JPH07153854A - Perfect cmos type sram device - Google Patents

Perfect cmos type sram device

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JPH07153854A
JPH07153854A JP5300676A JP30067693A JPH07153854A JP H07153854 A JPH07153854 A JP H07153854A JP 5300676 A JP5300676 A JP 5300676A JP 30067693 A JP30067693 A JP 30067693A JP H07153854 A JPH07153854 A JP H07153854A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
layer
impurity diffusion
type impurity
diffusion layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP5300676A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michio Mano
三千雄 眞野
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP5300676A priority Critical patent/JPH07153854A/en
Publication of JPH07153854A publication Critical patent/JPH07153854A/en
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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the cell area, i.e., increase the integration degree and speed up the signal processing. CONSTITUTION:A p-type impurity diffused layer 4a of a p-type transistor and n-type impurity diffused layer 4b of an n-type transistor which are components of an SRAM cell are formed in a semiconductor film layer of the same pattern so as to form a direct p-n junction (diode connection). Parts of gate electrodes 6a and 6a' formed on the upper part of the semiconductor film layer are connected through contact holes 8a and 8b to the impurity diffused layer 4b or/and 4a near the p-n junction.

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、SOI基板上にメモリ
セルが形成された完全CMOS型SRAM装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a complete CMOS type SRAM device having memory cells formed on an SOI substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】4Mbあるいは16Mb用SRAMのメ
モリセルとして、Pチャネル型薄膜トランジスタ(TF
T)を負荷トランジスタとして用いたSRAM用メモリ
セルが開発されている。このTFT負荷型SRAM用メ
モリセルは、高抵抗負荷型SRAM用メモリに比較し
て、スタンバイ時の消費電力が少なく、安定性に優れて
いる。また、負荷トランジスタが半導体基板上に形成さ
れたバルク構造の完全CMOS型SRAM用メモリセル
に比較して、高集積化に優れている。
2. Description of the Related Art A P-channel thin film transistor (TF) is used as a memory cell of an SRAM for 4 Mb or 16 Mb.
A memory cell for SRAM using T) as a load transistor has been developed. The TFT load type SRAM memory cell consumes less power during standby and is excellent in stability as compared with the high resistance load type SRAM memory cell. Further, the load transistor is excellent in high integration as compared with a bulk CMOS memory cell for a complete SRAM in which a load transistor is formed on a semiconductor substrate.

【0003】ところが、TFT負荷型SRAM用メモリ
セルは、その製造プロセスが煩雑であると言う課題を有
している。そこで、バルク構造の完全CMOS型SRA
M用メモリセルが見直されている。バルク構造の完全C
MOS型SRAM用メモリは、TFT負荷型SRAM用
メモリに比較して、製造工程が単純であると共に、動作
時に高電流を得ることができ、メモリの安定性にも優れ
ている。
However, the TFT load type SRAM memory cell has a problem that its manufacturing process is complicated. Therefore, the bulk CMOS complete SRA
The M memory cell is being reviewed. Bulk structure complete C
The MOS type SRAM memory has a simpler manufacturing process as compared with the TFT load type SRAM memory, can obtain a high current during operation, and is excellent in memory stability.

【0004】1993年VLSI,テクノロジー(Te
ch.)文献第65〜66頁には、メモリセル毎に、ワ
ード線を二本配列したバルク構造完全CMOS型SRA
M装置が開発されている。この文献に記載のものを始め
として、従来のバルク構造完全CMOS型SRAM装置
では、メモリセル内で、N型MOSトランジスタ領域の
N型不純物拡散層と、P型MOSトランジスタ領域のP
型不純物拡散層とが、分離して形成してある。
1993 VLSI technology (Te
ch. ) In pages 65 to 66 of the literature, a bulk structure complete CMOS SRA in which two word lines are arranged for each memory cell.
M devices have been developed. In the conventional bulk structure complete CMOS type SRAM device including those described in this document, in the memory cell, the N type impurity diffusion layer in the N type MOS transistor region and the P type MOS transistor region in the P type MOS transistor region are formed.
The type impurity diffusion layer is formed separately.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ン基板上に形成してあるN型不純物拡散層とP型不純物
拡散層とは、互いの電気的分離が困難であり、十分な電
気的分離を行おうとする場合には、その分離幅を大きく
する必要があった。そのため、メモリセルの面積が増大
し、チップ面積の増大、信号遅延を引き起こすおそれが
あった。
However, it is difficult to electrically separate the N-type impurity diffusion layer and the P-type impurity diffusion layer formed on the silicon substrate from each other, and it is necessary to perform sufficient electric separation. When trying to do so, it was necessary to increase the separation width. Therefore, the area of the memory cell is increased, which may cause an increase in chip area and signal delay.

【0006】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、セル面積の縮小、すなわち高集積化を図り、しかも
信号処理の高スピード化を図ることができる完全CMO
S型SRAM装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above situation, and is a complete CMO capable of reducing the cell area, that is, increasing the degree of integration, and speeding up signal processing.
It is an object to provide an S-type SRAM device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る第1の完全CMOS型SRAM装置
は、SRAMセルの構成要素であるP型トランジスタの
P型不純物拡散層とN型トランジスタのN型不純物拡散
層とが、同一パターンの半導体薄膜層内に直接PN接合
するように形成してあり、PN接合する部分の近くのN
型不純物拡散層またはP型不純物拡散層に対して、半導
体薄膜層の上部に形成されるゲート電極の一部が、コン
タクトホールを通して接続してある。
To achieve the above object, a first complete CMOS type SRAM device according to the present invention comprises a P type impurity diffusion layer and an N type impurity diffusion layer of a P type transistor which are constituent elements of an SRAM cell. The N-type impurity diffusion layer of the transistor is formed so as to directly make a PN junction in the semiconductor thin film layer of the same pattern, and the N-type impurity diffusion layer near the PN junction is formed.
A part of the gate electrode formed on the semiconductor thin film layer is connected to the type impurity diffusion layer or the P type impurity diffusion layer through a contact hole.

【0008】上記目的を達成するために、本発明に係る
第2の完全CMOS型SRAM装置は、SRAMセルの
構成要素であるP型トランジスタのP型不純物拡散層と
N型トランジスタのN型不純物拡散層とが、同一パター
ンの半導体薄膜層内に直接PN接合するように形成して
あり、PN接合する部分のN型不純物拡散層およびP型
不純物拡散層の双方に対して、半導体薄膜層の上部に形
成されるゲート電極の一部が、単一のコンタクトホール
を通して接続してある。
To achieve the above object, a second complete CMOS type SRAM device according to the present invention comprises a P-type impurity diffusion layer of a P-type transistor and an N-type impurity diffusion of an N-type transistor which are constituent elements of an SRAM cell. Layer is formed so as to directly form a PN junction in the semiconductor thin film layer having the same pattern, and the upper portion of the semiconductor thin film layer is formed with respect to both the N-type impurity diffusion layer and the P-type impurity diffusion layer in the PN junction portion. A part of the gate electrode formed in is connected through a single contact hole.

【0009】上記目的を達成するために、本発明に係る
第3の完全CMOS型SRAM装置は、SRAMセルの
構成要素であるP型トランジスタのP型不純物拡散層と
N型トランジスタのN型不純物拡散層とが、同一パター
ンの半導体薄膜層内に直接PN接合するように形成して
あり、各SRAMセル毎のワード線が、ビット線と直交
するように、二本に分割して配列してある。
In order to achieve the above object, a third complete CMOS type SRAM device according to the present invention is a P-type impurity diffusion layer of a P-type transistor and an N-type impurity diffusion of an N-type transistor which are constituent elements of an SRAM cell. Layers are formed so as to directly form a PN junction in the semiconductor thin film layer having the same pattern, and the word line for each SRAM cell is divided into two and arranged so as to be orthogonal to the bit line. .

【0010】[0010]

【作用】本発明に係る第1の完全CMOS型SRAM装
置では、SRAMセルをSOI基板上に形成すること
で、素子分離を最小デザインで設計することができる。
また、通常の半導体基板上にバルク構造の完全CMOS
型SRAM装置を形成する場合と比較して、ウェルを形
成する必要がないので、P型トランジスタのP型不純物
拡散層とN型トランジスタのN型不純物拡散層とを、同
一パターンの半導体薄膜層内に直接PN接合するように
形成することができる。
In the first complete CMOS type SRAM device according to the present invention, the element isolation can be designed with the minimum design by forming the SRAM cell on the SOI substrate.
In addition, a complete CMOS with a bulk structure on a normal semiconductor substrate
Since it is not necessary to form a well as compared with the case of forming a type SRAM device, the P-type impurity diffusion layer of the P-type transistor and the N-type impurity diffusion layer of the N-type transistor are formed in the semiconductor thin film layer of the same pattern. Can be formed so as to be directly PN-junctioned with.

【0011】このPN接合により、負荷トランジスタ側
から駆動トランジスタ側へ向かう記憶ノード部にダイオ
ードが形成されるが、SRAMのメモリセルでは、負荷
トランジスタ側から駆動トランジスタ側へは、順方向バ
イアスとなるので、メモリセル上問題にはならない。本
発明に係る第1の完全CMOS型SRAM装置では、P
型不純物拡散層とN型不純物拡散層との間に絶縁領域を
形成しないので、セル面積の縮小、すなわち高集積化を
図り、しかも信号処理の高スピード化を図ることができ
る。
With this PN junction, a diode is formed in the storage node portion extending from the load transistor side to the drive transistor side. However, in the SRAM memory cell, a forward bias is applied from the load transistor side to the drive transistor side. , It does not matter on the memory cell. In the first complete CMOS SRAM device according to the present invention, P
Since no insulating region is formed between the n-type impurity diffusion layer and the n-type impurity diffusion layer, the cell area can be reduced, that is, high integration can be achieved, and the signal processing speed can be increased.

【0012】本発明に係る第2の完全CMOS型SRA
M装置では、SRAMセルをSOI基板上に形成するこ
とで、素子分離を最小デザインで設計することができ
る。また、通常の半導体基板上にバルク構造の完全CM
OS型SRAM装置を形成する場合と比較して、ウェル
を形成する必要がないので、P型トランジスタのP型不
純物拡散層とN型トランジスタのN型不純物拡散層と
を、同一パターンの半導体薄膜層内に直接PN接合する
ように形成することができる。
A second complete CMOS SRA according to the present invention
In the M device, element isolation can be designed with a minimum design by forming the SRAM cell on the SOI substrate. In addition, a complete CM with a bulk structure on a normal semiconductor substrate
Since it is not necessary to form a well as compared with the case of forming the OS type SRAM device, the P type impurity diffusion layer of the P type transistor and the N type impurity diffusion layer of the N type transistor are formed into a semiconductor thin film layer of the same pattern. It can be formed so as to have a direct PN junction therein.

【0013】しかも、PN接合する部分のN型不純物拡
散層およびP型不純物拡散層の双方に対して、半導体薄
膜層の上部に形成されるゲート電極の一部を、単一のコ
ンタクトホールを通して接続することができる。このた
め、PN接合により形成されるダイオードの影響をほと
んど無視することができる。
Moreover, a part of the gate electrode formed on the semiconductor thin film layer is connected to both the N-type impurity diffusion layer and the P-type impurity diffusion layer at the PN junction through a single contact hole. can do. Therefore, the influence of the diode formed by the PN junction can be almost ignored.

【0014】本発明に係る第2の完全CMOS型SRA
M装置では、P型不純物拡散層とN型不純物拡散層との
間に絶縁領域を形成しないので、セル面積の縮小、すな
わち高集積化を図り、しかも信号処理の高スピード化を
図ることができる。本発明に係る第3の完全CMOS型
SRAM装置では、SRAMセルをSOI基板上に形成
することで、素子分離を最小デザインで設計することが
できる。また、通常の半導体基板上にバルク構造の完全
CMOS型SRAM装置を形成する場合と比較して、ウ
ェルを形成する必要がないので、P型トランジスタのP
型不純物拡散層とN型トランジスタのN型不純物拡散層
とを、同一パターンの半導体薄膜層内に直接PN接合す
るように形成することができる。しかも、各SRAMセ
ル毎のワード線が、ビット線と直交するように、二本に
分割して配列してある。
Second complete CMOS SRA according to the present invention
In the M device, since the insulating region is not formed between the P-type impurity diffusion layer and the N-type impurity diffusion layer, the cell area can be reduced, that is, the integration can be increased, and the signal processing speed can be increased. . In the third complete CMOS type SRAM device according to the present invention, the element isolation can be designed with the minimum design by forming the SRAM cell on the SOI substrate. Further, as compared with the case of forming a complete CMOS type SRAM device having a bulk structure on a normal semiconductor substrate, it is not necessary to form a well, so that the P of the P type transistor is formed.
The type impurity diffusion layer and the N type impurity diffusion layer of the N type transistor can be formed so as to be directly PN junctioned in the semiconductor thin film layer having the same pattern. Moreover, the word line for each SRAM cell is divided into two and arranged so as to be orthogonal to the bit line.

【0015】一般に、SOI基板上に形成されたトラン
ジスタは、通常の半導体基板上に形成されたトランジス
タに比較して、電気特性を揃えることが困難であるが、
今回採用したワード線分割型セルをSOI構造と組み合
わせることで、セルの幾何学的対象性が高まり、セルの
動作上の安定性が向上し、トランジスタ間の特性バラツ
キを吸収し易い。
Generally, it is difficult to make the electrical characteristics of a transistor formed on an SOI substrate uniform as compared with a transistor formed on a normal semiconductor substrate.
By combining the word line division type cell adopted this time with the SOI structure, the geometrical symmetry of the cell is enhanced, the operational stability of the cell is improved, and the characteristic variation between the transistors is easily absorbed.

【0016】本発明に係る第3の完全CMOS型SRA
M装置では、P型不純物拡散層とN型不純物拡散層との
間に絶縁領域を形成せず、しかも好適なワード線パター
ンを有するので、セル面積の縮小、高集積化を図り、し
かも信号処理の高スピード化を図ることができる。
A third complete CMOS SRA according to the present invention
Since the M device does not form an insulating region between the P-type impurity diffusion layer and the N-type impurity diffusion layer and has a suitable word line pattern, the cell area can be reduced, the integration can be increased, and the signal processing can be performed. It is possible to increase the speed.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明に係る完全CMOS型SRAM
装置を、図面に示す実施例に基づき、詳細に説明する。
図1は本発明の一実施例に係る完全CMOS型SRAM
装置のメモリセルの要部平面図、図2は同実施例に係る
SRAM用メモリセルの等価回路図、図3は図1に示す
III −III 線に沿う要部断面図、図4(A),(B)は
図3に示すメモリセルの製造工程を示す要部断面図、図
5〜9は図1〜3に示すメモリセルの製造工程を示す要
部平面図、図10は本発明の他の実施例に係る完全CM
OS型SRAM装置のメモリセルの要部平面図、図11
は本発明のさらにその他の実施例に係る完全CMOS型
SRAM装置のメモリセルの要部断面図、図12
(A),(B)は図11に示すメモリセルの製造工程を
示す要部断面図、図13は図11に示すメモリセルの等
価回路図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Complete CMOS type SRAM according to the present invention will be described below.
The device will be explained in more detail on the basis of an embodiment shown in the drawing.
FIG. 1 is a full CMOS SRAM according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of a main part of a memory cell of the device, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of an SRAM memory cell according to the embodiment, and FIG. 3 is shown in FIG.
Sectional views taken along the line III-III, FIGS. 4A and 4B are sectional views of the essential parts showing the manufacturing process of the memory cell shown in FIG. 3, and FIGS. 5 to 9 are memory cells shown in FIGS. FIG. 10 is a plan view of the essential parts showing the manufacturing process of the same, and FIG. 10 is a complete CM according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan view of a main part of a memory cell of the OS type SRAM device.
12 is a cross-sectional view of an essential part of a memory cell of a complete CMOS type SRAM device according to still another embodiment of the present invention, FIG.
11A and 11B are cross-sectional views of the essential part showing the manufacturing process of the memory cell shown in FIG. 11, and FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of the memory cell shown in FIG.

【0018】まず、図1〜9に示す実施例に係る完全C
MOS型SRAM装置について説明する。図1に示すよ
うに、本実施例に係る完全CMOS型SRAM装置のメ
モリセルMCは、絶縁層2上に所定パターンの半導体薄
膜層が形成してあるSOI基板上に形成してある。
First, the complete C according to the embodiment shown in FIGS.
The MOS type SRAM device will be described. As shown in FIG. 1, the memory cell MC of the complete CMOS type SRAM device according to this embodiment is formed on an SOI substrate in which a semiconductor thin film layer having a predetermined pattern is formed on the insulating layer 2.

【0019】SOI基板は、たとえば張り合わせ法及び
選択研磨法を組み合わせた方法、あるいはO2 のイオン
注入法などで形成される。張り合わせ法及び選択研磨法
を組み合わせた方法では、シリコンウェーハなどの半導
体基板上に、素子分離用段差を形成した後、その表面に
絶縁層を堆積させ、その絶縁層の表面にポリシリコン層
などの平坦化層を堆積し、その表面を平坦化する。その
後、その平坦化された表面に、シリコンウェーハなどの
支持基板を張り合わせる。その後、半導体基板の裏面か
ら、前記素子分離段差が露出するまで選択研磨し、絶縁
層上に所定パターンの半導体薄膜層を残す。
The SOI substrate is formed by, for example, a method combining a bonding method and a selective polishing method, or an O 2 ion implantation method. In the method that combines the bonding method and the selective polishing method, after forming a step for element isolation on a semiconductor substrate such as a silicon wafer, an insulating layer is deposited on the surface, and a polysilicon layer or the like is formed on the surface of the insulating layer. A planarization layer is deposited and its surface is planarized. Then, a supporting substrate such as a silicon wafer is attached to the flattened surface. After that, selective polishing is performed from the back surface of the semiconductor substrate until the element isolation step is exposed to leave a semiconductor thin film layer having a predetermined pattern on the insulating layer.

【0020】図1に示すように、半導体薄膜層には、P
型不純物拡散層4aとN型不純物拡散層4bとが、境界
部分5で接するように形成してある。半導体薄膜層の上
には、ゲート絶縁層を介してゲート電極6a,6a’,
6b,6b’が積層してある。
As shown in FIG. 1, the semiconductor thin film layer contains P
The type impurity diffusion layer 4a and the N type impurity diffusion layer 4b are formed so as to be in contact with each other at the boundary portion 5. On the semiconductor thin film layer, gate electrodes 6a, 6a ', and
6b and 6b 'are laminated.

【0021】ゲート電極6b,6b’は、ワード線W
1,W2を兼ねており、各メモリセルMC毎に、二本づつ
形成され、後述するビット線に対して直交するように配
置される。このワード線W1 ,W2 となるゲート電極6
b,6b’は、選択トランジスタWQ3 ,WQ4 のゲー
ト電極となる。ゲート電極6a,6a’は、略L字形状
を有し、ワード線6b,6b’間に、相互に点対象にな
るように配置される。ゲート電極6a,6a’は、メモ
リセルMC内で点対象位置に配列された略T字形状の半
導体薄膜層(不純物拡散層4a,4b)と交差し、駆動
トランジスタDQ1 ,DQ2 と、負荷トランジスタLQ
5 ,LQ6 とを構成する。
The gate electrodes 6b and 6b 'are the word lines W
It also serves as 1 and W2, and two memory cells are formed for each memory cell MC and arranged so as to be orthogonal to a bit line described later. The gate electrode 6 which becomes the word lines W1 and W2
b and 6b 'serve as gate electrodes of the selection transistors WQ3 and WQ4. The gate electrodes 6a and 6a 'have a substantially L-shape and are arranged between the word lines 6b and 6b' so as to be point-symmetrical to each other. The gate electrodes 6a and 6a 'intersect with the substantially T-shaped semiconductor thin film layers (impurity diffusion layers 4a and 4b) arranged at point-symmetrical positions in the memory cell MC, and drive transistors DQ1 and DQ2 and a load transistor LQ.
5 and LQ6.

【0022】負荷トランジスタLQ5 ,LQ6 は、P型
不純物拡散層4aの上に形成してあり、駆動トランジス
タDQ1 ,DQ2 および選択トランジスタSQ3 ,SQ
4 は、N型不純物拡散層4bの上に形成される。これら
トランジスタは、図2に示すSRAMのメモリセルを構
成するために、コンタクトホール8a,8b,10a,
10b,12a,12b,14a,14bで上層側配線
層と接続される。
The load transistors LQ5 and LQ6 are formed on the P-type impurity diffusion layer 4a, and the drive transistors DQ1 and DQ2 and the selection transistors SQ3 and SQ are formed.
4 is formed on the N-type impurity diffusion layer 4b. These transistors have contact holes 8a, 8b, 10a, and 10a in order to form the SRAM memory cell shown in FIG.
10b, 12a, 12b, 14a and 14b are connected to the upper wiring layer.

【0023】図2に示すように、SRAM用メモリセル
は、フリップフロップ回路を構成する一対の駆動トラン
ジスタDQ1,DQ2と、メモリセルの選択用の選択トラ
ンジスタSQ3 ,SQ4 と、負荷トランジスタLQ5 ,
LQ6 とを有する。選択トランジスタSQ3 ,SQ4
は、ワード線Wに生じるゲート電圧に応じて、トランジ
スタをオン状態とし、駆動トランジスタDQ1 ,DQ2
で構成されるフリップフロップ回路に記憶してある情報
をビット線bおよび反転ビット線b’に送信するように
なっている。
As shown in FIG. 2, the SRAM memory cell includes a pair of drive transistors DQ1 and DQ2 forming a flip-flop circuit, selection transistors SQ3 and SQ4 for selecting the memory cell, and a load transistor LQ5,
With LQ6. Select transistors SQ3, SQ4
Turns on the transistors according to the gate voltage generated on the word line W, and drives the transistors DQ1 and DQ2.
The information stored in the flip-flop circuit constituted by is transmitted to the bit line b and the inverted bit line b '.

【0024】本実施例のメモリセルでは、後述するよう
な構造を採用することから、負荷トランジスタLQ5 ,
LQ6 から駆動トランジスタDQ1 ,DQ2 へ向かう接
続点である記憶ノード部分に、それぞれダイオードD
1,D2が形成される。これらダイオードD1 ,D2 は、
順方向に接続されることを条件として、SRAMセルの
回路上問題はない。図2に示す実施例では、ダイオード
D1 ,D2 が記憶ノードの負荷トランジスタLQ5 ,L
Q6 側に接続してあるが、駆動トランジスタDQ1 ,D
Q2 側に形成しても同様である。
Since the memory cell of this embodiment employs the structure described later, the load transistors LQ5,
A diode D is provided at each storage node portion which is a connection point from LQ6 to the drive transistors DQ1 and DQ2.
1, D2 is formed. These diodes D1 and D2 are
There is no problem in the circuit of the SRAM cell provided that it is connected in the forward direction. In the embodiment shown in FIG. 2, the diodes D1 and D2 are the load transistors LQ5 and LQ of the storage node.
Although connected to the Q6 side, drive transistors DQ1 and DQ
The same applies when formed on the Q2 side.

【0025】次に、このようなダイオードD1 ,D2 が
形成される理由について説明する。本実施例では、図
1,3に示すように、同一パターンの半導体薄膜層に
は、P型不純物拡散層4aと、N型不純物拡散層4bと
が、境界部分5でPN接合するように形成される。した
がって、この境界部分5に順方向バイアスのダイオード
D1 またはD2 が形成されてしまう。図1〜3に示すよ
うに、駆動トランジスタDQ1 ,DQ2 および負荷トラ
ンジスタLQ5 ,LQ6 のゲート電極6a,6a’は、
コンタクトホール8a,8bを通して、対となる他方の
記憶ノードに接続する必要がある。ゲート電極6a,6
a’は、一般にN型不純物を含むポリシリコン層で構成
されるため、コンタクトホール8a,8bを通して接続
される記憶ノードの不純物拡散層は、ポリシリコン層か
らの不純物拡散のために、図3に示すように、N型不純
物拡散層4bとなる。
Next, the reason why such diodes D1 and D2 are formed will be described. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, a P-type impurity diffusion layer 4a and an N-type impurity diffusion layer 4b are formed in a semiconductor thin film layer having the same pattern so as to form a PN junction at a boundary portion 5. To be done. Therefore, the forward bias diode D1 or D2 is formed at the boundary portion 5. As shown in FIGS. 1 to 3, the gate electrodes 6a and 6a 'of the drive transistors DQ1 and DQ2 and the load transistors LQ5 and LQ6 are
It is necessary to connect to the other storage node of the pair through the contact holes 8a and 8b. Gate electrodes 6a, 6
Since a'is generally composed of a polysilicon layer containing N-type impurities, the impurity diffusion layer of the storage node connected through the contact holes 8a and 8b is shown in FIG. 3 for impurity diffusion from the polysilicon layer. As shown, the N-type impurity diffusion layer 4b is formed.

【0026】なお、図3において、符号16aは、負荷
トランジスタLQ5 のチャネル部分を示し、N- の不純
物拡散領域である。また、符号16bは、選択トランジ
スタSQ3 のチャネル領域を示し、P- の不純物拡散領
域である。また、符号18は、ゲート絶縁層であり、酸
化シリコン層などで構成される。
[0026] In FIG. 3, reference numeral 16a denotes a channel portion of the load transistor LQ5, N - is an impurity diffusion region. Further, reference numeral 16b denotes a channel region of the select transistor SQ3, P - which is an impurity diffusion region. Further, reference numeral 18 is a gate insulating layer, which is composed of a silicon oxide layer or the like.

【0027】次に、図1〜3に示すSOI構造を利用し
た完全CMOS型SRAM装置の製造方法について説明
する。まず、図4(A)および図5に示すように、絶縁
層2の上に半導体薄膜層16が所定パターンで形成して
あるSOI基板を製造する。SOI基板は、たとえば張
り合わせ法と選択研磨法とを組み合わせた方法により製
造される。半導体薄膜層16の上には、ゲート絶縁層1
8を形成する。ゲート絶縁層18は、たとえば熱酸化法
により形成される酸化シリコン層で構成される。
Next, a method of manufacturing a complete CMOS type SRAM device utilizing the SOI structure shown in FIGS. First, as shown in FIGS. 4A and 5, an SOI substrate in which the semiconductor thin film layer 16 is formed in a predetermined pattern on the insulating layer 2 is manufactured. The SOI substrate is manufactured by, for example, a method combining a bonding method and a selective polishing method. The gate insulating layer 1 is formed on the semiconductor thin film layer 16.
8 is formed. Gate insulating layer 18 is formed of, for example, a silicon oxide layer formed by a thermal oxidation method.

【0028】また、半導体薄膜層16には、トランジス
タのしきい値電圧調整用の不純物を導入し、P型MOS
トランジスタが形成される予定領域には、N- 型不純物
領域16aを形成し、N型MOSトランジスタが形成さ
れる予定領域には、P- 型不純物領域16bを形成す
る。
Further, impurities for adjusting the threshold voltage of the transistor are introduced into the semiconductor thin film layer 16 to form a P-type MOS.
An N type impurity region 16a is formed in a region where a transistor will be formed, and a P type impurity region 16b is formed in a region where an N type MOS transistor will be formed.

【0029】次に、記憶ノードコンタクト部分に対応す
る位置のゲート絶縁層18に、コンタクトホール8aを
形成した後、図4(B)に示すように、ゲート絶縁層1
8の上に、ゲート電極となるポリシリコン層6を堆積す
る。なお、コンタクトホール8aを形成する前に、ゲー
ト絶縁層18の表面には、ポリシリコン層などで構成さ
れる酸化膜保護層を形成しても良い。
Next, after forming a contact hole 8a in the gate insulating layer 18 at a position corresponding to the storage node contact portion, as shown in FIG. 4 (B), the gate insulating layer 1 is formed.
A polysilicon layer 6 to be a gate electrode is deposited on the gate electrode 8. Before forming the contact hole 8a, an oxide film protective layer made of a polysilicon layer or the like may be formed on the surface of the gate insulating layer 18.

【0030】次に、ゲート電極となるポリシリコン層6
を、図6に示すように、パターン加工し、駆動トランジ
スタDQ1 ,DQ2 および負荷トランジスタLQ5 ,L
Q6のゲート電極6a,6a’と、選択トランジスタS
Q3 ,SQ4 となるゲート電極6b,6b’(ワード線
W1 ,W2 )を形成する。その際に、ゲート電極6a,
6a’は、コンタクトホール8a,8bを通して、それ
ぞれ対となる記憶ノードの不純物拡散層と接続する。
Next, the polysilicon layer 6 to be the gate electrode
As shown in FIG. 6, patterning is performed to drive the drive transistors DQ1 and DQ2 and the load transistors LQ5 and LQ.
The gate electrodes 6a and 6a 'of Q6 and the selection transistor S
Gate electrodes 6b and 6b '(word lines W1 and W2) to be Q3 and SQ4 are formed. At that time, the gate electrodes 6a,
6a 'is connected to the impurity diffusion layers of the paired storage nodes through the contact holes 8a and 8b.

【0031】次に、図6に示すように、半導体薄膜層
に、ゲート電極の上から選択的イオン注入を行うことに
より、各トランジスタのソース・ドレイン領域となるP
型不純物拡散層4aと、N型不純物拡散層4bとを形成
する。イオン注入後には、熱処理を行い、不純物を拡散
させる。その熱処理により、ゲート電極6a,6a’を
構成するポリシリコン層に含まれるN型不純物が、コン
タクトホール8a,8bを通して、半導体薄膜層の表面
に拡散し、そのコンタクト部分の半導体薄膜層の導電型
は、図3に示すように、N型不純物拡散層4bと連続す
るN型となる。また、図3に示すように、P型不純物拡
散層4aとN型不純物拡散層4bとの境界部分には、ダ
イオードD1 が形成される。なお、図示しないが、ダイ
オードD2も同様にして形成される。また、図6では、
図示上、ゲート電極幅とコンタクトホール8a,8bの
幅とを同じにしているが、ゲート電極がコンタクトホー
ルをオーバラップするようにデザインすることが好まし
い。
Next, as shown in FIG. 6, selective ion implantation is performed on the semiconductor thin film layer from above the gate electrode to form the source / drain region P of each transistor.
A type impurity diffusion layer 4a and an N type impurity diffusion layer 4b are formed. After the ion implantation, heat treatment is performed to diffuse the impurities. By the heat treatment, the N-type impurities contained in the polysilicon layers forming the gate electrodes 6a and 6a ′ are diffused to the surface of the semiconductor thin film layer through the contact holes 8a and 8b, and the conductivity type of the semiconductor thin film layer at the contact portion is diffused. Becomes N-type continuous with the N-type impurity diffusion layer 4b, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3, a diode D1 is formed at the boundary between the P-type impurity diffusion layer 4a and the N-type impurity diffusion layer 4b. Although not shown, the diode D2 is similarly formed. In addition, in FIG.
Although the width of the gate electrode is the same as the width of the contact holes 8a and 8b in the figure, it is preferable to design so that the gate electrode overlaps the contact hole.

【0032】次に、図7に示すように、ゲート電極の上
に、第1層間絶縁層を堆積した後、コンタクトホール1
0a,10b,12a,12b,14a,14bを形成
する。第1層間絶縁層としては、たとえば酸化シリコン
層、窒化シリコン層、PSG層、BPSG層などが例示
される。コンタクトホール10a,10bは、ビット線
コンタクトのためのホールであり、コンタクトホール1
2a,12bは、電源線Vddコンタクトのためのホール
であり、コンタクトホール14a,14bは、基準電位
線Vssコンタクトのためのホールである。
Next, as shown in FIG. 7, after depositing a first interlayer insulating layer on the gate electrode, the contact hole 1 is formed.
0a, 10b, 12a, 12b, 14a, 14b are formed. Examples of the first interlayer insulating layer include a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, a PSG layer and a BPSG layer. The contact holes 10a and 10b are holes for bit line contact, and the contact hole 1
Reference numerals 2a and 12b are holes for the power supply line Vdd contact, and contact holes 14a and 14b are holes for the reference potential line Vss contact.

【0033】次に、第1層間絶縁層の上に、図8に示す
ように、第1アルミ層を形成する。第1アルミ層は、図
8に示すパターン20a,20b,22,24a,24
bでエッチング加工される。第1アルミ層のうち、パタ
ーン20a,20bは、電源線Vddのパターンを示す。
パターン22は、第2層アルミで構成される基準電位線
Vssに持ち上げるためのパッド層のパターンを示す。パ
ターン24a,24bは、第2層アルミで構成されるビ
ット線b,b’とのコンタクト位置をずらすためのパッ
ド層のパターンを示す。
Next, a first aluminum layer is formed on the first interlayer insulating layer, as shown in FIG. The first aluminum layer is formed of the patterns 20a, 20b, 22, 24a, 24 shown in FIG.
Etching is performed in b. In the first aluminum layer, the patterns 20a and 20b show the pattern of the power supply line Vdd.
The pattern 22 is a pad layer pattern for lifting to the reference potential line Vss composed of the second layer aluminum. The patterns 24a and 24b are patterns of pad layers for shifting the contact positions with the bit lines b and b'composed of the second layer aluminum.

【0034】次に、図9に示すように、第1アルミ層の
上に、第2層間絶縁層を形成し、その第2層間絶縁層
に、コンタクトホール26,28a,28bを形成す
る。第2層間絶縁層は、特に限定されないが、たとえば
酸化シリコン層、窒化シリコン層、PSG層、BPSG
層などで構成される。コンタクトホール26は、基準電
位線Vssのコンタクトのためのホールであり、コンタク
トホール28a,28bは、ビット線b,b’のための
ホールである。
Next, as shown in FIG. 9, a second interlayer insulating layer is formed on the first aluminum layer, and contact holes 26, 28a, 28b are formed in the second interlayer insulating layer. The second interlayer insulating layer is not particularly limited, but is, for example, a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, a PSG layer, a BPSG.
It is composed of layers. The contact hole 26 is a hole for contacting the reference potential line Vss, and the contact holes 28a, 28b are holes for the bit lines b, b '.

【0035】次に、第2層間絶縁層の上に、第2アルミ
層を堆積し、第2アルミ層を図9に示すパターン30,
32a,32bでエッチング加工し、基準電位線Vssお
よびビット線b,b’を得る。その後、オーバーコート
層およびパッド層などを形成し、完全CMOS型SRA
M装置を製造する。なお、メモリセルMCは、縦方向お
よび横方向に線対象にレイアウトされ、多数形成され
る。また、メモリセル群の周囲には、セルに対するデー
タの書き込み回路および読み取り回路などの周辺回路が
形成される。
Next, a second aluminum layer is deposited on the second interlayer insulating layer, and the second aluminum layer is formed into a pattern 30 shown in FIG.
Etching is performed with 32a and 32b to obtain the reference potential line Vss and the bit lines b and b '. After that, an overcoat layer, a pad layer, etc. are formed to complete the CMOS type SRA.
Manufacture M device. Note that the memory cells MC are laid out in a line object in the vertical direction and the horizontal direction and are formed in large numbers. Further, peripheral circuits such as a data writing circuit and a data reading circuit for the cells are formed around the memory cell group.

【0036】本実施例に係る完全CMOS型SRAM装
置では、SRAMセルをSOI基板上に形成すること
で、素子分離を最小デザインで設計することができる。
また、通常の半導体基板上にバルク構造の完全CMOS
型SRAM装置を形成する場合と比較して、ウェルを形
成する必要がないので、P型トランジスタのP型不純物
拡散層とN型トランジスタのN型不純物拡散層とを、同
一パターンの半導体薄膜層内に直接PN接合するように
形成することができる。
In the complete CMOS type SRAM device according to this embodiment, the element isolation can be designed with the minimum design by forming the SRAM cell on the SOI substrate.
In addition, a complete CMOS with a bulk structure on a normal semiconductor substrate
Since it is not necessary to form a well as compared with the case of forming a type SRAM device, the P-type impurity diffusion layer of the P-type transistor and the N-type impurity diffusion layer of the N-type transistor are formed in the semiconductor thin film layer of the same pattern. Can be formed so as to be directly PN-junctioned with.

【0037】このPN接合により、負荷トランジスタL
Q5,LQ6側から駆動トランジスタDQ1 ,DQ2 側へ
向かう記憶ノード部にダイオードD1 ,D2 が形成され
るが、SRAMのメモリセルでは、負荷トランジスタ側
から駆動トランジスタ側へは、順方向バイアスとなるの
で、メモリセル上問題にはならない。
With this PN junction, the load transistor L
The diodes D1 and D2 are formed in the storage node portion extending from the Q5 and LQ6 sides toward the drive transistors DQ1 and DQ2 side. However, in the SRAM memory cell, the load transistor side to the drive transistor side are forward biased. There is no problem in memory cells.

【0038】すなわち、本実施例に係る完全CMOS型
SRAM装置では、P型不純物拡散層4aとN型不純物
拡散層4bとの間に絶縁領域を形成しないので、セル面
積の縮小、すなわち高集積化を図ることができ、しかも
信号処理の高スピード化を図ることができる。また、セ
ル毎に、ワード線W1,W2を二本配置し、ワード線分割
型セルとし、このワード線分割型セルをSOI構造と組
み合わせることで、セルの幾何学的対象性が高まり、セ
ルの動作上の安定性が向上し、トランジスタ間の特性バ
ラツキを吸収し易い。
That is, in the complete CMOS SRAM device according to this embodiment, since no insulating region is formed between the P-type impurity diffusion layer 4a and the N-type impurity diffusion layer 4b, the cell area is reduced, that is, the degree of integration is increased. It is possible to achieve high speed of signal processing. Further, by arranging two word lines W1 and W2 for each cell to form a word line division type cell, and combining this word line division type cell with the SOI structure, the geometric symmetry of the cell is increased, Operational stability is improved, and variations in characteristics between transistors are easily absorbed.

【0039】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば、図10に示すように、図1に示
す実施例に比較して、駆動トランジスタDQ1 ,DQ2
と負荷トランジスタLQ5 ,LQ6 との位置を逆に構成
するレイアウトのメモリセルMC’も考えられる。この
実施例の場合には、基準電位線Vssのためのコンタクト
ホール14a,14bと、電源線Vddのためのコンタク
トホール12a,12bの位置関係も逆になるが、その
ほかは、前記実施例と同様な作用効果を有する。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, as shown in FIG. 10, as compared with the embodiment shown in FIG. 1, the driving transistors DQ1 and DQ2 are
A memory cell MC 'having a layout in which the positions of the load transistors LQ5 and LQ6 are reversed is also conceivable. In the case of this embodiment, the positional relationship between the contact holes 14a, 14b for the reference potential line Vss and the contact holes 12a, 12b for the power supply line Vdd is also reversed, but other than that, it is the same as the above-mentioned embodiment. It has various effects.

【0040】次に、図11〜13に示す実施例について
説明する。図11は、前記実施例の図3に示す断面図に
対応する断面図である。この実施例では、ゲート電極3
6a,36bが下層側ゲート電極30と上層側ゲート電
極32との多層構造となっている。また、記憶ノードの
コンタクトホール8a部分で、ゲート電極36a,36
bの一部を構成する上層側ゲート電極32が半導体薄膜
層の表面にコンタクトし、これが、P型不純物拡散層4
aおよびN型不純物拡散層4bの双方に対して接続して
ある。下層側ゲート電極30は、ゲート絶縁層18を構
成する酸化膜保護のための保護層を兼ねており、ポリシ
リコン層などで構成される。また、上層側ゲート電極3
2は、チタンやタングステンなどの高融点金属で構成し
てある。
Next, the embodiment shown in FIGS. 11 to 13 will be described. FIG. 11 is a sectional view corresponding to the sectional view shown in FIG. 3 of the above embodiment. In this embodiment, the gate electrode 3
6a and 36b have a multi-layer structure of a lower layer side gate electrode 30 and an upper layer side gate electrode 32. Further, at the contact hole 8a portion of the storage node, the gate electrodes 36a, 36
The upper gate electrode 32 forming a part of b contacts the surface of the semiconductor thin film layer, and this contacts the P-type impurity diffusion layer 4
It is connected to both a and the N-type impurity diffusion layer 4b. The lower gate electrode 30 also serves as a protective layer for protecting the oxide film forming the gate insulating layer 18, and is made of a polysilicon layer or the like. In addition, the upper gate electrode 3
2 is made of a refractory metal such as titanium or tungsten.

【0041】少なくとも、記憶ノードのためのコンタク
トホール8aに入り込むコンタクト部分を、不純物を含
有しない導電性物質で構成することで、このコンタクト
ホール8aを通して、半導体薄膜層に不純物が拡散しな
くなり、このコンタクト部分は、同一のコンタクトホー
ル8aで、P型不純物拡散層4aおよびN型不純物拡散
層4bの双方に対してコンタクトすることができる。
At least the contact portion that enters the contact hole 8a for the storage node is made of a conductive material containing no impurities, so that impurities are prevented from diffusing into the semiconductor thin film layer through the contact hole 8a. Portions can contact both the P-type impurity diffusion layer 4a and the N-type impurity diffusion layer 4b through the same contact hole 8a.

【0042】このようなコンタクトが実現できれば、前
記実施例と異なり、P型不純物拡散層4aとN型不純物
拡散層4bとの境界部分5に形成されるダイオードの影
響をほとんど無視でき、図13に示すように、ダイオー
ドが形成されない完全CMOS型SRAMセルを実現す
ることができる。
If such a contact can be realized, unlike the above embodiment, the influence of the diode formed at the boundary portion 5 between the P-type impurity diffusion layer 4a and the N-type impurity diffusion layer 4b can be almost ignored, and FIG. As shown, a complete CMOS SRAM cell in which no diode is formed can be realized.

【0043】このようなコンタクトを実現するには、ま
ず、図12(A)に示すように、絶縁層2の上に半導体
薄膜層16が所定パターンで形成してあるSOI基板を
製造する。SOI基板は、たとえば張り合わせ法と選択
研磨法とを組み合わせた方法により製造される。半導体
薄膜層16の上には、ゲート絶縁層18を形成する。ゲ
ート絶縁層18は、たとえば熱酸化法により形成される
酸化シリコン層で構成される。
In order to realize such contact, first, as shown in FIG. 12A, an SOI substrate in which the semiconductor thin film layer 16 is formed in a predetermined pattern on the insulating layer 2 is manufactured. The SOI substrate is manufactured by, for example, a method combining a bonding method and a selective polishing method. A gate insulating layer 18 is formed on the semiconductor thin film layer 16. Gate insulating layer 18 is formed of, for example, a silicon oxide layer formed by a thermal oxidation method.

【0044】また、半導体薄膜層16には、トランジス
タのしきい値電圧調整用の不純物を導入し、P型MOS
トランジスタが形成される予定領域には、N- 型不純物
領域16aを形成し、N型MOSトランジスタが形成さ
れる予定領域には、P- 型不純物領域16bを形成す
る。
Further, impurities for adjusting the threshold voltage of the transistor are introduced into the semiconductor thin film layer 16 to form a P-type MOS.
An N type impurity region 16a is formed in a region where a transistor will be formed, and a P type impurity region 16b is formed in a region where an N type MOS transistor will be formed.

【0045】次に、保護層を兼ねる下層側ゲート電極3
0となるポリシリコン層を、たとえば30nm程度の膜
厚で堆積させる。その後、記憶ノード部分に対し、コン
タクトホール8aを形成する。その後、図12(B)に
示すように、上層側ゲート電極32を構成するノンドー
プ導電層(たとえば高融点金属)を堆積し、コンタクト
はホール8aに埋め込む。その後の工程は、コンタクト
ホール8a部分で、上層側ゲート電極32が、両極性の
不純物拡散層16a,16bに同時に接続する以外は、
前記実施例と同様である。
Next, the lower gate electrode 3 also serving as a protective layer
A polysilicon layer to be 0 is deposited with a film thickness of about 30 nm, for example. After that, a contact hole 8a is formed in the storage node portion. Thereafter, as shown in FIG. 12B, a non-doped conductive layer (for example, a refractory metal) forming upper gate electrode 32 is deposited, and the contact is buried in hole 8a. In the subsequent steps, except that the upper gate electrode 32 is simultaneously connected to the bipolar impurity diffusion layers 16a and 16b at the contact hole 8a,
This is similar to the above embodiment.

【0046】本実施例では、上記実施例の作用効果に加
えて、PN接合により形成されるダイオードの影響をほ
とんど無視することができるという作用効果をさらに有
する。なお、この実施例において、ゲート電極は、必ず
しも多層ではなく、不純物を含まない高融点金属の単層
で構成しても良い。また、記憶ノードのためのコンタク
ト部分のみに、ゲート電極を構成する材質とは異なる高
融点金属で構成することもできる。
In addition to the operation and effect of the above-mentioned embodiment, this embodiment further has the operation and effect that the influence of the diode formed by the PN junction can be almost ignored. In this embodiment, the gate electrode is not necessarily multi-layered but may be composed of a single layer of refractory metal containing no impurities. Further, only the contact portion for the storage node may be made of a refractory metal different from the material forming the gate electrode.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
第1の完全CMOS型SRAM装置では、SRAMセル
をSOI基板上に形成することで、素子分離を最小デザ
インで設計することができる。また、通常の半導体基板
上にバルク構造の完全CMOS型SRAM装置を形成す
る場合と比較して、ウェルを形成する必要がないので、
P型トランジスタのP型不純物拡散層とN型トランジス
タのN型不純物拡散層とを、同一パターンの半導体薄膜
層内に直接PN接合するように形成することができる。
As described above, in the first complete CMOS type SRAM device according to the present invention, the element isolation can be designed with the minimum design by forming the SRAM cell on the SOI substrate. In addition, it is not necessary to form a well as compared with the case of forming a complete CMOS type SRAM device having a bulk structure on a normal semiconductor substrate.
The P-type impurity diffusion layer of the P-type transistor and the N-type impurity diffusion layer of the N-type transistor can be formed so as to make a direct PN junction in the semiconductor thin film layer of the same pattern.

【0048】このPN接合により、負荷トランジスタ側
から駆動トランジスタ側へ向かう記憶ノード部にダイオ
ードが形成されるが、SRAMのメモリセルでは、負荷
トランジスタ側から駆動トランジスタ側へは、順方向バ
イアスとなるので、メモリセル上問題にはならない。本
発明に係る第1の完全CMOS型SRAM装置では、P
型不純物拡散層とN型不純物拡散層との間に絶縁領域を
形成しないので、セル面積の縮小、すなわち高集積化を
図り、しかも信号処理の高スピード化を図ることができ
る。
With this PN junction, a diode is formed in the storage node portion extending from the load transistor side to the drive transistor side. However, in the SRAM memory cell, a forward bias is applied from the load transistor side to the drive transistor side. , It does not matter on the memory cell. In the first complete CMOS SRAM device according to the present invention, P
Since no insulating region is formed between the n-type impurity diffusion layer and the n-type impurity diffusion layer, the cell area can be reduced, that is, high integration can be achieved, and the signal processing speed can be increased.

【0049】本発明に係る第2の完全CMOS型SRA
M装置では、SRAMセルをSOI基板上に形成するこ
とで、素子分離を最小デザインで設計することができ
る。また、通常の半導体基板上にバルク構造の完全CM
OS型SRAM装置を形成する場合と比較して、ウェル
を形成する必要がないので、P型トランジスタのP型不
純物拡散層とN型トランジスタのN型不純物拡散層と
を、同一パターンの半導体薄膜層内に直接PN接合する
ように形成することができる。
Second complete CMOS SRA according to the present invention
In the M device, element isolation can be designed with a minimum design by forming the SRAM cell on the SOI substrate. In addition, a complete CM with a bulk structure on a normal semiconductor substrate
Since it is not necessary to form a well as compared with the case of forming the OS type SRAM device, the P type impurity diffusion layer of the P type transistor and the N type impurity diffusion layer of the N type transistor are formed into a semiconductor thin film layer of the same pattern. It can be formed so as to have a direct PN junction therein.

【0050】しかも、PN接合する部分のN型不純物拡
散層およびP型不純物拡散層の双方に対して、半導体薄
膜層の上部に形成されるゲート電極の一部を、単一のコ
ンタクトホールを通して接続することができる。このた
め、PN接合により形成されるダイオードの影響をほと
んど無視することができる。
Moreover, a part of the gate electrode formed on the semiconductor thin film layer is connected to both the N-type impurity diffusion layer and the P-type impurity diffusion layer at the PN junction through a single contact hole. can do. Therefore, the influence of the diode formed by the PN junction can be almost ignored.

【0051】本発明に係る第2の完全CMOS型SRA
M装置では、P型不純物拡散層とN型不純物拡散層との
間に絶縁領域を形成しないので、セル面積の縮小、すな
わち高集積化を図り、しかも信号処理の高スピード化を
図ることができる。本発明に係る第3の完全CMOS型
SRAM装置では、SRAMセルをSOI基板上に形成
することで、素子分離を最小デザインで設計することが
できる。また、通常の半導体基板上にバルク構造の完全
CMOS型SRAM装置を形成する場合と比較して、ウ
ェルを形成する必要がないので、P型トランジスタのP
型不純物拡散層とN型トランジスタのN型不純物拡散層
とを、同一パターンの半導体薄膜層内に直接PN接合す
るように形成することができる。しかも、各SRAMセ
ル毎のワード線が、ビット線と直交するように、二本に
分割して配列してある。
Second complete CMOS type SRA according to the present invention
In the M device, since the insulating region is not formed between the P-type impurity diffusion layer and the N-type impurity diffusion layer, the cell area can be reduced, that is, the integration can be increased, and the signal processing speed can be increased. . In the third complete CMOS type SRAM device according to the present invention, the element isolation can be designed with the minimum design by forming the SRAM cell on the SOI substrate. Further, as compared with the case of forming a complete CMOS type SRAM device having a bulk structure on a normal semiconductor substrate, it is not necessary to form a well, so that the P of the P type transistor is formed.
The type impurity diffusion layer and the N type impurity diffusion layer of the N type transistor can be formed so as to be directly PN junctioned in the semiconductor thin film layer having the same pattern. Moreover, the word line for each SRAM cell is divided into two and arranged so as to be orthogonal to the bit line.

【0052】一般に、SOI基板上に形成されたトラン
ジスタは、通常の半導体基板上に形成されたトランジス
タに比較して、電気特性を揃えることが困難であるが、
今回採用したワード線分割型セルをSOI構造と組み合
わせることで、セルの幾何学的対象性が高まり、セルの
動作上の安定性が向上し、トランジスタ間の特性バラツ
キを吸収し易い。
Generally, it is difficult to make the electrical characteristics of a transistor formed on an SOI substrate uniform as compared with a transistor formed on a normal semiconductor substrate.
By combining the word line division type cell adopted this time with the SOI structure, the geometrical symmetry of the cell is enhanced, the operational stability of the cell is improved, and the characteristic variation between the transistors is easily absorbed.

【0053】本発明に係る第3の完全CMOS型SRA
M装置では、P型不純物拡散層とN型不純物拡散層との
間に絶縁領域を形成せず、しかも好適なワード線パター
ンを有するので、セル面積の縮小、高集積化を図り、し
かも信号処理の高スピード化を図ることができる。
Third Complete CMOS Type SRA According to the Present Invention
Since the M device does not form an insulating region between the P-type impurity diffusion layer and the N-type impurity diffusion layer and has a suitable word line pattern, the cell area can be reduced, the integration can be increased, and the signal processing can be performed. It is possible to increase the speed.

【0054】本発明に係る完全CMOS型SRAM装置
は、ASIC用メモリとして好適に用いることができ
る。
The complete CMOS type SRAM device according to the present invention can be suitably used as a memory for ASIC.

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

【図1】図1は本発明の一実施例に係る完全CMOS型
SRAM装置のメモリセルの要部平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a main part of a memory cell of a complete CMOS SRAM device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は同実施例に係るSRAM用メモリセルの
等価回路図である。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the SRAM memory cell according to the embodiment.

【図3】図3は図1に示すIII −III 線に沿う要部断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts taken along the line III-III shown in FIG.

【図4】図4(A),(B)は図3に示すメモリセルの
製造工程を示す要部断面図である。
4A and 4B are cross-sectional views of a main part showing a manufacturing process of the memory cell shown in FIG.

【図5】図5は図1〜3に示すメモリセルの製造工程を
示す要部平面図である。
FIG. 5 is a plan view of relevant parts showing a manufacturing process of the memory cell shown in FIGS.

【図6】図6は図5に示す続きの工程を示す要部平面図
である。
6 is a plan view of relevant parts showing a step subsequent to that shown in FIG. 5;

【図7】図7は図6に示す続きの工程を示す要部平面図
である。
7 is a plan view of relevant parts showing a step subsequent to that shown in FIG. 6;

【図8】図8は図7に示す続きの工程を示す要部平面図
である。
8 is a plan view of relevant parts showing a step subsequent to that shown in FIG. 7. FIG.

【図9】図9は図8に示す続きの工程を示す要部平面図
である。
9 is a plan view of relevant parts showing a step subsequent to that shown in FIG. 8;

【図10】図10は本発明の他の実施例に係る完全CM
OS型SRAM装置のメモリセルの要部平面図である。
FIG. 10 is a complete CM according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a main part of a memory cell of an OS type SRAM device.

【図11】図11は本発明のさらにその他の実施例に係
る完全CMOS型SRAM装置のメモリセルの要部断面
図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of essential parts of a memory cell of a complete CMOS SRAM device according to still another embodiment of the present invention.

【図12】図12(A),(B)は図11に示すメモリ
セルの製造工程を示す要部断面図である。
12A and 12B are cross-sectional views of the essential part showing the manufacturing process of the memory cell shown in FIG. 11.

【図13】図13は図11に示すメモリセルの等価回路
図である。
FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of the memory cell shown in FIG. 11.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2… 絶縁層 4a… P型不純物拡散層 4b… N型不純物拡散層 5… 境界部分 6a,6a’,6b,6b’… ゲート電極 8a,8b… 記憶ノードのためのコンタクトホール 10a,10b,12a,12b,14a,14b…
コンタクトホール 16… 半導体薄膜層 18… ゲート絶縁層 MC… メモリセル DQ1,DQ2… 駆動トランジスタ SQ3,SQ4… 選択トランジスタ LQ5,LQ6… 負荷トランジスタ b… ビット線 b’… 反転ビット線 W,W1,W2… ワード線 MC,MC’… メモリセル
2 ... Insulating layer 4a ... P-type impurity diffusion layer 4b ... N-type impurity diffusion layer 5 ... Border part 6a, 6a ', 6b, 6b' ... Gate electrode 8a, 8b ... Contact hole 10a, 10b, 12a for storage node , 12b, 14a, 14b ...
Contact hole 16 ... Semiconductor thin film layer 18 ... Gate insulating layer MC ... Memory cell DQ1, DQ2 ... Drive transistor SQ3, SQ4 ... Select transistor LQ5, LQ6 ... Load transistor b ... Bit line b '... Inverted bit line W, W1, W2 ... Word line MC, MC '... Memory cell

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁層上に所定パターンの半導体薄膜層
が形成してあるSOI基板上に、完全CMOS型のSR
AMセルが形成してある完全CMOS型SRAM装置で
あって、 SRAMセルの構成要素であるP型トランジスタのP型
不純物拡散層とN型トランジスタのN型不純物拡散層と
が、同一パターンの半導体薄膜層内に直接PN接合する
ように形成してあり、 PN接合する部分の近くのN型不純物拡散層またはP型
不純物拡散層に対して、半導体薄膜層の上部に形成され
るゲート電極の一部が、コンタクトホールを通して接続
してある完全CMOS型SRAM装置。
1. A complete CMOS type SR is formed on an SOI substrate in which a semiconductor thin film layer having a predetermined pattern is formed on an insulating layer.
A complete CMOS type SRAM device in which an AM cell is formed, wherein a P-type impurity diffusion layer of a P-type transistor and a N-type impurity diffusion layer of an N-type transistor, which are constituent elements of the SRAM cell, have the same pattern. Part of the gate electrode formed above the semiconductor thin film layer with respect to the N-type impurity diffusion layer or the P-type impurity diffusion layer near the PN junction portion, which is formed so as to directly make a PN junction in the layer. , A complete CMOS SRAM device connected through contact holes.
【請求項2】 絶縁層上に所定パターンの半導体薄膜層
が形成してあるSOI基板上に、完全CMOS型のSR
AMセルが形成してある完全CMOS型SRAM装置で
あって、 SRAMセルの構成要素であるP型トランジスタのP型
不純物拡散層とN型トランジスタのN型不純物拡散層と
が、同一パターンの半導体薄膜層内に直接PN接合する
ように形成してあり、 PN接合する部分のN型不純物拡散層およびP型不純物
拡散層の双方に対して、半導体薄膜層の上部に形成され
るゲート電極の一部が、単一のコンタクトホールを通し
て接続してある完全CMOS型SRAM装置。
2. A complete CMOS type SR is formed on an SOI substrate in which a semiconductor thin film layer having a predetermined pattern is formed on an insulating layer.
A complete CMOS type SRAM device in which an AM cell is formed, wherein a P-type impurity diffusion layer of a P-type transistor and a N-type impurity diffusion layer of an N-type transistor, which are constituent elements of the SRAM cell, have the same pattern. Part of the gate electrode formed on the semiconductor thin film layer for both the N-type impurity diffusion layer and the P-type impurity diffusion layer of the PN junction portion formed directly in the layer. , A full CMOS SRAM device connected through a single contact hole.
【請求項3】 絶縁層上に所定パターンの半導体薄膜層
が形成してあるSOI基板上に、完全CMOS型のSR
AMセルが形成してある完全CMOS型SRAM装置で
あって、 SRAMセルの構成要素であるP型トランジスタのP型
不純物拡散層とN型トランジスタのN型不純物拡散層と
が、同一パターンの半導体薄膜層内に直接PN接合する
ように形成してあり、 各SRAMセル毎のワード線が、ビット線と直交するよ
うに、二本に分割して配列してある完全CMOS型SR
AM装置。
3. A complete CMOS type SR on an SOI substrate in which a semiconductor thin film layer having a predetermined pattern is formed on an insulating layer.
A complete CMOS type SRAM device in which an AM cell is formed, wherein a P-type impurity diffusion layer of a P-type transistor and a N-type impurity diffusion layer of an N-type transistor, which are constituent elements of the SRAM cell, have the same pattern. A complete CMOS type SR is formed so that the PN junction is directly formed in the layer, and the word line for each SRAM cell is divided into two and arranged so as to be orthogonal to the bit line.
AM device.
【請求項4】 各SRAMセル毎のワード線が、ビット
線と直交するように、二本に分割して配列してある請求
項1または2に記載の完全CMOS型SRAM装置。
4. The complete CMOS type SRAM device according to claim 1, wherein the word line for each SRAM cell is divided into two and arranged so as to be orthogonal to the bit line.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3133510A1 (en) * 1980-09-01 1982-04-01 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., Tokyo RESIN COMPOSITION WITH IMPROVED COATING PROPERTIES
JP2003060089A (en) * 2001-08-16 2003-02-28 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor memory
US6806539B2 (en) 2001-06-19 2004-10-19 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device and its manufacturing method
JP2010004016A (en) * 2008-03-17 2010-01-07 Toshiba Corp Hot process sti in sram device and method of manufacturing
JP2014017504A (en) * 2013-09-04 2014-01-30 Renesas Electronics Corp Semiconductor device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3133510A1 (en) * 1980-09-01 1982-04-01 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., Tokyo RESIN COMPOSITION WITH IMPROVED COATING PROPERTIES
DE3133510C2 (en) * 1980-09-01 1984-05-03 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., Tokyo Resin composition with improved coating properties
US6806539B2 (en) 2001-06-19 2004-10-19 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device and its manufacturing method
JP2003060089A (en) * 2001-08-16 2003-02-28 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor memory
JP4623885B2 (en) * 2001-08-16 2011-02-02 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor memory device
JP2010004016A (en) * 2008-03-17 2010-01-07 Toshiba Corp Hot process sti in sram device and method of manufacturing
JP2014017504A (en) * 2013-09-04 2014-01-30 Renesas Electronics Corp Semiconductor device

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