JP3882878B2 - Semiconductor memory device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体メモリ装置、特にSRAM及びその製造方法に関する。
【0002】
【背景技術】
図32は、特開平9−45796号公報に開示された従来のSRAMのメモリセルの平面図である。シリコン基板111の主表面には、活性領域112a、112b、112c、112dが形成されている。活性領域112a、112bのソース領域、ドレイン領域はn型であり、活性領域112c、112dのそれらはp型である。活性領域112a、112b、112c、112dは、それぞれ、フィールド酸化領域113によって、他の活性領域から分離されている。
【0003】
第1の導電層116aは、活性領域112c上から活性領域112a上まで延びている。第1の導電層116aは、負荷トランジスタQ6及びドライバトランジスタQ4のゲート電極となる。
【0004】
第2の導電層116bは、フィールド酸化領域113上で第1の導電層116aから分岐し、活性領域112b方向に延びている。
【0005】
第3の導電層116cは、活性領域112b上から活性領域112d上を通り、フィールド酸化領域113上で屈曲し、活性領域112c方向に延びている。第3の導電層116cは、負荷トランジスタQ5及びドライバトランジスタQ3のゲート電極となる。なお、アクセストランジスタQ1、Q2は、図示を省略している。
【0006】
図33は、図32におけるSRAMのメモリセルのA−A線に沿って切断した断面図である。シリコン基板111には、p型ウェル110a及びn型ウェル110bが形成されている。p型ウェル110aには、活性領域112aが形成され、n型ウェル110bには、活性領域112cが形成されている。活性領域112aと活性領域112cは、フィールド酸化領域113によって分離されている。
【0007】
フィールド酸化領域113上には、第2の導電層116bが形成されている。第2の導電層116bの側面には、サイドウォール絶縁膜117が形成されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図32に示す従来のSRAMには、二つの問題点がある。まず、一つめの問題点を説明する。
【0009】
図32で示すSRAMは、シリコン基板111の主表面に、導電層や絶縁層を積層することにより形成される。この積層には、マスク合わせ工程が必要不可欠である。マスク合わせ工程のとき、マスク合わせずれが生じる可能性がある。図34は、第1の導電層116a、第2の導電層116b、第3の導電層116cを形成するとき、マスク合わせがy軸方向でずれた場合におけるメモリセルの平面図である。図35は、図34におけるSRAMのメモリセルのA−A線に沿って切断した断面図である。
【0010】
図34、図35を参照して、第2の導電層116bの一部及びサイドウォール絶縁膜117が、本来活性領域112aとなるべき領域に重なっている。このため、ドライバトランジスタQ4のゲート電極のゲート幅は、設計上はWであるが、実際はWより小さいwとなる。よって、メモリセルのβ比(ドライバトランジスタとトランスファトランジスタとの能力比)にアンバランスを生じ、SRAMの特性が劣化する。
【0011】
したがって、SRAMのレイアウト設計の際、マスク合わせずれを考慮しなければならない。すなわち、図33を参照して、マスク合わせずれが生じても、第2の導電層116b及びサイドウォール絶縁膜117が、フィールド酸化領域113上に位置するように、フィールド酸化領域113の幅を十分大きくしなければならない。しかし、これはメモリセルの微細化の要請に反する。
【0012】
次に、二つめの問題点を説明する。図36は、図32の活性領域112cの端部を現している。活性領域112cは、設計上、実線119で囲まれた領域となる。しかし、バーズビーク118のため、活性領域112cは、実際上、点線120で囲まれた領域となる。特に、活性領域112cの端は、活性化領域が狭く、LOCOS酸化の時、三方向から酸化が行われるため、実効的な活性領域は、図36のごとく小さくなる。活性領域112cは、上層配線とコンタクトされる。したがって、活性領域112cの面積が小さくなると、上層配線とのコンタクトの際、余裕が小さくなる。
【0013】
この発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、メモリセルのβ比にアンバランスを生じることなくメモリセルの微細化を図ることができる半導体メモリ装置及びその製造方法を提供することを課題とする。
【0014】
この発明は、上記目的に加え上層配線とのコンタクトが良好におこなえる半導体メモリ装置及びその製造方法を提供することを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この発明は、第1及び第2の負荷トランジスタ並びに第1及び第2のドライバトランジスタを含むメモリセルを有する半導体メモリ装置であって、主表面を有する半導体基板と、主表面に形成され、第1の負荷トランジスタの活性領域となる第1の負荷トランジスタ活性領域と、主表面に形成され、第2の負荷トランジスタの活性領域となる第2の負荷トランジスタ活性領域と、主表面に形成され、第1のドライバトランジスタの活性領域となる第1のドライバトランジスタ活性領域と、主表面に形成され、第2のドライバトランジスタの活性領域となる第2のドライバトランジスタ活性領域と、主表面に形成され、第1の負荷トランジスタ活性領域と第1のドライバトランジスタ活性領域とを分離する第1の素子分離領域と、第1の負荷トランジスタ活性領域上から第1のドライバトランジスタ活性領域上まで延び、かつ第1の負荷トランジスタ及び第1のドライバトランジスタのゲート電極となる第1の導電層と、第1の素子分離領域上で第1の導電層から分岐し、第2のドライバトランジスタ活性領域と電気的に接続される第2の導電層と、を備える。第1の素子分離領域上に位置する第2の導電層の幅は、第1の導電層の幅より小さい。さらに、この発明は、第1の負荷トランジスタ活性領域と電気的に接続され、第2の負荷トランジスタ活性領域上を通り、さらに第2のドライバトランジスタ活性領域上まで延びており、第2の負荷トランジスタ及び第2のドライバトランジスタのゲート電極となる第3の導電層を備える。
【0016】
この発明に係る半導体メモリ装置の第1の素子分離領域上に位置する第2の導電層の幅は、第1の導電層の幅より小さい。したがって、第1の素子分離領域上に位置する第2の導電層の幅が、第1の導電層の幅と同じか大きい場合にくらべて、第2の導電層の幅を小さくできる。第2の導電層の幅を小さくできるので、第1の導電層、第2の導電層及び第3の導電層を形成するときのマスク合わせずれを考慮したとしても、第1の素子分離領域の幅を小さくできる。よって、この発明によれば、メモリセルのβ比にアンバランスを生じることなくメモリセルの微細化を図ることができる。
【0017】
この発明は、第1及び第2の負荷トランジスタ並びに第1及び第2のドライバトランジスタを含むメモリセルを有する半導体メモリ装置であって、主表面を有する半導体基板と、主表面に形成され、第1の負荷トランジスタの活性領域となる第1の負荷トランジスタ活性領域と、主表面に形成され、第2の負荷トランジスタの活性領域となる第2の負荷トランジスタ活性領域と、主表面に形成され、第1のドライバトランジスタの活性領域となる第1のドライバトランジスタ活性領域と、主表面に形成され、第2のドライバトランジスタの活性領域となる第2のドライバトランジスタ活性領域と、主表面に形成され、第1の負荷トランジスタ活性領域と第1のドライバトランジスタ活性領域とを分離する第1の素子分離領域と、第1の負荷トランジスタ活性領域上から第1のドライバトランジスタ活性領域上まで延び、かつ第1の負荷トランジスタ及び第1のドライバトランジスタのゲート電極となる第1の導電層と、第1の素子分離領域上で第1の導電層から分岐し、第2のドライバトランジスタ活性領域と電気的に接続される第2の導電層と、を備える。第1の素子分離領域上に位置する第2の導電層の幅は、第2の導電層の加工寸法ルール上最小寸法幅である。さらに、この発明は、第1の負荷トランジスタ活性領域と電気的に接続され、第2の負荷トランジスタ活性領域上を通り、さらに第2のドライバトランジスタ活性領域上まで延びており、第2の負荷トランジスタ及び第2のドライバトランジスタのゲート電極となる第3の導電層を備える。
【0018】
この発明に係る半導体メモリ装置において、第1の素子分離領域上に位置する第2の導電層の幅は、第2の導電層の加工寸法ルール上最小寸法幅である。したがって、第1の導電層、第2の導電層及び第3の導電層を形成するときのマスク合わせずれを考慮したとしても、第1の素子分離領域の幅を小さくできる。
【0019】
この発明に係る半導体メモリ装置は、第1のドライバトランジスタ活性領域側であって、第2の導電層の側面に形成されたサイドウォール絶縁膜を備え、第1の素子分離領域上に位置する第2の導電層と第1のドライバトランジスタ活性領域との距離は、メモリセルの第1、第2及び第3の導電層のパターン形成時のアライメントエラーの値とサイドウォール絶縁膜の幅との和より大きいのが好ましい。
【0020】
このようにすれば、第2の導電層やサイドウォール絶縁膜が、第1のドライバトランジスタ活性領域上に位置するのを防ぐことができる。上述したように、第2の導電層やサイドウォール絶縁膜が、第1のドライバトランジスタ活性領域上に位置すると、第1のドライバトランジスタのゲート電極のゲート幅は、設計値より小さくなる。これにより、メモリセルのβ比にアンバランスを生じ、半導体メモリ装置の特性が劣化するのである。
【0021】
この発明に係る半導体メモリ装置において、第1の素子分離領域上に位置する第2の導電層と第1の負荷トランジスタ活性領域との距離は、第1の素子分離領域上に位置する第2の導電層と第1のドライバトランジスタ活性領域との距離より小さいのが好ましい。
【0022】
第2の導電層やサイドウォール絶縁膜が、第1のドライバトランジスタ活性領域上に位置すると、メモリセルのβ比に影響を及ぼす。第2の導電層やサイドウォール絶縁膜が、第1の負荷トランジスタ活性領域上に位置し、負荷トランジスタのゲート幅が小さくなっても、メモリセルのβ比に影響を及ぼさない。このため第2の導電層と第1の負荷トランジスタ活性領域との距離は、第2の導電層と第1のドライバトランジスタ活性領域との距離より小さくできる。よって、第1の素子分離領域の幅を小さくでき、メモリセルの微細化を図ることができる。
【0023】
この発明に係る半導体メモリ装置において、第1及び第2の導電層のパターンはh形状をし、第3の導電層のパターンは7形状をしているのが好ましい。h形状とは、第1及び第2の導電層のパターンがアルファベットの「h」形状をし、7形状とは、第3の導電層のパターンが数字の「7」形状をしているという意味である。
【0024】
この発明に係る半導体メモリ装置において、第1の負荷トランジスタ活性領域のうち、第3の導電層と電気的に接続されるコンタクト領域の活性領域の幅は、その他の部分の幅より大きいのが好ましい。
【0025】
このようにすれば、コンタクト領域の面積を大きくすることができ、バーズビークが形成されても、コンタクト領域の面積を上層配線とコンタクト可能な面積にすることができる。
【0026】
この発明に係る半導体メモリ装置において、上記メモリセルを含むメモリセルアレイは、主表面に形成され、メモリセルアレイの第1の行のメモリセルと第2の行のメモリセルとを分離する第2の素子分離領域を備え、第2の行のメモリセルの第1、第2及び第3の導電層のパターンは、第1の行のメモリセルの第1、第2及び第3の導電層のパターンを主表面に垂直な軸を中心として、180度回転させたパターンであるのが好ましい。
【0027】
このようにすれば、第1の行のメモリセルの第1及び第2の負荷トランジスタ活性領域と第2の行のメモリセルの第1及び第2の負荷トランジスタ活性領域との間のパンチスルーを防ぐことができる。
【0028】
この発明に係る半導体メモリ装置において、上記メモリセルを含むメモリセルアレイは、主表面に形成され、メモリセルアレイの第1の行のメモリセルと第2の行のメモリセルとを分離する第2の素子分離領域を備え、第2の行のメモリセルの第1、第2及び第3の導電層のパターンと、第1の行のメモリセルの第1、第2及び第3の導電層のパターンとは、鏡像の関係にあるのが好ましい。鏡像の関係にすればパターンがシンプルになるので、マスクずれ(左右方向)に対する余裕を大きくすることができる。
【0029】
この発明に係る半導体メモリ装置の製造方法は、第1及び第2の負荷トランジスタ並びに第1及び第2のドライバトランジスタを含むメモリセルを有する半導体メモリ装置の製造方法であって、半導体基板の主表面に、素子分離領域、第1の負荷トランジスタ活性領域、第2の負荷トランジスタ活性領域、第1のドライバトランジスタ活性領域及び第2のドライバトランジスタ活性領域を形成する工程と、主表面を覆う導電層を形成する工程と、導電層をパターンニングし、第1、第2及び第3の導電層を形成する工程と、を備える。第1の導電層は第1の負荷トランジスタ活性領域上から第1のドライバトランジスタ活性領域上まで延びており、第1の導電層は第1の負荷トランジスタ及び第1のドライバトランジスタのゲート電極となり、第2の導電層は素子分離領域上で第1の導電層から分岐したものであり、かつ第2のドライバトランジスタ活性領域上まで延びており、素子分離領域上に位置する第2の導電層の幅は、第1の導電層の幅より小さく、第3の導電層は第2の負荷トランジスタ活性領域上から第2のドライバトランジスタ活性領域上まで延びており、第3の導電層は第2の負荷トランジスタ及び第2のドライバトランジスタのゲート電極となる。半導体メモリ装置の製造方法は、さらに、第2の導電層を第2のドライバトランジスタ活性領域と電気的に接続する工程と、第3の導電層を第1の負荷トランジスタ活性領域と電気的に接続する工程と、を備える。
【0030】
この発明に係る半導体メモリ装置の製造方法において、第1のドライバトランジスタ活性領域側にあって、第2の導電層の側面にサイドウォール絶縁膜を形成する工程を備えるのが好ましい。
【0031】
この発明に係る半導体メモリ装置の製造方法において、導電層をパターンニングする工程は、第1の素子分離領域上に位置する第2の導電層と第1のドライバトランジスタ活性領域との距離が、メモリセルの第1、第2及び第3の導電層のパターン形成時のアライメントエラーの値とサイドウォール絶縁膜の幅との和より大きくなるようにされるのが好ましい。
【0032】
この発明に係る半導体メモリ装置の製造方法において、導電層をパターンニングする工程は、素子分離領域上に位置する第2の導電層の幅が、第2の導電層の加工寸法ルール上最小寸法幅となるようにされるのが好ましい。
【0033】
この発明に係る半導体メモリ装置の製造方法において、導電層をパターンニングする工程は、第1の素子分離領域上に位置する第2の導電層と第1の負荷トランジスタ活性領域との距離が、第1の素子分離領域上に位置する第2の導電層と第1のドライバトランジスタ活性領域との距離より小さくなるようにされるのが好ましい。
【0034】
この発明に係る半導体メモリ装置の製造方法において、第1の負荷トランジスタ活性領域を形成する工程は、第1の負荷トランジスタ活性領域のうち、第3の導電層と電気的に接続されるコンタクト領域の活性領域の幅が、その他の部分の幅より大きくなるようにされるのが好ましい。
【0035】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
{平面構造の説明}
図1及び図16は、この発明の第1の実施の形態に係るSRAMのメモリセルアレイの一部を示す平面図である。図1は、素子形成層を示す。図16は、図1の素子形成層上に形成される配線層を示している。まず、図1に示す構造を、図2〜図7を用いて、下層から順に説明する。
【0036】
図2は、p型ウェル10a、n型ウェル10b、p型ウェル10cのパターンを示す平面図である。図3は、半導体基板の一例であるシリコン基板28の主表面に、p型ウェル10a、n型ウェル10b、p型ウェル10cのパターンを形成した状態を示す平面図である。
【0037】
図4は、活性領域12a〜12i及びフィールド酸化領域13のパターンを示す平面図である。活性領域12a〜12iは、それぞれ、フィールド酸化領域13によって、他の活性領域から分離されている。図5は、図3に示すシリコン基板28の主表面に、図4に示すパターンを形成した状態を示す平面図である。
【0038】
図6は、ワード線14a、14b及び4個のメモリセル形成領域15a〜15dの第1の導電層16a、第2の導電層16b、第3の導電層16cのパターンを示す平面図である。ワード線14a、14b及び第1の導電層16a、第2の導電層16b、第3の導電層16cは、例えば、ポリシリコンからできている。第1の導電層16aと第2の導電層16bとで、「h」形状を構成し、第3の導電層16cで、「7」形状を構成している。
【0039】
メモリセル形成領域15aの第1の導電層16a、第2の導電層16b、第3の導電層16cのパターンとメモリセル形成領域15bの第1の導電層16a、第2の導電層16b、第3の導電層16cのパターンとは、鏡像の関係にある。また、メモリセル形成領域15cの第1の導電層16a、第2の導電層16b、第3の導電層16cのパターンとメモリセル形成領域15dの第1の導電層16a、第2の導電層16b、第3の導電層16cのパターンとは、鏡像の関係にある。
【0040】
図7は、図5に示すシリコン基板28の主表面に、図6に示すパターンを形成した状態を示す平面図である。メモリセル形成領域15aに注目して、活性領域に対する第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層、ワード線の配置関係を説明する。第1の導電層16aは、活性領域12d上から活性領域12a上まで延び、かつ負荷トランジスタQ6及びドライバトランジスタQ4のゲート電極となる。
【0041】
第2の導電層16bは、フィールド酸化領域13上で第1の導電層16aから分岐し、活性領域12bとコンタクトホール18bで電気的に接続される。フィールド酸化領域13上に位置する第2の導電層16bの幅は、第1の導電層16aの幅より小さい。
【0042】
第3の導電層16cは、活性領域12dとコンタクトホール18aで電気的に接続され、活性領域12e上を通り、さらに活性領域12b上まで延びている。第3の導電層16cは、負荷トランジスタQ5及びドライバトランジスタQ3のゲート電極となる。
【0043】
ワード線14aは、活性領域12a上から活性領域12b上まで延び、かつトランスファトランジスタQ2及びQ1のゲート電極となる。メモリセル形成領域15b〜15dの活性領域に対する第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層、ワード線の配置関係は、メモリセル形成領域15aにおける場合と同じなので説明を省略する。
【0044】
図1は、図7に示すシリコン基板28の主表面に、ワード線14a、14b及び第1の導電層16a、第2の導電層16b、第3の導電層16cをマスクとして、活性領域12a〜12iにソース領域、ドレイン領域を形成した状態を示す平面図である。活性領域12a〜12iの斜線で示した領域がソース領域、ドレイン領域である。活性領域12a〜12c、12g〜12iのソース領域、ドレイン領域は、n型であり、活性領域12d〜12fのソース領域、ドレイン領域は、p型である。
【0045】
これらのメモリセルの第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層及びワード線並びにコンタクトホールは、以下の工程により形成される。図5で示す構造を形成後、シリコン基板の主表面を覆うポリシリコン等の導電層を形成する。次に、導電層をパターンニングし、第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層及びワード線を形成する。第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層及びワード線をマスクとして、シリコン基板の主表面にイオン注入し、ソース領域、ドレイン領域を形成する。シリコン基板の主表面を覆うシリコン酸化膜等の絶縁層を形成する。そして、第2の導電層を第2のドライバトランジスタの活性領域と電気的に接続するためのコンタクトホール及び第3の導電層を第1の負荷トランジスタ活性領域と電気的に接続するためのコンタクトホールを絶縁層に形成する。
【0046】
図1に示す構造の説明は、以上のとおりである。次に、図16示す構造を、図8〜図15を用いて、下層から順に説明する。
【0047】
図8は、コンタクトホール18a〜18jのパターンを示す平面図である。図9は、ドレイン接続配線30a、30b、コンタクトパッド32よりなる局所配線のパターンを示す平面図である。図10は、図1に示すシリコン基板28の主表面に、図8、9に示すパターンを形成した状態を示す平面図である。但し、図1に示す構造のうち活性領域12a〜12i以外は、省略している。また、活性領域12a〜12iのソース領域、ドレイン領域を示す斜線は、省略している。図8に示す複数のコンタクトホールのうちの一部は、省略している。図9に示すコンタクトパッド32は、省略している。
【0048】
図10を参照して、ドレイン接続配線は、活性領域のドレイン領域どうしを電気的に接続している。例えば、ドレイン接続配線30aに注目すると、ドレイン接続配線30aは、コンタクトホール18cで活性領域12aのドレイン領域と電気的に接続され、コンタクトホール18aで活性領域12dのドレイン領域と電気的に接続される。
【0049】
図11は、コンタクトホール40a〜40fのパターンを示す平面図である。図12は、配線34a〜34e、コンタクトパッド36よりなる配線層のパターンを示す平面図である。配線34a〜34e、コンタクトパッド36は、例えば、アルミニウムやアルミニウムに銅等を混ぜたアルミ合金からなる。図13は、図10に示すシリコン基板28の主表面に、図11、12に示すパターンを形成した状態を示す平面図である。但し、図11に示すコンタクトホール40c、40d及び図12に示すコンタクトパッド36は、省略している。
【0050】
配線34a〜34eは、活性領域のソース領域と電気的に接続されている。例えば、配線34aに注目すると、配線34aは、コンタクト部40aで図示されないコンタクトパッド32を介して、活性領域12aのソース領域と電気的に接続される。ここで、配線34aは、接地線Vssと電気的に接続されている。また、配線34cに注目すると、配線34cは、コンタクト部40bで図示されないコンタクトパッド32を介して、活性領域12dのソース領域と電気的に接続される。ここで、配線34cは、電源VDDと電気的に接続されている。
【0051】
図14は、ビアホール42a、42bのパターンを示す平面図である。図15は、ビット線38a〜38dのパターンを示す平面図である。ビット線38a〜38dは、例えば、アルミニウムやアルミニウムに銅等を混ぜたアルミ合金からなる。
【0052】
図16は、図13に示すシリコン基板28の主表面に、図14、15に示すパターンを形成した状態を示す平面図である。ビット線38a〜38dは、活性領域と電気的に接続されている。例えば、ビット線38aに注目すると、ビット線38aは、ビアホール42a、図示されていないコンタクトパッド36、コンタクトホール40c、コンタクトパッド32、コンタクトホール18iを介して、活性領域12aと電気的に接続される。
【0053】
{等価回路の説明}
図17は、図1及び図16に示すSRAMのメモリセルの等価回路図である。負荷トランジスタQ5とドライバトランジスタQ3とでインバータを構成し、負荷トランジスタQ6とドライバトランジスタQ4とでインバータを構成する。これらインバータどうしが電気的に接続され、フリップフロップを構成している。
【0054】
トランスファトランジスタQ2のソース/ドレインは、負荷トランジスタQ6とドライバトランジスタQ4とで構成されるインバータの出力及びビット線BLに電気的に接続されている。トランスファトランジスタQ2のゲート電極は、ワード線WLに電気的に接続されている。
【0055】
負荷トランジスタQ5及びQ6のソースは、電源VDDに電気的に接続されている。ドライバトランジスタQ3及びQ4のソースは、接地線VSSに電気的に接続されている。
【0056】
トランスファトランジスタQ1のソース/ドレインは、負荷トランジスタQ5とドライバトランジスタQ3とで構成されるインバータの出力及びビット線(/BL)に電気的に接続されている。トランスファトランジスタQ1のゲート電極は、ワード線WLに電気的に接続されている。
【0057】
{断面構造の説明}
図18は、図1及び図16に示すSRAMのメモリセルを、A−A線に沿って切断した断面図である。
【0058】
シリコン基板28の主表面には、p型ウェル10a及びn型ウェル10bが形成されている。p型ウェル10aには、活性領域12aが形成され、n型ウェル10bには、活性領域12dが形成されている。活性領域12aと活性領域12dとは、フィールド酸化膜であるフィールド酸化領域13によって分離されている。
【0059】
活性領域12a上には、ゲート電極44が形成されている。ゲート電極44は、図1に示すトランスファトランジスタQ2のワード線14aの一部である。フィールド酸化領域13上には、第2の導電層16bが形成されている。第2の導電層16bの側面には、サイドウォール絶縁膜48a、48bが形成されている。
【0060】
ゲート電極44、第2の導電層16b等を覆うように、シリコン基板28の主表面には、例えば、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜25が形成されている。層間絶縁膜25には、コンタクトホール18a、18c、18iが形成されている。コンタクトホール18iは、活性領域12aのソース/ドレイン領域を露出させ、コンタクトホール18cは、活性領域12aのドレイン領域を露出させ、コンタクトホール18aは、活性領域12dのドレイン領域を露出させている。
【0061】
層間絶縁膜25上には、ドレイン接続配線30a及びコンタクトパッド32が形成されている。ドレイン接続配線30aの一方の端部は、コンタクトホール18cを介して、活性領域12aのドレイン領域と電気的に接続されている。ドレイン接続配線30aの他方の端部は、コンタクトホール18aを介して、活性領域12dのドレイン領域と電気的に接続されている。コンタクトパッド32は、コンタクトホール18iを介して、活性領域12aのソース/ドレイン領域と電気的に接続されている。
【0062】
ドレイン接続配線30a及びコンタクトパッド32を覆うように、例えば、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜29が形成されている。
【0063】
層間絶縁膜29上には、配線34a、34b、34c及びコンタクトパッド36が形成されている。層間絶縁膜29には、コンタクトパッド32を露出させるコンタクトホール40cが形成されている。コンタクトパッド36は、コンタクトホール40cを介してコンタクトパッド32と電気的に接続されている。
【0064】
配線34a、34b、34c及びコンタクトパッド36を覆うように、例えば、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜35が形成されている。層間絶縁膜35には、コンタクトパッド36を露出させるコンタクトホール42aが形成されている。
【0065】
層間絶縁膜35上には、ビット線38aが形成されている。ビット線38aは、コンタクトホール42aを介してコンタクトパッド36と電気的に接続されている。したがって、ビット線38aは、コンタクトホール42a、40c、18iを介して、活性領域12aのソース/ドレイン領域と電気的に接続されている。
【0066】
{効果の説明}
(効果1)
図1を参照して、第1の実施の形態は、フィールド酸化領域13上に位置する第2の導電層16bの幅W1は、第1の導電層16aの幅W2より小さい。したがって、その分だけフィールド酸化領域13上に位置する第2の導電層16bの幅W1を小さくできる。よって、メモリセルのβ比にアンバランスを生じることがないように、第1の導電層、第2の導電層及び第3の導電層を形成するときのマスク合わせずれを考慮しながらも、フィールド酸化領域13の幅W3を小さくできる。以上により、第1の実施の形態によれば、メモリセルのβ比にアンバランスを生じることなくメモリセルの微細化を図ることができる。
【0067】
(効果2)
図18を参照して、第1の実施の形態は、フィールド酸化領域13上に位置する第2の導電層16bと活性領域12aとの距離L1は、第1、第2及び第3の導電層のパターン形成時のアライメントエラーの値Aeとサイドウォール絶縁膜48aの幅W4との和より大きくされている。例えば、L1は、0.25μm、Aeは、0.1μm、W4は、0.1μmである。
【0068】
このようにすれば、第2の導電層16bやサイドウォール絶縁膜48aが、活性領域12a上に位置するのを確実に防ぐことができる。第2の導電層16bやサイドウォール絶縁膜48aが、活性領域12a上に位置すると、図1に示すドライバトランジスタQ4のゲート幅は、設計値より小さくなる。これにより、メモリセルのβ比にアンバランスを生じ、SRAMの特性が劣化するのである。
【0069】
(効果3)
図19は、図1に示す活性領域12dの端部39を現している。端部39では、図18に示すドレイン接続配線30aが電気的に接続されたり、図1に示す第3の導電層16cが電気的に接続されたりする。
【0070】
活性領域12dは、設計上、実線41で囲まれた領域となる。しかし、バーズビーク46のため、活性領域12dは、実際上、点線43で囲まれた領域となる。
【0071】
第1の実施の形態では、端部39の幅W5は、その他の部分の幅W6より大きくされている。このようにすれば、端部39の面積を大きくすることができ、バーズビーク46が形成されても、端部39の面積を、ドレイン接続配線30aや第3の導電層16cと良好にコンタクトできる面積にすることができる。
【0072】
[第2の実施の形態]
図20は、この発明の第2の実施の形態に係るSRAMのメモリセルアレイの素子形成層の一部を示す平面図である。図21は、図20に示すSRAMのメモリセルを、A−A線に沿って切断した断面図である。
【0073】
第1の実施の形態との違いは、第2の導電層16bの位置である。これ以外の構造は、第1の実施の形態の構造と同じなので、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【0074】
図18を参照して、第1の実施の形態は、第2の導電層16bと活性領域12dとの距離L2は、第2の導電層16bと活性領域12aとの距離L1と、同じである。
【0075】
これに対して、図21を参照して、第2の実施の形態は、第2の導電層16bと活性領域12dとの距離L2は、第2の導電層16bと活性領域12aとの距離L1より小さくされている。
【0076】
第2の導電層16bやサイドウォール絶縁膜48bが、活性領域12d上に位置し、図20に示す負荷トランジスタQ6のゲート幅が小さくなっても、メモリセルのβ比に影響を及ぼさない。このため第2の導電層16bと活性領域12dとの距離L2は、第2の導電層16bと活性領域12aとの距離L1より小さくできる。よって、フィールド酸化領域13の幅W3を小さくでき、メモリセルの微細化を図ることができる。
【0077】
なお、第2の実施の形態は、第2の導電層16bの位置以外の構造は、第1の実施の形態の構造と同じなので、上述した第1の実施の形態の効果1〜効果3を生じる。
【0078】
[第3の実施の形態]
{平面構造の説明}
図22は、この発明の第3の実施の形態に係るSRAMのメモリセルアレイの一部を示す平面図であり、素子形成層を示している。図22に示す構造を、図23〜図26を用いて、下層から順に説明する。
【0079】
図23は、活性領域52a〜52i及びフィールド酸化領域53のパターンを示す平面図である。活性領域52a〜52iは、それぞれ、フィールド酸化領域53によって、他の活性領域から分離されている。図4に示すパターンとの違いは、活性領域52d〜52iの形状である。つまり、第3の導電層とのコンタクト領域57、第2の導電層とのコンタクト領域59の位置が異なっている。
【0080】
図24は、p型ウェル50a、n型ウェル50b、p型ウェル50cのパターンを形成した状態のシリコン基板68の主表面に、図23に示すパターンを形成した状態を示す平面図である。
【0081】
図25は、ワード線54a、54b及びメモリセル形成領域55a〜55dの第1の導電層56a、第2の導電層56b、第3の導電層56cのパターンを示す平面図である。ワード線54a、54b及び第1の導電層56a、第2の導電層56b、第3の導電層56cは、例えば、ポリシリコンからできている。第1の導電層56aと第2の導電層56bとで、「h」形状を構成し、第3の導電層56cで、「7」形状を構成している。
【0082】
メモリセルアレイの第2の行にあるメモリセル形成領域55b、55dの第1の導電層56a、第2の導電層56b、第3の導電層56cのパターンは、メモリセルアレイの第1の行にあるメモリセル形成領域55a、55cの第1の導電層56a、第2の導電層56b、第3の導電層56cのパターンを、パターンが形成された面(シリコン基板68の主表面)に垂直な軸を中心として、180度回転させたパターンである。
【0083】
図26は、図24に示すシリコン基板68の主表面に、図25に示すパターンを形成した状態を示す平面図である。メモリセル形成領域55a、55cの活性領域に対する第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層、ワード線の配置関係は、図7に示すメモリセル形成領域15a、15cのそれと同じである。メモリセル形成領域55b、55dの活性領域に対する第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層、ワード線の配置関係は、図7に示すメモリセル形成領域15b、15dのそれと異なる。違いをメモリセル形成領域55bに注目して説明する。
【0084】
第1の導電層56aは、活性領域52e上から活性領域52h上まで延び、かつ負荷トランジスタQ6及びドライバトランジスタQ4のゲート電極となる。
【0085】
第2の導電層56bは、フィールド酸化領域53上で第1の導電層56aから分岐し、コンタクト領域59において、コンタクトホール58bで電気的に接続される。フィールド酸化領域53上に位置する第2の導電層56bの幅は、第1の導電層56aの幅より小さい。
【0086】
第3の導電層56cは、コンタクト領域57において、コンタクトホール58aで電気的に接続され、活性領域52d上を通り、さらに活性領域52g上まで延びている。第3の導電層56cは、負荷トランジスタQ5及びドライバトランジスタQ3のゲート電極となる。
【0087】
ワード線54bは、活性領域52h上から活性領域52g上まで延び、かつトランスファトランジスタQ2及びQ1のゲート電極となる。
【0088】
図22は、図26に示すシリコン基板68の主表面に、ワード線54a、54b及び第1の導電層56a、第2の導電層56b、第3の導電層56cをマスクとして、活性領域52a〜52iにソース領域、ドレイン領域を形成した状態を示す平面図である。活性領域52a〜52iの斜線で示した領域がソース領域、ドレイン領域である。活性領域52a〜52c、52g〜52iのソース領域、ドレイン領域は、n型であり、活性領域52d〜52fのソース領域、ドレイン領域は、p型である。図22に示す構造の説明は、以上のとおりである。図22に示す素子形成層上に形成される配線は、図16に示す第1の実施の形態の配線と同じ構造なので、説明を省略する。
【0089】
{断面構造の説明}
図27は、図22に示すSRAMのメモリセルを、B−B線に沿って切断した断面図である。図28は、図22に示すSRAMのメモリセルを、C−C線に沿って切断した断面図である。
【0090】
図27及び図28を参照して、シリコン基板68の主表面には、p型ウェル50a、n型ウェル50b及びp型ウェル50cが形成されている。n型ウェル50bには、活性領域52d、52eが形成されている。活性領域52d、52eは、フィールド酸化領域53によって二つの領域に分離されている。
【0091】
図27を参照して、活性領域52d上には、第3の導電層56cが形成され、第3の導電層56cの一部は、フィールド酸化領域53上に位置している。また、n型ウェル50bとp型ウェル50aの境界部にあるフィールド酸化領域53上には、第2の導電層56bが形成されている。
【0092】
図28を参照して、活性領域52e上には、第3の導電層56cが形成され、第3の導電層56cの一部は、フィールド酸化領域53上に位置している。また、n型ウェル50bとp型ウェル50cの境界部にあるフィールド酸化領域53上には、第2の導電層56bが形成されている。
【0093】
{効果の説明}
第3の実施の形態は、第1の実施の形態と同じ効果(効果1〜3)を有するほか、以下に説明する特有の効果を有する。
【0094】
図22を参照して、メモリセル形成領域55bの第1の導電層56a、第2の導電層56b、第3の導電層56cのパターンは、メモリセル形成領域55aの第1の導電層56a、第2の導電層56b、第3の導電層56cのパターンを、シリコン基板68の主表面に垂直な軸を中心として、180度回転させたパターンである。この構造により、フィールド酸化領域53下のD、Eで示す領域において、パンチスルーを防ぐことができる。
【0095】
すなわち、メモリセル形成領域55bの活性領域52dとメモリセル形成領域55aの活性領域52dとは、Dで示す領域で対向している。メモリセル形成領域55bの活性領域52dのうち、メモリセル形成領域55aの活性領域52d対向している領域全部に、メモリセル形成領域55bの第3の導電層56cが位置している。このため、図27を参照して、メモリセル形成領域55bのソース又はドレインとなる領域(斜線で示す領域)とメモリセル形成領域55aのソース又はドレインとなる領域(斜線で示す領域)との間には、フィールド酸化領域53のほか、第3の導電層56cがあるので、その分だけ距離L3を長くできる。図22及び図28でEで示す領域においてをも同じことがいえる。
【0096】
図29は、図1に示すSRAMのメモリセルを、B−B線に沿って切断した断面図である。図30は、図1に示すSRAMのメモリセルを、C−C線に沿って切断した断面図である。この構造では、フィールド酸化領域53下のEで示す領域において、パンチスルーを防ぐことができる。しかし、フィールド酸化領域53下のDで示す領域において、パンチスルーが発生しやすくなる。
【0097】
すなわち、図1を参照して、メモリセル形成領域15bの活性領域12eとメモリセル形成領域15aの活性領域12eとは、Eで示す領域で対向している。メモリセル形成領域15bの活性領域12eのうち、メモリセル形成領域15aの活性領域12eと対向している領域全部に、メモリセル形成領域15bの第3の導電層16cが位置している。また、メモリセル形成領域15aの活性領域12eのうち、メモリセル形成領域15bの活性領域12eと対向している領域全部に、メモリセル形成領域15aの第3の導電層16cが位置している。このため、図30を参照して、メモリセル形成領域15bのソース又はドレインとなる領域(斜線で示す領域)とメモリセル形成領域15aのソース又はドレインとなる領域(斜線で示す領域)との間には、フィールド酸化領域13のほか、二つの第3の導電層16cがあるので、その分だけ距離L4を図25に示すL4に比べて長くできる。
【0098】
しかし、図1を参照して、メモリセル形成領域15bの活性領域12dとメモリセル形成領域15aの活性領域12dとは、Dで示す領域で対向している。メモリセル形成領域15bの活性領域12dのうち、メモリセル形成領域15aの活性領域12dと対向している領域全部に、メモリセル形成領域15bの第3の導電層16cが位置していない。また、メモリセル形成領域15aの活性領域12dのうち、メモリセル形成領域15bの活性領域12dと対向している領域全部に、メモリセル形成領域15aの第3の導電層16cが位置していない。
【0099】
このため、図29を参照して、メモリセル形成領域15bのソース又はドレインとなる領域(斜線で示す領域)とメモリセル形成領域15aのソース又はドレインとなる領域(斜線で示す領域)との間には、フィールド酸化領域13しかなく、距離L3を長くできない。よって、Dで示す領域において、パンチスルーが発生しやすくなる。
【0100】
これに対して、第3の実施の形態においては、上述したように図27のDで示す領域において、第3の導電層56cが位置している分だけ、距離L3を長くでき、パンチスルーを防ぐことができる。
【0101】
[第4の実施の形態]
図31は、この発明の第4の実施の形態に係るSRAMのメモリセルアレイの素子形成層の一部を示す平面図である。第3の実施の形態との違いは、第2の導電層56bの位置である。すなわち、第4の実施の形態は、第2の導電層56bと活性領域52dとの距離L5は、第2の導電層56bと活性領域52aとの距離L6より小さくされている。これ以外の構造は、第3の実施の形態の構造と同じなので、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【0102】
第2の導電層56bやサイドウォール絶縁膜が、活性領域52d上に位置し、負荷トランジスタQ6のゲート幅が小さくなっても、メモリセルのβ比に影響を及ぼさない。このため第2の導電層56bと活性領域52dとの距離L5は、第2の導電層56bと活性領域52aとの距離L6より小さくできる。よって、フィールド酸化領域53の幅W7を小さくでき、メモリセルの微細化を図ることができる。
【0103】
なお、第4の実施の形態は、第2の導電層56bの位置以外の構造は、第3の実施の形態の構造と同じなので、上述した第3の実施の形態の効果3を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMのメモリセルアレイの素子形成層の一部を示す平面図である。
【図2】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMのウェルのパターンを示す平面図である。
【図3】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMに用いられるシリコン基板の主表面に、ウェルのパターンを形成した状態を示す平面図である。
【図4】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMの活性領域及びフィールド酸化領域のパターンを示す平面図である。
【図5】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMに用いられるシリコン基板の主表面に、活性領域及びフィールド酸化領域のパターンを形成した状態を示す平面図である。
【図6】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMのワード線及びメモリセル形成領域の第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層のパターンを示す平面図である。
【図7】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMに用いられるシリコン基板の主表面に、ワード線及びメモリセル形成領域の第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層のパターンを形成した状態を示す平面図である。
【図8】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMのコンタクトホールのパターンを示す平面図である。
【図9】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMのドレイン接続配線、コンタクトパッドのパターンを示す平面図である。
【図10】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMに用いられるシリコン基板の主表面に、ドレイン接続配線のパターンを形成した状態を示す平面図である。
【図11】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMのコンタクトホールのパターンを示す平面図である。
【図12】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMの配線、コンタクトパッドのパターンを示す平面図である。
【図13】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMに用いられるシリコン基板の主表面に、配線のパターンの一部を形成した状態を示す平面図である。
【図14】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMのビアホールのパターンを示す平面図である。
【図15】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMのビット線のパターンを示す平面図である。
【図16】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMのメモリセルアレイの配線の一部を示す平面図である。
【図17】この発明の第1の実施の形態に係るSRAMの等価回路図である。
【図18】図1及び図16に示すSRAMのメモリセルを、A−A線に沿って切断した断面図である。
【図19】図1に示す活性領域の端部を現す平面図である。
【図20】この発明の第2の実施の形態に係るSRAMのメモリセルアレイの素子形成層の一部を示す平面図である。
【図21】図20に示すSRAMのメモリセルを、A−A線に沿って切断した断面図である。
【図22】この発明の第3の実施の形態に係るSRAMのメモリセルアレイの素子形成層の一部を示す平面図である。
【図23】この発明の第3の実施の形態に係るSRAMの活性領域及びフィールド酸化領域のパターンを示す平面図である。
【図24】この発明の第3の実施の形態に係るSRAMに用いられるシリコン基板の主表面に、活性領域及びフィールド酸化領域のパターンを形成した状態を示す平面図である。
【図25】この発明の第3の実施の形態に係るSRAMのワード線及びメモリセル形成領域の第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層のパターンを示す平面図である。
【図26】この発明の第3の実施の形態に係るSRAMに用いられるシリコン基板の主表面に、ワード線及びメモリセル形成領域の第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層のパターンを形成した状態を示す平面図である。
【図27】図22に示すSRAMのメモリセルを、B−B線に沿って切断した断面図である。
【図28】図22に示すSRAMのメモリセルを、C−C線に沿って切断した断面図である。
【図29】図1に示すSRAMのメモリセルを、B−B線に沿って切断した断面図である。
【図30】図1に示すSRAMのメモリセルを、C−C線に沿って切断した断面図である。
【図31】この発明の第4の実施の形態に係るSRAMのメモリセルアレイの素子形成層の一部を示す平面図である。
【図32】従来のSRAMのメモリセルの平面図である。
【図33】図32におけるSRAMのメモリセルのA−A線に沿って切断した断面図である。
【図34】第1の導電層、第2の導電層、第3の導電層を形成するとき、マスク合わせがy軸方向でずれた場合におけるメモリセルの平面図である。
【図35】図34におけるSRAMのメモリセルのA−A線に沿って切断した断面図である。
【図36】図32の活性領域の端部を現す平面図である。
【符号の説明】
12a〜12i 活性領域
13 フィールド酸化膜
15a〜15d メモリセル形成領域
16a 第1の導電層
16b 第2の導電層
16c 第3の導電層
18a コンタクトホール
18b コンタクトホール
28 シリコン基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory device, in particular, an SRAM and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Background]
FIG. 32 is a plan view of a conventional SRAM memory cell disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-45796.
[0003]
The first
[0004]
The second
[0005]
The third
[0006]
33 is a cross-sectional view taken along line AA of the SRAM memory cell in FIG. In the
[0007]
A second
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional SRAM shown in FIG. 32 has two problems. First, the first problem will be explained.
[0009]
The SRAM shown in FIG. 32 is formed by laminating a conductive layer or an insulating layer on the main surface of the
[0010]
Referring to FIGS. 34 and 35, a part of second
[0011]
Therefore, the mask misalignment must be taken into consideration when designing the layout of the SRAM. That is, referring to FIG. 33, even if mask misalignment occurs, the width of
[0012]
Next, the second problem will be described. FIG. 36 shows the end of the
[0013]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a semiconductor memory device capable of miniaturizing a memory cell without causing an imbalance in the β ratio of the memory cell and a method for manufacturing the same. The task is to do.
[0014]
In addition to the above object, an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can satisfactorily make contact with an upper layer wiring and a manufacturing method thereof.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a semiconductor memory device having memory cells including first and second load transistors and first and second driver transistors, a semiconductor substrate having a main surface, a first substrate formed on the main surface, A first load transistor active region serving as an active region of the load transistor, a second load transistor active region formed on the main surface and serving as an active region of the second load transistor, and formed on the main surface. A first driver transistor active region serving as an active region of the driver transistor; a second driver transistor active region formed on the main surface; and a second driver transistor active region serving as an active region of the second driver transistor; A first element isolation region that separates the load transistor active region from the first driver transistor active region, and a first load transistor A first conductive layer extending from the transistor active region to the first driver transistor active region and serving as a gate electrode of the first load transistor and the first driver transistor, and a first conductive layer on the first element isolation region. And a second conductive layer branched from the conductive layer and electrically connected to the second driver transistor active region. The width of the second conductive layer located on the first element isolation region is smaller than the width of the first conductive layer. Furthermore, the present invention is electrically connected to the first load transistor active region, passes over the second load transistor active region, and further extends to the second driver transistor active region. And a third conductive layer to be a gate electrode of the second driver transistor.
[0016]
The width of the second conductive layer located on the first element isolation region of the semiconductor memory device according to the present invention is smaller than the width of the first conductive layer. Therefore, the width of the second conductive layer can be made smaller than when the width of the second conductive layer located on the first element isolation region is the same as or larger than the width of the first conductive layer. Since the width of the second conductive layer can be reduced, even if the mask misalignment in forming the first conductive layer, the second conductive layer, and the third conductive layer is taken into consideration, the first element isolation region The width can be reduced. Therefore, according to the present invention, the memory cell can be miniaturized without causing an imbalance in the β ratio of the memory cell.
[0017]
The present invention is a semiconductor memory device having memory cells including first and second load transistors and first and second driver transistors, a semiconductor substrate having a main surface, a first substrate formed on the main surface, A first load transistor active region serving as an active region of the load transistor, a second load transistor active region formed on the main surface and serving as an active region of the second load transistor, and formed on the main surface. A first driver transistor active region serving as an active region of the driver transistor; a second driver transistor active region formed on the main surface; and a second driver transistor active region serving as an active region of the second driver transistor; A first element isolation region that separates the load transistor active region from the first driver transistor active region, and a first load transistor A first conductive layer extending from the transistor active region to the first driver transistor active region and serving as a gate electrode of the first load transistor and the first driver transistor, and a first conductive layer on the first element isolation region. And a second conductive layer branched from the conductive layer and electrically connected to the second driver transistor active region. The width of the second conductive layer located on the first element isolation region is the minimum dimension width in the processing dimension rule of the second conductive layer. Furthermore, the present invention is electrically connected to the first load transistor active region, passes over the second load transistor active region, and further extends to the second driver transistor active region. And a third conductive layer to be a gate electrode of the second driver transistor.
[0018]
In the semiconductor memory device according to the present invention, the width of the second conductive layer located on the first element isolation region is the minimum dimension width according to the processing dimension rule of the second conductive layer. Therefore, the width of the first element isolation region can be reduced even when the mask misalignment when forming the first conductive layer, the second conductive layer, and the third conductive layer is taken into consideration.
[0019]
The semiconductor memory device according to the present invention includes a sidewall insulating film formed on a side surface of the second conductive layer on the first driver transistor active region side, and is located on the first element isolation region. The distance between the second conductive layer and the first driver transistor active region is the sum of the alignment error value and the width of the sidewall insulating film when the first, second, and third conductive layers of the memory cell are patterned. Larger is preferred.
[0020]
In this way, it is possible to prevent the second conductive layer and the sidewall insulating film from being positioned on the first driver transistor active region. As described above, when the second conductive layer and the sidewall insulating film are located on the first driver transistor active region, the gate width of the gate electrode of the first driver transistor becomes smaller than the design value. As a result, the β ratio of the memory cells is unbalanced, and the characteristics of the semiconductor memory device are deteriorated.
[0021]
In the semiconductor memory device according to the present invention, the distance between the second conductive layer located on the first element isolation region and the first load transistor active region is the second distance located on the first element isolation region. The distance between the conductive layer and the first driver transistor active region is preferably smaller.
[0022]
When the second conductive layer and the sidewall insulating film are located on the first driver transistor active region, the β ratio of the memory cell is affected. Even if the second conductive layer and the sidewall insulating film are located on the first load transistor active region and the gate width of the load transistor is reduced, the β ratio of the memory cell is not affected. For this reason, the distance between the second conductive layer and the first load transistor active region can be made smaller than the distance between the second conductive layer and the first driver transistor active region. Therefore, the width of the first element isolation region can be reduced and the memory cell can be miniaturized.
[0023]
In the semiconductor memory device according to the present invention, the pattern of the first and second conductive layers is preferably h-shaped, and the pattern of the third conductive layer is preferably 7-shaped. The h shape means that the pattern of the first and second conductive layers has an alphabetic “h” shape, and the 7 shape means that the pattern of the third conductive layer has a numeric “7” shape. It is.
[0024]
In the semiconductor memory device according to the present invention, the width of the active region of the contact region electrically connected to the third conductive layer in the first load transistor active region is preferably larger than the width of other portions. .
[0025]
In this way, the area of the contact region can be increased, and even if a bird's beak is formed, the area of the contact region can be made an area capable of contacting the upper layer wiring.
[0026]
In the semiconductor memory device according to the present invention, a memory cell array including the memory cells is formed on the main surface, and a second element for separating the memory cells in the first row and the memory cells in the second row of the memory cell array The pattern of the first, second and third conductive layers of the memory cells in the second row is provided with an isolation region, and the pattern of the first, second and third conductive layers of the memory cells in the first row is A pattern rotated by 180 degrees around an axis perpendicular to the main surface is preferred.
[0027]
In this way, punch-through between the first and second load transistor active regions of the memory cells in the first row and the first and second load transistor active regions of the memory cells in the second row is performed. Can be prevented.
[0028]
In the semiconductor memory device according to the present invention, a memory cell array including the memory cells is formed on the main surface, and a second element for separating the memory cells in the first row and the memory cells in the second row of the memory cell array A pattern of first, second and third conductive layers of the memory cells in the second row, and a pattern of first, second and third conductive layers of the memory cells in the first row; Are preferably mirror images. If the mirror image is used, the pattern becomes simple, and the margin for mask displacement (left and right direction) can be increased.
[0029]
A method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor memory device having memory cells including first and second load transistors and first and second driver transistors, the main surface of the semiconductor substrate Forming a device isolation region, a first load transistor active region, a second load transistor active region, a first driver transistor active region, and a second driver transistor active region, and a conductive layer covering the main surface. Forming the conductive layer, and patterning the conductive layer to form first, second, and third conductive layers. The first conductive layer extends from the first load transistor active region to the first driver transistor active region, and the first conductive layer becomes a gate electrode of the first load transistor and the first driver transistor, The second conductive layer is branched from the first conductive layer on the element isolation region and extends to the second driver transistor active region, and the second conductive layer is located on the element isolation region. The width is smaller than the width of the first conductive layer, the third conductive layer extends from the second load transistor active region to the second driver transistor active region, and the third conductive layer is the second conductive layer. It becomes the gate electrode of the load transistor and the second driver transistor. The method of manufacturing a semiconductor memory device further includes a step of electrically connecting the second conductive layer to the second driver transistor active region and a third conductive layer electrically connecting to the first load transistor active region. And a step of performing.
[0030]
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, it is preferable to include a step of forming a sidewall insulating film on the side surface of the second conductive layer on the first driver transistor active region side.
[0031]
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, the step of patterning the conductive layer may be performed by determining whether the distance between the second conductive layer located on the first element isolation region and the first driver transistor active region is a memory. It is preferable that the value be larger than the sum of the alignment error value at the time of pattern formation of the first, second and third conductive layers of the cell and the width of the sidewall insulating film.
[0032]
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, in the step of patterning the conductive layer, the width of the second conductive layer located on the element isolation region is set to the minimum dimension width on the processing dimension rule of the second conductive layer. It is preferable that
[0033]
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, in the step of patterning the conductive layer, the distance between the second conductive layer located on the first element isolation region and the first load transistor active region is It is preferable that the distance is smaller than the distance between the second conductive layer located on one element isolation region and the first driver transistor active region.
[0034]
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, the step of forming the first load transistor active region includes the step of forming a contact region electrically connected to the third conductive layer in the first load transistor active region. It is preferable that the width of the active region be larger than the width of other portions.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
{Description of planar structure}
FIGS. 1 and 16 are plan views showing a part of the SRAM memory cell array according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an element formation layer. FIG. 16 shows a wiring layer formed on the element formation layer of FIG. First, the structure shown in FIG. 1 will be described in order from the lower layer with reference to FIGS.
[0036]
FIG. 2 is a plan view showing patterns of the p-
[0037]
FIG. 4 is a plan view showing patterns of the
[0038]
FIG. 6 is a plan view showing patterns of the first
[0039]
Patterns of the first
[0040]
FIG. 7 is a plan view showing a state in which the pattern shown in FIG. 6 is formed on the main surface of the
[0041]
The second
[0042]
The third
[0043]
The
[0044]
FIG. 1 shows
[0045]
The first conductive layer, the second conductive layer, the third conductive layer, the word line, and the contact hole of these memory cells are formed by the following process. After forming the structure shown in FIG. 5, a conductive layer such as polysilicon covering the main surface of the silicon substrate is formed. Next, the conductive layer is patterned to form a first conductive layer, a second conductive layer, a third conductive layer, and a word line. Using the first conductive layer, the second conductive layer, the third conductive layer, and the word line as a mask, ions are implanted into the main surface of the silicon substrate to form a source region and a drain region. An insulating layer such as a silicon oxide film covering the main surface of the silicon substrate is formed. A contact hole for electrically connecting the second conductive layer to the active region of the second driver transistor and a contact hole for electrically connecting the third conductive layer to the first load transistor active region Are formed in the insulating layer.
[0046]
The description of the structure shown in FIG. 1 is as described above. Next, the structure shown in FIG. 16 will be described in order from the bottom layer with reference to FIGS.
[0047]
FIG. 8 is a plan view showing patterns of the contact holes 18a to 18j. FIG. 9 is a plan view showing a pattern of local wiring composed of the drain connection wirings 30 a and 30 b and the
[0048]
Referring to FIG. 10, the drain connection wiring electrically connects the drain regions of the active region. For example, paying attention to the
[0049]
FIG. 11 is a plan view showing patterns of the contact holes 40a to 40f. FIG. 12 is a plan view showing a pattern of a wiring layer composed of the
[0050]
The
[0051]
FIG. 14 is a plan view showing patterns of the via holes 42a and 42b. FIG. 15 is a plan view showing patterns of the
[0052]
FIG. 16 is a plan view showing a state in which the patterns shown in FIGS. 14 and 15 are formed on the main surface of the
[0053]
{Description of equivalent circuit}
FIG. 17 is an equivalent circuit diagram of the SRAM memory cell shown in FIGS. Load transistor Q Five And driver transistor Q Three And an inverter, and load transistor Q 6 And driver transistor Q Four And an inverter. These inverters are electrically connected to form a flip-flop.
[0054]
Transfer transistor Q 2 Source / drain of the load transistor Q 6 And driver transistor Q Four Are electrically connected to the output of the inverter and the bit line BL. Transfer transistor Q 2 The gate electrode is electrically connected to the word line WL.
[0055]
Load transistor Q Five And Q 6 The source of the power supply V DD Is electrically connected. Driver transistor Q Three And Q Four Source of ground wire V SS Is electrically connected.
[0056]
Transfer transistor Q 1 Source / drain of the load transistor Q Five And driver transistor Q Three Are electrically connected to the output of the inverter and the bit line (/ BL). Transfer transistor Q 1 The gate electrode is electrically connected to the word line WL.
[0057]
{Description of cross-sectional structure}
FIG. 18 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIGS. 1 and 16 taken along line AA.
[0058]
A p-type well 10 a and an n-type well 10 b are formed on the main surface of the
[0059]
A
[0060]
An interlayer insulating
[0061]
On the
[0062]
An interlayer insulating
[0063]
On the
[0064]
An interlayer insulating
[0065]
A
[0066]
{Description of effect}
(Effect 1)
Referring to FIG. 1, in the first embodiment, the width W of second
[0067]
(Effect 2)
Referring to FIG. 18, in the first embodiment, a distance L between second
[0068]
In this way, it is possible to reliably prevent the second
[0069]
(Effect 3)
FIG. 19 shows the
[0070]
The
[0071]
In the first embodiment, the width W of the
[0072]
[Second Embodiment]
FIG. 20 is a plan view showing a part of the element formation layer of the SRAM memory cell array according to the second embodiment of the present invention. FIG. 21 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIG. 20, taken along line AA.
[0073]
The difference from the first embodiment is the position of the second
[0074]
Referring to FIG. 18, in the first embodiment, the distance L between the second
[0075]
On the other hand, referring to FIG. 21, in the second embodiment, the distance L between the second
[0076]
The second
[0077]
In the second embodiment, since the structure other than the position of the second
[0078]
[Third Embodiment]
{Description of planar structure}
FIG. 22 is a plan view showing a part of an SRAM memory cell array according to the third embodiment of the present invention, and shows an element formation layer. The structure shown in FIG. 22 will be described in order from the lower layer with reference to FIGS.
[0079]
FIG. 23 is a plan view showing patterns of the
[0080]
FIG. 24 is a plan view showing a state in which the pattern shown in FIG. 23 is formed on the main surface of the
[0081]
FIG. 25 is a plan view showing patterns of the first
[0082]
The patterns of the first
[0083]
26 is a plan view showing a state in which the pattern shown in FIG. 25 is formed on the main surface of the
[0084]
The first
[0085]
The second
[0086]
In the
[0087]
The
[0088]
FIG. 22 shows
[0089]
{Description of cross-sectional structure}
27 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIG. 22 taken along line BB. FIG. 28 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIG. 22 taken along line CC.
[0090]
27 and 28, a p-
[0091]
Referring to FIG. 27, a third
[0092]
Referring to FIG. 28, a third
[0093]
{Description of effect}
The third embodiment has the same effects (effects 1 to 3) as the first embodiment, and also has the specific effects described below.
[0094]
Referring to FIG. 22, the pattern of first
[0095]
That is, the
[0096]
FIG. 29 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIG. 1 taken along line BB. FIG. 30 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIG. 1 taken along line CC. With this structure, punch-through can be prevented in the region indicated by E under the
[0097]
That is, referring to FIG. 1,
[0098]
However, referring to FIG. 1, the
[0099]
For this reason, referring to FIG. 29, the region between the source or drain of the memory
[0100]
On the other hand, in the third embodiment, as described above, in the region indicated by D in FIG. 27, the distance L is the same as the third
[0101]
[Fourth Embodiment]
FIG. 31 is a plan view showing a part of the element formation layer of the SRAM memory cell array according to the fourth embodiment of the present invention. The difference from the third embodiment is the position of the second
[0102]
The second
[0103]
In the fourth embodiment, since the structure other than the position of the second
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a part of an element formation layer of an SRAM memory cell array according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a plan view showing an SRAM well pattern according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a plan view showing a state in which a well pattern is formed on the main surface of a silicon substrate used in the SRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a plan view showing patterns of an active region and a field oxide region of the SRAM according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a state in which active region and field oxide region patterns are formed on the main surface of a silicon substrate used in the SRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a plan view showing patterns of the first conductive layer, the second conductive layer, and the third conductive layer in the SRAM word line and memory cell formation region according to the first embodiment of the present invention; .
FIG. 7 shows a first conductive layer, a second conductive layer, and a third conductive layer on a main surface of a silicon substrate used in the SRAM according to the first embodiment of the present invention. It is a top view which shows the state in which the pattern of the layer was formed.
FIG. 8 is a plan view showing a contact hole pattern of the SRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a plan view showing drain connection wirings and contact pad patterns of the SRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a plan view showing a state in which a drain connection wiring pattern is formed on the main surface of a silicon substrate used in the SRAM according to the first embodiment of the invention;
FIG. 11 is a plan view showing a contact hole pattern of the SRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a plan view showing the wiring and contact pad patterns of the SRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a plan view showing a state in which a part of the wiring pattern is formed on the main surface of the silicon substrate used in the SRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a plan view showing a via hole pattern of the SRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a plan view showing a bit line pattern of the SRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a plan view showing a part of the wiring of the SRAM memory cell array according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 17 is an equivalent circuit diagram of the SRAM according to the first embodiment of the present invention.
18 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIGS. 1 and 16 taken along line AA. FIG.
FIG. 19 is a plan view showing an end portion of the active region shown in FIG. 1;
FIG. 20 is a plan view showing a part of the element formation layer of the SRAM memory cell array according to the second embodiment of the present invention;
21 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIG. 20, taken along line AA. FIG.
FIG. 22 is a plan view showing a part of an element formation layer of an SRAM memory cell array according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 23 is a plan view showing patterns of an active region and a field oxide region of an SRAM according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a plan view showing a state where active region and field oxide region patterns are formed on the main surface of a silicon substrate used in an SRAM according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 25 is a plan view showing patterns of a first conductive layer, a second conductive layer, and a third conductive layer in an SRAM word line and memory cell formation region according to a third embodiment of the present invention; .
FIG. 26 shows a first conductive layer, a second conductive layer, and a third conductive layer in a word line and a memory cell formation region on a main surface of a silicon substrate used in an SRAM according to a third embodiment of the invention; It is a top view which shows the state in which the pattern of the layer was formed.
27 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIG. 22 taken along line BB.
28 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIG. 22 cut along line CC.
29 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIG. 1 cut along the line BB. FIG.
30 is a cross-sectional view of the SRAM memory cell shown in FIG. 1 cut along line CC. FIG.
FIG. 31 is a plan view showing a part of an element formation layer of an SRAM memory cell array according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 32 is a plan view of a conventional SRAM memory cell;
33 is a cross-sectional view taken along the line AA of the SRAM memory cell in FIG. 32;
FIG. 34 is a plan view of a memory cell when mask alignment is shifted in the y-axis direction when forming a first conductive layer, a second conductive layer, and a third conductive layer.
35 is a cross-sectional view taken along the line AA of the SRAM memory cell in FIG. 34;
36 is a plan view showing an end portion of the active region in FIG. 32;
[Explanation of symbols]
12a to 12i active region
13 Field oxide film
15a-15d Memory cell formation region
16a First conductive layer
16b Second conductive layer
16c third conductive layer
18a Contact hole
18b Contact hole
28 Silicon substrate
Claims (9)
前記メモリセルは、
主表面を有する半導体基板と、
前記主表面に形成され、前記第1の負荷トランジスタの活性領域となる第1の負荷トランジスタ活性領域と、
前記主表面に形成され、前記第2の負荷トランジスタの活性領域となる第2の負荷トランジスタ活性領域と、
前記主表面に形成され、前記第1のドライバトランジスタの活性領域となる第1のドライバトランジスタ活性領域と、
前記主表面に形成され、前記第2のドライバトランジスタの活性領域となる第2のドライバトランジスタ活性領域と、
前記主表面に形成され、前記第1の負荷トランジスタ活性領域と前記第1のドライバトランジスタ活性領域とを分離する第1の素子分離領域と、
前記第1の負荷トランジスタ活性領域上から前記第1のドライバトランジスタ活性領域上まで延び、かつ前記第1の負荷トランジスタ及び前記第1のドライバトランジスタのゲート電極となる第1の導電層と、
前記第1の素子分離領域上で前記第1の導電層から分岐し、前記第2のドライバトランジスタ活性領域と電気的に接続される第2の導電層と、
を備え、
前記第1の素子分離領域上に位置する前記第2の導電層の幅は、前記第1の導電層の幅より小さく、
さらに、
前記第1の負荷トランジスタ活性領域と電気的に接続され、前記第2の負荷トランジスタ活性領域上を通り、さらに前記第2のドライバトランジスタ活性領域上まで延びており、前記第2の負荷トランジスタ及び前記第2のドライバトランジスタのゲート電極となる第3の導電層を備え、
前記メモリセルアレイは、
前記主表面に形成され、前記メモリセルアレイの第1の行のメモリセルと第2の行のメモリセルとを分離する第2の素子分離領域を備え、
前記第1の行の前記メモリセルの前記第2の負荷トランジスタ活性領域は、前記第2の素子分離領域を介して前記第2の行の前記メモリセルの前記第1の負荷トランジスタ活性領域と対向する第1の領域を有し、
前記第1の行の前記メモリセルの前記第3の導電層のパターンは、前記第1の領域上を横断し、
前記第1の領域上にある前記第1の行の前記メモリセルの前記第3導電層のパターン下には、前記第1の行の前記メモリセルの前記第2の負荷トランジスタ活性領域は形成されておらず、
前記第2の行の前記メモリセルの前記第2の負荷トランジスタ活性領域は、前記第2の素子分離領域を介して前記第1の行の前記メモリセルの前記第1の負荷トランジスタ活性領域と対向する第2の領域を有し、
前記第2の行の前記メモリセルの前記第3の導電層のパターンは、前記第2の領域上を横断し、
前記第2の領域上にある前記第2の行の前記メモリセルの前記第3導電層のパターン下には、前記第2の行の前記メモリセルの前記第2の負荷トランジスタ活性領域は形成されておらず、
前記第1の領域において、前記第1の行の前記メモリセルの前記第3の導電層の一部は前記第2の素子分離領域上にのりあげており、
前記第2の領域において、前記第2の行の前記メモリセルの前記第3の導電層の一部は前記第2の素子分離領域上にのりあげている、半導体メモリ装置。A semiconductor memory device comprising a memory cell array having a plurality of memory cells including first and second load transistors and first and second driver transistors,
The memory cell is
A semiconductor substrate having a main surface;
A first load transistor active region formed on the main surface and serving as an active region of the first load transistor;
A second load transistor active region formed on the main surface and serving as an active region of the second load transistor;
A first driver transistor active region formed on the main surface and serving as an active region of the first driver transistor;
A second driver transistor active region formed on the main surface and serving as an active region of the second driver transistor;
A first element isolation region formed on the main surface and separating the first load transistor active region and the first driver transistor active region;
A first conductive layer extending from above the first load transistor active region to the first driver transistor active region and serving as a gate electrode of the first load transistor and the first driver transistor;
A second conductive layer branched from the first conductive layer on the first element isolation region and electrically connected to the second driver transistor active region;
With
The width of the second conductive layer located on the first element isolation region is smaller than the width of the first conductive layer,
further,
Electrically connected to the first load transistor active region, passing over the second load transistor active region, and further extending to the second driver transistor active region, the second load transistor and the A third conductive layer serving as a gate electrode of the second driver transistor;
The memory cell array includes:
A second element isolation region formed on the main surface and separating a memory cell in a first row and a memory cell in a second row of the memory cell array;
The second load transistor active region of the memory cells in the first row is opposed to the first load transistor active region of the memory cells in the second row via the second element isolation region. A first region to
The pattern of the third conductive layer of the memory cells in the first row traverses over the first region;
The second load transistor active region of the memory cell in the first row is formed under the pattern of the third conductive layer of the memory cell in the first row on the first region. Not
The second load transistor active region of the memory cell in the second row is opposed to the first load transistor active region of the memory cell in the first row through the second element isolation region. A second region to
The pattern of the third conductive layer of the memory cells in the second row traverses over the second region;
The second load transistor active region of the memory cell in the second row is formed under the pattern of the third conductive layer of the memory cell in the second row on the second region. Not
In the first region, a part of the third conductive layer of the memory cell in the first row is lifted onto the second element isolation region,
In the second region, a part of the third conductive layer of the memory cell in the second row is lifted onto the second element isolation region.
前記第2の行のメモリセルの第1、第2及び第3の導電層のパターンは、前記第1の行のメモリセルの第1、第2及び第3の導電層のパターンを前記主表面に垂直な軸を中心として、180度回転させたパターンである半導体メモリ装置。In claim 1,
The patterns of the first, second and third conductive layers of the memory cells in the second row are the same as the patterns of the first, second and third conductive layers of the memory cells in the first row. A semiconductor memory device having a pattern rotated by 180 degrees about an axis perpendicular to.
前記メモリセルは、
主表面を有する半導体基板と、
前記主表面に形成され、前記第1の負荷トランジスタの活性領域となる第1の負荷トランジスタ活性領域と、
前記主表面に形成され、前記第2の負荷トランジスタの活性領域となる第2の負荷トランジスタ活性領域と、
前記主表面に形成され、前記第1のドライバトランジスタの活性領域となる第1のドライバトランジスタ活性領域と、
前記主表面に形成され、前記第2のドライバトランジスタの活性領域となる第2のドライバトランジスタ活性領域と、
前記主表面に形成され、前記第1の負荷トランジスタ活性領域と前記第1のドライバトランジスタ活性領域とを分離する第1の素子分離領域と、
前記第1の負荷トランジスタ活性領域上から前記第1のドライバトランジスタ活性領域上まで延び、かつ前記第1の負荷トランジスタ及び前記第1のドライバトランジスタのゲート電極となる第1の導電層と、
前記第1の素子分離領域上で前記第1の導電層から分岐し、前記第2のドライバトランジスタ活性領域と電気的に接続される第2の導電層と、
を備え、
前記第1の素子分離領域上に位置する前記第2の導電層の幅は、前記第1の導電層の幅より小さく、
さらに、
前記第1の負荷トランジスタ活性領域と電気的に接続され、前記第2の負荷トランジスタ活性領域上を通り、さらに前記第2のドライバトランジスタ活性領域上まで延びており、前記第2の負荷トランジスタ及び前記第2のドライバトランジスタのゲート電極となる第3の導電層を備え、
前記メモリセルアレイは、
前記主表面に形成され、前記メモリセルアレイの第1の行のメモリセルと第2の行のメモリセルとを分離する第2の素子分離領域を備え、
前記第1の行の前記メモリセルの前記第2の負荷トランジスタ活性領域は、前記第2の素子分離領域を介して前記第2の行の前記メモリセルの前記第2の負荷トランジスタ活性領域と対向する第1の領域を有し、
前記第1の行の前記メモリセルの前記第3の導電層のパターンは、前記第1の領域上を横断し、
前記第1の領域上にある前記第1の行の前記メモリセルの前記第3導電層のパターン下には、前記第1の行の前記メモリセルの前記第2の負荷トランジスタ活性領域は形成されておらず、
前記第2の行の前記メモリセルの前記第2の負荷トランジスタ活性領域は、前記第2の素子分離領域を介して前記第1の行の前記メモリセルの前記第2の負荷トランジスタ活性領域と対向する第2の領域を有し、
前記第2の行の前記メモリセルの前記第3の導電層のパターンは、前記第2の領域上を横断し、
前記第2の領域上にある前記第2の行の前記メモリセルの前記第3導電層のパターン下には、前記第2の行の前記メモリセルの前記第2の負荷トランジスタ活性領域は形成されておらず、
前記第1の領域において、前記第1の行の前記メモリセルの前記第3の導電層の一部は前記第2の素子分離領域上にのりあげており、
前記第2の領域において、前記第2の行の前記メモリセルの前記第3の導電層の一部は前記第2の素子分離領域上にのりあげている、半導体メモリ装置。A semiconductor memory device comprising a memory cell array having a plurality of memory cells including first and second load transistors and first and second driver transistors,
The memory cell is
A semiconductor substrate having a main surface;
A first load transistor active region formed on the main surface and serving as an active region of the first load transistor;
A second load transistor active region formed on the main surface and serving as an active region of the second load transistor;
A first driver transistor active region formed on the main surface and serving as an active region of the first driver transistor;
A second driver transistor active region formed on the main surface and serving as an active region of the second driver transistor;
A first element isolation region formed on the main surface and separating the first load transistor active region and the first driver transistor active region;
A first conductive layer extending from above the first load transistor active region to the first driver transistor active region and serving as a gate electrode of the first load transistor and the first driver transistor;
A second conductive layer branched from the first conductive layer on the first element isolation region and electrically connected to the second driver transistor active region;
With
The width of the second conductive layer located on the first element isolation region is smaller than the width of the first conductive layer,
further,
Electrically connected to the first load transistor active region, passing over the second load transistor active region, and further extending to the second driver transistor active region, the second load transistor and the A third conductive layer serving as a gate electrode of the second driver transistor;
The memory cell array includes:
A second element isolation region formed on the main surface and separating a memory cell in a first row and a memory cell in a second row of the memory cell array;
The second load transistor active region of the memory cell in the first row is opposed to the second load transistor active region of the memory cell in the second row through the second element isolation region. A first region to
The pattern of the third conductive layer of the memory cells in the first row traverses over the first region;
The second load transistor active region of the memory cell in the first row is formed under the pattern of the third conductive layer of the memory cell in the first row on the first region. Not
The second load transistor active region of the memory cell in the second row is opposed to the second load transistor active region of the memory cell in the first row through the second element isolation region. A second region to
The pattern of the third conductive layer of the memory cells in the second row traverses over the second region;
The second load transistor active region of the memory cell in the second row is formed under the pattern of the third conductive layer of the memory cell in the second row on the second region. Not
In the first region, a part of the third conductive layer of the memory cell in the first row is lifted onto the second element isolation region,
In the second region, a part of the third conductive layer of the memory cell in the second row is lifted onto the second element isolation region.
前記第2の行のメモリセルの第1、第2及び第3の導電層のパターンと、前記第1の行のメモリセルの第1、第2及び第3の導電層のパターンとは、鏡像の関係にある半導体メモリ装置。In claim 3,
The pattern of the first, second, and third conductive layers of the memory cells in the second row and the pattern of the first, second, and third conductive layers of the memory cells in the first row are mirror images. A semiconductor memory device having a relationship of
前記第1の素子分離領域上に位置する前記第2の導電層の幅は、前記第2の導電層の加工寸法ルール上最小寸法幅である、半導体メモリ装置。In any one of Claims 1-4,
The semiconductor memory device, wherein a width of the second conductive layer located on the first element isolation region is a minimum dimension width according to a processing dimension rule of the second conductive layer.
前記第1のドライバトランジスタ活性領域側にあって、前記第2の導電層の側面に形成されたサイドウォール絶縁膜を備え、
前記第1の素子分離領域上に位置する前記第2の導電層と前記第1のドライバトランジスタ活性領域との距離は、前記メモリセルの前記第1、第2及び第3の導電層のパターン形成時のアライメントエラーの値と前記サイドウォール絶縁膜の幅との和より大きい、半導体メモリ装置。In any one of Claims 1-5,
A sidewall insulating film formed on a side surface of the second conductive layer on the first driver transistor active region side;
The distance between the second conductive layer located on the first element isolation region and the first driver transistor active region is the pattern formation of the first, second and third conductive layers of the memory cell. A semiconductor memory device having a value larger than a sum of an alignment error value and a width of the sidewall insulating film.
前記第1の素子分離領域上に位置する前記第2の導電層と前記第1の負荷トランジスタ活性領域との距離は、前記第1の素子分離領域上に位置する前記第2の導電層と前記第1のドライバトランジスタ活性領域との距離より小さい、半導体メモリ装置。In any one of Claims 1-6,
The distance between the second conductive layer located on the first element isolation region and the first load transistor active region is the same as that between the second conductive layer located on the first element isolation region and the first load transistor active region. A semiconductor memory device smaller than the distance from the first driver transistor active region.
前記第1及び前記第2の導電層からなるパターンはh形状をし、前記第3の導電層のパターンは7形状をしている、半導体メモリ装置。In any one of Claims 1-7,
A semiconductor memory device, wherein the pattern comprising the first and second conductive layers has an h shape, and the pattern of the third conductive layer has a seven shape.
前記第1の負荷トランジスタ活性領域のうち、前記第3の導電層と電気的に接続されるコンタクト領域の活性領域の幅は、その他の部分の幅より大きい、半導体メモリ装置。In any one of Claims 1-8,
Of the first load transistor active region, the width of the active region of the contact region electrically connected to the third conductive layer is larger than the width of the other portion.
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