JPH07112016B2 - Semiconductor memory device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor memory device and manufacturing method thereof

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JPH07112016B2
JPH07112016B2 JP61185077A JP18507786A JPH07112016B2 JP H07112016 B2 JPH07112016 B2 JP H07112016B2 JP 61185077 A JP61185077 A JP 61185077A JP 18507786 A JP18507786 A JP 18507786A JP H07112016 B2 JPH07112016 B2 JP H07112016B2
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region
insulating film
forming
semiconductor
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修二 池田
怜 目黒
真 元吉
修 湊
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に、スタティ
ックランダムアクセスメモリ(SRAM)に適用して有効な
技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technique effectively applied to a static random access memory (SRAM).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

SRAMにおいて、高集積化に伴って、メモリセルの蓄積ノ
ードに蓄積される電荷の量が小さくなる傾向にある。こ
のため、α線等の放射線によって、メモリセルの蓄積情
報が反転されるいわゆるソフトエラーが発生し易い。
In SRAM, the amount of electric charge accumulated in the storage node of the memory cell tends to decrease as the degree of integration increases. Therefore, a so-called soft error in which the stored information in the memory cell is inverted is likely to occur due to radiation such as α rays.

そこで、本発明者は、先に特願昭59-218470号におい
て、次の技術を提案している。メモリセルのMISFETのn+
型ソース,ドレイン領域の下の一部に、p+型半導体領域
が形成される。この技術に従えば、接合容量を高めて情
報となる電荷量を増加し、かつポテンシャルバリアを構
成してα線で生じる少数キャリアの侵入を防止すること
ができる。p+型半導体領域は、ソース領域又はドレイン
領域と同様に、MISFETのゲート電極をマスクとして用い
たイオン打込み技術で形成する。p+型半導体領域を形成
するためのマスク工程を低減でき、ゲート電極に対して
自己整合で形成できる。
Therefore, the present inventor previously proposed the following technique in Japanese Patent Application No. 59-218470. Memory cell MISFET n +
A p + type semiconductor region is formed in a part below the type source and drain regions. According to this technique, it is possible to increase the junction capacitance, increase the amount of electric charge that becomes information, and configure a potential barrier to prevent the intrusion of minority carriers generated by α rays. The p + type semiconductor region is formed by the ion implantation technique using the gate electrode of the MISFET as a mask, like the source region or the drain region. The mask process for forming the p + type semiconductor region can be reduced, and the p + type semiconductor region can be formed in self-alignment with the gate electrode.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上述の技術に従えば、ゲート電極をマスクとして用いて
いるので、ゲート電極下にはp+型半導体領域は形成され
ない。SRAMのメモリセルにおいて、交差結合のために、
ゲート電極がn+型半導体領域に直接に接続する部分があ
る。この部分には、p+型半導体領域は形成されない。
According to the above technique, since the gate electrode is used as a mask, the p + type semiconductor region is not formed under the gate electrode. In SRAM memory cells, due to cross-coupling,
There is a portion where the gate electrode is directly connected to the n + type semiconductor region. No p + type semiconductor region is formed in this portion.

我々の検討によれば、前述の場合次のような不都合が生
じる恐れがある。つまり、メモリセル内に、α線によっ
て生じた少数キャリアの侵入を、防止できない部分が残
る。この問題は、1Mbit程度の高集積度のSRAMにおい
て、メモリセル内の前記部分の割合が大きくなるので、
顕著になる。また、前記問題は、蓄積ノードにゲート電
極が直接接続している場合に、顕著になる。
According to our study, the following problems may occur in the above case. That is, there remains a portion in the memory cell where the intrusion of minority carriers caused by α rays cannot be prevented. The problem is that in a highly integrated SRAM of about 1 Mbit, the ratio of the above-mentioned portion in the memory cell becomes large,
It will be noticeable. Further, the above problem becomes significant when the gate electrode is directly connected to the storage node.

本発明の目的は、半導体集積回路装置の信頼性を向上す
る技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique for improving the reliability of a semiconductor integrated circuit device.

本発明の他の目的は、SRAMにおいて、メモリセルに書き
込まれた情報を安定に保持し、その信頼性を向上する技
術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique for stably holding information written in a memory cell in an SRAM and improving its reliability.

本発明の目的は、SRAMにおいて、α線によるソフトエラ
ーを防止し、MISFETのしきい値電圧の変動を防止するこ
とが可能な技術を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a technique capable of preventing a soft error due to α-rays and preventing fluctuations in the threshold voltage of MISFET in an SRAM.

本発明の他の目的は、SRAMにおいて、α線によるソフト
エラーを防止し、かつ、製造工程を低減することが可能
な技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of preventing a soft error due to α-rays in an SRAM and reducing the manufacturing process.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
The following is a brief description of the outline of the typical inventions among the inventions disclosed in the present application.

すなわち、ダイレクトコンタクト部形成用のマスクを用
いて、α線対策用の半導体領域を形成する。
That is, a semiconductor region for α-ray countermeasure is formed using the mask for forming the direct contact portion.

〔作用〕[Action]

これにより、前記α線対策用の半導体領域のマスク形成
工程を不要にできるので、製造工程を低減することがで
きる。
As a result, it is possible to eliminate the step of forming a mask in the semiconductor region for the α-ray countermeasure, so that the number of manufacturing steps can be reduced.

さらに、ダイレクトコンタクト部にα線対策用半導体領
域を設けたことにより、α線によるソフトエラーを防止
できる。
Furthermore, by providing the α contact countermeasure semiconductor region in the direct contact portion, it is possible to prevent a soft error due to α rays.

〔実施例〕〔Example〕

2つの抵抗素子と2つのMISFETとでメモリセルのフリッ
プフロップ回路を構成したSRAMに適用した実施例につい
て説明する。実施例の全図において、同一機能を有する
ものは同一符号を付け、そのくり返しの説明は省略す
る。
An embodiment applied to an SRAM in which a flip-flop circuit of a memory cell is composed of two resistance elements and two MISFETs will be described. In all the drawings of the embodiments, those having the same functions are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

第1図は、本発明の一実施例を説明するためのSRAMのメ
モリセルを示す等価回路図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing a memory cell of an SRAM for explaining an embodiment of the present invention.

第1図において、WLはワード線であり、行方向に延在
し、列方向に複数本設けられている(以下、ワード線の
延在する方向を行方向という)。
In FIG. 1, WL is a word line, which extends in the row direction and is provided in plurality in the column direction (hereinafter, the extending direction of the word line is referred to as the row direction).

DL、▲▼は相補データ線であり、列方向に延在し、
行方向に複数本設けられている(以下、データ線の延在
する方向を列方向という)。
DL, ▲ ▼ are complementary data lines, which extend in the column direction,
A plurality of lines are provided in the row direction (hereinafter, the direction in which the data lines extend is referred to as the column direction).

SRAMのメモリセルは、一対の入出力端子を有するフリッ
プフロップ回路と、前記入出力端子の夫々に接続された
スイッチ用MISFETQs1,Qs2とによって構成されている。
そして、メモリセルは、ワード線WLとデータ線DL、▲
▼との所定交差部に複数配置されて設けられており、
メモリセルアレイを構成している。
A memory cell of SRAM is composed of a flip-flop circuit having a pair of input / output terminals, and switch MISFETs Qs 1 and Qs 2 connected to each of the input / output terminals.
The memory cell has a word line WL and a data line DL,
A plurality of them are arranged at a predetermined intersection with ▼,
It constitutes a memory cell array.

スイッチ用MISFETソース,ドレイン領域の一方がデータ
線DL、▲▼に接続され、他方が前記フリップフロッ
プ回路の入出力端子に接続されている。メモリセル選択
のためのスイッチ用MISFETQs1,Qs2のゲート電極には、
ワード線WLが接続される。MISFETQs1,Qs2はワード線WL
によって制御されるスイッチであり、フリップフロップ
回路とデータ線DL、▲▼とを選択的に接続するため
のものである。
One of the switch MISFET source and drain regions is connected to the data line DL, and the other is connected to the input / output terminal of the flip-flop circuit. For the gate electrodes of the switch MISFETs Qs 1 and Qs 2 for selecting the memory cell,
Word line WL is connected. MISFETQs 1 and Qs 2 are word lines WL
The switch is controlled by a switch for selectively connecting the flip-flop circuit and the data lines DL, ▲ ▼.

フリップフロップ回路は、MISFETQ1,Q2と抵抗素子R1
R2とによって構成されている。このフリップフロップ回
路は、前記データ線DL、▲▼から伝達される“1",
“0"の情報を蓄積する。フリップフロップ回路は、交差
結合された2つのインバータ回路からなると見なすこと
ができる。夫々のインバータ回路は、負荷としての抵抗
素子R1及びR2と、駆動用MISFETQ1及びQ2とからなる。一
方のインバータ回路の出力が、夫々、他方のインバータ
回路の入力として駆動用MISFETのゲート電極に供給され
る。
The flip-flop circuit includes MISFETs Q 1 and Q 2 and a resistance element R 1 ,
R 2 and. This flip-flop circuit has "1", which is transmitted from the data line DL, ▲ ▼.
Accumulates information of "0". A flip-flop circuit can be regarded as consisting of two cross-coupled inverter circuits. Each inverter circuit is composed of resistance elements R 1 and R 2 as loads and driving MISFETs Q 1 and Q 2 . The output of one inverter circuit is supplied to the gate electrode of the driving MISFET as an input of the other inverter circuit.

インバータ回路には、抵抗R1,R2を通して、電源電圧Vc
cが供給される。この抵抗素子R1,R2は、電源Vccから流
れる電流量を制御し、書き込まれた情報を安定に保持す
る。
The power supply voltage Vc is passed through the resistors R 1 and R 2 to the inverter circuit.
c is supplied. The resistance elements R 1 and R 2 control the amount of current flowing from the power supply Vcc and stably hold the written information.

2つのインバータ回路は、共通の配線によって、固定電
位、例えば回路の接地電位Vssに接続される。このた
め、2つの駆動MISFETのソースは、共通の接地電位配線
に接続される。
The two inverter circuits are connected to a fixed potential, for example, the ground potential Vss of the circuit, by a common wiring. Therefore, the sources of the two drive MISFETs are connected to the common ground potential wiring.

メモリセルにおいて、書込まれた情報は、寄生容量Cに
蓄積されると見ることができる。寄生容量Cは、主とし
て、MISFETQ1,Q2のゲート電極の容量及び一方の半導体
領域(ソース領域又はドレイン領域)と実質的に基板と
見なされる領域との間の接合容量である。本発明では、
MISFETQ1,Q2のしきい値電圧等に影響を与えることな
く、寄生容量Cを増し、かつ、ソフトエラーを低減して
いる。
In the memory cell, the written information can be seen as being stored in the parasitic capacitance C. The parasitic capacitance C is mainly the capacitance of the gate electrodes of the MISFETs Q 1 and Q 2 and the junction capacitance between one semiconductor region (source region or drain region) and a region substantially regarded as the substrate. In the present invention,
The parasitic capacitance C is increased and the soft error is reduced without affecting the threshold voltage of the MISFETs Q 1 and Q 2 .

第2図は、本発明のSRAMのメモリセルを示す平面図、第
3図は、第2図のIII−III切断線における断面図であ
る。なお、第2図及び後述する第4図乃至第7図に示す
平面図は、本実施例の構成をわかり易くするために、各
導電層間に設けられるフィールド絶縁膜3以外の絶縁膜
は図示しない。
2 is a plan view showing a memory cell of the SRAM of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. Note that in the plan views shown in FIG. 2 and FIGS. 4 to 7 described later, insulating films other than the field insulating film 3 provided between the conductive layers are not shown in order to facilitate understanding of the configuration of the present embodiment.

第2図及び第3図において、1はn-型の単結晶シリコン
からなる半導体基板である。2はp-型のウエル領域であ
り、半導体基板1の所定主面部に設けられている。3は
フィールド絶縁膜であり、半導体基板1及びウエル領域
2の主面上部に設けられている。このフィールド絶縁膜
3は、半導体素子間を分離する。フィールド絶縁膜3下
のウエル領域2にP型チャネルストッパ領域4が設けら
れている。このチャネルストッパ領域4は、寄生MISFET
が動作することを防止し、半導体素子間を電気的に分離
する。
In FIGS. 2 and 3, reference numeral 1 is a semiconductor substrate made of n type single crystal silicon. Reference numeral 2 denotes ap type well region, which is provided on a predetermined main surface portion of the semiconductor substrate 1. A field insulating film 3 is provided above the main surfaces of the semiconductor substrate 1 and the well region 2. The field insulating film 3 separates the semiconductor elements. A P-type channel stopper region 4 is provided in the well region 2 below the field insulating film 3. This channel stopper region 4 is a parasitic MISFET
Are prevented from operating, and the semiconductor elements are electrically isolated.

本実施例のSRAMにおいて、メモリセルはnチャネルMISF
ETQ1,Q2,Qs1及びQs2からなる。nチャネルMISFETQ1
Q2,Qs1及びQs2はp-型のウエル領域2内に形成される。
また、メモリセルの周辺回路(センスアンプ、デコー
ダ、タイミング信号発生回路、入出力回路等)は、図示
していないが、相補型MIS回路で構成される。相補型MIS
回路を構成するnチャネル及びpチャネルMISFETは、夫
々、p-型ウエル領域及びn-型半導体基板1に形成され
る。夫々のMISFETは、フィールド絶縁膜3によって、実
質的にその周囲を囲まれかつその形状が規定される。す
なわち、MISFETは、フィールド絶縁膜3の形成されてい
ない領域(活性領域)に形成される。
In the SRAM of this embodiment, the memory cell is an n-channel MISF.
It consists of ETQ 1 , Q 2 , Qs 1 and Qs 2 . n-channel MISFETQ 1 ,
Q 2 , Qs 1 and Qs 2 are formed in the p type well region 2.
Although not shown, peripheral circuits (sense amplifier, decoder, timing signal generating circuit, input / output circuit, etc.) of the memory cell are composed of complementary MIS circuits. Complementary MIS
The n-channel and p-channel MISFETs forming the circuit are formed in the p type well region and the n type semiconductor substrate 1, respectively. Each MISFET is substantially surrounded by the field insulating film 3 and its shape is defined. That is, the MISFET is formed in a region (active region) where the field insulating film 3 is not formed.

スイッチ用MISFETQs1,Qs2は、ゲート絶縁膜としての絶
縁膜5、ゲート電極としての導電層7A、ソース,ドレイ
ン領域としてのn-型及びn+型半導体領域8,10及び20から
なる。MISFETQ1は、ゲート絶縁膜としての絶縁膜5、ゲ
ート電極としての導電層7D、ソース,ドレイン領域とし
てのn-型及びn+型半導体領域8,10及び20、からなる。MI
SFETQ2は、ゲート絶縁膜としての絶縁膜5、ゲート電極
としての導電層7C、ソース,ドレイン領域としてのn-
及びn+型半導体領域8,10及び20から構成される。
The switch MISFETs Qs 1 and Qs 2 are composed of an insulating film 5 as a gate insulating film, a conductive layer 7A as a gate electrode, and n type and n + type semiconductor regions 8, 10 and 20 as source and drain regions. The MISFET Q 1 is composed of an insulating film 5 as a gate insulating film, a conductive layer 7D as a gate electrode, and n type and n + type semiconductor regions 8, 10 and 20 as source and drain regions. MI
The SFETQ 2 is composed of an insulating film 5 as a gate insulating film, a conductive layer 7C as a gate electrode, and n type and n + type semiconductor regions 8, 10 and 20 as source and drain regions.

ゲート絶縁膜5は、活性領域である半導体基板1及びウ
エル領域2の主面上に形成されたsilicondioxide film
からなる。
The gate insulating film 5 is a silicon dioxide film formed on the main surfaces of the semiconductor substrate 1 and the well region 2 which are active regions.
Consists of.

ゲート電極7A,7C及び7Dは、多結晶シリコン膜と、その
上に形成したシリコンと高融点金属(Mo,Ta,Ti,W)との
化合物であるシリサイド膜とからなる2層膜(ポリサイ
ド構造)で構成する。また、導電層7A,7C及び7Dは、シ
リサイド膜,高融点金属膜等で構成してもよい。ゲート
電極7Aは、フィールド絶縁膜3上に、行方向に延在され
る。すなわち、導電層7Aはワード線WLとして用いられ
る。ゲート電極7A,7C及び7Dの形状は、Fig6を参照する
とよい。
The gate electrodes 7A, 7C and 7D are a two-layer film (polycide structure) composed of a polycrystalline silicon film and a silicide film which is a compound of silicon and a refractory metal (Mo, Ta, Ti, W) formed thereon. ). Further, the conductive layers 7A, 7C and 7D may be composed of a silicide film, a refractory metal film or the like. The gate electrode 7A extends on the field insulating film 3 in the row direction. That is, the conductive layer 7A is used as the word line WL. For the shapes of the gate electrodes 7A, 7C and 7D, see FIG.

ソース,ドレイン領域は、半導体領域8及び10によっ
て、いわゆるLDD(Lightly Doped Drain)構造とされ
る。LDD構造を形成するため、絶縁膜9が導電層7A乃至7
Dの両側にそれらに対して自己整合で設けられている。
マスク9は、半導体領域10及びp+型半導体領域11を構成
した後に除去してもよい。半導体領域8は、半導体領域
10に比べて低い不純物濃度を有している。これによっ
て、半導体領域8とウエル領域とのpn接合部における電
界強度を緩和できる。n+型半導体領域20は、ゲート電極
7B〜7Dと半導体領域10との間を接続するために、フィー
ルド絶縁膜3上以外に形成されたゲート電極7B〜7Dの下
に形成される。
The source and drain regions have a so-called LDD (Lightly Doped Drain) structure by the semiconductor regions 8 and 10. In order to form the LDD structure, the insulating film 9 has conductive layers 7A to 7A.
Self-aligned to them on both sides of D.
The mask 9 may be removed after forming the semiconductor region 10 and the p + type semiconductor region 11. The semiconductor region 8 is a semiconductor region
It has a lower impurity concentration than 10. This can alleviate the electric field strength at the pn junction between the semiconductor region 8 and the well region. The n + type semiconductor region 20 is a gate electrode
In order to connect between 7B to 7D and the semiconductor region 10, it is formed under the gate electrodes 7B to 7D formed on a portion other than the field insulating film 3.

2つのインバータの交差結合を行うため、ゲート電極7C
及び7Dが、配線として用いられる。
Gate electrode 7C for cross-coupling of two inverters
And 7D are used as wiring.

MISFETQ2のゲート電極である導電層7Cは、一端部が、絶
縁膜5に形成された接続孔6を通してMISFETQs1の半導
体領域(ソース,ドレイン領域)20と直接に接続し、他
端部が、接続孔6を通して他方のMISFETQ1の半導体領域
(ソース,ドレイン領域)20と直接い接続する。導電層
7Cは、MISFETQ2のゲート電極とMISFETQs1及びQ1のソー
ス,ドレイン領域とを接続する配線であり、MISFETQ1
Qs1とを接続する配線である。MISFETQ1のゲート電極で
ある導電層7Dは、一端部が、接続孔6を通してMISFETQs
2の半導体領域(ソース,ドレイン領域)20とする。導
電層7Dは、MISFETQ1のゲート電極とMISFETQ2のソース,
ドレイン領域とを接続する配線である。
The conductive layer 7C, which is the gate electrode of the MISFETQ 2 , has one end directly connected to the semiconductor region (source / drain region) 20 of the MISFETQs 1 through the connection hole 6 formed in the insulating film 5, and the other end It is directly connected to the semiconductor region (source / drain region) 20 of the other MISFET Q 1 through the connection hole 6. Conductive layer
7C, the source of the gate electrode and the MISFET Qs 1 and Q 1 of the MISFET Q 2, a wiring connecting the drain region, a MISFET Q 1
Wiring to connect with Qs 1 . The conductive layer 7D, which is the gate electrode of the MISFETQ 1 , has one end through the connection hole 6
The second semiconductor region (source / drain region) 20 is used. The conductive layer 7D includes a gate electrode of MISFETQ 1 and a source of MISFETQ 2 ,
It is a wiring that connects to the drain region.

2つのインバータ回路の交差結合は、集積度を向上する
妨げとなることなく、実現される。すなわち、交差結合
のための配線として、フィールド絶縁膜3によって規定
される半導体領域10(及び8)と、ゲート電極7C及び7D
が用いられる交差結合のための専用の配線及びその接続
のための面積は不要である。
Cross-coupling of the two inverter circuits is realized without hindering the improvement of integration. That is, as wiring for cross-coupling, the semiconductor region 10 (and 8) defined by the field insulating film 3 and the gate electrodes 7C and 7D are formed.
No dedicated wiring for cross-coupling and area for its connection is required.

なお、ゲート電極7Dをゲート電極7Cと類似の形状とする
ことによって、MISFETQs2及びQ2のソース,ドレイン領
域を接続してもよい。導電層7C(7D)の抵抗は数Ω/口
と小さいので、MISFET間の接続のための配線に用いるこ
とができる。
The source / drain regions of the MISFETs Qs 2 and Q 2 may be connected by forming the gate electrode 7D into a shape similar to that of the gate electrode 7C. Since the resistance of the conductive layer 7C (7D) is as small as several Ω / port, it can be used for wiring for connection between MISFETs.

2つの駆動MISFETQ1,Q2のソースには、導電層7Bによっ
て、回路の接地電位Vss(=0V)が供給される。導電層7
Bは、導電層7A,7C及び7Dと同一材料で、同一工程で形成
されるので、その抵抗値は、数Ω/口と小さい。
The ground potential Vss (= 0 V) of the circuit is supplied to the sources of the two drive MISFETs Q 1 and Q 2 by the conductive layer 7B. Conductive layer 7
B is made of the same material as the conductive layers 7A, 7C and 7D and is formed in the same step, so that its resistance value is as small as several Ω / port.

導電層7Bは、接続孔6を通してMISFETQ1,Q2のソース領
域20と直接に接続する。導電層7Bは導電層7Aと略平行
に、フィールド絶縁膜3上部を行方向に延在して設けら
れている。導電層7Bは、行方向に配置された複数のメモ
リセルに共通の接地電位線である。MISFETQ1,Q2のソー
ス領域は、導電層7Bとの接続のための部分だけ、ドレイ
ン領域より大きくされる。特に、ソース領域は、ゲート
電極7C,7Dの延びる方向に、第6図に示すように、ドレ
イン領域より長くされる。これによって、導電層7Bが、
集積度を下げることなく、導電層7C,7Dと重ならないよ
うにでき、かつ、略直線状にできる。
The conductive layer 7B is directly connected to the source regions 20 of the MISFETs Q 1 and Q 2 through the connection holes 6. The conductive layer 7B is provided so as to extend in the row direction above the field insulating film 3 substantially in parallel with the conductive layer 7A. Conductive layer 7B is a ground potential line common to a plurality of memory cells arranged in the row direction. The source regions of the MISFETs Q 1 and Q 2 are made larger than the drain region only in the portion for connection with the conductive layer 7B. In particular, the source region is made longer than the drain region in the extending direction of the gate electrodes 7C and 7D, as shown in FIG. Thereby, the conductive layer 7B,
It is possible to prevent the conductive layers 7C and 7D from overlapping with each other without decreasing the degree of integration, and to make them substantially linear.

ソフトエラーを防止するため、及び、メモリセルの蓄積
ノードの寄生容量を増やすため、p+型半導体領域11及び
18が形成される。
In order to prevent a soft error and to increase the parasitic capacitance of the storage node of the memory cell, the p + type semiconductor region 11 and
18 is formed.

半導体領域11は半導体領域10と接触して設けられてい
る。半導体領域11は、特に、MISFETQ1,Q2の2つの半導
体領域10の下、MISFETQs1,Qs2の一方の半導体領域10の
下(第2図では、一点鎖線11で囲まれた部分に設けられ
ている。すなわち、半導体領域11は、メモリセルにおけ
る情報の蓄積ノード(インバータの出力ノード)の寄生
容量Cを増大させるのに寄与する部分に設けられてい
る。半導体領域11と半導体領域10とのpn接合は不純物濃
度が高いもの同志のpn接合なので、接合容量を増大でき
る。これによって、アルファ線により生じるソフトエラ
ーを防止することができる。半導体領域11は、ウエル領
域2に比べて高い不純物濃度で構成している。したがっ
て、α線によりウエル領域2中に生じる少数キャリアの
侵入を抑制するバリアにできるので、ソフトエラーを防
止できる。
The semiconductor region 11 is provided in contact with the semiconductor region 10. The semiconductor region 11 is particularly provided below the two semiconductor regions 10 of MISFETQ 1 and Q 2 and below one semiconductor region 10 of MISFETQs 1 and Qs 2 (in a portion surrounded by a dashed line 11 in FIG. 2). That is, the semiconductor region 11 is provided in a portion that contributes to increasing the parasitic capacitance C of the information storage node (output node of the inverter) in the memory cell. Since the pn junction has a high impurity concentration, since it is a pn junction of the same type, it is possible to increase the junction capacitance, which can prevent the soft error caused by the alpha ray. Therefore, since it can be used as a barrier for suppressing the intrusion of minority carriers generated in the well region 2 by the α ray, soft error can be prevented.

半導体領域11は、詳細は後述するがゲート電極7C,7D及
びマスク9を用い、イオン注入技術で不純物を導入して
形成する。したがって、半導体領域11はチャネルが形成
される領域に達しないように構成される。半導体領域11
がMISFETQ1,Q2のしきい値電圧に影響を与えない。半導
体領域11を構成するためのマスク合せ余裕度を必要とし
なくなるので、集積度を向上することができる。
Although details will be described later, the semiconductor region 11 is formed by using the gate electrodes 7C and 7D and the mask 9 and introducing impurities by an ion implantation technique. Therefore, the semiconductor region 11 is configured so as not to reach the region where the channel is formed. Semiconductor area 11
Does not affect the threshold voltage of MISFET Q 1 and Q 2 . Since the mask alignment margin for forming the semiconductor region 11 is not required, the degree of integration can be improved.

半導体領域11を構成する不純物(例えば、ボロンイオ
ン)は、半導体領域10を構成する不純物(例えば、ヒ素
イオン)に比べて拡散係数が速い、同一のマスクを用い
てイオン打ち込みされるので、半導体領域11は、半導体
領域10にそって或いは半導体領域10を包み込むように設
けられる。これによって、半導体領域11と半導体領域10
とのpn接合面積を増大させることができる。半導体領域
11は、半導体領域8下にも、拡散速度の差によって、形
成される。これによって、ソース領域及びドレイン領域
間となる半導体領域10間の空乏領域の結合(パンチスル
ー)を防止することができる。これによって、短チャネ
ル効果を低減することができる。
Impurities (for example, boron ions) forming the semiconductor region 11 have a faster diffusion coefficient than impurities (for example, arsenic ions) forming the semiconductor region 10, and are ion-implanted using the same mask. 11 is provided along the semiconductor region 10 or so as to surround the semiconductor region 10. Thereby, the semiconductor region 11 and the semiconductor region 10
The pn junction area with can be increased. Semiconductor area
11 is also formed under the semiconductor region 8 due to the difference in diffusion rate. This can prevent the coupling (punch through) of the depletion region between the semiconductor regions 10 between the source region and the drain region. Thereby, the short channel effect can be reduced.

半導体領域11は、単に少数キャリアに対するバリアの働
きを高めるために使用してもよい。その場合には、半導
体領域10と離して、より深いより深い部分に形成でき
る。
The semiconductor region 11 may be used merely to enhance the function of the barrier against minority carriers. In that case, it can be formed in a deeper and deeper part apart from the semiconductor region 10.

半導体領域10を導電層7A〜7Cをマスクとして用いて構成
し、半導体領域11を導電層7A〜7C及び不純物導入用マス
ク9を用いて構成し、半導体領域8を設けなくともよ
い。
The semiconductor region 10 may be formed using the conductive layers 7A to 7C as a mask, the semiconductor region 11 may be formed using the conductive layers 7A to 7C and the impurity introduction mask 9, and the semiconductor region 8 may not be provided.

半導体領域11は、電極7C及び7Dの下、つまり電極7C及び
7Dが領域20に直接に接続している領域(ダイレクトコン
タクト部)には形成されない。これを補うために、ダイ
レクトコンタクト部に、p+型半導体領域18が形成され
る。半導体領域18は、詳細は後述するが、接続孔6から
不純物を基板に導入することによって、形成される。半
導体領域18は、例えば半導体領域11と大体同じ不純物の
濃度を有し、ある部分で半導体領域11と連続して一体に
形成される。
The semiconductor region 11 is below the electrodes 7C and 7D, that is, the electrodes 7C and 7D.
It is not formed in the region where 7D is directly connected to the region 20 (direct contact portion). In order to compensate for this, the p + type semiconductor region 18 is formed in the direct contact portion. Although the details will be described later, the semiconductor region 18 is formed by introducing impurities into the substrate through the connection hole 6. The semiconductor region 18 has, for example, approximately the same impurity concentration as that of the semiconductor region 11, and is formed integrally and continuously with the semiconductor region 11 at a certain portion.

半導体領域18によって、ダイレクトコンタクト部におい
ても、α線によって生ずるソフトエラーを防止できる。
半導体領域18は、メモリセルのMISFETのチャネル部から
離れた位置に形成されるので、MISFETのしきい値電圧に
影響しない。後述するように、特に、半導体領域18形成
のための新たなマスクは必要ない。また、マスク合せ余
裕も必要ない。
The semiconductor region 18 can prevent a soft error caused by α rays even in the direct contact portion.
Since the semiconductor region 18 is formed at a position apart from the channel portion of the MISFET of the memory cell, it does not affect the threshold voltage of the MISFET. As described later, a new mask for forming the semiconductor region 18 is not necessary. Further, no margin for mask alignment is required.

なお、配線7Bのダイレクトコンタクト部にも、又、半導
体領域18が形成される。配線7Bは固定電位線であるの
で、接合容量の増加によって動作速度が低下することは
ない。又、配線7B(及び領域20)はウエル領域2と同電
位であるので、領域20(及び10)と領域18との間のpn接
合のブレークダウン電圧は考慮しなくてよい。
The semiconductor region 18 is also formed in the direct contact portion of the wiring 7B. Since the wiring 7B is a fixed potential line, the operating speed does not decrease due to an increase in junction capacitance. Further, since the wiring 7B (and the region 20) has the same potential as the well region 2, it is not necessary to consider the breakdown voltage of the pn junction between the regions 20 (and 10) and the region 18.

交差結合をゲート電極7C及び7Dで行うことによって、メ
モリセル面積を縮小している。これに加えて、ゲート電
極7C及び7Dを半導体領域20に直接接続することによっ
て、さらに、メモリセル面積を縮小している。面積の縮
小効果を損なわないように、領域11と18が形成される。
つまり、領域11は、上述のように形成されたゲート電極
7C及び7Dをマスクとして、形成される。ダイレクトコン
タクト部に形成されない領域11を補うため、ダイレクト
コンタクト部に領域18が形成される。領域18は、ダイレ
クトコンタクトのための接続孔6を利用して形成され
る。ダイレクトコンタクト部の一部つまり配線7Bと領域
20の接続のためのダイレクトコンタクト部を除くダイレ
クトコンタクト部は、メモリセルの記憶ノードに形成さ
れる。領域18によって、記憶ノードのダイレクトコンタ
クト部においても、少数キャリアの侵入が防止できる。
1Mbits以上のSRAMにおいて、セル面積の縮小に伴って、
ダイレクトコンタクト部の面積が記憶ノードの面積に対
して相対的に大きくなる。領域18は接続孔6を利用して
形成するので、特にそれの形成のためだけのマスク合せ
余裕は必要ない。したがって、メモリセルの面積の縮小
を妨げない。この領域11及び18の形成の技術は、メモリ
セルの微細化に向く。
By performing cross coupling with the gate electrodes 7C and 7D, the memory cell area is reduced. In addition to this, by directly connecting the gate electrodes 7C and 7D to the semiconductor region 20, the memory cell area is further reduced. The regions 11 and 18 are formed so as not to impair the area reduction effect.
That is, the region 11 is the gate electrode formed as described above.
It is formed using 7C and 7D as a mask. A region 18 is formed in the direct contact portion to supplement the region 11 not formed in the direct contact portion. The region 18 is formed by utilizing the connection hole 6 for direct contact. Part of direct contact, that is, wiring 7B and area
The direct contact portion except the direct contact portion for connection of 20 is formed in the storage node of the memory cell. Region 18 can prevent the intrusion of minority carriers even in the direct contact portion of the storage node.
In SRAM of 1 Mbits or more, as the cell area shrinks,
The area of the direct contact portion becomes relatively large with respect to the area of the storage node. Since the region 18 is formed by utilizing the connection hole 6, a mask alignment margin only for forming the region 18 is not necessary. Therefore, reduction of the area of the memory cell is not hindered. The technique of forming the regions 11 and 18 is suitable for miniaturization of memory cells.

MISFETQ1,Q2,Qs1及びQs2を覆って絶縁膜12が形成され
る。絶縁膜12は、例えば酸化シリコン膜からなる。
An insulating film 12 is formed so as to cover the MISFETQ 1 , Q 2 , Qs 1 and Qs 2 . The insulating film 12 is made of, for example, a silicon oxide film.

絶縁膜12上に、抵抗素子R1,R2及びこれらに電源電圧Vc
cを印加するための配線が形成される。抵抗素子R1,R2
及び上記配線は、絶縁膜12上に形成された多結晶シリコ
ン層14を用いて形成される。多結晶シリコン層14は、不
純物を導入することによってその抵抗値を小さくした部
分(導電層)14Aと、不純物を導入していない高抵抗の
部分14Bとからなる。不純物、例えばヒ素は、第2図及
び第6図に示す一点鎖線14Bによって囲まれた部分(14
B)以外の部分に導入される。
On the insulating film 12, the resistance elements R 1 and R 2 and the power supply voltage Vc
A wiring for applying c is formed. Resistance element R 1 , R 2
Also, the wiring is formed by using the polycrystalline silicon layer 14 formed on the insulating film 12. The polycrystalline silicon layer 14 is composed of a portion (conductive layer) 14A whose resistance value is reduced by introducing impurities and a high resistance portion 14B in which impurities are not introduced. Impurities, such as arsenic, are contained in the portion surrounded by the alternate long and short dash line 14B shown in FIGS.
It is introduced in parts other than B).

導電層14Aは、導電層7B(接地電位用配線)と重ね合わ
され、かつ、絶縁膜12上行方向に延在している。導電層
14Aは、行方向に配置されるメモリセルのそれぞれに接
続される電源電圧印加のための配線を構成する。
The conductive layer 14A is superposed on the conductive layer 7B (ground potential wiring) and extends in the ascending direction of the insulating film 12. Conductive layer
14A constitutes a wiring for applying a power supply voltage, which is connected to each of the memory cells arranged in the row direction.

不純物が導入されない部分14Bは抵抗素子R1,R2として
用いられる。抵抗素子R1,R2の一端は、電源電圧用配線
14Aに接続される。抵抗素子R1の他端は、接続孔6及び
絶縁膜12に形成された接続孔13を通して、MISFETQs1
ソース又はドレイン領域10に接続される。また、抵抗素
子R1の他端は、接続孔13を通して、MISFETQ2のゲート電
極7Cに接続される。抵抗素子R1の他端は、ゲート電極7C
を通して、MISFETQ1のソースまたはドレイン領域10に接
続される。抵抗素子R2の他端は、接続孔13を通して、MI
SFETQ1のゲート電極7Dに接続される。また、抵抗R2の他
端は、接続孔6及び13を通して、MISFETQs2及びQ2の共
通のソースまたはドレイン領域10に接続される。
The portion 14B where impurities are not introduced is used as the resistance elements R 1 and R 2 . One end of the resistance elements R 1 and R 2 is the wiring for power supply voltage.
Connected to 14A. The other end of the resistance element R 1 is connected to the source or drain region 10 of the MISFET Qs 1 through the connection hole 6 and the connection hole 13 formed in the insulating film 12. The other end of the resistance element R 1 is connected to the gate electrode 7C of the MISFET Q 2 through the connection hole 13. The other end of the resistance element R 1 has a gate electrode 7C
Through, to the source or drain region 10 of MISFETQ 1 . The other end of the resistance element R 2 is connected to the MI through the connection hole 13.
It is connected to the gate electrode 7D of SFETQ 1 . The other end of the resistor R 2 is connected to the common source or drain region 10 of the MISFETs Qs 2 and Q 2 through the connection holes 6 and 13.

ゲート電極7C,7Dを前述の形状にしたことによって、抵
抗素子R1,R2は、実質的にゲート電極7C,7Dに接続する
だけで、必要な接続をすべて完了することができる。こ
の点は第2B図によって、より明らかになるであろう。ま
た、ゲート電極7C,7Dを前述の形状としたことによっ
て、多結晶シリコン14を用いてフリップフロップ回路の
交差結合等の配線を構成する必要がない。したがって、
抵抗素子14Bを導電層14Aと接続孔13との間で充分に長く
構成することができる。
By forming the gate electrodes 7C and 7D in the above-described shape, the resistance elements R 1 and R 2 can be connected to the gate electrodes 7C and 7D substantially, and all necessary connections can be completed. This point will be made clearer by Fig. 2B. In addition, since the gate electrodes 7C and 7D have the above-described shapes, it is not necessary to use the polycrystalline silicon 14 to form wiring such as cross coupling of flip-flop circuits. Therefore,
The resistance element 14B can be configured to be sufficiently long between the conductive layer 14A and the connection hole 13.

前記抵抗素子14Bを充分に長く構成することにより、そ
の抵抗値を増大することができる。したがって、情報を
保持するために、抵抗素子14Bから流れるスタンバイ電
流を小さくすることができる。また、前記抵抗素子14B
を充分に長く構成することにより、抵抗素子14Bと導電
層14Aとの接合及び抵抗素子14Bと半導体領域10、導電層
7C,7Dとの接合から、抵抗素子14Bの内部に結合される空
乏領域の結合(パンチスルー)を防止することができ
る。
By making the resistance element 14B sufficiently long, the resistance value can be increased. Therefore, in order to retain information, the standby current flowing from the resistance element 14B can be reduced. Also, the resistance element 14B
By sufficiently long, the junction between the resistance element 14B and the conductive layer 14A and the resistance element 14B and the semiconductor region 10, the conductive layer
From the junction with 7C and 7D, the coupling (punch through) of the depletion region coupled inside the resistance element 14B can be prevented.

導電層14A及び抵抗素子14B上部に絶縁膜15が設けられ
る。絶縁膜15は、導電層14A及び抵抗素子14Bとその上部
に設けられる導電層とを電気的に分離する。
An insulating film 15 is provided on the conductive layer 14A and the resistance element 14B. The insulating film 15 electrically separates the conductive layer 14A and the resistance element 14B from the conductive layer provided thereabove.

導電層17は、接続孔16を通して所定の半導体領域10と電
気的に接続し、絶縁膜15上部を導電層7A,7B,14Bと交差
するように列方向に延在し、導電層7C,7D,抵抗素子14B
と重ね合わされて設けられている。この導電層17は、デ
ータ線DL、▲▼を構成するためのものである。そし
て、導電層7C,17,抵抗素子14Bまたは導電層7D,17,抵抗
素子14Bを重ね合わせることにより、平面的な面積を縮
小することができるので、SRAMの集積度を向上すること
ができる。
The conductive layer 17 is electrically connected to the predetermined semiconductor region 10 through the connection hole 16 and extends in the column direction so that the upper portion of the insulating film 15 intersects the conductive layers 7A, 7B and 14B, and the conductive layers 7C and 7D. , Resistance element 14B
It is overlapped and provided. The conductive layer 17 is for forming the data lines DL, ▲ ▼. By overlapping the conductive layers 7C, 17 and the resistance element 14B or the conductive layers 7D, 17 and the resistance element 14B, the planar area can be reduced, so that the degree of integration of SRAM can be improved.

このメモリセルの第2図における左(右)隣りに、線Xa
−Xa(又はXb−Xb)について線対称のメモリセルが配置
される。この2つのメモリセルを一つの単位として、行
方向に多数の単位が配置される。また、このメモリセル
の第2図における上(下)隣りに、点Ya(又はYb)につ
いて点対称にメモリセルが配置される。この2つのメモ
リセルを一つの単位として、列方向に多数の単位が配置
される。
Next to the left (right) side of this memory cell in FIG. 2, the line Xa
Line-symmetrical memory cells are arranged with respect to −Xa (or Xb−Xb). A large number of units are arranged in the row direction with the two memory cells as one unit. Further, the memory cells are arranged next to the upper (lower) side of this memory cell in FIG. 2 in point symmetry with respect to the point Ya (or Yb). With these two memory cells as one unit, many units are arranged in the column direction.

次に、本実施例の製造方法について説明する。Next, the manufacturing method of this embodiment will be described.

第4図乃至第13図は、第2図及び第3図に示したSRAMの
製造方法を説明するための図である。第4図乃至第7図
は各製造工程におけるSRAMのメモリセルの平面図であ
り、第8図乃至第13図は、その断面図である。なお、第
8図は、第4図のVIII−VIII切断線における断面を示
し、第9図は、第5図のIX−IX切断線における断面を示
し、第12図は、第6図のXII−XII切断線における断面を
示し第13図は第7図のXIII−XIII切断線における断面を
示している。
4 to 13 are views for explaining a method of manufacturing the SRAM shown in FIGS. 2 and 3. 4 to 7 are plan views of the memory cell of the SRAM in each manufacturing process, and FIGS. 8 to 13 are sectional views thereof. 8 shows a section taken along the line VIII-VIII in FIG. 4, FIG. 9 shows a section taken along the line IX-IX in FIG. 5, and FIG. 12 shows the line XII in FIG. Fig. 13 shows a section taken along the line -XII and Fig. 13 shows a section taken along the line XIII-XIII in Fig. 7.

まず、単結晶シリコンからなるn-型の半導体基板1を用
意する。第4図及び第8図に示すように、この半導体基
板1の所定の主面部にp-型のウエル領域2を形成する。
前記ウエル領域2は、例えば、2×1012〔atoms/cm2
程度のBF2イオンを60〔KeV〕程度のエネルギのイオン注
入によって導入し、引き伸し拡散を施すことにより形成
する。
First, an n type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon is prepared. As shown in FIGS. 4 and 8, a p type well region 2 is formed on a predetermined main surface portion of the semiconductor substrate 1.
The well region 2 is, for example, 2 × 10 12 [atoms / cm 2 ].
BF 2 ions of a certain degree are introduced by ion implantation with an energy of about 60 [KeV], and stretched and diffused to form.

半導体基板1及びウエル領域2の所定の部分に、フィー
ルド絶縁膜3を形成する。またウエル領域2の所定の部
分に、p型のチャネルストッパ領域4を形成する。フィ
ールド絶縁膜3は、選択的な熱酸化技術で形成した酸化
シリコン膜を用いる。チャネルストッパ領域4は、例え
ば3×1013〔atoms/cm2〕程度のBF2イオンを60〔KeV〕
程度のエネルギのイオン注入によって導入しフィールド
絶縁膜3の形成工程でアニールを施すことにより形成す
る。
A field insulating film 3 is formed on predetermined portions of the semiconductor substrate 1 and the well region 2. Further, a p-type channel stopper region 4 is formed in a predetermined portion of the well region 2. As the field insulating film 3, a silicon oxide film formed by a selective thermal oxidation technique is used. The channel stopper region 4 contains, for example, about 3 × 10 13 [atoms / cm 2 ] of BF 2 ions at 60 [KeV].
It is formed by ion implantation with a certain level of energy and annealing in the step of forming the field insulating film 3.

次に、第8図に示すように、半導体素子形成領域となる
半導体基板1及びウエル領域2の主面上部に、絶縁膜5
を形成する。絶縁膜5は、例えば、熱酸化で形成した膜
厚200〜300〔A〕のシリコン酸化膜である。絶縁膜5は
MISFETのゲート絶縁膜として用いられる。
Next, as shown in FIG. 8, the insulating film 5 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 and the well region 2 which will be the semiconductor element forming region.
To form. The insulating film 5 is, for example, a silicon oxide film having a film thickness of 200 to 300 [A] formed by thermal oxidation. Insulating film 5
Used as the gate insulating film of MISFET.

次に、第5図及び第9図に示すように、ダイレクトコン
タクト部の接続孔6を形成するためマスク19を形成す
る。マスク19は、例えば、ホトレジスト膜を用いる。マ
スク19を用い、絶縁膜5を通したイオン打込みによりウ
エル領域2にp型の不純物18Aを比較的深く導入する。
p型不純物、例えば、ボロンは1013〔atoms/cm2〕程度1
00〜125〔KeV〕程度のイオン打込み技術で導入する。ダ
イレクトコンタクト用のマスク19を用いてボロン18Aを
導入することにより、製造工程を低減することができ
る。また、絶縁膜5を通してイオン打込みを行うので、
基板1の主表面が損傷されることが避けられる。したが
って、導電層7(7B〜7D)と半導体領域20との間の接続
が良好にできる。次にマスク19を用い、それから露出す
る絶縁膜5を除去してダイレクトコンタクト部の接続孔
6を形成する。この後、マスク19を除去する。
Next, as shown in FIGS. 5 and 9, a mask 19 is formed to form the connection hole 6 of the direct contact portion. For the mask 19, for example, a photoresist film is used. Using the mask 19, the p-type impurity 18A is introduced relatively deeply into the well region 2 by ion implantation through the insulating film 5.
P-type impurities such as boron are about 10 13 [atoms / cm 2 ] 1
Introduced with ion implantation technology of about 00 to 125 [KeV]. By introducing the boron 18A using the mask 19 for direct contact, the manufacturing process can be reduced. In addition, since ion implantation is performed through the insulating film 5,
Damage to the main surface of the substrate 1 is avoided. Therefore, the connection between the conductive layer 7 (7B to 7D) and the semiconductor region 20 can be made good. Next, using the mask 19, the insulating film 5 exposed from the mask 19 is removed to form the connection hole 6 in the direct contact portion. After that, the mask 19 is removed.

第6図と第10図に示すように、フィールド絶縁膜3上、
絶縁膜5上に導電層7A〜7Dを形成する。導電層7A〜7Dは
接続孔6を通して所定のウエル領域2の主面と接続す
る。導電層7A乃至7Dは、2層膜からなる。すなわち、例
えばCVD(Chemical Vapor Deposition)で形成し、抵抗
値を低減するためにリンを導入した多結晶シリコン膜71
と、その上部にスパッタで形成したモリブデンシリサイ
ド膜72とで形成する。多結晶シリコン膜71の膜厚は、例
えば2000〔A〕程度、モリブデンシリサイド膜72は、例
えば、3000〔A〕程度である。導電層7A乃至7Dは、モリ
ブデンシリサイド含んでいるので、その抵抗値は、数
〔Ω/口〕程度にすることができる。
As shown in FIGS. 6 and 10, on the field insulating film 3,
Conductive layers 7A to 7D are formed on the insulating film 5. The conductive layers 7A to 7D are connected to the main surface of a predetermined well region 2 through the connection holes 6. The conductive layers 7A to 7D are composed of a two-layer film. That is, for example, a polycrystalline silicon film 71 formed by CVD (Chemical Vapor Deposition) and containing phosphorus for reducing the resistance value 71
And a molybdenum silicide film 72 formed thereon by sputtering. The film thickness of the polycrystalline silicon film 71 is, for example, about 2000 [A], and the molybdenum silicide film 72 is, for example, about 3000 [A]. Since the conductive layers 7A to 7D contain molybdenum silicide, the resistance value thereof can be about several [Ω / port].

接続孔6を通して導電層7B,7C又は7Dと接続されたウエ
ル領域2に、多結晶シリコン膜71に導入されたリンが拡
散し、n+型半導体領域20が形成される。また、打込まれ
たボロン18Aが活性化されて、p+型半導体領域18が形成
される。リンの導入とボロンの活性化は、例えば、多結
晶シリコン膜71の形成のためのCVDの熱(700℃〜1000
℃)によって行なわれる。
Phosphorus introduced into the polycrystalline silicon film 71 is diffused into the well region 2 connected to the conductive layer 7B, 7C or 7D through the connection hole 6 to form the n + type semiconductor region 20. Further, the implanted boron 18A is activated and the p + type semiconductor region 18 is formed. The introduction of phosphorus and the activation of boron are performed, for example, by the CVD heat (700 ° C. to 1000 ° C.) for forming the polycrystalline silicon film 71.
° C).

ダイレクトコンタクト部において、低抵抗化のために多
結晶シリコン膜71に導入されたリンがウエル領域2に深
く拡散する。このため、導体領域18の一部がn型化され
る。半導体領域18は、その全べてが半導体領域20でn型
化されないように深く構成されている。
In the direct contact portion, phosphorus introduced into the polycrystalline silicon film 71 for reducing the resistance diffuses deeply into the well region 2. Therefore, a part of the conductor region 18 is made n-type. The semiconductor region 18 is deeply formed so that the entire semiconductor region 18 is not n-typed by the semiconductor region 20.

拡散係数の小さなヒ素を多結晶シリコン膜に導入するこ
とによって、半導体領域18のn型化を抑制してもよい。
しかし、この場合、半導体領域20の接合深さが浅いので
断線を生じないようにする必要がある。多結晶シリコン
膜71と半導体基板1とのエッチングレートが略同様な多
結晶シリコン膜71のパターンニング工程で基板1がエッ
チングされることによる。本例のように、多結晶シリコ
ン膜71にリンを導入し、かつ、ボロンを基板1に深く打
込んだ場合、このような問題は考慮しなくてよい。
The introduction of arsenic having a small diffusion coefficient into the polycrystalline silicon film may suppress the semiconductor region 18 from becoming n-type.
However, in this case, since the junction depth of the semiconductor region 20 is shallow, it is necessary to prevent disconnection. This is because the substrate 1 is etched in the patterning process of the polycrystalline silicon film 71 in which the etching rates of the polycrystalline silicon film 71 and the semiconductor substrate 1 are substantially the same. When phosphorus is introduced into the polycrystalline silicon film 71 and boron is deeply implanted in the substrate 1 as in this example, such a problem does not have to be taken into consideration.

次に、第11図に示すように、絶縁膜5を介した導電層7
A,7C,7Dの両側部のウエル領域2の主面に、LDD構造を構
成するために、n-型半導体領域8を形成する。導電層7
A,7C,7D及びフィールド絶縁膜3を不純物導入のための
マスクとして用い、リンを例えば、1×1013〔atoms/cm
2〕程度50〔KeV〕程度のエネルギでイオン注入する。こ
の後、アニールすることによって、半導体領域8を形成
する。
Next, as shown in FIG. 11, the conductive layer 7 with the insulating film 5 interposed therebetween.
In order to form an LDD structure, n type semiconductor regions 8 are formed on the main surface of the well region 2 on both sides of A, 7C and 7D. Conductive layer 7
Using A, 7C, 7D and the field insulating film 3 as a mask for introducing impurities, phosphorus is used, for example, at 1 × 10 13 [atoms / cm 2
2 ] Ion implantation with an energy of about 50 [KeV]. Then, the semiconductor region 8 is formed by annealing.

半導体領域8を形成した第12図に示すように、導電層7A
乃至7Dの両側に、不純物導入用マスク9を形成する。不
純物導入用マスク9は、例えば、CVDで基板上全面に酸
化シリコン膜を形成した後、これを反応性イオンエッチ
ングして形成する。マスク9は、導電層7A〜7Dに自己整
合で形成された絶縁膜である。
As shown in FIG. 12 in which the semiconductor region 8 is formed, the conductive layer 7A is formed.
Impurity introducing masks 9 are formed on both sides of 7D to 7D. The impurity introducing mask 9 is formed, for example, by forming a silicon oxide film on the entire surface of the substrate by CVD and then performing reactive ion etching on the silicon oxide film. The mask 9 is an insulating film formed in self-alignment with the conductive layers 7A to 7D.

不純物導入用マスク9及び導電層7A乃至7Dをイオン打込
みのマスクとして用いて、第6図及び第12図に示すよう
に、ウエル領域2所定の主面部にn+型の半導体領域10を
形成する。半導体領域10は、MISFETのソース領域又はド
レイン領域を構成する。例えば、ヒ素を1×1016〔atom
s/cm2〕程度、80〔KeV〕程度のエネルギでイオン注入し
た後、アニールする。
Using the impurity introducing mask 9 and the conductive layers 7A to 7D as an ion implantation mask, as shown in FIGS. 6 and 12, an n + type semiconductor region 10 is formed in a predetermined main surface portion of the well region 2. . The semiconductor region 10 constitutes a source region or a drain region of MISFET. For example, 1 × 10 16 [atom
s / cm 2 ] and energy of about 80 [KeV], and then annealed.

この後、主としてソフトエラーを防止するためのp+型半
導体領域11を形成するために、マスクを形成する。この
マスクは、第6図の一点鎖線11によって囲まれた領域を
除く部分を覆う。このマスクを形成した状態で、マスク
9及び導電層7C,7Dをマスクとして用いるイオン打ち込
みを行う。これによって、所定の半導体領域10下に第6
図及び第12図に示すように、p+型半導体領域11を形成す
る。例えば、ボロンを1×1013〔atoms/cm2〕程度、50
〔KeV〕程度のエネルギでイオン注入した後、アニール
する。第6図において、半導体領域11を形成する不純物
は、一点鎖線11で囲まれた領域内に絶縁膜5を通して導
入される。
After that, a mask is formed mainly for forming the p + type semiconductor region 11 for preventing the soft error. This mask covers the portion except the area surrounded by the alternate long and short dash line 11 in FIG. With this mask formed, ion implantation is performed using the mask 9 and the conductive layers 7C and 7D as masks. As a result, the sixth semiconductor layer 10 is formed under the predetermined semiconductor region 10.
As shown in FIGS. 12 and 13, the p + type semiconductor region 11 is formed. For example, boron is about 1 × 10 13 [atoms / cm 2 ], 50
After ion implantation with an energy of about [KeV], annealing is performed. In FIG. 6, the impurities forming the semiconductor region 11 are introduced into the region surrounded by the alternate long and short dash line 11 through the insulating film 5.

導電層7A乃至7D、半導体領域8、10は、周辺回路を構成
するMISFETの形成工程と同一製造工程により形成され
る。また、半導体領域11を所定のn+型の半導体領域下
部、例えば、入力保護回路を構成するMISFETのソース領
域及びドレイン領域下部に形成してもよい。
The conductive layers 7A to 7D and the semiconductor regions 8 and 10 are formed by the same manufacturing process as the MISFET forming the peripheral circuit. Further, the semiconductor region 11 may be formed below a predetermined n + type semiconductor region, for example, below the source region and the drain region of the MISFET forming the input protection circuit.

半導体領域11を形成する工程の後に、第13図に示すよう
に、絶縁膜12を形成する。この絶縁膜12は、例えば、CV
Dによって形成した膜厚1000〜2000〔A〕程度の酸化シ
リコン膜である。そして、所定の導電層7C,7D及び半導
体領域10上部の絶縁膜12を除去して接続孔13を形成す
る。
After the step of forming the semiconductor region 11, the insulating film 12 is formed as shown in FIG. This insulating film 12 is, for example, CV
It is a silicon oxide film having a film thickness of about 1000 to 2000 [A] formed by D. Then, the predetermined conductive layers 7C, 7D and the insulating film 12 on the semiconductor region 10 are removed to form the connection hole 13.

この後、電源電圧用配線14A及び抵抗素子14Bを形成する
ために、接続孔13を通して所定の半導体領域10と接続す
る多結晶シリコン膜14を形成する。多結晶シリコン膜
は、例えば、CVDによって、膜厚を1000〜2000〔A〕程
度に形成すればよい。抵抗素子14B形成領域以外つまり
電源電圧用配線14Aとなる多結晶シリコン膜に、抵抗値
を低減するための不純物を導入する。不純物として、ヒ
素を用い、イオン注入によって導入した後アニールされ
る。イオン打ち込みによって不純物を導入しているの
で、抵抗値の制御性が良い。また、イオン打ち込みを用
いているので、不純物導入用マスク下への不純物の回り
込みが小さい。したがって、加工寸法の余裕を小さくす
ることができ、抵抗素子14Bを充分に長く構成すること
ができる。
Then, in order to form the power supply voltage wiring 14A and the resistance element 14B, a polycrystalline silicon film 14 connected to a predetermined semiconductor region 10 through the connection hole 13 is formed. The polycrystalline silicon film may be formed to have a film thickness of about 1000 to 2000 [A] by CVD, for example. Impurities for reducing the resistance value are introduced into the polycrystalline silicon film other than the region where the resistance element 14B is formed, that is, into the power supply voltage wiring 14A. Arsenic is used as an impurity, and is introduced by ion implantation and then annealed. Since the impurities are introduced by ion implantation, the controllability of the resistance value is good. Further, since the ion implantation is used, the amount of impurities flowing under the impurity introduction mask is small. Therefore, the margin of the processing dimension can be reduced, and the resistance element 14B can be configured to be sufficiently long.

この後、第7図及び第13図に示すように、前記多結晶シ
リコン膜をパターンニングして、電源電圧用配線として
使用される導電層14A及び抵抗素子R1,R2として使用さ
れる抵抗素子14Bを形成する。導電層14Aを形成するため
に導入される不純物は、第7図の一点鎖線14Bで囲まれ
た領域外の多結晶シリコン膜に導入される。
Thereafter, as shown in FIGS. 7 and 13, the polycrystalline silicon film is patterned to form a conductive layer 14A used as a power supply voltage wiring and resistors used as resistance elements R 1 and R 2. The element 14B is formed. The impurities introduced to form the conductive layer 14A are introduced into the polycrystalline silicon film outside the region surrounded by the alternate long and short dash line 14B in FIG.

導電層14A及び抵抗素子14Bを形成する工程の後に、絶縁
膜15を形成する。この絶縁膜15は、例えば、CVDによっ
て形成した膜厚3000〜4000〔A〕程度の酸化シリコン膜
である。所定の半導体領域10上部の絶縁膜5,12,15を除
去し、接続孔16を形成する。
After the step of forming the conductive layer 14A and the resistance element 14B, the insulating film 15 is formed. The insulating film 15 is, for example, a silicon oxide film having a film thickness of about 3000 to 4000 [A] formed by CVD. The insulating films 5, 12, 15 above the predetermined semiconductor region 10 are removed, and the connection hole 16 is formed.

この後、前記第2図及び第3図に示すように、接続孔16
を通して所定の半導体領域10と電気的に接続する導電層
17を形成する。導電層17は絶縁膜15上を導電層7Aと交差
するように列方向に延在する。導電層17は、例えば、ス
パッタによって形成されたアルミニウム膜である。
After this, as shown in FIG. 2 and FIG.
A conductive layer electrically connected to a predetermined semiconductor region 10 through
Form 17. The conductive layer 17 extends in the column direction on the insulating film 15 so as to intersect the conductive layer 7A. The conductive layer 17 is, for example, an aluminum film formed by sputtering.

この後に、保護膜等の処理工程を施す。これら一連の製
造工程によって、本実施例のSRAMは完成する。
After this, a treatment process for a protective film or the like is performed. The SRAM of this embodiment is completed by these series of manufacturing steps.

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
もとづき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々変形し得ることは勿論である。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.

例えば、半導体領域11を省略してもよい。また、メモリ
セルのフリップフロップ回路の負荷素子としてPチャネ
ルMISFETを用いてもよい。メモリセルのNチャネルMISF
ETのレイアウトは変更可能である。半導体領域18形成の
ためのイオン打込みは、絶縁膜5に接続孔6を形成した
後、行なってもよい。半導体領域18形成のための不純物
は、接続孔6形成後に、熱拡散によって導入してもよ
い。半導体領域20は、導電層7(7A〜7D)形成前に、選
択的なイオン打込み又は拡散によって、形成してもよ
い。この場合、不純物として、リン又はヒ素を用いるこ
とができ、導電層7として、高融点金属(Mo,Ta,Ti,W)
又はこれらのシリサイド層を用いることができ、半導体
領域18を浅い位置に形成できる。半導体領域11の形状は
種々変更可能である。
For example, the semiconductor region 11 may be omitted. Further, a P-channel MISFET may be used as the load element of the flip-flop circuit of the memory cell. N-channel MISF of memory cell
The ET layout can be changed. The ion implantation for forming the semiconductor region 18 may be performed after forming the connection hole 6 in the insulating film 5. The impurities for forming the semiconductor region 18 may be introduced by thermal diffusion after forming the connection hole 6. The semiconductor region 20 may be formed by selective ion implantation or diffusion before forming the conductive layer 7 (7A to 7D). In this case, phosphorus or arsenic can be used as an impurity, and the conductive layer 7 can be made of a refractory metal (Mo, Ta, Ti, W).
Alternatively, these silicide layers can be used, and the semiconductor region 18 can be formed at a shallow position. The shape of the semiconductor region 11 can be variously changed.

本発明は、SRAMに限らず、ダイレクトコンタクト部を有
する種々の半導体集積回路装置に有効である。
The present invention is effective not only for SRAMs but also for various semiconductor integrated circuit devices having direct contact portions.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

メモリセルのフリップフロップ回路の交差結合のための
前記ダイレクトコンタクト部下に、ダイレクトコンタク
トのための接続孔を形成する工程を利用して、p+型半導
体領域を形成したことにより、α線によって発生した少
数キャリアによるソフトエラーを防止することができ
る。
The p + type semiconductor region was formed by using the step of forming a contact hole for direct contact under the direct contact portion for cross-coupling the flip-flop circuit of the memory cell. Soft errors due to minority carriers can be prevented.

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

第1図は、本発明の一実施例を説明するためのSRAMのメ
モリセルを示す回路図、 第2図は、本発明の一実施例を説明するためのSRAMのメ
モリセルを示す平面図、 第3図は、第2図のIII−III切断線における断面図、 第4図乃至第13図は、第1図〜第3図のSRAMの製造方法
を説明するための各製造工程におけるSRAMのメモリセル
を示す図であり、 第4図乃至第7図は、その平面図、 第8図乃至第13図は、その断面図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an SRAM memory cell for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing an SRAM memory cell for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 2, and FIGS. 4 to 13 are SRAMs in respective manufacturing steps for explaining the method of manufacturing the SRAM of FIGS. FIG. 4 is a diagram showing a memory cell, FIGS. 4 to 7 are plan views thereof, and FIGS. 8 to 13 are sectional views thereof.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湊 修 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−50561(JP,A) 特開 昭61−97963(JP,A) 特開 昭61−59867(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Osamu Minato 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji City, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-59-50561 (JP, A) JP-A-61 -97963 (JP, A) JP-A-61-59867 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板に形成された第1導電型の第1
半導体領域と、 前記第1半導体領域内に形成され、ゲート絶縁膜とゲー
ト電極と第2導電型のソース及びドレイン領域を有し、
その一方のゲート電極が他方のドレイン領域に前記ゲー
ト絶縁膜に形成された接続孔を通して直接に接続される
ことにより、メモリセルのフリップフロップ回路を構成
する第1及び第2のMISFETと、 前記ドレイン領域下の一部に、前記接続孔と実質的に同
一形状で形成された前記第1半導体領域よりも高い不純
物濃度を有する第1導電型の第2半導体領域と、 前記第1及び第2MISFETのソース又はドレイン領域の下
の一部に前記第1及び第2MISFETのゲート電極に対して
自己整合的に形成された、前記第1半導体領域より高い
不純物濃度を有する第1導電型の第3半導体領域とを有
する半導体記憶装置。
1. A first conductivity type first formed on a semiconductor substrate.
A semiconductor region, a gate insulating film, a gate electrode, and a second conductivity type source and drain region formed in the first semiconductor region,
One of the gate electrodes is directly connected to the drain region of the other through a connection hole formed in the gate insulating film to form first and second MISFETs forming a flip-flop circuit of a memory cell, and the drain. A second semiconductor region of a first conductivity type having a higher impurity concentration than that of the first semiconductor region, which is formed in substantially the same shape as the connection hole, in a portion below the region, and the first and second MISFETs. A third semiconductor region of a first conductivity type having a higher impurity concentration than the first semiconductor region, which is formed in a portion below the source or drain region in a self-aligned manner with the gate electrodes of the first and second MISFETs. And a semiconductor memory device having.
【請求項2】互いのゲート電極とドレイン領域を交差結
合した2つのMISFETからなるメモリセルを有する半導体
記憶装置の製造方法であって、 第1導電型の第1半導体領域上に前記MISFETのゲート絶
縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜に前記交差結合のためのコンタクトホ
ールを形成するためのマスクを形成する工程と、 前記マスクを用いて、前記第1半導体領域より高い不純
物濃度の第2半導体領域を形成するために、前記第1半
導体領域に第1導電型の不純物を導入する工程と、 前記マスクを用いて、前記絶縁膜にコンタクトホールを
形成する工程と、 前記第1半導体領域内の前記第2半導体領域より浅い部
分に、第2導電型の第5半導体領域を形成する工程と、 その一端が前記コンタクトホールを通して前記第5半導
体領域に接続される前記MISFETのゲート電極を形成する
工程と、 前記ゲート電極を主なマスクとして用いて、前記第5半
導体領域と一体に形成される前記MISFETの第2導電型の
ソース及びドレイン領域を形成する工程とを備えた半導
体記憶装置の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor memory device having a memory cell composed of two MISFETs whose gate electrodes and drain regions are cross-coupled to each other, wherein the gate of the MISFET is on a first semiconductor region of a first conductivity type. Forming an insulating film; forming a mask for forming a contact hole for the cross-coupling in the gate insulating film; using the mask, forming a mask having an impurity concentration higher than that of the first semiconductor region; A step of introducing a first conductivity type impurity into the first semiconductor region to form a second semiconductor region; a step of forming a contact hole in the insulating film using the mask; A step of forming a fifth semiconductor region of the second conductivity type in a portion shallower than the second semiconductor region, and one end of which is in contact with the fifth semiconductor region through the contact hole. Forming a gate electrode of the MISFET, and using the gate electrode as a main mask, forming a second conductivity type source and drain region of the MISFET formed integrally with the fifth semiconductor region. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising:
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