JPH0621395A - Semiconductor memory and its manufacture - Google Patents

Semiconductor memory and its manufacture

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JPH0621395A
JPH0621395A JP4176888A JP17688892A JPH0621395A JP H0621395 A JPH0621395 A JP H0621395A JP 4176888 A JP4176888 A JP 4176888A JP 17688892 A JP17688892 A JP 17688892A JP H0621395 A JPH0621395 A JP H0621395A
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JP
Japan
Prior art keywords
type transistor
bit line
port
layer
semiconductor memory
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Application number
JP4176888A
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Japanese (ja)
Inventor
Sadahiro Seguchi
禎浩 瀬口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0621395A publication Critical patent/JPH0621395A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a multi-port RAM capable of reducing the layout area on a semiconductor integrated circuit. CONSTITUTION:High-resistance loads 7 and 8 are composed of a high resistance polysilicon layer, and memory nodes N1 and N2 in a memory cell 50 are connected to ports through the medium of wirings 9 and 10 by the polysilicon layer of the second layer and buried contacts 20, 21, 22, and 23. The channel types of all transistors 1, 2, 3, 4, 5, and 6 used are N-type, and their layout area on a semiconductor integrated circuit is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置及びそ
の製造方法に関し、特に半導体集積回路上に形成される
2ポートスタティックRAM等のマルチポートRAM及
びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a multi-port RAM such as a 2-port static RAM formed on a semiconductor integrated circuit and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1は、2ポートスタティックRAMの
全体回路図であり、図2は、図1における従来のメモリ
セルの回路図である。この例は例えば「CMOS VL
SI設計の原理」(ウェスト(Weste) ,エシュラジアン
(Eshraghian)共著、富沢孝, 松山泰男監訳、丸善発行、
P.310)に記載されている。なお、図1,2では、アレイ
状に配列されている多数のメモリセルのうちの1個のメ
モリセル50についてその配線を示している。
2. Description of the Related Art FIG. 1 is an overall circuit diagram of a 2-port static RAM, and FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional memory cell shown in FIG. In this example, for example, "CMOS VL
Principles of SI Design "(Weste, Eshradian
(Eshraghian) Co-authored by Takashi Tomizawa, translated by Yasuo Matsuyama, published by Maruzen,
P.310). 1 and 2, the wiring is shown for one memory cell 50 out of a large number of memory cells arranged in an array.

【0003】図1において、51, 52は、入力されるアド
レス情報をデコードして、所望のワード線WL1,WL
2を駆動するアドレスデコーダである。また、53は入力
データに基づいてメモリセル50への書き込み動作を駆動
制御する書き込みドライバであり、54はメモリセル50に
記憶されたデータを検出して出力データを得るセンスア
ンプである。書き込みドライバ53, センスアンプ54に
は、ビット線B1,バーB1とビット線B2,バーB2
とが接続されている。
In FIG. 1, reference numerals 51 and 52 are for decoding the input address information to obtain desired word lines WL1 and WL.
2 is an address decoder for driving 2. Reference numeral 53 is a write driver that drives and controls the write operation to the memory cell 50 based on the input data, and 54 is a sense amplifier that detects the data stored in the memory cell 50 and obtains the output data. The write driver 53 and the sense amplifier 54 have bit lines B1, B1 and bit lines B2, B2.
And are connected.

【0004】また、図1,2において、1,2,3,
4,5,6はN型トランジスタ、11,12はP型トランジ
スタである。N型トランジスタ3のソース端子にはビッ
ト線B1が接続され、N型トランジスタ3のドレイン端
子は記憶ノードN1を介してN型トランジスタ1,P型
トランジスタ11のゲート端子とN型トランジスタ2,P
型トランジスタ12のドレイン端子とに接続されている。
また、N型トランジスタ4のソース端子にはビット線バ
ーB1が接続され、N型トランジスタ4のドレイン端子
は記憶ノードN2を介してN型トランジスタ2,P型ト
ランジスタ12のゲート端子とN型トランジスタ1,P型
トランジスタ11のドレイン端子とに接続されている。こ
れらのビット線B1,バーB1は、一対で使用される第
1ポート用のビット線対である。N型トランジスタ3,
4の各ゲート端子には、ビット線B1,バーB1を使っ
てデータを読み書きする際に使用される第1ポート用の
ワード線WL1が接続されている。
Further, in FIGS. 1 and 2, 1, 2, 3,
4, 5 and 6 are N-type transistors, and 11 and 12 are P-type transistors. The bit line B1 is connected to the source terminal of the N-type transistor 3, and the drain terminal of the N-type transistor 3 is connected through the storage node N1 to the gate terminals of the N-type transistor 1 and the P-type transistor 11 and the N-type transistors 2 and P.
The drain terminal of the type transistor 12 is connected.
Further, the bit line bar B1 is connected to the source terminal of the N-type transistor 4, and the drain terminal of the N-type transistor 4 is connected via the storage node N2 to the gate terminals of the N-type transistor 2 and the P-type transistor 12 and the N-type transistor 1. , And to the drain terminal of the P-type transistor 11. These bit lines B1 and B1 are a pair of bit lines for the first port used in a pair. N-type transistor 3,
A word line WL1 for the first port, which is used when reading and writing data using the bit line B1 and the bar B1, is connected to each gate terminal 4 of FIG.

【0005】N型トランジスタ5のソース端子にはビッ
ト線B2が接続され、N型トランジスタ5のドレイン端
子は記憶ノードN1を介してN型トランジスタ1,P型
トランジスタ11のゲート端子とN型トランジスタ2,P
型トランジスタ12のドレイン端子とに接続されている。
また、N型トランジスタ6のソース端子にはビット線バ
ーB2が接続され、N型トランジスタ6のドレイン端子
は記憶ノードN2を介してN型トランジスタ2,P型ト
ランジスタ12のゲート端子とN型トランジスタ1,P型
トランジスタ11のドレイン端子とに接続されている。こ
れらのビット線B2,バーB2は、一対で使用される第
2ポート用のビット線対である。N型トランジスタ5,
6の各ゲート端子には、ビット線B2,バーB2を使っ
てデータを読み書きする際に使用される第2ポート用の
ワード線WL2が接続されている。
A bit line B2 is connected to the source terminal of the N-type transistor 5, and the drain terminal of the N-type transistor 5 is connected through the storage node N1 to the gate terminals of the N-type transistor 1 and the P-type transistor 11 and the N-type transistor 2. , P
The drain terminal of the type transistor 12 is connected.
The bit line bar B2 is connected to the source terminal of the N-type transistor 6, and the drain terminal of the N-type transistor 6 is connected to the gate terminals of the N-type transistor 2 and the P-type transistor 12 and the N-type transistor 1 via the storage node N2. , And to the drain terminal of the P-type transistor 11. These bit lines B2 and B2 are a pair of bit lines for the second port used in a pair. N-type transistor 5,
A word line WL2 for the second port used when reading and writing data using the bit line B2 and the bar B2 is connected to each gate terminal of 6.

【0006】N型トランジスタ1,2のソース端子は接
地されている。また、P型トランジスタ11,12のソース
端子には電源Vccが接続されている。そして、記憶ノー
ドN1,N2は、ビット線及びワード線の電圧に応じて
その電位が変化する。
The source terminals of the N-type transistors 1 and 2 are grounded. The power source Vcc is connected to the source terminals of the P-type transistors 11 and 12. The potentials of the storage nodes N1 and N2 change according to the voltages of the bit line and the word line.

【0007】次に、動作について説明する。まず、第1
ポートからメモリセル50にデータを書き込む場合につい
て述べる。書き込みドライバ53により、メモリセル50に
書き込むべきデータをビット線B1上に設定し、そのデ
ータの反転信号をビット線バーB1上に設定する。次
に、ワード線WL1を駆動し、N型トランジスタ3,4
をオンにする。例えば、ビット線B1は電圧が高い”
H”状態であって、ビット線バーB1は電圧が低い”
L”状態であるとする。ワード線WL1が駆動されて”
H”状態になると、記憶ノードN1は”H”状態にな
り、記憶ノードN2は”L”状態になる。その後、ワー
ド線WL1を”L”状態にしてN型トランジスタ3,4
をオフにしても、記憶ノードN1での電位は”H”状
態、記憶ノードN2での電位は”L”状態に保たれたま
ま安定状態として維持される。
Next, the operation will be described. First, the first
A case of writing data from the port to the memory cell 50 will be described. The write driver 53 sets the data to be written in the memory cell 50 on the bit line B1 and sets the inverted signal of the data on the bit line bar B1. Next, the word line WL1 is driven to drive the N-type transistors 3 and 4
Turn on. For example, the bit line B1 has a high voltage "
In the "H" state, the voltage of the bit line bar B1 is low "
It is assumed that it is in the L state. When the word line WL1 is driven,
In the H state, the storage node N1 is in the "H" state and the storage node N2 is in the "L" state.After that, the word line WL1 is in the "L" state and the N-type transistors 3 and 4 are provided.
Even if is turned off, the potential at the storage node N1 is maintained in the "H" state and the potential at the storage node N2 is maintained in the "L" state, and is maintained as a stable state.

【0008】次に、第1ポートからデータを読み出す場
合について述べる。まずビット線B1,バーB1がプリ
チャージされる。次に、アドレスデコーダ51によりワー
ド線WL1を駆動してN型トランジスタ3,4をオン状
態にする。記憶ノードN1が”H”状態であり、記憶ノ
ードN2が”L”状態であれば、ビット線B1はプリチ
ャージ状態のまま維持され、ビット線バーB1はディス
チャージされて”L”状態になる。そして、記憶ノード
N1,N2に記憶されているデータがビット線B1,バ
ーB1を介してセンスアンプ54に読み出される。
Next, the case of reading data from the first port will be described. First, the bit line B1 and the bar B1 are precharged. Next, the address decoder 51 drives the word line WL1 to turn on the N-type transistors 3 and 4. When the storage node N1 is in the "H" state and the storage node N2 is in the "L" state, the bit line B1 is maintained in the precharged state, and the bit line bar B1 is discharged to be in the "L" state. Then, the data stored in the storage nodes N1 and N2 are read out to the sense amplifier 54 via the bit line B1 and the bar B1.

【0009】なお、第2ポートによるデータの書き込
み,読出し動作は、上述した第1ポートによるデータの
書き込み,読出し動作と同様であるので、その説明は省
略する。但し、この場合には、ビット線B2,バーB2
とワード線WL2とN型トランジスタ5,6とを使用す
る。
Since the data write / read operation by the second port is the same as the data write / read operation by the first port, the description thereof will be omitted. However, in this case, the bit line B2 and the bar B2
And word line WL2 and N-type transistors 5 and 6 are used.

【0010】以上のような構成のメモリセルを使用した
半導体記憶装置では、ワード線WL1を使って選択した
あるアドレスにビット線B1,バーB1からアクセスす
ると共に、ワード線WL2を使って選択した他のアドレ
スにビット線B2,バーB2からアクセスすることが可
能である。このような2ポートメモリセルは、最近のマ
イクロプロセッサ内部でよく使用されている。
In the semiconductor memory device using the memory cell having the above-mentioned structure, a certain address selected by using the word line WL1 is accessed from the bit line B1 and the bar B1 and selected by using the word line WL2. Can be accessed from the bit line B2 and the bar B2. Such a 2-port memory cell is often used inside a recent microprocessor.

【0011】図2の2ポートメモリセルを半導体集積回
路上に構成する際のレイアウト例を図3に、またその断
面図を図4に示す。このレイアウトは、1層のポリシリ
コン層60と2層の金属層61, 62とから形成されている。
ビット線B1,バーB1,B2,バーB2は第2層目の
金属層62により形成され、電源Vccと接地電位GNDと
を供給するための配線は第1層目の金属層61により形成
されている。
FIG. 3 shows a layout example when the 2-port memory cell of FIG. 2 is formed on a semiconductor integrated circuit, and FIG. 4 is a sectional view thereof. This layout is made up of one polysilicon layer 60 and two metal layers 61, 62.
The bit lines B1, B1, B2, B2 are formed by the second metal layer 62, and the wiring for supplying the power supply Vcc and the ground potential GND is formed by the first metal layer 61. There is.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体記憶装置
は以上のように構成されていて、P型トランジスタとN
型トランジスタとが混在するので、両トランジスタの設
置間隔を、 0.8μmの設計ルールでは少なくとも5μm
以上は設ける必要があり、メモリセルの小型化には限界
があるという問題点があった。
The conventional semiconductor memory device is configured as described above and includes a P-type transistor and an N-type transistor.
Type transistors coexist, so the distance between both transistors should be at least 5 μm in the 0.8 μm design rule.
It is necessary to provide the above, and there is a problem that there is a limit to miniaturization of the memory cell.

【0013】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、レイアウト面積を減少して装置
全体の小型化を実現できる半導体記憶装置及びその製造
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device which can reduce the layout area and realize the miniaturization of the entire device, and a manufacturing method thereof. To do.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体記憶
装置は、複数のポリシリコン層を有し、負荷素子を1つ
のポリシリコン層にて構成し、記憶ノードとポートとを
第2層目以上の1つのポリシリコン層及び埋込コンタク
トを介して接続するように構成したことを特徴とする。
A semiconductor memory device according to the present invention has a plurality of polysilicon layers, a load element is formed of one polysilicon layer, and a storage node and a port are formed in a second layer. It is characterized in that it is configured to be connected through the above-mentioned one polysilicon layer and the buried contact.

【0015】本発明に係る半導体記憶装置の製造方法
は、複数のポリシリコン層を形成し、1つのポリシリコ
ン層に不純物を注入しないことによって負荷素子を作成
し、第2層目以上の1つのポリシリコン層及び埋込コン
タクトにより記憶ノードとポートとを接続させることを
特徴とする。
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, a plurality of polysilicon layers are formed, and a load element is formed by not implanting impurities into one polysilicon layer, and one load layer of the second or higher layer is formed. It is characterized in that the storage node and the port are connected by a polysilicon layer and a buried contact.

【0016】[0016]

【作用】本発明では、これによって、使用するすべての
トランジスタのチャネル型をN型(またはP型)に統一
できるので、N型,P型のトランジスタを混在させた従
来例に比べて、半導体集積回路上におけるレイアウト面
積が縮小される。
According to the present invention, since the channel types of all the transistors used can be unified to N type (or P type), the semiconductor integrated circuit can be compared to the conventional example in which N type and P type transistors are mixed. The layout area on the circuit is reduced.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments.

【0018】図5は本発明による2ポートスタティック
RAMの特徴部分の回路図である。なお、全体の回路図
は図1に示すものと同じである。図中1,2,3,4,
5,6はN型トランジスタである。N型トランジスタ3
のソース端子にはビット線B1が接続され、N型トラン
ジスタ3のドレイン端子は、埋込コンタクト21, 記憶ノ
ードN1を介して、N型トランジスタ1のゲート端子,
N型トランジスタ2のドレイン端子及び高抵抗負荷7と
接続されている。N型トランジスタ4のソース端子には
ビット線バーB1が接続され、N型トランジスタ4のド
レイン端子は、埋込コンタクト22, 記憶ノードN2を介
して、N型トランジスタ2のゲート端子,N型トランジ
スタ1のドレイン端子及び高抵抗負荷8と接続されてい
る。これらのビット線B1,バーB1は、一対で使用さ
れる第1ポート用のビット線対である。N型トランジス
タ3,4の各ゲート端子には、ビット線B1,バーB1
を使ってデータを読み書きする際に使用される第1ポー
ト用のワード線WL1が接続されている。
FIG. 5 is a circuit diagram of a characteristic portion of the 2-port static RAM according to the present invention. The overall circuit diagram is the same as that shown in FIG. 1, 2, 3, 4, in the figure
Reference numerals 5 and 6 are N-type transistors. N-type transistor 3
Is connected to the bit line B1 and the drain terminal of the N-type transistor 3 is connected to the gate terminal of the N-type transistor 1 via the buried contact 21 and the storage node N1.
It is connected to the drain terminal of the N-type transistor 2 and the high resistance load 7. The bit line bar B1 is connected to the source terminal of the N-type transistor 4, and the drain terminal of the N-type transistor 4 is connected to the gate terminal of the N-type transistor 2 and the N-type transistor 1 via the buried contact 22 and the storage node N2. Is connected to the drain terminal and the high resistance load 8. These bit lines B1 and B1 are a pair of bit lines for the first port used in a pair. Each of the gate terminals of the N-type transistors 3 and 4 has a bit line B1 and a bar B1.
The word line WL1 for the first port used when reading and writing data using is connected.

【0019】N型トランジスタ5のソース端子にはビッ
ト線B2が接続され、N型トランジスタ5のドレイン端
子は、埋込コンタクト20, 中抵抗部分である配線9,埋
込コンタクト21, 記憶ノードN1を介して、N型トラン
ジスタ1のゲート端子,N型トランジスタ2のドレイン
端子及び高抵抗負荷7と接続されている。N型トランジ
スタ6のソース端子にはビット線バーB2が接続され、
N型トランジスタ6のドレイン端子は、埋込コンタクト
23, 中抵抗部分である配線10,埋込コンタクト22, 記憶
ノードN2を介して、N型トランジスタ2のゲート端
子,N型トランジスタ1のドレイン端子及び高抵抗負荷
8と接続されている。これらビット線B2,バーB2
は、一対で使用される第2ポート用のビット線対であ
る。N型トランジスタ5,6の各ゲート端子には、ビッ
ト線B2,バーB2を使ってデータを読み書きする際に
使用される第2ポート用のワード線WL2が接続されて
いる。N型トランジスタ1,2の各ソース端子は接地さ
れている。高抵抗負荷7,8には電源Vccがそれぞれ接
続されており、電圧は高抵抗負荷7,8を介して供給さ
れる。
The bit line B2 is connected to the source terminal of the N-type transistor 5, and the drain terminal of the N-type transistor 5 includes a buried contact 20, a wiring 9 which is a medium resistance portion, a buried contact 21, and a storage node N1. It is connected to the gate terminal of the N-type transistor 1, the drain terminal of the N-type transistor 2, and the high resistance load 7 via the. The bit line bar B2 is connected to the source terminal of the N-type transistor 6,
The drain terminal of the N-type transistor 6 has a buried contact
It is connected to the gate terminal of the N-type transistor 2, the drain terminal of the N-type transistor 1 and the high resistance load 8 via 23, the wiring 10 which is a medium resistance portion, the buried contact 22, and the storage node N2. These bit lines B2 and bar B2
Are bit line pairs for the second port used in pairs. A word line WL2 for the second port used when reading and writing data using the bit line B2 and bar B2 is connected to each gate terminal of the N-type transistors 5 and 6. The source terminals of the N-type transistors 1 and 2 are grounded. A power supply Vcc is connected to the high resistance loads 7 and 8, respectively, and a voltage is supplied via the high resistance loads 7 and 8.

【0020】図5に示すような回路を半導体集積回路上
に構成する際のレイアウト例を図6に、またその断面図
を図7に示す。N型トランジスタ1,2,3,4,5,
6の各ゲート端子は、第1層目のポリシリコン層にて形
成される。ビット線B1,バーB1,B2,バーB2は
第1層目の金属層にて形成される。高抵抗負荷7,8
は、第2層目のポリシリコン層に不純物を注入しないこ
とによって形成される。中抵抗部分である配線9,10
は、第2層目のポリシリコン層に不純物を注入すること
によって形成される。また、埋込コンタクト20, 21, 2
2, 23は、ポリシリコン層とトランジスタのソースまた
はドレインを形成する拡散領域とを金属層を介すること
なく直接結合できるコンタクトである。
FIG. 6 shows a layout example when the circuit shown in FIG. 5 is formed on a semiconductor integrated circuit, and FIG. 7 is a sectional view thereof. N-type transistors 1, 2, 3, 4, 5,
Each gate terminal 6 is formed by the first polysilicon layer. The bit lines B1, bars B1, B2, B2 are formed of the first metal layer. High resistance load 7,8
Are formed by not implanting impurities into the second polysilicon layer. Wiring 9, 10 which is a medium resistance part
Is formed by implanting impurities into the second polysilicon layer. Also, embedded contacts 20, 21, 2
Reference numerals 2 and 23 are contacts which can directly connect the polysilicon layer and the diffusion region forming the source or drain of the transistor without the metal layer.

【0021】ビット線B2はN型トランジスタ5のソー
ス端子と通常の拡散コンタクトにより接続される。N型
トランジスタ5のドレイン端子は、第2層目のポリシリ
コン層を介して、N型トランジスタ3のドレイン端子,
N型トランジスタ1のゲート端子及び高抵抗負荷7に接
続される。N型トランジスタ5のドレイン端子と第2層
目のポリシリコン層とは、埋込コンタクト20を用いて接
続される。ビット線バーB2はN型トランジスタ6のソ
ース端子と通常の拡散コンタクトにより接続される。N
型トランジスタ6のドレイン端子は、第2層目のポリシ
リコン層を介して、N型トランジスタ4のドレイン端
子,N型トランジスタ2のゲート端子及び高抵抗負荷8
に接続される。N型トランジスタ6のドレイン端子と第
2層目のポリシリコン層とは、埋込コンタクト23を用い
て接続される。電圧は、高抵抗負荷7,8に接続される
第2層目のポリシリコン層を介して供給される。接地電
位は、N型トランジスタ1,2のソース端子を形成して
いる拡散領域に接続される。ビット線B1及びビット線
バーB1それぞれは、N型トランジスタ3及びN型トラ
ンジスタ4のソース端子に通常の拡散コンタクトにより
接続される。
The bit line B2 is connected to the source terminal of the N-type transistor 5 by a normal diffusion contact. The drain terminal of the N-type transistor 5 is connected to the drain terminal of the N-type transistor 3 via the second polysilicon layer,
It is connected to the gate terminal of the N-type transistor 1 and the high resistance load 7. The drain terminal of the N-type transistor 5 and the second polysilicon layer are connected using the buried contact 20. The bit line bar B2 is connected to the source terminal of the N-type transistor 6 by a normal diffusion contact. N
The drain terminal of the N-type transistor 6 is connected to the drain terminal of the N-type transistor 4, the gate terminal of the N-type transistor 2 and the high resistance load 8 via the second polysilicon layer.
Connected to. The drain terminal of the N-type transistor 6 and the second polysilicon layer are connected using a buried contact 23. The voltage is supplied through the second polysilicon layer connected to the high resistance loads 7 and 8. The ground potential is connected to the diffusion region forming the source terminals of the N-type transistors 1 and 2. Each of the bit line B1 and the bit line bar B1 is connected to the source terminals of the N-type transistor 3 and the N-type transistor 4 by a normal diffusion contact.

【0022】次に、このような構成の半導体記憶装置の
製造方法を、その工程を示す図8,9,10を参照して説
明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor memory device having such a structure will be described with reference to FIGS.

【0023】まず、P型シリコンの基板31の表面側にP
ウェル32, Nウェル33を形成する(図8(a))。次に、P
ウェル32とNウェル33との境界部にSiO2 膜からなる
フィールド絶縁膜34を形成する(図8(b))。Pウェル32
及びNウェル33の表面全域にSiO2 膜からなるゲート
絶縁膜35を形成した後(図8(c))、このゲート絶縁膜35
の中央部に1層目のポリシリコン層からなる第1ゲート
36を形成する(図8(d))。第1ゲート36が形成されてい
ないゲート絶縁膜35の下方のPウェル32, Nウェル33
に、例えばイオン注入法により、N+ 拡散領域37, P+
拡散領域38をそれぞれ形成する(図9(e))。次いで、S
iO2 膜39を全域に形成した後、一方のN+ 拡散領域37
に達する埋め込みコンタクトホール40を形成し(図9
(f))、その埋め込みコンタクトホール40に2層目のポリ
シリコン層からなる第2ゲート41を形成する(図9
(g))。次に、SiO2 膜42を全域に更に形成した後、他
方のN+ 拡散領域37とP+ 拡散領域38とに達するコンタ
クトホール43を形成し(図10(h))、そのコンタクトホー
ル43に1層目の金属層である第1Al層44を形成する
(図10(i))。SiO2 膜45を全域に更に形成した後、S
iO2 膜45の一部に第1Al層44に達するスルーホール
46を形成し、そのスルーホール46に2層目の金属層であ
る第2Al層47を形成する(図10(j))。
First, P on the surface side of the P-type silicon substrate 31.
Well 32 and N well 33 are formed (FIG. 8A). Then P
A field insulating film 34 made of a SiO 2 film is formed at the boundary between the well 32 and the N well 33 (FIG. 8B). P well 32
After forming a gate insulating film 35 made of a SiO 2 film on the entire surface of the N well 33 (FIG. 8C), the gate insulating film 35 is formed.
First gate made of the first polysilicon layer in the center of the
36 is formed (FIG. 8 (d)). The P well 32 and the N well 33 below the gate insulating film 35 where the first gate 36 is not formed
In addition, for example, by ion implantation, the N + diffusion region 37, P +
The diffusion regions 38 are respectively formed (FIG. 9E). Then S
After forming the iO 2 film 39 over the entire area, one of the N + diffusion regions 37
To form a buried contact hole 40 (see FIG. 9).
(f)), a second gate 41 made of a second polysilicon layer is formed in the buried contact hole 40 (FIG. 9).
(g)). Next, after further forming the SiO 2 film 42 over the entire area, a contact hole 43 reaching the other N + diffusion region 37 and P + diffusion region 38 is formed (FIG. 10 (h)), and the contact hole 43 is formed. A first Al layer 44, which is the first metal layer, is formed (FIG. 10 (i)). After further forming the SiO 2 film 45 on the entire area, S
Through hole reaching part of the iO 2 film 45 to the first Al layer 44
46 is formed, and the second Al layer 47 which is the second metal layer is formed in the through hole 46 (FIG. 10 (j)).

【0024】次に、本発明の半導体記憶装置の動作につ
いて説明する。
Next, the operation of the semiconductor memory device of the present invention will be described.

【0025】まず、第1ポートからメモリセル50にデー
タを書き込む場合について述べる。書き込みドライバ53
により、メモリセル50に書き込むべきデータをビット線
B1上に設定し、そのデータの反転信号をビット線バー
B1上に設定する。次に、アドレスデコーダ51によって
ワード線WL1を駆動し、N型トランジスタ3,4をオ
ンにする。例えば、ビット線B1は電圧が高い”H”状
態であって、ビット線バーB1は電圧が低い”L”状態
であるとする。ワード線WL1が駆動されて”H”状態
になると、記憶ノードN1は”H”状態になり、記憶ノ
ードN2は”L”状態になる。その後、ワード線WL1
を”L”状態にしてN型トランジスタ3,4をオフにし
ても、記憶ノードN1での電位は”H”状態、記憶ノー
ドN2での電位は”L”状態に保たれたまま安定状態と
して維持されてデータが書き込まれる。
First, the case of writing data from the first port to the memory cell 50 will be described. Write driver 53
Thus, the data to be written in the memory cell 50 is set on the bit line B1 and the inverted signal of the data is set on the bit line bar B1. Next, the address decoder 51 drives the word line WL1 to turn on the N-type transistors 3 and 4. For example, it is assumed that the bit line B1 is in a high voltage "H" state and the bit line bar B1 is in a low voltage "L" state. When the word line WL1 is driven to be in the "H" state, the storage node N1 is in the "H" state and the storage node N2 is in the "L" state. Then word line WL1
Is set to the "L" state and the N-type transistors 3 and 4 are turned off, the potential at the storage node N1 is kept at the "H" state and the potential at the storage node N2 is kept at the "L" state, and the stable state is maintained. It is maintained and data is written.

【0026】次に、第1ポートからデータを読み出す場
合について述べる。まず、ビット線B1,バーB1がプ
リチャージされる。次に、アドレスデコーダ51により、
ワード線WL1を駆動してN型トランジスタ3,4をオ
ン状態にする。記憶ノードN1が”H”状態であり、記
憶ノードN2が”L”状態であれば、ビット線B1はプ
リチャージ状態のまま維持され、ビット線バーB1はデ
ィスチャージされて”L”状態になる。そして、記憶ノ
ードN1,N2に記憶されているデータがビット線B
1,バーB1を介してセンスアンプ54に読み出される。
Next, the case of reading data from the first port will be described. First, the bit lines B1 and B1 are precharged. Next, by the address decoder 51,
The word line WL1 is driven to turn on the N-type transistors 3 and 4. When the storage node N1 is in the "H" state and the storage node N2 is in the "L" state, the bit line B1 is maintained in the precharged state, and the bit line bar B1 is discharged to be in the "L" state. Then, the data stored in the storage nodes N1 and N2 is the bit line B.
1, read to the sense amplifier 54 via the bar B1.

【0027】第2ポートによるデータの書き込み,読出
し動作は、上述した第1ポートによるデータの書き込
み,読出し動作と同様であるので、その説明は省略す
る。但し、この場合には、ビット線B2,バーB2とワ
ード線WL2とN型トランジスタ5,6とを使用する。
Since the data writing / reading operation by the second port is similar to the data writing / reading operation by the first port, the description thereof will be omitted. However, in this case, the bit line B2, the bar B2, the word line WL2, and the N-type transistors 5 and 6 are used.

【0028】なお、上述の実施例では、2層のポリシリ
コン層を有する構成としたが、必要であれば、ポリシリ
コン層を3層以上の構成とし、第2層目以上の1つのポ
リシリコン層及び埋込コンタクトにより記憶ノードとポ
ートとを接続するようにしても良い。
In the above-mentioned embodiment, the structure having two polysilicon layers is adopted. However, if necessary, the polysilicon layer may be composed of three or more layers, and one polysilicon of the second layer or more may be formed. The storage node and the port may be connected by a layer and a buried contact.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体記憶装置
では、負荷素子を高抵抗ポリシリコン層により形成し、
メモリセル内の記憶ノードとポートとを第2層目以上の
1つのポリシリコン層及び埋込コンタクトにて接続させ
ているので、使用するすべてのトランジスタのチャネル
型を1つに統一できるので、半導体集積回路上における
レイアウト面積を従来例に比べて減少できる(レイアウ
ト面積をほぼ半分に低減できる)効果がある。書込み専
用ポートを有するマルチポートメモリにおいて、書込み
専用ポートに対して本発明を適用した場合に、特に実用
的な効果を奏する。
As described above, in the semiconductor memory device of the present invention, the load element is formed of the high resistance polysilicon layer,
Since the storage node and the port in the memory cell are connected by one polysilicon layer of the second layer or more and the buried contact, the channel types of all the transistors used can be unified into one semiconductor. There is an effect that the layout area on the integrated circuit can be reduced (the layout area can be reduced to about half) compared to the conventional example. In a multi-port memory having a write-only port, when the present invention is applied to the write-only port, a particularly practical effect is achieved.

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

【図1】2ポート記憶装置の全体回路図である。FIG. 1 is an overall circuit diagram of a 2-port storage device.

【図2】従来の半導体記憶装置の部分回路図である。FIG. 2 is a partial circuit diagram of a conventional semiconductor memory device.

【図3】従来の半導体記憶装置のレイアウト例を示す平
面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a layout example of a conventional semiconductor memory device.

【図4】従来の半導体記憶装置のレイアウト例を示す断
面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a layout example of a conventional semiconductor memory device.

【図5】本発明の半導体記憶装置の一実施例の部分回路
図である。
FIG. 5 is a partial circuit diagram of an embodiment of a semiconductor memory device of the present invention.

【図6】本発明の半導体記憶装置の一実施例のレイアウ
ト例を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a layout example of an embodiment of the semiconductor memory device of the present invention.

【図7】本発明の半導体記憶装置の一実施例のレイアウ
ト例を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a layout example of an embodiment of the semiconductor memory device of the present invention.

【図8】本発明の半導体記憶装置の一実施例の製造工程
の一部を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a part of the manufacturing process of the embodiment of the semiconductor memory device of the present invention.

【図9】本発明の半導体記憶装置の一実施例の製造工程
の一部を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a part of the manufacturing process of the embodiment of the semiconductor memory device of the present invention.

【図10】本発明の半導体記憶装置の一実施例の製造工
程の一部を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a part of the manufacturing process of the embodiment of the semiconductor memory device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7,8 高抵抗負荷 9,10 第2層目のポリシリコン層による配線 20, 21, 22, 23 埋込コンタクト 50 メモリセル N1,N2 記憶ノード 7,8 High resistance load 9,10 Wiring by the second polysilicon layer 20, 21, 22, 23 Buried contact 50 Memory cell N1, N2 Storage node

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年11月4日[Submission date] November 4, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Name of item to be corrected] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0023】まず、P型シリコンの基板31の表面側にP
ウェル32, Nウェル33を形成する(図8(a))。次に、
ランジスタを形成しない領域にSiO2 膜からなるフィ
ールド絶縁膜34を形成する(図8(b))。Pウェル32及び
Nウェル33の表面全域にSiO2 膜からなるゲート絶縁
膜35を形成した後(図8(c))、このゲート絶縁膜35の中
央部に1層目のポリシリコン層からなる第1ゲート36を
形成する(図8(d))。第1ゲート36が形成されていない
ゲート絶縁膜35の下方のPウェル32, Nウェル33に、例
えばイオン注入法により、N+ 拡散領域37, P+ 拡散領
域38をそれぞれ形成する(図9(e))。次いで、SiO2
膜39を全域に形成した後、一方のN+ 拡散領域37に達す
る埋め込みコンタクトホール40を形成し(図9(f))、そ
の埋め込みコンタクトホール40に2層目のポリシリコン
層からなる第2ゲート41を形成する(図9(g))。第2ゲ
ート41で、高抵抗負荷を形成する領域を除いて、イオン
注入を行ない、中抵抗化した第2ゲート配線を形成す
る。次に、SiO2 膜42を全域に更に形成した後、他方
のN+ 拡散領域37とP+ 拡散領域38とに達するコンタク
トホール43を形成し(図10(h))、そのコンタクトホール
43に1層目の金属層である第1Al層44を形成する(図
10(i))。SiO2 膜45を全域に更に形成した後、SiO
2 膜45の一部に第1Al層44に達するスルーホール46を
形成し、そのスルーホール46に2層目の金属層である第
2Al層47を形成する(図10(j))。
First, P on the surface side of the P-type silicon substrate 31.
Well 32 and N well 33 are formed (FIG. 8A). Then, theft
A field insulating film 34 made of a SiO 2 film is formed in the region where the transistor is not formed (FIG. 8B). After the gate insulating film 35 made of a SiO 2 film is formed on the entire surface of the P well 32 and the N well 33 (FIG. 8C), the first polysilicon layer is formed at the center of the gate insulating film 35. The first gate 36 is formed (FIG. 8 (d)). An N + diffusion region 37 and a P + diffusion region 38 are formed in the P well 32 and the N well 33 below the gate insulating film 35 where the first gate 36 is not formed, for example, by an ion implantation method (see FIG. 9 ( e)). Then SiO 2
After the film 39 is formed over the entire area, a buried contact hole 40 reaching one of the N + diffusion regions 37 is formed (FIG. 9F), and the buried contact hole 40 is formed with a second polysilicon layer as a second layer. The gate 41 is formed (FIG. 9 (g)). 2nd game
Root 41, except for the areas that form the high resistance load,
Inject to form the second gate wiring with medium resistance
It Next, a SiO 2 film 42 is further formed over the entire area, and then a contact hole 43 reaching the other N + diffusion region 37 and P + diffusion region 38 is formed (FIG. 10 (h)).
A first Al layer 44, which is the first metal layer, is formed on 43 (see FIG.
10 (i)). After further forming the SiO 2 film 45 on the entire area,
A through hole 46 reaching the first Al layer 44 is formed in a part of the second film 45, and a second Al layer 47 which is a second metal layer is formed in the through hole 46 (FIG. 10 (j)).

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のポートと記憶ノードとを有する半
導体記憶装置において、複数層のポリシリコン層と、前
記ポリシリコン層のうちの1層を高抵抗にしてなる負荷
素子とを備え、前記記憶ノードとポートとを前記ポリシ
リコン層のうちの第2層目以上の1層のポリシリコン層
及び埋込コンタクトを介して接続させた構成をなすこと
を特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device having a plurality of ports and a storage node, comprising: a plurality of polysilicon layers; and a load element in which one of the polysilicon layers has a high resistance, A semiconductor memory device having a structure in which a node and a port are connected to each other through a second or more polysilicon layer of the polysilicon layer and a buried contact.
【請求項2】 複数のポートと記憶ノードとを接続させ
て半導体記憶装置を製造する方法において、複数層のポ
リシリコン層を使用し、前記ポリシリコン層のうちの1
層を高抵抗にして負荷素子を形成し、前記記憶ノードと
ポートとを前記ポリシリコン層のうちの第2層目以上の
1層のポリシリコン層及び埋込コンタクトにて接続させ
ることを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor memory device by connecting a plurality of ports to a storage node, wherein a plurality of polysilicon layers are used, and one of the polysilicon layers is used.
A layer is made to have a high resistance to form a load element, and the storage node and the port are connected by a polysilicon layer of a second layer or more of the polysilicon layer and a buried contact. Method of manufacturing semiconductor memory device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0767491A2 (en) * 1995-10-05 1997-04-09 STMicroelectronics, Inc. Method of forming a contact
JP2018525823A (en) * 2015-08-28 2018-09-06 マイクロン テクノロジー, インク. Semiconductor device including conductive wire, and method of manufacturing semiconductor device including conductive wire

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