JPH1167932A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPH1167932A
JPH1167932A JP9220528A JP22052897A JPH1167932A JP H1167932 A JPH1167932 A JP H1167932A JP 9220528 A JP9220528 A JP 9220528A JP 22052897 A JP22052897 A JP 22052897A JP H1167932 A JPH1167932 A JP H1167932A
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misfet
insulating film
forming
drain region
gate electrode
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Hiroyuki Enomoto
裕之 榎本
Morio Nakamura
守男 中村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体集積回路装置の信頼度を向上すること
ができる技術を提供する。 【解決手段】 駆動用MISFET(Qd1 )のドレイ
ン領域と、駆動用MISFETと負荷用MISFETの
共通のゲート電極FG2 の引き出し電極との両者に接す
るコンタクトホールC1aを形成する際、ゲート電極FG
2 の側壁に設けられた第1のサイドウォールスペーサ7
の側壁に、さらに、窒化シリコン膜10によって構成さ
れた第2のサイドウォールスペーサ13が形成されてい
ることにより、フィールド絶縁膜2がエッチングプラズ
マに晒されることがないので、素子分離領域の端部のフ
ィールド絶縁膜2を構成する酸化シリコン膜を削り込む
ことがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の製造方法に関し、特に、SRAM(Static Random
Access Memory )を有する半導体集積回路装置に適用し
て有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体記憶装置としてのSRAMは、ワ
ード線と一つの相補性データ線との交差部に、フリップ
フロップ回路と2個の転送用MISFET(Metal Insu
latorSemiconductor Field Effect Transistor )とで
構成されたメモリセルを備えている。
【0003】SRAMのメモリセルのフリップフロップ
回路は、情報蓄積部として構成され、1ビットの情報を
記憶する。このメモリセルのフリップフロップ回路は、
一例として一対のCMOS(Complementary Metal Oxid
e Semiconductor )インバータで構成される。CMOS
インバータのそれぞれは、nチャネル型の駆動用MIS
FETとpチャネル型の負荷用MISFETとで構成さ
れる。また、転送用MISFETはnチャネル型で構成
される。すなわち、このメモリセルは、6個のMISF
ETを使用した、いわゆる完全CMOS(Full Complem
entary Metal Oxide Semiconductor)型で構成される。
【0004】なお、完全CMOS型SRAMについて
は、特開平6−302786号公報、特開平7−992
55号公報、特開平8−17944号公報などに記載が
ある。
【0005】フリップフロップ回路を構成する一対のC
MOSインバータの相互の入出力端子間は、一対の配線
(以下、局所配線という)を介して交差結合される。一
方のCMOSインバータの入出力端子には、一方の転送
用MISFETのソース領域が接続され、他方のCMO
Sインバータの入出力端子には、他方の転送用MISF
ETのソース領域が接続される。一方の転送用MISF
ETのドレイン領域には相補性データ線の一方が接続さ
れ、他方の転送用MISFETのドレイン領域には相補
性データ線の他方が接続される。一対の転送用MISF
ETのそれぞれのゲート電極にはワード線が接続され、
このワード線によって転送用MISFETの導通、非導
通が制御される。
【0006】図10に、従来の完全CMOS型SRAM
のメモリセルのパターンレイアウトを示す。図示のよう
に、一方のCMOSインバータを構成する駆動用MIS
FETQd1 と負荷用MISFETQp1 の共通のゲー
ト電極FG1 には、このゲート電極FG1 と局所配線L
2 とを接続するための引き出し電極が形成され、他方の
CMOSインバータを構成する駆動用MISFETQd
2 と負荷用MISFETQp2 の共通のゲート電極FG
2 には、このゲート電極FG2 と局所配線Lとを接続
するための引き出し電極が形成されている。
【0007】一方のCMOSインバータを構成する駆動
用MISFETQdと負荷用MISFETQp1
共通のゲート電極FG1 の引き出し電極と局所配線L2
とは、コンタクトホールCN1aを通じて接続され、局所
配線L2 は、他方のCMOSインバータを構成する駆動
用MISFETQd2 のドレイン領域および負荷用MI
SFETQp2 のドレイン領域に、コンタクトホールC
1bおよびコンタクトホールCN1cを通じてそれぞれ接
続されている。
【0008】同様に、他方のCMOSインバータを構成
する駆動用MISFETQd2 と負荷用MISFETQ
2 の共通のゲート電極FG2 の引き出し電極と局所配
線L1 とは、コンタクトホールCN2aを通じて接続さ
れ、局所配線L1 は、一方のCMOSインバータを構成
する駆動用MISFETQd1 のドレイン領域および負
荷用MISFETQp1 のドレイン領域に、コンタクト
ホールCN2bおよびコンタクトホールCN2cを通じてそ
れぞれ接続されている。
【0009】ところで、半導体記憶装置の大容量化に伴
った完全CMOS型SRAMのメモリセルの占有面積の
縮小は、レイアウトルールの縮小によって図られてい
る。しかし、64Mbit以上の高集積度のSRAMに
おいては、フォトリソグラフィ技術の加工限界以下の寸
法でのレイアウトが要求されている。
【0010】この対策の一つとして、別々に設けていた
一方のCMOSインバータを構成する駆動用MISFE
TQd1 と負荷用MISFETQp1 の共通のゲート電
極FG1 の引き出し電極と局所配線L2 とを接続するコ
ンタクトホールCN1aと、他方のCMOSインバータを
構成する負荷用MISFETQp2 のドレイン領域と局
所配線L2 とを接続するコンタクトホールCN1cとを一
つのコンタクトホールとし、同様に、別々に設けていた
一方のCMOSインバータを構成する駆動用MISFE
TQd1 のドレイン領域と局所配線L1 とを接続するコ
ンタクトホールCN2bと、他方のCMOSインバータを
構成する駆動用MISFETQd2 と負荷用MISFE
TQp2 の共通のゲート電極FG2 の引き出し電極と局
所配線L1 とを接続するコンタクトホールCN2aとを一
つのコンタクトホールとして、メモリセルを縮小する方
法が検討されている。
【0011】次に、一方のCMOSインバータを構成す
る駆動用MISFETQd1 のドレイン領域と、他方の
CMOSインバータを構成する駆動用MISFETQd
2 と負荷用MISFETQp2 の共通のゲート電極FG
2 の引き出し電極との両者に接して設けられるコンタク
トホールの形成方法を図11〜図13を用いて簡単に説
明する。
【0012】まず、図11に示すように、p型シリコン
単結晶からなる半導体基板14の主面上に酸化シリコン
膜によって構成される素子分離用のフィールド絶縁膜1
5を形成した後、半導体基板14の表面にゲート絶縁膜
16を形成する。次いで、一方のCMOSインバータを
構成する駆動用MISFETQd1 と負荷用MISFE
TQp1 の共通のゲート電極FG1 および他方のCMO
Sインバータを構成する駆動用MISFETQd2 と負
荷用MISFETQp2 の共通のゲート電極FG2 を形
成する。上記ゲート電極FG2 の引き出し電極はフィー
ルド絶縁膜15上に設けられている。
【0013】次に、駆動用MISFETQd1 ,Qd2
のソース領域、ドレイン領域の一部を構成する低濃度の
- 型半導体領域17、および図示はしないが、負荷用
MISFETQp1 ,Qp2 のソース領域、ドレイン領
域の一部を構成する低濃度のp- 型半導体領域を形成す
る。
【0014】次いで、半導体基板14上にCVD(Chem
ical Vapor Deposition )法で堆積した酸化シリコン膜
をRIE(Reactive Ion Etching)法による異方性エッ
チングによって全面エッチングすることにより、ゲート
電極FG1 ,FG2 の側壁に酸化シリコン膜を残存させ
る。この酸化シリコン膜がオフセット領域を形成するた
めのサイドウォールスペーサ18となる。
【0015】次に、駆動用MISFETQd1 ,Qd2
のソース領域、ドレイン領域の他の一部を構成する高濃
度のn+ 型半導体領域19、および図示はしないが、負
荷用MISFETQp1 ,Qp2 のソース領域、ドレイ
ン領域の他の一部を構成する高濃度のp+ 型半導体領域
を形成する。
【0016】次いで、半導体基板14上に窒化シリコン
膜20および酸化シリコン膜によって構成される層間絶
縁膜21を順次形成する。窒化シリコン膜20は、層間
絶縁膜21のエッチングストッパとして設けられてお
り、層間絶縁膜21をエッチングする際に突き抜けない
程度の厚さを有している。
【0017】次に、図12に示すように、パターニング
されたフォトレジスト22をマスクにして層間絶縁膜2
1をエッチングし、次いで、図13に示すように、窒化
シリコン膜20をエッチングする。これによって、一方
のCMOSインバータを構成する駆動用MISFETQ
1 のドレイン領域と、他方のCMOSインバータを構
成する駆動用MISFETQd2 と負荷用MISFET
Qp2 の共通のゲート電極FG2 の引き出し電極との両
者に接するコンタクトホールC1aを形成する。
【0018】この後、図示はしないが、半導体基板14
上に堆積した配線材を加工してメタル配線を形成する。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一方の
CMOSインバータを構成する駆動用MISFETQd
1 のドレイン領域と、他方のCMOSインバータを構成
する駆動用MISFETQd2 と負荷用MISFETQ
2 の共通のゲート電極FG2 の引き出し電極との両者
に接する上記コンタクトホールC1aを形成するにあた
り、本発明者は以下の問題点を見い出した。
【0020】すなわち、素子分離用のフィールド絶縁膜
15の表面に窒化シリコン膜20が直接堆積されている
領域では、フィールド絶縁膜15を構成する酸化シリコ
ン膜に対する窒化シリコン膜20のエッチング選択比が
小さいと、上記コンタクトホールC1aを形成する際、フ
ィールド絶縁膜15を構成する酸化シリコン膜がオーバ
ーエッチングされる。
【0021】素子分離領域の端部でフィールド絶縁膜1
5を構成する酸化シリコン膜が上記オーバーエッチング
によって削り込まれると、一方のCMOSインバータを
構成する駆動用MISFETQd2 のドレイン領域(n
+ 型半導体領域19)が形成されていない半導体基板1
4にコンタクトホールC1aが達し、メタル配線が駆動用
MISFETQd2 のドレイン領域(n+ 型半導体領域
19)とp型の半導体基板14とに接続されて、素子分
離領域の端部で接合リークが生ずる。
【0022】本発明の目的は、半導体集積回路装置の信
頼度を向上することができる技術を提供することにあ
る。
【0023】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0024】
【課題を解決するための手段】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、
次のとおりである。
【0025】すなわち、本発明の半導体集積回路装置の
製造方法は、第1のMISFETのソース領域またはド
レイン領域と、第1のMISFETに隣接する第2のM
ISFETの素子分離用のフィールド絶縁膜上に設けら
れたゲート電極の両者に接するコントクトホールを形成
する際、まず、半導体基板の主面上に酸化シリコン膜に
よって構成されるフィールド絶縁膜を形成した後、第1
のMISFETおよび第2のMISFETのゲート絶縁
膜を形成し、次いで、第1のMISFETおよび第2の
MISFETのゲート電極を形成する。次に、第1のM
ISFETおよび第2のMISFETのソース領域、ド
レイン領域の一部を構成する低不純物濃度の半導体領域
を形成した後、第1のMISFETおよび第2のMIS
FETの側壁に酸化シリコン膜によって構成される第1
のサイドウォールスペーサを形成し、次いで、第1のM
ISFETおよび第2のMISFETのソース領域、ド
レイン領域の他の一部を構成する高不純物濃度の半導体
領域を形成する。次に、半導体基板上に窒化シリコン膜
および酸化シリコン膜によって構成される層間絶縁膜を
順次形成した後、上記層間絶縁膜をエッチングして、第
1のMISFETのソース領域またはドレイン領域上
と、第2のMISFETのゲート電極上に上記コントク
トホールの一部を形成し、次いで、第1のMISFET
および第2のMISFETの側壁に設けられた第1のサ
イドウォールスペーサの側壁に、さらに、窒化シリコン
膜によって構成される第2のサイドウォールスペーサを
形成して、第1のMISFETのソース領域またはドレ
イン領域と、第2のMISFETのゲート電極との両者
に接する上記コンタクトホールの他の一部を形成するも
のである。
【0026】上記した手段によれば、第1のMISFE
Tのソース領域またはドレイン領域と、第2のMISF
ETのゲート電極との両者に接するコントクトホールを
形成する際、第2のMISFETのゲート電極の側壁に
窒化シリコン膜によって構成される第2のサイドウォー
ルスペーサが形成されて、第2のMISFET下のフィ
ールド絶縁膜がエッチングプラズマに晒されるのを防い
でいるので、フィールド絶縁膜を構成する酸化シリコン
膜が削り込まれない。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0028】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて同一機能を有するものは同一の符号を付し、その
繰り返しの説明は省略する。
【0029】図1は本実施の形態のSRAMのメモリセ
ルの等価回路図である。図示のように、本実施の形態の
SRAMのメモリセルは、一対の相補性データ線(デー
タ線DL、データ線バーDL)とワード線WLとの交差
部に配置された一対の駆動用MISFETQd1 ,Qd
2 、一対の負荷用MISFETQp1 ,Qp2 および一
対の転送用MISFETQt1 ,Qt2 で構成されてい
る。駆動用MISFETQd1 ,Qd2 および転送用Q
1 ,Qt2 はnチャネル型で構成され、負荷用MIS
FETQp1 ,Qp2 はpチャネル型で構成されてい
る。すなわち、このメモリセルは、4個のnチャネル型
MISFETと2個のpチャネル型MISFETとを使
った完全CMOS型で構成されている。
【0030】上記メモリセルを構成する6個のMISF
ETのうち、駆動用MISFETQd1 と負荷用MIS
FETQp1 とはCMOSインバータ(INV1 )を構
成し、駆動用MISFETQd2 と負荷用MISFET
Qp2 とはCMOSインバータ(INV2 )を構成して
いる。この一対のCMOSインバータ(INV1 ,IN
2 )の相互の入出力端子(蓄積ノードA,B)間は、
一対の局所配線L1 ,L2 を介して交差結合し、1ビッ
トの情報を記憶する情報蓄積部としてのフリップフロッ
プ回路を構成している。
【0031】上記フリップフロップ回路の一方の入出力
端子(蓄積ノードA)は転送用MISFETQt1 のソ
ース領域に接続され、他方の入出力端子(蓄積ノード
B)は転送用MISFETQt2 のソース領域に接続さ
れている。転送用MISFETQt1 のドレイン領域は
データ線DLに接続され、転送用MISFETQt2
ドレイン領域はデータ線バーDLに接続されている。
【0032】また、フリップフロップ回路の一端(負荷
用MISFETQp1 ,Qp2 のそれぞれのソース領
域)は電源電圧(Vcc)に接続され、他端(駆動用MI
SFETQd1 ,Qd2 のそれぞれのソース領域)は基
準電圧(Vss)に接続されている。電源電圧(Vcc
は、例えば5Vであり、基準電圧(Vss)は、例えば0
V(GND電圧)である。
【0033】上記回路の動作を説明すると、一方のCM
OSインバータ(INV1 )の蓄積ノードAが高電
位(”H”)であるときは、駆動用MISFETQd2
がONになるので、他方のCMOSインバータ(INV
2 )の蓄積ノードBが低電位(”L”)になる。従っ
て、駆動用MISFETQd1 がOFFになり、蓄積ノ
ードAの高電位(”H”)が保持される。すなわち、一
対のCMOSインバータ(INV1 ,INV2 )を交差
結合させたラッチ回路によって相互の蓄積ノードA,B
の状態が保持され、電源電圧が印加されている間、情報
が保持される。
【0034】転送用MISFETQt1 ,Qt2 のそれ
ぞれのゲート電極にはワード線WLが接続され、このワ
ード線WLによって転送用MISFETQt1 ,Qt2
の導通、非導通が制御される。すなわち、ワード線WL
が高電位(”H”)であるときは、転送用MISFET
Qt1 ,Qt2 がONになり、ラッチ回路と相補性デー
タ線(データ線DL,バーDL)とが電気的に接続され
るので、蓄積ノードA,Bの電位状態(”H”または”
L”)がデータ線DL,バーDLに現れ、メモリセルの
情報として読み出される。
【0035】メモリセルに情報を書き込むには、ワード
配線WLを”H”電位レベル、転送用MISFETQt
1 ,Qt2 をON状態にしてデータ線DL,バーDLの
情報を蓄積ノードA,Bに伝達する。また、メモリセル
の情報を読み出すには、同じくワード線WLを”H”電
位レベル、転送用MISFETQt1 ,Qt2 をON状
態にした蓄積ノードA,Bの情報をデータ線DL,バー
DLに伝達する。
【0036】次に、上記メモリセルの具体的な構成を図
2〜図4に示したメモリセルの略1個分を示す半導体基
板の平面図を用いて説明する。
【0037】図2に示すように、メモリセルを構成する
6個のMISFETは、p- 型半導体基板1の主面上に
設けられたフィールド絶縁膜2で周囲を囲まれた活性領
域に形成されている。nチャネル型で構成される駆動用
MISFETQd1 ,Qdおよび転送用MISFET
Qt,Qt2 のそれぞれはp型ウエル3の活性領域
に形成され、pチャネル型で構成される負荷用MISF
ETQp1 ,Qp2 はn型ウエル4の活性領域に形成さ
れている。
【0038】転送用MISFETQt1 ,Qt2 は、ワ
ード線WLと一体に構成されたゲート電極FG3 を有し
ている。このゲート電極FG3 (ワード線WL)は、例
えば多結晶シリコン膜と高融点金属シリサイド膜とを積
層したポリサイド膜で構成され、酸化シリコン膜で構成
されたゲート絶縁膜の上に形成されている。
【0039】上記転送用MISFETQt1 ,Qt2
それぞれのソース領域、ドレイン領域は、p型ウエル3
の活性領域に形成された低不純物濃度のn- 型半導体領
域および高不純物濃度のn+ 型半導体領域で構成されて
いる。すなわち、転送用MISFETQt1 ,Qt2
それぞれのソース領域、ドレイン領域は、LDD構造で
構成されている。
【0040】フリップフロップ回路の一方のCMOSイ
ンバータを構成する駆動用MISFETQd1 と負荷用
MISFETQp1 は、共通のゲート電極FG1 を有し
ており、他方のCMOSインバータを構成する駆動用M
ISFETQd2 と負荷用MISFETQp2 は、共通
のゲート電極FG2 を有している。
【0041】これらゲート電極FG1 ,FG2 は、上記
転送用MISFETQt1 ,Qt2のゲート電極FG3
(ワード線WL)と同じポリサイド膜で構成され、ゲー
ト絶縁膜の上に形成されている。なお、ゲート電極FG
1 ,FG2 およびゲート電極FG3 (ワード線WL)を
構成するポリサイド膜の下部の多結晶シリコン膜には、
n型の不純物(例えばリン)が導入されている。
【0042】駆動用MISFETQd1 ,Qd2 のそれ
ぞれのソース領域、ドレイン領域は、p型ウエル3の活
性領域に形成された低不純物濃度のn- 型半導体領域お
よび高不純物濃度のn+ 型半導体領域で構成されてい
る。すなわち、駆動用MISFETQd1 ,Qd2 のそ
れぞれのソース領域、ドレイン領域は、LDD構造で構
成されている。
【0043】また、負荷用MISFETQp1 ,Qp2
のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、n型ウエル
4の活性領域に形成された低不純物濃度のp- 型半導体
領域および高不純物濃度のp+ 型半導体領域で構成され
ている。すなわち、負荷用MISFETQp1 ,Qp2
のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、LDD構造
で構成されている。
【0044】駆動用MISFETQd1 と負荷用MIS
FETQp1 の共通のゲート電極FG1 は、このゲート
電極FG1 と第1層目のメタル配線M1 によって構成さ
れる局所配線L2 とを接続するための引き出し電極を有
しており、駆動用MISFETQd2 と負荷用MISF
ETQp2 の共通のゲート電極FG2 は、このゲート電
極FG2 と第1層目のメタル配線M1 によって構成され
る局所配線L1 とを接続するための引き出し電極を有し
ている。
【0045】駆動用MISFETQd1 と負荷用MIS
FETQp1 の共通のゲート電極FG1 、駆動用MIS
FETQd2 と負荷用MISFETQp2 の共通のゲー
ト電極FG2 および転送用MISFETQt1 ,Qt2
のゲート電極FG3 (ワード線WL)の上層には窒化シ
リコン膜および第1層目の層間絶縁膜が形成されてい
る。
【0046】図3に示すように、この第1層目の層間絶
縁膜上には第1層目のメタル配線M1 が形成されてお
り、第1層目のメタル配線M1 によって局所配線L1
2 は構成されている。第1層目の層間絶縁膜は、例え
ば酸化シリコン膜とBPSG(Boron-doped Phospo Sil
icate Glass )膜との積層膜で構成され、第1層目のメ
タル配線M1 は、例えばタングステン(W)膜で構成さ
れている。
【0047】局所配線L1 は、第1層目の層間絶縁膜に
開孔されたコンタクトホールC1aを通じて駆動用MIS
FETQd2 と負荷用MISFETQp2 の共通のゲー
ト電極FG2 の引き出し電極および駆動用MISFET
Qd1 のドレイン領域に接続され、コンタクトホールC
1bを通じて負荷用MISFETQp1 のドレイン領域に
接続されている。
【0048】同様に、局所配線L2 は、第1層目の層間
絶縁膜に開孔されたコンタクトホールC2aを通じて駆動
用MISFETQd1 と負荷用MISFETQp1 の共
通のゲート電極FG1 の引き出し電極および負荷用MI
SFETQp2 のドレイン領域に接続され、コンタクト
ホールCabを通じて駆動用MISFETQd2 のドレ
イン領域に接続されている。
【0049】従って、上記第1層目の層間絶縁膜上に形
成される第1層目のメタル配線M1によって、駆動用M
ISFETQd1 のドレイン領域、負荷用MISFET
Qp1 のドレイン領域、駆動用MISFETQd2 と負
荷用MISFETQp2 の共通のゲート電極FG2 およ
び転送用MISFETQt1 のソース領域が電気的に接
続される。
【0050】同様に、第1層目のメタル配線M1 によっ
て、駆動用MISFETQd2 のドレイン領域、負荷用
MISFETQp2 のドレイン領域、駆動用MISFE
TQd1 と負荷用MISFETQp1 の共通のゲート電
極FG1 および転送用MISFETQt2 のソース領域
が電気的に接続される。
【0051】さらに、第1層目の層間絶縁膜に開孔され
たコンタクトホールC3 を通じて、第1層目のメタル配
線M1 は駆動用MISFETQd1 ,Qd2 のそれぞれ
のソース領域、負荷用MISFETQp1 ,Qp2 のそ
れぞれのソース領域および転送用MISFETQt1
Qt2 のそれぞれのドレイン領域に接続されている。
【0052】図4に示すように、上記第1層目のメタル
配線M1 の上層には、第2層目の層間絶縁膜を介して第
2層目のメタル配線M2 が形成されている。第2層目の
層間絶縁は、例えば酸化シリコン膜とBPSG膜との積
層膜で構成され、第2層目のメタル配線M2 は、例えば
W膜で構成されている。
【0053】この第2層目のメタル配線M2 は、第2層
目の層間絶縁膜に開孔された第1のスルーホールT1a
通じて転送用MISFETQt1 ,Qt2 のそれぞれの
ドレイン領域上に配置された第1層目のメタル配線M1
に接続されている。
【0054】さらに、第2層目のメタル配線M2 は、基
準電圧線(VSS)を構成しており、第2層目の層間絶
縁膜に開孔された第1のスルーホールT1bを通じて駆動
用MISFETQd1 ,Qd2 のそれぞれのソース領域
上に配置された第1層目のメタル配線M1 に接続されて
いる。さらに、第2層目のメタル配線M2 は、電源電圧
線(Vcc)を構成しており、第2層目の層間絶縁膜に開
孔された第1のスルーホールT1cを通じて負荷用MIS
FETQp1 ,Qp2 のそれぞれのソース領域上に配置
された第1層目のメタル配線M1 に接続されている。
【0055】上記第2層目のメタル配線M2 の上層に
は、第3層目の層間絶縁膜を介して第3層目のメタル配
線M3 が形成されている。第3層目の層間絶縁膜は、例
えば酸化シリコン膜、SOG(Spin On Glass )および
酸化シリコン膜の積層膜で構成され、第3層目のメタル
配線M3 は、例えばアルミニウム合金膜で構成されてい
る。
【0056】この第3層目のメタル配線M3 は、データ
線DL,バーDLを構成しており、このデータ線DL,
バーDLは、第3層目の層間絶縁膜に開孔された第2の
スルーホールT2 を通じて転送用MISFETQt1
Qt2 のそれぞれのドレイン領域上に配置された第2層
目のメタル配線M2 に接続されている。
【0057】次に、上記のように構成された本実施の形
態のメモリセルの製造方法を図5〜図9を用いて説明す
る。なお、図では、図2〜図4のA−A’線における駆
動用MISFETQd1 のドレイン領域と、駆動用MI
SFETQd2 と負荷用MISFETQp2 の共通のゲ
ート電極FG2 の引き出し電極の両者に接して設けられ
たコンタクトホールC1aの製造方法を示す半導体基板の
要部断面図を示し、第1層目のメタル配線を形成するま
での工程を図に示す。
【0058】まず、図5に示すように、p- 型単結晶シ
リコンからなる半導体基板1の上にp型のエピタキシャ
ルシリコン層5を成長させた後、半導体基板1の主面上
の素子分離領域に酸化シリコン膜によって構成されるフ
ィールド絶縁膜2を形成する。続いて、周知の方法で、
半導体基板1にp型ウエル3およびn型ウエル(図示せ
ず)を形成する。次に、フィールド絶縁膜2で囲まれた
p型ウエル3およびn型ウエルのそれぞれの主面に薄い
酸化シリコン膜で構成されたゲート絶縁膜6を形成す
る。
【0059】次に、駆動用MISFETQd1 と負荷用
MISFETQp1 の共通のゲート電極FG1 、駆動用
MISFETQd2 と負荷用MISFETQp2 の共通
のゲート電極FG2 および転送用MISFETQt1
Qt2 のゲート電極FG3 (ワード線WL)を形成す
る。
【0060】上記ゲート電極FG1 ,FG2 およびゲー
ト電極FG3 (ワード線WL)は、半導体基板1の全面
にCVD法でリンが導入された多結晶シリコン膜および
タングステンシリサイド(WSi2 )膜を順次堆積した
後、フォトレジストのパターン(レジストパターン)を
マスクにしたドライエッチングで、多結晶シリコン膜お
よびWSi2 膜を順次加工することによって形成され
る。
【0061】次に、図6に示すように、レジストパター
ンをマスクにしたイオン注入によりp型ウエル3にn型
不純物(例えば、リン(P)、砒素(As))を、n型
ウエルにp型不純物(例えば、フッ化ボロン(B
2 ))を導入する。その後、半導体基板1の全面にC
VD(Chemical Vapor Deposition )法で堆積した酸化
シリコン膜をRIEによってパターニングして、駆動用
MISFETQd1 と負荷用MISFETQp1 の共通
のゲート電極FG1 、駆動用MISFETQd2 と負荷
用MISFETQp2 の共通のゲート電極FG2 および
転送用MISFETQt1 ,Qt2 のゲート電極FG3
(ワード線WL)のそれぞれの側壁に第1のサイドウォ
ールスペーサ7を形成する。次いで、レジストパターン
をマスクにしたイオン注入によりp型ウエル3にn型不
純物(例えば、P、As)を、n型ウエルにp型不純物
(例えば、BF2 )を導入する。
【0062】次に、上記n型不純物およびp型不純物を
熱拡散して、p型ウエル3の主面に駆動用MISFET
Qd1 ,Qd2 および転送用MISFETQt1 ,Qt
2 のそれぞれのソース領域、ドレイン領域(n- 型半導
体領域8、n+ 型半導体領域9)を形成し、n型ウエル
の主面に負荷用MISFETQp1 ,Qp2 のそれぞれ
のソース領域、ドレイン領域(図示せず)を形成する。
【0063】次に、図7に示すように、半導体基板1上
の全面に窒化シリコン膜10および第1層目の層間絶縁
膜11を順次形成する。第1層目の層間絶縁膜11は、
例えば酸化シリコン膜とBPSG膜との積層膜で構成さ
れている。窒化シリコン膜10の厚さは、第1のサイド
ウォールスペーサ7の端部とフィールド絶縁膜2の端部
との距離Lによって決まり、例えば距離Lが約0.2μm
の場合、ゲート電極FG1 ,FG2 の側壁に堆積された
厚さで距離Lを覆うことのできる200nm以上とな
る。
【0064】次いで、図8に示すように、第1層目の層
間絶縁膜11上に形成したレジストパターン12をマス
クにして、第1層目の層間絶縁膜11および窒化シリコ
ン膜10を順次エッチングする。
【0065】まず、第1層目の層間絶縁膜11を窒化シ
リコン膜10に対して選択的にエッチングし、次いで、
例えば狭電極RIEエッチング装置でCHF3 +O2
ス系を用いた異方性エッチングを行うことにより、ゲー
ト電極FG1 ,FG2 およびゲート電極FG3 (ワード
線WL)の側壁に設けられた第1のサイドウォールスペ
ーサ7の側壁に、さらに、窒化シリコン膜10によって
構成される第2のサイドウォールスペーサ13が形成さ
れる。この際、窒化シリコン膜10の厚さが約200n
mであれば、第2のサイドウォールスペーサ13のサイ
ドウォール長は、第1のサイドウォールスペーサ7の端
部とフィールド絶縁膜2の端部との距離Lの約0.2μm
とほぼ同じとなる。従って、フィールド絶縁膜2を構成
する酸化シリコン膜がエッチングプラズマに晒されるこ
とがなく、フィールド絶縁膜2を構成する酸化シリコン
膜が削り込まれることがない。
【0066】上記エッチングによって、駆動用MISF
ETQd1 のドレイン領域と、駆動用MISFETQd
2 と負荷用MISFETQp2 の共通のゲート電極FG
2 の引き出し電極の両者に接するコンタクトホールC1a
を形成し、さらに、負荷用MISFETQp1 のドレイ
ン領域に接するコンタクトホールC1bを形成する。
【0067】同様に、駆動用MISFETQd1 と負荷
用MISFETQp1 の共通のゲート電極FG1 の引き
出し電極と、負荷用MISFETQp2 のドレイン領域
の両者に接するコンタクトホールC2aを形成し、さら
に、駆動用MISFETQd2のドレイン領域に接する
コンタクトホールC2bを形成する。
【0068】さらに、駆動用MISFETQd1 ,Qd
2 のそれぞれのソース領域、負荷用MISFETQ
1 ,Qp2 のそれぞれのソース領域および転送用MI
SFETQt1 ,Qt2 のそれぞれのドレイン領域に接
するコンタクトホールC3 を形成する。
【0069】次に、図9に示すように、半導体基板1の
全面に第1層目の配線材(図示せず)を堆積する。この
配線材は金属膜によって構成されており、例えばW膜で
ある。次に、レジストパターンをマスクにしたドライエ
ッチングでこの配線材をパターニングして、第1層目の
メタル配線M1 を形成する。これによって、駆動用MI
SFETQd1 のドレイン領域と、負荷用MISFET
Qp1 のドレイン領域と、駆動用MISFETQd2
負荷用MISFETQp2 の共通のゲート電極FG2
を接続する局部配線L1 が形成される。
【0070】同様に、駆動用MISFETQd2 のドレ
イン領域と、負荷用MISFETQp2 のドレイン領域
と、駆動用MISFETQd1 と負荷用MISFETQ
1の共通のゲート電極FG1 とを接続する局部配線L
2 が形成される。
【0071】さらに、駆動用MISFETQd1 ,Qd
2 のそれぞれのソース領域、負荷用MISFETQ
1 ,Qp2 のそれぞれのソース領域、および転送用M
ISFETQt1 ,Qt2 のそれぞれのドレイン領域に
接するコンタクトホールC3 内にも第1層目のメタル配
線M1 を形成する。
【0072】次に、半導体基板1の全面に酸化シリコン
膜およびBPSG膜を順次堆積した積層膜からなる第2
層目の層間絶縁膜を堆積する。
【0073】その後、レジストパターンをマスクにした
ドライエッチングで第2層目の層間絶縁膜に第1のスル
ーホールT1a,T1b,T1cを形成する。第1のスルーホ
ールT1aは、転送用MISFETQt1 ,Qt2 のそれ
ぞれのドレイン領域の上方に形成され、第1のスルーホ
ールT1bは駆動用MISFETQd1 ,Qd2 のそれぞ
れのソース領域の上方に形成され、第1のスルーホール
1cは負荷用MISFETQp1 ,Qp2 のそれぞれの
ソース領域の上方に形成される。
【0074】次に、半導体基板1の全面に第2層目の配
線材を堆積する。この配線材は金属膜によって構成され
ており、例えばW膜である。次に、レジストパターンを
マスクにしたドライエッチングでこの配線材をパターニ
ングして、電源電圧線(Vcc)、基準電圧線(VSS)
を構成する第2層目のメタル配線M2 を形成する。さら
に、転送用MISFETQt1 ,Qt2 のそれぞれのド
レイン領域の上方に形成された第1のスルーホールT1a
内にも第2層目のメタル配線M2 を形成する。
【0075】次に、半導体基板1の全面に酸化シリコン
膜、SOG膜、酸化シリコン膜を順次堆積した積層膜か
らなる第3層目の層間絶縁膜を堆積する。
【0076】その後、レジストパターンをマスクにした
ドライエッチングで第3層目の層間絶縁膜に第2のスル
ーホールT2 を形成する。この第2のスルーホールT2
は、転送用MISFETQt1 ,Qt2 のそれぞれのド
レイン領域の上方に形成される。
【0077】次に、半導体基板1の全面に第3層目の配
線材を堆積する。この配線材は金属膜によって構成され
ており、例えばアルミニウム合金膜である。次に、レジ
ストパターンをマスクにしたドライエッチングでこの配
線材をパターニングして、データ線DL,バーDLを構
成する第3層目のメタル配線M3 を形成する。
【0078】最後に、第3層目のメタル配線M3 上にフ
ァイナルパッシベーション膜を堆積することにより、本
実施の形態のメモリセルが完成する。
【0079】このように、本実施の形態によれば、駆動
用MISFETQd1 のドレイン領域と、駆動用MIS
FETQd2 と負荷用MISFETQp2 の共通のゲー
ト電極FG2 の引き出し電極との両者に接するコンタク
トホールC1a、および駆動用MISFETQd1 と負荷
用MISFETQp1 の共通のゲート電極FG1 の引き
出し電極と、負荷用MISFETQp2 のドレイン領域
との両者に接するコンタクトホールC2aを形成する際、
ゲート電極FG1 ,FG2 の側壁に設けられた第1のサ
イドウォールスペーサ7の側壁に、さらに、窒化シリコ
ン膜10によって構成される第2のサイドウォールスペ
ーサ13が形成されて、フィールド絶縁膜2を構成する
酸化シリコン膜がエッチングプラズマに晒されることが
ないので、フィールド絶縁膜2を構成する酸化シリコン
膜が削り込まれない。
【0080】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
【0081】例えば、前記実施の形態では、SRAMの
製造方法に適用した場合について説明したが、第1のM
ISFETのソース領域またはドレイン領域と、上記第
1のMISFETに隣接する第2のMISFETのゲー
ト電極との両者に接するコンタクトホールを有するいか
なる半導体集積回路装置の製造方法に適用可能である。
【0082】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0083】本発明によれば、第1のMISFETのソ
ース領域またはドレイン領域と、上記第1のMISFE
Tに隣接する第2のMISFETの素子分離用のフィー
ルド絶縁膜の上に設けられたゲート電極との両者に接す
るコンタクトホールを形成する際、素子分離領域の端部
のフィールド絶縁膜が削り込まれないので、第1のMI
SFETのソース領域またはドレイン領域と半導体基板
間の接合リークを防止することが可能となり、半導体集
積回路装置の信頼度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】SRAMのメモリセルの等価回路である。
【図2】本発明の一実施の形態であるSRAMのメモリ
セルのパターンレイアウトを示す要部平面図である。
【図3】本発明の一実施の形態であるSRAMのメモリ
セルのパターンレイアウトを示す要部平面図である。
【図4】本発明の一実施の形態であるSRAMのメモリ
セルのパターンレイアウトを示す要部平面図である。
【図5】本発明の一実施の形態であるSRAMのメモリ
セルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図6】本発明の一実施の形態であるSRAMのメモリ
セルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図7】本発明の一実施の形態であるSRAMのメモリ
セルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図8】本発明の一実施の形態であるSRAMのメモリ
セルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図9】本発明の一実施の形態であるSRAMのメモリ
セルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図10】従来のSRAMのメモリセルのパターンレイ
アウトを示す要部平面図である。
【図11】従来のSRAMのメモリセルの製造方法を示
す半導体基板の要部断面図である。
【図12】従来のSRAMのメモリセルの製造方法を示
す半導体基板の要部断面図である。
【図13】従来のSRAMのメモリセルの製造方法を示
す半導体基板の要部断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 フィールド絶縁膜 3 p型ウエル 4 n型ウエル 5 エピタキシャル層 6 ゲート絶縁膜 7 第1のサイドウォールスペーサ 8 n- 型半導体領域 9 n+ 型半導体領域 10 窒化シリコン膜 11 第1層目の層間絶縁膜 12 レジストパターン 13 第2のサイドウォールスペーサ 14 半導体基板 15 フィールド絶縁膜 16 ゲート絶縁膜 17 n- 型半導体基板 18 サイドウォールスペーサ 19 n+ 半導体領域 20 窒化シリコン膜 21 層間絶縁膜 22 フォトレジストマスク A 蓄積ノード B 蓄積ノード C1a コンタクトホール C1b コンタクトホール C2a コンタクトホール C2b コンタクトホール C3 コンタクトホール CN1a コンタクトホール CN1b コンタクトホール CN1c コンタクトホール CN2a コンタクトホール CN2b コンタクトホール CN2c コンタクトホール CN3 コンタクトホール DL データ線 バーDL データ線 FG1 ゲート電極 FG2 ゲート電極 FG3 ゲート電極 INV1 CMOSインバータ INV2 CMOSインバータ L 素子分離領域の端部とMISFETのゲート電極の
側壁に設けられたサイドウォールスペーサの端部との距
離 L1 局部配線 L2 局部配線 M1 第1層目のメタル配線 M2 第2層目のメタル配線 M3 第3層目のメタル配線 Qd1 駆動用MISFET Qd2 駆動用MISFET Qp1 負荷用MISFET Qp2 負荷用MISFET Qt1 転送用MISFET Qt2 転送用MISFET T1a 第1のスルーホール T1b 第1のスルーホール T1c 第1のスルーホール T2 第2のスルーホール Vcc 電源電圧 Vss 基準電圧 WL ワード線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のMISFETのソース領域または
    ドレイン領域と、前記第1のMISFETに隣接する第
    2のMISFETの素子分離用のフィールド絶縁膜上に
    設けられたゲート電極との両者に接するコンタクトホー
    ルを形成する半導体集積回路装置の製造方法であって、
    (a).半導体基板の主面上に第1の絶縁膜によって構成さ
    れる前記フィールド絶縁膜を形成した後、前記第1のM
    ISFETおよび前記第2のMISFETのゲート絶縁
    膜を形成し、次いで、前記第1のMISFETおよび前
    記第2のMISFETのゲート電極を形成する工程と、
    (b).前記第1のMISFETおよび前記第2のMISF
    ETのソース領域、ドレイン領域を形成する工程と、
    (c).前記第1のMISFETおよび前記第2のMISF
    ETの側壁に第2の絶縁膜によって構成される第1のサ
    イドウォールスペーサを形成する工程と、(d).前記半導
    体基板上に第3の絶縁膜および層間絶縁膜を順次形成す
    る工程と、(e).前記層間絶縁膜をエッチングして、前記
    第1のMISFETのソース領域またはドレイン領域
    上、および前記第2のMISFETの素子分離用のフィ
    ールド絶縁膜上に設けられた前記ゲート電極上に前記コ
    ントクトホールの一部を形成する工程と、(f).前記第1
    のMISFETおよび前記第2のMISFETの側壁に
    設けられた第1のサイドウォールスペーサの側壁に第3
    の絶縁膜によって構成される第2のサイドウォールスペ
    ーサを形成して、前記第1のMISFETのソース領域
    またはドレイン領域と、前記第2のMISFETの素子
    分離用のフィールド絶縁膜上に設けられた前記ゲート電
    極に接する前記コンタクトホールの他の一部を形成する
    工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装置の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
    造方法であって、前記第1の絶縁膜、前記第2の絶縁膜
    および前記層間絶縁膜は酸化シリコン膜によって構成さ
    れ、前記第3の絶縁膜は窒化シリコン膜によって構成さ
    れることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
    造方法であって、前記第2のサイドウォールスペーサを
    形成する際、前記フィールド絶縁膜を構成する前記第1
    の絶縁膜がエッチングプラズマに晒されないことを特徴
    とする半導体集積回路装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
    造方法であって、前記第1のサイドウォールスペーサお
    よび第2のサイドウォールスペーサは異方性エッチング
    によって加工されることを特徴とする半導体集積回路装
    置の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
    造方法であって、前記第1のMISFETのドレイン領
    域またはソース領域は、SRAMの一方のCMOSイン
    バータを構成する駆動用MISFETのドレイン領域ま
    たは転送用MISFETのソース領域、あるいはSRA
    Mの一方のCMOSインバータを構成する負荷用MIS
    FETのドレイン領域であり、前記第2のMISFET
    のゲート電極は前記SRAMの他方のCMOSインバー
    タを構成する駆動用MISFETと負荷用MISFET
    の共通のゲート電極の引き出し電極であることを特徴と
    する半導体集積回路装置の製造方法。
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