JPS5954260A - Semiconductor memory device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor memory device and manufacture thereof

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JPS5954260A
JPS5954260A JP57163889A JP16388982A JPS5954260A JP S5954260 A JPS5954260 A JP S5954260A JP 57163889 A JP57163889 A JP 57163889A JP 16388982 A JP16388982 A JP 16388982A JP S5954260 A JPS5954260 A JP S5954260A
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JP
Japan
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layer
region
film
type
memory cell
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Hisao Katsuto
甲藤 久郎
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices

Abstract

PURPOSE:To prevent software errors of a static RAM comprising an IGFET, by coating the bottom of a memory node layer of memory cells by a P layer or an N layer. CONSTITUTION:N<+> layers 26, 13, and 27 are provided in the P layer of an N type substrate as specified and operated as a memory node. An ion implanting layer 9 is selectively formed so as to cover the bottoms of the N<+> layers 26, 13, and 27. For this purpose, at first, memory cell forming region is provided in a field oxide film 8, and then the ion implanting layer 9 is provided. Heat treatment for a long time period at the time of forming the thick oxide film is avoided, and the rediffusion of the layer 9 is prevented. Thus software errors can be sufficiently prevented and the adverse effect on the FET characteristics is prevented. For example, in the implantation into a memory cell forming part X1, a resist mask is provided, and the ions are implanted into only the memory node connecting a driving FET Q2 and an FET Q4 for transmission. Thus the implantation to the unrelated nodes for peripheral circuits, data lines, and the like are avoided. By this method, a highly reliable static RAM is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体記憶装置およびその製造方法に関し、
特に、α線によるソフトエラーの発生を防11−シた、
ホr1縁ゲート型電界効牛トランジスタ(以丁、MIS
I”ETという)から構成さオ]イ)スクディソク11
. A M (S taticR,andom Arc
ess Memory以下S−nAMという)及びその
製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor memory device and a manufacturing method thereof;
In particular, 11-shi prevents the occurrence of soft errors caused by alpha rays,
Hor1 edge gate field effect transistor (MIS)
11
.. A M (StaticR, andom Arc
ess Memory (hereinafter referred to as S-nAM) and its manufacturing method.

S−R,A、Mに於けるメモリセル特にシリコンメモリ
セルは放射線に含まば[イ)α粒子に弱く、メモリ素子
を封止するセラミックパッケージ相や蓋側に微量含まi
l、ている天然のウラン(U )等から放出さtするα
線のテソグ内への入射により基板中に多用゛の宙子−正
孔対が発生し、発/Jニジた重子が基板中を移動してメ
モリセルに蓄積さt+ −Cいる(W f’14 (π
f荷)を破壊し、メモリを岨動作させろとし・5現象を
生ずる。こハは、所謂、ソフトエラーと呼ばれる」、象
である。メモリ芥子゛(ビット数)が太さくなるにつ才
1てメモリセルの占有面積が小さくなり、メモリセルに
蓄積さガる情報としてのf((荷1者が少なくなるため
ソフトエラーが発生し易くなる。これを防1ヒするため
に半導体テ・プ表面にポリイミド樹脂等の高分子材料を
コーティングすることや、基板中にPN接合によって区
画さ才またP型ウェル領域を形成して、どのPN接合の
1r1荀1(?3壁により基板中にα線によって発生し
た重子を51封7・返しソフトエラー強度を向上させる
ことが行われて(・ろ。
Memory cells in S-R, A, and M, especially silicon memory cells, are susceptible to α particles if they are exposed to radiation [a), and trace amounts of i are contained in the ceramic package phase or lid side that seals the memory element.
α released from natural uranium (U), etc.
Due to the incidence of the beam into the tesog, a large number of costron-hole pairs are generated in the substrate, and the emitted particles move through the substrate and are accumulated in the memory cell (t+ -C) (W f'14 (π
This causes the phenomenon 5 to occur, causing the memory to become more active. This is what is called a soft error. As the memory size (number of bits) increases, the area occupied by the memory cell becomes smaller, and the amount of information stored in the memory cell becomes smaller, causing soft errors. To prevent this, it is possible to coat the surface of the semiconductor tape with a polymeric material such as polyimide resin, or to form a P-type well region in the substrate using a PN junction. The 1r1 wall of the PN junction seals the deuterons generated by α rays in the substrate and returns them to improve the soft error strength.

このP型ウェル領域の形成はンフトエラー強度ヲ向上さ
せるが、前記の如(メモリ容開“が太さくなるにつれて
ソフトエラーが発生し7ぶ、 (1:cす、本発明者ら
の検討によ第1−ば、64 Kビット以上の高賓鼠のS
5−11Aメモリーに対し又は、なオ・5充分ではな(
・ことが判った。
Formation of this P-type well region improves the soft error strength, but as mentioned above (as the memory size becomes thicker, soft errors occur). 1st, the S of a distinguished guest of 64 Kbit or more
5-11A memory or 5 is not enough (
・I found out.

一方、本発明者らはこの様なα線によるソフトエラーを
防止する為に、十記P^リウエル領吠の形成に加えて、
蓄積ノード(ドレイン領域)の一部領域の下にP+型半
導体領域を形成」ろことを検討した。又メモリセルを構
成スZ)P !f+リウエル内の全ての素子をP 型の
半導体装1或で包囲」イ)ことを検討した。
On the other hand, in order to prevent soft errors caused by such alpha rays, the present inventors, in addition to forming a
We considered forming a P+ type semiconductor region under a partial region of the storage node (drain region). It also constitutes a memory cell. We considered surrounding all the elements in the f+ rewell with a P type semiconductor device 1).

しかしながら、前者の蓄積ノードとしてのドレイン領域
下にP 型半導体領域を形成する方式では、そのプロセ
ス、即ちソースおよびドレイン領域形成後に、当該P+
型半導体領域を形成する工程を採用するために、工程が
複雑となり、P型領域形成のマスク合せ余裕がきびしく
、又蓄積ノードの一部領域にP″型半導体領域を形成寸
ろのみテハシールド効果も不充分であり、ソフトエラー
低減効果が少ないという難点が、1;)ろ。
However, in the former method of forming a P type semiconductor region under the drain region as a storage node, the P+
Since the process of forming a type semiconductor region is adopted, the process is complicated, the mask alignment margin for forming the P type region is tight, and the TE shielding effect is also reduced due to the size of forming the P'' type semiconductor region in a part of the storage node. The problem is that it is insufficient and has little soft error reduction effect.

又後者のメモリセルを構成ずイ)全ての素子をP+型半
2!q体領域で囲むと(・5方式でb:r、峰のプロセ
ス上当該■)+型半導体領域ノ)z成後にフィールド絶
縁膜を形成すると(・5方法が抹ら旧る。この為、当該
フィールド絶縁膜の形成の際、長時間アニールすること
により、当該P+型半導体領域が再拡散してしま(・、
こ才1により素子特性が変化し、例えばしき(・イ「1
市11゛ろ−゛シフト、素子のfill−値を変!「j
lさせると(・う難点がある。さらに、この場合P+型
半導体領域が1■j拡散される結果、所定の不純物濃度
ケもつ領域が1()られす、ソフトエラー効果を低減さ
せろという廂゛1点が力)ろ。
Also, do not configure the latter memory cell a) All elements are P+ type half 2! When surrounded by a q-type region (b:r in the 5 method, the corresponding ■) in the peak process) + type semiconductor region) When a field insulating film is formed after the z formation (the 5 method is obsolete.For this reason, During the formation of the field insulating film, the P+ type semiconductor region is re-diffused due to long-term annealing.
The element characteristics change due to Kozai 1, for example,
City 11゛ro-゛shift, change the fill-value of the element! "j
In addition, in this case, the P+ type semiconductor region is diffused by 1J, resulting in a region with a predetermined impurity concentration being reduced to 1(), which is a problem to reduce the soft error effect. 1 point is power)ro.

本発明は、α線によるソフトエラーの発生を防止ずろた
めの領域を簡単ブf方法によって形成1ろことを目的と
したものである。
An object of the present invention is to form a region for preventing the occurrence of soft errors due to alpha rays by a simple method.

以下、本発明を図面に示す実施例をもって説明する。The present invention will be explained below with reference to embodiments shown in the drawings.

第1図〜第16図に本発明に従−’)S−1(、AMの
製造プロセスの各工程におけろ断面図を示す。説明を狸
解しやす(するために1つのメモリセル部と、メモリセ
ルアレイに関連する周辺回路を構成する一つのトランジ
スタとを中心に説明ゴろ。
1 to 16 show cross-sectional views of each step of the manufacturing process of AM according to the present invention. The explanation will focus on one transistor that constitutes the peripheral circuitry related to the memory cell array.

各図にお(・て、領域X、は後述する第20図に示した
メモリーセルM −CE Lを得るための各工程毎の部
分断面図を示し、領域X2はデータ出力バッファDOB
等の周辺回路を構成するPチャネルMISFETを得ろ
ための各工程毎の部分断面図を示す。
In each figure, region X shows a partial sectional view of each process for obtaining the memory cell M-CE L shown in FIG.
3 shows partial cross-sectional views of each process for obtaining a P-channel MISFET constituting a peripheral circuit such as the following.

第1図は、半導体基板JのX、領域にP型ウェル領域3
及び当該領域上に酸化膜4が形成され、又、基板1のX
2領域に酸化膜2が形成された状態を示す。次に、この
第1図に断面な示す半導体装置が得られるまでのプロセ
スにつ(・て説明1ろ。
FIG. 1 shows a P-type well region 3 in the region X of the semiconductor substrate J.
An oxide film 4 is formed on the region, and the X of the substrate 1 is
A state in which oxide film 2 is formed in two regions is shown. Next, we will explain the process used to obtain the semiconductor device whose cross section is shown in FIG.

半導体基板、例えば、(100)結晶面を有し、比抵抗
が8〜]2ΩαnのN pすlド結晶シリコン基板]を
用意し、このシリコン基板1の主表面全面にN型不純物
例えばリンを、例えばイオン打込みにより、好ましくは
打込みエネルギー]−25KeV、ドーズ量3X 10
12原子/譚2で導入す4)。こ才1け、N型不純物を
あらかじめ打込んでおくことによって、N 領域を形成
しておき、kイ牛へ・I T SF E ’r’を防止
するためのチャンネルストッパーを形成しておくことが
出来るからでk)ろ。次いでシリコン基板10表面に熱
酸化によって約50OAの厚さのシリコン酸化膜(Si
20膜)2を形成し、次にウェルが形成されるべき領域
上にあるSin、膜を除去するために、フォトレジスト
膜を5tO2膜上に選択的に形成ずろ。そして、フォト
レジスト膜をマスクどして5102膜をエッチする。次
に、前訃1フォトレジスト膜を残した状態で、p jq
llウェル形成のためにP型不純物の導入をする。導入
方法としては、イオン打込み力様Iましい。またPハリ
不純物としては、例えばボロン(13)が好ましく、こ
の場合の打込みエネルギーは75i(eV、ドーズ量は
8×1012原子/川2がよい。この時、ボロンは尚該
フォトレジスト膜が残存する領域のシリコン基板1には
到% L、 t、cい。一方、シリコン基板1内に導入
されたホロンハ、先に全面に打込まれたリンの濃度を補
償1〜て、P型ウェルを形成オるのに十分である。
A semiconductor substrate, for example, an N-type crystalline silicon substrate having a (100) crystal plane and a specific resistance of 8 to 2 Ωαn, is prepared, and an N-type impurity, for example, phosphorus, is added to the entire main surface of the silicon substrate 1. , for example by ion implantation, preferably implantation energy]-25KeV, dose 3X 10
Introduced at 12 atoms/tan24). One trick is to form an N region by implanting N-type impurities in advance, and form a channel stopper to prevent 'r' from occurring. It's because I can do it. Next, a silicon oxide film (Si
20 film) 2, and then selectively form a photoresist film on the 5tO2 film to remove the Sin film over the area where the well is to be formed. Then, the 5102 film is etched using the photoresist film as a mask. Next, with the first photoresist film remaining, p jq
P-type impurities are introduced to form the ll well. The preferred method of introduction is ion implantation force. In addition, boron (13), for example, is preferable as the P halogen impurity, and in this case, the implantation energy is 75i (eV, and the dose is preferably 8 x 1012 atoms/river2. At this time, the boron is used so that the photoresist film remains. On the other hand, the phosphorus introduced into the silicon substrate 1 compensates for the concentration of phosphorus that was previously implanted into the entire surface and forms a P-type well. Enough to form.

フォトレジスト膜を除去した後、シリコン基板1内に選
択的に導入されたP型不純物を、約]、 200℃の温
度で熱拡散させて、第1図に示されろような、ウェル領
域3が形成さ、+する。このとき、シリコン基板10表
面上に薄し・シリコン酸化膜4が形成されろ。このウェ
ル領域3内には、第2()図に示したようなメモリセル
が形成される。
After removing the photoresist film, the P-type impurity selectively introduced into the silicon substrate 1 is thermally diffused at a temperature of about 200° C. to form a well region 3 as shown in FIG. is formed and increases. At this time, a thin silicon oxide film 4 is formed on the surface of the silicon substrate 10. In this well region 3, a memory cell as shown in FIG. 2() is formed.

次(・で、第2図以下の工程を説明する。Next, the steps shown in Figure 2 and below will be explained.

(フィールド絶縁膜およびチー)・ネルストッパー形成
のための工程) 第1図に示されているシリコン基板1土の全ての酸化膜
を除去し、シリコン基板1の清浄1f面を露出″1″ろ
(Process for forming field insulating film and channel stopper) Remove all the oxide film on the silicon substrate 1 shown in FIG. .

次に第2図に示すように、シリコン基板10表面に熱酸
化によって約50OAの厚さの酸化膜(S102膜)5
を形成する。そしてこの−]二に酸素を1山さフ’L(
・絶縁膜(耐酸化膜)、例えばSi、N4膜6を気相化
学反応法(Chemical Vapor 1)epo
sition。
Next, as shown in FIG. 2, an oxide film (S102 film) 5 with a thickness of about 50 OA is formed on the surface of the silicon substrate 10 by thermal oxidation.
form. And then add one pile of oxygen to this -] second.
・An insulating film (oxidation-resistant film), for example, Si, N4 film 6, is formed by chemical vapor reaction method (Chemical Vapor 1) epo
location.

以下CVD法と言う)によって約1400にの埋さに形
成する。このSi、N4膜6は後に述べるフィールド絶
縁膜を選択的に形成するためのマスクとして使用さ旧る
(hereinafter referred to as CVD method) to a depth of approximately 1,400 mm. This Si, N4 film 6 is used as a mask for selectively forming a field insulating film to be described later.

なお、前記S + 02膜5は、次の理由により形成さ
せろ。すなわち、Si、、N4膜6を直接シリコン基板
10表面に形成すると、この両者の間のρ(膨張係数の
違いによって起る熱イ9によって、シリコン基板10表
面に結晶欠陥が発生する。こ才1を防J卜するために5
io211ω5が形成さ才1ろので;多)る。
Note that the S+02 film 5 should be formed for the following reason. That is, if the Si, N4 film 6 is directly formed on the surface of the silicon substrate 10, crystal defects will occur on the surface of the silicon substrate 10 due to the heat 9 caused by the difference in expansion coefficient ρ between the two. 5 to protect against 1
io211ω5 is formed at the same time.

次に、後述するフィールド絶縁膜を形成′tろためのマ
スクな完成さ丑すため、フメトレジスト膜7火Si、N
4膜上に選択的に形成する。すなわち、フォトレジスト
膜7し′よフィールド絶縁膜が形成されるべき領域以外
の領域に形成されろ。そして、このフォトレジスト月の
7をマスクとし7て、f青113のよ(・エッチが可能
tf゛プラズマエッチにより5L3N4膜6火エツチし
て、フィールド絶、縁膜形成のためのマスクが形成され
ろ。
Next, in order to complete the mask for forming a field insulating film, which will be described later, a fumetresist film 7 of Si, N,
4 selectively formed on the film. That is, the photoresist film 7 is formed in a region other than the region where the field insulating film is to be formed. Then, using this photoresist 7 as a mask, the 5L3N4 film 6 is etched by plasma etching to form a mask for field isolation and edge film formation. reactor.

フォトレジスト膜7を残(−た状態で、チャネルストッ
パ形成のためにP型不純物をシリコン基板1に導入する
。導入の方法としては、例えはイオン打込みが用いられ
る。その場合、P型不純物は、フォトレジスト膜7が残
存してし・る領域でハ5i02膜5およびシリコン基板
1には達せず、一方、S IO2M’k 5の表面が露
出して(・る領域では、 S + 02膜5を通ってシ
リコン基板1の内部に達する。
With the photoresist film 7 remaining (-), P-type impurities are introduced into the silicon substrate 1 to form a channel stopper. As a method of introduction, for example, ion implantation is used. In that case, the P-type impurities are In the region where the photoresist film 7 remains, it does not reach the 5i02 film 5 and the silicon substrate 1, while in the region where the surface of the SIO2M'k 5 is exposed (. 5 and reaches the inside of the silicon substrate 1.

前記■)型不純物としては沸化ボロンB F 、が好ま
しい。その打込みエネルギは30KeV、ドーズ量は5
X1013原子10In2がよい。
As the above-mentioned type (1) impurity, boron fluoride B F is preferable. The implant energy was 30 KeV and the dose was 5
X1013 atoms 10In2 are preferable.

P型つェル内に打込まれたボロンイオンはP+型領域を
形成し、チャネルストッパとなる。一方N型シリコン基
板1に打込まれたボロンイオンは、第1図で示したリン
打込みによって導入さおたリン、つまりNハリ不純物に
よって補償さ第1ろ。従って、この領域はN型領域と1
.cつており、NWVのチャネルストッパが存在するこ
とにブfろ。
Boron ions implanted into the P-type well form a P+-type region and serve as a channel stopper. On the other hand, the boron ions implanted into the N-type silicon substrate 1 are compensated for by phosphorus, that is, N phosphorus impurity introduced by the phosphorus implantation shown in FIG. Therefore, this region is an N-type region and 1
.. It is clear that there is a channel stopper for NWV.

(フィールド絶縁膜形成工程) フォトレジスト膜7を除去した後、第3図に示すように
、約1000℃の酸化性雰囲気中でシリコン基板10表
面を選択的に熱酸化して約950OAの厚さのフィール
ド絶縁膜8を形成する。このとき耐酸化膜であろ5il
N4膜6は酸素す逆さないので、S I !I N、+
 11m下のシリコンは酸化さJt7’:1い。
(Field insulating film forming step) After removing the photoresist film 7, as shown in FIG. 3, the surface of the silicon substrate 10 is selectively thermally oxidized in an oxidizing atmosphere at about 1000° C. to a thickness of about 950 OA. A field insulating film 8 is formed. At this time, the oxidation-resistant film should be 5il.
Since the N4 film 6 does not reverse oxygen, S I! I N,+
The silicon 11m below is oxidized to Jt7':1.

この熱処理時に、フィールド絶縁IK’+の面下に前述
したチャネルス)・ツバが引き伸し拡?l々さオ]7、
所望の深さを有するテザネルストソバが形成さ第1ろ。
During this heat treatment, the above-mentioned channels and brim are stretched and expanded under the surface of the field insulation IK'+. 7.
A tethered buckwheat with the desired depth is formed in the first filter.

(図示せず) (表面酸化膜除去工程) SI3N4膜6を、例えば熱リン1)夕(IT、 PO
4)を用(・て除去した後、清浄なゲート酸化膜な得る
ために、第4図に示すように、一旦、シリコン基板1の
表面の5i02膜5を除去する。例えば、フン酸(HF
 )を用いて全面を薄(エッチして5102膜5を除ぎ
、フィールド絶縁膜8が形成されていない部分のシリコ
ン基板10表WJ’fx ?FK出させろ。
(Not shown) (Surface oxide film removal process) The SI3N4 film 6 is heated with hot phosphorus (IT, PO), for example.
4), in order to obtain a clean gate oxide film, the 5i02 film 5 on the surface of the silicon substrate 1 is first removed as shown in FIG.
) to remove the 5102 film 5 and expose the surface of the silicon substrate 10 where the field insulating film 8 is not formed.

この状態のM −CET、の平面図を第17図に示−t
A plan view of M-CET in this state is shown in FIG.
.

すなわち、第17図のX、F−X、、切断断面図が第4
図の領域X1に示されている。
In other words, the cross-sectional view of X, F-X in FIG.
It is shown in area X1 of the figure.

(不純物インブラント層の形成工程) 第4図に示されたシリコン基板の表面に、第5図に示す
ように不純物インブラント層9を形成する。第5図に示
す実施例では不純、物としてP型不軸物る・用(・た。
(Step of Forming Impurity Implant Layer) An impurity implant layer 9 is formed as shown in FIG. 5 on the surface of the silicon substrate shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 5, P-type axes were used as impurities.

潜入方法としてはイオン打込みがクイ咋しい。また、1
)M’l不純物としては例えばボロン(tりが好ましく
、この場合の打込みエネルキーは125KeV、ドア 
姐’L 10 ”’ 〜2 X 10 ”m(/”2程
度がよい。
Ion implantation is the most effective method of infiltration. Also, 1
) As the M'l impurity, for example, boron (t-tri) is preferable, and the implant energy key in this case is 125 KeV.
姐'L 10 ''' ~ 2 x 10 ''m (/''2 is good.

この■)型不純物のインブラント層はフィールド絶縁膜
にも形成してもよ(・。
This ■)-type impurity implant layer may also be formed on the field insulating film (・).

本発明は、このように、フィールド絶縁膜形成後にP型
不純物インブラント層を形成する。このインブラント層
の形成によりα線によるソフトエラーの発生夕防止でき
る。このインブラント層によるα線ソフトエラーの発生
防11・につぃては後述する。
In this way, the present invention forms a P-type impurity implant layer after forming a field insulating film. By forming this implant layer, it is possible to prevent the occurrence of soft errors due to alpha rays. Preventing the occurrence of α-ray soft errors by this imprint layer 11 will be described later.

(ゲート絶縁膜形成工程およびり、f!l、・個室圧制
御工程) 約1000”Cの酸化性雰囲気の1で、第5図に示され
たシリコン基板の表面に、丹1,6図に示−ずように、
熱酸化により約4ooAの厚さのゲート絶縁膜10を形
成する。このゲート絶縁膜1(1、シリコン基板1上に
形成される全てのM I S F E Tのゲート絶縁
膜と/Iるものである。
(Gate insulating film formation process and private chamber pressure control process) In an oxidizing atmosphere of approximately 1000"C, the surface of the silicon substrate shown in Fig. As shown,
A gate insulating film 10 having a thickness of about 4 ooA is formed by thermal oxidation. This gate insulating film 1 (1) is in contact with the gate insulating films of all MISFETs formed on the silicon substrate 1.

次に、この状態で、P型不糾1物のイオンf]込み火行
う。こガは全てのM (S F E Tのしきいイnn
 ’?H圧■t11乞規定するために行う。前記P型不
純物としては、ボロン(B)が好まシ、(・。tJ込み
エネルギーは:toKev、ド ズ量は5.5 X ]
、 f)”原子/1ytn2がよ(・。このドーズ計は
■、1.のイ1へによって変化する、このイオン打込み
は、全くマスクを使用せず、全面に行t[わわる。従っ
て、全てのNチャネルMI S l” T’: Tは同
一σ〕しき(・値肖圧Vtl+′?有腰一方、全てのP
チャネルM I S F E Tは同一のしきい仙↑■
1庄Vthな有することに1.Cろ。
Next, in this state, ignition is carried out with P-type ion f]. Koga is all M (S F E T threshold inn)
'? This is done to determine the H pressure. As the P-type impurity, boron (B) is preferable (.The energy including tJ is: toKev, the dose amount is 5.5
, f) "Atoms/1ytn2 (・) This dose meter changes depending on ■, 1. This ion implantation is performed on the entire surface without using a mask at all. Therefore, All N channels MI S l"T': T is the same σ] (・Value pressure Vtl+'?
Channel M I S F E T is the same threshold ↑■
1. C.

(ダイレクトコンタクトホール形成下、Piりηλ−多
結晶多結晶シリコフリコン基&’Iとの間を直接接続す
るためのコンタクトホール、し・わゆるダイレクトコン
タクトホールを形成するために、5I02膜IO上にフ
ォトレジスト膜1 + ’G:;巽択的に形成する。そ
して、このフォトレジスト膜凸11をマスクとして、第
7図に示すように、ゲート絶縁膜となるS + 07膜
1()をエッチしてシリコン基板1の表面を露出させ、
ダイレタトコン、9り)・ホールCH,。。を形成1−
ろ。このCJI、。。(゛↓第20図で示したM I 
S F E ’1.’ Q2−  Q4 :I・lよび
高机抗、多結晶シリコンR2との接続部であ4)。
(During direct contact hole formation, a contact hole for direct connection between Pi ηλ and polycrystalline silicon group &'I is formed on the 5I02 film IO to form a so-called direct contact hole. Photoresist film 1 + 'G: ; is selectively formed. Then, using this photoresist film convex 11 as a mask, as shown in FIG. to expose the surface of the silicon substrate 1,
Dire Tatokon, 9ri) Hall CH,. . form 1-
reactor. This CJI. . (゛↓MI shown in Figure 20
S F E '1. 'Q2-Q4: I·l and high mechanical resistance, connection part with polycrystalline silicon R24).

(第−漕体層形成T稈) フォトレジスト膜】1を除去した後、第8図に示すよう
に全面に第一導体層12ケ形成する。第−j−N体層と
しては不純物をドープした多結晶シリコン層が用(・ら
れる。
(T-culm for formation of row body layer) After removing the photoresist film 1, 12 first conductor layers are formed on the entire surface as shown in FIG. A polycrystalline silicon layer doped with impurities is used as the -j-N body layer.

まず、全面にCVD法により約3500A−の厚さの第
一多結晶シリコン層12な形成する。次に、第一多結晶
シリコン層12の比析抗火小きくするために、全面にN
型不純物、例えばリンを拡散法によって導入する。
First, a first polycrystalline silicon layer 12 having a thickness of about 3500 Å is formed over the entire surface by CVD. Next, in order to reduce the specific fire resistance of the first polycrystalline silicon layer 12, N is applied to the entire surface.
Type impurities, such as phosphorus, are introduced by diffusion.

この時、単一多結晶シリコン層12から、ダイレクトコ
ンタクトホールCH,。。を通して、シリコン基板1内
にもリンが拡散され、N 型領域13が形成される。
At this time, a direct contact hole CH, is formed from the single polycrystalline silicon layer 12. . Through this process, phosphorus is also diffused into the silicon substrate 1, and an N-type region 13 is formed.

これらN 型領域は後の熱処理工程で所望の深さに拡散
さ1ろ。領域1:3は、第20図に示したM ) S 
F 、TシTQつとQ、の間の接編:を行5、(第−梼
体層黄択険−ノモエ桿) 上述のようにリン処理を施したPバー多結晶シリコン層
】2乞、第9図に示′1−ように、精度のよ(・エッチ
が可能なプラズマエッチにより所望の形状にエッチして
ゲート電極1/1.lfi、ワード紳] 5 (W)、
領域13にダイレクトコンタクトしたゲート電極17を
形成する、 引き続いて、Sin、IIφlOが同一形状にエッチさ
れ))’ −) 、l(6,縁膜18〜20が形成さ才
1ろ。この時、第9図に示すように、シリコンノ、(板
1の表面が選択的に露出される。
These N-type regions are diffused to a desired depth in a later heat treatment step. Region 1:3 is M ) S shown in FIG.
Connection between F, T, TQ and Q: Row 5, (P-bar polycrystalline silicon layer treated with phosphorus as described above) 2nd row, 9th row As shown in the figure, the gate electrode is etched into the desired shape by plasma etching with high accuracy (1/1.lfi, word width).
A gate electrode 17 is formed in direct contact with the region 13.Subsequently, Sin, IIφlO are etched in the same shape))'-),l(6, and the edge films 18 to 20 are formed.At this time, As shown in FIG. 9, the surface of the silicon plate 1 is selectively exposed.

(ソース・ドレイン領域およびヘース市極取出し層形成
工程) P 型のソース・ドレイン領域形成のために、マスクを
形成する。このマスクとしては、例えばCVD法により
約15OrlAの卿さに選択的に形成された5I02膜
21が用いられろ。すブrわち、メモリセルを含むNチ
ャネルM T S F E Tが形成さiする領域はS
iQ、膜21によって梼わJlて(・る。
(Step of Forming Source/Drain Regions and Heath Extracting Layer) A mask is formed to form P type source/drain regions. As this mask, for example, a 5I02 film 21 selectively formed with a thickness of about 15 OrlA by the CVD method may be used. In other words, the region where the N-channel MTS FET including the memory cell is formed is S
iQ, by the membrane 21.

そして、この状態でpiい゛不純物が、倒置ば拡散法に
よって導入されろ。このp 7yv不剃(物と1−2て
(:[、ボロン(丁3)が好ましい。第10図に示ずよ
つに、ボロンが拡散されて、PチャネルM r S F
 I’: ’?’のソース・ドレイン領域22.23が
形成される、なお、この拡散時の熱処理に伴って、シリ
コン基板10表面に薄い酸化膜(図示せず)が形成され
ろ。
Then, in this state, a pi impurity is introduced by the diffusion method by inverting the tube. Boron is preferably diffused into the P channel M r SF as shown in FIG. 10.
I': '? Source/drain regions 22 and 23 are formed.A thin oxide film (not shown) is formed on the surface of the silicon substrate 10 along with the heat treatment during this diffusion.

(ソース・ドレイン領域およびエミッタ領域形成工程) 前記5102膜21および薄(・酸化膜を除去し)、−
後、N+型のソース・ドレイン領域形成のために、新た
にマスク24を形成1−ろ。このマスクとしては、例え
ばCV D法により約150(LXの厚さに選択的に形
成さtまた5I02膜24が用(・ら第1ろ。・すなわ
ち、l)チャネルM T S F Ei”が形成された
領域は、Sin、膜24によって覆われている。
(Source/drain region and emitter region forming step) The 5102 film 21 and the thin film (by removing the oxide film), -
After that, a new mask 24 is formed in order to form N+ type source/drain regions. As this mask, for example, a 5I02 film 24 selectively formed to a thickness of about 150 (LX) by CVD method is used. The formed region is covered with a Sin film 24.

そして、第11図に示す状態でN型不純物が、例えば拡
散法によって導入される。このN型不純物としては、リ
ン(P)が好ましく・。リンがシリコン基板1内に拡散
さ、!1て、NグヤネルMT S F R1゛のソース
・ドレイン領域25〜28が形成される。なお、この拡
散時のWpt処理に(1′って、シリコン基板10表面
にN(・酸化膜(図示せず)が形成される。この状態で
のメモリセルへI −CI’、 Lの平面図を第18図
に示す。fIrわち、第13)図のX、L−X、、切断
断面(シ1が絹11図の領域X1  に示される。
Then, in the state shown in FIG. 11, N-type impurities are introduced by, for example, a diffusion method. As this N-type impurity, phosphorus (P) is preferable. Phosphorus diffuses into the silicon substrate 1! 1, source/drain regions 25 to 28 of the N channel MT SFR1' are formed. In addition, during the Wpt treatment during this diffusion (1'), an N(-oxide film (not shown) is formed on the surface of the silicon substrate 10. In this state, the memory cell has a plane of I-CI', L. The diagram is shown in FIG. 18.The X, L-X, and cut cross-sections of FIG.

(コンタクトホール形成工程) 前記Sin、膜24および湖(・酸化I11′)を除去
した後、第12図に示したように、シリコン基板lの露
出している表面全体に熱酸化により酸化膜29を形成す
る。このとき、シリコン基板1と多結晶シリコン層14
〜17とでは酸化され4)速度が異なるので、シリコン
基板1上には約1 (1Fl AのJ!p−さのSiO
,膜が、多結晶シリコン層14〜17十には約:400
 Aの厚さのSI Q 2膜が形成されイ)。
(Contact hole formation process) After removing the above-mentioned Sin, film 24 and lake (oxidation I11'), as shown in FIG. form. At this time, silicon substrate 1 and polycrystalline silicon layer 14
Since the oxidation rate is different between 17 and 4), SiO of about 1 (J!p-
, the polycrystalline silicon layer 14 to 170 has a thickness of about 400
A SI Q 2 film with a thickness of A is formed.

次に新たに全面にCV l) N7:により約1500
Aσ)厚さのS + 02膜30を形成する。この5l
(12膜3(〕はシリコン基板と後述づ゛る第二導体層
との間の絶縁のために設けられるものであイ)。
Next, apply a new CV l) N7: approximately 1500 to the entire surface.
An S + 02 film 30 having a thickness of Aσ) is formed. This 5l
(The film 3 ( ) is provided for insulation between the silicon substrate and a second conductor layer to be described later).

次にS + 02膜30上にツー4トレジスト1lrJ
 (図示せず)を選択的に形成して、こi1ヶマスクと
l〜でS + 02膜30およびSin、膜29を連続
的にエッチしてコンタクトホールな形成−4″之)。ξ
0)コンタクトホールは、後述する第二導体層ど、第一
多結晶シリコン層17またはシリコン基板1内に形成さ
れた半導体領域のそれぞれの間の接続用に開窓されたも
のである。
Next, a two-four resist 1lrJ is applied on the S+02 film 30.
(not shown) is selectively formed, and the S + 02 film 30 and the Sin film 29 are sequentially etched using a mask of 1 and 1 to form a contact hole (-4'').ξ
0) The contact hole is opened for connection between a second conductor layer, which will be described later, the first polycrystalline silicon layer 17, or a semiconductor region formed in the silicon substrate 1, respectively.

11オ、5in2膜29の11φ厚に、既に述べたよう
に多結晶シリコン層14〜17の一ヒでは約300^、
シリコン基板1の士では約100.Aと異なる。従って
多結晶シリコン層14〜17上のsIo、膜が妃全にエ
ッチさ、t′Lるまで、エツチングを行う必要がある。
11o, the thickness of the 5in2 film 29 is 11φ, and as mentioned above, the thickness of the polycrystalline silicon layers 14 to 17 is approximately 300^,
Approximately 100. Different from A. Therefore, it is necessary to perform etching until the sIo film on the polycrystalline silicon layers 14 to 17 is completely etched.

このときエンチング液として)T F −+−N H,
Fを用(・るのが好ましい。すなわち、この工・ブンダ
液はシリコンに対しては働がないので、シリコン基板1
がエッチさjることはな(・。
At this time, as the enching liquid) T F −+−NH,
It is preferable to use F. In other words, this F-Bunda solution has no effect on silicon, so
Don't be naughty (・.

(第二導体層形成工程) 第13図に示すように、全面に第二導体層31を形成す
る。第二溶体層と1−で(・′、l−不紳物をドープし
た多結晶シリコン層が用いられる。
(Second conductor layer forming step) As shown in FIG. 13, a second conductor layer 31 is formed on the entire surface. A polycrystalline silicon layer doped with a 1-(.', l-polymer) is used as the second solution layer.

まず、全面に第二多結晶シリコン層31泰′、CV I
)法により約2()旧)六〇刀9さに形成−(−る。こ
の第二多結晶シリコン層31に、後述するように、第三
導体層と、シリご1ン基4反1内の半導体領域または第
一多結晶シリコン層17との間ケ互(・に接続するため
に用(・られろ。また、第20し1に示した市、源市圧
供給avCc−,IJおよび角荷机抗It、。
First, a second polycrystalline silicon layer 31', CV I
) method to form approximately 2 (old) 60 9 - (-). On this second polycrystalline silicon layer 31, as will be described later, a third conductor layer and a silicon 1-4-1 silicon layer are formed. It is also used for interconnection with the semiconductor region or the first polycrystalline silicon layer 17 in the 20th section, the source voltage supply avCc-, IJ and Square loading machine resistance It,.

R7としても用いろi′1.ろ。Also use it as R7 i'1. reactor.

(抵抗体形成工程) 次に、第13図に示されろよ5に、CV 1.)法によ
る約1500.AのJすさσ)Si02膜32〜:34
火1ソ?;折重に形成して、第二多結菖?)シリコン層
:31を部分的に梼う。
(Resistor formation process) Next, as shown in FIG. 13, CV 1. ) Approximately 1500. J length of A) Si02 film 32~:34
Fire 1 so? ; Formed in folds, the second polygonal irises? ) Silicon layer: 31 is partially removed.

この状態で、第二多結晶シリコン層31の比抵抗を小さ
くするために、例えばリン乞拡散法によって導入する。
In this state, in order to reduce the resistivity of the second polycrystalline silicon layer 31, it is introduced by, for example, a phosphorous diffusion method.

このとき、前記Si(’)、膜32〜34によって覆わ
れた部分の第二多結晶シリコン層にはリンが導入されな
(・。従って高い比摂抗のままの多結晶シリコンが部分
的に残存する状態どなる。なお、第二多結晶シリコン層
31内に拡散されたリンは、平面方向にも多少拡散ずろ
が、マスクであるSin、膜32〜34は、これを考廓
して設営1されている。
At this time, phosphorus is not introduced into the second polycrystalline silicon layer in the portion covered by the Si(') films 32 to 34 (. Therefore, the polycrystalline silicon, which still has a high specific reluctance, is partially What will be the remaining state?The phosphorus diffused into the second polycrystalline silicon layer 31 will be diffused to some extent in the plane direction, but the Sin and films 32 to 34, which serve as a mask, are set up with this in mind. has been done.

(第二導体層選択除去工糊) Sin、膜32〜34を除去した後、第二多結晶シリコ
ン層31を、所望の形状にエッチして、第14図に示す
ように、電極38〜41を形成ゴーる。
(Second Conductor Layer Selective Removal Glue) After removing the Sin films 32 to 34, the second polycrystalline silicon layer 31 is etched into a desired shape to form electrodes 38 to 41 as shown in FIG. Go form.

’r[極40. 41ハPf+ネkM I SF ET
(7)ソースおよびドレインfan域への接続用どして
用(・られる。」極39は、第20図に示したM I 
S F ETQ4の電極として用(・られる。1極38
(vC6−■、)は、高抵抗多結晶シリコン層35([
L2)を介してM 丁SJ’ETQ+ 、Q4 の7−
ス・)−レイン領域に直接接続しているいわゆるダイレ
クトコンタクトして(・る第一多結晶シリコン#17に
接糸光さ才′tて(・る。
'r [pole 40. 41ha Pf + NekM I SF ET
(7) The pole 39 is used for connection to the source and drain fan regions.
Used as an electrode for SFETQ4. 1 pole 38
(vC6-■,) is the high-resistance polycrystalline silicon layer 35 ([
L2) via M Ding SJ'ETQ+, Q4's 7-
The light is attached to the first polycrystalline silicon #17 through a so-called direct contact that is directly connected to the drain region.

(層間イ!縁膜形成工程) 第15図に示されるように、層間絶縁膜42を全面に形
成する。層間P#* IIψと1−て(・〕Y、IJン
シリケートガラスW(以下PSG膜とト、う)が好まし
い。このPSG膜42ばCV ])法により約65 (
10Aの厚さに形成される。このPSG膜42は、後に
述べる第三導体層と、η)二条結晶シリコン層、特に電
源電圧V が供給される。Tl電極 8との間の(コC 層間絶縁膜として必要なものである。
(Interlayer A! Edge film forming step) As shown in FIG. 15, an interlayer insulating film 42 is formed on the entire surface. Interlayer P #
It is formed to a thickness of 10A. This PSG film 42 is supplied with a third conductor layer, which will be described later, and η) a double-striped silicon layer, especially a power supply voltage V 1 . It is necessary as an interlayer insulating film between the Tl electrode 8 and the (CoC) layer.

次に、フォトレジスト膜(図示せず)を選択的に形成し
、これをマスクとしてI) S G/II 42をエッ
チしてコンタクトホールを形成する。
Next, a photoresist film (not shown) is selectively formed, and using this as a mask, I) the S G/II 42 is etched to form a contact hole.

−□□ □ □□ 輛ζ〜−−−−□−□□□−一□□
 □ζ          □−/ 、、、/ //′ 7/″ 2/ /″ 77′ 、/ 7、/ 2/ 2つ (第三導体層形成工程) 第16図に示されるように、第三導体H1143〜45
を選択的に形成する。第三導体層としでは。
−□□ □ □□ 輛ζ〜−−−−□−□□□−1□□
□ζ □-/ ,,, / //'7/'' 2/ /''77' , / 7, / 2/ Two (Third conductor layer forming process) As shown in Fig. 16, the third conductor H1143-45
selectively formed. As a third conductor layer.

例えばシリコンに対してP型であるアルミニウド、(A
−6)が好ましい。アルミニウム層43〜45は真空蒸
着法によって約8000 Aの厚さに形成される。
For example, aluminum, which is P-type with respect to silicon, (A
-6) is preferred. The aluminum layers 43 to 45 are formed to a thickness of about 8000 Å by vacuum evaporation.

この時、高抵抗の第二多結晶シリコン層から成る電極4
0.41の内部に、アルミニウドが拡散され、その結果
、P型の小さい比〃(抗の導体層となる。電極4:3は
、第20図に示され)こデータ線りとして用いられる。
At this time, the electrode 4 made of the second polycrystalline silicon layer with high resistance
Inside the 0.41 mm aluminum oxide is diffused, resulting in a conductor layer with a small ratio of P type (electrode 4:3 is shown in FIG. 20), which is used as a data line.

この状態でのM −CE Lの平面図を第19図に示す
。すなわち、第19図でのX、、 −X、Qの切断断面
図が第16図領域X、に示されている。
FIG. 19 shows a plan view of M-CE L in this state. That is, a cross-sectional view taken along lines X, -X, and Q in FIG. 19 is shown in region X in FIG.

以上のプロセスによって形成されたメモリセル部の概略
面々レイアウト図を第20図に示し、そのメモリセル部
の等価回路図を第22図に示す。
FIG. 20 shows a schematic layout of the memory cell section formed by the above process, and FIG. 22 shows an equivalent circuit diagram of the memory cell section.

第20図のメモリセルM−CELLのレイアウトパター
ン図において、一点鎖線によって四重れた部分(A −
B −C−D ) カ1 ヒソ) ノM −CELの占
めるエリアである。
In the layout pattern diagram of the memory cell M-CELL in FIG. 20, the quadrupled portion (A-
This is the area occupied by B-C-D) F-CEL.

まず、ICチップ内にV」:同図に示t、Irように配
線およびM I S F E Tのソース・ドレインと
しての役目をはだす半導体領域5R1−8It、lが配
置されている。
First, in the IC chip, semiconductor regions 5R1-8It and 1, which function as wiring and the source/drain of the MISFET, are arranged as shown in the figure.

このICチップ」−には、太い実線で示し/とように絶
縁膜を介して第一層目の導体層(多結晶シリコン層)K
よってワ・−1・’ #、!il Wおよびゲート1E
極G 1  + G2が形成さitている。ワード線w
VL半導体領域SR,,S丁も、とともにトランスミッ
ション用MISFETQ3そしで半導体領域SR,。
This IC chip has a first conductor layer (polycrystalline silicon layer) K through an insulating film as shown by the thick solid line.
Therefore, wa・-1・' #、! il W and gate 1E
The poles G 1 + G2 are formed. word line lol
The VL semiconductor region SR,,S, as well as the transmission MISFETQ3 and the semiconductor region SR,.

5rta とともにトランスミッション用MISFET
Q4 を゛構成している。件だ、ゲート’fiI、祿G
1 は半導体領域SR,,Sfこ3とともに駆ルiJ)
用]V1. I SFh: T Q I を、ゲート電
極G2は半うn1体領域SR,。
MISFET for transmission along with 5rta
It constitutes Q4. It's a matter of Gate'fiI, YG.
1 is the semiconductor region SR, , Sf (3) and the semiconductor region (iJ)
] V1. I SFh: T Q I , and the gate electrode G2 is a semi-n1 body region SR.

SR,七ともに駆動用M、l5FETQ2をそれぞれ構
成している。なおゲート電極G、は接続点N2にオイテ
M I S F E T Qt とIVIISFETQ
4 と全電気的に接続する半導体領域SR6にグイレク
トコンタクトしている。
Both SR and 7 constitute driving M and 15FETQ2, respectively. Note that the gate electrode G is connected to the connecting point N2 of the gate electrode M I S F E T Qt and IVIISFETQ.
It is in direct contact with the semiconductor region SR6 which is electrically connected to the semiconductor region 4.

ワード線Wおよびゲート電極G、、G2−トにt、)1
、太い点線で示したように絶縁膜を弁して第二層目の導
体層(多結晶シリコン層)Kよって電源電比供給線■c
cI−’、負荷抵抗R,、R,および接続点N、、N、
間の配線が一体的に形成されている。
Word line W and gate electrode G, , G2-t, )1
, as shown by the thick dotted line, the insulating film is closed and the second conductive layer (polycrystalline silicon layer) K is connected to the power supply line ■c
cI-', load resistance R, , R, and connection point N, , N,
The wiring between them is integrally formed.

すなわち、負荷抵抗R,,R,の一端は分岐している電
源電圧供給線VcC−Lに一体的に接続している。そし
て、負荷抵抗R1の他端は接続点N6においてゲート電
極G2に接続され、かつ配線としてゲート電極G1を交
差し、接続点N、VCおいてMISFETQ+  とM
ISFETQs とを1(11気的に接続する半導体領
域SRtに接続されている。
That is, one end of the load resistors R, , R, is integrally connected to the branched power supply voltage supply line VcC-L. The other end of the load resistor R1 is connected to the gate electrode G2 at the connection point N6, crosses the gate electrode G1 as a wiring, and connects the MISFET Q+ and M at the connection point N and VC.
It is connected to the semiconductor region SRt, which electrically connects the ISFETQs.

接続点N、、N、間の配線(第二層目の導体層)とゲー
ト電極Gl(第1層目の導体層)との交差によって、第
22図に示した交差結合が達成できる。一方、負荷抵抗
R7の他端は接続点N2において、ゲート電極G、に接
続されている。なお、上記負荷抵抗l佑 IR,は、後
で説明するように第1層目の導体J@すなわち多結晶シ
リコン層への不純物カ入の制御によっで多結晶ゾリコン
ハ・;の−・部分に形成される。
The cross-coupling shown in FIG. 22 can be achieved by the intersection of the wiring (second conductor layer) between the connection points N, , N and the gate electrode Gl (first conductor layer). On the other hand, the other end of the load resistor R7 is connected to the gate electrode G at a connection point N2. As will be explained later, the above-mentioned load resistance IR, is determined by controlling the introduction of impurities into the first layer conductor J@, that is, the polycrystalline silicon layer, to the - part of the polycrystalline silicon layer. It is formed.

電源電圧供給線■。C−Ll負荷JI(抗■(1,、I
’?、。
Power supply voltage supply line■. C-Ll load JI (anti-■(1,,I
'? ,.

および接続点N1 、No間の配線上に(・」1、図示
し7たように絶縁膜を介して第三層[1の力′体1φ・
)(アルミニウム層)によって接地71(位供)l’F
降jl V6 B −L、データ線り、Dがそれぞれに
対し−ご平行に、かつワード線Wおよび電源電圧供給線
■。o−Lを直父するように形成されている。接地電位
供給線V8S−Lil−f接続点N、においてMISF
ETQ、  とMISFETQ2とを電気的に接続する
半導体領域SR3に接続され、さらに接続点H□におい
て半導体領域(ウェル領域) S R6に接わ′5σれ
ている。
And on the wiring between the connection points N1 and No.
) (Aluminum layer) to ground 71 (Iku) l'F
V6 B-L, data line and D are parallel to each other, and word line W and power supply voltage supply line ■. It is formed to directly parent o-L. MISF at the ground potential supply line V8S-Lil-f connection point N.
It is connected to a semiconductor region SR3 that electrically connects ETQ and MISFETQ2, and is further in contact with a semiconductor region (well region) SR6 at a connection point H□.

データ線D 、 J)はそれぞれ接続点N、、N4にお
いて半導体領域SR,,SR,に接続きれでいる。
Data lines D, J) are fully connected to semiconductor regions SR, SR, at connection points N, , N4, respectively.

以上のメモリセルM −CE L Lの回路図は第22
図に示される。このメモリセルは直列接続され/こ負荷
抵抗R,,R2と駆動用MISIi”ET(絶縁ゲート
型電界効果トランジスタ)Q、、Q、から成る1対のイ
ンバータ回路の入出力を交差結合したフリップ・フロッ
プと1対のトランスミッション・ゲート用M、I 5F
ETQs  、Q4で構成されている。フリップ・フロ
ップは情報の記憶手段として用いられ、トランスミッシ
ョン・ゲートはフリップ・フロップと相補データ線対り
、D間における情報の伝達を制御するためのアドレス手
段として用いられ、その動作はローデコーダR−D C
工(に接続されたワード線Wに印加されるアドレス信号
によって制御される。
The circuit diagram of the above memory cell M-CE L L is shown in the 22nd page.
As shown in the figure. This memory cell is a flip circuit that cross-couples the input and output of a pair of inverter circuits connected in series and consisting of load resistors R, , R2 and driving MISIi"ET (insulated gate field effect transistors) Q, , Q. M, I 5F for flop and pair of transmission gates
It consists of ETQs and Q4. The flip-flop is used as an information storage means, and the transmission gate is used as an address means for controlling the transmission of information between the flip-flop and the complementary data line pair D. Its operation is controlled by the row decoder R- D.C.
is controlled by an address signal applied to a word line W connected to the

第21図は第20図に示したメモリセルM−CELかI
Cチップ内に複数配列され°CいるJ−9のメモリアレ
イM−ARYのレイアウトパダ−ン4−示す。
FIG. 21 shows the memory cell M-CEL or I shown in FIG.
A layout pattern 4 of a J-9 memory array M-ARY arranged in plurality in a C chip is shown.

二点鎖線によって示した1つのM−AIζY’ kl:
 1述したウェル領域によって規定され、・−tl、で
そのM −A RY内には、第20図に示した[ビット
のM−CEL(A−B−C−D)が、横方向すなわちワ
ード線方向に32個、縦方向す楢ノちデータ線方向に1
2828個配れている。
One M-AIζY' kl indicated by a dashed double-dashed line:
The M-CEL (A-B-C-D) of the bits shown in FIG. 32 in the line direction, 1 in the vertical direction and the data line direction
2828 pieces have been distributed.

そして、それらのM−CELは以下の通シに配列されて
いる。
These M-CELs are arranged in the following manner.

まず、第20図に示したlビットの八tI −CE L
のレイアウトパターンをもとに、第21図に示したよう
にM −、CJすL1〜M −CJすL4によってM−
ARY構成の基本となるブロックが構成され−Cいる。
First, the l-bit 8tI −CE L shown in FIG.
Based on the layout pattern of M-, CJ L1 to M-CJ L4 as shown in FIG.
The basic blocks of the ARY configuration are -C.

この基本ブロックにおいて、M −CE L 1に対し
て横方向に隣υ合うM−CEL2はそのM−CE; L
 1と線対称に配列され、一方、M −CELlに対し
て縦方向に114り合うM−CEL3はそのM−CEL
Iに対しで180度回転した状態に配列されている。そ
して、M −CE L 3に対しで横方向に隣り合うM
−CEL4はそのM、−CEL3と線対称に配列なれて
いる。
In this basic block, M-CEL2 adjacent to M-CE L1 in the horizontal direction is its M-CE; L
M-CEL3, which is arranged line-symmetrically with M-CEL1, and which is vertically aligned with M-CEL1, is
They are arranged in a state rotated by 180 degrees with respect to I. Then, for M − CE L 3, the horizontally adjacent M
-CEL4 is arranged line-symmetrically with M and -CEL3.

そして、この基本ゾロツクが縦41′・λに連続して配
列されて、1つのM −A Ft Yを11・−成して
いる。すなわち、第21図に示すように、基本ブロック
は横方向に16個、覧縦方向に互いに阿シ合う基本ブロ
ックの四部と凸部がはさみ適寸わるような形態で64個
配列されている。
These basic blocks are successively arranged vertically in a length of 41'·λ to form one M-A Ft Y of 11·-. That is, as shown in FIG. 21, 16 basic blocks are arranged in the horizontal direction, and 64 basic blocks are arranged in the vertical direction in such a manner that the four parts of the basic blocks and the convex parts that fit each other are sandwiched and are appropriately spaced.

M−ARY内の両側には第20図にボした接地電位供給
線V88−Lが配列されている。才だ、M−A11 Y
外の両側には接地電位供給線VSS−Lに対して平行に
第三層目の導体層より成る電源電圧供給線■3、。−L
 I N Eが配列されている。この電源電圧供給線■
cc−LINEは接続点N。において、第20図に示し
た電源電圧供給線■cC−Lに接続されている。
Ground potential supply lines V88-L, shown in FIG. 20, are arranged on both sides of M-ARY. You're talented, M-A11 Y
On both sides of the outside are power supply voltage supply lines 3, which are made of a third conductor layer and run parallel to the ground potential supply line VSS-L. -L
INEs are arranged. This power supply voltage supply line■
cc-LINE is connection point N. , it is connected to the power supply voltage supply line ■cC-L shown in FIG.

以上説明した本発明の実施例に従う5−RAMのメモリ
セルにおいては、第22図に示した記憶容量C8の一部
を形成する記憶ノードとしでのMISFETQz  、
Q4 (Ql  、Qs )のN1型ドレインおよびソ
ース領域2G、13.27下に、これらの領域の深さよ
りわずかに深い位置に、不純物濃度の高いピーク領域9
P(P+型領域)をもつようにイオンインブランl−8
49が形成される。
In the 5-RAM memory cell according to the embodiment of the present invention described above, MISFETQz, which serves as a storage node forming a part of the storage capacitor C8 shown in FIG.
A peak region 9 with high impurity concentration is located below the N1 type drain and source region 2G, 13.27 of Q4 (Ql, Qs) at a position slightly deeper than the depth of these regions.
Ion inburan l-8 to have P (P+ type region)
49 is formed.

従って、P型ウェル3よυ不純物濃度の高いピーク領域
9Pによって、記憶ノードとしてのN−l−型領域26
.13.27と、P型ウェル3が基板1と形成するPN
接合部との間に、高不純物濃度領域9Pによるポテンシ
ャルバリアを形成するととができる。このポテンシャル
バリアがα線によって発生した電子の記憶ノードへの拡
散を防止せしめる。
Therefore, due to the peak region 9P having a high υ impurity concentration as compared to the P-type well 3, the N-l-type region 26 serves as a storage node.
.. 13.27 and the PN that the P-type well 3 forms with the substrate 1.
A potential barrier can be formed between the high impurity concentration region 9P and the junction. This potential barrier prevents electrons generated by α rays from diffusing into the storage node.

しかも、この時、高不純物濃度領域を、厚いフィールド
絶縁[8によって取囲れたメモリセルのMIspli、
’i’形成領域(XI領領域の底部全体を彷うように形
成するか、あるいdl、後述するように少なくとも記憶
ノードとしで作用するN 型領域(第22図の記憶用キ
ャパシタC8f:47Ji成する領域)の底部を覆うよ
うに形成することによって、α線によって発生した電子
がメモリセルを構成するMISI”ET部のソースおよ
びドレイン部(記憶ノード)に到達する割合を著しく低
減できる。
Moreover, at this time, the MIspli of the memory cell surrounded by the thick field insulation [8]
'i' formation region (formed so as to cover the entire bottom of the By forming the layer so as to cover the bottom of the region (forming region), it is possible to significantly reduce the rate at which electrons generated by α rays reach the source and drain portions (storage nodes) of the MISI"ET portion constituting the memory cell.

もちろん、本発明においては、P型つェル内にメモリセ
ルが形成されるので、P型ウェル3と基板1とが形成す
るPN接合によるポテンシャルノぐリアによっても、α
線による電子のウェル内への流入を軽減せしめている。
Of course, in the present invention, since the memory cell is formed in the P-type well, α
This reduces the inflow of electrons into the well due to the rays.

さらに、本発明によれば、第22図に示した記憶用キャ
パシタC8の一部を構成しCいるN+型記憶ノード、ず
なわぢ、ソース、ドレイン領域26 、13 、27に
瞬接するP型ウェル領域は、イオンインブラント層9に
よって高不純物濃度にされるので、N′1゛型ソースお
よびドレイン領域が形成する記憶ノードのキャパシタの
容量値を増大させることができる。この容量値の増大に
よって、α線によるノイズ電荷に基づく悪影響をさらに
低減することができる。
Furthermore, according to the present invention, the P-type well is in instant contact with the N+-type storage node, source, and drain regions 26, 13, and 27 that constitute a part of the storage capacitor C8 shown in FIG. Since the region is made highly doped by the ion implant layer 9, the capacitance value of the storage node capacitor formed by the N'1' type source and drain regions can be increased. By increasing the capacitance value, it is possible to further reduce the adverse effects caused by noise charges caused by α rays.

なお、土ftL実施例ではフィールド絶縁膜形成後に、
不純物インブラント層9を形成する実施例を示したが、
M′T、9図で示す第一多結晶シリコン)Hによるゲー
ト電極14.16等の形成後に不純物・インブラント層
を形成してもよい。前者の力がtl:、いインブラント
が確保できる点で好゛まし7い。寸ノC1上記実施例で
はP型不純物インプフント層を形成する実施例を示した
が、N型不純物によるインブラント層を形成してもよく
、この用台も、上述したP型不純物によるインブラント
層と同様な効果を得ることができる。
In addition, in the soil ftL example, after the field insulating film is formed,
Although an example of forming the impurity implant layer 9 has been shown,
After forming the gate electrodes 14, 16, etc., using the first polycrystalline silicon shown in FIG. 9, an impurity/implant layer may be formed. The former power is preferable because it allows you to secure a good imbrandt. Dimension C1 The above embodiment shows an example in which a P-type impurity impurity layer is formed, but an N-type impurity implant layer may also be formed, and this stage also uses the above-mentioned P-type impurity implant layer. A similar effect can be obtained.

本発明に従う製造方法においては、α線防止領域として
作用する不純物インブラント層9の形成は、予め形成さ
れた、メモリセル形成領域を取囲む厚いフィールド絶縁
膜8をマスクとして行なわれるので、インブラント層形
成のだめの特別なマスク形成を必要としない。これは、
プロセスを単純化せしめる。
In the manufacturing method according to the present invention, the formation of the impurity implant layer 9 that acts as an α-ray prevention region is performed using the previously formed thick field insulating film 8 surrounding the memory cell formation region as a mask. No special mask formation is required for layer formation. this is,
Simplify the process.

さらに、本発明に従う製造方法においては、素子形成領
域を分離するだめの厚いフィールド酸化膜8を予め形成
しプこ後、α線防止用のイオン・インブラント層9を形
成するので、厚いフィールド酸化膜の形成の際に必要と
する長IIh間の熱処理上程を避けてイオンインブラン
ト層9が形成できる。
Furthermore, in the manufacturing method according to the present invention, the ion implant layer 9 for preventing alpha rays is formed after the thick field oxide film 8 is formed in advance to separate the element forming regions. The ion implant layer 9 can be formed while avoiding the heat treatment step for a length of IIh that is required during film formation.

従って、酸化熱処理工程Vこよるイオンインブラント層
のグロファイルの変形(再拡散)を防止することができ
、これによっで、充分なソフトニジ−防止効果を得るこ
とができると同時に、MiSFE Tの素子特性に与え
る悪影響を防止できる。
Therefore, it is possible to prevent the deformation (re-diffusion) of the ion implant layer's grofile due to the oxidation heat treatment step V, thereby obtaining a sufficient soft nigma prevention effect, and at the same time, it is possible to prevent MiSFE T. Adverse effects on device characteristics can be prevented.

上述した実施例に」、・いては、メモリセルの素子形成
領域部XI全全血不純物インブラント)Kiを形成した
が−この場合、スイッチング速ム[等の面からホトレジ
マスクを使用して周辺回路やノータ線などの関係ないノ
ードに無差別に不純物6・打込線ないように配慮するこ
とが好ましい。これを第23図に基づいて説明する。第
23図はα線によるソフトエラーの発生を防止した本発
明S−1尤A、M装置の変形例における断面を簡略しで
示したものである。第23図に示すように、記憶ノード
として作用するN1型領域26,13.27の領域底部
を覆うように選択的にイオンインブラント領域9を形成
できる。これによシデータ線などの記憶ノードに関係な
いノードに不純物を打込むことに回避することができる
。すなわち、前記tfJ、22図゛C示したM−CEL
の回路図において、駆動用MISFETQ2 とトラン
スミッションゲート用MIS F E T Q 4 と
を接続する記憶ノードN、に対してのみにイオン打込み
して関係ないノードにイオン打込みすることを回避する
のが好捷しい。ただN・。
In the above-mentioned embodiment, the whole blood impurity implant Ki was formed in the element forming region XI of the memory cell. It is preferable to take care not to indiscriminately inject impurities 6 and implant wires into unrelated nodes such as wires and node wires. This will be explained based on FIG. 23. FIG. 23 is a simplified cross-sectional view of a modified example of the S-1 A, M device of the present invention which prevents the occurrence of soft errors due to alpha rays. As shown in FIG. 23, the ion implant region 9 can be selectively formed to cover the bottom of the N1 type region 26, 13, 27 which acts as a storage node. This makes it possible to avoid implanting impurities into nodes unrelated to storage nodes, such as data lines. That is, the above tfJ, M-CEL shown in Figure 22C
In the circuit diagram, it is preferable to implant ions only into the storage node N that connects the drive MISFET Q2 and the transmission gate MISFET Q4 to avoid implanting ions into unrelated nodes. Yes. Just N.

し、マスク合せの容易性やV、制御の安定のため近接す
るノードの一部にイオン打込みすることはさしつかえな
い。
However, for ease of mask alignment and stability of V and control, ions may be implanted into a portion of adjacent nodes.

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

図面は本発明の丈hf[j例を示し、第1図〜第16図
は本発明5−RAM装置の製造フロセスをボす各工程の
断面図、 第17図は第4図に/Jりすメモリセルの平面図、第1
8図は第11図に示すメモリセルの平面図、第19図は
第16図に示すメモリセルの平面図、第20図はメモリ
セルの略式的役し・イアウドパターン図、 第21図は第20図に対応するメ七リアレイのレイアウ
トパターン図、 第22図はメモリセルの等価回路ト1、第23図は本発
明の他の実施例を示す断面図である。 8・フィールド絶縁膜、25〜28・・N″領域9・・
不純物インブラント層。 代理人 弁理士  薄 1)利r幸lへル、は  、 
 ・ヤ i;:’j’ ン(1)  t’、  !”4 ε)\ 1 71”(1 第1;・< I’+q 、XJL (合  1   () 1ツI X/々 第221”’1 づ 第2;3図 1   りp(Pす
The drawings show an example of the length hf[j of the present invention, FIGS. Plan view of memory cell, 1st
8 is a plan view of the memory cell shown in FIG. 11, FIG. 19 is a plan view of the memory cell shown in FIG. 16, FIG. 20 is a schematic diagram of the memory cell, and FIG. FIG. 20 is a layout pattern diagram of a memory array corresponding to FIG. 20, FIG. 22 is an equivalent circuit diagram 1 of a memory cell, and FIG. 23 is a sectional view showing another embodiment of the present invention. 8.Field insulating film, 25-28...N'' region 9...
Impurity implant layer. Agent Patent Attorney Susuki 1) Toriyuki, ha, ha,
・Ya;:'j' N (1) t', ! "4 ε) \ 1 71" (1 1st;・<I'+q , XJL (combined 1 () 1 I

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 メモリセルの記1意ノードの半嗜体領域下部に、該
半導体領域の底面を扱うように1)型又はN型不純物イ
ンブラント層を形11ν、I2て成ることを特徴とする
半導体記憶装置。 2、メモリセルの記憶ノードの半導体領域F部に、フィ
ールド絶縁膜の少なくとも一部をマスクどしてP型又は
N型不純物をイオン打込みすることを管機とする半導体
記憶装置の製造方法。
[Scope of Claims] 1) A type or N type impurity implant layer is formed under the semicircular region of the first node of the memory cell so as to treat the bottom surface of the semiconductor region. Characteristic semiconductor memory device. 2. A method for manufacturing a semiconductor memory device, which includes ion-implanting P-type or N-type impurities into a semiconductor region F of a storage node of a memory cell by masking at least a portion of a field insulating film.
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