す
る。この際、コンタクト・ホール3A内に露出されたシ
リコン半導体基板1の表面には、矢張り、酸化膜が成長
されてしまう。 62−(2) 酸素プラズマでフォト・レジスト膜30を除去した際に
生成された酸化膜をフッ酸で除去してから、CVD法を
適用することに依り、第二の多結晶シリコン膜を成長さ
せる。 62−(3) 気相拡散法を適用することに依り、n+ −不純物領域6
Aの形成及び第二の多結晶シリコン膜及び第一の多結晶
シリコン膜を導電性化する為のPの導入を行う。
【0057】図63参照 63−(1) 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及び第一の多結
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。この際、シリコン半導体基板1の表面が露出さ
れ、その一部がエッチングされるので凹所1Aが生成さ
れてしまう。 63−(2) イオン注入法を適用することに依り、Asイオンの打ち
込みを行ってn+−ソース領域(図示せず)及びn+
ドレイン領域6を形成する。
【0058】このようにして、ドライバ・トランジスタ
のゲート電極4とドレイン領域6とをコンタクトさせた
場合に於いて、工程62−(1)で説明したように、酸
素プラズマでフォト・レジスト膜30を除去した際に生
成された酸化膜をフッ酸で除去する手段を採っても、そ
の際、ゲート絶縁膜3は第一の多結晶シリコン膜で保護
されているから、ゲート絶縁膜3が損傷されて絶縁耐圧
が劣化するなどの虞は殆どない。
【0059】然しながら、工程63−(1)で説明した
ように、ゲート電極4を形成する際には、第一の多結晶
シリコン膜及び第二の多結晶シリコン膜をエッチングし
なければならない部分と第二の多結晶シリコン膜のみを
エッチングすれば良い部分とが存在する為、シリコン半
導体基板1に生成される凹所1Aは、図57乃至図60
について説明した場合に比較し、著しく深くなってしま
う。従って、ドレイン領域6からゲート電極4が実際に
コンタクトしている不純物領域6Aに至るまでの抵抗値
は絶対的に大きくなってしまい、悪い場合には、完全に
オープンになってしまう旨の問題がある。
【0060】本発明は、SRAMに於いて、その製造時
に、ドライバ・トランジスタに於けるゲート絶縁膜が損
傷されたり、或いは、ドライバ・トランジスタのドレイ
ン領域とゲート電極とのコンタクトが断たれたりするこ
とを防止できるようにすると共に製造工程の増加を抑え
ることができるようにする。
【0061】
【課題を解決するための手段】本発明に於ける半導体記
憶装置及びその製造方法に於いては、 (1)半導体基板(例えばシリコン半導体基板41)上
のドライバ・トランジスタのゲート絶縁膜(例えばゲー
ト絶縁膜43)に積層して形成された第一の導電膜(例
えば第一の多結晶シリコン膜)をパターニングすること
で形成されたドライバ・トランジスタのゲート電極(例
えばゲート電極47)と、前記ドライバ・トランジスタ
のゲート電極をマスクの一部として形成され且つ前記ゲ
ート電極の下方に在る埋め込みコンタクト領域(例えば
+ −不純物領域45)と接続されている前記ドライバ
・トランジスタのドレイン領域(例えばドレイン領域4
9)と、前記ドライバ・トランジスタのゲート電極に積
層して形成され且つ前記ドライバ・トランジスタのゲー
ト電極に形成されたコンタクト・ホールを介して前記埋
め込みコンタクト領域に接続された第二の導電膜(例え
ば第二の多結晶シリコン膜)とを備えてなるか、或い
は、
【0062】(2)前記(1)に於いて、前記第一の導
電膜が前記埋め込みコンタクト領域の一部を表出させる
前記コンタクト・ホールを形成する際の前記ドライバ・
トランジスタのゲート絶縁膜の保護膜を兼ねた前記ドラ
イバ・トランジスタのゲート電極(例えばゲート電極4
7)であることを特徴とするか、或いは、
【0063】(3)前記(1)に於いて、前記ドライバ
・トランジスタのゲート電極(例えばゲート電極47)
が前記積層された第一の導電膜及び第二の導電膜からな
ることを特徴とするか、或いは、
【0064】(4)前記(1)に於いて、前記第一の導
電膜からなる前記ドライバ・トランジスタのゲート電極
と前記第二の導電膜との間に介在して前記コンタクト・
ホールと同じ位置に同じパターンのコンタクト・ホール
をもつ第一の絶縁膜(例えば絶縁膜50)と、前記第一
の絶縁膜に積層され且つ前記コンタクト・ホール内に表
出された前記埋め込みコンタクト領域に接続された前記
第二の導電膜がTFT負荷のゲート電極(例えばゲート
電極51)であることを特徴とするか、或いは、
【0065】(5)前記(1)に於いて、前記第一の導
電膜からなる前記ドライバ・トランジスタのゲート電極
と前記第二の導電膜との間に介在して前記コンタクト・
ホールと同じ位置に同じパターンのコンタクト・ホール
をもつ第一の絶縁膜と、前記第一の絶縁膜に積層され且
つ前記コンタクト・ホール内に表出された前記埋め込み
コンタクト領域に接続された前記第二の導電膜が高抵抗
負荷型SRAMに於ける高抵抗であることを特徴とする
か、或いは、
【0066】(6)前記(5)に於いて、前記第一の導
電膜からなる前記ドライバ・トランジスタのゲート電極
上に順に積層された前記第一の絶縁膜及び二重ゲート構
造TFT負荷の下側ゲート電極(例えば下側ゲート電極
52)及び前記二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート
絶縁膜(例えば下側ゲート絶縁膜53)と、最上層の前
記二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート絶縁膜から最
下層の前記ドライバ・トランジスタのゲート電極までを
貫通するコンタクト・ホールを介して前記二重ゲート構
造TFT負荷の下側ゲート電極側面及び前記ドライバ・
トランジスタのゲート電極側面及び前記埋め込みコンタ
クト領域表面と接続された二重ゲート構造TFT負荷の
ドレイン領域(例えばドレイン領域54)とを備えてな
るか、或いは、
【0067】(7)前記(5)に於いて、前記第一の導
電膜からなる前記ドライバ・トランジスタのゲート電極
上に順に積層された前記第一の絶縁膜及びTFT負荷の
下側ゲート電極及び前記TFT負荷の下側ゲート絶縁膜
及び前記TFT負荷のドレイン領域及び第二の絶縁膜
(例えば絶縁膜55)と、最上層の前記第二の絶縁膜か
ら最下層の前記ドライバ・トランジスタのゲート電極ま
でを貫通するコンタクト・ホールを介して前記埋め込み
コンタクト領域と接続されたTFT負荷の上側ゲート電
極(例えば上側ゲート電極56)とを備えてなるか、或
いは、
【0068】(8)半導体基板(例えばシリコン半導体
基板41)に素子間分離の為のフィールド絶縁膜(例え
ばフィールド絶縁膜42)を形成してからドライバ・ト
ランジスタのゲート絶縁膜(例えばゲート絶縁膜43)
並びに第一の導電膜(例えば第一の多結晶シリコン膜)
を順に形成する工程と、次いで、前記第一の導電膜及び
前記ドライバ・トランジスタのゲート絶縁膜を介し不純
物の導入を行って埋め込みコンタクト領域(例えばn+
−不純物領域45)を形成する工程と、次いで、前記第
一の導電膜及びその下の前記ドライバ・トランジスタの
ゲート絶縁膜にコンタクト・ホールを形成して前記第一
の導電膜側面と前記埋め込みコンタクト領域表面とを露
出させる工程と、次いで、前記第一の導電膜側面と前記
埋め込みコンタクト領域表面とに前記コンタクト・ホー
ル内で接続される第二の導電膜(例えば第二の多結晶シ
リコン膜)を前記第一の導電膜に積層して形成する工程
と、次いで、前記第一の導電膜並びに前記第二の導電膜
をパターニングしてドライバ・トランジスタのゲート電
極(例えばゲート電極47)及びその他の電極・配線を
形成する工程と、次いで、前記ドライバ・トランジスタ
のゲート電極並びに前記フィールド絶縁膜をマスクとし
不純物の導入を行って前記埋め込みコンタクト領域に接
続されたドライバ・トランジスタのドレイン領域(例え
ばドレイン領域49)を形成する工程とが含まれてなる
ことを特徴とするか、或いは、
【0069】(9)前記(8)に於いて、前記埋め込み
コンタクト領域を形成してから前記第一の導電膜をパタ
ーニングして前記ドライバ・トランジスタのゲート電極
を形成する工程と、次いで、前記ドライバ・トランジス
タのゲート電極並びに前記フィールド絶縁膜をマスクと
し不純物の導入を行って前記埋め込みコンタクト領域に
接続されたドライバ・トランジスタのドレイン領域を形
成する工程と、次いで、全面に絶縁膜を積層形成してか
らその絶縁膜及びその下の前記ドライバ・トランジスタ
のゲート電極及び前記ドライバ・トランジスタのゲート
絶縁膜を貫通するコンタクト・ホールを形成して前記ド
ライバ・トランジスタのゲート電極側面と前記埋め込み
コンタクト領域表面を露出させる工程と、次いで、前記
ドライバ・トランジスタのゲート電極側面と前記埋め込
みコンタクト領域表面とに前記コンタクト・ホール内で
接続される第二の導電膜を前記ドライバ・トランジスタ
のゲート電極に積層して形成する工程と、次いで、前記
第二の導電膜をTFT負荷のゲート電極(例えばゲート
電極51)としてパターニングする工程とが含まれてな
ることを特徴とするか、或いは、
【0070】(10)前記(8)に於いて、前記埋め込
みコンタクト領域を形成してから前記第一の導電膜をパ
ターニングして前記ドライバ・トランジスタのゲート電
極を形成する工程と、次いで、前記ドライバ・トランジ
スタのゲート電極並びに前記フィールド絶縁膜をマスク
とし不純物の導入を行って前記埋め込みコンタクト領域
に接続された前記ドライバ・トランジスタのドレイン領
域を形成する工程と、次いで、全面に絶縁膜及び第二の
導電膜を積層形成してからパターニングして二重ゲート
構造TFT負荷の下側ゲート電極(例えば下側ゲート電
極52)を形成する工程と、次いで、全面に二重ゲート
構造TFT負荷の下側ゲート絶縁膜(例えば下側ゲート
絶縁膜53)となる第二の絶縁膜を積層形成してから最
上層である第二の絶縁膜から最下層の前記ドライバ・ト
ランジスタのゲート電極までを貫通するコンタクト・ホ
ールを形成して前記二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲ
ート電極側面と前記ドライバ・トランジスタのゲート電
極側面と前記埋め込みコンタクト領域表面を露出させる
工程と、次いで、前記二重ゲート構造TFT負荷の下側
ゲート電極側面と前記ドライバ・トランジスタのゲート
電極側面と前記埋め込みコンタクト領域表面とに前記コ
ンタクト・ホール内で接続される第三の導電膜を前記二
重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート絶縁膜に積層して
形成する工程と、次いで、前記第三の導電膜を前記二重
ゲート構造TFT負荷のドレイン領域(例えばドレイン
領域54)としてパターニングする工程とが含まれてな
るか、或いは、
【0071】(11)前記(8)に於いて、前記ドライ
バ・トランジスタのドレイン領域を形成してから第一の
絶縁膜及び二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電極
及び二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート絶縁膜及び
二重ゲート構造TFT負荷のドレイン領域及び二重ゲー
ト構造TFT負荷の上側ゲート絶縁膜(例えば上側ゲー
ト絶縁膜55)を順に積層形成する工程と、次いで、最
上層の前記二重ゲート構造TFT負荷の上側ゲート絶縁
膜から最下層の前記ドライバ・トランジスタのゲート絶
縁膜までを貫通するコンタクト・ホールを形成して前記
二重ゲート構造TFT負荷のドレイン領域側面及び前記
二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電極側面及び前
記ドライバ・トランジスタのゲート電極側面及び前記埋
め込みコンタクト領域表面を露出させる工程と、次い
で、前記二重ゲート構造TFT負荷のドレイン領域側面
及び前記二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電極側
面及び前記ドライバ・トランジスタのゲート電極側面と
前記埋め込みコンタクト領域表面とに前記コンタクト・
ホール内で接続される第四の導電膜を前記二重ゲート構
造TFT負荷の上側ゲート絶縁膜に積層して形成する工
程と、次いで、前記第四の導電膜を二重ゲート構造TF
T負荷の上側ゲート電極としてパターニングする工程と
が含まれてなることを特徴とするか、或いは、
【0072】(12)前記(8)或いは(9)或いは
(10)或いは(11)に於いて、前記半導体基板に前
記素子間分離の為のフィールド絶縁膜を形成してから前
記ドライバ・トランジスタのゲート絶縁膜を形成する工
程と、次いで、前記ドライバ・トランジスタのゲート絶
縁膜を介して不純物の導入を行って埋め込みコンタクト
領域を形成してから前記第一の導電膜を形成する工程と
が含まれてなることを特徴とするか、或いは、
【0073】(13)前記(8)或いは(9)或いは
(10)或いは(11)に於いて、前記半導体基板に前
記素子間分離の為のフィールド絶縁膜を形成してから不
純物の導入を行って埋め込みコンタクト領域を形成する
工程と、次いで、前記ドライバ・トランジスタのゲート
絶縁膜及び前記第一の導電膜を順に形成する工程とが含
まれてなることを特徴とする。
【0074】
【作用】前記手段を採ることに依り、ドライバ・トラン
ジスタのゲート電極及びフィールド絶縁膜をマスクとし
てドライバ・トランジスタのドレイン領域を形成する際
に於けるリソグラフィ工程でゲート絶縁膜が損傷された
り、或いは、半導体基板が損傷されたりすることは無く
なって、特性良好なSRAMを得ることができ、しか
も、工程の増加がないようにすることもできる。
【0075】
【実施例】図1乃至図4は本発明に於ける第一実施例を
解説する為の工程要所に於けるTFTを負荷とするSR
AMの要部切断側面図を表し、以下、これ等の図を参照
しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する各実施例に
於ける図の断面は、従来の技術を説明する為の図である
図57乃至図63に見られる断面と同じところを採って
あり、そして、図41乃至図56の一部に相当する部分
を対象として説明している。従って、図1乃至図23に
現されている部分以外の部分は従来例と全く変わりな
い。
【0076】図1参照 1−(1) 選択的熱酸化法を適用することに依り、シリコン半導体
基板41上に素子分離の為のSiO2 からなる厚さ例え
ば4000〔Å〕のフィールド絶縁膜42を形成する。 1−(2) 選択的熱酸化を行った際に用いた耐酸化性マスク膜など
を除去してシリコン半導体基板41に於ける活性領域を
表出させる。 1−(3) 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43を形成する。 1−(4) CVD法を適用することに依り、n型不純物を含有して
厚さが例えば500〔Å〕である第一の多結晶シリコン
膜を形成する。この第一の多結晶シリコン膜は、後にパ
ターニングされて、ドライバ・トランジスタに於けるゲ
ート電極の一部として作用すると共にゲート絶縁膜43
を保護する役目も果たすものである。
【0077】図2参照 2−(1) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、埋め込みコンタクト領域を形成する為の
開口44Aをもつフォト・レジスト膜44を形成する。 2−(2) 開口44Aをもつフォト・レジスト膜44をマスクとし
て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〕、また、加速エネルギを例えば1
50〔keV〕としてAsイオンの打ち込みを行って、
埋め込みコンタクト領域であるn+ −不純物領域45を
形成する。
【0078】図3参照 3−(1) n+ −不純物領域45を形成する為のマスクとして用い
たフォト・レジスト膜44を酸素プラズマに曝して除去
する。この際、第一の多結晶シリコン膜に於ける表面に
酸化膜が形成されたとしても何ら差支えない。 3−(2) 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 (多結晶シリコン用)と
CHF3 /He(SiO2 用)とするRIE法を適用す
ることに依り、n+ −不純物領域45の内側に於いて、
第一の多結晶シリコン膜並びにゲート絶縁膜43の選択
的エッチングを行ってコンタクト・ホール46を形成す
る。この工程を経ると、工程3−(1)に於いて、フォ
ト・レジスト膜44を除去する際に生成された酸化膜も
除去されてしまう。
【0079】図4参照 4−(1) CVD法を適用することに依り、n型不純物を含有した
厚さが例えば500〔Å〕の第二の多結晶シリコン膜を
形成する。 4−(2) 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HBr/He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並びに第一の多
結晶シリコン膜のパターニングを行ってゲート電極47
を形成する。前記したように、エッチング・ガスをHB
r/Heとした場合、多結晶シリコンのみがエッチング
され、SiO2 は全くといってよいほどエッチングされ
ないから、第一の多結晶シリコン膜の下地であるゲート
絶縁膜43はエッチング・ストッパとなり、シリコン半
導体基板41が損傷される虞は皆無である。 4−(3) ゲート電極47及びフィールド絶縁膜42をマスクとし
て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〕、加速エネルギを例えば50〔k
eV〕としてAsイオンの打ち込みを行って、n+ −ソ
ース領域(図示せず)及びn+ −ドレイン領域49を形
成する。図から明らかなように、ドライバ・トランジス
タに於けるゲート電極47がコンタクトしているn+
不純物領域45はn+ −ドレイン領域49の方向に延び
て互いに接続されているから、ドライバ・トランジスタ
のn+ −ドレイン領域49とドライバ・トランジスタの
ゲート電極47とが接続された状態に在る。
【0080】第一実施例では、シリコン半導体基板41
と接続される第二の多結晶シリコン膜が形成される段階
で、ゲート絶縁膜43は第一の多結晶シリコン膜に依っ
て保護された状態にあることから、損傷を受けるような
ことは起こらない。但し、従来の技術に比較すると、マ
スク工程が一回増加することになる。
【0081】図5乃至図8は本発明に於ける第二実施例
を解説する為の工程要所に於けるTFTを負荷とするS
RAMの要部切断側面図を表し、以下、これ等の図を参
照しつつ詳細に説明する。 図5参照 5−(1) 第一実施例と全く同じ工程で、シリコン半導体基板41
にフィールド絶縁膜42、ゲート絶縁膜43、不純物を
含有した第一の多結晶シリコン膜、n+ −不純物領域4
5を形成する。
【0082】図6参照 6−(1) 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HBr/He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47を形成する。 6−(2) ゲート電極47及びフィールド絶縁膜42をマスクとし
て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〕、加速エネルギを例えば50〔k
eV〕としてAsイオンの打ち込みを行って、n+ −ソ
ース領域(図示せず)及びn+ −ドレイン領域49を形
成する。本実施例では、このように早い段階で、ゲート
電極47がコンタクトしているn+ −不純物領域45と
+ −ドレイン領域49とが互いに接続され、ドライバ
・トランジスタのn+ −ドレイン領域49及びゲート電
極47とが接続された状態にしてしまう。
【0083】図7参照 7−(1) CVD法を適用することに依って、SiO2 からなる厚
さが例えば1000〔Å〕である絶縁膜50を形成す
る。 7−(2) 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(SiO2 用)及びH
Br/He(多結晶シリコン用)とするRIE法を適用
することに依り、SiO2 からなる絶縁膜50、第一の
多結晶シリコン膜であるドライバ・トランジスタのゲー
ト電極47の選択的エッチングを行ってコンタクト・ホ
ール50Aを形成する。
【0084】図8参照 8−(1) CVD法を適用することに依って、n型不純物を含有し
た厚さ例えば500〔Å〕の第二の多結晶シリコン膜を
形成する。図から判るように、この第二の多結晶シリコ
ン膜はコンタクト・ホール50Aの側面でドライバ・ト
ランジスタのゲート電極47とコンタクトし、且つ、コ
ンタクト・ホール50Aの底でn+−不純物領域45の
表面とコンタクトしている。 8−(2) 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HBr/He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負荷のゲート電極51などを形成する。
【0085】第二実施例では、ゲート絶縁膜43の損傷
が起こらないのは勿論のこと、第一実施例でゲート絶縁
膜43を保護する為に形成された第一の多結晶シリコン
膜に相当するものは、SRAMに於いて本来的に必要な
ドライバ・トランジスタのゲート電極を兼用しているの
でマスク工程の増加もない。尚、本実施例は、TFTを
負荷とするものに限られず、高抵抗負荷の場合にも適用
することができる。その場合、TFT負荷のゲート電極
51に相当する部分が高抵抗負荷となる。
【0086】図9乃至図12は本発明に於ける第三実施
例を解説する為の工程要所に於ける二重ゲート構造TF
T負荷SRAMの要部切断側面図を表し、以下、これ等
の図を参照しつつ詳細に説明する。
【0087】図9参照 9−(1) 第二実施例と全く同じ工程で、シリコン半導体基板41
にフィールド絶縁膜42、ゲート絶縁膜43、ドライバ
・トランジスタのゲート電極47、n+ −不純物領域4
5、n+ −ソース領域(図示せず)、n+ −ドレイン領
域49を形成する。
【0088】図10参照 10−(1) CVD法を適用することに依って、SiO2 からなる厚
さが例えば1000〔Å〕である絶縁膜50を形成す
る。 10−(2) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば500
〔Å〕の第二の多結晶シリコン膜を形成する。 10−(3) 熱拡散法を適用することに依り、前記第二の多結晶シリ
コン膜に例えば1×1021〔cm-3〕のPを拡散する。 10−(4) 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、前記第二の多結晶シリコン膜のパターニ
ングを行って二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電
極52を形成する。
【0089】図11参照 11−(1) CVD法を適用することに依り、SiO2 からなる厚さ
例えば200〔Å〕である二重ゲート構造TFT負荷の
下側ゲート絶縁膜53を形成する。 11−(2) 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。 11−(3) 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5〔keV〕として、
二重ゲート構造TFT負荷のソース領域及びドレイン領
域となるべき部分にBイオンの打ち込みを行う。 11−(4) 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
を行って二重ゲート構造TFT負荷のソース領域(図示
せず)、ドレイン領域54、チャネル領域(図示せ
ず)、VCC電源レベル供給線(図示せず)などを形成す
る。
【0090】図12参照 12−(1) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば500
〔Å〕のSiO2 からなる二重ゲート構造TFT負荷の
上側ゲート絶縁膜55を形成する。 12−(2) 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(SiO2 用)及びH
Br/He(多結晶シリコン用)とするRIE法を適用
することに依り、SiO2 からなる二重ゲート構造TF
T負荷の上側ゲート絶縁膜55、二重ゲート構造TFT
負荷のドレイン領域54、SiO2 からなる二重ゲート
構造TFT負荷の下側ゲート絶縁膜53、二重ゲート構
造TFT負荷の下側ゲート電極52、SiO2 からなる
絶縁膜50、ドライバ・トランジスタのゲート電極47
の選択的エッチングを行ってコンタクト・ホールを形成
する。 12−(3) 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。 12−(4) 熱拡散法を適用することに依り、前記第四の多結晶シリ
コン膜に例えば1×1021〔cm-3〕のPを拡散する。 12−(5) 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HBr/He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
を行って二重ゲート構造TFT負荷の上側ゲート電極5
6などを形成する。図から判るように、この上側ゲート
電極56はコンタクト・ホールの側面で二重ゲート構造
TFT負荷のドレイン領域54、二重ゲート構造TFT
負荷の下側ゲート電極52、ドライバ・トランジスタの
ゲート電極47とコンタクトし、且つ、コンタクト・ホ
ールの底でn+ −不純物領域45の表面とコンタクトし
ている。従って、それらの全てがドライバ・トランジス
タのドレイン領域49とコンタクトしている。
【0091】第三実施例では、二重ゲート構造TFT負
荷の上側ゲート電極56が最上層から最下層まで貫通す
ることに依って、ドライバ・トランジスタと二重ゲート
構造TFT負荷とを組み合わせる場合に必要な接続を行
っている。勿論、ゲート絶縁膜43の損傷は起こらず、
また、通常の二重ゲート構造TFT負荷をもつSRAM
を製造する場合に比較してマスク工程は二回減少してい
る。
【0092】第一実施例乃至第三実施例に於いては、接
続用の不純物領域であるn+ −不純物領域45を形成す
る際、ドライバ・トランジスタに於けるゲート電極47
となるべき第一の多結晶シリコン膜を貫通するイオン注
入を行っているが、この他の手段を採った実施例につい
て説明する。
【0093】図13及び図14は本発明に於ける第四実
施例を解説する為の工程要所に於けるSRAMの要部切
断側面図を表し、以下、これ等の図を参照しつつ詳細に
説明する。
【0094】図13参照 13−(1) 第一実施例乃至第三実施例と全く同じ工程で、シリコン
半導体基板41にフィールド絶縁膜42、ゲート絶縁膜
43を形成する。 13−(2) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、n+ −不純物領域45の形成予定部分に
対応する開口44Aをもったフォト・レジスト膜44を
形成する。 13−(3) 開口44Aをもつフォト・レジスト膜44をマスクとし
て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〕、また、加速エネルギを例えば3
0〔keV〕としてAsイオンの打ち込みを行って、埋
め込みコンタクト領域であるn+ −不純物領域45を形
成する。
【0095】図14参照 14−(1) n+ −不純物領域45を形成する為のマスクとして用い
たフォト・レジスト膜44を酸素プラズマに曝して除去
する。 14−(2) CVD法を適用することに依り、n型不純物を含有して
厚さが例えば500〔Å〕である第一の多結晶シリコン
膜を形成する。 14−(3) この後、第一実施例乃至第三実施例と同様な工程を採っ
て完成させる。
【0096】前記説明した第四実施例では、ゲート絶縁
膜43上にフォト・レジスト膜44を形成し、それをパ
ターニングして開口44Aを形成しているが、この工程
を実施した場合、ゲート絶縁膜43は損傷を受けること
があるので、その面では好ましい実施例とは言えない。
【0097】図15及び図16は本発明に於ける第五実
施例を解説する為の工程要所に於けるSRAMの要部切
断側面図を表し、以下、これ等の図を参照しつつ詳細に
説明する。
【0098】図15参照 15−(1) 第一実施例乃至第四実施例と全く同じ工程で、シリコン
半導体基板41にフィールド絶縁膜42を形成する。 15−(2) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、n+ −不純物領域45の形成予定部分に
対応する開口44Aをもったフォト・レジスト膜44を
形成する。 15−(3) 開口44Aをもつフォト・レジスト膜44をマスクとし
て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〕、また、加速エネルギを例えば3
0〔keV〕としてAsイオンの打ち込みを行って、埋
め込みコンタクト領域であるn+ −不純物領域45を形
成する。
【0099】図16参照 16−(1) n+ −不純物領域45を形成する為のマスクとして用い
たフォト・レジスト膜44を酸素プラズマに曝して除去
する。 16−(2) 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43を形成する。 16−(3) CVD法を適用することに依り、n型不純物を含有して
厚さが例えば500〔Å〕である第一の多結晶シリコン
膜を形成する。 16−(4) この後、第一実施例乃至第三実施例と同様な工程を採っ
て完成させる。
【0100】前記した第五実施例に於いては、ゲート絶
縁膜43を良質なものとする為、その形成時に高い温度
を適用すると、既に形成してあるn+ −不純物領域45
に於けるAsが大きく拡散するので好ましくない。前記
したように、第四実施例及び第五実施例は何れも欠点を
持っていて、第一実施例乃至第三実施例に比較すると好
ましくはないが、諸条件を適切に選択すれば実用の範囲
内に入ることができる。
【0101】図17乃至図20は本発明に於ける第六実
施例を解説する為の工程要所に於ける高抵抗を負荷とす
るSRAMの要部切断側面図を表し、以下、これ等の図
を参照しつつ詳細に説明する。
【0102】図17参照 17−(1) 選択的熱酸化法を適用することに依り、シリコン半導体
基板41上に素子分離の為のSiO2 からなる厚さ例え
ば4000〔Å〕のフィールド絶縁膜42を形成する。 17−(2) 選択的熱酸化を行った際に用いた耐酸化性マスク膜など
を除去してシリコン半導体基板41に於ける活性領域を
表出させる。 17−(3) 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43を形成する。 17−(4) CVD法を適用することに依り、n型不純物を含有して
厚さが例えば500〔Å〕である第一の多結晶シリコン
膜を形成する。この第一の多結晶シリコン膜は、後にパ
ターニングされて、ドライバ・トランジスタに於けるゲ
ート電極の一部として作用すると共にゲート絶縁膜43
を保護する役目も果たすものである。 17−(5) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、埋め込みコンタクト領域を形成する為の
開口を有するフォト・レジスト膜(図示せず、要すれ
ば、図2を参照)を形成する。 17−(6) 開口をもつフォト・レジスト膜をマスクとしてイオン注
入法を適用することに依り、ドーズ量を例えば1×10
15〔cm-2〕、また、加速エネルギを例えば150〔ke
V〕としてAsイオンの打ち込みを行って、埋め込みコ
ンタクト領域であるn+ −不純物領域45を形成する。
【0103】図18参照 18−(1) 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HBr/He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47を形成する。 18−(2) ゲート電極47及びフィールド絶縁膜42をマスクとし
て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〕、加速エネルギを例えば50〔k
eV〕としてAsイオンの打ち込みを行って、n+ −ソ
ース領域(図示せず)及びn+ −ドレイン領域49を形
成する。
【0104】図19参照 19−(1) CVD法を適用することに依って、SiO2 からなる厚
さが例えば1000〔Å〕である絶縁膜50を形成す
る。 19−(2) 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(SiO2 用)及びH
Br/He(多結晶シリコン用)とするRIE法を適用
することに依り、SiO2 からなる絶縁膜50、第一の
多結晶シリコン膜であるドライバ・トランジスタのゲー
ト電極47の選択的エッチングを行ってコンタクト・ホ
ール50Aを形成する。
【0105】図20参照 20−(1) CVD法を適用することに依って、n型不純物を含有し
た厚さ例えば500〔Å〕の第二の多結晶シリコン膜を
形成する。図から判るように、この第二の多結晶シリコ
ン膜はコンタクト・ホール50Aの側面でドライバ・ト
ランジスタのゲート電極47とコンタクトし、且つ、コ
ンタクト・ホール50Aの底でn+−不純物領域45の
表面とコンタクトしている。 20−(2) 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HBr/He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
を行って高抵抗負荷51Aなどを形成する。
【0106】第六実施例では、ゲート絶縁膜43の損傷
が起こらないのは勿論のこと、第一実施例でゲート絶縁
膜43を保護する為に形成された第一の多結晶シリコン
膜に相当するものは、SRAMに於いて本来的に必要な
ドライバ・トランジスタのゲート電極を兼用しているの
でマスク工程の増加もない。
【0107】図21乃至図23は本発明に於ける第七実
施例を解説する為の工程要所に於ける二重ゲート構造T
FTを負荷とするSRAMの要部切断側面図を表し、以
下、これ等の図を参照しつつ詳細に説明する。
【0108】図21参照 21−(1) 第六実施例と全く同じ工程で、シリコン半導体基板41
にフィールド絶縁膜42、ゲート絶縁膜43、ドライバ
・トランジスタのゲート電極47、n+ −不純物領域4
5、n+ −ソース領域(図示せず)、n+ −ドレイン領
域49を形成する。
【0109】図22参照 22−(1) CVD法を適用することに依って、SiO2 からなる厚
さが例えば1000〔Å〕である絶縁膜50を形成す
る。 22−(2) CVD法を適用することに依り、厚さ例えば500
〔Å〕の第二の多結晶シリコン膜を形成する。 22−(3) 熱拡散法を適用することに依り、前記第二の多結晶シリ
コン膜に例えば1×1021〔cm-3〕のPを拡散する。 22−(4) 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、前記第二の多結晶シリコン膜のパターニ
ングを行って二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電
極52を形成する。
【0110】図23参照 23−(1) CVD法を適用することに依り、SiO2 からなる厚さ
例えば200〔Å〕である二重ゲート構造TFT負荷の
下側ゲート絶縁膜53を形成する。 23−(2) 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(SiO2 用)及びH
Br/He(多結晶シリコン用)とするRIE法を適用
することに依り、SiO2 からなる二重ゲート構造TF
T負荷の下側ゲート絶縁膜53、二重ゲート構造TFT
負荷の下側ゲート電極52、SiO2 からなる絶縁膜5
0、ドライバ・トランジスタのゲート電極47の選択的
エッチングを行ってコンタクト・ホールを形成する。 23−(2) 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−(3) 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5〔keV〕として、
二重ゲート構造TFT負荷のソース領域及びドレイン領
域となるべき部分にBイオンの打ち込みを行う。 23−(4) 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
を行って二重ゲート構造TFT負荷のソース領域(図示
せず)、ドレイン領域54A、チャネル領域(図示せ
ず)、VCC電源レベル供給線(図示せず)などを形成す
る。図から判るように、ドレイン領域54Aはコンタク
ト・ホールの側面で二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲ
ート電極52、ドライバ・トランジスタのゲート電極4
7とコンタクトし、且つ、コンタクト・ホールの底でn
+ −不純物領域45の表面とコンタクトしている。従っ
て、それらの全てがドライバ・トランジスタのドレイン
領域49とコンタクトしている。
【0111】第七実施例では、二重ゲート構造TFT負
荷のドレイン領域54Aが最上層から最下層まで貫通す
ることに依って、ドライバ・トランジスタと二重ゲート
構造TFT負荷とを組み合わせる場合に必要な接続を行
っている。勿論、ゲート絶縁膜43の損傷は起こらず、
しかも、通常の二重ゲート構造TFT負荷をもつSRA
Mを製造する場合に比較してマスク工程は一回減少す
る。
【0112】
【発明の効果】本発明に依る半導体記憶装置及びその製
造方法に於いては、半導体基板上のゲート絶縁膜に積層
して第一の導電膜からなるゲート電極を形成し、前記ゲ
ート電極をマスクの一部にして前記ゲート電極の下方に
在る埋め込みコンタクト領域と接続されるドレイン領域
を形成し、前記ゲート電極に形成されたコンタクト・ホ
ールを介して前記埋め込みコンタクト領域に接続される
第二の導電膜を前記ゲート電極に積層して形成する。
【0113】前記構成を採ることに依り、ドライバ・ト
ランジスタのゲート電極及びフィールド絶縁膜をマスク
としてドライバ・トランジスタのドレイン領域を形成す
る際に於けるリソグラフィ工程でゲート絶縁膜が損傷さ
れたり、或いは、半導体基板が損傷されたりすることは
無くなって、特性良好なSRAMを得ることができ、し
かも、工程の増加がないようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるTFTを負荷とするSRAMの要部切断側
面図である。
【図2】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるTFTを負荷とするSRAMの要部切断側
面図である。
【図3】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるTFTを負荷とするSRAMの要部切断側
面図である。
【図4】本発明に於ける第一実施例を解説する為の工程
要所に於けるTFTを負荷とするSRAMの要部切断側
面図である。
【図5】本発明に於ける第二実施例を解説する為の工程
要所に於けるTFTを負荷とするSRAMの要部切断側
面図である。
【図6】本発明に於ける第二実施例を解説する為の工程
要所に於けるTFTを負荷とするSRAMの要部切断側
面図である。
【図7】本発明に於ける第二実施例を解説する為の工程
要所に於けるTFTを負荷とするSRAMの要部切断側
面図である。
【図8】本発明に於ける第二実施例を解説する為の工程
要所に於けるTFTを負荷とするSRAMの要部切断側
面図である。
【図9】本発明に於ける第三実施例を解説する為の工程
要所に於ける二重ゲート構造TFT負荷SRAMの要部
切断側面図である。
【図10】本発明に於ける第三実施例を解説する為の工
程要所に於ける二重ゲート構造TFT負荷SRAMの要
部切断側面図である。
【図11】本発明に於ける第三実施例を解説する為の工
程要所に於ける二重ゲート構造TFT負荷SRAMの要
部切断側面図である。
【図12】本発明に於ける第三実施例を解説する為の工
程要所に於ける二重ゲート構造TFT負荷SRAMの要
部切断側面図である。
【図13】本発明に於ける第四実施例を解説する為の工
程要所に於けるSRAMの要部切断側面図である。
【図14】本発明に於ける第四実施例を解説する為の工
程要所に於けるSRAMの要部切断側面図である。
【図15】本発明に於ける第五実施例を解説する為の工
程要所に於けるSRAMの要部切断側面図である。
【図16】本発明に於ける第五実施例を解説する為の工
程要所に於けるSRAMの要部切断側面図である。
【図17】本発明に於ける第六実施例を解説する為の工
程要所に於ける高抵抗を負荷とするSRAMの要部切断
側面図である。
【図18】本発明に於ける第六実施例を解説する為の工
程要所に於ける高抵抗を負荷とするSRAMの要部切断
側面図である。
【図19】本発明に於ける第六実施例を解説する為の工
程要所に於ける高抵抗を負荷とするSRAMの要部切断
側面図である。
【図20】本発明に於ける第六実施例を解説する為の工
程要所に於ける高抵抗を負荷とするSRAMの要部切断
側面図である。
【図21】本発明に於ける第七実施例を解説する為の工
程要所に於ける二重ゲート構造TFTを負荷とするSR
AMの要部切断側面図である。
【図22】本発明に於ける第七実施例を解説する為の工
程要所に於ける二重ゲート構造TFTを負荷とするSR
AMの要部切断側面図である。
【図23】本発明に於ける第七実施例を解説する為の工
程要所に於ける二重ゲート構造TFTを負荷とするSR
AMの要部切断側面図である。
【図24】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25】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26】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27】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28】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29】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平面図である。
【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平面図である。
【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平面図である。
【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平面図である。
【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平面図である。
【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平面図である。
【図40】図24乃至図39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41】従来例を解説する為の工程要所に於けるTF
T負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図42】従来例を解説する為の工程要所に於けるTF
T負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図43】従来例を解説する為の工程要所に於けるTF
T負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図44】従来例を解説する為の工程要所に於けるTF
T負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図45】従来例を解説する為の工程要所に於けるTF
T負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図46】従来例を解説する為の工程要所に於けるTF
T負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図47】従来例を解説する為の工程要所に於けるTF
T負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図48】従来例を解説する為の工程要所に於けるTF
T負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図49】従来例を解説する為の工程要所に於けるTF
T負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図50】従来例を解説する為の工程要所に於けるTF
T負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図51】従来例を解説する為の工程要所に於けるTF
T負荷型SRAMの要部切断側面図である。
【図52】図17乃至図27について説明した工程を経
て得られたTFT負荷型SRAMの要部平面図である。
【図53】図17乃至図28について説明したTFT負
荷型SRAMの要部等価回路図である。
【図54】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55】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】TFT負荷型SRAM或いは二重ゲート構造
TFT負荷型SRAMに於けるドライバ・トランジスタ
のドレインとゲートとを接続する部分を作成する工程を
説明する為の工程要所に於けるSRAMの要部切断側面
図である。
【図58】TFT負荷型SRAM或いは二重ゲート構造
TFT負荷型SRAMに於けるドライバ・トランジスタ
のドレインとゲートとを接続する部分を作成する工程を
説明する為の工程要所に於けるSRAMの要部切断側面
図である。
【図59】TFT負荷型SRAM或いは二重ゲート構造
TFT負荷型SRAMに於けるドライバ・トランジスタ
のドレインとゲートとを接続する部分を作成する工程を
説明する為の工程要所に於けるSRAMの要部切断側面
図である。
【図60】TFT負荷型SRAM或いは二重ゲート構造
TFT負荷型SRAMに於けるドライバ・トランジスタ
のドレインとゲートとを接続する部分を作成する工程を
説明する為の工程要所に於けるSRAMの要部切断側面
図である。
【図61】TFT負荷型SRAM或いは二重ゲート構造
TFT負荷型SRAMに於けるドライバ・トランジスタ
のドレインとゲートとを接続する部分を作成する他の工
程を説明する為の工程要所に於けるSRAMの要部切断
側面図である。
【図62】TFT負荷型SRAM或いは二重ゲート構造
TFT負荷型SRAMに於けるドライバ・トランジスタ
のドレインとゲートとを接続する部分を作成する他の工
程を説明する為の工程要所に於けるSRAMの要部切断
側面図である。
【図63】TFT負荷型SRAM或いは二重ゲート構造
TFT負荷型SRAMに於けるドライバ・トランジスタ
のドレインとゲートとを接続する部分を作成する他の工
程を説明する為の工程要所に於けるSRAMの要部切断
側面図である。
【符号の説明】
41 シリコン半導体基板 42 フィールド絶縁膜 43 ゲート絶縁膜 44 フォト・レジスト膜 44A 開口 45 n+ −不純物領域 46 コンタクト・ホール 47 ゲート電極 49 n+ −ドレイン領域 50 絶縁膜 50A コンタクト・ホール 51 ゲート電極 52 下側ゲート電極 53 下側ゲート絶縁膜 54 ドレイン領域 55 上側ゲート絶縁膜 56 上側ゲート電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−28368(JP,A) 特開 平2−268424(JP,A) 特開 平2−271663(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/10 371 H01L 27/10 - 27/115

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上のドライバ・トランジスタの
    ゲート絶縁膜に積層して形成された第一の導電膜をパタ
    ーニングすることで形成されたドライバ・トランジスタ
    のゲート電極と、 前記ドライバ・トランジスタのゲート電極をマスクの一
    部として形成され且つ前記ゲート電極の下方に在る埋め
    込みコンタクト領域と接続されている前記ドライバ・ト
    ランジスタのドレイン領域と、 前記ドライバ・トランジスタのゲート電極に積層して形
    成され且つ前記ドライバ・トランジスタのゲート電極に
    形成されたコンタクト・ホールを介して前記埋め込みコ
    ンタクト領域に接続された第二の導電膜とを備えてなる
    ことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】前記第一の導電膜が前記埋め込みコンタク
    ト領域の一部を表出させる前記コンタクト・ホールを形
    成する際の前記ドライバ・トランジスタのゲート絶縁膜
    の保護膜を兼ねた前記ドライバ・トランジスタのゲート
    電極であ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】前記ドライバ・トランジスタのゲート電極
    が前記積層された第一の導電膜及び第二の導電膜からな
    ることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】前記第一の導電膜からなる前記ドライバ・
    トランジスタのゲート電極と前記第二の導電膜との間に
    介在して前記コンタクト・ホールと同じ位置に同じパタ
    ーンのコンタクト・ホールをもつ第一の絶縁膜と、 前記第一の絶縁膜に積層され且つ前記コンタクト・ホー
    ル内に表出された前記埋め込みコンタクト領域に接続さ
    れた前記第二の導電膜がTFT負荷のゲート電極である
    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】前記第一の導電膜からなる前記ドライバ・
    トランジスタのゲート電極と前記第二の導電膜との間に
    介在して前記コンタクト・ホールと同じ位置に同じパタ
    ーンのコンタクト・ホールをもつ第一の絶縁膜と、 前記第一の絶縁膜に積層され且つ前記コンタクト・ホー
    ル内に表出された前記埋め込みコンタクト領域に接続さ
    れた前記第二の導電膜が高抵抗負荷に於ける高抵抗であ
    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】前記第一の導電膜からなる前記ドライバ・
    トランジスタのゲート電極上に順に積層された前記第一
    の絶縁膜及び二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電
    極及び前記二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート絶縁
    膜と、 最上層の前記二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート絶
    縁膜から最下層の前記ドライバ・トランジスタのゲート
    電極までを貫通するコンタクト・ホールを介して前記二
    重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電極側面及び前記
    ドライバ・トランジスタのゲート電極側面及び前記埋め
    込みコンタクト領域表面と接続された二重ゲート構造T
    FT負荷のドレイン領域とを備えてなることを特徴とす
    る請求項5記載の半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】前記第一の導電膜からなる前記ドライバ・
    トランジスタのゲート電極上に順に積層された前記第一
    の絶縁膜及び二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電
    極及び前記二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート絶縁
    膜及び前記二重ゲート構造TFT負荷のドレイン領域及
    び二重ゲート構造TFT負荷の上側ゲート絶縁膜と、最
    上層の前記二重ゲート構造TFT負荷の上側ゲート絶縁
    膜から最下層の前記ドライバ・トランジスタのゲート電
    極までを貫通するコンタクト・ホールを介して前記二重
    ゲート構造TFT負荷のドレイン領域側面及び前記二重
    ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電極側面及び前記ド
    ライバ・トランジスタのゲート電極側面及び前記埋め込
    みコンタクト領域表面と接続された二重ゲート構造TF
    T負荷の上側ゲート電極とを備えてなることを特徴とす
    る請求項5記載の半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】半導体基板に素子間分離の為のフィールド
    絶縁膜を形成してからドライバ・トランジスタのゲート
    絶縁膜並びに第一の導電膜を順に形成する工程と、 次いで、前記第一の導電膜及び前記ドライバ・トランジ
    スタのゲート絶縁膜を介し不純物の導入を行って埋め込
    みコンタクト領域を形成する工程と、 次いで、前記第一の導電膜及びその下の前記ドライバ・
    トランジスタのゲート絶縁膜にコンタクト・ホールを形
    成して前記第一の導電膜側面と前記埋め込みコンタクト
    領域表面とを露出させる工程と、 次いで、前記第一の導電膜側面と前記埋め込みコンタク
    ト領域表面とに前記コンタクト・ホール内で接続される
    第二の導電膜を前記第一の導電膜に積層して形成する工
    程と、次いで、前記第一の導電膜並びに前記第二の導電
    膜をパターニングしてドライバ・トランジスタのゲート
    電極及びその他の電極・配線を形成する工程と、 次いで、前記ドライバ・トランジスタのゲート電極並び
    に前記フィールド絶縁膜をマスクとし不純物の導入を行
    って前記埋め込みコンタクト領域に接続されたドライバ
    ・トランジスタのドレイン領域を形成する工程とが含ま
    れてなることを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
  9. 【請求項9】前記埋め込みコンタクト領域を形成してか
    ら前記第一の導電膜をパターニングして前記ドライバ・
    トランジスタのゲート電極を形成する工程と、 次いで、前記ドライバ・トランジスタのゲート電極並び
    に前記フィールド絶縁膜をマスクとし不純物の導入を行
    って前記埋め込みコンタクト領域に接続された前記ドラ
    イバ・トランジスタのドレイン領域を形成する工程と、 次いで、全面に絶縁膜を積層形成してからその絶縁膜及
    びその下の前記ドライバ・トランジスタのゲート電極及
    び前記ドライバ・トランジスタのゲート絶縁膜を貫通す
    るコンタクト・ホールを形成して前記ドライバ・トラン
    ジスタのゲート電極側面と前記埋め込みコンタクト領域
    表面を露出させる工程と、 次いで、前記ドライバ・トランジスタのゲート電極側面
    と前記埋め込みコンタクト領域表面とに前記コンタクト
    ・ホール内で接続される第二の導電膜を前記ドライバ・
    トランジスタのゲート電極に積層して形成する工程と、 次いで、前記第二の導電膜をTFT負荷のゲート電極と
    してパターニングする工程とが含まれてなることを特徴
    とする請求項8記載の半導体記憶装置の製造方法。
  10. 【請求項10】前記埋め込みコンタクト領域を形成して
    から前記第一の導電膜をパターニングして前記ドライバ
    ・トランジスタのゲート電極を形成する工程と、 次いで、前記ドライバ・トランジスタのゲート電極並び
    に前記フィールド絶縁膜をマスクとし不純物の導入を行
    って前記埋め込みコンタクト領域に接続された前記ドラ
    イバ・トランジスタのドレイン領域を形成する工程と、 次いで、全面に絶縁膜及び第二の導電膜を積層形成して
    から前記第二の導電膜をパターニングして二重ゲート構
    造TFT負荷の下側ゲート電極を形成する工程と、 次いで、全面に二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート
    絶縁膜となる第二の絶縁膜を積層形成してから最上層で
    ある第二の絶縁膜から最下層の前記ドライバ・トランジ
    スタのゲート電極までを貫通するコンタクト・ホールを
    形成して前記二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電
    極側面と前記ドライバ・トランジスタのゲート電極側面
    と前記埋め込みコンタクト領域表面を露出させる工程
    と、 次いで、前記二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電
    極側面と前記ドライバ・トランジスタのゲート電極側面
    と前記埋め込みコンタクト領域表面とに前記コンタクト
    ・ホール内で接続される第三の導電膜を前記二重ゲート
    構造TFT負荷の下側ゲート絶縁膜に積層して形成する
    工程と、 次いで、前記第三の導電膜を前記二重ゲート構造TFT
    負荷のドレイン領域としてパターニングする工程とが含
    まれてなることを特徴とする請求項8記載の半導体記憶
    装置の製造方法。
  11. 【請求項11】前記ドライバ・トランジスタのドレイン
    領域を形成してから第一の絶縁膜及び二重ゲート構造T
    FT負荷の下側ゲート電極及び二重ゲート構造TFT負
    荷の下側ゲート絶縁膜及び二重ゲート構造TFT負荷の
    ドレイン領域及び第二の絶縁膜を順に積層形成する工程
    と、 次いで、最上層の前記第二の絶縁膜から最下層の前記ド
    ライバ・トランジスタのゲート絶縁膜までを貫通するコ
    ンタクト・ホールを形成して前記二重ゲート構造TFT
    負荷のドレイン領域側面及び前記二重ゲート構造TFT
    負荷の下側ゲート電極側面及び前記ドライバ・トランジ
    スタのゲート電極側面及び前記埋め込みコンタクト領域
    表面を露出させる工程と、 次いで、前記二重ゲート構造TFT負荷のドレイン領域
    側面及び前記二重ゲート構造TFT負荷の下側ゲート電
    極側面及び前記ドライバ・トランジスタのゲート電極側
    面と前記埋め込みコンタクト領域表面とに前記コンタク
    ト・ホール内で接続される第四の導電膜を前記第二の絶
    縁膜に積層して形成する工程と、 次いで、前記第四の導電膜を二重ゲート構造TFT負荷
    の上側ゲート電極としてパターニングする工程とが含ま
    れてなることを特徴とする請求項8記載の半導体記憶装
    置の製造方法。
  12. 【請求項12】前記半導体基板に前記素子間分離の為の
    フィールド絶縁膜を形成してから前記ドライバ・トラン
    ジスタのゲート絶縁膜を形成する工程と、 次いで、前記ドライバ・トランジスタのゲート絶縁膜を
    介して不純物の導入を行って埋め込みコンタクト領域を
    形成してから前記第一の導電膜を形成する工程とが含ま
    れてなることを特徴とする請求項8或いは請求項9或い
    は請求項10或いは請求項11記載の半導体記憶装置の
    製造方法。
  13. 【請求項13】前記半導体基板に前記素子間分離の為の
    フィールド絶縁膜を形成してから不純物の導入を行って
    埋め込みコンタクト領域を形成する工程と、 次いで、前記ドライバ・トランジスタのゲート絶縁膜及
    び前記第一の導電膜を順に形成する工程とが含まれてな
    ることを特徴とする請求項8或いは請求項9或いは請求
    項10或いは請求項11記載の半導体記憶装置の製造方
    法。
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