JPH03148168A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH03148168A
JPH03148168A JP1286505A JP28650589A JPH03148168A JP H03148168 A JPH03148168 A JP H03148168A JP 1286505 A JP1286505 A JP 1286505A JP 28650589 A JP28650589 A JP 28650589A JP H03148168 A JPH03148168 A JP H03148168A
Authority
JP
Japan
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type
thin film
silicon thin
layer
mis transistors
Prior art date
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Pending
Application number
JP1286505A
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English (en)
Inventor
Noboru Itomi
登 井富
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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 EP90120945A priority patent/EP0426174B1/en
Priority to KR1019900017519A priority patent/KR910010741A/ko
Priority to DE69011038T priority patent/DE69011038T2/de
Priority to US07/608,144 priority patent/US5162889A/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、MISトランジスタによって構成されたスタ
ティック型メモリセルに関する。
[発明の概要] 本発明は半導体集積回路装置において、単結晶シリコン
基板表面に駆動用MISトランジス夕を形成し、単結晶
シリコン基板表面上に#!i縁膜を介して負荷用MIS
トランジスタ及び伝送用MISトランジスタを形成した
スタティック型メモリセルにより、チップサイズの低減
を計ったものである。
[従来の技術] 従来技術によるCMISスタティック型メモ型上モリセ
ル施例の平面図及び断面図を第4図及び第5図に示す。
第6図は第4図に示したCMISスタティック型メモ型
上モリセル図である。
200は、P−型単結晶シリコン基板である。
201・202・203・204・205・206は、
P−型単結晶シリコン基板200の一表面に形成された
N+型領領域ある。207・208は、P−型単結晶シ
リコン基板200の一表面に絶縁膜を介して形成された
1層目めN1型多結晶シリコン薄膜層である。209・
210は、1層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層20
7208上に絶縁膜を介して形成された2層目のN+型
多結晶シリコンW1m層である。
213・216・217及び214・215は、2層目
のN+型型詰結晶シリコン薄膜層209210上に絶縁
膜を介して形成された3層目のP+型及びN−型多結晶
シリコン薄膜層である。
220・221・223は、N+型領領域201たは2
02及び204と1層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜
層207び208とを電気的に接続するための埋め込み
コンタクト部である。
222は、N“型領域203と2層目のN+型型詰結晶
シリコン薄膜層209を電気的に接続するための埋め込
みコンタクト部である。211・212は、1層目のN
+型多結晶シリコン¥iIM層208または2層目のN
+型型詰結晶シリコン薄膜層2093層目のP+型多結
晶シリコン薄履層216または217とを電気的に接続
するためのコンタクトホールである。218・219は
、N+型領領域205たは206と第5図では国権して
いないが3層目のP+型及びN−型多結晶シリコン薄膜
層213・2163 − ・217及び214・215上に絶縁膜を介して形成さ
れたアルミニューム配線層224とを電気的に接続する
ためのコンタクトホールである。
231は、1層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層20
8ゲート電極とする駆動用NチャンネルMISトランジ
スタQ1のゲート絶縁膜である。232は、2層目のN
+型多結晶シリコンli!膜層210をゲート電極とす
る伝送用NチャンネルMISトランジスタQ3のゲート
絶縁膜である。233は、1層目のN+型型詰結晶シリ
コン薄膜層208ゲート電極とする負荷用Pチャンネル
材工SトランジスタR1のゲート絶縁膜であり、234
は3層目のP+型及びN−型多結晶シリコン薄膜層21
3・216・217及び214・215とアルミニュー
ム配線層224との層間絶縁膜である。
チャンネル部がP−型単結晶シリコン基板200表面に
形成された駆動用NチャンネルMISトランジスタQ1
及びQ2のソース・ドレイ 4− ン・ゲートはN“型領域201・203・1層目のN+
型型詰結晶シリコン薄膜層208びN1型領域202・
204・2層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層209
あり、伝送用NチャンネルMISトランジスタQ3及び
Q4のソースまたはドレイン・ドレインまたはソース・
ゲートはN+型領領域203205・2層目のN+型型
詰結晶シリコン薄膜層210びN+型領領域20420
6・2層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層210ある
。チャンネル部が3層目のN′″型多結晶シリコン薄膜
層214及び2工5に形成された負荷用Pチャンネル材
工SトランジスタR1及びR2のソース・ドレイン・ゲ
ートは、3層目のP1型多結晶シリコン薄膜層213・
216・1層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層20g
び3層目のP+型多結晶シリコン薄膜層213・217
・2層目のN1型多結晶シリコン薄膜層209である。
また ■SSの配線は、1層目のN+型多結晶シリコン
再膜層207である。VDDの配線は、3層目のP+型
多結晶シリコン薄膜層213である。ワード線WLは、
2層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層210ある。ビ
ット線対BL及び/BLは、コンタクトホール218及
び219に接続されるアルミニューム配線層224であ
る。
[発明が解決しようとする課題] ところで、スタティック型メモリセルの設計上、駆動用
NチャンネルMISトランジスタQ1及びQ2と伝送用
NチャンネルMISトランジスタQ3及びQ4とによっ
て、スタティック型メモリセルの安定性が決定されるの
で一般的にβ(MISトランジスタのL21:Wによる
MISトランジスタの能力)比を3=1以上にすると共
に、チップサイズを小さく抑えるため、駆動用Nチャン
ネルMISトランジスタQ1及びQ2と伝送用Nチャン
ネルMISトランジスタQ3及びQ4のトランジスタサ
イズ(MISトランジスタのLとW〉をできるだけ小さ
い寸法にしなければならない。
 7− そこで、従来 伝送用NチャンネルMISトランジスタ
Q3及びQ4のβをできるだけ小さくすることで駆動用
NチャンネルMISトランジスタQ1及びQ2のβを小
さくするようにしていた。
しかし、従来技術では伝送用NチャンネルMIsトラン
ジスタQ3及びQ4のβがWの最小寸法で決まるので、
メモリセルのセルサイズを小さくするのに限度があった
[課題を解決するための手段] 本発明の半導体集積回路装置は、チャンネル部が単結晶
シリコン基板表面に形成された駆動用MISトランジス
タQ1及びQ2と、チャンネル部が絶縁膜上の単結晶シ
リコン薄膜または多結晶シリコン薄膜に形成された負荷
用MISトランジスタR1及びR2と伝送用MISトラ
ンジスタQ3及びQ4とによってスタティック型メモリ
セルが構成されていることを特徴とする。
[実施例]  8− 本発明の一実施例として、CM  Sスタティック型メ
モリセルの平面図及び断面図を第1図及び第2図に示す
。第3図は、第1図に示したCMISスタティック型メ
モツメモリセル図である。
100は、P−型単結晶シリコン基板である。
101・102・103・104は、P−型単結晶シリ
コン基板100の一表面に形成されたN+型領領域ある
。105・106は、P−型単結晶シリコン基板100
の一表面に絶縁膜を介して形成された1層目のN+型型
詰結晶シリコン薄膜層ある。107は、1層目のN+型
型箱結晶シリコン薄膜層105106上に絶縁膜を介し
て形成された2層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層あ
る。108・111・112及び109・110は、2
層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層107上絶縁膜を
介して形成された3層目のP+型及びN−型多結晶シリ
コン薄膜層である。113は、3層目のP+型及びN−
型多結晶シリコン薄膜層108・111・112及び1
09・110上に絶縁膜を介して形成された4層目のN
+型型詰結晶シリコン薄膜層ある。114・115・1
18・119及び116・117は、4層目のN+型型
詰結晶シリコン薄膜層113上絶縁膜を介して形成され
た5層目のN+型及びP−型多結晶シリコン薄膜層であ
る。130・131は、N+型領領域101たは102
と1層目のN+型型箱結晶シリコン薄膜層105を電気
的に接続するための埋め込みコンタクト部である。13
2は、N1型領域103と2層目のN++多結晶シリコ
ン薄膜層107とを電気的に接続するための埋め込みコ
ンタクト部である。133は、N+型領領域1041層
目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層106を電気的に接
続するための埋め込みコンタクト部である。134は、
2層目のN1型多結晶シリコン薄膜層107と3層目の
P+型多結晶シリコン薄膜層111とを電気的に接続す
るためのコンタクトホールである。135は、1層目の
N+型多結晶シリコン薄膜層1O6と3層目のP+型多
結晶シリコン薄膜層112とを電気的に接続するための
コンタクトホールである。136・137は、少なくと
も一部がコンタクトホール134・135上にあり、3
層目のP+型多結晶シリコンWt膜層111または11
2と5層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層114たは
115とを電気的に接続するためのコンタクトホールで
ある。138・139は、少なくとも一部が1層目のN
1型多結晶シリコン薄膜層105または3層目のP+型
多結晶シリコン薄膜層108上に絶縁膜を介して形成さ
れた5層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層118たは
119と第1図では国権していないが5層目のN◆型及
びP−型多結晶シリコン薄膜層114・115・118
・119及び116・117上に絶縁膜を介して形成さ
れたアルミニューム配線層120とを電気的に接続する
ためのコンタクトホールである。
150は、1層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層10
6ゲート電極とする駆動用Nチャン−11− ネルMISトランジスタQ1のゲート絶縁膜である。1
51は、1層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層106
ゲート電極とする負荷用PチャンネルMISトランジス
タR1のゲート絶縁膜である。152は、3層目のP+
型及びN−型多結晶シリコン薄膜層108・111・1
12及び119・110と4層目のN+型型詰結晶シリ
コン薄膜層113の眉間絶縁膜である。153は、4層
目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層113ゲート電極と
する伝送用NチャンネルMISトランジスタQ3のゲー
ト絶縁膜である。
154は、5層目のN+型及びP−型多結晶シリコン薄
膜層114・115・118・119及び116・11
7とアルミニューム配線層120との層間絶縁膜である
チャンネル部がP−型単結晶シリコン基板100表面に
形成された駆動用NチャンネルMISトランジスタQ1
及びQ2のソース・ドレイン・ゲートは、N+型領領域
101103・1層目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層
106び−12− N+型領領域102104・2層目のN十型多結晶シリ
コン薄膜層107である。チャンネル部が3層目のN−
型多結晶シリコン薄膜層109及び110に形成された
負荷用PチャンネルMISトランジスタR1及びR2の
ソース・ドレイン・ゲートは、3層目のP+型多結晶シ
リコン薄膜層108・111・1層目のN+型型詰結晶
シリコン薄膜層106び3層目のP+型多結晶シリコン
薄膜層108・112・2層目のN+型多結晶シリコン
WtJII層107である。
チャンネル部が5層目のP−型多結晶シリコン薄膜層1
16及び117に形成された伝送用NチャンネルMIS
トランジスタQ3及びQ4のソースまたはドレイン・ド
レインまたはソース・ゲートは、5層目のN+型型箱結
晶シリコン薄膜層114°118・4層目のN+型型詰
結晶シリコン薄膜層113び5層目のN+型多結晶シリ
コン薄膜M115・119・4層目のN+型型詰結晶シ
リコン薄膜層113ある。
また vSSの配線は、1層目のN+型型詰結晶シリコ
ン薄膜層105ある。VDDの配線は、vSSの配線1
05と平行に形成されるとともに負荷用PチャンネルM
ISトランジスタR1及びR2のソースと一体形成され
た3層目のP+型多結晶シリコン薄膜層10gである。
+7一トmWL(7)配Mi;i、VS Sノ配#fl
 O5ト平行に形成されるとともに伝送用Nチャンネル
MISトランジスタQ3及びQ4のゲート電極と一体形
成された4N目のN+型型詰結晶シリコン薄膜層113
ある。ビット線対BL及び/BLの配線は、vSSの配
線105及びワード111WL 113と直交して形成
されるとともにコンタクトホール138及び139に接
続されたアルミニューム配線層120である。
本発明によれば、伝送用NチャンネルMISトランジス
タQ3及びQ4のチャンネル部をP−型単結晶シリコン
基板100表面に設けず駆動用NチャンネルMISトラ
ンジスタQ1及びQ2もしくは負荷用PチャンネルMI
SトランジスタR1及びR2上に絶縁膜を介して形成さ
れた5層目のP−型多結晶シリコン薄膜層116及び1
17に設けることによって、トランジスタの移動度がチ
ャンネル部をP−型単結晶シリコン基板100表面に設
けられたトランジスタよりも低いのでWの最小寸法を使
用しなくても良い。
更に、伝送用NチャンネルMISトランジスタQ3及び
Q4を駆動用NチャンネルMISトランジスタQ1及び
Q2と同じP−型単結晶シリコン基板100表面に設け
ないので、伝送用NチャンネルMISI−ランジスタQ
3及びQ4を設けるための面積が不要となった。
尚 本発明は、1層目・2層目・4層目のN1型多結晶
シリコン薄鹿層の代りにポリサイドWtH層、3層目の
P+型及びN−型多結晶シリコン薄膜層の代りにP“型
及びN−型単結晶シリコン薄膜層もしくはチャンネル部
のみがN−型単結晶シリコンまたは多結晶シリコン薄膜
層、5層目のN+型及びP−型多結晶シリコン薄膜層の
代りにN+型及びP−型単結晶シリコン薄膜層もしくは
チャンネル部のみがP−型単結晶シリコンまたは多結晶
シリコン薄膜層等、使用する半導体材料は限定されない
ことは言うまでもない。
また、伝送用MISトランジスタQ3及びQ4としてN
チャンネルMISトランジスタを用いたが、Pチャンネ
ルMISトランジスタを用いても同様な効果が得られる
のは言うまでもない。
[発明の効果] 以上述べたように、伝送用MISトランジスタQ3及び
Q4を駆動用MISトランジスタQ1及びQ2もしくは
負荷用MISトランジスタR1及びR2上に絶縁膜を介
して設けることによって、伝送用MISトランジスタQ
3及びQ4を形成する面積が不要になりチップサイズの
大幅な低減が実現できた。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、本発明による平面図及び断面図で
ある。 −15− 第3図は、第1図及び第2図に示した本発明によるCM
ISスタティック型メモリセルの回路図である。 第4図及び第5図は、従来技術による平面図及び断面図
である。 第6図は、第4図及び第5図に示した従来技術によるC
MISスタティック型メモリセルの回路図である。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)チャンネル部が単結晶シリコン基板表面に形成され
    た駆動用MISトランジスタQ1及びQ2と、チャンネ
    ル部が絶縁膜上の単結晶シリコン薄膜または多結晶シリ
    コン薄膜に形成された負荷用MISトランジスタR1及
    びR2と伝送用MISトランジスタQ3及びQ4とによ
    ってスタティック型メモリセルが構成されていることを
    特徴とする半導体集積回路装置。 2)請求項1記載の駆動用MISトランジスタQ1及び
    Q2と伝送用MISトランジスタQ3及びQ4が第1導
    電型のMISトランジスタであり、負荷用MISトラン
    ジスタR1及びR2が前記第1導電型とは異なる第2導
    電型のMISトランジスタであることを特徴とする半導
    体集積回路装置。 3)請求項2記載の第1導電型がN型であり、第2導電
    型がP型であることを特徴とする半導体集積回路装置。 4)請求項1記載の駆動用MISトランジスタQ1及び
    Q2が第1導電型のMISトランジスタであり、伝送用
    MISトランジスタQ3及びQ4と負荷用MISトラン
    ジスタR1及びR2が前記第1導電型とは異なる第2導
    電型のMISトランジスタであることを特徴とする半導
    体集積回路装置。 5)請求項4記載の第1導電型がN型であり、第2導電
    型がP型であることを特徴とする半導体集積回路装置。
JP1286505A 1989-11-02 1989-11-02 半導体集積回路装置 Pending JPH03148168A (ja)

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JP1286505A JPH03148168A (ja) 1989-11-02 1989-11-02 半導体集積回路装置
EP90120945A EP0426174B1 (en) 1989-11-02 1990-10-31 Semiconductor integrated circuit
KR1019900017519A KR910010741A (ko) 1989-11-02 1990-10-31 반도체 집적 회로 장치
DE69011038T DE69011038T2 (de) 1989-11-02 1990-10-31 Integrierte Halbleiterschaltung.
US07/608,144 US5162889A (en) 1989-11-02 1990-11-01 Static random access memory cell

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