JPH10125804A - Sramセルにおけるトランジスタ装置用の構造 - Google Patents
Sramセルにおけるトランジスタ装置用の構造Info
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- JPH10125804A JPH10125804A JP9247105A JP24710597A JPH10125804A JP H10125804 A JPH10125804 A JP H10125804A JP 9247105 A JP9247105 A JP 9247105A JP 24710597 A JP24710597 A JP 24710597A JP H10125804 A JPH10125804 A JP H10125804A
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- transmission gate
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 メモリセルが必要とする面積を減少させるこ
とを可能とするトランジスタ構成を提供する。 【解決手段】 第一伝達ゲートトランジスタはビット線
(A)へ接続されている第一ソース/ドレインを有して
おり、第二伝達ゲートトランジスタは補元ビット線
(B)へ接続している第一ソース/ドレインを有してい
る。各伝達ゲートトランジスタはワード線(C)へ接続
しているゲートを有している。更に、格納ラッチとして
構成されている第一及び第二プルダウントランジスタ
(PD1,PD2)を有している。第一及び第二伝達ゲ
ートトランジスタの各々は第一厚さを持ったゲート酸化
物層を有しており、且つ第一及び第二プルダウントラン
ジスタの各々は第二厚さを持ったゲート酸化物層を有し
ており、第一厚さは第二厚さと異なっている。
とを可能とするトランジスタ構成を提供する。 【解決手段】 第一伝達ゲートトランジスタはビット線
(A)へ接続されている第一ソース/ドレインを有して
おり、第二伝達ゲートトランジスタは補元ビット線
(B)へ接続している第一ソース/ドレインを有してい
る。各伝達ゲートトランジスタはワード線(C)へ接続
しているゲートを有している。更に、格納ラッチとして
構成されている第一及び第二プルダウントランジスタ
(PD1,PD2)を有している。第一及び第二伝達ゲ
ートトランジスタの各々は第一厚さを持ったゲート酸化
物層を有しており、且つ第一及び第二プルダウントラン
ジスタの各々は第二厚さを持ったゲート酸化物層を有し
ており、第一厚さは第二厚さと異なっている。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は集積回路装置に関す
るものであって、更に詳細には、集積回路において使用
する電界効果トランジスタ(FET)及びその製造方法
に関するものである。
るものであって、更に詳細には、集積回路において使用
する電界効果トランジスタ(FET)及びその製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】メモリは通常中央処理装置からの動作命
令に応答する装置である。メモリはデジタル形態で多量
の情報を格納することが可能である。メモリシステム又
はユニットにおいて、メモリユニットの内容へアクセス
するためにアドレスが使用される。ビットとも呼ばれる
二進デジットがメモリユニット内に格納される基本的な
情報要素である。1ビットの情報を格納することの可能
なメモリユニットの最も小さな細分化したものはメモリ
セルと呼ばれる。チップ上のメモリは、物理的に、複数
個のセルからなる二次元アレイとして物理的に構成され
ており、その場合に、複数個のセルからなる行は、ワー
ドラインとも呼ばれる行ラインによって接続されてい
る。1列のセルはビット線とも呼ばれる列ラインによっ
て接続されている。これらのメモリセルは、種々の形態
のトランジスタ及び/又はコンデンサによって構成する
ことが可能である。
令に応答する装置である。メモリはデジタル形態で多量
の情報を格納することが可能である。メモリシステム又
はユニットにおいて、メモリユニットの内容へアクセス
するためにアドレスが使用される。ビットとも呼ばれる
二進デジットがメモリユニット内に格納される基本的な
情報要素である。1ビットの情報を格納することの可能
なメモリユニットの最も小さな細分化したものはメモリ
セルと呼ばれる。チップ上のメモリは、物理的に、複数
個のセルからなる二次元アレイとして物理的に構成され
ており、その場合に、複数個のセルからなる行は、ワー
ドラインとも呼ばれる行ラインによって接続されてい
る。1列のセルはビット線とも呼ばれる列ラインによっ
て接続されている。これらのメモリセルは、種々の形態
のトランジスタ及び/又はコンデンサによって構成する
ことが可能である。
【0003】半導体メモリはシリコン等の半導体物質内
において構成されるメモリである。金属−酸化物−半導
体(MOS)メモリは業界において一般的なものであ
る。多数の異なるタイプのMOSメモリが存在してお
り、例えば、1ビットの情報をコンデンサ上に電荷とし
て格納する金属−酸化物−半導体メモリであるダイナミ
ックランダムアクセスメモリ(DRAM)、及びそのメ
モリを維持するのにDC電圧を印加することを必要とす
るに過ぎない双安定フリップフロップ回路を有するスタ
ティックランダムアクセスメモリ(SRAM)等があ
る。通常、SRAMは4個のトランジスタと、プルアッ
プ装置として2個のトランジスタか又は2個のポリシリ
コン負荷抵抗を有している。
において構成されるメモリである。金属−酸化物−半導
体(MOS)メモリは業界において一般的なものであ
る。多数の異なるタイプのMOSメモリが存在してお
り、例えば、1ビットの情報をコンデンサ上に電荷とし
て格納する金属−酸化物−半導体メモリであるダイナミ
ックランダムアクセスメモリ(DRAM)、及びそのメ
モリを維持するのにDC電圧を印加することを必要とす
るに過ぎない双安定フリップフロップ回路を有するスタ
ティックランダムアクセスメモリ(SRAM)等があ
る。通常、SRAMは4個のトランジスタと、プルアッ
プ装置として2個のトランジスタか又は2個のポリシリ
コン負荷抵抗を有している。
【0004】SRAMはDRAM等のメモリと比較して
欠点を有している。SRAMにおける部品は、典型的
に、SRAMがDRAMよりも一層大きなベーシックセ
ルを有することを必要とする。SRAMメモリセルにお
いては、データ伝達ゲートトランジスタ対プルダウント
ランジスタオン抵抗比は、典型的に、メモリセルへ安定
性を与えるために、約2.6倍又はそれ以上であること
を必要とする。現在のところ、プルダウントランジスタ
の幅は、所望のRATIO(比)条件を達成するため
に、伝達ゲートトランジスタの幅よりも一層大きいもの
であることが必要である。この条件は、どれほど小型に
メモリセルを製造することが可能であるかの制限を課
す。従って、メモリセルが必要とする面積を減少させる
ことを可能とするトランジスタ構成が提供されることが
望ましい。
欠点を有している。SRAMにおける部品は、典型的
に、SRAMがDRAMよりも一層大きなベーシックセ
ルを有することを必要とする。SRAMメモリセルにお
いては、データ伝達ゲートトランジスタ対プルダウント
ランジスタオン抵抗比は、典型的に、メモリセルへ安定
性を与えるために、約2.6倍又はそれ以上であること
を必要とする。現在のところ、プルダウントランジスタ
の幅は、所望のRATIO(比)条件を達成するため
に、伝達ゲートトランジスタの幅よりも一層大きいもの
であることが必要である。この条件は、どれほど小型に
メモリセルを製造することが可能であるかの制限を課
す。従って、メモリセルが必要とする面積を減少させる
ことを可能とするトランジスタ構成が提供されることが
望ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、メモリセルが必要とする面積を減少させる
ことを可能としたSRAMメモリセル及びその製造方法
を提供することを目的とする。
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、メモリセルが必要とする面積を減少させる
ことを可能としたSRAMメモリセル及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第一及
び第二伝達ゲートトランジスタを有するSRAMメモリ
セルが提供される。第一伝達ゲートトランジスタは、ビ
ット線へ接続した第一ソース/ドレインを有しており、
且つ第二伝達ゲートトランジスタは補元ビット線へ接続
した第一ソース/ドレインを有している。各伝達ゲート
トランジスタは、ワード線へ接続したゲートを有してい
る。本SRAMメモリセルは、更に、格納ラッチとして
構成された第一及び第二プルダウントランジスタを有し
ている。第一プルダウントランジスタは、第一伝達ゲー
トトランジスタの第二ソース/ドレインへ接続した第一
ソース/ドレインを有しており、第二プルダウントラン
ジスタは第二伝達ゲートトランジスタの第二ソース/ド
レインへ接続した第一ソース/ドレインを有している。
第一及び第二プルダウントランジスタの両方が電源電圧
ノードへ接続した第二ソース/ドレインを有している。
第一及び第二伝達ゲートトランジスタの各々は第一厚さ
を持ったゲート酸化物層を有しており、且つ第一及び第
二プルダウントランジスタの各々は第二厚さを持ったゲ
ート酸化物層を有しており、その場合に、第一厚さは第
二厚さとは異なるものである。
び第二伝達ゲートトランジスタを有するSRAMメモリ
セルが提供される。第一伝達ゲートトランジスタは、ビ
ット線へ接続した第一ソース/ドレインを有しており、
且つ第二伝達ゲートトランジスタは補元ビット線へ接続
した第一ソース/ドレインを有している。各伝達ゲート
トランジスタは、ワード線へ接続したゲートを有してい
る。本SRAMメモリセルは、更に、格納ラッチとして
構成された第一及び第二プルダウントランジスタを有し
ている。第一プルダウントランジスタは、第一伝達ゲー
トトランジスタの第二ソース/ドレインへ接続した第一
ソース/ドレインを有しており、第二プルダウントラン
ジスタは第二伝達ゲートトランジスタの第二ソース/ド
レインへ接続した第一ソース/ドレインを有している。
第一及び第二プルダウントランジスタの両方が電源電圧
ノードへ接続した第二ソース/ドレインを有している。
第一及び第二伝達ゲートトランジスタの各々は第一厚さ
を持ったゲート酸化物層を有しており、且つ第一及び第
二プルダウントランジスタの各々は第二厚さを持ったゲ
ート酸化物層を有しており、その場合に、第一厚さは第
二厚さとは異なるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に説明する処理ステップ及び
構成は集積回路を製造するための完全な処理の流れを構
成するものではない。本発明は、当該技術分野において
現在使用されている集積回路製造技術に関連して実施す
ることが可能なものであり、且つ本発明を理解するのに
必要な一般的に実施される処理ステップについてのみ重
点的に説明する。尚、添付の図面は、製造過程中におけ
る集積回路の一部の断面及びレイアウトを示したもので
あって、それらは縮尺通りに描いたものではなく本発明
の重要な特徴を例示するために図示されている。
構成は集積回路を製造するための完全な処理の流れを構
成するものではない。本発明は、当該技術分野において
現在使用されている集積回路製造技術に関連して実施す
ることが可能なものであり、且つ本発明を理解するのに
必要な一般的に実施される処理ステップについてのみ重
点的に説明する。尚、添付の図面は、製造過程中におけ
る集積回路の一部の断面及びレイアウトを示したもので
あって、それらは縮尺通りに描いたものではなく本発明
の重要な特徴を例示するために図示されている。
【0008】図1は本発明の好適実施例を実現すること
の可能なSRAMセル2の概略図である。SRAMセル
2はトランジスタTG1,TG2,PD1,PD2を有
している。SRAMセル2は、更に、抵抗R1及びR2
を有している。トランジスタTG1及びTG2はSRA
Mセル2における伝達ゲートトランジスタであり、一方
トランジスタPD1及びPD2はプルダウントランジス
タである。抵抗R1及びR2はプルアップ装置として使
用されている。
の可能なSRAMセル2の概略図である。SRAMセル
2はトランジスタTG1,TG2,PD1,PD2を有
している。SRAMセル2は、更に、抵抗R1及びR2
を有している。トランジスタTG1及びTG2はSRA
Mセル2における伝達ゲートトランジスタであり、一方
トランジスタPD1及びPD2はプルダウントランジス
タである。抵抗R1及びR2はプルアップ装置として使
用されている。
【0009】トランジスタTG1はビット線Aへ接続し
たソース/ドレインを有しており、且つトランジスタT
G2はビット線Bへ接続したソース/ドレインを有して
いる。ビット線Bはビット線Aの補元(コンプリメン
ト)である。トランジスタTG1及びTG2のゲートは
ワード線Cへ接続している。理解されるように、トラン
ジスタPD1及びPD2は交差結合形態で接続されてい
る。更に、トランジスタTG1及びトランジスタPD1
のソース/ドレインは抵抗R1の一端部へ接続してお
り、一方トランジスタPD2及びトランジスタTG2の
ソース/ドレインは抵抗R2の一端部へ接続している。
抵抗R1及びR2の他端部は電源電圧VCCへ接続して
おり、一方トランジスタPD1及びPD2の各々は電源
VSSへ接続したソース/ドレインを有している。
たソース/ドレインを有しており、且つトランジスタT
G2はビット線Bへ接続したソース/ドレインを有して
いる。ビット線Bはビット線Aの補元(コンプリメン
ト)である。トランジスタTG1及びTG2のゲートは
ワード線Cへ接続している。理解されるように、トラン
ジスタPD1及びPD2は交差結合形態で接続されてい
る。更に、トランジスタTG1及びトランジスタPD1
のソース/ドレインは抵抗R1の一端部へ接続してお
り、一方トランジスタPD2及びトランジスタTG2の
ソース/ドレインは抵抗R2の一端部へ接続している。
抵抗R1及びR2の他端部は電源電圧VCCへ接続して
おり、一方トランジスタPD1及びPD2の各々は電源
VSSへ接続したソース/ドレインを有している。
【0010】典型的に、電源電圧VCCは電源電圧VS
Sよりも一層高い電圧である。典型的なSRAMセルに
おいては、トランジスタPD1及びPD2は、典型的
に、2.1ミクロンの幅及び0.7ミクロンの長さを有
している。トランジスタPG1及びPG2は、典型的
に、0.9ミクロンの幅及び0.8ミクロンの長さを有
している。
Sよりも一層高い電圧である。典型的なSRAMセルに
おいては、トランジスタPD1及びPD2は、典型的
に、2.1ミクロンの幅及び0.7ミクロンの長さを有
している。トランジスタPG1及びPG2は、典型的
に、0.9ミクロンの幅及び0.8ミクロンの長さを有
している。
【0011】次に、図2を参照して、図1からのSRA
Mセル2のレイアウトが図示されている。図2における
SRAMセル2はワード線6及び8を有しており、それ
らはポリ1ラインである。ビット線10及び12はビッ
ト線コンタクト14a及び14bを有している。更に、
SRAMセル2は、更に、共用コンタクト16a及び1
6bを有している。トランジスタTG1はゲート18を
有している。トランジスタTG1は幅W1及び長さL1
を有している。同様に、トランジスタTG2はゲート2
0と幅W2と長さL2とを有している。プルダウントラ
ンジスタPD1はゲート22を有しており且つ幅W3と
長さL3とを有しており、プルダウントランジスタPD
2はゲート24を有しており且つ幅W4と長さL4とを
有している。
Mセル2のレイアウトが図示されている。図2における
SRAMセル2はワード線6及び8を有しており、それ
らはポリ1ラインである。ビット線10及び12はビッ
ト線コンタクト14a及び14bを有している。更に、
SRAMセル2は、更に、共用コンタクト16a及び1
6bを有している。トランジスタTG1はゲート18を
有している。トランジスタTG1は幅W1及び長さL1
を有している。同様に、トランジスタTG2はゲート2
0と幅W2と長さL2とを有している。プルダウントラ
ンジスタPD1はゲート22を有しており且つ幅W3と
長さL3とを有しており、プルダウントランジスタPD
2はゲート24を有しており且つ幅W4と長さL4とを
有している。
【0012】図3A乃至3Eは本発明に基づく伝達ゲー
トトランジスタ及びプルダウントランジスタの概略断面
図である。特に、図3Aはプルダウントランジスタ26
の概略断面図であり、それは、典型的に、当該技術分野
において公知の従来の結晶配向の単結晶シリコンである
基板30を有している。本発明の多くの特徴は、当業者
によって理解されるようなシリコン以外の半導体物質を
使用する装置にも適用可能である。基板30は、P型基
板又はN型基板のいずれかとすることが可能である。本
発明の例示的実施例においては、P型基板が使用されて
いる。
トトランジスタ及びプルダウントランジスタの概略断面
図である。特に、図3Aはプルダウントランジスタ26
の概略断面図であり、それは、典型的に、当該技術分野
において公知の従来の結晶配向の単結晶シリコンである
基板30を有している。本発明の多くの特徴は、当業者
によって理解されるようなシリコン以外の半導体物質を
使用する装置にも適用可能である。基板30は、P型基
板又はN型基板のいずれかとすることが可能である。本
発明の例示的実施例においては、P型基板が使用されて
いる。
【0013】図3Aから理解されるように、ゲート酸化
物層32とポリシコン層34とを有するゲート構成体が
形成されている。ソース/ドレイン領域36が基板30
内へイオン注入することによって構成されている。種々
のタイプの注入物を使用することが可能であり、例え
ば、P型基板内にN型注入物をイオン注入させることが
可能である。ソース/ドレイン領域36は図示例におい
てはN型活性領域である。軽度にドープしたドレイン
(LDD)領域38が当業者によって公知の如く、側壁
酸化物スペーサ40を使用して画定される。一方、LD
D38及び側壁スペーサ40は省略することが可能であ
る。
物層32とポリシコン層34とを有するゲート構成体が
形成されている。ソース/ドレイン領域36が基板30
内へイオン注入することによって構成されている。種々
のタイプの注入物を使用することが可能であり、例え
ば、P型基板内にN型注入物をイオン注入させることが
可能である。ソース/ドレイン領域36は図示例におい
てはN型活性領域である。軽度にドープしたドレイン
(LDD)領域38が当業者によって公知の如く、側壁
酸化物スペーサ40を使用して画定される。一方、LD
D38及び側壁スペーサ40は省略することが可能であ
る。
【0014】図3Bにおける伝達ゲートトランジスタ2
8は、図3Aにおけるプルダウントンラジスタ26と同
一の処理ステップにおけるものである。図3Aにおける
ゲート酸化物32を形成した後に、伝達ゲートトランジ
スタ28を形成すべき領域をマスクする。従って、伝達
ゲートトランジスタ28の領域においては処理は行なわ
れず、一方プルダウントランジスタ26の残部が形成さ
れる。SRAMセル4のこの部分において理解すること
が可能であるように、誘電体層44内に窓42を開口さ
せてゲート酸化物層32を露出させる。誘電体層44は
この実施例においては酸化物である。次いで、図3Cに
示したように、ゲート酸化物層32をエッチング除去
し、基板30の表面46を露出させる。その後に、図3
Dに示したように、窓42内における基板30の表面4
6上に新たなゲート酸化物層48を成長させる。この新
たなゲート酸化物層48は、好適には、元のゲート酸化
物層32の厚さよりも薄い厚さを有している。
8は、図3Aにおけるプルダウントンラジスタ26と同
一の処理ステップにおけるものである。図3Aにおける
ゲート酸化物32を形成した後に、伝達ゲートトランジ
スタ28を形成すべき領域をマスクする。従って、伝達
ゲートトランジスタ28の領域においては処理は行なわ
れず、一方プルダウントランジスタ26の残部が形成さ
れる。SRAMセル4のこの部分において理解すること
が可能であるように、誘電体層44内に窓42を開口さ
せてゲート酸化物層32を露出させる。誘電体層44は
この実施例においては酸化物である。次いで、図3Cに
示したように、ゲート酸化物層32をエッチング除去
し、基板30の表面46を露出させる。その後に、図3
Dに示したように、窓42内における基板30の表面4
6上に新たなゲート酸化物層48を成長させる。この新
たなゲート酸化物層48は、好適には、元のゲート酸化
物層32の厚さよりも薄い厚さを有している。
【0015】その後に、プルダウントランジスタ28の
ゲートを図3Eに示したように形成する。プルダウント
ランジスタ28のゲートは、ゲート酸化物層48とポリ
シリコン層50とを有している。ソース/ドレイン52
も基板30内にイオン注入することによって構成され
る。ソース/ドレイン52はLDD54を有しており、
それも側壁スペーサ56を使用して画定される。ゲート
酸化物32の厚さはゲート酸化物48の厚さよりも一層
大きい。このタイプの処理は異なるゲート酸化物厚さを
有する伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジ
スタを製造するために使用され、そのことはSRAMセ
ルにおけるプルダウントランジスタの幅を減少させるこ
とを可能とする。
ゲートを図3Eに示したように形成する。プルダウント
ランジスタ28のゲートは、ゲート酸化物層48とポリ
シリコン層50とを有している。ソース/ドレイン52
も基板30内にイオン注入することによって構成され
る。ソース/ドレイン52はLDD54を有しており、
それも側壁スペーサ56を使用して画定される。ゲート
酸化物32の厚さはゲート酸化物48の厚さよりも一層
大きい。このタイプの処理は異なるゲート酸化物厚さを
有する伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジ
スタを製造するために使用され、そのことはSRAMセ
ルにおけるプルダウントランジスタの幅を減少させるこ
とを可能とする。
【0016】図示例においては、プルダウントランジス
タ28のゲート酸化物を完全にエッチング除去し、次い
で所望の厚さのゲート酸化物を製造する場合を示してい
るが、異なるゲート酸化物を製造するその他の方法を本
発明に従って使用することも可能である。例えば、伝達
ゲートトランジスタ28に対するゲート酸化物層を最初
に成長させ、次いで、プルダウントランジスタ26及び
伝達ゲートトランジスタ28の両方の上に負荷的なゲー
ト酸化物層を成長させて該トランジスタの各々に対し異
なる厚さのゲート酸化物層を製造することが可能であ
る。伝達ゲートトランジスタ28は完了後の処理から完
全にマスクされており、図3B−3Cにおけるプルダウ
ントランジスタ28に対して適用される種々の処理ステ
ップの期間中に図3Aに図示した形態を維持する。
タ28のゲート酸化物を完全にエッチング除去し、次い
で所望の厚さのゲート酸化物を製造する場合を示してい
るが、異なるゲート酸化物を製造するその他の方法を本
発明に従って使用することも可能である。例えば、伝達
ゲートトランジスタ28に対するゲート酸化物層を最初
に成長させ、次いで、プルダウントランジスタ26及び
伝達ゲートトランジスタ28の両方の上に負荷的なゲー
ト酸化物層を成長させて該トランジスタの各々に対し異
なる厚さのゲート酸化物層を製造することが可能であ
る。伝達ゲートトランジスタ28は完了後の処理から完
全にマスクされており、図3B−3Cにおけるプルダウ
ントランジスタ28に対して適用される種々の処理ステ
ップの期間中に図3Aに図示した形態を維持する。
【0017】本発明によれば、SRAMセルにおける伝
達ゲートトランジスタとプルダウントランジスタとの間
のゲート酸化物厚さの比を調節することによって幅を減
少させたプルダウントランジスタの寸法を使用すること
が可能である。これらの2つのゲート酸化物の必要な厚
さは次式を使用して選択することが可能である。
達ゲートトランジスタとプルダウントランジスタとの間
のゲート酸化物厚さの比を調節することによって幅を減
少させたプルダウントランジスタの寸法を使用すること
が可能である。これらの2つのゲート酸化物の必要な厚
さは次式を使用して選択することが可能である。
【0018】
【数4】
【0019】尚、RATIOは伝達ゲートトランジスタ
とプルダウントランジスタの所望の比であり、Toxtg
は伝達ゲートトランジスタのゲート酸化物厚さであり、
Toxpdはプルダウントランジスタのゲート酸化物厚さ
であり、Wpdはプルダウントランジスタの幅であり、L
pdはプルダウントランジスタの長さであり、Wtgは伝達
ゲートトランジスタの幅であり、Ltgは伝達ゲートトラ
ンジスタの長さであり、Vccは上側電源電圧であり、
Vttgは伝達ゲートトランジスタのスレッシュホールド
電圧であり、Vtpdはプルダウントランジスタのスレッ
シュホールド電圧である。
とプルダウントランジスタの所望の比であり、Toxtg
は伝達ゲートトランジスタのゲート酸化物厚さであり、
Toxpdはプルダウントランジスタのゲート酸化物厚さ
であり、Wpdはプルダウントランジスタの幅であり、L
pdはプルダウントランジスタの長さであり、Wtgは伝達
ゲートトランジスタの幅であり、Ltgは伝達ゲートトラ
ンジスタの長さであり、Vccは上側電源電圧であり、
Vttgは伝達ゲートトランジスタのスレッシュホールド
電圧であり、Vtpdはプルダウントランジスタのスレッ
シュホールド電圧である。
【0020】図示例においては、RATIOは2.6で
あり、VCCは3.3Vに等しく、Vttgはバックバイ
アスを有する0.9Vであり、且つVtpdは0.7Vに
等しい。0.5ミクロン特徴設計基準が使用される場合
には(L=0.5ミクロン、W=0.6ミクロン)、プ
ルダウントランジスタの幅は1.56ミクロンである。
プルダウンゲート酸化物厚さが120Åである場合に
は、プルダウントランジスタの幅(1.0ミクロン特
徴)における36%の減少は134Åの伝達ゲート酸化
物厚さを必要とする。プルダウントランジスタ幅(0.
8ミクロン特徴)における50%の減少は165Å伝達
ゲート酸化物厚さを必要とする。プルダウントランジス
タの幅(Wpd)を減少させることによって、SRAMセ
ルの全体的な面積を減少させることが可能である。
あり、VCCは3.3Vに等しく、Vttgはバックバイ
アスを有する0.9Vであり、且つVtpdは0.7Vに
等しい。0.5ミクロン特徴設計基準が使用される場合
には(L=0.5ミクロン、W=0.6ミクロン)、プ
ルダウントランジスタの幅は1.56ミクロンである。
プルダウンゲート酸化物厚さが120Åである場合に
は、プルダウントランジスタの幅(1.0ミクロン特
徴)における36%の減少は134Åの伝達ゲート酸化
物厚さを必要とする。プルダウントランジスタ幅(0.
8ミクロン特徴)における50%の減少は165Å伝達
ゲート酸化物厚さを必要とする。プルダウントランジス
タの幅(Wpd)を減少させることによって、SRAMセ
ルの全体的な面積を減少させることが可能である。
【0021】図4−13は本発明に基づく処理期間中に
おけるSRAMセルのレイアウト図である。図4におい
て、ウエハ上に位置されているSRAMセル4は処理済
であり且つゲート酸化物の準備がなされている。活性区
域100はその他の全ての箇所においてフィールド酸化
膜を成長させることによってウエハの基板内に形成され
ている。伝達ゲート酸化物がウエハ上に成長され且つポ
リ1が付着形成されている。図5においては、ポリ1が
区域102において伝達ゲートトランジスタのためにパ
ターン形成されている。伝達ゲートトランジスタ用のド
レイン/ソースイオン注入が行なわれ、レジストパター
ンが図6におけるプルダウントランジスタ区域104内
に注入されることを阻止する。その後に、一様なスレッ
シュホールド電圧調節イオン注入がプルダウントランジ
スタに対して行なわれる。次いで、ウエハ上にドープし
ていない酸化物を約1000Åの厚さに付着形成させ
る。ドープしていない酸化物を図7において除去する。
区域106におけるドープしていない酸化物はポリ1を
保護するためのレジストパターンで除去することから保
護されており、それは、プルダウントランジスタのため
に意図された区域104のみを露出させる。プルダウン
トランジスタゲート酸化物が成長され、薄いポリシリコ
ンからなるバッファが約500Åの層内に付着形成され
る。図8において、レジストパターンが区域108にお
ける共用コンタクトを開口させるために使用される。次
いで、ポリ2用にポリシコンとポリサイドとが付着形成
される。図9において、図9における区域110におい
て示したように、プルダウントランジスタ及びVssラ
イン用にポリ2をパターン形成する。次いで、プルダウ
ントランジスタ用にドレイン/ソースイオン注入を行な
う。その後に、約700Åの層の形態で薄い酸化物をウ
エハ上に付着形成させる。スピン・オン・ガラス処理を
実施して、約700Åのガラス層を形成する。この層を
硬化させ且つ稠密化させる。その後に、約700Åの層
の形態でウエハ上に薄いガラス層を付着形成する。図1
0において、レジストパターンを使用して第二の共用コ
ンタクトを開口させ、SRAMセルの残部が開口される
ことを防止する。この第二の共用コンタクトは区域11
2において開口される。次いで、ドープしていないポリ
3を約700Åの厚さの層の形態で付着形成する。図1
1において、ポリ3をレジストでパターン形成して区域
114内に残存させる。このポリシリコン層は、SRA
Mセルプルアップ抵抗及びVCC電源線用に使用され
る。ウエハ上に約1000Åの層の形態でドープしてい
ない酸化物を付着形成し、且つポリ3用の一様なイオン
注入を実施してウエハ上にポリシリコン抵抗の抵抗値を
設定する。その後に、図12における区域116をカバ
ーするレジストパターンを使用してポリ3のVCC部分
用にN+注入物をイオン注入する。図13における区域
118内にコンタクト窓を開口させる。
おけるSRAMセルのレイアウト図である。図4におい
て、ウエハ上に位置されているSRAMセル4は処理済
であり且つゲート酸化物の準備がなされている。活性区
域100はその他の全ての箇所においてフィールド酸化
膜を成長させることによってウエハの基板内に形成され
ている。伝達ゲート酸化物がウエハ上に成長され且つポ
リ1が付着形成されている。図5においては、ポリ1が
区域102において伝達ゲートトランジスタのためにパ
ターン形成されている。伝達ゲートトランジスタ用のド
レイン/ソースイオン注入が行なわれ、レジストパター
ンが図6におけるプルダウントランジスタ区域104内
に注入されることを阻止する。その後に、一様なスレッ
シュホールド電圧調節イオン注入がプルダウントランジ
スタに対して行なわれる。次いで、ウエハ上にドープし
ていない酸化物を約1000Åの厚さに付着形成させ
る。ドープしていない酸化物を図7において除去する。
区域106におけるドープしていない酸化物はポリ1を
保護するためのレジストパターンで除去することから保
護されており、それは、プルダウントランジスタのため
に意図された区域104のみを露出させる。プルダウン
トランジスタゲート酸化物が成長され、薄いポリシリコ
ンからなるバッファが約500Åの層内に付着形成され
る。図8において、レジストパターンが区域108にお
ける共用コンタクトを開口させるために使用される。次
いで、ポリ2用にポリシコンとポリサイドとが付着形成
される。図9において、図9における区域110におい
て示したように、プルダウントランジスタ及びVssラ
イン用にポリ2をパターン形成する。次いで、プルダウ
ントランジスタ用にドレイン/ソースイオン注入を行な
う。その後に、約700Åの層の形態で薄い酸化物をウ
エハ上に付着形成させる。スピン・オン・ガラス処理を
実施して、約700Åのガラス層を形成する。この層を
硬化させ且つ稠密化させる。その後に、約700Åの層
の形態でウエハ上に薄いガラス層を付着形成する。図1
0において、レジストパターンを使用して第二の共用コ
ンタクトを開口させ、SRAMセルの残部が開口される
ことを防止する。この第二の共用コンタクトは区域11
2において開口される。次いで、ドープしていないポリ
3を約700Åの厚さの層の形態で付着形成する。図1
1において、ポリ3をレジストでパターン形成して区域
114内に残存させる。このポリシリコン層は、SRA
Mセルプルアップ抵抗及びVCC電源線用に使用され
る。ウエハ上に約1000Åの層の形態でドープしてい
ない酸化物を付着形成し、且つポリ3用の一様なイオン
注入を実施してウエハ上にポリシリコン抵抗の抵抗値を
設定する。その後に、図12における区域116をカバ
ーするレジストパターンを使用してポリ3のVCC部分
用にN+注入物をイオン注入する。図13における区域
118内にコンタクト窓を開口させる。
【0022】従って、本発明は、メモリセルの全体的な
セル面積を減少させる方法及び構成を提供している。本
発明は、プルダウントランジスタの幅を減少させること
を可能とすることによってメモリセルの面積を減少させ
る能力を与えている。幅における減少は、所望の比を維
持するためにプルダウントランジスタ及び伝達ゲートト
ランジスタに対する異なるゲート酸化物厚さを選択する
ことによって本発明に基づいて達成される。
セル面積を減少させる方法及び構成を提供している。本
発明は、プルダウントランジスタの幅を減少させること
を可能とすることによってメモリセルの面積を減少させ
る能力を与えている。幅における減少は、所望の比を維
持するためにプルダウントランジスタ及び伝達ゲートト
ランジスタに対する異なるゲート酸化物厚さを選択する
ことによって本発明に基づいて達成される。
【0023】上述した実施例においては、比、幅、長さ
に対して特定の値を設定しているが、当業者によってそ
の他のパラメータを使用することが可能であることは勿
論である。更に、SRAMメモリセルにおけるトランジ
スタ用の異なるゲート酸化物厚さを、トランジスタの幅
又は長さがセルが必要とする面積に影響を与える可能性
のあるその他のタイプのメモリセルへ適用することが可
能である。
に対して特定の値を設定しているが、当業者によってそ
の他のパラメータを使用することが可能であることは勿
論である。更に、SRAMメモリセルにおけるトランジ
スタ用の異なるゲート酸化物厚さを、トランジスタの幅
又は長さがセルが必要とする面積に影響を与える可能性
のあるその他のタイプのメモリセルへ適用することが可
能である。
【0024】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図1】 本発明の好適実施例を実現することの可能な
SRAMセルを示した概略図。
SRAMセルを示した概略図。
【図2】 図1に示したSRAMセルのレイアウトを示
した概略図。
した概略図。
【図3A】 処理中の一段階におけるSRAMセルにお
ける伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジス
タを示した概略断面図。
ける伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジス
タを示した概略断面図。
【図3B】 処理中の一段階におけるSRAMセルにお
ける伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジス
タを示した概略断面図。
ける伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジス
タを示した概略断面図。
【図3C】 処理中の一段階におけるSRAMセルにお
ける伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジス
タを示した概略断面図。
ける伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジス
タを示した概略断面図。
【図3D】 処理中の一段階におけるSRAMセルにお
ける伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジス
タを示した概略断面図。
ける伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジス
タを示した概略断面図。
【図3E】 処理中の一段階におけるSRAMセルにお
ける伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジス
タを示した概略断面図。
ける伝達ゲートトランジスタ及びプルダウントランジス
タを示した概略断面図。
【図4】 本発明に基づく処理期間中の一段階における
SRAMのレイアウトを示した概略図。
SRAMのレイアウトを示した概略図。
【図5】 本発明に基づく処理期間中の一段階における
SRAMのレイアウトを示した概略図。
SRAMのレイアウトを示した概略図。
【図6】 本発明に基づく処理期間中の一段階における
SRAMのレイアウトを示した概略図。
SRAMのレイアウトを示した概略図。
【図7】 本発明に基づく処理期間中の一段階における
SRAMのレイアウトを示した概略図。
SRAMのレイアウトを示した概略図。
【図8】 本発明に基づく処理期間中の一段階における
SRAMのレイアウトを示した概略図。
SRAMのレイアウトを示した概略図。
【図9】 本発明に基づく処理期間中の一段階における
SRAMのレイアウトを示した概略図。
SRAMのレイアウトを示した概略図。
【図10】 本発明に基づく処理期間中の一段階におけ
るSRAMのレイアウトを示した概略図。
るSRAMのレイアウトを示した概略図。
【図11】 本発明に基づく処理期間中の一段階におけ
るSRAMのレイアウトを示した概略図。
るSRAMのレイアウトを示した概略図。
【図12】 本発明に基づく処理期間中の一段階におけ
るSRAMのレイアウトを示した概略図。
るSRAMのレイアウトを示した概略図。
【図13】 本発明に基づく処理期間中の一段階におけ
るSRAMのレイアウトを示した概略図。
るSRAMのレイアウトを示した概略図。
2 SRAMセル 6,8 ワード線 10,12 ビット線 14 ビット線コンタクト 16 共用コンタクト 18,20,22,24 ゲート 26 プルダウントランジスタ 30 基板 32 ゲート酸化物層 34 ポリシリコン層 36 ソース/ドレイン領域 38 軽度にドープしたドレイン(LDD)領域 40 側壁酸化物スペーサ 42 窓 44 誘電体層 48 ゲート酸化物層 50 ポリシリコン層 52 ソース/ドレイン 54 LDD 56 側壁酸化物スペーサ PD プルダウントランジスタ R 抵抗 TG 伝達ゲートトランジスタ
フロントページの続き (72)発明者 ツィウ シー. チャン アメリカ合衆国, テキサス 75006, カーロルトン, カメロ ドライブ 1633
Claims (19)
- 【請求項1】 SRAMメモリセルにおいて、 第一及び第二伝達ゲートトランジスタが設けられてお
り、前記第一伝達ゲートトランジスタは、ビット線へ接
続している第一ソース/ドレインを具備しており、且つ
前記第二伝達ゲートトランジスタは補元ビット線へ接続
している第一ソース/ドレインを具備しており、且つ各
伝達ゲートトランジスタはワード線へ接続しているゲー
トを具備しており、 格納ラッチとして構成された第一及び第二プルダウント
ランジスタが設けられており、前記第一プルダウントラ
ンジスタは、前記第一伝達ゲートトランジスタの第二ソ
ース/ドレインへ接続している第一ソース/ドレインを
具備しており、且つ前記第二プルダウントランジスタ
は、前記第二伝達ゲートトランジスタの第二ソース/ド
レインへ接続している第一ソース/ドレインを具備して
おり、第一及び第二プルダウントランジスタの両方が電
源電圧ノードへ接続している第二ソース/ドレインを具
備しており、 前記第一及び第二伝達ゲートトランジスタの各々が、第
一厚さを有するゲート酸化物層を有しており、前記第一
及び第二プルダウントラジスタの各々が第二厚さを有す
るゲート酸化物層を有しており、且つ前記第一厚さは前
記第二厚さと異なるものであることを特徴とするSRA
Mメモリセル。 - 【請求項2】 請求項1において、前記第一厚さが前記
第二厚さよりも一層厚いことを特徴とするSRAMメモ
リセル。 - 【請求項3】 請求項2において、前記第一厚さが前記
第二厚さの2倍を超えるものであることを特徴とするS
RAMメモリセル。 - 【請求項4】 請求項1において、前記第一及び第二厚
さが次式、 【数1】 尚、RATIOは、伝達ゲートトランジスタとプルダウ
ントランジスタの所望の比であり、Toxtgは伝達ゲー
トトランジスタのゲート酸化物厚さであり、Toxpdは
プルダウントランジスタのゲート酸化物厚さであり、W
pdはプルダウントランジスタの幅であり、Lpdはプルダ
ウントランジスタの長さであり、Wtgは伝達ゲートトラ
ンジスタの幅であり、Ltgは伝達ゲートトランジスタの
長さであり、Vttgは伝達ゲートトランジスタのスレッ
シュホールド電圧であり、Vtpdはプルダウントランジ
スタのスレッシュホールド電圧である。 - 【請求項5】 請求項4において、RATIOが2.6
に等しいことを特徴とするSRAMメモリセル。 - 【請求項6】 半導体装置において2つのトランジスタ
を製造する方法において、 第一厚さを持ったゲート酸化物層を含む第一ゲートを有
する第一トランジスタを形成し、 第二厚さを持ったゲート酸化物層を含む第二ゲートを有
する第二トランジスタを形成し、前記第二厚さが前記第
一厚さよりも大きいことを特徴とする方法。 - 【請求項7】 請求項6において、前記第二トランジス
タを形成するステップが、 前記第一ゲートを形成する場合に前記第二トランジスタ
の領域において基板上にゲート酸化物を形成し、尚前記
第二トランジスタの領域における前記ゲート酸化物層は
初期的に第一厚さを有しており、 その後に、前記半導体装置上に保護層を付着形成し、 前記第二トランジスタの領域上の前記保護層内に窓を開
口し、 前記窓内のゲート酸化物をエッチング除去して前記基板
を露出させ、 前記第二厚さのゲート酸化物層に到達するまで露出され
た基板上にゲート酸化物を形成する、上記各ステップを
有することを特徴とする方法。 - 【請求項8】 請求項7において、前記第二トランジス
タを形成するステップが、 前記第一ゲートを形成する場合に前記第二トランジスタ
の領域における基板上にゲート酸化物層を形成し、尚前
記第二ゲートにおけるゲート酸化物層は前記第一厚さに
等しい厚さを有しており、 前記第二トランジスタの領域におけるゲート酸化物層が
第二厚さに到達するまで前記第二トランジスタの領域に
おける前記ゲート酸化物層上に付加的なゲート酸化物を
形成する、上記各ステップを有することを特徴とする方
法。 - 【請求項9】 請求項4において、前記第一トランジス
タを形成するステップがSRAMメモリセル内にプルダ
ウントランジスタを形成することを特徴とする方法。 - 【請求項10】 請求項9において、前記第二トランジ
スタを形成するステップが、SRAMメモリセル内に伝
達ゲートトランジスタを形成することを特徴とする方
法。 - 【請求項11】 請求項10において、SRAMメモリ
セル内にプルダウントランジスタ及び伝達ゲートトラン
ジスタを形成するステップが、 【数2】 尚、RATIOは、伝達ゲートトランジスタとプルダウ
ントランジスタの所望の比であり、Toxtgは伝達ゲー
トトランジスタのゲート酸化物厚さであり、Toxpdは
プルダウントランジスタのゲート酸化物厚さであり、W
pdはプルダウントランジスタの幅であり、Lpdはプルダ
ウントランジスタの長さであり、Wtgは伝達ゲートトラ
ンジスタの幅であり、Ltgは伝達ゲートトランジスタの
長さであり、Vttgは伝達ゲートトランジスタのスレッ
シュホールド電圧であり、Vtpdはプルダウントランジ
スタのスレッシュホールド電圧である、上式で示される
固有抵抗比を達成するためのトランジスタを形成するこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項12】 請求項11において、前記トランジス
タを形成するステップが、少なくとも2.6に等しいR
ATIOを使用することを特徴とする方法。 - 【請求項13】 半導体回路において、第一厚さを持っ
たゲート酸化物層を含む第一ゲートを有する第一トラン
ジスタ、 第二厚さを持ったゲート酸化物層を含む第二ゲートを有
する第二トランジスタ、を有しており、前記第二厚さが
前記第一厚さよりも大きいことを特徴とする半導体回
路。 - 【請求項14】 請求項13において、前記第一トラン
ジスタがSRAMメモリセルにおけるプルダウントラン
ジスタであることを特徴とする半導体回路。 - 【請求項15】 請求項14において、前記第二トラン
ジスタがSRAMメモリセルにおける伝達ゲートトラン
ジスタであることを特徴とする半導体回路。 - 【請求項16】 請求項15において、前記プルダウン
トランジスタのゲート酸化物厚さ及びSRAMメモリセ
ルにおける伝達ゲートトランジスタが、 【数3】 尚、RATIOは、伝達ゲートトランジスタとプルダウ
ントランジスタの所望の比であり、Toxtgは伝達ゲー
トトランジスタのゲート酸化物厚さであり、Toxpdは
プルダウントランジスタのゲート酸化物厚さであり、W
pdはプルダウントランジスタの幅であり、Lpdはプルダ
ウントランジスタの長さであり、Wtgは伝達ゲートトラ
ンジスタの幅であり、Ltgは伝達ゲートトランジスタの
長さであり、Vttgは伝達ゲートトランジスタのスレッ
シュホールド電圧であり、Vtpdはプルダウントランジ
スタのスレッシュホールド電圧である、上式を使用して
選択されることを特徴とする半導体回路。 - 【請求項17】 請求項16において、RATIOが少
なくとも2.6であることを特徴とする半導体回路。 - 【請求項18】 請求項17において、前記プルダウン
トランジスタがNチャンネル電界効果装置であることを
特徴とする半導体回路。 - 【請求項19】 請求項18において、前記伝達ゲート
トランジスタがNチャンネル電界効果装置であることを
特徴とする半導体回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/712,808 US5825070A (en) | 1993-11-30 | 1996-09-12 | Structure for transistor devices in an SRAM cell |
US08/712808 | 1996-09-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10125804A true JPH10125804A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=24863637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9247105A Pending JPH10125804A (ja) | 1996-09-12 | 1997-09-11 | Sramセルにおけるトランジスタ装置用の構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10125804A (ja) |
-
1997
- 1997-09-11 JP JP9247105A patent/JPH10125804A/ja active Pending
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