JPH06291281A - Sramメモリーセル構造及びその形成方法 - Google Patents

Sramメモリーセル構造及びその形成方法

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JPH06291281A
JPH06291281A JP5074847A JP7484793A JPH06291281A JP H06291281 A JPH06291281 A JP H06291281A JP 5074847 A JP5074847 A JP 5074847A JP 7484793 A JP7484793 A JP 7484793A JP H06291281 A JPH06291281 A JP H06291281A
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JP
Japan
Prior art keywords
forming
memory cell
insulating film
sram memory
cell structure
Prior art date
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JP5074847A
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English (en)
Inventor
Michio Mano
三千雄 眞野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】セル面積を縮小化すると共に拡散抵抗、容量の
増大を防止し得るSRAMメモリーセル構造及びその形
成方法を提供する。 【構成】基板25上にワードトランジスタとドライバー
トランジスタを配し、負荷素子をその上層部に積層して
構成してなるSRAMメモリーセル構造において、セル
の略中央にワード線を配し、その両側に2つのドライバ
ートランジスタ8、9を配し、且つ前記ドライバートラ
ンジスタに信号を供給するコンタクトホール内に、ビッ
トコンタクト12用の配線を多層構造配置してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、SRAMメモリーセル
構造及びその形成方法に係り、特にコンタクトホールの
面積を減少し、且つ信号伝達に伴う抵抗等を減少させた
SRAMメモリーセル構造及びその形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フリップフロップ回路を基本のメモリー
セルとするMOSのスタティックRAM(SRAM)は
ダイナミック型に比較して高連であり、非破壊の読み出
しが可能である。
【0003】図10に一般的なCMOS−SRAMメモ
リーセル回路を示す。図10に示すように、CMOS−
SRAMメモリーセルでは同一チップ上にPチャンネル
MOSトランジスタ(Tr)3及び4とNチャンネルM
OSトランジスタ(Tr)1、2、5及び6を形成して
メモリーを実現している。図10のNチャンネルMOS
Tr1及び6はワードTrであり、NチャンネルMO
S Tr2及び5はドライバーTrであり、Pチャンネ
ルTr3及び4は負荷Trである。
【0004】従来のSRAMセル構造として、例えば薄
膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)を備
えた構造であるTFT負荷型SRAMメモリーセル構造
が知られている。その構造の一例を図11に示す。この
図はワードTrとドライバーTrのそれぞれのゲート電
極の配置と、それらのTrに関連した配線のコンタクト
の配置のみを示した。図11において、ワード線(電
極)7が図10のTr1及び6に相当し、ドライバート
ランジスタ(電極)8及び9が図10のTr2及び5に
相当し、ワード線7に対して2つのドライバーTr8及
び9が略平行に且つ点対称にレイアウトされているのが
特徴である。領域10はワード線7と、ドライバー8及
び9とを絶縁分離する素子分離領域を示し、ノードコン
タクト11から取り出される信号Sはワード線7を通過
し、電極8のコンタクトホール8a部の下の拡散層を経
由してビットコンタクト12から取り出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図11に示した従来の
TFT負荷型のSRAMメモリーセル構造では、上述し
たようにノードコンタクト(記憶ノード)11からビッ
トコンタクト12に記憶情報の信号を伝達するために、
ドライバートランジスタ8の下の拡散層を通す必要があ
った。そのために抵抗、容量が大きくなり、しかも各ゲ
ート電圧に対する絶縁耐圧が保証しにくくなった。
【0006】また、このようにドライバートランジスタ
8のゲートコンタクトとビットコンタクトとが隔離して
配置されていることは単位セルの面積の増長としての観
点で好ましくなかった。
【0007】そこで本発明は上記課題を考慮して、単セ
ル面積を縮小化すると共に、拡散抵抗、容量の増大を防
止し得るSRAMメモリーセル構造及びその形成方法を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、基板上にワードトランジスタとドライバートランジ
スタを配し、負荷素子をその上層部に積層して構成して
なるSRAMメモリーセル構造において、セルの略中央
にワード線を配し、その両側に2つのドライバートラン
ジスタを配し、且つ前記ドライバートランジスタに信号
を供給するコンタクトホール内に、ビットコンタクト用
の配線を多層構造配置してなることを特徴とするSRA
Mメモリーセル構造によって解決される。
【0009】更に上記課題は本発明によれば、SRAM
メモリーセル構造を形成する方法であって、シリコン基
板上に素子分離領域を形成した後、ドライバートランジ
スタ及びワードトランジスタのそれぞれのゲート電極を
形成する工程、全面に第1絶縁膜を形成する工程、該第
1絶縁膜上にTFT負荷素子ゲート電極を形成する工
程、全面に第2絶縁膜を形成する工程、該第2絶縁膜上
にTFT負荷素子活性領域を形成する工程、全面に第3
絶縁膜を形成した後、前記第3絶縁膜、前記TFT負荷
素子活性領域、前記第2絶縁膜、前記TFT負荷素子ゲ
ート電極、前記第1絶縁膜、前記ドライバートランジス
タのゲート電極及び前記素子分離領域の表面部を順次エ
ッチング除去して第1開口を形成する工程、前記第1開
口内壁面を含む全面に導電膜を形成した後、エッチバッ
クすることにより前記第1開口の内壁面に前記導電膜か
らなるサイドウォールを形成する工程、前面に第4絶縁
膜を形成した後、エッチングすることにより前記シリコ
ン基板に達する第2開口を前記第1開口内に形成する工
程、前記第2開口にコンタクトを形成する工程を含むこ
とを特徴とするSRAMメモリーセル構造の形成方法に
よって解決される。
【0010】
【作用】本発明によれば、ドライバートランジスタのゲ
ートコンタクトとビットコンタクト12を多層構造にし
て同一位置で配置し、接続することができるため、信号
の伝達距離の減少に伴う抵抗、容量の減少が図られ、し
かも単位セル内の各種コンタクトホールが占める面積を
縮小することができる。
【0011】本発明では、2つのドライバートランジス
タ(ゲート電極)8、9はセル中央に対して略点対称配
置にすることがメモリーセルの設計上、形がそろい、し
かも読み出し書き込みのバランスの点からも有効であ
る。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
【0013】図1は本発明に係るSRAMメモリーセル
構造の一実施例パターン図を示す。図1において、従来
技術の図11に示した要素と同一の要素は同一符号で示
す。
【0014】図1に示すように、本発明のSRAMメモ
リーセル構造では、セル中央に配置されたワードトラン
ジスタ(ゲート電極)7がワード線であり、図10のT
r1及びTr6に対応し、ゲート電極8及び9がドライ
バートランジスタであり、図10のTr2及びTr5に
対応する。このドライバートランジスタ8、9はワード
トランジスタ7の中央(セル中心)に点対称に配置され
ている。
【0015】領域10がワード線7と、ドライバートラ
ンジスタ8、9を絶縁分離する素子分離領域である。こ
のSRAMメモリーセル構造では、ノードコンタクト1
1から取り出される記憶情報信号はワードトランジスタ
7を通過し、ゲート電極8のドライバートランジスタの
コンタクト部の下の拡散層を経由してビットコンタクト
12から取り出すことができる。すなわち、本構造はコ
ンタクト12が電極8のゲートコンタクトとビットコン
タクトを兼用した、構造としている。このようなゲート
コンタクトとビットコンタクトの兼用は同一位置配置を
可能とする多層構造により可能となり、この構造により
従来の拡散層を通してのコンタクトが不要となり、当然
のことながらそれに対応する面積が縮小されることにな
る。
【0016】以下、上記本発明のSRAMのメモリーセ
ルの形成方法を図1のX−X′工程断面図である図2及
び図3、そして図1のY−Y′工程断面図である図4及
び図5を参照して説明する。図2(a)と図4(a)、
図2(b)と図4(b)、図2(c)と図4(c)そし
て図3(a)と図5(a)、図3(b)と図5(b)、
図3(c)と図5(c)がそれぞれ同一工程時点の断面
図となっている。
【0017】まず、図2(a)及び図4(a)に示すよ
うに、シリコン基板25上に熱酸化法により、SiO2
からなる素子分離領域10を形成した後、CVD法を用
いて多結晶シリコン(poly−Si)やそのシリサイ
ド(poly side)を堆積し、所定形状にパター
ニングしてワードトランジスタ(Tr)のゲート電極7
及びドライバートランジスタ(Tr)のゲート電極8を
形成する。ワードTrのゲート電極7とドライバーTr
のゲート電極8の間にN型、例えばAsイオンを注入
し、N-層30を形成する。
【0018】次に図2(b)及び図4(b)に示すよう
に、全面にSiO2をCVD法により堆積させ、エッチ
バックすることにより、ゲート電極7の側壁及びゲート
電極8の側壁にそれぞれサイドウォール7a及び8aを
形成した後、再びN型のAsイオンを注入し、ゲート電
極7と8の側壁間にN+層31を形成する。このように
して、一般的なLDD形成工程及びソース・ドレインを
形成する。その後、再度全面にCVD法によりSiO2
等からなる第1絶縁膜15aを形成して、平坦化を行
い、次にCVD法により約40nmの厚さのpoly−
Siあるいはそのシリサイド(2−poly)を堆積さ
せ、パターニングすることにより、TFTのゲート16
を形成する。この状態のセルパターンを図6に示す。
【0019】次に、図2(c)及び図4(c)に示すよ
うに、第2絶縁膜15bをCVD法により形成した後、
CVD法により約40nmの厚さのpoly−Si、あ
るいはそのシリサイド(3−poly)を堆積させ、パ
ターニングすることによりPMOS TFT Trの活性
(Active)領域17を形成し(その時のパターンである
図7参照)、その上に第3絶縁膜15cを同様にCVD
法により形成する。
【0020】この活性領域17は、TFTのソース・ド
レイン及びチャネル、またVddラインとして用いる。
次に、Vssコンタクトホール13を開口し、選択タン
グステン等の一般的な埋め込み技術を用いてコンタクト
13を埋め込んだ後、図3(a)及び図5(a)に示す
ように、コンタクトホール12を異方性エッチング、例
えばRIEにより開口する。このとき、エッチングはシ
リコン基板上の酸化膜でストップされるような条件を制
御しておく。さらにその後、Vss層用の導電膜19を
ドープトpoly−Si等により積層する。
【0021】次に、パターン図8で示したように、Vs
s用導電膜パターン19aを形成し、図3(b)及び図
5(b)に示すように異方性エッチングを行なうことに
より、コンタクト側壁にゲート電極8とTFTのゲート
16とTFTのActive領域17とを接続する導電性サイ
ドウォール領域20を形成する。
【0022】さらに図3(c)及び図5(c)に示すよ
うに、第4絶縁膜15dを積層し、異方性エッチングに
よりコンタクト12の底部をシリコン基板25表面層ま
で開口する。そして、ふたたび一般的なコンタクト埋め
込み技術例えばタングステン(W)プラグを応用するこ
とにより、コンタクト12を埋め込み、導電層を形成し
てビット線21とする(平面図9参照)。このようにし
てSRAMメモリーセル構造が完成する。もちろん、埋
め込み前にコンタクト部の拡散層への電気的接続のため
に、リン(P)などを用いて補償インプラを施してもよ
い。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ドライバートランジスタのゲートコンタクトとビットコ
ンタクトを同一の位置に多層構造でレイアウトすること
が可能となる。そのため、単位セル内の各種コンタクト
ホールがSRAMメモリーセル内で占める面積を減少さ
せることができるので、余裕のあるセルデザインを施す
ことができる。また拡散層を通して信号を伝達すること
に伴う抵抗、容量等の増大等の不具合を回避することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るSRAMメモリーセル構造の一実
施例パターン図である。
【図2】図1のSRAMメモリーセル構造の形成工程X
−X′断面図(I)である。
【図3】図1のSRAMメモリーセル構造の形成工程X
−X′断面図(II)である。
【図4】図1のSRAMメモリーセル構造の形成工程Y
−Y′断面図(I)である。
【図5】図1のSRAMメモリーセル構造の形成工程Y
−Y′断面図(II)である。
【図6】TFTゲート電極形成後のパターン図である。
【図7】TFTの活性領域形成後のパターン図である。
【図8】Vss用導電膜パターン形成後のパターン図で
ある。
【図9】ビット線形成後のパターン図である。
【図10】一般的なCMOS SRAMメモリーセル回
路図である。
【図11】従来のSRAMメモリーセル構造の一例を示
すパターン図である。
【符号の説明】
1,6 ワードトランジスタ(ゲート電極) 2,5 ドライバートランジスタ(ゲート電極) 3,4 負荷トランジスタ 7 ワード線(ワードトランジスタゲート電極) 8,9 ドライバートランジスタ 10 素子分離領域 11 ノードコンタクト 12 ビットコンタクト 13 Vssコンタクト 15a 第1絶縁膜 15b 第2絶縁膜 15c 第3絶縁膜 15d 第4絶縁膜 17 TFTの活性領域 19 導電層(Vss層用) 20 導電性サイドウォール 21 ビット線
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上にワードトランジスタとドライバ
    ートランジスタを配し、負荷素子をその上層部に積層し
    て構成してなるSRAMメモリーセル構造において、 セルの略中央にワード線を配し、その両側に2つのドラ
    イバートランジスタを配し、且つ前記ドライバートラン
    ジスタに信号を供給するコンタクトホール内に、ビット
    コンタクト用の配線を多層構造配置してなることを特徴
    とするSRAMメモリーセル構造。
  2. 【請求項2】 前記2つのドライバートランジスタが、
    セル中央に対し略点対称に配されてなることを特徴とす
    る請求項1記載のSRAMメモリーセル構造。
  3. 【請求項3】 SRAMメモリーセル構造を形成する方
    法であって、シリコン基板上に素子分離領域を形成した
    後、ドライバートランジスタ及びワードトランジスタの
    それぞれのゲート電極を形成する工程、 全面に第1絶縁膜を形成する工程、 該第1絶縁膜上にTFT負荷素子ゲート電極を形成する
    工程、 全面に第2絶縁膜を形成する工程、 該第2絶縁膜上にTFT負荷素子活性領域を形成する工
    程、 全面に第3絶縁膜を形成した後、前記第3絶縁膜、前記
    TFT負荷素子活性領域、前記第2絶縁膜、前記TFT
    負荷素子ゲート電極、前記第1絶縁膜、前記ドライバー
    トランジスタのゲート電極及び前記素子分離領域の表面
    部を順次エッチング除去して第1開口を形成する工程、 前記第1開口内壁面を含む全面に導電膜を形成した後、
    エッチバックすることにより前記第1開口の内壁面に前
    記導電膜からなるサイドウォールを形成する工程、 前面に第4絶縁膜を形成した後、エッチングすることに
    より前記シリコン基板に達する第2開口を前記第1開口
    内に形成する工程、 前記第2開口にコンタクトを形成する工程を含むことを
    特徴とするSRAMメモリーセル構造の形成方法。
JP5074847A 1993-03-31 1993-03-31 Sramメモリーセル構造及びその形成方法 Pending JPH06291281A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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