JPH02116162A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH02116162A
JPH02116162A JP63269678A JP26967888A JPH02116162A JP H02116162 A JPH02116162 A JP H02116162A JP 63269678 A JP63269678 A JP 63269678A JP 26967888 A JP26967888 A JP 26967888A JP H02116162 A JPH02116162 A JP H02116162A
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JP
Japan
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type
buried layer
layer
memory cell
direct contact
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JP63269678A
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English (en)
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Toru Yamazaki
亨 山崎
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体記憶装置に関し、特にスタティック形M
OSランダムアクセスメモリに関するものである。
〔従来の技術〕
従来のフリップフロップ形のスタティック形メモリセル
は例えば第11図、第12図に示すように高抵抗多結晶
シリコン膜10を含んでなる負荷抵抗R,,R2を有し
、蓄積ノードN I + N 2には高抵抗R1,R2
と駆動用MO3トランジスタT、、T2が接続されてお
り、フリップフロップ形のメモリセルを構成している。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、この公知例のメモリセルではメモリの大容量化
、高集積化に伴なうメモリセル面積の縮小に対して以下
の欠点を有する。すなわち、メモリ素子の封正に用いる
セラミック材料やレジン材料および配線材料の中に微量
に含まれているウラニウムUやトリウムThが崩壊する
ときに生じるα線がメモリセルに入射するとα線の飛程
に沿い電子−正孔対が発生し蓄積ノードに蓄えられた電
荷に混入するため、メモリの情報が保持できなくなり、
情報は破壊される。このような現象はソフトエラーと呼
ばれている。従来のスタティック形メモリでは、MOS
トランジスタのトレイン領域のN“拡散層とP形基板と
の間に形成されるP−N接合容量やゲート酸化膜による
絶縁膜容量によりα線による電荷消失を補うだけの電荷
を蓄積するようになっている。またメモリセル直下に高
濃度埋込層を設けて空乏層を狭くし、α線対策とする手
段も提案されている。しかしながら、メモリセルの面積
が縮小されると、いずれの対策でもα線による電荷の消
失を補うには蓄積電荷が不十分になる。したがって従来
形のスタティックメモリセル構造は微細化するとソフト
エラー率が増加し、メモリの信頼性も著しく低下させる
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決し、所要の面
積が小さくα線によるソフトエラー耐性の大きな、スタ
ティック形ランダムアクセスメモリを提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体記憶装置は、第1導電型半導体基板に形
成されたM工Sトランジスタを駆動用素子としてなるフ
リップフロップ形のメモリセルを有する半導体記憶装置
において、前記MISトランジスタの下方に設けられた
島状の高濃度第1導電型埋込層と、一端が前記高濃度第
1導電型埋込層とP−N接合を形成して接続され他端が
前記M■Sトランジスタのドレイン領域と接続された第
2導電型拡散領域とを含むというものである。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示す半導体チップの断
面図で、スタティックMOSメモリセルの高抵抗部と、
ダイレクトコンタクト部の断面構造を表わすものである
高抵抗素子は高抵抗多結晶シリコン膜10を含んで構成
されている。電源電圧VCCを低抵抗部11に印加する
ことにより多結晶シリコン膜の高抵抗部(10)とダイ
レクトコンタクト部の引き出し領域である低抵抗の多結
晶シリコン膜7を通してMOSトランジスタのドレイン
領域8−1にスタティックメモリに必要な微小電流が供
給される。またシリコンからなるP型半導体基板1とP
型エピタキシャル層3からなるP型半導体基板中に設け
られたダイレクトコンタクト部の深いN+型拡散領域1
05と、P型エビタ代シャル層3およびP+型埋込層2
との間に形成されたP−N接合容量にンフトエラー抑制
に必要な電荷が蓄えられる。
第2図は第1図に示した構造を有するスタティック型メ
モリセルの等価回路図である。
同図において、メモリセルの蓄積ノードN。
N2にはそれぞれ駆動用MO3トランジスタT1T2の
ドレイン、転送用MO3トランジスタT3゜T4のソー
ス、高抵抗素子R,,R2及び容量素子C,,C2が接
続されている。尚蓄積ノードNl 、N2部が上述のダ
イレクトコンタクト部に相当する。高抵抗素子R1、R
2には電源電圧VCCが印加され、容量素子C,; C
2には接地電位が印加されており、蓄積ノードN、、N
2の蓄積容量が従来例より大きくなっている。従って既
に述べたようにα線の照射により、蓄積ノードN L 
+ N2の電荷が消失して電位が変動しても容量素子C
1,C2に充電されている電荷が供給されメモリの記憶
内容が失なわれる頻度は減少する。第3図は本発明によ
るスタティック形メモリセルの蓄積ノードにおける蓄積
容量とソフトエラー率の関係を従来のスタティック形メ
モリセルの場合と比較したものである。同図から明らか
なように本発明によればメモリセルの面積を縮小しても
蓄積ノードにおける静電容量は従来のスタティック形メ
モリセルに比べ約2倍大きくなるため、ソフトエラー率
は2桁以上改善できる。
第4図は第1の実施例のダイレクトコンタクト部のN+
型拡散領域105とセル直下に設けた高濃度埋込層2と
の深さ方向の不純物プロファイルを示した特性図である
。ダイレクトコンタクト部のN+型拡散領域を深くする
か又は埋込層の位置を更に基板表面に近づけることによ
り、不純物濃度の高い領域で接触させればノード部の接
合容量を更に増すことができる。
第5図はダイレクトコンタクト部のN++拡散領域の深
さと、蓄積ノードにおける蓄積容量の関係を示す特性図
である。
第6図は本発明の第2図の実施例を示す半導体チップの
断面図である。
蓄積ノード部の接合容量を増すためP+型埋込層を浅く
しすぎるとP+型埋込層の不純物上方拡散のなめ、蓄積
ノード部以外のMOSトランジスタの拡散層接合容量が
増加するほか、MOSトランジスタの基板効果の悪化、
しきい電圧の変動が生じる。このため、第2の実施例で
はP+型埋込層202をダイレクトコンタクト部でのみ
深さを浅くし、上述のMOSトランジスタに生じる悪影
響を解決し、蓄積ノード部の接合容量のみを増加させる
構造にしたものである。
第7図は本発明の第3の実施例を示す半導体チップの断
面図である。
本構造によればダイレクトコンタクト部の基板を一部エ
ッチングした後、拡散を行なってN++拡散領域305
を形成しているので、P+型埋込層2の位置を浅くする
ことなくダイレクトコンタクト部においてより高濃度の
領域同志を容易に接触させて蓄積ノードの静電容量を大
きくすることができる。
第8図は本発明の第4の実施例を示す半導体チップの断
面図である。
本構造はダイレクトコンタクト部の深いN++拡散領域
405の側面部分に基板と同一導電型のP+型拡散層領
域17を設けP+埋込層2、N++拡散領域405のみ
ならずN++拡散領域405の側面容量も有効に利用し
、蓄積ノードの蓄積容量を増した構造例である。
第9図は本発明の第5の実施例を示す半導体チップの断
面図である。
本構造はP+型埋込層2上にダイレクトコンタクト部の
深いN++拡散領域505と同一導電型でかつ広い底面
積を有するN++埋込層18を設け、深いN”型拡散領
域505と接続する。本構造によりP+型埋込層2と接
触するN+型領領域面積が大きくなり、蓄積ノードの蓄
積容量を更に増加させることができる。
次に本発明の製造方法について延べる。
第10図(a)〜(C)は本発明の製造方法を説明する
ための工程順に配置した半導体チップの断面図である。
本製造方法例では前述の第3.第4.第5の実施例を組
み合わせた構成のものについて説明する。
まず、第10図(a)に示すようにP型半導体基体1上
にイオン注入法により注入量lX1013〜2X101
4cn+−2のボロンを選択的に導入した後1000〜
1100℃の熱処理を行い不純物の活性化およびP型半
導体基板体1内に押込拡散しP+型埋込層2を形成する
0次にイオン注入法により注入量I X 10 ”〜5
 X 1013cm−2のリンをP+型埋込層2の一部
に導入後1000〜1100℃の熱処理により不純物を
活性化し、N++埋込層18を形成する。次にP型エピ
タキシャル層3を1〜2μmの厚さ前記P型半導体基板
1上に成長後、イオン注入法によりボロン(注入量1×
1012〜1×1013cm−2)をN++埋込層18
上に導入し、1000〜1100°Cの熱処理で押し込
み拡散し、I X 1016〜5 X 10 ”cmの
P+ウェル領域17を形成する。
次に第10図(b)に示すように、素子分離用のフィー
ルド酸化膜4、ゲート酸化膜19を形成後、溝20をド
ライエツチングを用いて形成する。次に第10図(c)
に示す様に、多結晶シリコン膜を成長後リン拡散により
多結晶シリコン膜中に導入し1000〜950℃の熱処
理によりリンを押込拡散させダイレクトコンタクト領域
のN++拡散領域605を形成する。次に多結晶シリコ
ン膜をパターニングし、ゲート電極(6)とダイレクト
コンタクト部引き出し電極(7)を形成する。以下通常
の製造工程に従いソース・ドレイン拡散層形成、眉間膜
、コンタクト、電極形成を行う。
〔発明の効果〕
以上、説明したように本発明は、フリップフロップ型メ
モリセルの駆動用MISトランジスタのドレイン領域と
接続して、このドレイン領域と導電型の異なる高濃度埋
込層とP−N接合を形成する拡散領域を設けることによ
り、メモリセルの蓄積ノードの蓄積容量を大きくするこ
とができるので、半導体記憶装置のソフトエラー耐性が
改善される効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す半導体チップの断
面図、第2図は本発明の等価回路を示す回路図、第3図
は本発明の効果を示す蓄積容量とソフトエラー率の関係
を示す特性図、第4図は本発明の不純物プロファイルを
示す特性図、第5図は本発明の蓄積容量を示す特性図、
第6図ないし第9図は本発明の第2の実施例ないし第5
の実施例を示す半導体チップの断面図、第10図(a)
、(b)、(c)は本発明の製造方法を説明するために
工程順に示した半導体チップの断面図、第11図は従来
例を示す半導体チップの断面図、第12図は従来のメモ
リセルの等価回路を示す回路図である。 1・・・P型半導体基板、2・・・P+型埋込層、3・
・・P型エピタキシャル層、4・・・フィールド酸化膜
、5・・・ダイレクトコンタクト部のN+型拡散領域、
6・・・ゲート多結晶シリコン膜、7・・・ダイレクト
コンタクト部の多結晶シリコン膜、8−1・・・MOS
トランジスタのトレイン領域、8−2・・・MOSトラ
ンジスタのソース領域、9・・・層間絶縁膜、1゜・・
高抵抗多結晶シリコン膜、11・・・低抵抗部、12・
・・アルミニウム電極、13・・・ワード線、141.
14−2・・・デイジット線、15・・・P+型埋込層
の不純物プロファイル、16−1.16−2.16−3
・・・ダイレクトコンタクト部のN+型拡散領域の不純
物プロファイル、17・・・P+ウェル領域、17′・
・・P+型拡散層領域、18・・・N+型埋込層、19
・・・ゲート酸化膜、2o・・・溝。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電型半導体基板に形成されたMISトランジスタ
    を駆動用素子としてなるフリップフロップ形のメモリセ
    ルを有する半導体記憶装置において、前記MISトラン
    ジスタの下方に設けられた島状の高濃度第1導電型埋込
    層と、一端が前記高濃度第1導電型埋込層とP−N接合
    を形成して接続され他端が前記MISトランジスタのド
    レイン領域と接続された第2導電型拡散領域とを含むこ
    とを特徴とする半導体記憶装置。
JP63269678A 1988-10-25 1988-10-25 半導体記憶装置 Pending JPH02116162A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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