JPH056980A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH056980A JPH056980A JP3287782A JP28778291A JPH056980A JP H056980 A JPH056980 A JP H056980A JP 3287782 A JP3287782 A JP 3287782A JP 28778291 A JP28778291 A JP 28778291A JP H056980 A JPH056980 A JP H056980A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体集積回路に用いられる抵抗負荷形SR
AMに用いられる抵抗値の安定した高抵抗体素子を提供
する。 【構成】 PN接合ダイオードの逆方向リーク電流を用
いた負荷抵抗のPN接合部から離れる方向に1導電型半
導体部若しくは両導電型半導体部の導電型不純物濃度が
薄くなっていること。
AMに用いられる抵抗値の安定した高抵抗体素子を提供
する。 【構成】 PN接合ダイオードの逆方向リーク電流を用
いた負荷抵抗のPN接合部から離れる方向に1導電型半
導体部若しくは両導電型半導体部の導電型不純物濃度が
薄くなっていること。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高抵抗負荷型スタティ
ック記憶セルを用いた半導体装置、特に高集積度のSR
AMに用いる構造に関する。
ック記憶セルを用いた半導体装置、特に高集積度のSR
AMに用いる構造に関する。
【0002】
【従来の技術】SRAMには、図2に示す様にnMOS
を6個用いた6素子スタティック記憶セルを持つもの、
図3に示すようにnMOS・pMOSを組合せ低消費電
力を狙ったCMOSスタティック記憶セル6素子を持つ
もの、また図4に示す様に大容量・高集積に適した抵抗
負荷型スタティック記憶セル4素子を持つもの等があ
る。
を6個用いた6素子スタティック記憶セルを持つもの、
図3に示すようにnMOS・pMOSを組合せ低消費電
力を狙ったCMOSスタティック記憶セル6素子を持つ
もの、また図4に示す様に大容量・高集積に適した抵抗
負荷型スタティック記憶セル4素子を持つもの等があ
る。
【0003】このうち、抵抗負荷型スタティック記憶セ
ルは、集積度をあげるために負荷抵抗を基板中に形成す
るのではなく、高抵抗配線材を用いて配線上に形成する
ことが行われている。
ルは、集積度をあげるために負荷抵抗を基板中に形成す
るのではなく、高抵抗配線材を用いて配線上に形成する
ことが行われている。
【0004】この高抵抗配線材料としては、ノンドープ
のポリシリコン膜やアモルファスシリコン膜を用いた
物、薄く伝導不純物をドープしたポリシリコン膜・アモ
ルファスシリコン膜を用いた物、また逆方向ダイオード
を用いた物等があった。
のポリシリコン膜やアモルファスシリコン膜を用いた
物、薄く伝導不純物をドープしたポリシリコン膜・アモ
ルファスシリコン膜を用いた物、また逆方向ダイオード
を用いた物等があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ノンドープ
のポリシリコン膜・アモルファスシリコン膜は抵抗が高
く、特に高温での使用条件下に於いては駆動トランジス
タのオフ時のリーク電流を決める寄生抵抗より負荷抵抗
の方が大きくなるという事態が生じ、データの保持が出
来なくなってしまうことが起きる。
のポリシリコン膜・アモルファスシリコン膜は抵抗が高
く、特に高温での使用条件下に於いては駆動トランジス
タのオフ時のリーク電流を決める寄生抵抗より負荷抵抗
の方が大きくなるという事態が生じ、データの保持が出
来なくなってしまうことが起きる。
【0006】また、導電型不純物をドープしたポリシリ
コン膜・アモルファスシリコン膜の抵抗制御は非常に困
難で、例えばイオン注入により抵抗値を制御しようとす
ると、図5に示すようにドーズ量の微量の変化で急激に
抵抗値が変化したり、抵抗値のばらつきが大きかったり
する。さらに、400℃程度の加熱工程が入る度にその
抵抗値が桁の単位で落ちていくという欠点を有する。
コン膜・アモルファスシリコン膜の抵抗制御は非常に困
難で、例えばイオン注入により抵抗値を制御しようとす
ると、図5に示すようにドーズ量の微量の変化で急激に
抵抗値が変化したり、抵抗値のばらつきが大きかったり
する。さらに、400℃程度の加熱工程が入る度にその
抵抗値が桁の単位で落ちていくという欠点を有する。
【0007】また、逆方向ダイオードを用いた場合は同
一印加電圧条件下に於いてはその抵抗値の安定性は高
く、ばらつきも小さく、さらに加熱工程に対する安定性
も高いが、ポリシリコン膜やアモルファスシリコン膜の
抵抗に比べて図6に示すように抵抗値の印加電圧依存性
が大きく、一般に用いられている電源電圧の5Vを基準
にすると、1Vの印加電圧条件下では抵抗値が数百倍程
度になってしまう。
一印加電圧条件下に於いてはその抵抗値の安定性は高
く、ばらつきも小さく、さらに加熱工程に対する安定性
も高いが、ポリシリコン膜やアモルファスシリコン膜の
抵抗に比べて図6に示すように抵抗値の印加電圧依存性
が大きく、一般に用いられている電源電圧の5Vを基準
にすると、1Vの印加電圧条件下では抵抗値が数百倍程
度になってしまう。
【0008】そこで本発明は、このような課題を解決す
るものでダイオード型抵抗の抵抗値の印加電圧依存性を
小さくさせることを目的とする。
るものでダイオード型抵抗の抵抗値の印加電圧依存性を
小さくさせることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、高抵抗負荷型スタティック記憶セル回路に用いられ
る負荷抵抗が、PN接合ダイオードの逆方向リーク電流
を用いた負荷抵抗であり、そのPN接合部から離れる方
向に1導電型半導体部若しくは両導電型半導体部の導電
型不純物濃度が薄くなっていることを特徴とする。
は、高抵抗負荷型スタティック記憶セル回路に用いられ
る負荷抵抗が、PN接合ダイオードの逆方向リーク電流
を用いた負荷抵抗であり、そのPN接合部から離れる方
向に1導電型半導体部若しくは両導電型半導体部の導電
型不純物濃度が薄くなっていることを特徴とする。
【0010】
【実施例】以下、実施例として本発明の半導体装置の導
電型不純物分布の1例を図1に示す。また、図7〜図1
5に図1に示す半導体装置を用いたSRAMセルの請求
項2に従った主な製造工程毎の断面図を示す。
電型不純物分布の1例を図1に示す。また、図7〜図1
5に図1に示す半導体装置を用いたSRAMセルの請求
項2に従った主な製造工程毎の断面図を示す。
【0011】以下、図7〜図15にしたがって本発明の
半導体装置の構造及び製造方法を説明する。
半導体装置の構造及び製造方法を説明する。
【0012】はじめに図7に示すように、シリコン基板
100にボロンを、60KeVの加速エネルギーで、ド
ーズ量1×1013cm-2イオン注入し、1100〜12
00℃・10〜15時間の条件でアニールを行いPウエ
ル101を形成する。
100にボロンを、60KeVの加速エネルギーで、ド
ーズ量1×1013cm-2イオン注入し、1100〜12
00℃・10〜15時間の条件でアニールを行いPウエ
ル101を形成する。
【0013】次に図8に示すように、LOCOS酸化膜
102を形成し、ゲート酸化膜103を15〜20nm
形成した後、しきい値調整のためにチャンネルドープ
を、ボロンを80KeVの加速エネルギーで3×1012
〜4×1012cm-2のドーズ量のイオン注入を行うこと
により、しきい値電圧を0.7〜0.8Vに調整する。
その後、ポリシリコン膜をCVD法により400〜50
0nmデポジションし、燐の熱拡散によりシート抵抗で
10〜100Ω/□となるようにした後、フォトリソグ
ラフィー・エッチングにより、ゲート電極104・ポリ
シリコン配線105に加工する。
102を形成し、ゲート酸化膜103を15〜20nm
形成した後、しきい値調整のためにチャンネルドープ
を、ボロンを80KeVの加速エネルギーで3×1012
〜4×1012cm-2のドーズ量のイオン注入を行うこと
により、しきい値電圧を0.7〜0.8Vに調整する。
その後、ポリシリコン膜をCVD法により400〜50
0nmデポジションし、燐の熱拡散によりシート抵抗で
10〜100Ω/□となるようにした後、フォトリソグ
ラフィー・エッチングにより、ゲート電極104・ポリ
シリコン配線105に加工する。
【0014】その後、図9に示すように、燐を140K
eVの加速電圧で2×1013〜3×1013cm-2のドー
ズ条件でイオン注入し、NMOSのドレイン・ソースの
オフセット部106を形成する。
eVの加速電圧で2×1013〜3×1013cm-2のドー
ズ条件でイオン注入し、NMOSのドレイン・ソースの
オフセット部106を形成する。
【0015】さらに、サイドウオール107形成後、ひ
素を80KeVの加速電圧で、6×1015cm-2のドー
ズ量イオン注入することにより、ソース・ドレイン部1
08を形成する。
素を80KeVの加速電圧で、6×1015cm-2のドー
ズ量イオン注入することにより、ソース・ドレイン部1
08を形成する。
【0016】そして図10に示すように、絶縁層間膜1
09をCVD法により200〜400nm形成後、コン
タクトを形成する箇所にフォトリソグラフィー・エッチ
ングにより穴を開け、負荷抵抗とするためのポリシリコ
ン膜110をCVD法により700〜1000nmデポ
ジションする。
09をCVD法により200〜400nm形成後、コン
タクトを形成する箇所にフォトリソグラフィー・エッチ
ングにより穴を開け、負荷抵抗とするためのポリシリコ
ン膜110をCVD法により700〜1000nmデポ
ジションする。
【0017】その後、図11に示すように酸化シリコン
膜111を1μmデポジションし、フォトリソグラフィ
ー工程・エッチング工程によりパタニングする。
膜111を1μmデポジションし、フォトリソグラフィ
ー工程・エッチング工程によりパタニングする。
【0018】さらに、図12に示すように、SOG膜1
12を塗布し不活性雰囲気中で800〜1000℃でベ
ークする。また、この工程は請求項3で示すようにBP
SG膜等を500〜1000nmデポジションし、90
0〜1000℃でリフローする事に依っても可能であ
る。
12を塗布し不活性雰囲気中で800〜1000℃でベ
ークする。また、この工程は請求項3で示すようにBP
SG膜等を500〜1000nmデポジションし、90
0〜1000℃でリフローする事に依っても可能であ
る。
【0019】そして、最大膜厚が500nmとなるよう
にエッチバックを行なうことにより、図13の構造のイ
オン注入透過膜113が得られる。この後、イオン注入
透過膜113の厚い酸化膜中に不純物濃度のピークが来
るような注入エネルギーで、燐のイオン注入を行なう。
本実施例に於いては、350KeVの加速エネルギーで
ドーズ量1E13cm-2だけイオン注入する。
にエッチバックを行なうことにより、図13の構造のイ
オン注入透過膜113が得られる。この後、イオン注入
透過膜113の厚い酸化膜中に不純物濃度のピークが来
るような注入エネルギーで、燐のイオン注入を行なう。
本実施例に於いては、350KeVの加速エネルギーで
ドーズ量1E13cm-2だけイオン注入する。
【0020】その後図14に示すように、酸化シリコン
とポリシリコンのエッチング選択比の高いエッチング方
法、例えばウエットエッチ等で表面の酸化シリコンをす
べて除去し、フォトレジストでマスクし、ボロンを50
KeVの加速エネルギー・6E14cm-2のドーズ量で
イオン注入し、PN接合を形成する。
とポリシリコンのエッチング選択比の高いエッチング方
法、例えばウエットエッチ等で表面の酸化シリコンをす
べて除去し、フォトレジストでマスクし、ボロンを50
KeVの加速エネルギー・6E14cm-2のドーズ量で
イオン注入し、PN接合を形成する。
【0021】そして、フォトリソグラフィー・エッチン
グ工程により、負荷抵抗となるポリシリコン配線114
を幅1μmとなるように加工する。
グ工程により、負荷抵抗となるポリシリコン配線114
を幅1μmとなるように加工する。
【0022】その後、図15に示すように層間絶縁膜1
15を形成後、アルミ配線116を施すことにより2V
の印加電圧で負荷抵抗が、約100GΩとなる半導体装
置が得られる。
15を形成後、アルミ配線116を施すことにより2V
の印加電圧で負荷抵抗が、約100GΩとなる半導体装
置が得られる。
【0023】この半導体装置のダイオード型の抵抗は、
従来の物と異なりダイオード一つ当りに加わる印加電圧
が小さくすることができるために、実質的な抵抗値の印
加電圧依存性を小さくすることができ、5V印加時と1
V印加時の抵抗変化は従来の物が2桁以上の変化を示し
たのに対し、本実施例に示すような構造の半導体装置に
於いては、抵抗の変化が約1桁に抑えることが出来るよ
うになった。これにより、ダイオード型の抵抗の唯一の
欠点であった、抵抗値の電圧依存性を小さくすることが
可能となった。
従来の物と異なりダイオード一つ当りに加わる印加電圧
が小さくすることができるために、実質的な抵抗値の印
加電圧依存性を小さくすることができ、5V印加時と1
V印加時の抵抗変化は従来の物が2桁以上の変化を示し
たのに対し、本実施例に示すような構造の半導体装置に
於いては、抵抗の変化が約1桁に抑えることが出来るよ
うになった。これにより、ダイオード型の抵抗の唯一の
欠点であった、抵抗値の電圧依存性を小さくすることが
可能となった。
【0024】従って本発明の構造を用いれば、負荷抵抗
の抵抗値の制御が簡単になったため、高集積度の抵抗負
荷型のSRAMが、容易に得られるようになった。
の抵抗値の制御が簡単になったため、高集積度の抵抗負
荷型のSRAMが、容易に得られるようになった。
【0025】
【発明の効果】 本発明を用いることにより、イオン注
入により制御性よくばらつきの小さな高抵抗体が得られ
るために、集積度の高い高抵抗負荷型のスタティック記
憶セルが容易に得られるようになった。
入により制御性よくばらつきの小さな高抵抗体が得られ
るために、集積度の高い高抵抗負荷型のスタティック記
憶セルが容易に得られるようになった。
【図1】 本発明の1実施例の導電型不純物の分布を表
わす図。
わす図。
【図2】 NMOSを用いた、6素子スタティック記憶
セルの回路図。
セルの回路図。
【図3】 CMOSスタティック記憶セルの回路図。
【図4】 抵抗負荷型スタティック記憶セルの回路図。
【図5】 ポリシリコン抵抗の抵抗値のドーズ量依存性
を示す図。
を示す図。
【図6】 ポリシリコン抵抗とポリシリコン逆接続ダイ
オード型抵抗の抵抗値の印加電圧依存性を示す図。
オード型抵抗の抵抗値の印加電圧依存性を示す図。
【図7】 本発明の1実施例の主な製造過程の断面図。
【図8】 本発明の1実施例の主な製造過程の断面図。
【図9】 本発明の1実施例の主な製造過程の断面図。
【図10】 本発明の1実施例の主な製造過程の断面
図。
図。
【図11】 本発明の1実施例の主な製造過程の断面
図。
図。
【図12】 本発明の1実施例の主な製造過程の断面
図。
図。
【図13】 本発明の1実施例の主な製造過程の断面
図。
図。
【図14】 本発明の1実施例の主な製造過程の断面
図。
図。
【図15】 本発明の1実施例の主な製造過程の断面
図。
図。
100 ...シリコン基板
101 ...Pウエル
102 ...LOCOS酸化膜
103 ...ゲート酸化膜
104 ...ゲート電極
105 ...ポリシリコン配線
106 ...ソース・ドレインオフセット
107 ...サイドウオール
108 ...ソース・ドレインコンタクト拡散部
109 ...層間絶縁膜
110 ...ポリシリコン膜
111 ...酸化シリコン膜
112 ...SOG膜
113 ...イオン注入透過膜
114 ...ポリシリコン配線
115 ...層間絶縁膜
116 ...アルミ配線
Claims (3)
- 【請求項1】PN接合ダイオードの逆方向リーク電流を
用いた負荷抵抗のPN接合部から離れる方向に1導電型
半導体部若しくは両導電型半導体部の導電型不純物濃度
が薄くなっていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】(a)ポリシリコン膜若しくはアモルファ
スシリコン膜をデポジションする工程と、(b)酸化シ
リコン膜をデポジションする工程と、(c)酸化シリコ
ン膜をパタニングする工程と、(d)パタニングされた
前記酸化シリコン膜上にSOG膜を塗布する工程と、
(e)エッチバックにより酸化シリコン膜厚が異なる領
域を形成する工程と、(f)不純物分布のピークが、前
記のエッチバックで残った酸化膜中に来るように第1の
導電型不純物をイオン注入する工程と、(g)フォトレ
ジストによりパタニングし、第2の導電型不純物をイオ
ン注入する工程と、から成ることを特徴とする半導体装
置の製造方法。 - 【請求項3】(a)ポリシリコン膜若しくはアモルファ
スシリコン膜をデポジションする工程と、(b)酸化シ
リコン膜をデポジションする工程と、(c)酸化シリコ
ン膜をパタニングする工程と、(d)パタニングされた
前記酸化シリコン膜上にBPSG膜もしくはASSG膜
をデポジションする工程と、(e)前記BPSG膜若し
くはASSG膜をリフローによりだらす工程と、(f)
エッチバックにより酸化シリコン膜厚が異なる領域を形
成する工程と、(g)不純物分布のピークが、前記のエ
ッチバックで残った酸化膜中に来るように第1の導電型
不純物をイオン注入する工程と、(h)フォトレジスト
によりパタニングし、第2の導電型不純物をイオン注入
する工程と、から成ることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03287782A JP3094568B2 (ja) | 1990-11-22 | 1991-11-01 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31879990 | 1990-11-22 | ||
JP2-318799 | 1990-11-22 | ||
JP03287782A JP3094568B2 (ja) | 1990-11-22 | 1991-11-01 | 半導体装置の製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000175859A Division JP3826680B2 (ja) | 1990-11-22 | 2000-06-12 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH056980A true JPH056980A (ja) | 1993-01-14 |
JP3094568B2 JP3094568B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=26556877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03287782A Expired - Fee Related JP3094568B2 (ja) | 1990-11-22 | 1991-11-01 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3094568B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8335021B2 (en) | 2006-03-22 | 2012-12-18 | Canon Denshi Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus, shading correction method therefor, and program for implementing the method |
US20070223061A1 (en) | 2006-03-22 | 2007-09-27 | Canon Denshi Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus, image reading unit thereof, and reference member thereof for shading correction |
KR101539176B1 (ko) | 2014-07-15 | 2015-07-24 | 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 | 이중 가방으로부터 분리 가능한 내부가방 |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP03287782A patent/JP3094568B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP3094568B2 (ja) | 2000-10-03 |
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