JPH0732202B2 - メモリセル - Google Patents

メモリセル

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JPH0732202B2
JPH0732202B2 JP4036619A JP3661992A JPH0732202B2 JP H0732202 B2 JPH0732202 B2 JP H0732202B2 JP 4036619 A JP4036619 A JP 4036619A JP 3661992 A JP3661992 A JP 3661992A JP H0732202 B2 JPH0732202 B2 JP H0732202B2
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JP
Japan
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transistor
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inverter
polycrystalline silicon
memory cell
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JP4036619A
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伸治 両角
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Seiko Epson Corp
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタを用い
たメモリセルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来CMOSRAMに用いられているメ
モリのセルを図1に示す。Pチャネルトランジスタ3,
4、及びNチャネルトランジスタ5,6より成るインバ
ータのループ接続によるフリップフロップに対しアドレ
ス線ADRによりON−OFFを制御させるNチャネル
トランジスタ(トランスファゲート)1,2を介してデ
ータの入力線であるBIT、及び
【0003】
【数1】
【0004】に接続されている。メモリセルのリード状
態ではフリップフロップからデータ線へ、又ライト状態
の時はデータ線からフリップフロップへ信号がトランス
ファゲートがONした時伝達する。このCMOSメモリ
セルの特徴としてはフリップフロップを構成するインバ
ータは安定状態では、CMOSであることによりパワー
は微少しか必要とせず、従ってメモリに格納されている
データの保持には殆ど電力が消費されないことと、又動
作状態においても、N−MOSに比しパワーの消費が少
ないことであり、低電力動作ということでかなり多方面
に活用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一方このCMOSメモ
リの欠点としてはそのセルサイズが大きく、従ってN−
MOSのRAMに比し同じチップサイズに格納されるメ
モリの容量が小さく、大容量化がむずかしいことにあ
る。この根本原因はCMOSであるために平面的にPチ
ャネルトランジスタを作成するスペース、及びNチャネ
ルを絶縁しかつ基板となるPウェルを作成、分離する
スペースが必要となることにある。そこで従来では、イ
ンバータを構成する一方のトランジスタを薄膜トランジ
スタで構成し、基板に形成したトランジスタの上方に積
層して配置することにより、インバータのサイズを縮小
することが提案されているが、基板中に形成される駆動
トランジスタのソース、ドレイン等の拡散層と多結晶シ
リコン層で形成されるソース、ドレインはAl等の配線
材料を使って接続されていた。しかしながら、メモリセ
ルとしては、基板に形成されデータを伝送する伝送用ト
ランジスタのソース、ドレインと薄膜トランジスタのソ
ース、ドレインを接続する必要性が生ずるにもかかわら
ず、その部分の接続をどうすれば良いかについての考察
はなされていなかった。仮に、Al等の配線材料を用い
る場合はコンタクトホールにかなりの面積を必要とし、
高集積化の面からは望ましいものではない。
【0006】本発明は薄膜トランジスタのソース、ドレ
インを構成する第1領域と、基板に形成される伝送用M
OS型トランジスタのソース、ドレインを構成する第2
領域とを同一導電型の多結晶シリコンを介在して接続す
ることにより、大きなコンタクトホールを必要としない
ようにしたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、2つのインバ
ータの入出力を交差接続してなるフリップフロップと、
該フリップフロップの2つの入出力接点と一対のデータ
線との間でデータの伝送をなす2つの伝送用トランジス
タとを有するメモリセルにおいて、前記各インバータを
構成する一方のトランジスタは、基板上方に配置した多
結晶シリコン層に形成された第1導電型の2つの第1領
域にソース及びドレインを有し、前記2つの伝送用トラ
ンジスタは、前記基板の表面に形成された第2導電型の
不純物導入層からなる2つの第2領域にソース及びドレ
インを有し、少なくとも一方の前記インバータの前記第
1領域の一方と前記伝送用トランジスタの前記第2領域
の一方との電気的接続経路間に第2導電型の多結晶シリ
コン層を介在してなることを特徴とする。また前記各イ
ンバータを構成する前記一方のトランジスタは薄膜トラ
ンジスタであり、一方の前記インバータの前記第1領域
の一方と前記伝送用トランジスタの前記第2領域の一方
との電気的接続経路間に介在される前記第2導電型の多
結晶シリコン層は、他方の前記インバータの薄膜トラン
ジスタのゲート電極を延在させた配線層であることを特
徴とする。
【0008】
【実施例】図2(a)は本発明によるメモリセルの平面
パターン図例、(b)にはABの断面図を示す。選択酸
化マスクの境界18内にソース・ドレイン領域となる部
分が存在する。選択酸化によるフィールド膜形成後にゲ
ート酸化膜を成長させてから第1層目の多結晶シリコン
と基板30の接続をするためのコンタクトホール10,
11の開孔をした後に第1層目の多結晶シリコン19,
20,21,27(斜線部のパターン)をデポジション
した後に全面にPイオンを打ち込んでソース・ドレイン
31,32,33を形成する。この後第2フィールド膜
36をデポジション、ゲートとなる多結晶シリコン1
9,20上の第2フィールド膜を除去し、前記多結晶シ
リコン19,20上を熱酸化して薄膜トランジスタのゲ
ート絶縁膜を形成する。その後第1層と第2層目の多結
晶シリコンを接続するコンタクトホール12,13,1
4を開孔し薄膜トランジスタのチャネル、及びソース・
ドレインを形成する第2層目の多結晶シリコン層22,
23(点部のパターン)をデポジションし選択的にP
拡散をする。更に第3フィールド膜35をデポジション
した後にコンタクトホール15,16を開孔後Al−S
i層24,25,26を形成する。この結果N拡散層
31を(−)電源VSSに接続されたソース、32をド
レイン、多結晶シリコン20をゲートとするNチャネル
トランジスタと、多結晶シリコン層22において(+)
電源VDDに接続されたソース55、チャネル54、ド
レイン56、多結晶シリコン20をゲートとするPチャ
ネルトランジスタが形成され、各々のドレインがダイオ
ードを介して接続されるCMOSのインバータが構成で
きる。また、伝送用トランジスタはN 拡散層32,3
3をソース、ドレインとし、多結晶シリコン21をゲー
トとするNチャネルトランジスタであり、拡散層33に
おいてデータ線25と接続される。
【0009】図5に図2に示したセルパターンの回路図
を示す。Nチャネルトランジスタ40〜43はバルクシ
リコン単結晶中に又、Pチャネルトランジスタ44,4
5は多結晶薄膜トランジスタとして形成され、ダイオー
ド46,47はPチャネルの薄膜トランジスタのドレイ
ンとなる第1領域とN型多結晶シリコン層との接続点に
発生するダイオードであり、このダイオードはメモリの
動作上は障害とならない。
【0010】一般に多結晶シリコン層は単結晶シリコン
に比し、移動度が極端に低く、トランジスタ特性に劣悪
で、特にOFFリークが多いことが知られている。しか
し発明者らはこの特性の改善に努力した結果次のことが
わかった。図3に示すように多結晶シリコンのデポジシ
ョン温度を700℃以下にすると移動度が改善され、特
に500℃近辺では10に近い特性が得られた。又OF
Fリークの改善には多結晶シリコンを熱酸化して作るゲ
ート膜の製造方法に依存し、高温でドライ酸化の方式が
最も良かった。又多結晶シリコンの層のデポジション温
度が高くても、レーザによるアニーリングを実施すると
移動度、OFFリークの改善が可能である。
【0011】図4は500℃で多結晶シリコンをデポジ
ションし、更にチャネル部にイオン打ち込みによりPイ
オンをライトドープし、ゲート酸化膜を1100℃で形
成して得られたメモリセルに用いるものと同じサイズの
トランジスタの特性を示す。特性はメモリに応用するに
ついて十分である。
【0012】
【発明の効果】以上のような構成とすることにより、配
線材料上してAl等の金属材料を用いたコンタクトホー
ルも必要なくなり、メモリセルのサイズを縮小できる。
また、多結晶シリコン同士を接続するに際して、多結晶
シリコンのPN接合が形成されたとしても、多結晶同士
のPN接合はリーク電流が大きいので、メモリセルの動
作に支障を与えない。更に、薄膜トランジスタと伝送用
トランジスタとをゲート電極を延在させた配線を介在さ
せることにより接続するようにしたのでメモリセルのサ
イズがより縮小できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 CMOSRAMのセル図。
【図2】 (a)は本発明によるCMOSRAMの平面
図 (b)は断面図。
【図3】 多結晶シリコンの移動度とデポジションの温
度の関係を示す図。
【図4】 本発明により得られた多結晶シリコントラン
ジスタの特性を示す図。
【図5】 図2の回路図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/11 29/786 9056−4M H01L 29/78 311 C

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つのインバータの入出方を交差接続し
    てなるフリップフロップと、該フリップフロップの2つ
    入出カ接点と一対のデータ線との間でデータの伝送を
    なす2つの伝送用トランジスタとを有するメモリセルに
    おいて、前記各インバータを構成する一方のトランジス
    タは、基板上方に配置した多結晶シリコン層に形成され
    た第1導電型の2つの第1領域にソース及びドレインを
    有し、前記2つの伝送用トランジスタは、前記基板の表
    面に形成された第2導電型の不純物導入層からなる2つ
    の第2領域にソース及びドレインを有し、少なくとも一
    方の前記インバータの前記第1領域の一方と前記伝送用
    トランジスタの前記第2領域の一方との電気的接続経路
    間に第2導電型の多結晶シリコン層を介在してなること
    を特徴とするメモリセル。
  2. 【請求項2】 前記各インバータを構成する前記一方の
    トランジスタは薄膜トランジスタであり、一方の前記イ
    ンバータの前記第1領域の一方と前記伝送用トランジス
    タの前記第2領域の一方との電気的接続経路間に介在さ
    れる前記第2導電型の多結晶シリコン層は、他方の前記
    インバータの薄膜トランジスタのゲート電極を延在させ
    た配線層であることを特徴とする請求項1記載のメモリ
    セル。
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US8672100B2 (en) 2005-02-07 2014-03-18 Hitachi, Ltd. Cylinder apparatus and disk brake
JP4828255B2 (ja) 2006-02-24 2011-11-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 ディスクブレーキ

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JPH0435903A (ja) * 1990-05-31 1992-02-06 Daicel Chem Ind Ltd アシル化木質材の製造方法

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