JPH0279468A - Semiconductor memory and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[概要]
半導体記憶装置およびその製造方法に係り、特に負荷と
して抵抗層を用いるSRAMおよびその製造方法に関し
、
周囲の導電層の電位による抵抗変調に対して負荷として
の抵抗層の抵抗値を安定させ、かつソフトエラーに対す
る耐性を高めることにより、素子の信頼性を高めること
ができる半導体記憶装置およびその製造方法を提供する
ことを目的とし、負荷として抵抗層を用いるフリップフ
ロップ型のメモリセルを有する半導体記憶装置において
、前記抵抗層のほぼ全周面に絶縁膜を介して導電層を設
けているように構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] This invention relates to a semiconductor memory device and a method for manufacturing the same, particularly an SRAM using a resistive layer as a load and a method for manufacturing the same. The purpose of this flip-flop is to provide a semiconductor memory device and its manufacturing method that can improve the reliability of the device by stabilizing the resistance value of the layer and increasing resistance to soft errors, and a method for manufacturing the same. In a semiconductor memory device having a type of memory cell, a conductive layer is provided on substantially the entire circumferential surface of the resistive layer with an insulating film interposed therebetween.
[産業上の利用分野]
本発明は半導体記憶装置およびその製造方法に係り、特
に負荷として抵抗層を用いるMOS形のSRAMおよび
その製造方法に関する。[Industrial Field of Application] The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a MOS type SRAM using a resistive layer as a load and a method of manufacturing the same.
[従来の技術]
一般に、負荷素子としてポリシリコン抵抗層を用いたM
OS形のSRAMセルは、第3図に示されるように、1
対の抵抗負荷R1,R2,1対のドライバトランジスタ
Tl、T2、および1対のトランスファトランジスタT
3.T4によって構成されている。[Prior art] In general, an M using a polysilicon resistance layer as a load element
As shown in FIG. 3, the OS type SRAM cell has 1
A pair of resistive loads R1, R2, a pair of driver transistors Tl, T2, and a pair of transfer transistors T
3. It is composed of T4.
すなわち電源電圧Vccと接地電圧Vllllとの間に
抵抗負荷R1およびドライバトランジスタT1と抵抗負
荷R2およびドライバトランジスタT2とが並列に設け
られている。そして抵抗負荷R1とドライバトランジス
タT1のトレインとが接続している情報記憶ノードAお
よび抵抗負荷R2とドライバトランジスタT2のドレイ
ンとが接続している情報記憶ノードBはそれぞれドライ
バトランジスタT2.TIのゲートに接続されている。That is, a resistive load R1 and a driver transistor T1 and a resistive load R2 and a driver transistor T2 are provided in parallel between the power supply voltage Vcc and the ground voltage Vllll. The information storage node A where the resistive load R1 is connected to the train of the driver transistor T1 and the information storage node B where the resistive load R2 and the drain of the driver transistor T2 are connected are the driver transistors T2. Connected to the gate of TI.
また、トランスファトランジスタT3.T4のソースは
それぞれビット線BL、BLに接続され、ゲートはそれ
ぞれワード線WLに接続され、さらにドレインはそれぞ
れ情報記憶ノードA、Bに接続されている。Further, transfer transistor T3. The sources of T4 are connected to the bit lines BL, BL, the gates are connected to the word line WL, and the drains are connected to the information storage nodes A, B, respectively.
このようにSR,AMセルはフリップフロップで構成さ
れているなめ、ドライバトランジスタTI。In this way, since the SR and AM cells are composed of flip-flops, the driver transistor TI.
T2のいずれか一方は常にオン状態となり、抵抗負荷R
1,R2のいずれかを介して電源電圧VCCから接地電
圧■。に定常的に電流が流れる。Either one of T2 is always on, and the resistive load R
1 and R2 from the power supply voltage VCC to the ground voltage ■. A current flows steadily through.
そして情報記憶ノードA、Bにはそれぞれ寄生容量Cが
存在しており、この寄生容量Cを抵抗負荷R1,R2を
介して充電し続けることによって、情報の記憶が保持さ
れる。Each of the information storage nodes A and B has a parasitic capacitance C, and by continuing to charge this parasitic capacitance C via resistive loads R1 and R2, information storage is maintained.
従来の抵抗負荷形のSRAMセルの断面図を、第4図に
示す。A cross-sectional view of a conventional resistive load type SRAM cell is shown in FIG.
半導体基板52上に形成されたフィールド酸化膜54に
よって分離されている素子領域には、トランスファトラ
ンジスタT1のソース、ドレイン領域としてのn1型不
純物領域56.58および接地電圧■8.に接続するn
+型不純物領域60が形成されている。In the element region separated by the field oxide film 54 formed on the semiconductor substrate 52, n1 type impurity regions 56 and 58 serving as the source and drain regions of the transfer transistor T1 and ground voltage 8. connect to n
A + type impurity region 60 is formed.
そしてトランスファトランジスタT3のソース、ドレイ
ン領域としてのn1型不純物領域56,58に挟まれた
半導体基板52上には、ゲート酸化膜62を介して、ト
ランスファトランジスタT1のゲートとしてのポリシリ
コン層64が形成されている。また、このポリシリコン
層64はワード線WLに接続している
同様にして、素子領域の半導体基板52上には、ゲート
酸化J]i12を介して、ドライバトランジスタT2の
ゲートとしてのポリシリコン層66が形成されている。A polysilicon layer 64 as the gate of the transfer transistor T1 is formed on the semiconductor substrate 52 sandwiched between the n1 type impurity regions 56 and 58 as the source and drain regions of the transfer transistor T3, with a gate oxide film 62 interposed therebetween. has been done. Further, this polysilicon layer 64 is connected to the word line WL.Similarly, a polysilicon layer 66 as the gate of the driver transistor T2 is formed on the semiconductor substrate 52 in the element region via a gate oxide J]i12. is formed.
そしてこのポリシリコン層66は、トランスファトラン
ジスタT3のドレイン領域としてのn+型不純物領域5
8に接続している。This polysilicon layer 66 has an n+ type impurity region 5 serving as a drain region of the transfer transistor T3.
It is connected to 8.
また、ポリシリコン層66上にシリコン酸化膜68を介
して、抵抗負荷R1としてのノンドープのポリシリコン
層70が形成されている。このポリシリコン層70は、
一方においてポリシリコン層66に接続される。そして
他方において、n+型不純物領域10上方のポリシリコ
ン層70の一部に不純物を導入して低抵抗化し、電源電
圧VCCに接続している電源給電層としてのポリシリコ
ン層72を形成している。Further, a non-doped polysilicon layer 70 as a resistive load R1 is formed on the polysilicon layer 66 via a silicon oxide film 68. This polysilicon layer 70 is
On one side, it is connected to polysilicon layer 66. On the other hand, impurities are introduced into a part of the polysilicon layer 70 above the n+ type impurity region 10 to lower the resistance, thereby forming a polysilicon layer 72 as a power supply layer connected to the power supply voltage VCC. .
さらに、全面に眉間絶縁膜としてのPSGWA74が形
成され、このPSG膜74に開口されたコンタクトホー
ルを介して、トランスファトランジスタT3のソース領
域としてのn“型不純物領域56に接続するアルミニウ
ム<AI )配線層76が形成されている。そしてこの
Aj配線層76は、ビット線BLに接続している。Further, a PSGWA 74 as a glabellar insulating film is formed on the entire surface, and an aluminum<AI) wiring is connected to the n" type impurity region 56 as a source region of the transfer transistor T3 through a contact hole opened in this PSG film 74. A layer 76 is formed. This Aj wiring layer 76 is connected to the bit line BL.
このような従来のSRAMセルにおいて、抵抗負荷R1
,R2のいずれかを介して電源電圧Vccから接地電圧
V。に定常的に′rIjh流が流れるため、この抵抗負
荷R1,R2の値が低いと素子の消費電力は大きくなる
。従って抵抗負荷R1,R2の値を高くすることが要求
される。In such a conventional SRAM cell, the resistive load R1
, R2 from the power supply voltage Vcc to the ground voltage V. Since the 'rIjh current flows steadily through the resistive loads R1 and R2, the power consumption of the element increases if the values of the resistive loads R1 and R2 are low. Therefore, it is required to increase the values of the resistive loads R1 and R2.
こうした要求を満たすために、第5図に示されるように
、抵抗負荷R1としてのノンドープのポリシリコン層7
8と電源電圧Vccに接続している電源給電層としての
ポリシリコン層80とを別個に設けることにより、抵抗
負荷R1としてのポリシリコン層78の膜厚を薄くし、
その抵抗値を高くすることができる。In order to meet these requirements, as shown in FIG.
8 and a polysilicon layer 80 as a power supply layer connected to the power supply voltage Vcc are separately provided, thereby reducing the thickness of the polysilicon layer 78 as the resistive load R1,
Its resistance value can be increased.
すなわちポリシリコン層66上にシリコン酸化膜68が
形成され、接地電圧■、sに接続するn ”型不純物領
域10上方にシリコン酸化膜68を介して電源電圧vc
cに接続する電源給電層としてのポリシリコン層80が
形成されている。このポリシリコン層80上およびシリ
コン酸化膜68上には、シリコン酸化膜82が形成され
ている。That is, a silicon oxide film 68 is formed on the polysilicon layer 66, and the power supply voltage VC is connected through the silicon oxide film 68 above the n'' type impurity region 10 which is connected to the ground voltages (2) and (s).
A polysilicon layer 80 is formed as a power supply layer connected to c. A silicon oxide film 82 is formed on this polysilicon layer 80 and silicon oxide film 68.
そしてポリシリコン層66上にシリコン酸化膜68およ
びシリコン酸化膜82を介して、またポリシリコン層8
0上にシリコン酸化膜82を介して、抵抗負荷R1とし
てのノンドープのポリシリコン層78が形成されている
。このポリシリコン層78は膜厚が薄く、高い抵抗値を
有しており、また一方においてポリシリコン層66に接
続され、他方において電源給電層としてのポリシリコン
層80に接続されている。Then, the polysilicon layer 8 is formed on the polysilicon layer 66 via the silicon oxide film 68 and the silicon oxide film 82.
A non-doped polysilicon layer 78 serving as a resistive load R1 is formed on the silicon oxide film 82 via a silicon oxide film 82. This polysilicon layer 78 is thin and has a high resistance value, and is connected to the polysilicon layer 66 on one side and to the polysilicon layer 80 as a power supply layer on the other side.
このようにして、電源電圧■ccに接続している電源給
電層としてのポリシリコン層80と別個に設けた抵抗負
荷R1としてのポリシリコン層78の膜厚を薄くするこ
とにより、その抵抗値を高くし、素子の消費電力を小さ
くしている。In this way, by reducing the film thickness of the polysilicon layer 80 as a power supply layer connected to the power supply voltage cc and the polysilicon layer 78 as a resistive load R1 provided separately, the resistance value can be increased. This reduces the power consumption of the device.
し発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記従来の半導体記憶装置は、第4図に
示されるように、抵抗負荷としての高抵抗のポリシリコ
ン層70の下方にはシリコン酸化膜68を介して低抵抗
のポリシリコン層66が存在し、ポリシリコン層70の
上方には、PSG膜74を介して、Aj配線層76が存
在する構造となっている。[Problems to be Solved by the Invention] However, as shown in FIG. The structure is such that a low-resistance polysilicon layer 66 exists, and an Aj wiring layer 76 exists above the polysilicon layer 70 with a PSG film 74 interposed therebetween.
また同様に、第5図に示されるように、抵抗負荷として
の高抵抗のポリシリコン層78の下方にはシリコン酸化
膜68およびシリコン酸化lll82を介して低抵抗の
ポリシリコン層66が、またシリコン酸化膜82を介し
て低抵抗のポリシリコン層80が存在し、ポリシリコン
層78の上方にはPSG膜74を介して、AJI配線層
76が存在する構造となっている。Similarly, as shown in FIG. 5, below the high-resistance polysilicon layer 78 serving as a resistive load, a low-resistance polysilicon layer 66 is provided via a silicon oxide film 68 and a silicon oxide layer 82; A low resistance polysilicon layer 80 exists with an oxide film 82 interposed therebetween, and an AJI wiring layer 76 exists above the polysilicon layer 78 with a PSG film 74 interposed therebetween.
こうした構造は、いわゆるMO3構造を形成し、上下方
の導電層であるAj配線層76および低抵抗のポリシリ
コン層66.80の電位によって、これらに挟まれてい
る高抵抗のポリシリコン層70.78は抵抗変調を受け
、安定しにくいという問題がある。Such a structure forms a so-called MO3 structure, and the high resistance polysilicon layer 70.80 sandwiched between the Aj wiring layer 76 and the low resistance polysilicon layer 66.80, which are the upper and lower conductive layers, are controlled by the electric potential of the upper and lower conductive layers. 78 suffers from resistance modulation and is difficult to stabilize.
また、上記従来の半導体記憶装置は、集積度の増大と共
に、セル面積が縮小し、情報記憶ノードに保持される寄
生容量が益々小さくなってきている。α線によるソフト
エラーはα線によって誘起された電荷が情報記憶ノード
における電位を逆転することにより生じるため、情報記
憶ノードのもともとの電荷量が少ないほど、すなわち容
量が小さいほど、α線によるソフトエラーに弱いことに
なる。従って、集積度の増大に伴い、ソフトエラーに弱
くなるという問題がある。In addition, in the conventional semiconductor memory device described above, as the degree of integration increases, the cell area decreases, and the parasitic capacitance held in the information storage node becomes smaller and smaller. Soft errors caused by alpha rays occur when charges induced by alpha rays reverse the potential at the information storage node, so the smaller the original charge amount of the information storage node, that is, the smaller the capacity, the more soft errors caused by alpha rays. It means that you are weak. Therefore, as the degree of integration increases, there is a problem that the device becomes more susceptible to soft errors.
そこで本発明は、周囲の導電層の電位による抵抗変調に
対して負荷としての抵抗層の抵抗値を安定させ、かつソ
フトエラーに対する耐性を高めることにより、素子の信
頼性を高めることができる半導体記憶装置およびその製
造方法を提供することを目的とするものである。Therefore, the present invention provides a semiconductor memory device that can improve the reliability of an element by stabilizing the resistance value of a resistive layer as a load against resistance modulation due to the potential of surrounding conductive layers and increasing resistance to soft errors. The object of the present invention is to provide a device and a method for manufacturing the same.
[課題を解決するための手段]
上記課題は、負荷として抵抗層を用いるフリップフロッ
プ型のメモリセルを有する半導体記憶装置において、前
記抵抗層のほぼ全周面に絶縁膜を介して導電層を設けて
いることを特徴とする半導体記憶装置によって達成され
る。[Means for Solving the Problem] The above problem is solved by providing a conductive layer on almost the entire circumference of the resistance layer via an insulating film in a semiconductor memory device having a flip-flop type memory cell using a resistance layer as a load. This is achieved by a semiconductor memory device characterized by:
また、負荷として抵抗層を用いるフリップフロップ型の
メモリセルを有する半導体記憶装置の製造方法において
、前記抵抗層下に形成されている物質膜を除去して前記
抵抗層下面を露出する工程と、前記抵抗層の上面および
下面に絶縁膜を介して導電層を形成する工程とを有する
ことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法によって達
成される。Further, in the method of manufacturing a semiconductor memory device having a flip-flop type memory cell using a resistance layer as a load, the step of removing a material film formed under the resistance layer to expose the lower surface of the resistance layer; This is achieved by a method for manufacturing a semiconductor memory device, which comprises the step of forming a conductive layer on the upper and lower surfaces of a resistive layer with an insulating film interposed therebetween.
[作 用]
すなわち本発明は、負荷を形成する抵抗層のほぼ全周面
を絶縁膜を介して導電層によって覆うことにより、高抵
抗層がその上下方の導電層の電位による抵抗変調を受け
ることを防ぐとともに、高抵抗層と情報記憶ノードのコ
ンタクト部近傍において抵抗層とそれを覆う導電層との
間に大きな容量が形成されることにより、情報記憶ノー
ドの容量を増加させる。[Function] That is, in the present invention, by covering almost the entire circumferential surface of a resistive layer forming a load with a conductive layer via an insulating film, the high-resistance layer is subjected to resistance modulation due to the potential of the conductive layers above and below it. At the same time, the capacitance of the information storage node is increased by forming a large capacitance between the resistance layer and the conductive layer covering it in the vicinity of the contact portion between the high resistance layer and the information storage node.
[実施例]
以下、本発明を図示する実施例に基づいて具体的に説明
する。[Example] The present invention will be specifically described below based on an illustrative example.
第1図(a)は本発明の一実施例による半導体記憶装置
の平面を示す平面図、第1図(b)はそのX−X線断面
を示す断面図である。FIG. 1(a) is a plan view of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view taken along the line X--X.
半導体基板2上にフィールド酸化fi4が形成され、素
子領域を分離している。この素子領域の半導体基板2表
面には、トランスファトランジスタT1のソース、ドレ
イン領域としてのn+型不純物領域6,8および接地電
圧V□に接続するn+型不純物領域10が形成されてい
る。A field oxide fi4 is formed on the semiconductor substrate 2 to isolate device regions. On the surface of the semiconductor substrate 2 in this element region, n+ type impurity regions 6 and 8 serving as the source and drain regions of the transfer transistor T1 and an n+ type impurity region 10 connected to the ground voltage V□ are formed.
そしてトランスファトランジスタT3のソース、ドレイ
ン領域としてのn+型不純物領域6,8に挟まれた半導
体基板2上には、ゲート酸化膜12を介して、トランス
ファトランジスタT1のゲートとしてのポリシリコン層
14が形成されている。A polysilicon layer 14 as the gate of the transfer transistor T1 is formed on the semiconductor substrate 2 sandwiched between the n+ type impurity regions 6 and 8 as the source and drain regions of the transfer transistor T3 with a gate oxide film 12 interposed therebetween. has been done.
このポリシリコン層14はワード線WLに接続している
同様にして、素子領域の半導体基板2上には、ゲート酸
化膜12を介して、ドライバトランジスタT2のゲート
としてのポリシリコン層16が形成されている0、tた
このポリシリコン層16は、トランスファトランジスタ
T3のドレイン領域としてのn“型不純物領域8に接続
している。This polysilicon layer 14 is connected to the word line WL. Similarly, a polysilicon layer 16 as the gate of the driver transistor T2 is formed on the semiconductor substrate 2 in the element region via the gate oxide film 12. The octopus polysilicon layer 16 connected to the n" type impurity region 8 serving as the drain region of the transfer transistor T3.
さらに、接地電圧Vssに接続するn+型不純物領域1
0上方には、シリコン窒化膜18を介して、電源電圧V
CCに接続する電源給電層としてのポリシリコン層20
が形成されている。Furthermore, n+ type impurity region 1 connected to ground voltage Vss
0 through the silicon nitride film 18, the power supply voltage V
Polysilicon layer 20 as a power supply layer connected to CC
is formed.
また、ポリシリコン層16上にシリコン窒化膜18を介
して、抵抗負荷R1としてのノンドープのポリシリコン
層22が形成されている。このポリシリコン層22は、
一方においてポリシリコン層16に接続され、他方にお
いて電源電圧■cCに接続している電源給電層としての
ポリシリコン層20に接続されている。Further, a non-doped polysilicon layer 22 serving as a resistive load R1 is formed on the polysilicon layer 16 via a silicon nitride film 18. This polysilicon layer 22 is
One side is connected to the polysilicon layer 16, and the other side is connected to the polysilicon layer 20 serving as a power supply layer connected to the power supply voltage ccC.
そしてこの抵抗負荷R1としてのポリシリコン層22は
、ポリシリコン層16およびポリシリコン層20とのコ
ンタクト部を除き、その上面、下面および側面を、すな
わち垂直方向および水平方向の全周面を、シリコン酸化
膜24を介して、−定電圧に保たれている保護プレート
としてのポリシリコン層26によって覆われている。The polysilicon layer 22 serving as the resistive load R1 has its upper surface, lower surface, and side surfaces, that is, its entire circumferential surface in the vertical and horizontal directions, except for the contact portions with the polysilicon layer 16 and the polysilicon layer 20. It is covered via an oxide film 24 with a polysilicon layer 26 serving as a protective plate that is maintained at a - constant voltage.
このとき、抵抗負荷R1としてのポリシリコン層22と
ポリシリコン層16とのコンタクト部近傍において、ノ
ンドーグのポリシリコン層22はポリシリコン層16か
らの不純物の拡散により低抵抗化されており、このコン
タクト部の情報記憶ノードAと同電位になっている。従
って、コンタクト部近傍におけるポリシリコン層22と
保護プレートとしてのポリシリコン層26との間に容量
が形成され、しかも保護プレートとしてのポリシリコン
層26がシリコン酸化膜24を介して覆っているポリシ
リコン層22の周面全体が容量表面積に寄与するため、
その容量は非常に大きなものとなる。At this time, in the vicinity of the contact portion between the polysilicon layer 22 and the polysilicon layer 16 as the resistive load R1, the non-doped polysilicon layer 22 has a low resistance due to the diffusion of impurities from the polysilicon layer 16, and this contact It has the same potential as the information storage node A in the section. Therefore, a capacitance is formed between the polysilicon layer 22 in the vicinity of the contact portion and the polysilicon layer 26 as a protective plate, and the polysilicon layer 26 as a protective plate covers the polysilicon layer 22 with the silicon oxide film 24 interposed therebetween. Since the entire circumferential surface of layer 22 contributes to the capacitive surface area,
Its capacity will be extremely large.
さらに、全面に眉間絶縁膜としてのPSG膜28が形成
され、このPSG膜28に開口されたコンタクトホール
を介して、トランスファトランジスタT3のソース領域
としてのn+型不純物領域6に接続するAjl配線層3
0が形成されている。Furthermore, a PSG film 28 as a glabellar insulating film is formed on the entire surface, and an Ajl wiring layer 3 is connected to an n+ type impurity region 6 as a source region of a transfer transistor T3 through a contact hole opened in this PSG film 28.
0 is formed.
そしてこのA、g配線層30は、ビット線BLに接続し
ている。The A and g wiring layers 30 are connected to the bit line BL.
このように本実施例によれば、抵抗負荷R1としての高
抵抗のポリシリコン層22は、ポリシリコン層16.2
0とのコンタクト部を除き、その上面、下面および側面
をすなわち全周面を、シリコン酸化824を介して、一
定電圧に保たれている保護プレートとしてのポリシリコ
ン層26によって覆われているなめ、高抵抗のポリシリ
コン層22の上下方に存在する導電層としてのA1配線
層30および低抵抗のポリシリコン層16.20の電位
によって抵抗変調を受けることはない。As described above, according to this embodiment, the high resistance polysilicon layer 22 as the resistive load R1 is the polysilicon layer 16.2.
The upper surface, lower surface and side surfaces, that is, the entire circumferential surface, except for the contact portion with 0, are covered with a polysilicon layer 26 as a protective plate kept at a constant voltage via silicon oxide 824, The resistance is not modulated by the potentials of the A1 wiring layer 30 and the low resistance polysilicon layers 16 and 20, which are conductive layers that exist above and below the high resistance polysilicon layer 22.
また、抵抗負荷R1としてのノンドープのポリシリコン
層22とポリシリコン層16とのコンタクト部近傍にお
いて、ポリシリコン層22とシリコン酸化膜24を介し
てそれを覆っている保護プレートとしてのポリシリコン
層26との間に非常に大きな容量が形成されるために、
情報記憶ノードにおける容量は大きく増加する。その結
果、ソフトエラーに対する耐性が高くなる。Further, in the vicinity of the contact portion between the non-doped polysilicon layer 22 as the resistive load R1 and the polysilicon layer 16, a polysilicon layer 26 as a protective plate covers the polysilicon layer 22 and the silicon oxide film 24 via the polysilicon layer 22 and the polysilicon layer 16. Because a very large capacitance is formed between
The capacity at the information storage node increases significantly. As a result, resistance to soft errors increases.
次に、本発明の一実施例による半導体記憶装置の製造方
法を、第2図を用いて説明する。Next, a method for manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
半導体基板2上にフィールド酸化膜4を選択的に形成し
、素子領域を分離する。そしてこの素子領域の半導体基
板2表面に、熱酸化法を用いて膜厚200人のゲート酸
化812を形成する。続いてフォトリングラフィ技術を
用いて、所定の場所にコンタクトホール32を開口する
(第2図(a)参照)。A field oxide film 4 is selectively formed on a semiconductor substrate 2 to isolate device regions. Then, on the surface of the semiconductor substrate 2 in this element region, a gate oxide 812 with a thickness of 200 nm is formed using a thermal oxidation method. Subsequently, a contact hole 32 is opened at a predetermined location using photolithography technology (see FIG. 2(a)).
次いで、CVD (化学的気相成長)法を用いて、膜厚
4000Aのポリシリコン層を成長させた後、POCj
! 3を用いた熱拡散により、リンPを導入する。そし
てRIE(反応性イオンエツチング)法を用い、CC1
,102雰囲気中においてポリシリコン層のパターニン
グを行ない、ポリシリコン層14.16を形成する。Next, after growing a polysilicon layer with a thickness of 4000 Å using the CVD (chemical vapor deposition) method, the POCj
! Phosphorus P is introduced by thermal diffusion using 3. Then, using RIE (reactive ion etching) method, CC1
, 102 atmosphere, the polysilicon layer is patterned to form polysilicon layers 14 and 16.
さらにこれらのポリシリコン層14.16およびフィー
ルド酸化M4をマスクとして、加速電圧50keV、ド
ーズ量4X101Sam−2の条件において、ヒ素イオ
ンAs+のイオン注入を行ない、半導体基板2表面にn
+型不純物領域6,34゜10を形成する。このとき、
コンタクトホール32を通って、ポリシリコン層16か
らもリンPの不純物拡散が行なわれ、n+型不純物領域
34に隣り合うn+型不純物領域36が形成される(第
2図(b)参照)。Furthermore, using these polysilicon layers 14, 16 and field oxide M4 as masks, arsenic ions As+ are implanted under the conditions of an acceleration voltage of 50 keV and a dose of 4X101Sam-2 to form n-ions on the surface of the semiconductor substrate 2.
A + type impurity region 6, 34° 10 is formed. At this time,
Phosphorous P impurity is also diffused from the polysilicon layer 16 through the contact hole 32, and an n+ type impurity region 36 adjacent to the n+ type impurity region 34 is formed (see FIG. 2(b)).
こうして、n+型不純物領域6をソース領域とし、n+
型不純物領域34.36をドレイン領域とし、ポリシリ
コン層14をゲートとするトランスファトランジスタT
3が形成され、またポリシリコン層16をゲートとする
ドライバトランジスタT2(このソース、ドレイン領域
としてのn+型不純物領域は、図面に対して垂直方向に
形成されているため、図示されない)が形成される。そ
してn+型不純物領域10は、接地電圧■s11に接続
する配線層を形成する。In this way, the n+ type impurity region 6 is used as a source region, and the n+
Transfer transistor T having type impurity regions 34 and 36 as a drain region and polysilicon layer 14 as a gate
3 is formed, and a driver transistor T2 (the n+ type impurity regions serving as the source and drain regions are not shown because they are formed perpendicular to the drawing) having the polysilicon layer 16 as a gate is formed. Ru. The n+ type impurity region 10 forms a wiring layer connected to the ground voltage s11.
半導体基板2表面に隣り合って形成されたn+型不純物
領域34.36は、一体のものとみなしてしてn+型不
純物領域8とする。そしてCVD法により、全面に膜厚
1000Aのシリコン窒化膜18を成長させる(第2図
(c)参照)。The n+ type impurity regions 34 and 36 formed adjacent to each other on the surface of the semiconductor substrate 2 are regarded as an integral part and are referred to as the n+ type impurity region 8. Then, a silicon nitride film 18 having a thickness of 1000 Å is grown over the entire surface by CVD (see FIG. 2(c)).
次いで、CVD法を用いて、膜厚4000Aのポリシリ
コン層を成長させた後、加速電圧50keV、ドーズ量
4 X 101 Sam−2の条件において、ヒ素イオ
ンAs+のイオン注入を行ない、低抵抗化を行なう、そ
してRIE法により、CCl a 102雰囲気中にお
いてポリシリコン層のパターニングを行ない、ポリシリ
コン層20を形成する。Next, a polysilicon layer with a thickness of 4000 A was grown using the CVD method, and then arsenic ions As+ were implanted under the conditions of an acceleration voltage of 50 keV and a dose of 4 x 101 Sam-2 to lower the resistance. Then, the polysilicon layer is patterned by the RIE method in a CCl a 102 atmosphere to form a polysilicon layer 20.
このポリシリコン層20は、電源電圧Vccに接続する
電源給電層を形成する(第2図(d)参照)。This polysilicon layer 20 forms a power supply layer connected to the power supply voltage Vcc (see FIG. 2(d)).
次いで、CVD法により、膜厚1000人のシリコン酸
化膜38を成長させる。そしてRIE法により、CF
4 / H2雰囲気中においてシリコン酸化11138
およびシリコン窒化膜18を選択的にエツチング除去し
、ポリシリコン層16.20上の所定の場所にそれぞれ
コンタクトホール40゜42を開口する(第2図(e)
参照)。Next, a silicon oxide film 38 having a thickness of 1000 wafers is grown by CVD. Then, by RIE method, CF
4/Silicon oxidation 11138 in H2 atmosphere
Then, the silicon nitride film 18 is selectively etched away, and contact holes 40° and 42 are opened at predetermined locations on the polysilicon layer 16 and 20, respectively (FIG. 2(e)).
reference).
次いで、CVD法により、シリコン酸化WA38上およ
び露出されたポリシリコン層16.20上に、膜厚10
00人のポリシリコン層を成長させる。そしてRIE法
により、CC14/ 02雰囲気中においてポリシリコ
ン層のパターニングを行ない、ポリシリコン層22を形
成する(第2図(f)参照)。Next, a film with a thickness of 10 mm is deposited on the silicon oxide WA 38 and the exposed polysilicon layer 16.
Grow 0.00 polysilicon layer. Then, the polysilicon layer is patterned in a CC14/02 atmosphere by the RIE method to form a polysilicon layer 22 (see FIG. 2(f)).
このようにして、ポリシリコン層16とポリシリコン層
20とを接続するように設けられたポリシリコン層22
は、不純物を導入されていないノンドー1であるために
高抵抗であり、トランスファトランジスタT3のドレイ
ン領域8およびドライバトランジスタT2のゲートと電
源電圧vc0との間に設けられる抵抗負荷R1を形成す
る。In this way, the polysilicon layer 22 provided to connect the polysilicon layer 16 and the polysilicon layer 20
has a high resistance because it is non-doped 1 with no impurities introduced therein, and forms a resistive load R1 provided between the drain region 8 of the transfer transistor T3 and the gate of the driver transistor T2 and the power supply voltage vc0.
次いで、HP温溶液浸漬して、シリコン酸化膜38を完
全にエツチング除去する。これによって、ポリシリコン
層22下面も露出される。なおこのとき、シリコン窒化
膜18はエツチングされない(第2図(g)参照)。Next, the silicon oxide film 38 is completely etched away by immersion in a hot HP solution. This also exposes the lower surface of polysilicon layer 22. Note that at this time, the silicon nitride film 18 is not etched (see FIG. 2(g)).
次いで、気圧I TOrr程度の減圧状態における熱酸
化により、ポリシリコン層20.22の露出している全
表面に、膜厚200人のシリコン酸化膜24を形成する
。続いて、このシリコン酸化膜24上およびシリコン窒
化[18上に膜厚100〇へのポリシリコン層を成長さ
せた後、POCjsを用いた熱拡散により、リンPを導
入する。そしてRIE法により、CC1−/ 02雰囲
気中においてポリシリコン層のバターニングを行なって
、ポリシリコン層26を形成する(第2図(h)参照)
。Next, a silicon oxide film 24 having a thickness of 200 nm is formed on the entire exposed surface of the polysilicon layer 20.22 by thermal oxidation under a reduced pressure state of approximately I TOrr. Subsequently, after growing a polysilicon layer to a thickness of 1000 on this silicon oxide film 24 and silicon nitride film 18, phosphorus P is introduced by thermal diffusion using POCjs. Then, the polysilicon layer is patterned in a CC1-/02 atmosphere using the RIE method to form a polysilicon layer 26 (see FIG. 2 (h)).
.
こうして、ポリシリコン層26は、抵抗負荷R1として
のポリシリコン層22の、ポリシリコン層16およびポ
リシリコン層20とのコンタクト部を除く、その上面、
下面および側面を、すなわち垂直方向および水平方向の
全周面をシリコン酸化M24を介して覆っているgl、
護プレートを形成する。そしてこの保護プレートとして
のポリシリコン層26は、一定電圧に保たれている。In this way, the polysilicon layer 26 includes the upper surface of the polysilicon layer 22 serving as the resistive load R1, excluding the contact portions with the polysilicon layer 16 and the polysilicon layer 20;
gl covering the lower surface and side surfaces, that is, the entire circumferential surface in the vertical and horizontal directions via silicon oxide M24;
form a protective plate. The polysilicon layer 26 serving as a protective plate is maintained at a constant voltage.
このとき、抵抗負荷R1としてのポリシリコン層22と
ポリシリコン層16とのコンタクト部近傍において、ノ
ンドープのポリシリコン層22にはポリシリコン層16
から不純物が拡散されて低抵抗化され、このコンタクト
部の情報記憶ノードAと同電位になっている。従って、
コンタクト部近傍におけるポリシリコン層22とitプ
レートとしてのポリシリコン層26との間に容量が形成
される。しかもその容量は、保護プレートとしてのポリ
シリコン層26がシリコン酸化膜24を介して覆ってい
るポリシリコン層22の周面全体が容量表面積に寄与す
るため、非常に大きなものとなる。At this time, in the vicinity of the contact portion between the polysilicon layer 22 and the polysilicon layer 16 as the resistive load R1, the non-doped polysilicon layer 22 has the polysilicon layer 16
Impurities are diffused from the contact portion to lower the resistance, and the potential is the same as that of the information storage node A of this contact portion. Therefore,
A capacitance is formed between the polysilicon layer 22 near the contact portion and the polysilicon layer 26 serving as an IT plate. Moreover, the capacitance becomes extremely large because the entire circumferential surface of the polysilicon layer 22, which is covered by the polysilicon layer 26 serving as a protective plate via the silicon oxide film 24, contributes to the capacitance surface area.
次いで、CVD法により、全面に膜厚0.5μmのPS
CJ928を眉間絶縁層として成長させる。Next, by CVD method, PS with a thickness of 0.5 μm was applied to the entire surface.
CJ928 is grown as a glabellar insulation layer.
そしてトランスファトランジスタT3のソース領域とし
てのn1型不純物領域6上にコンタクトホールを開口す
る。そしてこのコンタクトホールを介してn+型不純物
領域6と接続するAI配線層30を形成する(第2図(
L)参照)。A contact hole is then opened on n1 type impurity region 6 as a source region of transfer transistor T3. Then, an AI wiring layer 30 is formed to connect to the n+ type impurity region 6 through this contact hole (see FIG.
(See L).
なお、上記製造方法においては、減圧熱酸化により、ポ
リシリコン層20.22の露出している全表面に、膜厚
200人のシリコン酸化膜24を形成しているが、CV
D法により、膜厚300人のシリコン窒化膜を成長させ
てもよい。In the above manufacturing method, a silicon oxide film 24 with a thickness of 200 nm is formed on the entire exposed surface of the polysilicon layer 20.22 by thermal oxidation under reduced pressure.
A silicon nitride film having a thickness of 300 nm may be grown using the D method.
[発明の効果]
以上のように本発明によれば、負荷としての抵抗層が、
その全周面を絶縁膜を介して一定電圧に保たれている保
護プレートとしての導電層によつ′ て覆われているた
め、抵抗層の上下方に存在する導電層の電位によって抵
抗変調を受けることはない。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the resistance layer as a load is
Since its entire circumferential surface is covered with a conductive layer as a protective plate that is maintained at a constant voltage via an insulating film, the resistance can be modulated by the potential of the conductive layers above and below the resistance layer. I won't receive it.
また、情報記憶ノードにおいて、抵抗層と絶縁膜を介し
てそれを覆っている保護プレートとしての導電層との間
に非常に大きな容量が形成されるため、情報記憶ノード
における容量は大きく増加し、ソフトエラーに対する耐
性が高くなる。In addition, in the information storage node, a very large capacitance is formed between the resistive layer and the conductive layer as a protective plate covering it via the insulating film, so the capacitance in the information storage node increases greatly. Increased resistance to soft errors.
これによって、半導体記憶装置の信頼性を高めることが
できる。Thereby, the reliability of the semiconductor memory device can be improved.
第1図(a)は本発明の一実施例による半導体記憶装置
を示す平面図、第1図(b)は第1図(a>の断面図、
第2図は一実施例による半導体記憶装置の製造方法を示
す工程図、
第3図は半導体記憶装置を示す回路図、第4図および第
5図はぞれぞれ従来の半導体記憶装置を示す断面図であ
る。
図において、
2.52・・・・・・半導体基板、
4.54・・・・・・フィールド酸化膜、6.8,10
,34,36,56,58.60・・・・・・n+型不
純物領域、
12.62・・・・・・ゲート酸化膜、14.16,2
0,22,26,64.66゜70.72,78.80
・・・・・・ボロシリコン層、18・・・・・・シリコ
ン窒化膜、
24.38,68.82・・・・・・シリコン酸化膜、
28.74−・・・・−PSG膜、
30.76・・・・・・Aj配線層、
32.40.42・・・・・・コンタクトボール。
牛導俸装置を示す回路図
第3図FIG. 1(a) is a plan view showing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, FIG. 1(b) is a sectional view of FIG. 1(a>), and FIG. 2 is a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. 3 is a circuit diagram showing a semiconductor memory device, and FIGS. 4 and 5 are sectional views each showing a conventional semiconductor memory device. In the figure, 2.52 ... Semiconductor substrate, 4.54 ... Field oxide film, 6.8,10
, 34, 36, 56, 58.60... n+ type impurity region, 12.62... gate oxide film, 14.16, 2
0,22,26,64.66゜70.72,78.80
...Borosilicon layer, 18...Silicon nitride film, 24.38,68.82...Silicon oxide film,
28.74--PSG film, 30.76--Aj wiring layer, 32.40.42--Contact ball. Figure 3 is a circuit diagram showing the cattle guiding device.
Claims (1)
モリセルを有する半導体記憶装置において、 前記抵抗層のほぼ全周面に絶縁膜を介して導電層を設け
ている ことを特徴とする半導体記憶装置。 2、負荷として抵抗層を用いるフリップフロップ型のメ
モリセルを有する半導体記憶装置の製造方法において、 前記抵抗層下に形成されている物質膜を除去して前記抵
抗層下面を露出する工程と、 前記抵抗層の上面および下面に絶縁膜を介して導電層を
形成する工程と を有することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。[Claims] 1. A semiconductor memory device having a flip-flop type memory cell using a resistance layer as a load, characterized in that a conductive layer is provided on almost the entire circumference of the resistance layer via an insulating film. semiconductor storage device. 2. A method for manufacturing a semiconductor memory device having a flip-flop type memory cell using a resistance layer as a load, including: removing a material film formed under the resistance layer to expose the lower surface of the resistance layer; 1. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising the step of forming a conductive layer on an upper surface and a lower surface of a resistive layer with an insulating film interposed therebetween.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63230706A JP2718955B2 (en) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | Semiconductor memory device and method of manufacturing the same |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0279468A true JPH0279468A (en) | 1990-03-20 |
JP2718955B2 JP2718955B2 (en) | 1998-02-25 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5196364A (en) * | 1990-10-24 | 1993-03-23 | Micron Technology, Inc. | Method of making a stacked capacitor dram cell |
US5266513A (en) * | 1990-10-24 | 1993-11-30 | Micron Technology, Inc. | Method of making stacked W-cell capacitor |
JPH08125035A (en) * | 1994-10-28 | 1996-05-17 | Nec Corp | Semiconductor device and its manufacture |
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JPH01114072A (en) * | 1987-10-28 | 1989-05-02 | Hitachi Ltd | Semiconductor memory device |
JPH01166553A (en) * | 1987-12-23 | 1989-06-30 | Hitachi Ltd | Semiconductor memory |
-
1988
- 1988-09-14 JP JP63230706A patent/JP2718955B2/en not_active Expired - Fee Related
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