JPH0334569A - Static type semiconductor storage device - Google Patents

Static type semiconductor storage device

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JPH0334569A
JPH0334569A JP1169598A JP16959889A JPH0334569A JP H0334569 A JPH0334569 A JP H0334569A JP 1169598 A JP1169598 A JP 1169598A JP 16959889 A JP16959889 A JP 16959889A JP H0334569 A JPH0334569 A JP H0334569A
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channel mos
mos transistor
transistor
layer
gate
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JP1169598A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Otani
大谷 孝之
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:Not only to ease the pattern layout but also to take the ratio of length to width of the gate of an FET large enough by complimentarily forming a pair of P-channel MOS transistors of the conductive film at the second layer and the conductive layer at the third layer. CONSTITUTION:By the polysilicon film at the third layer which is formed through a thin gate insulating film 16 on a polysilicon film at the second layer, the source region SP2, the channel region CP2, and the drain region DP2 of a second P-channel MOS transistor P2 are formed. The gate electrode GP1 of a first P-channel MOS transistor P1 is so formed as to range from this drain region DP2. By the polysilicon film at the fourth layer, which is formed through an insulating film 18 on the polysilicon film at the third layer, VSS wiring 19 in contact with the source region SN1 of a driving transistor N1 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、スタティック型半導体記憶装置のメモリセル
に係り、特に高抵抗負荷素子用のPチャネル絶縁ゲート
型電界効果トランジスタ(PチャネルMOSトランジス
タ)として薄膜トランジスタ(Thin  FilmT
ransistor:以下、TPTと記す)を用いたメ
モリセルの構造に関する。
Detailed Description of the Invention [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a memory cell of a static semiconductor memory device, and in particular to a P-channel insulated gate field effect transistor ( Thin Film Transistor (P-channel MOS transistor)
The present invention relates to the structure of a memory cell using a transistor (hereinafter referred to as TPT).

(従来の技術) 従来、スタティック型ランダムアクセスメモリ(以下、
SRAMと記す)のメモリセルの回路は、第4図に示す
ように構成されている。即ち、高抵抗負荷素子用のポリ
シリコン抵抗R1および駆動用のNチャネルMOS)ラ
ンジメタN1とからなる第1のインバータと、ポリシリ
コン抵抗R2および駆動用のNチャネルMOS)ランジ
メタN2とからなる第2のインバータとが交差接続され
てフリップフロップが形成され、このフリップフロップ
の相補的な2つのデータ記憶ノード(NチャネルMOS
)ランジメタN1、N2の各ドレイン)D、Dとメモリ
セルアレイの相補的な一対のビット線(BL、BL)と
の間にそれぞれ対応して転送ゲート用のNチャネルMO
SトランジスタT1およびT2が接続され、この転送ゲ
ート用トランジスタT1およびT2の各ゲートがメモリ
セルアレイのワード線WLに接続されている。
(Conventional technology) Conventionally, static random access memory (hereinafter referred to as
The circuit of the memory cell of the SRAM (hereinafter referred to as SRAM) is configured as shown in FIG. That is, a first inverter is made up of a polysilicon resistor R1 for a high resistance load element and a driving N-channel MOS (N-channel MOS), and a second inverter is made of a polysilicon resistor R2 and a driving N-channel MOS (N-channel MOS) N2. are cross-connected with the inverters to form a flip-flop, and two complementary data storage nodes (N-channel MOS
) An N-channel MO for a transfer gate is connected between each drain of range metas N1 and N2) D, D and a complementary pair of bit lines (BL, BL) of the memory cell array, respectively.
S transistors T1 and T2 are connected, and each gate of the transfer gate transistors T1 and T2 is connected to a word line WL of the memory cell array.

なお、上記メモリセルは、例えば“A Hl−CMO3
11に*8.b 5tatic RAM、Osamu 
Mi、nato et、al、p25BDlgest 
 of’  Technical  Paper  o
f’  19g2 1EEEInternationa
l  5olid−8taie  C1rcuitsC
onf’errence  に示されている。
Note that the above memory cell is, for example, “A Hl-CMO3
11 *8. b 5tatic RAM, Osamu
Mi, nato et, al, p25BDlgest
of' Technical Paper o
f' 19g2 1EEE International
l 5olid-8taie C1rcuitsC
onf'error.

次に、第4図のメモリセルの動作を簡単に説明する。デ
ータ保−持状態においては、ワード線WLは非選択であ
り、転送ゲート用トランジスタT1およびT2がオフに
なっている。読出し時にメモリセルが選択されると、即
ち、ワード線WLが選択されて一定時間活性化されると
、転送ゲート用トランジスタT1およびT2がオンにな
り、データ記憶ノードDSDの保持データはビット線対
BLSBLに出力される。この場合、ビット線対BLS
BLのうちの一方がプルダウンされてビット線対BL、
BL間に電位差が生じる。そして、このビット線対BL
、BLが選択され、その電位差がセンスアンプ回路(図
示せず)で検知・増幅されて読出しデータ出力となる。
Next, the operation of the memory cell shown in FIG. 4 will be briefly explained. In the data holding state, word line WL is not selected and transfer gate transistors T1 and T2 are turned off. When a memory cell is selected during reading, that is, when the word line WL is selected and activated for a certain period of time, transfer gate transistors T1 and T2 are turned on, and the data held in the data storage node DSD is transferred to the bit line pair. Output to BLSBL. In this case, bit line pair BLS
One of the bit lines BL is pulled down and the bit line pair BL,
A potential difference occurs between BL. And this bit line pair BL
, BL are selected, and the potential difference therebetween is detected and amplified by a sense amplifier circuit (not shown) and becomes a read data output.

また、書込み時にメモリセルが選択されると、書込みデ
ータ入力により定まるビット線対BL、BLから相補的
なデータが書込まれる。
Furthermore, when a memory cell is selected during writing, complementary data is written from the bit line pair BL, BL determined by inputting write data.

ところで、前記データ保持状態において、例えばデータ
“1゛を保持している場合、データ記憶ノードDは高電
位、データ記憶ノードDは低電位を保持しなければなら
ないので、負荷抵抗R2を流れる電流に比べてオフ状態
の駆動用トランジスタN2の電流の方が数格小さくなく
てはならない。
By the way, in the data holding state, when data "1" is being held, for example, the data storage node D must be held at a high potential and the data storage node D must be held at a low potential. In comparison, the current of the driving transistor N2 in the off state must be several orders of magnitude smaller.

また、大容量のSRAM(例えば1・MビットSRAM
)で要求されるスタンドバイ電流の規格から室温での代
表値として2μA以下以下型実現する必要がある。一方
では、1個のメモリセルで消費する保持電流は、上記保
持状態の動作から分かるように高抵抗負荷素子R1また
はR2を流れる電流にほぼ等しくなる。
In addition, large-capacity SRAM (for example, 1 M bit SRAM
), it is necessary to achieve a standby current of 2 μA or less as a typical value at room temperature. On the other hand, the holding current consumed by one memory cell is approximately equal to the current flowing through the high resistance load element R1 or R2, as can be seen from the operation in the holding state described above.

ここで、上記IMビットSRAMに要求されるセルの素
子特性を考えると、高抵抗負荷素子R1、R2の抵抗値
としては約3TΩ(3X1012Ω)、駆動用トランジ
スタNl、N2のオフ電流としてはマージンを3桁とる
と2fA (2xlO” A)必要になる。さらに、4
MビットSRAMに要求されるセルの素子特性を考える
と、高抵抗負荷素子R1、R2の抵抗値としては約12
TΩ、駆動用トランジスタN1、N2のオフ電流として
は0.5fA必要になる。このように4Mビットレベル
では素子特性的にも実現可能な限界に近付き、4M個の
メモリセルのばらつきまで考えると、製造上のマージン
が非常に厳しくなってきている。
Considering the element characteristics of the cell required for the IM bit SRAM, the resistance value of the high resistance load elements R1 and R2 is approximately 3TΩ (3×1012Ω), and the off-state current of the drive transistors Nl and N2 has a margin. If you take 3 digits, you will need 2fA (2xlO” A).In addition, 4
Considering the cell element characteristics required for M-bit SRAM, the resistance value of high resistance load elements R1 and R2 is approximately 12
TΩ, and 0.5 fA is required as the off-state current of the driving transistors N1 and N2. As described above, the 4M bit level is approaching the limit of what can be achieved in terms of device characteristics, and when considering the variations in 4M memory cells, the manufacturing margin is becoming extremely tight.

一方、第5図は従来の別のメモリセルを示しており、第
4図に示したメモリセルと比べて、ポリシリコン抵抗R
1およびR2の代わりに、高抵抗負荷素子としてPチャ
ネルMOSトランジスタP1およびP2が用いられ、こ
の2個のPチャネルMOSトランジスタP1およびP2
の各ゲートが対応して駆動用の2個のNチャネルMOS
トランジスタN1およびN2の各ゲートに接続されてい
る点が異なり、その他は同じであるので、第4図中と同
一符号を付している。
On the other hand, FIG. 5 shows another conventional memory cell, and compared to the memory cell shown in FIG. 4, the polysilicon resistance R
1 and R2, P channel MOS transistors P1 and P2 are used as high resistance load elements, and these two P channel MOS transistors P1 and P2
Each gate corresponds to two N-channel MOS for driving.
The difference is that the transistors are connected to the respective gates of transistors N1 and N2, and the rest are the same, so the same reference numerals as in FIG. 4 are used.

しかし、このメモリセルは、CMO8によるフリップフ
ロップヲ構成しているため、上記のような電気的特性上
のマージンは確保できるものの、6つのトランジスタに
よって1つのセルを構成することから、同レベルの製造
技術を用いる限りセル面積が大きくなり、4Mビットレ
ベルではチップサイズ的に非常に苦しくなる。
However, since this memory cell is configured as a flip-flop using CMO8, it is possible to secure a margin in terms of electrical characteristics as described above, but since one cell is configured with six transistors, it is difficult to manufacture at the same level. As long as this technology is used, the cell area will increase, and at the 4M bit level, the chip size will become extremely difficult.

さらに、高抵抗負荷素子用のPチャネルMOSトランジ
スタとしてTPTを用いたSRAMセルカ提案サレテオ
リ、■“A O,1μA  5TANDBYCURRE
NT、 BOUNCING−NOISE−IMMUNE
 ON IMb SRAM。
In addition, we have proposed an SRAM cell using TPT as a P-channel MOS transistor for high-resistance load elements.
NT, BOUNCING-NOISE-IMMUNE
ON IMb SRAM.

M、ANDOet、al、 1988 SYMPO9I
UM ON VLSICIRCυITS P49”とか
、■’A 25u m 2NewPoly−8i PM
O3Loas(PPL) SRAM Ce1l Hav
ingExcellent  5oft   Erro
r  1mmun1ty、  T+Yagganaka
et、al、 19881EDH(Internatl
onal ElectronDevlees Meet
ing) p4g ”等に示されている。これらの提案
例■■のSRAMセルは、回路構成は第5図と同様であ
るが、その構造は、従来の交差接続された駆動用のNチ
ャネルMOSトランジスタN、1、N2の上に薄膜ポリ
シリコン層を形成してPチャネルMOSトランジスタP
1、P2それぞれのソース領域”・ソース領域としてい
る。
M,ANDOet,al, 1988 SYMPO9I
UM ON VLSICIRCυITS P49'' or ■'A 25um 2NewPoly-8i PM
O3Loas(PPL) SRAM Ce1l Hav
ingExcellent 5of Erro
r 1mmun1ty, T+Yagganaka
et, al, 19881 EDH (Internatl
onal ElectronDevlees Meet
ing) p4g'', etc. The circuit configuration of the proposed example ■■ SRAM cell is similar to that shown in Fig. 5, but its structure is a conventional cross-connected N-channel MOS A thin polysilicon layer is formed on transistors N, 1, and N2 to form a P-channel MOS transistor P.
1 and P2, respectively.

即ち、提案例■のSRAMセルは第6図に一部を示すよ
うな断面構造を有しており、60はP型シリコン基板、
61は基板表面に選択的に形成された素子分離領域、D
NIおよびSNIは素子領域の基板表面に形成されたN
十型不純物拡散領域からなる駆動用トランジスタN1の
ドレイン領域およびソース領域、62は基板上の薄いゲ
ート酸化膜、GNIはゲート酸化膜62上に形成された
駆動用トランジスタN1のゲート電極、63はドレイン
領域DNIにコンタクトして基板上に形成されたポリシ
リコン配線であり、これらのポリシリコン配線63およ
びゲート電極GNIはN◆型の第1層のポリシリコン膜
により形成されている。
That is, the SRAM cell of proposal example (3) has a cross-sectional structure as partially shown in FIG. 6, where 60 is a P-type silicon substrate;
61 is an element isolation region selectively formed on the substrate surface; D
NI and SNI are N formed on the substrate surface in the element region.
The drain and source regions of the driving transistor N1 are made of a ten-shaped impurity diffusion region, 62 is a thin gate oxide film on the substrate, GNI is the gate electrode of the driving transistor N1 formed on the gate oxide film 62, and 63 is the drain These are polysilicon wirings formed on the substrate in contact with the region DNI, and these polysilicon wirings 63 and gate electrode GNI are formed of an N◆ type first layer polysilicon film.

64は層間絶縁膜(S i 02膜)、69はゲート電
極GNI上に薄いゲート絶縁膜65を介して形成された
P十型の第2層のポリシリコン膜であり、第1のPチャ
ネルMOSトランジスタP1のソース領域(V cc電
源配線>SPIおよびチャネル領域CP1およびドレイ
ン領域DPIが形成されており、このドレイン領域DP
Iはポリシリコン配線63を介して駆動用トランジスタ
N1のドレイン領域DN1にコンタクトしている。66
は層間絶縁膜(Si02膜)、67はシリサイドからな
る接地電位配線(Vss配線)、68は層間絶縁膜(S
i02膜)、BLおよびBLはアルミニウム配線からな
るビット線対である。
64 is an interlayer insulating film (S i 02 film), 69 is a P-shaped second layer polysilicon film formed on the gate electrode GNI via a thin gate insulating film 65, and the first P-channel MOS A source region (V cc power supply wiring>SPI), a channel region CP1, and a drain region DPI of the transistor P1 are formed, and this drain region DP
I is in contact with the drain region DN1 of the driving transistor N1 via a polysilicon wiring 63. 66
is an interlayer insulating film (Si02 film), 67 is a ground potential wiring (Vss wiring) made of silicide, and 68 is an interlayer insulating film (S
i02 film), BL and BL are bit line pairs made of aluminum wiring.

また、提案例■のSRAMセルは、第7図に示すような
断面構造を有しており、70はP型シリコン基板、71
はN型ウェル領域、72はP型ウェル領域、73は基板
表面に選択的に形成された素子分離領域(Si02)、
DTIおよびST1は素子領域の基板表面に形成された
n十型不純物拡散領域からなる転送ゲート用トランジス
タT1のドレイン領域およびソース領域、74は基板上
の薄いゲート酸化膜、GTlはゲート酸化膜74上に形
成された転送ゲート用トランジスタT1のゲート電極、
75はドレイン領域DTIにコンタクトして基板上に形
成された第1のポリシリコン配線であり、これらの第1
のポリシリコン配線75およびゲート電極GTIは第1
層のポリシリコン膜により形成されている。
Further, the SRAM cell of proposal example (3) has a cross-sectional structure as shown in FIG. 7, where 70 is a P-type silicon substrate, 71
72 is an N-type well region, 72 is a P-type well region, 73 is an element isolation region (Si02) selectively formed on the substrate surface,
DTI and ST1 are the drain and source regions of the transfer gate transistor T1, which is an n-doped impurity diffusion region formed on the surface of the substrate in the element region, 74 is a thin gate oxide film on the substrate, and GTl is on the gate oxide film 74. a gate electrode of a transfer gate transistor T1 formed in
75 is a first polysilicon wiring formed on the substrate in contact with the drain region DTI;
The polysilicon wiring 75 and gate electrode GTI of
It is formed from a layer of polysilicon film.

76は層間絶縁膜、GPIはゲート電極GNl上に絶縁
膜77を介して形成された第2層のポリシリコン膜から
なる第1のPチャネルMOSトランジスタP1のゲート
電極である。SPIおよびCPIおよびDPIはこの第
1のPチャネルMOSトランジスタP1のゲート電極G
PI上に薄いゲート絶縁膜78を介して形成された第3
層のポリシリコン膜からなる第1のPチャネルMOSト
ランジスタP1のソース領域(V ce配線)およびチ
ャネル領域およびドレイン領域であり、このドレイン領
域DPIは第2層のポリシリコン膜からなる第2のポリ
シリコン配線79を介して第1のポリシリコン配線75
にコンタクトしている。また、80は第3層のポリシリ
コン膜からなるVcc配線である。81は層間絶縁膜、
82は転送ゲート用トランジスタT1のソース領域ST
1にコンタクトしている接続用配線、83は層間絶縁膜
、BLはアルミニウム配線からなるビット線である。
76 is an interlayer insulating film, and GPI is a gate electrode of the first P-channel MOS transistor P1 made of a second layer of polysilicon film formed on the gate electrode GNl via the insulating film 77. SPI, CPI, and DPI are the gate electrodes G of this first P-channel MOS transistor P1.
A third layer formed on the PI with a thin gate insulating film 78 interposed therebetween.
These are the source region (V ce wiring), channel region, and drain region of the first P-channel MOS transistor P1 made of a polysilicon film of a second layer, and this drain region DPI is connected to a second polysilicon film made of a second polysilicon film. First polysilicon wiring 75 via silicon wiring 79
is in contact with. Further, 80 is a Vcc wiring made of a third layer polysilicon film. 81 is an interlayer insulating film;
82 is the source region ST of the transfer gate transistor T1
1, 83 is an interlayer insulating film, and BL is a bit line made of aluminum wiring.

上記したような提案例■■の構造によれば、第4図に示
したように高抵抗負荷素子としてポリシリコン抵抗R1
、R2を用いた従来のメモリセルと同程度のセル面積で
実現でき、かつ、第5図に示したように高抵抗負荷素子
としてPチャネルMOSトランジスタP1およびP2を
用いた従来のメモリセルと同様に高レベル側のデータ記
憶ノードに対する電流供給がオン状態のPチャネルMO
Sトランジスタにより行われるので、大容量のメモリチ
ップ内に発生する欠陥性のリーク性の不良に対するマー
ジンが著しく向上するという利点があるが、以下に述べ
るような問題点がある。
According to the structure of the proposed example ■■ as described above, the polysilicon resistor R1 is used as a high resistance load element as shown in FIG.
, R2 can be realized with a cell area comparable to that of a conventional memory cell, and as shown in FIG. P-channel MO whose current supply to the data storage node on the high level side is on
Since this is performed using an S transistor, there is an advantage that the margin against defective leakage defects occurring in a large-capacity memory chip is significantly improved, but there are problems as described below.

即ち、前記提案例■のメモリセルの構造は、従来の2個
の駆動用のNチャネルMOSトランジスタNl、N2そ
れぞれのゲート電極として使われている1層目のポリシ
リコン膜上に薄いゲート絶縁膜65を介して2個のTP
Tそれぞれのソース領域およびチャネル領域およびドレ
イン領域として使う2層目のポリシリコン膜を形成し、
上記1層目のポリシリコン膜を2個のTPTそれぞれの
ゲート電極としても兼用している。
That is, the structure of the memory cell of the above-mentioned proposal example (2) has a thin gate insulating film on the first layer of polysilicon film used as the gate electrode of each of the two conventional driving N-channel MOS transistors Nl and N2. 2 TP via 65
A second layer of polysilicon film is formed to be used as the source region, channel region, and drain region of each T.
The first layer of polysilicon film is also used as the gate electrode of each of the two TPTs.

しかし、このような構造は、(1)TPTのゲート長/
ゲート幅の比を十分大きくとることができないので、T
FTのオフ電流を小さくするように実現することが難し
く、(2)1層目のポリシリコン膜上に薄いゲート絶縁
膜65を介して2層目のポリシリコン膜を形成する必要
があるが、メモリ周辺回路の高速化を追及するために1
層目のポリシリコン膜をポリサイド化すると上記薄いゲ
ート絶縁膜65を形成することが難しい。
However, such a structure requires (1) TPT gate length/
Since the gate width ratio cannot be made large enough, T
It is difficult to reduce the off-state current of the FT, and (2) it is necessary to form a second layer of polysilicon film on the first layer of polysilicon film with a thin gate insulating film 65 interposed therebetween. 1 to pursue faster memory peripheral circuits
If the second polysilicon film is polycide, it is difficult to form the thin gate insulating film 65.

また、前記提案例■の3層ポリシリコン構造のメモリセ
ルは、従来のNチャネルMOSトランジスタのゲート電
極として使われている1層目のポリシリコン膜上に絶縁
膜77を介して2個のTPTそれぞれの各ゲート電極と
して使う2層目のポリシリコン膜を形成し、さらに、そ
の上に薄いゲート絶縁膜78を介して2個のTPTそれ
ぞれのソース領域・ドレイン領域として使う3層目のポ
リシリコン膜を形成している。
In addition, in the memory cell of the three-layer polysilicon structure of proposal example (2), two TPT transistors are placed on the first layer of polysilicon film, which is used as the gate electrode of the conventional N-channel MOS transistor, with an insulating film 77 interposed therebetween. A second layer of polysilicon film to be used as each gate electrode is formed, and a third layer of polysilicon film to be used as the source region and drain region of each of the two TPTs is formed on top of it with a thin gate insulating film 78 interposed therebetween. Forms a film.

このような構造は、TPTのゲート長/ゲート幅の比を
十分大きくとることができるのでTPTのオフ電流を小
さくするように実現すること、が容易であり、しかも、
メモリ周辺回路の高速化を追及するために1層目のポリ
シリコン膜をポリサイド化し、その上に絶縁膜77を介
して2層目のポリシリコン膜を形成することも容易であ
るが、セル内層間のコンタクトホールの個数が増え、コ
ンタクトプロセス上のマージンが減る。
In such a structure, since the ratio of the gate length/gate width of the TPT can be made sufficiently large, it is easy to realize a structure that reduces the off-state current of the TPT.
In order to increase the speed of memory peripheral circuits, it is easy to polycide the first layer of polysilicon film and form a second layer of polysilicon film thereon with an insulating film 77 interposed therebetween. The number of contact holes between layers increases, and the margin in the contact process decreases.

(発明が解決しようとする課題) 上記したようにスタティック型メモリセルの高抵抗負荷
素子用のPチャネルMOSトランジスタとしてTPTを
用いる際、駆動用のNチャネルMOSトランジスタのゲ
ート電極として使われている1層目のポリシリコン膜を
TPTのゲート電極としても兼用する構造の従来のSR
AMセルは、TPTのゲート長/ゲート幅の比を十分大
きくとることができないので、TFTのオフ電流を小さ
くするように実現することが難しく、メモリ周辺回路の
高速化を追及するために1層目のポリシリコン膜をポリ
サイド化すると上記薄いゲート絶縁膜を形成することが
難しいという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, when TPT is used as a P-channel MOS transistor for a high-resistance load element of a static memory cell, the TPT is used as the gate electrode of the driving N-channel MOS transistor. Conventional SR with a structure in which the polysilicon film in the third layer also serves as the TPT gate electrode.
AM cells cannot have a sufficiently large TPT gate length/gate width ratio, so it is difficult to reduce the off-state current of the TFT. When the polysilicon film is made into polycide, there is a problem in that it is difficult to form the thin gate insulating film.

また、従来の3層ポリシリコン構造のS RAMセルは
、セル内層間のコンタクトホールの個数が増え、コンタ
クトプロセス上のマージンが減るという問題がある。。
Further, the conventional SRAM cell having a three-layer polysilicon structure has a problem in that the number of contact holes between layers within the cell increases, and the margin for the contact process decreases. .

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、そ
の目的は、スタティック型メモリセルの高抵抗負荷素子
用のPチャネルMOSトランジスタとしてTPTを用い
る際、TPTのゲート長/ゲート幅の比を十分大きくと
ることができ、TPTのオフ電流を小さくするように実
現することが容易であり、メモリ周辺回路の高速化を追
及するために1層目の導電膜をポリサイド化した上にゲ
ート絶縁膜を介して2層目の導電膜を形成することも容
易であり、しかも、セル内層間のコンタクトホールの個
数が減少し、コンタクトプロセス上のマージンが増える
スタティック型半導体記憶装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to improve the gate length/gate width ratio of the TPT when the TPT is used as a P-channel MOS transistor for a high resistance load element of a static memory cell. It is easy to realize a sufficiently large TPT off-state current, and in order to increase the speed of memory peripheral circuits, the first layer of conductive film is made of polycide and gate insulating film is used. To provide a static semiconductor memory device in which it is easy to form a second conductive film through the film, the number of contact holes between layers within a cell is reduced, and the margin in the contact process is increased. be.

【発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、薄膜トランジスタからなる高抵抗負荷素子用
の第1のPチャネルMOSトランジスタおよび駆動用の
第1のNチャネルMOSトランジスタとからなる第1の
インバータと、薄膜トランジスタからなる高抵抗負荷素
子用の第2のPチャネルMOSトランジスタおよび駆動
用の第2のNチャネルMOSトランジスタとからなる第
2のインバータとが交差接続されてフリップフロップが
形成され、このフリップフロップの相補的な2つのデー
タ記憶ノードとメモリセルアレイの相補的な一対のビッ
ト線との間にそれぞれ転送ゲート用のNチャネルMOS
トランジスタが接続され、この転送ゲート用トランジス
タの各ゲートがメモリセルアレイのワード線に接続され
てなるスタティック型メモリセルのアレイを有するスタ
ティック型半導体記憶装置において、前記NチャネルM
OSトランジスタそれぞれのゲート電極として使われて
いる1層目の導電膜上に絶縁膜を介して2層目の導電膜
が形成されており、この上に薄いゲート絶縁膜°を介し
て3層目の導電膜が形成されており、上記2層目の導電
膜に前記第1のPチャネルMO9トランジスタのソース
領域およびチャネル領域およびドレイン領域および第2
のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極が形成さ
れており、上記3層目の導電膜に前記第2のPチャネル
MOSトランジスタのソース領域およびチャネル領域お
よびドレイン領域および第1のPチャネルMOSトラン
ジスタのゲート電極が形成されていることを特徴とする
Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a first P-channel MOS transistor for a high-resistance load element made of a thin film transistor, and a first N-channel MOS transistor for driving. and a second inverter consisting of a second P-channel MOS transistor for a high resistance load element made of a thin film transistor and a second N-channel MOS transistor for driving are cross-connected to form a flip-flop, An N-channel MOS for a transfer gate is connected between two complementary data storage nodes of this flip-flop and a complementary pair of bit lines of the memory cell array.
In a static semiconductor memory device having an array of static memory cells in which a transistor is connected and each gate of the transfer gate transistor is connected to a word line of a memory cell array, the N-channel M
A second conductive film is formed on the first conductive film, which is used as the gate electrode of each OS transistor, with an insulating film interposed therebetween, and a third conductive film is formed on top of this through a thin gate insulating film. A conductive film is formed on the second conductive film, and the source region, channel region, and drain region of the first P-channel MO9 transistor and the second conductive film are formed on the second conductive film.
A gate electrode of a P-channel MOS transistor is formed in the third conductive film, and a source region, a channel region, and a drain region of the second P-channel MOS transistor and a gate electrode of the first P-channel MOS transistor are formed in the third conductive film. It is characterized by the formation of

(作用) 2層目の導電膜および3層目の導電膜により相補的に一
対のPチャネルMOSトランジスタが形成されているの
で、パターンレイアウトが楽になるばかケでなく、TP
Tのゲート、長/ゲート幅の比を十分大きくとることが
でき、TPTのオフ電流を小さくするように実現するこ
とが容易である。また、メモリ周辺回路の高速化を追及
するために1層目の導電膜をポリサイド化する場合でも
、その上に絶縁朧を介して2層目の導電膜を形成するこ
とも容易である。
(Function) Since a pair of P-channel MOS transistors are formed complementary to each other by the second-layer conductive film and the third-layer conductive film, the pattern layout is not only easy, but also the TP
The gate length/gate width ratio of the T can be made sufficiently large, and it is easy to reduce the off-state current of the TPT. Further, even when the first layer conductive film is polycide in order to increase the speed of the memory peripheral circuit, it is easy to form the second layer conductive film thereon with an insulating layer interposed therebetween.

しかも、コンタクトとしては、2層目の導電膜に形成さ
れている第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイ
ン領域および3層目の導電膜に形成されている第2のP
チャネルMOSトランジスタのドレイン領域をそれぞれ
ポリシリコン配線を介して対応する駆動用のNチャネル
MOSトランジスタのドレイン領域に接続するのみでよ
く、セル内層間のコンタクトホールの個数が大幅に減少
し、コンタクトプロセス上のマージンが増え、微細加工
とコンタクトホール形成に対する困難度が大幅に減少す
る。
Moreover, as contacts, the drain region of the first P channel MOS transistor formed in the second layer conductive film and the second P channel MOS transistor formed in the third layer conductive film are used as contacts.
It is only necessary to connect the drain regions of the channel MOS transistors to the drain regions of the corresponding driving N-channel MOS transistors via polysilicon wiring, which greatly reduces the number of contact holes between the inner cell layers and improves the contact process. margin increases, and the difficulty in microfabrication and contact hole formation is greatly reduced.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、スタティック型メモリセルが二次元の格子状
に配列されたSRAMのメモリセルアレイにおける1個
分のスタティック型メモリセルの平面パターンの要部を
示している。このメモリセルの平面パターンを分り易く
表示するために、(a)第1層°のポリシリコン膜およ
び基板と、(b)第2層のポリシリコン膜と、(C)第
3層のポリシリコン膜と、(d)第4層のポリシリコン
膜とに分け、それぞれ対応して第2図(a)乃至(d)
に示している。この場合、第2図(a)では第1層のポ
リシリコン膜を実線で示すと共に基板の拡散領域を点線
で示し、第2図(b)では第2層のポリシリコン膜を実
線で示すと共に第1層のポリシリコン膜、を点線で示し
ており、第2図(C)では第3層のポリシリコン膜を実
線で示すと共に′!s2層のポリシリコン膜を点線で示
しており、第2図(d)では第4層のポリシリコン膜を
実線で示すと共に第3層のポリシリコン膜を点線で示し
ている。第3図は、第1図中のA−A線に沿う断面構造
を示している。
FIG. 1 shows a main part of a planar pattern of one static memory cell in an SRAM memory cell array in which static memory cells are arranged in a two-dimensional grid. In order to clearly display the planar pattern of this memory cell, (a) the first layer of polysilicon film and substrate, (b) the second layer of polysilicon film, and (C) the third layer of polysilicon. and (d) the fourth layer polysilicon film, and the corresponding figures are shown in FIGS. 2(a) to (d).
It is shown in In this case, in FIG. 2(a), the first layer polysilicon film is shown as a solid line and the diffusion region of the substrate is shown as a dotted line, and in FIG. 2(b), the second layer polysilicon film is shown as a solid line and The first layer of polysilicon film is shown by a dotted line, and in FIG. 2(C), the third layer of polysilicon film is shown by a solid line. The polysilicon film of the s2 layer is shown by a dotted line, and in FIG. 2(d), the polysilicon film of the fourth layer is shown by a solid line, and the polysilicon film of the third layer is shown by a dotted line. FIG. 3 shows a cross-sectional structure taken along line A-A in FIG. 1.

即ち、上記メモリセルの回路構成は、第5図に示した回
路構成と同様であり、TPTからなる高抵抗負荷素子用
の第1のPチャネルMOSトランジスタP1および駆動
用の第1のNチャネルMOSトランジスタN1とからな
る第1のインバータと、TPTからなる高抵抗負荷素子
用の第2のPチャネルMOSトランジスタP2および駆
動用の第2のNチャネルMOSトランジスタN2とから
なる第2のインバータとが交差接続されてフリップフロ
ップが形成され、このフリップフロップの相補的な2つ
のデータ記憶ノード(NチャネルMOSトランジスタN
1、N2の各ドレイン)D、Dとメモリセルアレイの相
補的な一対のビット線(BLSBL)との間に各対応し
て第1の転送ゲート用のNチャネルMOSトランジスタ
T1および第2の転送ゲート用のNチャネルMOSトラ
ンジスタT2が接続され、これらの転送ゲート用トラン
ジスタT1およびT2の各ゲートがメモリセルアレイの
ワード線WLに接続されている。
That is, the circuit configuration of the memory cell is similar to the circuit configuration shown in FIG. 5, and includes a first P-channel MOS transistor P1 for a high-resistance load element made of TPT and a first N-channel MOS for driving. A first inverter consisting of a transistor N1 and a second inverter consisting of a second P-channel MOS transistor P2 for a high resistance load element made of TPT and a second N-channel MOS transistor N2 for driving are crossed. A flip-flop is formed by connecting two complementary data storage nodes (N-channel MOS transistor N
An N-channel MOS transistor T1 for a first transfer gate and a second transfer gate are connected between the drains (Drains 1 and N2) D and D and a complementary pair of bit lines (BLSBL) of the memory cell array. An N-channel MOS transistor T2 is connected thereto, and each gate of these transfer gate transistors T1 and T2 is connected to a word line WL of the memory cell array.

次に、上記メモリセルの構造を説明する。1゜はP型シ
リコン基板、11は基板表面に選択的に形成された素子
分離領域、DNlおよびSNIは素子領域の基板表面に
形成されたN◆型不純物拡散領域からなる第1の駆動用
トランジスタN1のドレイン領域およびソース領域、D
N2およびSN2は素子領域の基板表面に形成されたN
生型不純物拡散領域からなる第2の駆動用トランジスタ
N2のドレイン領域およびソース領域、DTIおよびS
TIは素子領域の基板表面に形成されたN小型不純物拡
散領域からなる第1の転送ゲート用トランジスタT1の
ドレイン領域およびソース領域、DT2およびST2は
素子領域の基板表面に形成されたN◆型不純物拡散領域
からなる第2の転送ゲート用トランジスタT2のドレイ
ン領域およびソース領域である。
Next, the structure of the above memory cell will be explained. 1° is a P-type silicon substrate, 11 is an element isolation region selectively formed on the substrate surface, and DNl and SNI are N◆-type impurity diffusion regions formed on the substrate surface in the element region. Drain and source regions of N1, D
N2 and SN2 are N formed on the substrate surface in the element region.
The drain region and source region of the second driving transistor N2, DTI and S, which are made of a native impurity diffusion region.
TI is the drain region and source region of the first transfer gate transistor T1, which is composed of N small impurity diffusion regions formed on the substrate surface of the element region, and DT2 and ST2 are N◆ type impurity regions formed on the substrate surface of the element region. These are the drain region and source region of the second transfer gate transistor T2 made of a diffusion region.

ここで、第1の転送ゲート用トランジスタT1のドレイ
ン領域DT1と第1の駆動用トランジスタN1のドレイ
ン領域DNIとは連なって形成されており、第1の転送
ゲート用トランジスタT1のドレイン領域DT1にコン
タクトして基板上に形成された第1のポリシリコン配線
12(コンタクト部を12aで示している)の一部が第
2の駆動用トランジスタN2のゲート電極GN2となっ
ている。
Here, the drain region DT1 of the first transfer gate transistor T1 and the drain region DNI of the first driving transistor N1 are formed in series, and are in contact with the drain region DT1 of the first transfer gate transistor T1. A part of the first polysilicon wiring 12 (the contact portion is indicated by 12a) formed on the substrate serves as the gate electrode GN2 of the second driving transistor N2.

また、第2の転送ゲート用トランジスタT2のドレイン
領域DT2と第2の駆動用トランジスタN2のドレイン
領域DN2とは、基板上に形成された第2のポリシリコ
ン配線13により接続(コンタクト部を13aおよび1
3bで示している)されており、この第2のポリシリコ
ン配線13の一部は第1の駆動用トランジスタN1のゲ
ート電極GNIとなっている。14は基板上の薄いゲー
ト絶縁膜(例えばS iO2) 、W Lはこのゲート
絶縁膜14上に形成されたワード線であり、その一部は
第1の転送ゲート用トランジスタT1のゲート電極GT
1および第2の転送ゲート用トランジスタT2のゲート
電極GT2となっている。このワード線WLおよび第1
のポリシリコン配線12および第2のポリシリコン配線
13は第1層のポリシリコン膜により形成されている。
Further, the drain region DT2 of the second transfer gate transistor T2 and the drain region DN2 of the second driving transistor N2 are connected by a second polysilicon wiring 13 formed on the substrate (the contact portion is connected to the contact portion 13a and 1
3b), and a part of this second polysilicon wiring 13 serves as the gate electrode GNI of the first driving transistor N1. 14 is a thin gate insulating film (for example, SiO2) on the substrate, WL is a word line formed on this gate insulating film 14, a part of which is the gate electrode GT of the first transfer gate transistor T1.
This serves as the gate electrode GT2 of the first and second transfer gate transistors T2. This word line WL and the first
The polysilicon wiring 12 and the second polysilicon wiring 13 are formed of a first layer polysilicon film.

さらに、前記第1層のポリシリコン膜上に絶縁膜15を
介して形成された第2層のポリシリコン膜により、第1
のPチャネルMOSトランジスタP1のソース領域(V
 cc配線)SPIおよびチャネル領域CPIおよびド
レイン領域DPIが形成されると共に、こめドレイン領
域DPIに連なるように第2のPチャネルMOSトラン
ジスタP2のゲート電極GP2が形成されている。そし
て、第1のPチャネルMOSトランジスタP1のドレイ
ン領域DPIは、第1のポリシリコン配線12にコンタ
クト(コンタクト部を12bで示している)している。
Furthermore, a second layer of polysilicon film formed on the first layer of polysilicon film with an insulating film 15 interposed therebetween allows the first layer of polysilicon film to be
The source region (V
cc wiring) SPI, a channel region CPI, and a drain region DPI are formed, and a gate electrode GP2 of a second P-channel MOS transistor P2 is formed so as to be continuous with the drain region DPI. The drain region DPI of the first P-channel MOS transistor P1 is in contact with the first polysilicon wiring 12 (the contact portion is indicated by 12b).

上記第2層のポリシリコン膜上に薄いゲート絶縁膜(例
えば5iO2)16を介して形成された3層目のポリシ
リコン膜により、第2のPチャネルMOSトランジスタ
P2のソース領域(V cc配線)SF3およびチャネ
ル領域CP2およびドレイン領域DP2が形成されると
共に、このドレイン領域DP2に連なるように第1のP
チャネルMOSトランジスタP1のゲート電極GPIが
形成されている。そして、第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタP2のドレイン領域DP2は、第2のポリシリ
コン配線13にコンタクト(コンタクト部を13cで示
している)している。
A third layer of polysilicon film formed on the second layer of polysilicon film via a thin gate insulating film (for example, 5iO2) 16 forms a source region (V cc wiring) of the second P-channel MOS transistor P2. SF3, a channel region CP2, and a drain region DP2 are formed, and a first P
A gate electrode GPI of channel MOS transistor P1 is formed. The drain region DP2 of the second P-channel MOS transistor P2 is in contact with the second polysilicon wiring 13 (the contact portion is indicated by 13c).

前記第3層のポリシリコン膜上に絶縁膜18を介して形
成された第4層のポリシリコン膜により、駆動用トラン
ジスタN1のソース領域SNIにコンタクト(コンタク
ト部を19aで示している)するVss配置119が形
成されると共に、第1の転送ゲート用トランジスタT1
のソース領域STIにコンタクトする第3のポリシリコ
ン配線20(コンタクト部を20aで示している)およ
び第2の転送ゲート用トランジスタT2のソース領域S
T2にコンタクトする第4のポリシリコン配線21(コ
ンタクト部を21aで示している)が形成されている。
A fourth layer of polysilicon film formed on the third layer of polysilicon film with an insulating film 18 in between makes contact with the source region SNI of the driving transistor N1 (the contact portion is indicated by 19a) at Vss. The arrangement 119 is formed, and the first transfer gate transistor T1
The third polysilicon wiring 20 (the contact portion is shown as 20a) contacts the source region STI of the second transfer gate transistor T2 and the source region S of the second transfer gate transistor T2.
A fourth polysilicon wiring 21 (the contact portion is indicated by 21a) is formed to contact T2.

なお、Vss配線19は、駆動用トランジスタN2のソ
ース領域SN2にもコンタクト(コンタクト部の図示を
省略している)している。BLはVss配線19上に絶
縁膜22を介して形成された第1層のアルミニウム配線
からなる一方のビット線であり、第4のポリシリコン配
線21にコンタクト部21bで接続されている。
Note that the Vss wiring 19 is also in contact with the source region SN2 of the driving transistor N2 (the contact portion is not shown). BL is one bit line made of a first layer of aluminum wiring formed on the Vss wiring 19 via an insulating film 22, and is connected to the fourth polysilicon wiring 21 through a contact portion 21b.

また、20bは第1層のアルミニウム配線からなる他方
のビット線BLと第3のポリシリコン配線20とのコン
タクト部である。上記第1層のアルミニウム配線上に絶
縁膜23を介して第2層のアルミニウム配線24が形成
されている。
Further, 20b is a contact portion between the other bit line BL made of the first layer aluminum wiring and the third polysilicon wiring 20. A second layer of aluminum wiring 24 is formed on the first layer of aluminum wiring with an insulating film 23 interposed therebetween.

上記したようなメモリセルの構造においては、従来の提
案例■■のような一対のPチャネルMOSトランジスタ
それぞれのゲート電極が形成されるゲート専用層とか、
上記一対のPチャネルMOSトランジスタそれぞれのソ
ース領域・ドレイン領域が形成されるソース・ドレイン
専用層はなく、2層目のポリシリコン膜および3層目の
ポリシリコン膜により相補的に一対のPチャネルMOS
トランジスタPi、P2が形成されている。
In the structure of the memory cell as described above, there is a gate-dedicated layer in which the gate electrodes of each of a pair of P-channel MOS transistors are formed, as in the conventional proposal example
There is no dedicated source/drain layer in which the source and drain regions of the pair of P-channel MOS transistors are formed, and the pair of P-channel MOS transistors are complementarily formed by the second layer polysilicon film and the third layer polysilicon film.
Transistors Pi and P2 are formed.

従って、パターンレイアウトが楽になるばかりでな(、
TPTのゲート長/ゲート幅の比を十分大きくとること
ができ、TPTのオフ電流を小さくするように実現する
ことが容易である。また、メモリ周辺回路の高速化を追
及するために1層目のポリシリコン膜をポリサイド化す
る場合でも、その上に絶縁膜15を介して2層目のポリ
シリコン膜を形成することは容易である。しかも、コン
タクトとしては、2層目のポリシリコン膜に形成されて
いる第1のPチャネルMOSトランジスタP1のドレイ
ン領域DPIおよび3層目のポリシリコン膜に形成され
ている第2のPチャネルMOSトランジスタP2のドレ
イン領域DP2を、各対応して第1のポリシリコン配線
12および第2のポリシリコン配線13に接続するのみ
でよく、従来の提案例■で必要とした第1のPチャネル
MOSトランジスタP1のドレイン領域DPIと第2の
PチャネルMOSトランジスタP2のゲート電極GP2
とのコンタクトおよび第2のPチャネルMOSトランジ
スタP2のドレイン領域DP2と第1のPチャネルMO
SトランジスタP1のゲート電極GPIとのコンタクト
(1メモリセル当り2個のコンタクト)を省略できる。
Therefore, pattern layout becomes easier (,
The gate length/gate width ratio of the TPT can be made sufficiently large, and it is easy to reduce the off-state current of the TPT. Furthermore, even if the first layer of polysilicon film is polycide in order to speed up the memory peripheral circuit, it is not easy to form a second layer of polysilicon film on top of it with the insulating film 15 interposed therebetween. be. Moreover, as contacts, the drain region DPI of the first P channel MOS transistor P1 formed in the second layer polysilicon film and the second P channel MOS transistor formed in the third layer polysilicon film are used as contacts. It is only necessary to connect the drain region DP2 of P2 to the first polysilicon wiring 12 and the second polysilicon wiring 13 correspondingly, and the first P-channel MOS transistor P1 required in the conventional proposal example drain region DPI of and gate electrode GP2 of second P-channel MOS transistor P2.
and the drain region DP2 of the second P-channel MOS transistor P2 and the first P-channel MO
Contact with the gate electrode GPI of the S transistor P1 (two contacts per one memory cell) can be omitted.

これにより、従来例■の3層ポリシリコン構造と比べて
、セル内層間のコンタクトホールの個数が大幅に減少し
、コンタクトプロセス上のマージンが増え、微細加工と
コンタクトホール形成に対する困難度が大幅に減少する
As a result, compared to the three-layer polysilicon structure of conventional example (■), the number of contact holes between layers within the cell is significantly reduced, the margin for the contact process is increased, and the difficulty of microfabrication and contact hole formation is greatly reduced. Decrease.

なお、上記実施例の構造は、第1のPチャネルMOSト
ランジスタのソース領域・チャネル領域・ドレイン領域
が形成される導電膜と第2のPチャネルMOSトランジ
スタのゲート電極が形成される導電膜とが同じ層として
形成され、上記第2のPチャネルMOSトランジスタの
ソース領域・チャネル領域・ドレイン領域が形成される
導電膜と上記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲ
ート電極が形成される導電膜とが同じ層として形成され
ているが、本発明は上記実施例に限られるン領域が形成
される導電膜と前記第2のPチャネルMOSトランジス
タのソース領域・チャネル領域・ドレイン領域が形成さ
れる導電膜とが別の層として形成されている構造、ある
いは、前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲー
ト電極が形成される導電膜と前記第2のPチャネルMO
Sトランジスタのゲート電極が形成される導電膜とが別
の層として形成されている構造であっても、基本的には
上記実施例の効果の少なくとも一部が得られる。
Note that in the structure of the above embodiment, the conductive film in which the source region, channel region, and drain region of the first P-channel MOS transistor are formed and the conductive film in which the gate electrode of the second P-channel MOS transistor is formed are separated. The conductive film in which the source region, channel region, and drain region of the second P-channel MOS transistor are formed is the same layer, and the conductive film in which the gate electrode of the first P-channel MOS transistor is formed is the same. However, the present invention is limited to the above-mentioned embodiments, and includes a conductive film in which the N region is formed and a conductive film in which the source region, channel region, and drain region of the second P-channel MOS transistor are formed. is formed as a separate layer, or a conductive film in which the gate electrode of the first P-channel MOS transistor is formed and the second P-channel MOS transistor
Even in a structure in which the conductive film on which the gate electrode of the S transistor is formed is formed as a separate layer, at least some of the effects of the above embodiments can basically be obtained.

[発明の効果] 上述したように本発明によれば、スタティック型メモリ
セルの高抵抗負荷素子用のPチャネルMOSトランジス
タとしてTPTを用いる際、TPTのゲート長/ゲート
幅の比を十分大きくとることができ、TPTのオフ電流
を小さくするように実現することが容易であり、メモリ
周辺回路の高速化を追及するために1層目の導電膜をポ
リサイド化した上にゲート絶縁膜を介して2層目の導電
膜を形成することも容易であり、しかも、セル内層間の
コンタクトホールの個数が減少し、コンタクトプロセス
上のマージンが増えるスタティック型半導体記憶装置を
実現することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, when using a TPT as a P-channel MOS transistor for a high resistance load element of a static memory cell, the ratio of gate length/gate width of the TPT can be made sufficiently large. It is easy to reduce the off-state current of the TPT, and in order to increase the speed of memory peripheral circuits, the first conductive film is made of polycide and the second conductive film is formed through a gate insulating film. It is possible to realize a static semiconductor memory device in which it is easy to form conductive films in multiple layers, and the number of contact holes between layers within a cell is reduced, thereby increasing the margin for the contact process.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係るSRAMセルの平面パ
ターンの要部を示す図、第2図(a)乃至(d)は第1
図のメモリセルの平面パターンを分り易く表示するため
に4層に分けてそれぞれの平面パターンを示す図、第3
図は第1図中のA−A線に沿う断面図、第4図および第
5図はそれぞれ従来のSRAMセルを示す回路図、第6
図および第7図はそれぞれ従来のTPTを高抵抗素子用
のPチャネルMOSトランジスタとして用いたSRAM
セルを示す断面図である。 Pl・・・第1のPMOSトランジスタ、P2・・・第
2のPMOSトランジスタ、N1・・・第1の駆動用ト
ランジスタ、N2・・・第2の駆動用トランジスタ、T
1・・・第1の転送ゲート用トランジスタ、T2・・・
第2の転送ゲート用トランジスタ、DNI、SNI・・
・第1の駆動用トランジスタのドレイン領域およびソー
ス領域、DN2、SN2・・・第2の駆動用トランジス
タのドレイン領域およびソース領域、GNl・・・第1
の駆動用トランジスタのゲート電極(第2のポリシリコ
ン配線の一部)、DTl、ST1・・・第1の転送ゲー
ト用トランジスタのドレイン領域およびソース領域、D
T2、ST2・・・第2の転送ゲート用トランジスタの
ドレイン領域およびソース領域、GN2・・・第2の駆
動用トランジスタのゲート電極(第1のポリシリコン配
線の一部) 、WL・・・ワード線(第1の転送ゲート
用トランジスタのゲート電極および第2の転送ゲート用
トランジスタのゲート電極)、SPl・・・第1のPチ
ャネルMOSトランジスタのソース領域(V cc配線
)、DPI・・・第1のPチャネルMOSトランジスタ
のドレイン領域、CPl・・・第1のPチャネルMOS
トランジスタのチャネル領域、CF2・・・第2のPチ
ャネルMOSトランジスタのゲート電極、SF3・・・
第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域(V
 cc配線)  DP2・・・第2のPチャネルMOS
トランジスタのドレイン領域、CF2・・・第2のPチ
ャネルMOSトランジスタのチャネル領域、GPI・・
・第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極、
BL、BL・・・ビット線対、10・・・P型シリコン
基板、11・・・素子分離領域、12・・・第1のポリ
シリコン配線、12a・・・第1のポリシリコン配線の
コンタクト部、12b・・・第1のPチャネルMOSト
ランジスタのドレイン領域のコンタクト部、13・・・
第2のポリシリコン配線、13a、i3b・・・第2の
ポリシリコン配線のコンタクト部、13c・・・第2の
PチャネルMOSトランジスタのドレイン領域のコンタ
クト部、14・・・ゲート絶縁膜、15・・・絶縁膜、
16・・・ゲート絶縁膜、18・・・絶縁膜、19・・
・VSS配線、19a・・・Vss配線と第1の駆動用
トランジスタのソース領域とのコンタクト部、2o・・
・第3のポリシリコン配線、20a・・・他方のビット
線と第3のポリシリコン配線とのコンタクト部、21・
・・第4のポリシリコン配線、21g・・・第4のポリ
シリコン配線と7第2の転送ゲート用トランジスタのソ
ース領域とのコンタクト部、21b・・・一方のビット
線と第4のポリシリコン配線とのコンタクト部、22・
・・絶縁膜、23・・・絶縁膜。
FIG. 1 is a diagram showing a main part of a planar pattern of an SRAM cell according to an embodiment of the present invention, and FIGS.
In order to easily display the planar pattern of the memory cell shown in the figure, it is divided into four layers and each planar pattern is shown.
The figure is a sectional view taken along line A-A in Figure 1, Figures 4 and 5 are circuit diagrams showing a conventional SRAM cell, and Figure 6 is a circuit diagram showing a conventional SRAM cell.
Figure 7 and Figure 7 respectively show an SRAM using a conventional TPT as a P-channel MOS transistor for a high resistance element.
It is a sectional view showing a cell. Pl...first PMOS transistor, P2...second PMOS transistor, N1...first driving transistor, N2...second driving transistor, T
1... First transfer gate transistor, T2...
Second transfer gate transistor, DNI, SNI...
- Drain region and source region of first driving transistor, DN2, SN2...drain region and source region of second driving transistor, GNl...first
gate electrode of the driving transistor (part of the second polysilicon wiring), DTl, ST1... drain region and source region of the first transfer gate transistor, D
T2, ST2...Drain region and source region of the second transfer gate transistor, GN2...Gate electrode of the second driving transistor (part of the first polysilicon wiring), WL...Word line (the gate electrode of the first transfer gate transistor and the gate electrode of the second transfer gate transistor), SPl...the source region of the first P-channel MOS transistor (Vcc wiring), DPI...the Drain region of the first P-channel MOS transistor, CPl...first P-channel MOS
Channel region of transistor, CF2...gate electrode of second P-channel MOS transistor, SF3...
The source region of the second P-channel MOS transistor (V
cc wiring) DP2...2nd P channel MOS
Drain region of transistor, CF2...Channel region of second P-channel MOS transistor, GPI...
- Gate electrode of the first P-channel MOS transistor,
BL, BL... Bit line pair, 10... P-type silicon substrate, 11... Element isolation region, 12... First polysilicon wiring, 12a... Contact of first polysilicon wiring Part, 12b...Contact part of the drain region of the first P-channel MOS transistor, 13...
Second polysilicon wiring, 13a, i3b...Contact part of second polysilicon wiring, 13c...Contact part of drain region of second P-channel MOS transistor, 14...Gate insulating film, 15 ...insulating film,
16... Gate insulating film, 18... Insulating film, 19...
・VSS wiring, 19a...Contact portion between the Vss wiring and the source region of the first driving transistor, 2o...
・Third polysilicon wiring, 20a... Contact portion between the other bit line and the third polysilicon wiring, 21.
...Fourth polysilicon wiring, 21g...Contact portion between the fourth polysilicon wiring and the source region of the 7th second transfer gate transistor, 21b...One bit line and the fourth polysilicon Contact part with wiring, 22.
... Insulating film, 23... Insulating film.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)薄膜トランジスタからなる高抵抗負荷素子用の第
1のPチャネルMOSトランジスタおよび駆動用の第1
のNチャネルMOSトランジスタとからなる第1のイン
バータと、薄膜トランジスタからなる高抵抗負荷素子用
の第2のPチャネルMOSトランジスタおよび駆動用の
第2のNチャネルMOSトランジスタとからなる第2の
インバータとが交差接続されてフリップフロップが形成
され、このフリップフロップの相補的な2つのデータ記
憶ノードとメモリセルアレイの相補的な一対のビット線
との間にそれぞれ転送ゲート用のNチャネルMOSトラ
ンジスタが接続され、この転送ゲート用トランジスタの
各ゲートがメモリセルアレイのワード線に接続されてな
るスタティック型メモリセルのアレイを有するスタティ
ック型半導体記憶装置において、 前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域
・ドレイン領域が形成される導電膜と前記第2のPチャ
ネルMOSトランジスタのゲート電極が形成される導電
膜とが同じ層として形成され、前記第2のPチャネルM
OSトランジスタのソース領域・ドレイン領域が形成さ
れる導電膜と前記第1のPチャネルMOSトランジスタ
のゲート電極が形成される導電膜とが同じ層として形成
されていることを特徴とするスタティック型半導体記憶
装置。
(1) A first P-channel MOS transistor for a high resistance load element consisting of a thin film transistor and a first P-channel MOS transistor for driving.
a first inverter consisting of an N-channel MOS transistor, and a second inverter consisting of a second P-channel MOS transistor for a high resistance load element made of a thin film transistor and a second N-channel MOS transistor for driving. The cross-connections form a flip-flop, and N-channel MOS transistors for transfer gates are connected between two complementary data storage nodes of the flip-flop and a complementary pair of bit lines of the memory cell array, respectively. In a static semiconductor memory device having an array of static memory cells in which each gate of the transfer gate transistor is connected to a word line of a memory cell array, source and drain regions of the first P-channel MOS transistor are formed. and a conductive film on which the gate electrode of the second P-channel MOS transistor is formed are formed as the same layer, and the second P-channel MOS transistor
A static semiconductor memory characterized in that a conductive film in which a source region and a drain region of an OS transistor are formed and a conductive film in which a gate electrode of the first P-channel MOS transistor is formed are formed as the same layer. Device.
(2)前記前記NチャネルMOSトランジスタそれぞれ
のゲート電極として使われている1層目のポリシリコン
膜上に絶縁膜を介して2層目のポリシリコン膜が形成さ
れており、この上に薄いゲート絶縁膜を介して3層目の
ポリシリコン膜が形成されており、前記2層目のポリシ
リコン膜に前記第1のPチャネルMOSトランジスタの
ソース領域およびチャネル領域およびドレイン領域およ
び第2のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極が
形成されており、前記3層目のポリシリコン膜に前記第
2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域および
チャネル領域およびドレイン領域および第1のPチャネ
ルMOSトランジスタのゲート電極が形成されているこ
とを特徴とする請求項1記載のスタティック型半導体記
憶装置。
(2) A second layer of polysilicon film is formed on the first layer of polysilicon film, which is used as the gate electrode of each of the N-channel MOS transistors, with an insulating film interposed therebetween, and a thin gate is formed on this layer. A third layer of polysilicon film is formed with an insulating film interposed therebetween, and a source region, a channel region, a drain region of the first P-channel MOS transistor, and a second P-channel MOS transistor are formed on the second layer of polysilicon film. A gate electrode of a MOS transistor is formed, and a source region, a channel region, and a drain region of the second P-channel MOS transistor and a gate electrode of the first P-channel MOS transistor are formed in the third layer polysilicon film. 2. The static semiconductor memory device according to claim 1, wherein:
(3)薄膜トランジスタからなる高抵抗負荷素子用の第
1のPチャネルMOSトランジスタおよび駆動用の第1
のNチャネルMOSトランジスタとからなる第1のイン
バータと、薄膜トランジスタからなる高抵抗負荷素子用
の第2のPチャネルMOSトランジスタおよび駆動用の
第2のNチャネルMOSトランジスタとからなる第2の
インバータとが交差接続されてフリップフロップが形成
され、このフリップフロップの相補的な2つのデータ記
憶ノードとメモリセルアレイの相補的な一対のビット線
との間にそれぞれ転送ゲート用のNチャネルMOSトラ
ンジスタが接続され、この転送ゲート用トランジスタの
各ゲートがメモリセルアレイのワード線に接続されてな
るスタティック型メモリセルのアレイを有する半導体記
憶装置において、 前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域
・チャネル領域・ドレイン領域が形成される導電膜と前
記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域・
チャネル領域・ドレイン領域が形成される導電膜とが別
の層として形成されていることを特徴とするスタティッ
ク型半導体記憶装置。
(3) A first P-channel MOS transistor for a high resistance load element consisting of a thin film transistor and a first P-channel MOS transistor for driving.
a first inverter consisting of an N-channel MOS transistor, and a second inverter consisting of a second P-channel MOS transistor for a high resistance load element made of a thin film transistor and a second N-channel MOS transistor for driving. The cross-connections form a flip-flop, and N-channel MOS transistors for transfer gates are connected between two complementary data storage nodes of the flip-flop and a complementary pair of bit lines of the memory cell array, respectively. In a semiconductor memory device having an array of static memory cells in which each gate of the transfer gate transistor is connected to a word line of a memory cell array, the source region, channel region, and drain region of the first P-channel MOS transistor are The formed conductive film and the source region of the second P-channel MOS transistor
A static semiconductor memory device characterized in that a conductive film in which a channel region and a drain region are formed is formed as a separate layer.
(4)薄膜トランジスタからなる高抵抗負荷素子用の第
1のPチャネルMOSトランジスタおよび駆動用の第1
のNチャネルMOSトランジスタとからなる第1のイン
バータと、薄膜トランジスタからなる高抵抗負荷素子用
の第2のPチャネルMOSトランジスタおよび駆動用の
第2のNチャネルMOSトランジスタとからなる第2の
インバータとが交差接続されてフリップフロップが形成
され、このフリップフロップの相補的な2つのデータ記
憶ノードとメモリセルアレイの相補的な一対のビット線
との間にそれぞれ転送ゲート用のNチャネルMOSトラ
ンジスタが接続され、この転送ゲート用トランジスタの
各ゲートがメモリセルアレイのワード線に接続されてな
るスタティック型メモリセルのアレイを有する半導体記
憶装置において、 前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極
が形成される導電膜と前記第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタのゲート電極が形成される導電膜とが別の層と
して形成されていることを特徴とするスタティック型半
導体記憶装置。
(4) A first P-channel MOS transistor for a high resistance load element consisting of a thin film transistor and a first P-channel MOS transistor for driving.
a first inverter consisting of an N-channel MOS transistor, and a second inverter consisting of a second P-channel MOS transistor for a high resistance load element made of a thin film transistor and a second N-channel MOS transistor for driving. The cross-connections form a flip-flop, and N-channel MOS transistors for transfer gates are connected between two complementary data storage nodes of the flip-flop and a complementary pair of bit lines of the memory cell array, respectively. In a semiconductor memory device having an array of static memory cells in which each gate of the transfer gate transistor is connected to a word line of a memory cell array, a conductive film on which a gate electrode of the first P-channel MOS transistor is formed; A static semiconductor memory device characterized in that a conductive film on which a gate electrode of the second P-channel MOS transistor is formed is formed as a separate layer.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0610927A2 (en) * 1993-02-10 1994-08-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha SRAM memory structure and manufacturing method thereof
US5517038A (en) * 1992-08-11 1996-05-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device including three-dimensionally disposed logic elements for improving degree of integration
US5596212A (en) * 1992-09-04 1997-01-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device and a manufacturing method of the same

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