JPH02155266A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH02155266A
JPH02155266A JP63309128A JP30912888A JPH02155266A JP H02155266 A JPH02155266 A JP H02155266A JP 63309128 A JP63309128 A JP 63309128A JP 30912888 A JP30912888 A JP 30912888A JP H02155266 A JPH02155266 A JP H02155266A
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JP
Japan
Prior art keywords
polycrystalline silicon
film
resistance
insulating film
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP63309128A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichi Kimura
木村 正一
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Priority to KR1019900700018A priority patent/KR940001252B1/ko
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Priority to PCT/JP1989/000433 priority patent/WO1989011162A1/ja
Priority to DE68929121T priority patent/DE68929121T2/de
Publication of JPH02155266A publication Critical patent/JPH02155266A/ja
Priority to US07/821,250 priority patent/US5254870A/en
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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、半導体記憶装置であるスタチックRAM (
Random  Access  Memory)に関
し、特に高抵抗多結晶シリコン抵抗に適用して有効な技
術に関する。
〔従来の技術1 従来のスタチックRAMのメモリセルとしては高抵抗多
結晶シリコン負荷型メモリセルが主として用いられてい
る(例えば、特開昭57−130461号公報等)、第
4図に示すように、この高抵抗多結晶シリコン負荷型メ
モリセルは、MO5F E T Q +及び高抵抗多結
晶シリコン抵抗R,からなるインバータと、M OS 
F E T Q z及び高抵抗多結晶シリコン抵抗R2
からなるインバータとの2個のインバータの一方の出力
を他方の入力に接続した構成の情報記憶用のフリップフ
ロップを有し、このフリップフロップと、セル外との情
報のやりとりのためのスイッチ用MO3FETQ。
及びQ4とが組み合わされた構成となっている。
前記高抵抗多結晶シリコン抵抗R3,Rtのそれぞれの
一端は電源V0゜に接続され、また前記MO3FETQ
、、Q、のそれぞれのソースは接地されている。さらに
前記スイッチ用MOS F ETQ、及びQ4のゲート
にはワード線WLが、ドレインにはデータ線DL及びD
Lがそれぞれ接続されている。
本発明は上述の様な高抵抗多結晶シリコン負荷型メモリ
セルを有するスタチックRAMにおけるいわゆる待機時
(スタンバイ電流)消費電流■。。、(待機時にR1ま
たはR1を通って電源V onから接地線に流れる電流
)の低減について検討した。
以下は、公知とされた技術ではないが、本発明によって
検討された技術であり、その概要は次のとおりである。
上述の前記高抵抗多結晶シリコン抵抗R3及びR2は、
例^ば次のようにして形成されていた。
すなわち、−層目のポリサイド膜をゲートとする前記M
OSFETQ、及びQ2及びQ、及びQ4を半導体基板
上に形成し、次いで層間絶縁膜を形成した後、この眉間
絶縁膜の全面にノンドープすなわち真性、(i ntr
 i ns i c)の多結晶シリコン膜を形成する0
次にこの真性多結晶シリコン膜のうちの、後に高抵抗多
結晶シリコン抵抗となる部分を含む領域の表面をマスク
で覆い、このマスク層を用いて多結晶シリコン膜にリン
の拡散、イオン打ち込み等を行なうことにより低抵抗化
する6次に上記マスク層を除去した後、多結晶シリコン
膜を所定形状にパターニングすることにより、リンの導
入により低抵抗化されたNI型多結晶シリコン膜から成
る配線と、真性多結晶シリコン膜から成る高抵抗多結晶
シリコン抵抗R1、R2を形成する0次いで層間絶縁膜
を形成した後、コンタクトホールを形成し、アルミニウ
ム膜によるデータ線DL及びDLを形成することにより
、高抵抗多結晶シリコン負荷型メモリセルが完成する。
[発明が解決しようとする課題] しかし、前述の従来技術では以下の様な問題点を有する
■。。、を低減するには、前記高抵抗多結晶シリコン抵
抗R8及びR2の膜厚を薄くすれば良い。
それは前記高抵抗多結晶シリコン抵抗R,及びR2の抵
抗値が増加するからである。しかし、薄膜化すると、す
ればするほど上の素子(データ線DL及びDL)の電界
の影響を受けやすくなる。
前記配線層をソース及びドレイン、前記高抵抗多結晶シ
リコン抵抗R1及びR2を基板、データ線DLもしくは
DLをゲート電極とした、いわゆる多結晶シリコン薄膜
トランジスター構造となり、データ線DLもしくはDL
の電界の状態により前記高抵抗多結晶シリコン抵抗R1
及びR2の抵抗値が変化してしまう(TET効果)、こ
のことは、林、野口、太陽、Jpn、J、Appl、P
hys、23 (1984)L819&24 (198
5)L4345により開示された技術である。
したがって従来の技術では、抵抗値が安定した高い抵抗
値を有する高抵抗多結晶シリコン抵抗を作ることは困難
であり、しいては、安定した低いI DD*特性を有す
る高抵抗多結晶シリコン負荷スタチックRAMを作るこ
とは困難であるという問題点を有する。
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、Io。3の低い安定したスタチ
ックRAMの技術を提供することにある。
〔課題を解決するための手段1 本発明の半導体記憶装置は、(1)真性多結晶シリコン
膜から成る高抵抗多結晶シリコン抵抗が配線層に接続さ
れている高抵抗多結晶シリコン負荷型メモリセルを有す
るスタチックRAMにおいて、前記高抵抗多結晶シリコ
ン抵抗上には、絶縁膜を介してすくなくとも1層の接地
された導体層を有することを特徴とする。
(2)前記導体層は、高濃度に不純物を注入した多結晶
シリコン膜から成ることを特徴とする。
(3)前記導体層は、ポリサイド膜から成ることを特徴
とする。
(4)前記導体層は前記高抵抗多結晶シリコン負荷型メ
モリセルの接地線もかねていることを特徴とする。
[実 施 例] 第1図(a)は、本発明の実施例における平面図であっ
て、第1図(b)は、本発明の実施例における断面図で
ある。
なお、実施例の全図において、同一の機能を有するもの
には同一の付号を付け、その繰り返しの説明は省略する
。また本実施例によるスタチックRAMのメモリセルは
、第4図に示すと同様な回路構成を有する。
本実施例によるスタチックRAMにおいては、例えばP
型シリコン基板のような半導体基板lの表面に例^ばS
in、膜のようなフィールド絶縁膜2が設けられ、この
前記フィールド絶縁11!2により素子分離が行なわれ
る。この前記フィールド絶縁膜の下方には、P型のチャ
ネルストッパ領域3が設けられ、寄生チャネルの発生が
防止されている。
前記フィールド絶縁膜2で囲まれた各活性領域表面には
、例えば5ins膜のようなゲート絶縁[4が設けられ
ている。この前記ゲート絶縁膜4及び前記フィールド絶
縁膜2の上には、例えば多結晶シリコン膜5と高融点金
属シリサイド1lI6との二層膜、すなわちポリサイド
膜から成る所定形状のワード線WL、ゲート電極7.8
及び接地線(ソース線)SLがそれぞれ設けられている
。また前記フィールド絶縁膜2で囲まれた前記各活性領
域には、前記ワード線WL、前記ゲート電極7.8、前
記接地線SLに対して自己整合的に、N型のソース領域
9及びドレイン領域lOが形成されている。そして前記
ワード線WL、前記ソース領域9及び前記ドレイン領域
lOによりスイッチ用MOSFETQ、、Q、が、前記
ゲート電極7、前記ドレイン領域lO及びソース領域9
によりM OS F E T Q +が、前記ゲート電
極8.前記ソース領域9及び前記ドレイン領域10によ
りMOSFETQ、がそれぞれ構成されている。なお前
記MOSFETQIの前記ドレイン領域10と前記MO
5FETQ4の前記ソース領域9とは共通になっている
。またこれらの前記MOSFETQ、−Q4はいずれも
いわゆるLDD(Lightly  Doped  D
rain)構造を有し。
前記ソース領域9及びドレイン領域10は、前記ワード
線WL及び前記ゲート電極7.80側面に例^ば5in
2から成る側壁11を形成する前後の2段階にわけて前
記半導体基板l中に不純物を導入することにより形成さ
れる。
またこれらのMO5FETQI〜Q4の上には例えばS
tow膜のような層間絶縁膜12が設けられている。さ
らにこの前記層間絶縁膜12の上には、所定形状のN゛
型多結晶シリコン膜からなる配線層15と、この配線層
15に接続された真性多結晶シリコン膜から成る高抵抗
多結晶シリコン抵抗R,,R,とが設けられている。前
記配線層15は、前記層間絶縁膜12及び前記ゲート絶
縁膜4に設けられたコンタクトホール16を通じてそれ
ぞれ、M OS F E T Q s及びQ4のソース
領域9に接続している。
またこれらの前記配線層15及び前記高抵抗多結晶シリ
コン抵抗R1及びR2上には例えばSiO2膜のような
第2層間絶縁膜12が設けられている。さらにこの上に
は、データ線DL及びDLの電界をシールドするために
接地された高濃度に不純物を注入した多結晶シリコン膿
13が設けられている。
さらにこの上には例えばSiO□などの第3層間絶縁膜
17が形成されている。さらにこの上にはアルミニウム
膜からなるデータ線DL及びDLが設けられている。前
記データ!!DL及びDLは、前記層間絶縁膜12及び
前記第2層間絶縁膜14及び前記第3層間絶縁膜17及
び前記ゲート絶縁膜4に設けられた第2コンタクトホー
ル21を通じて、それぞれ前記M OS F E T 
Q s及びQ4のドレイン領域lOに接続している。
この様に前記高抵抗多結晶シリコン抵抗R1及びR2の
上に前記第2層間絶縁1IL4を介して、前記高濃度に
不純物を注入した多結晶シリコン膜l3を形成すること
により、前記データ!iDL及びDLからの電界の影響
を受けなくなる。したがって前記多結晶シリコン抵抗R
1及びR2の膜厚を薄くしてもTPT効果が発生しない
ので、安定した高い抵抗値が得られ、しいてはI oo
sの低減につながる。
さらにこれまでは十分な抵抗値を得るために前記高抵抗
多結晶シリコン抵抗R1及びR2の長さを4〜5μmに
する必要があったが1本実施例によれば、前記高抵抗多
結晶シリコン抵抗R,及びR8の薄膜化による抵抗値の
増大により、これらの前記高抵抗多結晶シリコン抵抗R
1及びR2の長さを例久ば2〜4μmに短かくすること
ができる。従って、メモリセルの面積を小さくすること
ができるので、集積密度の増大を図ることができる。
次に上述の実施例によるスタチックRAMの製造方法に
ついて説明する。まず第1図(a)及び第1図(b)に
示すようにM OS F E T Q +〜Q4、前記
ワード線WL、接地!jisL(本実施例では基板の拡
散層)等を形成し、これらの上に層間絶縁膜12を形成
した後、コンタクトホール19を形成する。そして前記
層間絶縁膜12上に例えば500人程程度比較的薄い真
性多結晶シリコン膜20を形成する(第2図(a))。
次に第2図(b)の如く、この前記真性多結晶シリコン
膜20のうちの後に形成される高抵抗多結晶シリコン抵
抗に対応する部分上にレジストマスク層を設けた状態で
、リンの拡散、イオン打ち込み等を行なうことによりこ
の前記レジストマスク層で覆われていない部分の多結晶
シリコン膜を低抵抗化する6次にこの前記レジストマス
ク層を除去した後、これらの前記多結晶シリコン層20
を所定形状にパターニングすることにより前記配線層1
5及び前記高抵抗多結晶シリコン抵抗R1及びR,(第
2図(b)ではR2のみ表示)を形成する。
次に第2図(C)の如く、これらの上に第2層間絶縁膜
14を全面に形成した後、多結晶シリコンll113を
形成し、例えばボロンなどの不純物を拡散、高濃度イオ
ン打ち込み等を行ない、この前記多結晶シリコン膜13
を導体化し、所定形状にパターニングする。なおこの前
記多結晶シリコン膿13は接地される様にメモリセル以
外で配線されているものとする。この後第1図(a)及
び第1図(b)に示すように第3層間絶縁膜17、コン
タクトホール21及びデータ線DL、DLを形成して、
目的とするスタチックRAMを完成させる。
上述のような製造方法によれば、■。。3が小さくしか
も安定したスタチックRAMを簡単なプロセスにより製
造することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき、具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて1種々変形し得ることは勿論である。
例えば、前記多結晶シリコン11113を、多結晶シリ
コンの代わりに高融点金属シリサイド膜を設け、低抵抗
化し、導体化することも可能である。
また、第3図に示すようにMO5FETQ+及びQ2の
ソースと高濃度に不純物を注入した前記多結晶シリコン
15をコンタクト22を介して接続して、メモリーセル
の接地線としても良い、この場合、基板に作ったメモリ
ーセル用接地線が不要になるため、メモリーセルサイズ
が小さくなり微細化が可能である。
なお前記高抵抗多結晶シリコン抵抗R1及びR2の上に
前記第2層間絶縁膜14を介して前記導体層が形成され
ているが、前記高抵抗多結晶シリコン抵抗R1及びR2
の上すべてにある必要はない。
〔発明の効果) 本発明によって開示される発見のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りであ
る。
すなわち、Io。、を安定して低減することができ、微
細化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)及び第1図(b)は、それぞれ本発明の一
実施例を示す主要平面図及びそのB−B断面図。 第2図(a)〜第2図(c)は、第1図(a)及び第1
図(b)に示す本発明の製造方法の一例を工程順に説明
するための主要断面図。 第3図は本発明の変形例を示す要部平面図。 第4図は高抵抗多結晶シリコン負荷型メモリセルの回路
構成を示す回路図。 Ql 〜Q4 R1、R* vI、。・ ・ WL  ・ ・ DL  ・ ・ DL  ・ ・ 1 ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ 4 ・ ・ ・ ・ MOSFET ・高抵抗 ・電源 ・ワード線 ・データ線 ・データ線 ・半導体基板 ・フィールド絶縁膜 ・チャネルストッパ ・ゲート絶縁膜 5 ・ 6 ・ 7 ・ 8 ・ 9 ・ 10 ・ 11 ・ l 2 ・ l 3 ・ l 4 ・ l 5 ・ 16 ・ 17 ・ l 8 ・ 19 ・ 20 ・ 21 ・ 22 ・ 23 ・ ・多結晶シリコン膜 ・高融点シリサイド膜 ・ゲート電極 ・ゲート電極 ・ンース領域 ・ドレイン領域 ・側壁 ・層間絶縁膜 ・多結晶シリコン膜 ・第2層間絶縁膜 ・配線層 ・コンタクトホール ・第3層間絶縁膜 ・多結晶シリコン膜 ・コンタクトホール ・真性多結晶シリコン膜 ・コンタクトホール ・コンタクトホール ・ゲート電極とドレイン領域と をつなぐコンタクトホール 第2図(α) 第2図(b) 第2図(C) 第3図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)真性多結晶シリコン膜から成る高抵抗多結晶シリ
    コン抵抗が配線層に接続されている高抵抗多結晶シリコ
    ン負荷型メモリセルを有する半導体記憶装置において、
    前記高抵抗多結晶シリコン抵抗上には、絶縁膜を介して
    すくなくとも1層の接地された導体層を有することを特
    徴とする半導体記憶装置。
  2. (2)前記導体層は、高濃度に不純物を注入した多結晶
    シリコン膜から成ることを特徴とする請求項1記載の半
    導体記憶装置。
  3. (3)前記導体層は、ポリサイド膜から成ることを特徴
    とする請求項1記載の半導体記憶装置。
  4. (4)前記導体層は、前記高抵抗多結晶シリコン負荷型
    メモリセルの接地線もかねていることを特徴とする請求
    項1記載の半導体記憶装置。
JP63309128A 1988-05-07 1988-12-07 半導体記憶装置 Pending JPH02155266A (ja)

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JP63309128A JPH02155266A (ja) 1988-12-07 1988-12-07 半導体記憶装置
KR1019900700018A KR940001252B1 (ko) 1988-05-07 1989-04-25 반도체 기억장치
EP89905206A EP0365690B1 (en) 1988-05-07 1989-04-25 Semiconductor device and semiconductor memory device
PCT/JP1989/000433 WO1989011162A1 (en) 1988-05-07 1989-04-25 Semiconductor device and semiconductor memory device
DE68929121T DE68929121T2 (de) 1988-05-07 1989-04-25 Halbleiteranordnung und halbleiter-speicheranordnung
US07/821,250 US5254870A (en) 1988-05-07 1992-01-10 Static random access memory having memory cells with electric field shielding for cell load resistances
US08/523,370 US5523968A (en) 1988-05-07 1995-08-31 IC semiconductor memory devices with maintained stable operation and lower operating current characteristics
HK98115932A HK1014613A1 (en) 1988-05-07 1998-12-28 Semiconductor device and semiconductor memory device

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62169472A (ja) * 1986-01-22 1987-07-25 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62169472A (ja) * 1986-01-22 1987-07-25 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置

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