JPH02250373A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH02250373A
JPH02250373A JP1070683A JP7068389A JPH02250373A JP H02250373 A JPH02250373 A JP H02250373A JP 1070683 A JP1070683 A JP 1070683A JP 7068389 A JP7068389 A JP 7068389A JP H02250373 A JPH02250373 A JP H02250373A
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俊明 山中
Yoshio Sakai
芳男 酒井
Koji Hashimoto
孝司 橋本
Takashi Nishida
西田 高
Satoshi Meguro
目黒 怜
Shuji Ikeda
修二 池田
Eiji Takeda
英次 武田
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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〕 本発明は半導体装置、更に詳しく言えば第1導電型絶縁
ゲート型電界効果型トランジスタと第2導電型絶縁ゲー
ト型電界効果型トランジスタからなる相補型絶縁ゲート
型電界効果型トランジスタ(完全CMO8)を集積化し
て構成した半導体装置、特に高集積、低消費電力のスタ
ティック型ランダムアクセスメモリに好適な半導体記憶
装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の相補型絶縁ゲート型電界効果型トランジスタ(完
全CMO8)型のスタティックランダムアクセスメモリ
セルは、第12図の等価回路に示すように、2個のnチ
ャネル闘動MOSトランジスタT、、T、と2個のpチ
ャネル負荷MOSトランジスタT、、T、からなるイン
バータ回路をそれぞれ交差接続してなるフリップフロッ
プ回路と、このフリップフロップ回路の2つの記憶ノー
ドN1. N2に接続されているnチャネルの転送用M
OSトランジスタT1、T6で構成され、このフリップ
フロップ回路には電源電圧Vccと接地電位が供給され
ており、転送用MOSトランジスタのドレインにはデー
タ線6,61が、接続されており、共通ゲートはワード
線3となっている。このようなスタティック型ランダム
アクセスメモリセルの動作はよく知られているように、
ワード線を活性化し、転送用MOSトランジスタを介し
てデータ線から“1”または“0”の情報を記憶ノード
に記憶させたり、逆に記憶ノードの状態を読み出すもの
であり、このセルはスタティック記憶装置として機能し
ている。なおこのようなCMO8回路を有するスタティ
ック型ランダムアクセスメモリセルは、待機時はMOS
トランジスタのリーク電流がメモリセルに流れるだけで
極めて消費電力が低いという特徴を有している。
上述のようなスタティック型ランダムアクセスメモリセ
ルをより高密度の集積回路で構成したものとして、例え
ば、アイ・イー・イー トランザクシミン オン エレ
クトロン デバイシーズ。
ボリューム イー・デイ−32,ナンバー2゜(198
5年)第258頁から第281頁(IEE E、 Tr
ans、Electoron Devices、  v
ol、 FD −32、No、2.1985.pp25
8−281)に記載されているように、フリップフロッ
プ回路のpチャネル負荷MoSトランジスタをnチャン
ネルの能動MOSトランジスタ上のポリシリコン膜に積
層して形成したものである。第10図及び第11図は上
記文献に記載された半導体装置の平面図及び断面図を示
す、すなわち第11図は第10図のA−A’線における
断面図であり、シリコン基板内に形成されたnチャンネ
ルの駆動MOSトランジスタのゲート電極4bの上部及
び側面は少なくと、も薄いシリコン酸化膜13で覆われ
ており、更にその上部及び側面にはポリシリコン膜が設
けられており、上記ポリシリコン膜中にpチャネル負荷
MoSトランジスタのソース5c、ドレイン5b、チャ
ネル部5eが形成されている。
さらに上記pチャネル負荷MOSトランジスタのゲート
電極は、チャネル部5eの直下にあるnチャンネル即動
MOSトランジスタのゲート電極4bと共通であり、上
記チャネル部5eはゲート電極4b上に形成されており
、シリコン酸化膜13はpチャネル負荷MOSトランジ
スタのゲート絶縁膜と成っている。さらに詳しく説明す
ると、まずフリップフロップ回路の駆動MoSトランジ
スタは共通ソースを形成しているn型不純物領域1e、
ドレインを形成しているn型不純物領域lc、ldおよ
びゲート電極4b、4cにより構成されている。また、
それぞれのゲート電極4b。
4cは接続孔2a、2bを通して互いのドレイン側の不
純物領域1c、ldに交差接続されている。さらに、そ
れぞれの駆動MoSトランジスタのドレインを形成して
いるn型不純物領域は、フリップフロップ回路に接続さ
れるnチャネル転送MOSトランジスタのソースと共通
で、フリップフロップ回路の蓄積ノードを構成しており
、上記転送MOSトランジスタは上記ソース不純物領域
と共通ゲート電極4aおよびドレインを形成しているn
型不純物領域1a、lbにより構成されている。
また、上記型不純物領域1a、lbには接続孔7a、7
bを介してアルミニウム電極8a、8bに接続されてい
る。なお、共通ゲート准極4aはメモリ内のワード線を
構成し、アルミニウム電極8a、8bはデータ線を構成
している。また、p型不純物が高濃度に添加された低抵
抗ポリシリコン膜により形成されているpチャンネル負
荷MOSトランジスタのドレイン5a、5bおよび駆動
MOSトランジスタのゲート電極4b、4c上にはそれ
ぞれの領域が共通に露出されるような接続孔7c、7d
が開口されており、アルミニウム電極8c、8dにより
ポリシリコン膜よりなるドレイン5aとゲート電極4b
およびポリシリコン膜よりなるドレイン5bとゲート電
極4cがそれれ接続されている。さらにpチャンネルの
負荷MOSトランジスタのソース5cはp型の不純物が
高濃度に添加された共通の低抵抗ポリシリコン膜から成
っており、電源電圧Vccが2つのpチャネルの負荷M
OSトランジスタのソースに供給されている。また上記
pチャネルMoSトランジスタのチャネル部5d、5e
は駆動MoSトランジスタのゲート電極4c、4d上に
それぞれ配置されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術はシリコン基板内に形成されているnチャ
ネル駆動MOSトランジスタのゲート電極と積層化され
ているpチャネル負荷MOSトランジスタのゲート電極
は共有されているために、pチャネル負荷MOSトラン
ジスタのチャネル部は必ず駆動MOSトランジスタのゲ
ート電極上に配置されなければならない、従って構成上
の自由度が少なく効率的にメモリセル面積を小さくする
ことが困難となる問題がある。
また、駆動MoSトランジスタのゲート電極上に薄い絶
縁膜を形成するためにはゲート電極の材料が限定される
場合が有り、メモリ装置の動作速度を速くするために必
要なタングステンやモリブデンなどの高融点金属や、そ
れらのシリサイドなどの低抵抗材料は絶縁膜の化学的な
安定性の面から表面に薄い絶縁膜を形成することは困難
であり。
現実的にゲート電極にタングステン、モリブデンやそれ
らのシリサイドなどの有効な低抵抗材料を使用できない
という問題も有った。
さらに、ポリシリコン内に形成したPチャネル負荷Mo
Sトランジスタは結晶粒界に存在する捕獲準位やゲート
電界の影響で通常はシリコン基板内に形成したMOSト
ランジスタよりリーク電流が多いことが知られており、
このようなpチャネルMOSトランジスタをメモリセル
の負荷素子に用いた場合にメモリセルのリーク電流が多
くなり、高集積、超低電力のスタティック型ランダムア
クセスメモリ装置には不適当であるという問題も有る。
従って本発明の主な目的は相補形絶縁ゲート型電界効果
トランジスタを積層化して構成するさいに、ゲート電極
の位置、及びゲート電極材料が制限されない半導体装置
を実現することである。
本発明の他の目的は上記半導体装置を構成要素としたフ
リップフロップ回路を含むスタティック型ランダムアク
セスメモリセルのリーク電流が少ない半導体装置を実現
することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、第1導電型の第1の絶縁ゲート型電界効果
トランジスと第2導電型の第2の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタを積層した相補型絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタをもつ半導体装置において、上記第1導電型
の第1のI!縁縁ゲート電界効果トランジスを基板に形
成し、その上に第1の絶縁膜を介して、上記第2の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタを積層し、かつ、上記第
2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタはソース。
ドレイン、チャンネル領域及び上記ドレイン領域とチャ
ネル領域の間にあって上記ドレイン領域の不純物濃度よ
り低い濃度で第2導電型の不純物が添加されているか、
もしくは不純物が全く添加されていない第1の抵抗領域
を含む第1の導電膜と、ゲート絶縁膜となる第2の絶縁
膜と、ゲート電極となる第2の導電膜とが順に積層され
て構成され、しかも上記第1の抵抗領域を第1の絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタのゲート電極上に位置する
ように構成されている。
上記相補型絶縁ゲート型電界効果トランジスタを用いた
フリップフロップ回路を含むスタティック型ランダムア
クセスメモリセルを有する半導体記憶装置を構成する場
合は、基板に上記第1導電型の第1の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタと第3の絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタをそれぞれ2固有し、上記電界効果トランジスタ
の少なくとも1個の上に、上記第2の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタを積層することによって半導体記憶装
置を実現できる。
好ましい実施形態としては、上記第1の絶縁ゲート型電
界効果トランジスタは駆動MOsトランジスタとして、
上記第3の絶縁ゲート型電界効果トランジスタは転送用
MOトランジスタとして、上記第2の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタは負荷MOSトランジスタとして動作
させる。
上記第1及び第2の導電膜は多結晶シリコン(以下ポリ
シリコンと記述する)膜であることが好ましく、又第1
の導電膜にp型不純物が添加されているものであること
が好ましい。
また、上記第1の絶縁ゲート型電界効果トランジスタの
ゲート電極と上記第2の絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの第1の導電膜の少なくとも一部と電気的に接続す
ることが好ましい、さらにまた、上記第1及び第2の導
電膜は一方が他方の上に形成され、その間に上記第2の
#@縁膜が形成されていることが好ましい。
〔作用〕
本発明における上記二層のポリシリコン膜からなる第2
の絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、上記第1の抵
抗領域が絶縁ゲート型電界効果トランジスタのドレイン
端部におけるゲート電界を緩和し1発生電流を低減する
ためにリーク電流が減少する。さらに、上記第1の抵抗
領域は上記第1の絶縁ゲート型電界効果トランジスタの
ゲート電極上に位置しているために、上記第1の抵抗領
域は上記第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲ
ート電極の適当な電界の影響によりチャネルが形成され
るため、上記第1の抵抗領域が原因となるドレイン電流
の低下が防止できる。
さらに第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタがスタ
ティック型ランダムアクセスメモリセルのフリップフロ
ップ回路に接続された負荷素子を構成するときは、メモ
リセルの高”レベルにある記憶ノードに接続されている
オン状態にあるポリシリコン膜に形成された負荷MOS
トランジスタのドレイン領域に接続された抵抗領域は導
電率が変調されて大きくなっているために、抵抗成分の
影響が小さく、電源電圧が低下してもこの抵抗成分の影
響でメモリセルの情報が反転してしまうことがなく、し
かもメモリセルのリーク電流を低減することができる。
〔実施例】
実施例1 第1図(A)及び(B)は本発明にを実施したよるスタ
ティック型ランダムアクセスメモリセルの平面図を示す
ものであり、同図のc−c’線の断面構造を第2図に示
している。第1図(A)はnチャネル駆動MOSトラン
ジスタ及び転送MOSトランジスタおよびワード線とデ
ータ線の部分を示す平面図であり、同図(B)はpチャ
ネル負荷MoSトランジスタ及び電源配線(Vcc)の
部分を示している。第1図及び第2図において、hチャ
ネル駆動MOSトランジスタおよび転送MOSトランジ
スタはn型シリコン基板28内に塑成されたP型ウェル
(P型不純物の島領域)29内に形成されており、それ
ぞれのゲート電極17b、 17cは接続孔16b、1
6cを介してそれぞれのドレインであるn型不純物領域
15dおよび15fに交差接続されている。ここでゲー
ト電極17b、17cの材料はn型の不純物濃度が高濃
度に添加されたポリシリコンやタングステンやモリブデ
ン等の高融点金属またはこれらの高融点金属とシリコン
の化合物(シリサイド)やシリコンとシリサイド膜の複
合膜(ポリサイド膜)など通常用いるゲート材料ならい
ずれでもよい。さらに駆動MOSトランジスタのソース
となるn型不純物領域15e、15gは接続孔16d、
16eを介してゲート電極と同一の膜17dに接続され
ており、メモリ内の共通ソースの配線を構成している。
一方、pチャネルの負荷Mos+−ランジスタは上記の
駆動MOSトランジスタ上のシリコン酸化膜(Si02
)32の上に形成されている。すなはち。
pチャネル負荷MOSトランジスタのゲート電極25a
、25bは上記S io、膜32上の第2層目のポリシ
リコン膜に形成されており、薄いIf!m膜33はpチ
ャネル負荷Mo5t−ランジスタのゲート絶縁膜であり
、ソース領域27a、ドレイン領域27d、チャネル領
域27hは第3層目のポリシリコン膜に形成されており
、さらに上記ドレイン領域27dとチャネル領域27h
の間には同じ第3層目のポリシリコン膜内に形成された
抵抗領域27fが形成されている。
さらに第1図(A)、(B)、第2図および第3図を用
いて本発明をより詳しく説明する。第1図(A)、(B
)および第2図において、フリップフロップ回路の記憶
ノードである駆動MOSトランジスタのドレインとなる
n型不純物領域15fは接続孔16c、16aを介して
ゲート電極17bにより転送MOSトランジスタのソー
スとなるn型不純物領域15cに接続されており、しか
もn型不純物領域15c、もしくはn型不純物領域15
fに接続されたゲート電極17bのシリコン酸化膜32
には接続孔24aが開口されており。
さらに第2層目のポリシリコン膜からなるpチャネルM
OSトランジスタのゲート電極25aが接続されている
。同様に、フリップフロップ回路の他方の記憶ノードで
ある駆動MOSトランジスタのドレインとなるn型不純
物領域15dは転送M○Sトランジスタのソース不純物
領域と共通の不純物領域であり、このn型不純物領域1
5d上もしくはn型不純物領域15dに接続されたゲー
ト電極17c上の5in2膜32には接続孔24bが開
口されており、第2暦目のポリシリコン膜からなるPチ
ャネルMOSトランジスタのゲート電極が接続されてい
る。さらに、ポリシリコン膜に形成された一方のpチャ
ネルMOSトランジスタのドレイン領域27cは第3層
目のポリシリコン膜から成っており、絶縁膜33に開口
された接続孔26bを介して他方のPチャネルMOSト
ランジスタのゲート電極25bに交差接続されており、
同様に他方のpチャネルMOSトランジスタのドレイン
領域27dは第3層目のポリシリコン膜から成っており
、絶縁膜33に開口された接続孔26aを介して一方の
pチャネルMOSトランジスタのゲート電極25aに交
差接続されている。
また、さらにそれぞれのチャネル領域27g、27hの
端部に接続された抵抗領域27e、27fは第3層目の
ポリシリコン膜に形成された一方のpチャネルMOSト
ランジスタのポリシリコン膜に形成されており、それぞ
れ少なくとも駆動MOSトランジスタのゲート電極17
b、17c上に配置されており第3図のごとき等価回路
と成っている。また、ポリシリコン膜に形成されたpチ
ャネルMOSトランジスタのソース領域27a、27b
はメモリ装置内のStS電圧の配線と共通になっている
さらに転送MOSトランジスタのドレイン(またはソー
ス)を形成しているn型不純物領域15a、15b上の
絶縁膜31,32,33.34には接続孔18a。
18bが開口されており、アルミニウム電極19a。
19bが上記n型不純物領域15a、15b上に接続さ
れており、データ線6,6′を形成している。
なお、ポリシリコン膜に形成されたPチャネルMOSト
ランジスタのゲート電極25a、25bはn型のポリシ
リコン膜を用いると第3図の等価回路のようにpチャネ
ル負荷MOSトランジスタT、、T4とnチャネル即動
MOSトランジスタT8゜T2の接続部にツェナーダイ
オードD工、D、が形成されるが、回路動作上問題とな
るようなことはない。また上記ゲート電極25a、25
bはρ型のポリシリコン膜でもよく、その場合には第4
図のごとき等価回路となる。すなはち、第4図と第3図
の異なるところはポリシリコン膜に形成したpチャネル
負荷用MOSトランジスタのゲートの接続方法の違いで
あり、第3図のものは負荷MO3+−ランジスタのゲー
トはnチャネル駆動MOSトランジスタT1.T2のゲ
ートないしはドレインと接続されているが、第4図では
pチャネル負荷用MOSトランジスタT4.T、のゲー
トはツェナーダイオードD1.D2と抵抗r工+  r
、の接続部に接続されている。
次に第5図を用いて本実施例の製造工程について説明す
る。なお、本実施例ではメモリセルに用いられているシ
リコン基板28内に形成されたMOSトランジスタはす
べてp型ウェル29内のnチャネルMOSトランジスタ
であり、メモリセル周辺回路にはツインウェルを用いた
相補型MO3(CMO8)回路を用いているが、p型ウ
ェルまたはn型ウェルの単一ウェル構造でもよい。また
シリコン基板28の導電型についてもn型でもP型でも
いずれでもよい。また、本実施例ではメモリセル部の製
造工程だけに付いて述べるが、周辺のCMO8回路の製
造方法については公知の技術を用いることができる。
まず、比抵抗10Ω・1程度のn型シリコン基盤28内
にボロンのイオン打ち込み法と熱拡散法により不純物濃
度10”〜10”dll−”、深さ1〜5μmのp型ウ
ェル29を塑成した後、公知の選択酸化法(Local
  0xidation  ofSilicon  ;
LOCO8)により素子分離用の厚さ100〜1100
0nのシリコン酸化膜(フィールド酸化膜30)を形成
し、続いてMOSトランジスタの能動領域となる部分に
厚さ10〜30nmのゲート酸化膜を形成する。ここで
フィールド酸化膜30を形成する際に通常N反転防止用
のチャネルストッパ層をp型つェル内のフィールド酸化
膜下に形成するが、ここではそれを省略した図面を用い
ている(第5図(A))。次いでフッ酸溶液を用いたウ
ェットエツチングにより上記ゲート酸化膜31の一部に
接続孔16bを開口し、ポリシリコン膜を減圧化学気相
成長法(LPCVD法)により堆積しした後、リンなど
のn型不純物を気相拡散法により1019〜10”cm
−”の量に導入し、ホトリソグラフィーとドライエツチ
ングによりゲート電極17a、17c、17dのパター
ンに加工し、これらのゲート電極17a、17c、17
dをイオン打ち込みマスクとして1014〜10”(!
I−”の打ち込み量でヒ素等のn型不純物のイオン打ち
込みを行ない、所定のアニールにより深さ0.05〜0
 、3 μmのn型不純物領域15b。
15dを形成する(第5図(B))。次にシリコン酸化
膜32をLPCVD法により50〜50゜nmの厚さに
堆積し、接続孔24bを開口し、続いて第2層目のポリ
シリコン膜を堆積し、ホトリソグラフィとドライエツチ
ングによりpチャネルMOSトランジスタのゲート電極
25a、25bのパターンに加工する(第5図(C))
。次に、厚さ5〜50 n mのSio2膜等の#@縁
膜33をLPCVD法により堆積し、所定のアニールを
施した後、接続孔26aを開口した後、LPCVD法に
より第3層目のポリシリコン膜を10〜1100nの厚
さに堆積し、ホトリソグラフィとドライエツチングによ
りpチャネルMoSトランジスタのソース、ドレイン、
チャンネル領域のパターンに加工し、ホトレジストをイ
オン打ち込みのマスクにしてBF2イオンを15〜50
kaVのエネルギーで1 x 10”〜1x10°c 
m−”の打ち込み量でソース・ドレインを形成するため
のイオン打ち込みを行なう。なお、pチャネルMoSト
ランジスタのゲート絶縁膜33はゲート電極25a。
25bのポリシリコン膜表面を熱酸化したSiO。
膜でもよく、またシリコン窒化膜(Si3N4膜)やS
iO2とSi、N4膜の複合膜でもよい。さら番ど第3
層のポリシリコン膜へイオン打ち込みを行なうときには
ポリシリコン膜表面に5〜20nm程度のSiO2膜が
あるとよい(第5図(D))。次にホトレジスト35を
イオン打ち込みのマスクにしてBF、イオンを15〜5
0KeVのエネルギーで1 x 10” 〜5 x 1
0”am−”の打ち込み量でイオン打ち込みを行ない所
定のアニールを施し、pチャネルMoSトランジスタの
ソース領域27d、ドレイン領域27a、チャネル領域
27hを形成する。なおこのときチャネル領域27hと
ドレイン領域27aの間には抵抗領域27fが形成され
ている(第5図(E))。次ぎに厚さ10〜100nI
lのS io2膜と厚さ100〜11000nのリンを
含んだSin、I!I34をCVD法により堆積し、続
いて回転塗布によるS OG (5pin On Gl
ass)膜を50〜500n鵬の厚さに塗布し、所定の
アニールを施しメモリセル内の段差を緩和し、接続口1
8bをホトリソグラフィとドライエツチングにより開口
し、スパッタリングによりアルミニウム膜を0.1〜2
μmの厚さに堆積し、ホトリソグラフィとドライエツチ
ングによりアルミニウム電極19bのパターンに加工す
る(第5図(F))。
本実施例によれば駆動MOSトランジスタのゲート電極
と負荷MOSトランジスタのゲート電極との間に容量素
子が形成でき、ソフトエラー耐性の高いスタティック型
ランダムアクセスメモリ装置を提供することができる。
さらに本実施例によれば、pチャネルの負荷MOSトラ
ンジスタのゲート電極とドレイン端部の抵抗領域に電界
効果をもたらす駆動MOSトランジスタのゲート電極と
は同電位であるため負荷MoSトランジスタの駆動能力
が増し、動作時のソフトエラー耐性やリテンション特性
が向上できる。
実施例2 本実施例は実施例1におけるスタティック型ランダムア
クセスメモリセルで、メモリセル内のポリシリコン膜に
形成したpチャネルMoSトランジスタのソース、チャ
ネル、ドレイン領域を第2層目のポリシリコン膜に形成
し、ゲート電極を第3層目のポリシリコン膜に形成した
ものである。
第6図は本実施例によるスタティック型ランダムアクセ
スメモリセルの断面図である。同図において、nチャン
ネル転送用および駆動用MOSトランジスタ上に堆積さ
れたSiO□膜32膜上2は第2層目のポリシリコン膜
から成るpチャネルMOSトランジスタのソース領域3
9a、ドレイン領域39d、チャネル領域39hが形成
されており、また、チャネル領域39hとドレイン領域
39dとの間には同一のポリシリコン膜から成る抵抗領
域39fが形成されており、さらにその上部には。
絶縁膜33を介して第3層目のポリシリコン膜から成る
ゲート電極40bが形成さている。
本実施例によればpチャネルMOSトランジスタのソー
ス、ドレイン領域をゲート電極をマスクにしたイオン打
ち込みにより自己整合的に形成することができるため製
造工程が簡単になり、生産コストを低減することが出来
る。
実施例3 本実施例は実施例1における抵抗領域の配置方法に関し
、別の方法を示すものである。第7図、第8図及び第9
図はそれぞれ本実施例によるスタティック型ランダムア
クセスメモリセルの平面図、断面図及び等価回路を示す
ものである。第7図及び第8図においてポリシリコン膜
に形成されたPチャネルMOSトランジスタのドレイン
領域23g。
23hとチャンネル領域23c、23dの間に形成され
た抵抗領域23e、23fは上記pチ、ヤネルMoSト
ランジスタのドレインと同電位に有る駆動MOSトラン
ジスタのゲート電極17b、17c上に配置されており
、これらのゲート電極の電界の影響を受けて、上記抵抗
領域23e、23fの導電率が変調される。従ってメモ
リセルの等価回路は第9図に示したようにゲートとドレ
インが共通な抵抗素子がpチャネルMoSトランジスタ
のドレインに接続される。
本実施例によると“高”レベルに有る記憶ノードに接続
されているオン状態にあるポリシリコン膜に形成された
pチャネルの負荷MoSトランジスタのドレイン領域に
接続された抵抗領域は導電率が変調されて大きくなって
いるために、抵抗成分の影響が小さく、電源電圧が低下
してもこの抵抗成分の影響でメモリセルの情報が反転し
てしまうことがなく、しかもメモリセルのリーク電流を
低減することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、積層化された絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタを有する完全0MO8型の半導体装置におい
て、2導電型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソ
ース、ドレイン領域、チャネル領域及びゲート電極はシ
リコン基板に形成された第1導電型の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタより上部に形成されており、しかもド
レイン領域とチャネル領域の間には第1導電型の絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタのゲート電極上に配置され
た抵抗領域が設けられているために、上記第1導電型の
M縁ゲート型電界効果トランジスタのゲート電極の電界
の影響により、上記第2導電型の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタの導電率が大きくなり微細な面積で、しか
もリーク電流が小さく、低電圧動作が可能な装置が構成
できる。
特にCMO5型のスタティック型ランダムアクセスメモ
リ装置を構成する場合微細な面積で、しかもリーク電流
が小さく、低電圧動作が可能でα線の照射によるソフト
エラーの耐性を有したスタティック型ランダムアクセス
メモリ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第7図は本発明の実施例の平面図、第2図、第
5図、第6図、第8図は本発明の実施例の断面図、第3
図、第4図、第9図は本発明の等価回路図、第10図は
従来の半導体メモリの平面図、第11図は従来の半導体
メモリの断面図、第12図は従来の半導体メモリの等価
回路図である。 la、 lb、 lc、 ld、 le、 15a、 
15b、 15c、 15d、 15e、 15f、 
15g:n型不純物領域、 2a、2b、7a、7b、7c、7d、16a、16b
、16c、16d、16e、20a。 20b、22a、22b、24a、24b、26a、2
6b :接続孔、3:ワード線、 4a、4b、4c、17a、17b、17c、17d:
ゲート電極、5a 、 5b :ポリシリコンPチャネ
ルMOSトランジスタのドレイン領域、 5c:ポリシリコンpチャネルMOSトランジスタのソ
ース領域(共通ソース)、 5d、5e:ポリシリコンpチャネルMOSトランジス
タのチャネル領域。 6.6’:データ線。 8a、8b、8c、8d、19a、19bニアルミニウ
ム電極、9.28:n型シリコン基盤、 10.29:p型ウェル、 11.30:フィールド酸化膜、 12.31:ゲート酸化膜、 14.32,34:シリコン酸化膜(S 102)、1
3.33:維林膜。 21a、21b、25a、25b、40b:ボリシリコ
ンpチャネルMOSトランジスタのゲート電極、 23a、23b、27a、27b、39a、39b:ポ
リシリコンpチャネルMOSトランジスタのソース領域
、 23c、23d、27g、27h、39h:ポリシリコ
ンpチャネルMOSトランジスタのチャネル領域、 23h、23g、27c、27d、39d:ポリシリコ
ンpチャネルMOSトランジスタのドレイン領域、 23e、 23f、 27e、 27f、 39d :
抵抗領域、35.36:ホトレジス1〜.36,38:
ボロンイオン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板に第1導電型の第1の絶縁ゲート型電界効果型
    トランジスタ形成し、上記第1の絶縁ゲート型電界効果
    型トランジスタ上に第2導電型の第2の絶縁ゲート型電
    界効果トランジスタを積層した相補形絶縁ゲート型電界
    効果型トランジスタを含む半導体装置において、上記第
    2の絶縁ゲート型電界効果トランジ スタは上記第1の絶縁ゲート電界効果型トランジスタ上
    に第1の絶縁膜を介して形成され、かつソース、ドレイ
    ン、チャネル領域、上記ドレイン領域とチャネル領域の
    間にドレイン領域の不純物濃度より低い濃度で第2導電
    型型の不純物が添加されているかもしくは不純物が全く
    添加されていない第1の抵抗領域を有する第1の導電膜
    と、ゲート絶縁膜となる第2の絶縁膜と、ゲート電極と
    なる第2の導電膜とが順に形成された層よりなることを
    特徴とする半導体装置。 2、請求項第1記載において、上記第2の絶縁ゲート型
    電界効果トランジスタの第1の抵抗領域は上記第1の絶
    縁ゲート型電界効果トランジスタのゲート電極上に位置
    されていることを特徴とする半導体装置。 3、相補型絶縁ゲート型電界、効果型トランジスタを用
    いたフリップフロップ回路を含むスタティック型ランダ
    ムアクセスメモリセルを有する半導体記憶装置において
    、 基板に第1導電型の第1の絶縁ゲート電界効果型トラン
    ジスと第2の絶縁ゲート電界効果トランジスをそれぞれ
    2個有し、上記第1の絶縁ゲート電界効果トランジスタ
    の少なくとも1個の上に、第1の絶縁膜を介して、ソー
    ス、ドレイン、チャネル領域を有し、上記ドレイン領域
    とチャネル領域の間にドレイン領域の不純物濃度より低
    い濃度で第2導電型型の不純物が添加されているかもし
    くは不純物が全く添加されていない第1の抵抗領域を有
    する第1の導電膜と、ゲート絶縁膜となる第2の絶縁膜
    と、ゲート電極となる第2の導電膜とを有する第2導電
    型の第3の絶縁ゲート型電界効果トランジスタを形成し
    てなることを特徴とする半導体記憶装置。 4、請求項第3記載において、上記第3の絶縁ゲート型
    電界効果トランジスタの少なくとも第1の抵抗領域は上
    記第1の絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲート電
    極上に位置されていることを特徴とする半導体記憶装置
    。 5、請求項第3記載において、上記第2の導電膜は第1
    の導電膜より上層に位置し、第2の絶縁膜は上記第1の
    導電膜と第2の導電膜との間に位置されていることを特
    徴とする半導体記憶装置。 6、請求項第3記載において、上記第1及び第2の導電
    膜は、多結晶シリコンよりなることを特徴とする半導体
    記憶装置。 7、請求項第3記載において、上記第1の絶縁ゲート型
    電界効果トランジスタは駆動用MOSトランジスタであ
    り、上記第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタは転
    送用MOSトランジスタであり、上記第3の絶縁ゲート
    型電界効果トランジスタは負荷用のMOSトランジスタ
    であることを特徴とする半導体記憶装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04274363A (ja) * 1991-03-01 1992-09-30 Fujitsu Ltd 半導体記憶装置

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5452247A (en) * 1989-12-20 1995-09-19 Fujitsu Limited Three-dimensional static random access memory device for avoiding disconnection among transistors of each memory cell
JPH0770624B2 (ja) * 1990-06-22 1995-07-31 株式会社東芝 半導体集積回路
JP3057757B2 (ja) * 1990-11-29 2000-07-04 日産自動車株式会社 トランジスタ
US5930608A (en) * 1992-02-21 1999-07-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of fabricating a thin film transistor in which the channel region of the transistor consists of two portions of differing crystallinity
EP0504006B1 (en) * 1991-03-08 2000-07-12 Fujitsu Limited Semiconductor memory device having thin film transistor and method of producing the same
JP3015186B2 (ja) * 1991-03-28 2000-03-06 三菱電機株式会社 半導体記憶装置とそのデータの読み出しおよび書き込み方法
US5241206A (en) * 1991-07-03 1993-08-31 Micron Technology, Inc. Self-aligned vertical intrinsic resistance
US5273924A (en) * 1991-08-30 1993-12-28 Micron Technology, Inc. Method for forming an SRAM by minimizing diffusion of conductivity enhancing impurities from one region of a polysilicon layer to another region
US5236856A (en) * 1991-08-30 1993-08-17 Micron Technology, Inc. Method for minimizing diffusion of conductivity enhancing impurities from one region of polysilicon layer to another region and a semiconductor device produced according to the method
US5243203A (en) * 1991-11-04 1993-09-07 Motorola, Inc. Compact transistor pair layout and method thereof
US5273921A (en) * 1991-12-27 1993-12-28 Purdue Research Foundation Methods for fabricating a dual-gated semiconductor-on-insulator field effect transistor
JPH05335489A (ja) * 1992-06-02 1993-12-17 Nec Corp 半導体装置
US5404326A (en) * 1992-06-30 1995-04-04 Sony Corporation Static random access memory cell structure having a thin film transistor load
US5348903A (en) * 1992-09-03 1994-09-20 Motorola Inc. Process for fabricating a semiconductor memory cell having thin-film driver transistors overlapping dual wordlines
EP1154488B1 (en) * 1992-09-04 2003-05-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha A semiconductor memory device
US5330929A (en) * 1992-10-05 1994-07-19 Motorola, Inc. Method of making a six transistor static random access memory cell
US5411909A (en) * 1993-02-22 1995-05-02 Micron Technology, Inc. Method of forming a planar thin film transistor
US5422499A (en) * 1993-02-22 1995-06-06 Micron Semiconductor, Inc. Sixteen megabit static random access memory (SRAM) cell
JP2689888B2 (ja) * 1993-12-30 1997-12-10 日本電気株式会社 半導体装置及びその製造方法
US5525923A (en) * 1995-02-21 1996-06-11 Loral Federal Systems Company Single event upset immune register with fast write access
US5547892A (en) * 1995-04-27 1996-08-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Process for forming stacked contacts and metal contacts on static random access memory having thin film transistors
US5545584A (en) * 1995-07-03 1996-08-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Unified contact plug process for static random access memory (SRAM) having thin film transistors
US5751630A (en) * 1996-08-29 1998-05-12 Micron Technology, Inc. SRAM cell employing substantially vertically elongated pull-up resistors
US5699292A (en) * 1996-01-04 1997-12-16 Micron Technology, Inc. SRAM cell employing substantially vertically elongated pull-up resistors
US5808941A (en) * 1996-01-04 1998-09-15 Micron Technology, Inc. SRAM cell employing substantially vertically elongated pull-up resistors
KR100204012B1 (ko) * 1996-05-13 1999-06-15 김영환 고저항 부하형 스태틱램 셀 및 그 제조방법
JP2000003966A (ja) * 1998-06-15 2000-01-07 Nec Corp 半導体記憶装置及びその製造方法
JP2002353326A (ja) * 2001-05-29 2002-12-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2947311C2 (de) * 1978-11-24 1982-04-01 Hitachi, Ltd., Tokyo Integrierte Halbleiterschaltung
JPS5598852A (en) * 1979-01-23 1980-07-28 Nec Corp Memory device
JPS60130160A (ja) * 1983-12-19 1985-07-11 Hitachi Ltd 半導体記憶装置
JPS6164166A (ja) * 1984-09-06 1986-04-02 Toshiba Corp 半導体装置
US4774203A (en) * 1985-10-25 1988-09-27 Hitachi, Ltd. Method for making static random-access memory device
JPH0746702B2 (ja) * 1986-08-01 1995-05-17 株式会社日立製作所 半導体記憶装置
JPS63137468A (ja) * 1986-11-29 1988-06-09 Sony Corp 半導体集積回路装置
US4782373A (en) * 1987-09-25 1988-11-01 Motorola Inc. Self-aligned semiconductor device with non-diffusable contacts
US4918510A (en) * 1988-10-31 1990-04-17 Motorola, Inc. Compact CMOS device structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04274363A (ja) * 1991-03-01 1992-09-30 Fujitsu Ltd 半導体記憶装置

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Publication number Publication date
KR0161520B1 (ko) 1999-02-01
US5034797A (en) 1991-07-23
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JP2825520B2 (ja) 1998-11-18

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