JP3243885B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

Info

Publication number
JP3243885B2
JP3243885B2 JP12075893A JP12075893A JP3243885B2 JP 3243885 B2 JP3243885 B2 JP 3243885B2 JP 12075893 A JP12075893 A JP 12075893A JP 12075893 A JP12075893 A JP 12075893A JP 3243885 B2 JP3243885 B2 JP 3243885B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
well region
conductivity type
region
impurity
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP12075893A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06310683A (ja
Inventor
裕 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP12075893A priority Critical patent/JP3243885B2/ja
Publication of JPH06310683A publication Critical patent/JPH06310683A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3243885B2 publication Critical patent/JP3243885B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、DRAMあるいはSR
AM等の半導体記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体記憶装置では、N型シリコン基板
の上層にPウェル領域を形成して、そのPウェル領域に
Nチャネル型トランジスタを形成することは、広範に採
用されている。上記構成の半導体記憶装置では、図6に
示すように、N型シリコン基板61の上層にメモリセル
領域62を形成するためのPウェル領域63と、例えば
周辺回路領域64を形成するためのPウェル領域65と
が形成されている。通常、上記各Pウェル領域63,6
5を形成するプロセスは、1回のホトリソグラフィー技
術によってイオン注入マスクを形成し、1回のイオン注
入法によってN型シリコン基板61中のPウェル領域6
3,65を形成しようとする領域にP型不純物を導入す
る。その後、アニール処理を行って、N型シリコン基板
61の上層にPウェル領域63,65を形成する。した
がって、各Pウェル領域63,65の深さはほぼ同等に
なる。さらに、各Pウェル領域63,65に、トランジ
スタやキャパシタ等の素子(図示せず)を形成して、半
導体記憶装置を構成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の半導体記憶装置を、例えばSRAMのメモリセルに
適用した場合には、ソフトエラー耐性が問題になる。例
えば、メモリセル領域を形成するためのPウェル領域と
周辺回路領域を形成するためのPウェル領域とは、通
常、プロセスを簡単化するために同一プロセスで形成さ
れるので、ほぼ同等の深さになる。このため、例えばメ
モリセル領域のPウェル領域にα線が入射した場合に
は、入射したα線によって発生電荷量が増加する。この
結果、メモリセル領域の、例えばNチャネル型トランジ
スタのソフトエラー耐性が低下し、誤動作の原因にな
る。
【0004】さらに具体的に、例えばMOSキャパシタ
が使用されているもので説明する。メモリ信号は"1" ま
たは"0" で表される。例えば、"1" の場合電荷がない
状態で、"0" 電荷がある状態に対応するとき、電荷が
ない状態"1" のとき、外部より高エネルギーの粒子(例
えばα線)がシリコン基板内に入射されると、これによ
って、電子−正孔対が発生する。このうち電子はMOS
キャパシタに引き寄せられるので、外部よりメモリを操
作しないにもかかわらず、電荷のある状態"0"に変化す
る。ところが、時間が経過するともとの状態に戻る。一
方、正孔はシリコン基板に流れる。このように、半導体
記憶装置が物理的に破壊されたわけではないにもかかわ
らず誤動作を引き起こす。
【0005】本発明は、ソフトエラー耐性に優れた半導
体記憶装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた半導体記憶装置である。すなわ
ち、第1導電型の半導体基板の上層に設けた第2導電型
のウェル領域にメモリ素子を形成してなる半導体記憶装
置であって、前記第2導電型のウェル領域を、当該第2
導電型のウェル領域以外の同導電型のウェル領域よりも
浅く形成し、第2導電型のウェル領域における導電型不
純物の濃度のピーク位置を、当該第2導電型のウェル領
域以外の同導電型のウェル領域における導電型不純物の
濃度のピーク位置よりも浅い位置に設定し、かつ第2導
電型のウェル領域における導電型不純物の濃度のピーク
値を他の同導電型のウェル領域における導電型不純物の
濃度のピーク値よりも高い値に設定したものである。
【0007】
【作用】上記構成の半導体記憶装置では、第2導電型の
ウェル領域を、当該第2導電型のウェル領域以外の同導
電型のウェル領域よりも浅く形成したことにより、α線
が入射した際の浅く形成した第2導電型のウェル領域に
おける当該α線による発生電荷量が低減される。このた
め、ソフトエラーが発生し難くなる。
【0008】また第2導電型のウェル領域における導電
型不純物の濃度のピーク値およびその位置を、当該第2
導電型のウェル領域以外の同導電型のウェル領域におけ
る導電型不純物の濃度のピーク値よりも高い値に設定
し、かつその位置を浅い位置に設定したことにより、ポ
テンシャル障壁が高くなる。このため、導電型不純物の
濃度のピーク値を高くした第2導電型のウェル領域で
は、電荷が収集され難くなるので、ソフトエラーが発生
し難くなる。
【0009】
【実施例】本発明は、第2導電型のウェル領域を、この
第2導電型のウェル領域以外の同導電型のウェル領域よ
りも浅く形成したこと(第1の発明)、および第2導電
型のウェル領域における導電型不純物の濃度のピーク位
置を、この第2導電型のウ ェル領域以外の同導電型のウ
ェル領域における導電型不純物の濃度のピーク位置より
も浅い位置に設定し、かつ第2導電型のウェル領域にお
ける導電型不純物の濃度のピーク値を他の同導電型のウ
ェル領域における導電型不純物の濃度のピーク値よりも
高い値に設定したこと(第2の発明)から成る。
【0010】まず、ウェル領域の接合深さについての実
施例を、図1の第1の発明を示す概略断面図により説明
する。図に示すように、第1導電型(例えばN型)の半
導体基板11(以下N型半導体基板11と記す)の上層
にはメモリセル領域21に形成される素子(図示せず)
や例えば周辺回路領域31に形成される素子(図示せ
ず)を電気的に区分する素子分離領域12が形成されて
いる。上記N型半導体基板11は、例えばN型の単結晶
シリコンよりなる。
【0011】上記N型半導体基板11に設定されるメモ
リセル領域21の当該N型半導体基板11の上層には第
2導電型(例えばP型)のウェル領域22(以下第1の
Pウェル領域22と記す)が形成されている。さらに当
該N型半導体基板11に設定される周辺回路領域31の
上記N型半導体基板11の上層には、第2導電型(例え
ばP型)のウェル領域32(以下第2のPウェル領域3
2と記す)が形成されている。上記第1にPウェル領域
22は、上記メモリセル領域21以外のPウェル領域、
例えば上記第2のPウェル領域32よりも浅く形成され
ている。
【0012】さらに、図示はしないが、上記メモリセル
領域21には、メモリ素子を構成するトランジスタやキ
ャパシタ等の素子が形成されている。また上記周辺回路
領域31には、周辺回路を構成するトランジスタやキャ
パシタ等の素子が形成されている。このように半導体記
憶装置1は構成される。
【0013】上記第1,第2のPウェル領域22,32
の各深さ方向における不純物濃度の分布を、図2の不純
物濃度の分布図により説明する。図において、(1)は
第1のPウェル領域22の不純物濃度分布を示し、
(2)は第2のPウェル領域32の不純物濃度分布を示
す。また、各縦軸は不純物濃度Cを示し、各横軸は深さ
j を示す。
【0014】図に示すように、第1のPウェル領域22
の深さxj は1.1μmであって、第2のPウェル領域
32の深さxj は1.5μmである。したがって、第1
のPウェル領域22の方が第2のPウェル領域32より
も浅く形成されている。
【0015】上記構成の半導体記憶装置1では、第1の
Pウェル領域22を、メモリセル領域21以外のPウェ
ル領域、例えば第2のPウェル領域32よりも浅く形成
したことにより、α線等の高エネルギー粒子が入射した
際のメモリセル領域21における発生電荷量が低減され
る。しかもその際に、静電強度やラッチアップ耐性の劣
化はない。
【0016】次に上記半導体記憶装置1の製造方法の一
例を、図3の製造工程図により説明する。図では、上記
図1で説明したと同様の構成部品には同一符号を付す。
【0017】図3の(1)に示すように、第1の工程で
は、例えば通常のLOCOS法によって、第1導電型
(例えばN型)の半導体基板11(以下N型半導体基板
11と記す)の上層に、例えばメモリセル領域21に形
成される素子(図示せず)や周辺回路領域31に形成さ
れる素子(図示せず)等を電気的に区分する素子分離領
域12を形成する。
【0018】次いで図3の(2)に示すように、第2の
工程を行う。この工程では、通常の塗布技術によって、
上記N型半導体基板11の上面にレジストよりなるイオ
ン注入マスク41を形成する。次いで通常のホトリソグ
ラフィー技術によって、第1のPウェル領域が形成され
る領域上における上記イオン注入マスク41の所定位置
に開口部42を形成する。続いて通常のイオン注入法に
よって、上記開口部42よりP型不純物51を上記N型
半導体基板11中に導入する。このとき、P型不純物5
1は通常の深さより浅く導入される。その後、例えばア
ッシャー処理またはウェットエッチング等によって、上
記イオン注入マスク41を除去する。
【0019】続いて図3の(3)に示すように、第3の
工程を行う。この工程では、通常の塗布技術によって、
上記N型半導体基板11の上面にレジストよりなるイオ
ン注入マスク43を形成する。次いで通常のホトリソグ
ラフィー技術によって、第2のPウェル領域が形成され
る領域上における上記イオン注入マスク43の所定位置
に開口部44を形成する。続いて通常のイオン注入法に
よって、上記開口部44よりP型不純物51を上記N型
半導体基板11中に導入する。このとき、P型不純物5
1は通常の深さに導入されるので、第2の工程で導入し
た深さより深い位置に導入されることになる。その後、
例えばアッシャー処理またはウェットエッチング等によ
って、上記イオン注入マスク41を除去する。なお、上
記第2の工程と上記第3の工程とはどちらを先に行って
もよい。
【0020】その後図3の(4)に示すように、第3の
工程を行う。この工程では、通常のアニール処理によっ
て、上記N型半導体基板11中に導入したP型不純物
(51)を拡散して、当該N型半導体基板11の上層の
所定位置に第1のPウェル領域22を形成するととも
に、第2のPウェル領域32を形成する。このとき、上
記第1のPウェル領域22は、メモリセル領域21に形
成される以外のPウェル領域、例えば上記第2のPウェ
ル領域32よりも浅く形成される。
【0021】さらに、図示はしないが、上記第1のPウ
ェル領域22にはトランジスタやキャパシタ等のメモリ
素子が形成され、上記第2のPウェル領域32には、例
えば周辺回路を構成する素子が形成される。
【0022】次に、ウェル領域の不純物濃度のピーク位
置およびピーク値についての実施例を、図4に示す第2
の発明の概略断面図により説明する。図では、上記図1
で説明したと同様の構成部品には同一符号を付す。
【0023】図に示すように、第1導電型(例えばN
型)の半導体基板11(以下N型半導体基板11と記
す)の上層にはメモリセル領域21に形成される素子
(図示せず)や例えば周辺回路領域31に形成される素
子(図示せず)を電気的に区分する素子分離領域12が
形成されている。上記N型半導体基板11は、例えばN
型の単結晶シリコンよりなる。
【0024】上記N型半導体基板11に設定されるメモ
リセル領域21の当該N型半導体基板11の上層には第
2導電型(例えばP型)のウェル領域22(以下第1の
Pウェル領域22と記す)が形成されている。さらに当
該N型半導体基板11に設定される周辺回路領域31の
上記N型半導体基板11の上層には、第2導電型(例え
ばP型)のウェル領域32(以下第2のPウェル領域3
2と記す)が形成されている。
【0025】上記第1のPウェル領域22における導電
型不純物の濃度のピークは、上記第2のPウェル領域3
2における導電型不純物の濃度のピークよりも浅い位置
に設定され、かつ第1のPウェル領域22における濃度
のピーク値は、第2のPウェル領域32における濃度の
ピーク値よりも高い値に設定されている。
【0026】さらに、図示はしないが、上記メモリセル
領域21には、メモリ素子を構成するトランジスタやキ
ャパシタ等の素子が形成されている。また上記周辺回路
領域31には、周辺回路を構成するトランジスタやキャ
パシタ等の素子が形成されている。このように半導体記
憶装置2は構成されている。
【0027】図4の構成おける第1,第2のPウェル領
域22,32の各深さ方向における不純物濃度の分布
を、図5の不純物濃度の分布図により説明する。図にお
いて、(1)は第1のPウェル領域22の不純物濃度分
布を示し、(2)は第2のPウェル領域32の不純物濃
度分布を示す。また、各縦軸は不純物濃度Cを示し、各
横軸は深さxj を示す。
【0028】図に示すように、上記第1のPウェル領域
22における導電型不純物の濃度のピーク位置は、例え
ばxj =0.6μmであって、上記第2のPウェル領域
32における導電型不純物の濃度のピーク位置は、例え
ばxj =0.8μmである。このように、上記第1のP
ウェル領域22における導電型不純物の濃度のピーク位
置は上記第2のPウェル領域32における導電型不純物
の濃度のピーク位置よりも浅い位置に設定されている。
しかも第1のPウェル領域22における濃度のピーク値
は200Pcm2 であって、第2のPウェル領域32に
おける濃度のピーク値は100Pcm2 になっているの
で、第1のPウェル領域22における濃度のピーク値の
方が第2のPウェル領域32における濃度のピーク値よ
りも高い。なお、上記第1のPウェル領域22における
濃度のピーク位置は上記第2のPウェル領域32におけ
る濃度のピーク位置と同等の深さであってもよい。
【0029】上記構成の半導体記憶装置2では、第1の
Pウェル領域22における導電型不純物の濃度のピーク
を、当該第1のPウェル領域22以外の同導電型のウェ
ル領域、例えば第2のPウェル領域32における導電型
不純物の濃度のピークよりも浅い位置に設定してかつ濃
度のピーク値を高く設定したことにより、ポテンシャル
障壁が高くなる。このため、α線等の高エネルギー粒子
が入射しても、第1のPウェル領域22には第2のPウ
ェル領域32よりも電荷が収集され難くなる。しかもそ
の際に静電強度やラッチアップ耐性の劣化はない。
【0030】上記半導体記憶装置2の製造方法は、図3
で説明したとほぼ同様である。その際、イオン注入時の
打ち込みエネルギーを調節して、第1,第2のPウェル
領域22,32の濃度のピーク位置を設定する。
【0031】上記図1乃至図4によって説明したよう
に、本発明の半導体記憶装置は、第2 導電型のウェル領
域をこれ以外の同導電型のウェル領域よりも浅く形成し
たこと(第1の発明)、および第2導電型のウェル領域
における導電型不純物の濃度のピーク位置を、これ以外
の同導電型のウェル領域における導電型不純物の濃度の
ピーク位置よりも浅い位置に設定し、かつ第2導電型の
ウェル領域における導電型不純物の濃度のピーク値を他
の同導電型のウェル領域における導電型不純物の濃度の
ピーク値よりも高い値に設定したこと(第2の発明)の
両方を満足するものからなる。なお、上記各実施例にお
ける説明で用いた数値は一例であって、その値に限定さ
れない。
【0032】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
第2導電型のウェル領域を、当該第2導電型のウェル領
域以外の同導電型のウェル領域よりも浅く形成したの
で、α線が入射した際の発生電荷量が低減できる。この
ため、ソフトエラーが発生を抑えることが可能になるの
で、半導体記憶装置の信頼性の向上が図れる。
【0033】また第2導電型のウェル領域における導電
型不純物の濃度のピークを、当該第2導電型のウェル領
域以外の同導電型のウェル領域における導電型不純物の
濃度のピークよりも浅い位置に設定してかつ第2導電型
のウェル領域における導電型不純物の濃度のピーク値を
他の同導電型のウェル領域における導電型不純物の濃度
のピーク値よりも高く設定したので、ポテンシャル障壁
が高くなる。したがって、α線が入射しても電荷が収集
され難くなる。このため、上記同様に、ソフトエラーの
発生を抑えることが可能になるので、半導体記憶装置の
信頼性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明を示す概略断面図である。
【図2】第1の発明における不純物濃度の分布図であ
る。
【図3】第1の発明における製造工程図である。
【図4】第2の発明を示す概略断面図である。
【図5】第2の発明における不純物濃度の分布図であ
る。
【図6】従来例の概略断面図である。
【符号の説明】
半導体記憶装置半導体記憶装置11N型
半導体基板22第1のPウェル領域32第2の
Pウェル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/11 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8244 H01L 21/8238 H01L 21/8242 H01L 27/092 H01L 27/108 H01L 27/11

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板の上層に設けた
    第2導電型のウェル領域にメモリ素子を形成してなる半
    導体記憶装置において、 前記第2導電型のウェル領域を、当該第2導電型のウェ
    ル領域以外の同導電型のウェル領域よりも浅く形成し 前記第2導電型のウェル領域における導電型不純物の濃
    度のピーク位置を、当該第2導電型のウェル領域以外の
    同導電型のウェル領域における導電型不純物の濃度のピ
    ーク位置よりも浅い位置に設定し、かつ前記第2導電型
    のウェル領域における導電型不純物の濃度のピーク値を
    他の同導電型のウェル領域における導電型不純物の濃度
    のピーク値よりも高い値に設定し たことを特徴とする半
    導体記憶装置。
JP12075893A 1993-04-23 1993-04-23 半導体記憶装置 Expired - Fee Related JP3243885B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12075893A JP3243885B2 (ja) 1993-04-23 1993-04-23 半導体記憶装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12075893A JP3243885B2 (ja) 1993-04-23 1993-04-23 半導体記憶装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06310683A JPH06310683A (ja) 1994-11-04
JP3243885B2 true JP3243885B2 (ja) 2002-01-07

Family

ID=14794269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12075893A Expired - Fee Related JP3243885B2 (ja) 1993-04-23 1993-04-23 半導体記憶装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3243885B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005166723A (ja) 2003-11-28 2005-06-23 Toshiba Corp MOS(MetalOxideSemiconductor)型半導体装置
JP4748224B2 (ja) * 2009-01-23 2011-08-17 ソニー株式会社 半導体集積回路

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06310683A (ja) 1994-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0145606A2 (en) Semiconductor memory device
JPH05129429A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US5428239A (en) Semiconductor device having retrograde well and diffusion-type well
US5616948A (en) Semiconductor device having electrically coupled transistors with a differential current gain
US6647542B2 (en) Efficient fabrication process for dual well type structures
US5898006A (en) Method of manufacturing a semiconductor device having various types of MOSFETS
US5950079A (en) Semiconductor processing methods of forming complementary metal oxide semiconductor memory and other circuitry
KR930009127B1 (ko) 스택형캐패시터를구비하는반도체메모리장치
EP0804805B1 (en) Method of forming transistors in a peripheral circuit
JP3243885B2 (ja) 半導体記憶装置
US6037203A (en) Method of fabricating a semiconductor device having triple well structure
JP3079369B2 (ja) 半導体素子の製造方法
JP2574629B2 (ja) ワード線分岐の金属コンタクト製造方法
US4702796A (en) Method for fabricting a semiconductor device
JP3404123B2 (ja) 半導体集積回路装置
JPH0492466A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US6627490B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
EP0650190B1 (en) Single event upset hardening of commercial VLSI technology without circuit redesign
JP2933818B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3198512B2 (ja) メモリ集積回路の製造方法
JP2523645B2 (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
JPH0536909A (ja) 半導体集積回路
JPS63237462A (ja) スタテイツク型半導体記憶装置およびその製造方法
JP2735285B2 (ja) 半導体装置
JP4344908B2 (ja) 半導体記憶装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees