JPH0621394A - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JPH0621394A
JPH0621394A JP4173390A JP17339092A JPH0621394A JP H0621394 A JPH0621394 A JP H0621394A JP 4173390 A JP4173390 A JP 4173390A JP 17339092 A JP17339092 A JP 17339092A JP H0621394 A JPH0621394 A JP H0621394A
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JP
Japan
Prior art keywords
contact opening
gate electrode
tft
drain region
coupling capacitance
Prior art date
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Pending
Application number
JP4173390A
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English (en)
Inventor
Yutaka Okamoto
裕 岡本
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 結合容量を設ける部分の面積が小さくても大
きな容量値を得ることができるようにして、半導体メモ
リ装置自体の高集積化を促進させる。 【構成】 1対のドライバトランジスタTr1 ,Tr2
とこのドライバトランジスタTr1 ,Tr2 上に夫々記
憶ノードを接続点として積層された1対の半導体薄膜ト
ランジスタT1 ,T2 からなる負荷により構成されたフ
リップフロップ回路と1対のアクセストランジスタ
1 ,Q2 とからメモリセルが構成され、記憶ノード間
に結合容量が形成されてなるTFT負荷型SRAMにお
いて、半導体薄膜トランジスタT2 のドレイン領域7D
とゲート電極GT2 との重なり部分で結合容量を形成す
ると共に、この重なり部分をドライバトランジスタTr
1 のゲート電極GD1 と半導体薄膜トランジスタT2
ゲート電極GT2 とが接続されるコンタクト開口H1
にも形成してこのコンタクト開口H1 の側壁部をも結合
容量として構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリ装置、特
にα線等によるソフトエラー耐性を施した例えばSRA
Mにおけるメモリセルの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、SRAMの低消費電力化に有効な
ものとして、CMOSインバータを利用したCMOS型
SRAMが注目されている。しかし、CMOS回路で
は、N−MOSトランジスタとP−MOSトランジスタ
を分離するための領域が必要であることから、高集積化
に不利になるという問題があった。
【0003】そこで、従来では、負荷として用いられる
P−MOSトランジスタを逆スタガー型のTFT(薄膜
トランジスタ)で構成することにより、CMOS型SR
AMの高集積化を図っている。即ち、Pチャネル型TF
T(以下、単にP−TFTと記す)をN−MOSトラン
ジスタ上に積み重ねることにより、CMOS回路の占有
面積が大幅に縮小化され、CMOS型SRAMの高集積
化を容易に実現させることができる。
【0004】従来のCMOS型SRAMの構成を図4の
等価回路図及び図5の断面図に基いて説明する。
【0005】従来のSRAMは、図4に示すように、一
対のドライバトランジスタ(N−MOSトランジスタ)
Tr1 及びTr2 とこれらドライバトランジスタTr1
及びTr2 の記憶ノードN1 及びN2 に接続された一対
のPチャネル型薄膜トランジスタ(以下、単にP−TF
Tと記す)T1 及びT2 からなる負荷により構成された
フリップフロップ回路FFと、一対のアクセストランジ
スタ(N−MOSトランジスタ)Q1 及びQ2 とからメ
モリセルが構成されている。尚、図において、WLはワ
ード線、BL及び(反転BL)はビット線である。
【0006】即ち、このSRAMの構成を図5に基いて
説明すると、P型のウェル領域31上にSiO2 等から
なるゲート絶縁膜32を介してドライバトランジスタT
1のゲート電極GD1 並びにアクセストランジスタQ
2 のゲート電極(ワード線)WLが例えば1層目の半導
体層、例えはポリサイド層にて形成され、これらゲート
電極GD1 上にSiO2 からなる層間絶縁膜33を介し
てP−TFT(T1 及びT2 )のゲート電極GT1 及び
GT2 が2層目の半導体層、例えば多結晶シリコン層に
て形成され、これらゲート電極GT1 及びGT2 上にS
iO2 からなる層間絶縁膜34を介してP−TFT(T
1 )の活性層Ac1 とVccライン35が形成されて構
成されている。
【0007】ドライバトランジスタのゲート電極GD1
とアクセストランジスタQ2 の一方のソース・ドレイン
領域SDとの接続部分で図4で示す記憶ノードN1 が構
成される。尚、36及び37はSiO2 からなる層間絶
縁膜、38は金属膜(例えばAl)からなるビット線取
出し用配線である。また、39はP型のシリコン基板、
40はN型のウェル領域である。
【0008】そして、従来では、α線等によるソフトエ
ラーを防止するために、P−TFT(T1 )のゲート電
極GT1 を活性層Ac1 の上記記憶ノードN1 に接続さ
れるドレイン領域41D下まで延長して形成することに
より、ゲート電極GT1 とドレイン領域41D間に結合
容量を形成するようにしている。この場合、P−TFT
(T1 )のゲート電極GT1 とドライバトランジスタT
1 のゲート電極GD 1 間にも結合容量が形成される。
【0009】即ち、この構成を等価回路的にみると、図
4に示すように、各記憶ノードN1及びN2 間を結合容
量Cで接続した回路構成となり、この結合容量Cによっ
て上記ソフトエラーを抑制することができる(IEDM
88 P48〜P51「A25μm2 ,New Pol
y−Si PMOS Load (PPL) SRAM
Cell Having Excellent So
ft ErrorImmunity」参照)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、SRAMに
おける結合容量Cは、図5からわかるように、ドライバ
トランジスタTr1 の上部において形成されており、ほ
ぼそのレイアウトで決まる面積で容量値が決まる。
【0011】従って、容量値を大きくしてソフトエラー
耐性を改善しようとすると、SRAMのメモリセルサイ
ズを大きくするか、ゲート電極GT1 とドレイン領域4
1D間に形成される結合容量の誘電体膜としての絶縁膜
34を薄くしなければならない。
【0012】しかし、メモリセルサイズを大きくするの
は大容量化に対して許容できず、また、結合容量Cの誘
電体膜としての絶縁膜34を薄くすると、その耐圧レベ
ル、イールド、TDDB寿命等の低下を生じてしまうの
で容易には容量値の増加が望めない。
【0013】本発明は、上述の点に鑑み、メモリセルサ
イズを増大させることなく大きな結合容量値を得ること
ができる半導体メモリ装置を提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、1対のドライ
バトランジスタTr1 ,Tr2 とこのドライバトランジ
スタTr1 ,Tr2 上に夫々記憶ノードN1 ,N2 を接
続点として積層された1対の半導体薄膜トランジスタT
1 ,T2 からなる負荷により構成されたフリップフロッ
プ回路FFと、1対のアクセストランジスタQ1 ,Q2
とからメモリセルが構成され、記憶ノードN1 及びN2
間に結合容量が形成されてなる半導体メモリ装置におい
て、半導体薄膜トランジスタT2 の活性層Ac2 と半導
体薄膜トランジスタT2 のゲート電極GT2 との重なり
部分で上記結合容量C1 を形成し、この結合容量C1
形成する重なり部分の一部をコンタクト開口H1 内に延
長形成して構成する。
【0015】
【作用】本発明においては、半導体薄膜トランジスタT
2 の活性層Ac2 と半導体薄膜トランジスタT2 のゲー
ト電極GT2 との重なり部分で結合容量C1 を形成し、
その重なり部分の一部をコンタクト開口H1 内に延長形
成することにより、コンタクト開口H1 内の側壁部が結
合容量C1 を構成する面積の一部となる。この結果、メ
モリセルサイズを増大させずに、結合容量C1 を形成す
る実質的な面積が増加し、結合容量C1 の容量値が大き
くなり、ソフトエラー耐性がより改善される。
【0016】
【実施例】以下、図1〜図3を参照して本発明の実施例
を説明する。図1は本実施例に係るSRAMの構成を示
す平面図を示し、ここでは分かり易くするためにビット
線(Al配線)BL、ドライバトランジスタTr1 ,T
2及びアクセストランジスタQ1 ,Q2 のソース・ド
レイン領域(拡散層)を除いてある。図2はその要部の
断面図、図3は本実施例に係るSRAMの等価回路図で
ある。
【0017】本実施例に係るSRAMは、図3に示すよ
うに、1対のドライバトランジスタ(N−MOSトラン
ジスタ)Tr1 及びTr2 とこれらドライバトランジス
タTr1 及びTr2 の記憶ノードN1 及びN2 に接続さ
れた1対のPチャネル型薄膜トランジスタ(以下、単に
P−TFTと記す)T1 及びT2 からなる負荷により構
成されたフリップフロップ回路FFと、1対のアクセス
トランジスタ(N−MOSトランジスタ)Q1 及びQ2
とからメモリセルが構成されている。尚、図3におい
て、WLはワード線、BL及び(反転BL)はビット線
である。
【0018】このSRAMの構成を図1及び図2に基い
て説明する。P型のウエル領域1上にSiO2 等からな
るゲート絶縁膜を介してドライバトランジスタTr1
びTr2 の各ゲート電極GD1 及びGD2 並びにアクセ
ストランジスタQ1 及びQ2のゲート電極、即ちワード
線WLが例えば1層目の半導体層、例えばポリサイド層
にて形成され、この上にSiO2 等からなる層間絶縁膜
2を介してVSSライン(接地線)3が2層目の半導体層
例えば多結晶シリコン層にて形成される。
【0019】さらに、これらVSSライン3、ゲート電極
GD1 ,GD2 及びワード線WL上にSiO2 よりなる
層間絶縁膜4を介してP−TFT(T1 及びT2 )の各
ゲート電極GT1 及びGT2 が3層目の半導体層、例え
ば多結晶シリコン層にて形成され、これらゲート電極G
1 ,GT2 上にP−TFT(T1 及びT2 )の各活性
層Ac1 ,Ac2 とVCCライン(図示せず)が4層目の
半導体層、例えば多結晶シリコン層に形成されて構成さ
れる。7C,7S及び7Dは夫々活性層Ac1,Ac2
におけるチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域で
あり、ソース領域7Sに電源VCCが印加される。
【0020】そして、各ドライバトランジスタTr1
びTr2 とP−TFT(T1 及びT 2 )との接続部分で
図3に示す記憶ノードN1 及びN2 が構成される。
【0021】しかして、本例においては、ドライバトラ
ンジスタTr1 のアクセストランジスタQ2 のソース・
ドレイン領域SDに接続されたゲート電極GD1 とP−
TFT(T2 )のゲート電極GT2 とを第1のコンタク
ト開口H1 を介して接続し、P−TFT(T2 )のゲー
ト電極GT2 とP−TFT(T1 )の活性層即ちそのド
レイン領域7Dとを第1のコンタクト開口H1 から離れ
た第2のコンタクト開口H2 を介して接続する。このコ
ンタクト開口H1 及びH2 が記憶ノードN1 に対応す
る。
【0022】一方、P−TFT(T1 )のゲート電極G
1 とドライバトランジスタTr2のゲート電極GD2
とを第3のコンタクト開口H3 を介して接続すると共
に、この第3のコンタクト開口H3 と一部重なる第4の
コンタクト開口H4 を介してP−TFT(T1 )のゲー
ト電極GT1 とP−TFT(T2 )の活性層Ac2 即ち
そのドレイン領域7Dとを接続する。このコンタクト開
口H3 及びH4 が記憶ノードN2 に対応する。
【0023】そして、コンタクト開口H1 をゲート絶縁
膜8を介してP−TFT(T2 )のゲート電極GT2
ドレイン領域7Dとが重なり合う部分の中央に形成し、
このコンタクト開口H1 内にもゲート絶縁膜8を介して
下層のP−TFT(T2 )のゲート電極GT2 と重なり
合うようにドレイン領域7Dを延長形成し、コンタクト
開口H1 内を含めたこのゲート電極GT2 とドレイン領
域7D間に結合容量C 1 (交叉斜線図示)を形成する。
即ち、この構成を等価回路的にみると、図3に示すよう
に各記憶ノードN1 及びN2 間を結合容量Cで接続した
回路構成となり、この接合容量C(即ちC1 )によって
ソフトエラーを抑制することができる。
【0024】上述の実施例によれば、P−TFT
(T2 )のゲート電極GT2 とドライバトランジスタT
1 のゲート電極GD1 が接続される第1のコンタクト
開口H1 内にもP−TFT(T2 )のドレイン領域7D
を延長形成することにより、コンタクト開口H1 の側壁
部も結合容量C1 として働き、全体として結合容量C1
の面積を増大させることができる。
【0025】従って、メモリセルの面積が小さくなって
平面的に結合容量C1 を設ける部分の面積が小さくなっ
ても、コンタクト開口H1 の側壁部が利用できるためソ
フトエラー耐性に十分な容量値を得ることができ、SR
AM自体の高集積化を促進させることができる。
【0026】
【発明の効果】本発明に係る半導体メモリ装置によれ
ば、メモリセルサイズを大きくすることなく実質的に結
合容量の面積が増大し、大きな容量値を得ることがで
き、半導体メモリ装置自体の高集積化を促進させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るSRAMの平面図である。
【図2】図1のA−A線上の断面図である。
【図3】本発明に係るSRAMの等価回路図である。
【図4】CMOS型SRAMの一般的構成を示す等価回
路図である。
【図5】従来例に係るSRAMの要部の構成を示す断面
図である。
【符号の説明】
Tr1 ,Tr2 ドライバトランジスタ T1 ,T2 半導体薄膜トランジスタ Q1 ,Q2 アクセストランジスタ N1 ,N2 記憶ノード C(C1 ) 結合容量 GD1 ,GD2 ゲート電極 GT1 ,GT2 ゲート電極 Ac1 ,Ac2 活性層 WL ワード線 BL,反転BL ビット線 1 P型ウエル領域 2,4 層間絶縁膜 3 VSSライン 5 選択酸化層 7S ソース領域 7D ドレイン領域 7C チャネル領域 8 ゲート絶縁膜 H1 ,H2 ,H3 ,H4 コンタクト開口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1対のドライバトランジスタと該ドライ
    バトランジスタ上に夫々記憶ノードを接続点として積層
    された1対の半導体薄膜トランジスタからなる負荷によ
    り構成されたフリップフロップ回路と、1対のアクセス
    トランジスタとからメモリセルが構成され、上記記憶ノ
    ード間に結合容量が形成されてなる半導体メモリ装置に
    おいて、 上記半導体薄膜トランジスタの活性層と上記半導体薄膜
    トランジスタのゲート電極との重なり部分で上記結合容
    量が形成され、該結合容量を形成する重なり部分の一部
    がコンタクト開口内に延長形成されて成ることを特徴と
    する半導体メモリ装置。
JP4173390A 1992-06-30 1992-06-30 半導体メモリ装置 Pending JPH0621394A (ja)

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JP4173390A JPH0621394A (ja) 1992-06-30 1992-06-30 半導体メモリ装置
US08/082,380 US5404326A (en) 1992-06-30 1993-06-28 Static random access memory cell structure having a thin film transistor load
KR1019930011906A KR100289865B1 (ko) 1992-06-30 1993-06-29 박막트랜지스터부하를 가지는 반도체메모리장치

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JP4173390A JPH0621394A (ja) 1992-06-30 1992-06-30 半導体メモリ装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7488639B2 (en) 2001-01-30 2009-02-10 Renesas Technology Corp. Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7488639B2 (en) 2001-01-30 2009-02-10 Renesas Technology Corp. Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device
US7893505B2 (en) 2001-01-30 2011-02-22 Renesas Electronics Corporation Semiconductor integrated circuit device

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