JP4846721B2 - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents
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Description
図8〜図21は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。その半導体装置はストライプ型のSRAMであり、上記の図8〜図21では、第nセルとその隣の第n+1セルの断面が示されるとともに、各セルにおけるn型MOSトランジスタ形成領域Aとp型MOSトランジスタ形成領域Bとを上下に分けて描いてある。また、図22〜図25はその平面図である。
上記した第1実施形態では、ストライプ型のSRAMにおいてn型活性領域Cnを複数に分割し、そのn型活性領域Cnにおけるシリコン基板20が受けるストレスを緩和するようにした。
図29は、第1例に係るベント型SRAMの活性領域Cn、Cpの平面レイアウトを示す図であり、図30は、その活性領域Cn、Cpの上にゲート電極28a等を形成し、既述のトランジスタTRT1、TRT2、TRD1、TRD2、TRL1、TRL2を形成した場合の平面図である。
図31は、第2例に係るベント型SRAMの活性領域Cn、Cpの平面レイアウトを示す図である。そして、図32は、その活性領域Cn、Cpの上にゲート電極28a等を形成してトランジスタTRT1、TRT2、TRD1、TRD2、TRL1、TRL2を形成した場合の平面図である。
図33は、第3例に係るベント型SRAMの活性領域Cn、Cpの平面レイアウトを示す図であり、図34は、その活性領域Cn、Cpの上にゲート電極28a等を形成し、SRAMを構成するトランジスタTRT1、TRT2、TRD1、TRD2、TRL1、TRL2を形成した場合の平面図である。
本願発明者は、第1、第2実施形態で説明したSRAMにおいて、リーク電流がどの程度低減されるのかを実際に調査した。以下に、その調査結果について説明する。
まず、活性領域Cp、Cnを分割したことでリーク電流がどの程度低減されるかを調べるため、従来のストライプ型SRAM(図2参照)、第1実施形態の第1のストライプ型SRAM(図25参照)、及び第1実施形態の第2のストライプ型SRAM(図28参照)のそれぞれについて、スタンバイ時、すなわち一つのセルを構成する全てのトランジスタがオフ状態におけるスタンバイリーク電流が実際に測定された。その測定結果を図35に示す。
次に、図26で説明したように、p型チャネル領域24の不純物濃度のピーク深さRpを0.015μm以下に浅くしたことで、第1導電性プラグ47aからシリコン基板20に逃げるリーク電流(基板リーク電流)がどの程度低減されるのかが調査された。その結果を図37と図38に示す。なお、この調査では、シリコン基板上に100万個のセルを集積形成し、そのセル全体の基板リーク電流が調査された。
既述の第1〜第3実施形態では、SRAMを構成するトランジスタの活性領域Cp、Cnを分割することにより、待機状態におけるSRAMのスタンバイリーク電流を低減した。本実施形態では、これとは別の構成を採用することにより、そのスタンバイリーク電流を低減する。
前記半導体基板の活性領域を複数個に分割する素子分離絶縁膜と、
前記活性領域の上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の両側の前記活性領域に形成され、該ゲート電極と共にSRAMメモリセルのMOSトランジスタを構成するソース/ドレイン領域と、
前記活性領域と前記素子分離絶縁膜のそれぞれの上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、隣接する二つの前記活性領域、及び該二つの活性領域の間の前記素子分離絶縁膜に共通に重なるホールと、
前記ホール内に形成され、前記二つの活性領域を電気的に接続する導電性プラグと、
を有することを特徴とする半導体装置。
前記活性領域の上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の両側の前記活性領域に形成され、該ゲート電極と共にSRAM(Static Random Access Memory)メモリセルのMOSトランジスタを構成するソース/ドレイン領域とを有し、
前記ソース/ドレイン領域のうちソースとして機能する領域の側に前記ゲート電極をずらすことにより、該領域のゲート長方向の長さを、前記ソース/ドレイン領域のうちドレインとして機能する領域のゲート長方向の長さよりも短くしたことを特徴とする半導体装置。
前記活性領域の前記半導体基板に第1の不純物を注入してチャネル領域を形成する工程と、
前記活性領域の前記半導体基板に、ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の両側の前記シリコン基板に第2の不純物を注入してソース/ドレイン領域を形成し、該ソース/ドレイン領域と前記ゲート電極とでSRAMメモリセルのMOSトランジスタを構成する工程と、
前記素子分離絶縁膜と前記ソース/ドレイン領域の上に層間絶縁膜を形成する工程と、
隣接する二つの前記活性領域、及び該二つの活性領域の間の前記素子分離絶縁膜に共通に重なるホールを前記層間絶縁膜に形成する工程と、
前記二つの活性領域を電気的に接続する導電性プラグを前記ホール内に形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Claims (10)
- 半導体基板と、
前記半導体基板の活性領域を複数個に分割する素子分離絶縁膜と、
前記活性領域の上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の両側の前記活性領域に形成され、該ゲート電極と共にSRAMメモリセルのMOSトランジスタを構成するソース/ドレイン領域と、
前記活性領域と前記素子分離絶縁膜のそれぞれの上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記SRAMメモリセルにおいて、隣り合うセル間の部分で活性領域の長手方向に分割されて隣接する二つの前記活性領域、及び該二つの活性領域の間の前記素子分離絶縁膜に共通に重なるホールと、
前記ホール内に形成され、前記二つの活性領域を電気的に接続する導電性プラグとを有することを特徴とする半導体装置。 - 複数個に分割された前記活性領域は、該活性領域の長手方向にストライプ状に列をなして配置されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 複数個に分割された前記活性領域のうち、少なくとも二つの該活性領域の長手方向が直交することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 複数個に分割された前記活性領域のうち、少なくとも一つが屈曲していることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記MOSトランジスタが複数形成され、複数の該MOSトランジスタのうちの少なくとも二つがドライバトランジスタであり、隣接する二つの該ドライバトランジスタのそれぞれの前記活性領域同士が前記導電性プラグによって電気的に接続されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記MOSトランジスタが複数形成され、複数の該MOSトランジスタのうちの少なくとも二つがドライバトランジスタとトランスファトランジスタであり、隣接する前記ドライバトランジスタと前記トランスファトランジスタのそれぞれの前記活性領域同士が前記導電性プラグによって電気的に接続されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記MOSトランジスタが複数形成され、複数の該MOSトランジスタのうちの少なくとも一つがロードトランジスタであり、隣接するセルの該ロードトランジスタのそれぞれの前記活性領域同士が前記導電性プラグによって電気的に接続されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記導電性プラグの下端の一部が前記素子分離絶縁膜の中に食い込むと共に、前記ソース/ドレイン領域の接合深さを前記食い込みの深さよりも深くしたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記MOSトランジスタのチャネル領域の不純物濃度のピーク深さが0.015μmよりも浅いことを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
- 半導体基板に素子分離絶縁膜を形成し、該半導体基板の活性領域を該素子分離絶縁膜で複数個に分割する工程と、
前記活性領域の前記半導体基板に第1の不純物を注入してチャネル領域を形成する工程と、
前記活性領域の前記半導体基板に、ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の両側の前記シリコン基板に第2の不純物を注入してソース/ドレイン領域を形成し、該ソース/ドレイン領域と前記ゲート電極とでSRAMメモリセルのMOSトランジスタを構成する工程と、
前記素子分離絶縁膜と前記ソース/ドレイン領域の上に層間絶縁膜を形成する工程と、
隣接する二つの前記活性領域、及び該二つの活性領域の間の前記素子分離絶縁膜に共通に重なるホールを前記層間絶縁膜に形成する工程と、
前記二つの活性領域を電気的に接続する導電性プラグを前記ホール内に形成する工程とを有し、
前記SRAMメモリセルにおいて、隣り合うセル間の部分で活性領域の長手方向に分割して前記二つの活性領域を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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