JPS60239052A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPS60239052A JPS60239052A JP59094441A JP9444184A JPS60239052A JP S60239052 A JPS60239052 A JP S60239052A JP 59094441 A JP59094441 A JP 59094441A JP 9444184 A JP9444184 A JP 9444184A JP S60239052 A JPS60239052 A JP S60239052A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- insulating film
- flop
- flip
- misfet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B10/00—Static random access memory [SRAM] devices
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野]
本発明は、半導体集積回路装置に適用して有効な技術に
関するものであり、特に、スタティク型ランダムアクセ
スメモリを備えた半導体集積回路装置(以下、SRAM
という)に適用して有効な技術に関するものである。
関するものであり、特に、スタティク型ランダムアクセ
スメモリを備えた半導体集積回路装置(以下、SRAM
という)に適用して有効な技術に関するものである。
[背景技術]
SRAMは、高集積化の傾向にある。そこで。
2個の高抵抗負荷素子と4個の絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ(以下、MISFETという)とによって構
成されるメモリセルを有するSRAMにおいて、MIS
FET上部に高抵抗負荷素子を配置し、その集積度を向
上することが知られている( I S S CCDig
、 Tech、 Papers、1980.PP232
〜233)。
ランジスタ(以下、MISFETという)とによって構
成されるメモリセルを有するSRAMにおいて、MIS
FET上部に高抵抗負荷素子を配置し、その集積度を向
上することが知られている( I S S CCDig
、 Tech、 Papers、1980.PP232
〜233)。
しかしながら、本発明者の検討の結果、かかる技術では
、メモリセルの面積を縮小できないために、1[Mbi
t1等大容量のSRAMを得ることが極めて困難である
という問題点を見出した。
、メモリセルの面積を縮小できないために、1[Mbi
t1等大容量のSRAMを得ることが極めて困難である
という問題点を見出した。
[発明の目的]
本発明の目的は、半導体集積回路装置の集積度を向上す
ることが可能な技術手段を提供することにある。
ることが可能な技術手段を提供することにある。
本発明の他目的は、SRAMの集積度を向上することが
可能な技術手段を提供することにある。
可能な技術手段を提供することにある。
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によって明らかになるであ
ろう。
明細書の記述および添付図面によって明らかになるであ
ろう。
[発明の概要]
本願において開示される発明のうち5代表的なものの概
要を簡単に説明すれば下記のとおりである。
要を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、高抵抗負荷素子とM I S FETとによ
って構成されるメモリセルを有するSRAMにおいて、
前記高抵抗負荷素子とフリップフロップを構成する前記
MISFETとを半導体基板に設けた細孔に埋込むこと
により、メモリセルに要する面積を縮小することができ
るという作用で、その集積度を向上することができる。
って構成されるメモリセルを有するSRAMにおいて、
前記高抵抗負荷素子とフリップフロップを構成する前記
MISFETとを半導体基板に設けた細孔に埋込むこと
により、メモリセルに要する面積を縮小することができ
るという作用で、その集積度を向上することができる。
以下、本発明の構成について、実施例とともに説明する
。
。
本実施例は、SRAMを用いて、その説明をする。
[実施例■]
第1図は、本発明の実施例■を説明するためのSRAM
のメモリセルを示す等価回路図である。
のメモリセルを示す等価回路図である。
なお、全回において、同一機能を有するものは、同一符
号を付け、そのくり返えしの説明は省略する。
号を付け、そのくり返えしの説明は省略する。
一−
第1図において、WLは行方向に延在して設けられたワ
ード線(以下、ワード線の延在する方向を行方向という
)であり、後述するスイッチング素子を制御するための
ものである。DL、DLは列方向に延在して設けられた
データ線であり、後述するメモリセルに情報となる電荷
を伝達するためのもである。Ql、Q2は一端が後述す
る高抵抗負荷素子を介して電源端子vccに接続され他
端が電源端子V s sに接続されたMTSFET、R
I、 R2は高抵抗負荷素子であり、情報を蓄積するメ
モリセルのフリップフロップを構成するためのものであ
る。Q 8 IHQ s 2は一端がデータ線Dr−、
i〒工に接続され他端が前記フリップフロップの一対の
入出力端子に接続されワード線WLによって制御される
MISFETであり、メモリセルのスイッチング素子を
構成するためのものである。SRAMのメモリセルは、
一対の入出力端子を有するフリップフロップとスイッチ
ング素子とによって構成されており、ワード線WLとデ
ータ線DL、DIとの所定交差部に複数配置されて4− 設けられている。
ード線(以下、ワード線の延在する方向を行方向という
)であり、後述するスイッチング素子を制御するための
ものである。DL、DLは列方向に延在して設けられた
データ線であり、後述するメモリセルに情報となる電荷
を伝達するためのもである。Ql、Q2は一端が後述す
る高抵抗負荷素子を介して電源端子vccに接続され他
端が電源端子V s sに接続されたMTSFET、R
I、 R2は高抵抗負荷素子であり、情報を蓄積するメ
モリセルのフリップフロップを構成するためのものであ
る。Q 8 IHQ s 2は一端がデータ線Dr−、
i〒工に接続され他端が前記フリップフロップの一対の
入出力端子に接続されワード線WLによって制御される
MISFETであり、メモリセルのスイッチング素子を
構成するためのものである。SRAMのメモリセルは、
一対の入出力端子を有するフリップフロップとスイッチ
ング素子とによって構成されており、ワード線WLとデ
ータ線DL、DIとの所定交差部に複数配置されて4− 設けられている。
次に、本実施例の具体的な構成について説明する。
第2図(A)は、本発明の実施例Iを説明するためのS
RAMのメモリセルを示す要部平面図、第2図(B)は
、第2図(A)のnB−11B切断線における断面図で
ある。なお、その図面を見易くするために、各導電層間
に設けられるべき層間絶縁層は図示しない。
RAMのメモリセルを示す要部平面図、第2図(B)は
、第2図(A)のnB−11B切断線における断面図で
ある。なお、その図面を見易くするために、各導電層間
に設けられるべき層間絶縁層は図示しない。
第2図(A)および第2図(B)において、1はn+型
シリコン半導体基板である。この半導体基板1には、た
とえば+5[v]の電源電圧(Vcc電圧)が接続され
るようになっている。2は半導体基板1上部に積層して
設けられたP型のエピタキシャル層であり、寄生MIS
FETによる不要なリーク現象を防止するためのもので
ある。
シリコン半導体基板である。この半導体基板1には、た
とえば+5[v]の電源電圧(Vcc電圧)が接続され
るようになっている。2は半導体基板1上部に積層して
設けられたP型のエピタキシャル層であり、寄生MIS
FETによる不要なリーク現象を防止するためのもので
ある。
3はエピタキシャル層2上部に積層して設けられたp−
型のエピタキシャル層であり、主として、MISFET
等の半導体素子を構成するためのものである。なお、実
質的な半導体基板(半導体基体)は、半導体基板1、エ
ピタキシャル層2およびエピタキシャル層3とによって
構成される。4は所定方向に延在してエピタキシャル層
2とエピタキシャル層3との介在部に設けられたn+型
の埋込層である。この埋込層4には、たとえば0[V]
の電圧すなわちICの基準電圧としての■ss電圧が接
続されるようになっている。5は半導体素子形成領域間
のエピタキシャル層3の主面部に設けられたフィールド
絶縁膜であり、半導体素子間を電気的に分離するための
ものである。6は半導体素子形成領域のエピタキシャル
層3主面からその内部方向に延在して設けられた細孔ま
たは溝(moat)であり、フリッププロップを構成す
るM T S FETと高抵抗負荷素子とを埋込み、メ
モリセルの集積度を向上するためのものである。
型のエピタキシャル層であり、主として、MISFET
等の半導体素子を構成するためのものである。なお、実
質的な半導体基板(半導体基体)は、半導体基板1、エ
ピタキシャル層2およびエピタキシャル層3とによって
構成される。4は所定方向に延在してエピタキシャル層
2とエピタキシャル層3との介在部に設けられたn+型
の埋込層である。この埋込層4には、たとえば0[V]
の電圧すなわちICの基準電圧としての■ss電圧が接
続されるようになっている。5は半導体素子形成領域間
のエピタキシャル層3の主面部に設けられたフィールド
絶縁膜であり、半導体素子間を電気的に分離するための
ものである。6は半導体素子形成領域のエピタキシャル
層3主面からその内部方向に延在して設けられた細孔ま
たは溝(moat)であり、フリッププロップを構成す
るM T S FETと高抵抗負荷素子とを埋込み、メ
モリセルの集積度を向上するためのものである。
この細孔6は、その底部がn+型の半導体基板1主面部
に達するように設けてもよい。7は細孔6内部のエピタ
キシャル層2.3主面上部に設けられた絶縁膜であり、
主として、MISFETのゲート絶縁膜を構成するため
のものである。8は絶縁膜7の」二部に設けられた導電
層であり、MISFETのグー1〜電極を構成するため
のものである。
に達するように設けてもよい。7は細孔6内部のエピタ
キシャル層2.3主面上部に設けられた絶縁膜であり、
主として、MISFETのゲート絶縁膜を構成するため
のものである。8は絶縁膜7の」二部に設けられた導電
層であり、MISFETのグー1〜電極を構成するため
のものである。
9は導電層8を覆うように設けられた絶縁膜であり、導
電層8と後述する高抵抗負荷素子とを電気的に分離する
ためのものである。10は細孔6底部に半導体基板1と
電気的に接続されて設けられたn+型の半導体領域であ
り、高抵抗負荷素子と半導体基板1とを電気的に接続す
るためのものである。11は絶縁膜9に囲まれて細孔6
内部に埋込ように設けられた領域であり、高抵抗負荷素
子を構成するためのものである。12は半導体素子形成
領域のエピタキシャル層3の主面」二部に設けられた絶
縁膜であり、主として、M I S FETのグー1〜
絶縁膜を構成するためのものである。13は絶縁膜12
の所定部を選択的に除去して設けられた開口部であり、
後述する導電層と半導体領域とを電気的に接続するため
のものである。14は一端が導電層8.11と他端が開
口部13を介して後述する半導体領域と電気的に接続さ
れてフィールド絶縁膜5および絶縁膜12上部に設けら
れた導電層であり、そ7− れらを電気的に接続するためのものである。15は半導
体素子形成領域の所定の絶縁膜12上部に設けられた導
電層であり、MISFETのゲート電極を構成するため
のものである。16は行方向の導電層I5と一体化され
フィールド絶縁膜5上部を延在して設けられた導電層で
あり、ワードawLを構成するためのものである。17
は導電層8,14,1.5側部のエピタキシャル層3主
面部に設けられたn+型の半導体領域であり、ソース領
域またはドレイン領域として使用されるもので9Ml5
FETを構成するためのものである。メモリセルのフリ
ップフロップのM I S F E T Q t *
Q 2は、主として、エピタキシャル層3.絶縁膜7.
導電層8゜埋込層4および半導体領域17によって構成
されている。メモリセルのスイッチング素子となるMI
S F E T Q s + y Q S 2は、エピ
タキシャル層3゜絶縁膜12.導電層15および半導体
領域17によって構成されている。1Bは半導体素子を
覆うように設けられた絶縁膜であり、その上部に設けら
れる導電層との電気的な分離をするためのものである。
電層8と後述する高抵抗負荷素子とを電気的に分離する
ためのものである。10は細孔6底部に半導体基板1と
電気的に接続されて設けられたn+型の半導体領域であ
り、高抵抗負荷素子と半導体基板1とを電気的に接続す
るためのものである。11は絶縁膜9に囲まれて細孔6
内部に埋込ように設けられた領域であり、高抵抗負荷素
子を構成するためのものである。12は半導体素子形成
領域のエピタキシャル層3の主面」二部に設けられた絶
縁膜であり、主として、M I S FETのグー1〜
絶縁膜を構成するためのものである。13は絶縁膜12
の所定部を選択的に除去して設けられた開口部であり、
後述する導電層と半導体領域とを電気的に接続するため
のものである。14は一端が導電層8.11と他端が開
口部13を介して後述する半導体領域と電気的に接続さ
れてフィールド絶縁膜5および絶縁膜12上部に設けら
れた導電層であり、そ7− れらを電気的に接続するためのものである。15は半導
体素子形成領域の所定の絶縁膜12上部に設けられた導
電層であり、MISFETのゲート電極を構成するため
のものである。16は行方向の導電層I5と一体化され
フィールド絶縁膜5上部を延在して設けられた導電層で
あり、ワードawLを構成するためのものである。17
は導電層8,14,1.5側部のエピタキシャル層3主
面部に設けられたn+型の半導体領域であり、ソース領
域またはドレイン領域として使用されるもので9Ml5
FETを構成するためのものである。メモリセルのフリ
ップフロップのM I S F E T Q t *
Q 2は、主として、エピタキシャル層3.絶縁膜7.
導電層8゜埋込層4および半導体領域17によって構成
されている。メモリセルのスイッチング素子となるMI
S F E T Q s + y Q S 2は、エピ
タキシャル層3゜絶縁膜12.導電層15および半導体
領域17によって構成されている。1Bは半導体素子を
覆うように設けられた絶縁膜であり、その上部に設けら
れる導電層との電気的な分離をするためのものである。
8−
19は半導体領域の所定上部の絶縁膜12.18を選択
的に除去して設けられた接続孔であり、絶縁膜18上部
に設けられる導電層との電気的に接続するためのもので
ある。20は一端が接続孔19を介して半導体領域17
と電気的に接続され他端が絶縁膜18」二部を列方向に
延在して設けられた導電層であり、データ線DL、DL
を構成するためのものである。
的に除去して設けられた接続孔であり、絶縁膜18上部
に設けられる導電層との電気的に接続するためのもので
ある。20は一端が接続孔19を介して半導体領域17
と電気的に接続され他端が絶縁膜18」二部を列方向に
延在して設けられた導電層であり、データ線DL、DL
を構成するためのものである。
次に、本実施例の具体的な製造方法について説明する。
第3図(A)乃至第3図(F)は、本発明の一実施例の
製造方法を説明するための各製造工程におけるSRAM
のメモリセルの要部断面図である。
製造方法を説明するための各製造工程におけるSRAM
のメモリセルの要部断面図である。
まず、単結晶シリコンからなるn+型の半導体基板1を
用意する。これは、例えば、不純物としてのリンを10
” 〜10” [atms/cn?]程度有するものを
用いればよい。そして、半導体基板1上部にP型のエピ
タキシャル層2を成長させる。これは、例えば、不純物
としてのボロンを1016〜1017[aシms/c+
#]程度有していればよい。次に、埋込層形成領域のエ
ピタキシャル層2主面部にn型の不純物を選択的に導入
する。そして、エピタキシャル層2主面上部にP−型の
エピタキシャル層3を成長させ、略同一工程で、前記導
入された不純物によりn+型の埋込層4を形成する。前
記エピタキシャル層3は、例えば、10” [atms
/cn?]程度のボロンを不純物として有し、前記埋込
層4は、10” 〜10” [at、ms/cnf]程
度のアンチモンを不純物として有していればよい。この
後、第3図(A)に示すように、エピタキシャル層3主
面上部に絶縁膜12Aを形成する。この絶縁膜12Aを
マスクとして半導体素子形成領域間のエピタキシャル層
3主面上部にその熱酸化によりフィールド絶縁膜5を選
択的に形成する。絶縁膜L2Aは、例えば、数百オング
ストロームの薄い酸化シリコン膜と、その」二部に耐熱
処理マスクとなる窒化シリコン膜と、さらにその上部に
エツチング用マスクとなる数千オングストロームの厚い
酸化シリコン膜とによって構成すればよい。
用意する。これは、例えば、不純物としてのリンを10
” 〜10” [atms/cn?]程度有するものを
用いればよい。そして、半導体基板1上部にP型のエピ
タキシャル層2を成長させる。これは、例えば、不純物
としてのボロンを1016〜1017[aシms/c+
#]程度有していればよい。次に、埋込層形成領域のエ
ピタキシャル層2主面部にn型の不純物を選択的に導入
する。そして、エピタキシャル層2主面上部にP−型の
エピタキシャル層3を成長させ、略同一工程で、前記導
入された不純物によりn+型の埋込層4を形成する。前
記エピタキシャル層3は、例えば、10” [atms
/cn?]程度のボロンを不純物として有し、前記埋込
層4は、10” 〜10” [at、ms/cnf]程
度のアンチモンを不純物として有していればよい。この
後、第3図(A)に示すように、エピタキシャル層3主
面上部に絶縁膜12Aを形成する。この絶縁膜12Aを
マスクとして半導体素子形成領域間のエピタキシャル層
3主面上部にその熱酸化によりフィールド絶縁膜5を選
択的に形成する。絶縁膜L2Aは、例えば、数百オング
ストロームの薄い酸化シリコン膜と、その」二部に耐熱
処理マスクとなる窒化シリコン膜と、さらにその上部に
エツチング用マスクとなる数千オングストロームの厚い
酸化シリコン膜とによって構成すればよい。
第3図(A)に示す工程の後に、第3図(B)に示すよ
うに、少なくとも、MISFETのゲート電極およびワ
ード線WLとなる導電層形成領域以外の絶縁膜12Aを
介したエピタキシャル層3主面部にn+型の半導体領域
17Δを選択的に形成する。これは、例えば、イオン注
入 技術によって形成すればよい。
うに、少なくとも、MISFETのゲート電極およびワ
ード線WLとなる導電層形成領域以外の絶縁膜12Aを
介したエピタキシャル層3主面部にn+型の半導体領域
17Δを選択的に形成する。これは、例えば、イオン注
入 技術によって形成すればよい。
第3図(B)に示す工程の後に、第3図(C)に示すよ
うに、実質的な半導体基板の所定主面部に細孔6を形成
する。これは、例えば、絶縁膜12Aの数千オングスト
ロームの厚い酸化シリコン膜を用いる。すなわち、細孔
を設けるべき領域を選択的に除去した厚い酸化シリコン
膜をマスクとして異方性エツチングによって形成し、そ
の幅寸法を1.0−]、、5 [tt m1程度、その
深さを4.0〜6.0 [μm]程度にすればよい。
うに、実質的な半導体基板の所定主面部に細孔6を形成
する。これは、例えば、絶縁膜12Aの数千オングスト
ロームの厚い酸化シリコン膜を用いる。すなわち、細孔
を設けるべき領域を選択的に除去した厚い酸化シリコン
膜をマスクとして異方性エツチングによって形成し、そ
の幅寸法を1.0−]、、5 [tt m1程度、その
深さを4.0〜6.0 [μm]程度にすればよい。
第3図(C)に示す工程の後に、細孔6内側部の露出し
たエピタキシャル層2.3表面に絶縁膜7を選択的に形
成する。これは5絶縁膜1.2Aの主として窒化シリコ
ン膜をマスクとして用い、熱酸化技術によって形成する
。また、CVD法によって被着してもよい。半導体基体
上全面に数千オン11− ゲストロームの多結晶シリコン層を形成し、これにリン
を導入して低抵抗化する。この後、異方性エツチングを
施し、第3図(D)に示すように、導電層8を形成する
。
たエピタキシャル層2.3表面に絶縁膜7を選択的に形
成する。これは5絶縁膜1.2Aの主として窒化シリコ
ン膜をマスクとして用い、熱酸化技術によって形成する
。また、CVD法によって被着してもよい。半導体基体
上全面に数千オン11− ゲストロームの多結晶シリコン層を形成し、これにリン
を導入して低抵抗化する。この後、異方性エツチングを
施し、第3図(D)に示すように、導電層8を形成する
。
第3図(D)に示す工程の後に、導電層8を覆う絶縁膜
9を形成する。これは、絶縁膜12Aの主として、窒化
シリコン膜を用い、熱酸化技術によって形成する。さら
に、前記窒化シリコン膜をエツチング用マスクとして用
い、絶縁膜7,9の一部を選択的に除去し、特に、細孔
6の底部のエピタキシャル層2の表面を選択的に露出さ
せる。そして、絶縁膜12A、9以外の露出したエピタ
キシャル層2(半導体基体)および導電層に前記窒化シ
リコン膜をマスクとして選択的に不純物を導入する。特
に、細孔6底部にn+型の半導体領域10を選択的に形
成する。これは、例えば、10111〜10” [at
ms/ cn? 1程度のヒ素イオンを不純物として有
するように、熱拡散技術またはイオン注入技術によって
形成すればよい。この後、不純物を導入していない多結
晶シリコン層を半導体基体上12− 全面に細孔6が埋まるように厚く形成する。この多結晶
シリコン層をエツチングすることによって、第3図(E
)に示すように、高抵抗負荷素子Rとなる領域11を形
成する。なお、領域11は低濃度の不純物を含んでいて
もよい。
9を形成する。これは、絶縁膜12Aの主として、窒化
シリコン膜を用い、熱酸化技術によって形成する。さら
に、前記窒化シリコン膜をエツチング用マスクとして用
い、絶縁膜7,9の一部を選択的に除去し、特に、細孔
6の底部のエピタキシャル層2の表面を選択的に露出さ
せる。そして、絶縁膜12A、9以外の露出したエピタ
キシャル層2(半導体基体)および導電層に前記窒化シ
リコン膜をマスクとして選択的に不純物を導入する。特
に、細孔6底部にn+型の半導体領域10を選択的に形
成する。これは、例えば、10111〜10” [at
ms/ cn? 1程度のヒ素イオンを不純物として有
するように、熱拡散技術またはイオン注入技術によって
形成すればよい。この後、不純物を導入していない多結
晶シリコン層を半導体基体上12− 全面に細孔6が埋まるように厚く形成する。この多結晶
シリコン層をエツチングすることによって、第3図(E
)に示すように、高抵抗負荷素子Rとなる領域11を形
成する。なお、領域11は低濃度の不純物を含んでいて
もよい。
第3図(E)に示す工程の後、絶縁膜12Aを除去し、
該絶縁膜1.2Aが除去された部分に絶縁膜12を選択
的に形成する。そして、細孔6」二部および半導体領域
17Aの所定上部の絶縁膜12を選択的に除去し、開口
部13を形成する。この後、多結晶シリコン層を形成し
、リンを導入して低抵抗化する。
該絶縁膜1.2Aが除去された部分に絶縁膜12を選択
的に形成する。そして、細孔6」二部および半導体領域
17Aの所定上部の絶縁膜12を選択的に除去し、開口
部13を形成する。この後、多結晶シリコン層を形成し
、リンを導入して低抵抗化する。
そして、前記多結晶シリコン層をパターンニングし、導
電層14.ゲート電極およびワード線WLとなる導電層
15,1.6を形成する。この後、第3図(F)に示す
ように、導電層14.15.16およびフィールド絶縁
膜を耐不純物導入のためのマスクとして用い、エピタキ
シャル層3主面部にn+型の半導体領域17を形成する
。これは、イオン注入技術によって形成すればよい。
電層14.ゲート電極およびワード線WLとなる導電層
15,1.6を形成する。この後、第3図(F)に示す
ように、導電層14.15.16およびフィールド絶縁
膜を耐不純物導入のためのマスクとして用い、エピタキ
シャル層3主面部にn+型の半導体領域17を形成する
。これは、イオン注入技術によって形成すればよい。
第3図(F)に示す工程の後、全面に絶縁膜18を形成
し、所定部分の絶縁膜12.18を選択的に除去し、接
続孔19を形成する。そして、前記第2図(A)、(B
)に示すように、データ線DL、σTとなる導電層20
を形成する。これは、例えば、アルミニウム層を用いれ
ばよい。
し、所定部分の絶縁膜12.18を選択的に除去し、接
続孔19を形成する。そして、前記第2図(A)、(B
)に示すように、データ線DL、σTとなる導電層20
を形成する。これは、例えば、アルミニウム層を用いれ
ばよい。
これら、一連の製造工程によって本実施例の半導体集積
回路装置は完成する。
回路装置は完成する。
また、前記高抵抗負荷素子Rとなる導電層11゜導電層
14.ゲート電極となる導電層15およびワード線WL
となる導電層16は、同一製造工程によって形成し、高
抵抗負荷素子Rとなるべき部分以外の導電層に選択的に
リンを導入して形成してもよい。
14.ゲート電極となる導電層15およびワード線WL
となる導電層16は、同一製造工程によって形成し、高
抵抗負荷素子Rとなるべき部分以外の導電層に選択的に
リンを導入して形成してもよい。
このようにして形成されたメモリセルを用いてメモリセ
ルアレイを構成すると、第4図に示すようになる。
ルアレイを構成すると、第4図に示すようになる。
第4図(A)、(B)は、本発明の実施例Iを説明する
ためのSRAMのメモリセルアレイを示す要部平面図で
ある。なお、第4図(A)、(B)において、その図面
を見易くするために、各導電層間に設けられるべき肋間
絶縁膜は図示しない。
ためのSRAMのメモリセルアレイを示す要部平面図で
ある。なお、第4図(A)、(B)において、その図面
を見易くするために、各導電層間に設けられるべき肋間
絶縁膜は図示しない。
第4図(A)はデータ線DL、DLと各メモリセルとが
個別に接続される例である。第4図(B)は2つのメモ
リセルに対して夫々1本のデータ線DL、DLを接続し
た例である。第4図(B)の例によれば、コンタクトホ
ールの数およびデータ線に接続されるn+型領領域17
面積を、第4図(A)の例に比べ約2/1にできる。し
たがって、さらにSRAMの集積度を向上できる。
個別に接続される例である。第4図(B)は2つのメモ
リセルに対して夫々1本のデータ線DL、DLを接続し
た例である。第4図(B)の例によれば、コンタクトホ
ールの数およびデータ線に接続されるn+型領領域17
面積を、第4図(A)の例に比べ約2/1にできる。し
たがって、さらにSRAMの集積度を向上できる。
本実施例によれば、ブリップフロップを構成するMIS
FETと高抵抗負荷素子とを、半導体基板に設けられた
細孔に埋込むことによって、メモリセルの面積を縮小し
、SRAMの集積度を向上することができる。
FETと高抵抗負荷素子とを、半導体基板に設けられた
細孔に埋込むことによって、メモリセルの面積を縮小し
、SRAMの集積度を向上することができる。
[実施例■]
次に、本発明の実施例■を説明する。本実施例は、フリ
ップフロップを構成するMISFETと高抵抗負荷素子
とを細孔に埋込んだ他の例を示すものである。
ップフロップを構成するMISFETと高抵抗負荷素子
とを細孔に埋込んだ他の例を示すものである。
第5図(A)は、本発明の実施例■を説明する15−
ためのSRAMのメモリセルを示す要部平面図であり、
第5図CB)は、第5図(A)のVB−VB切断線にお
ける断面図である。なお、第5図(A)は、その図面を
見易くするために、各導電層間に設けられるべき層間絶
縁膜は図示しない。
第5図CB)は、第5図(A)のVB−VB切断線にお
ける断面図である。なお、第5図(A)は、その図面を
見易くするために、各導電層間に設けられるべき層間絶
縁膜は図示しない。
第5図(A)および第5図(B)において、7Aは細孔
6内部のエピタキシャル層2主面上部に設けられた前記
絶縁膜7よりも厚い膜厚を有する絶縁膜であり、寄生M
I S FETによるリーク現象を防止するためのも
のである。
6内部のエピタキシャル層2主面上部に設けられた前記
絶縁膜7よりも厚い膜厚を有する絶縁膜であり、寄生M
I S FETによるリーク現象を防止するためのも
のである。
この具体的な製造方法は、細孔6の形成の後に絶縁膜7
Aを全面に形成し、異方性のドライエツチングによって
不要な絶縁膜7Aを除去し、さらに、高抵抗負荷素子R
を形成すべき以外の絶縁膜7Aを選択的に除去する。そ
して、細孔6内部のエピタキシャル層3主面上部に絶縁
膜7を形成する。この後、MISFETのゲート電極と
なる導電層8および高抵抗負荷素子Rとなる領域11を
形成すればよい。
Aを全面に形成し、異方性のドライエツチングによって
不要な絶縁膜7Aを除去し、さらに、高抵抗負荷素子R
を形成すべき以外の絶縁膜7Aを選択的に除去する。そ
して、細孔6内部のエピタキシャル層3主面上部に絶縁
膜7を形成する。この後、MISFETのゲート電極と
なる導電層8および高抵抗負荷素子Rとなる領域11を
形成すればよい。
[実施例■コ
16−
次に、本発明の実施例■を説明する。本実施例は、フリ
ップフロップを構成するM T S FETと高抵抗負
荷素子とを細孔に埋込んだ他の例を示すものである。
ップフロップを構成するM T S FETと高抵抗負
荷素子とを細孔に埋込んだ他の例を示すものである。
第6図(A)は、本発明の実施例■を説明するためのS
RAMのメモリセルを示す要部平面図であり、第6図(
B)は、第6図(A)のVIB −VIB切断線におけ
る断面図である。なお、第6図(A)は、その図面を見
易くするために、各導電層間に設けられるべき層間絶縁
膜は図示しない。
RAMのメモリセルを示す要部平面図であり、第6図(
B)は、第6図(A)のVIB −VIB切断線におけ
る断面図である。なお、第6図(A)は、その図面を見
易くするために、各導電層間に設けられるべき層間絶縁
膜は図示しない。
本実施例は、前記実施例■と略同様であるので。
その説明は、省略する。
[実施例■]
次に、本発明の実施例■を説明する。本実施例は、フリ
ップフロップを構成するMISFETと高抵抗負荷素子
とを細孔に埋込み、該フリップフロップの上部にスイッ
チング素子を配置し、さらに、集積度を向上した例を示
すものである。
ップフロップを構成するMISFETと高抵抗負荷素子
とを細孔に埋込み、該フリップフロップの上部にスイッ
チング素子を配置し、さらに、集積度を向上した例を示
すものである。
第7図(A)は、本発明の実施例■を説明するためのS
RAMのメモリセルを示す要部平面図であり、第7図(
B)は、第7図(A)の■B−■B切断線における断面
図である。なお、第7図(A)において、その図面を見
易くするために、各導電層間に設けられるべき層間絶縁
膜は図示しない。
RAMのメモリセルを示す要部平面図であり、第7図(
B)は、第7図(A)の■B−■B切断線における断面
図である。なお、第7図(A)において、その図面を見
易くするために、各導電層間に設けられるべき層間絶縁
膜は図示しない。
第7図(A)および第7図(B)において、19Aは導
電層18を介した細孔6上部の絶縁膜18を選択的に除
去して設けられた接続孔であり、導電層14と後述する
スイッチング素子と電気的に接続するためのものである
。21は一端が接続孔19Aを介して導電層14と電気
的に接続され他端が絶縁膜18上部を延在して設けられ
た単結晶シリコンからなる半導体プレートであり、スイ
ッチング素子となるMISFET構成するためのもので
ある。これは、例えば、多結晶シリコンにレーザ技術を
施したものを用いればよい。12Bは、半導体プレート
21を覆うように設けられた絶縁膜であり、主として、
MISFETのゲート絶縁膜を構成するためのものであ
る。1.7Bは導電層15両側部の半導体プレートに設
けられたn+型の半導体領域であり、ソース領域または
ドレイン領域として使用されるもので、MISFETを
構成するためのものである。スイッチング素子となるM
ISFET構成+ 。
電層18を介した細孔6上部の絶縁膜18を選択的に除
去して設けられた接続孔であり、導電層14と後述する
スイッチング素子と電気的に接続するためのものである
。21は一端が接続孔19Aを介して導電層14と電気
的に接続され他端が絶縁膜18上部を延在して設けられ
た単結晶シリコンからなる半導体プレートであり、スイ
ッチング素子となるMISFET構成するためのもので
ある。これは、例えば、多結晶シリコンにレーザ技術を
施したものを用いればよい。12Bは、半導体プレート
21を覆うように設けられた絶縁膜であり、主として、
MISFETのゲート絶縁膜を構成するためのものであ
る。1.7Bは導電層15両側部の半導体プレートに設
けられたn+型の半導体領域であり、ソース領域または
ドレイン領域として使用されるもので、MISFETを
構成するためのものである。スイッチング素子となるM
ISFET構成+ 。
Q S 2は、半導体プレート21.導電層15.絶縁
膜12Bおよび一対の半導体領域17Bとによって構成
されている。18Aは半導体素子を覆うように設けられ
た絶縁膜であり、その上部に設けられる導電層との電気
的な分離をするためのものである。19Bは半導体領域
17B所定上部の絶縁膜1.2B、18Aを選択的に除
去して設けられた接続孔であり、絶縁膜18A上部に設
けられる導電層との電気的な接続をするためのものであ
る。
膜12Bおよび一対の半導体領域17Bとによって構成
されている。18Aは半導体素子を覆うように設けられ
た絶縁膜であり、その上部に設けられる導電層との電気
的な分離をするためのものである。19Bは半導体領域
17B所定上部の絶縁膜1.2B、18Aを選択的に除
去して設けられた接続孔であり、絶縁膜18A上部に設
けられる導電層との電気的な接続をするためのものであ
る。
本実施例によれば、フリップフロップを構成するMIS
FETと高抵抗負荷素子とを、半導体基板に設けられた
細孔に埋込むことによって、メモリセルの面積を縮小し
、さらに、該フリップフロップの上部にスイッチング素
子となるMISFETを配置することによってメモリセ
ルの面積を著しく縮小し、SRAMの集積度を向」ニす
ることができる。
FETと高抵抗負荷素子とを、半導体基板に設けられた
細孔に埋込むことによって、メモリセルの面積を縮小し
、さらに、該フリップフロップの上部にスイッチング素
子となるMISFETを配置することによってメモリセ
ルの面積を著しく縮小し、SRAMの集積度を向」ニす
ることができる。
一19=
なお、本実施例と前記実施例1、実施例■または前記実
施例■とを組合せてSRAMのメモリセルを構成しても
よいことは勿論である。
施例■とを組合せてSRAMのメモリセルを構成しても
よいことは勿論である。
また、前記実施例■乃至■のメモリセルの配置は、実施
例■の第4図(A)の如くくり返して配置されるが、第
4図(B)に示すように、隣接する2つのメモリセルで
1つのデータ線に接続するようにしてもよい。
例■の第4図(A)の如くくり返して配置されるが、第
4図(B)に示すように、隣接する2つのメモリセルで
1つのデータ線に接続するようにしてもよい。
[効果]
以上、本願によって開示された新規な技術手段によれば
、以下に述るような効果を得ことができる。
、以下に述るような効果を得ことができる。
(1)、フリップフロップを構成するM T S FE
Tと高抵抗負荷素子とを、半導体基板に設けられた細孔
に埋込むことによって、メモリセルの面積を縮小し、S
RAMの集積度を向」ニすることができる。
Tと高抵抗負荷素子とを、半導体基板に設けられた細孔
に埋込むことによって、メモリセルの面積を縮小し、S
RAMの集積度を向」ニすることができる。
(2)、フリップフロップを構成するM I S FE
Tと高抵抗負荷素子とを・、半導体基板に設けられた細
孔に埋込むことによって、メモリセルの面積を20− 縮小し、さらに、該フリップフロップの上部にスイッチ
ング素子となるMISFETを配置することによってメ
モリセルの面積を著しく縮小し、SRAMの集積度を向
上することができる。
Tと高抵抗負荷素子とを・、半導体基板に設けられた細
孔に埋込むことによって、メモリセルの面積を20− 縮小し、さらに、該フリップフロップの上部にスイッチ
ング素子となるMISFETを配置することによってメ
モリセルの面積を著しく縮小し、SRAMの集積度を向
上することができる。
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく
、その要旨を逸脱しない範囲において種種変形し得こと
は勿論である。
、その要旨を逸脱しない範囲において種種変形し得こと
は勿論である。
例えば、MISFETのゲート電極、ワード線等は、多
結晶シリコンからなる導電層によって構成したが、モリ
ブデン、タングステン、タンタル。
結晶シリコンからなる導電層によって構成したが、モリ
ブデン、タングステン、タンタル。
チタン等の高融点金属、又はこれら高融点金属とシリコ
ンとの化合物である高融点金属シリサイド層、又は多結
晶シリコン層とその上の高融点金属層あるいは高融点金
属シリサイド層とからなる2層構造によって構成しても
よい。
ンとの化合物である高融点金属シリサイド層、又は多結
晶シリコン層とその上の高融点金属層あるいは高融点金
属シリサイド層とからなる2層構造によって構成しても
よい。
また、抵抗負荷素子とMISFETとの組合によって論
理回路を構成する半導体集積回路装置。
理回路を構成する半導体集積回路装置。
相補型のM I S FETを備えた半導体集積回路装
置に適用してもよい。
置に適用してもよい。
第1図は、本発明の実施例Iを説明するためのSRAM
のメモリセルを示す等価回路図、第2図(A)は、本発
明の実施例Iを説明するためのSRAMのメモリセルを
示す要部平面図、第2図(B)は、第2図(A)のII
B−TIB切断線における断面図、 第3図(A)乃至第3図(F)は、本発明の実施例■の
製造方法を説明するための各製造工程におけるSRAM
のメモリセルの要部断面図、第4図(A)、(B)は、
本発明の実施例■を説明するためのSRAMのメモリセ
ルアレイを示す要部平面図、 第5図(A)は、本発明の実施例■を説明するためのS
R,AMのメモリセルを示す要部平面図、第5図(B)
は、第5図(A)のVB−VB切断線における断面図、 第6図(A)は、本発明の実施例■を説明するためのS
RAMのメモリセルを示す要部平面図、第6図(B)は
、第6図(A)のVIB−VIB切断線における断面図
、 第7図(A)は、本発明の実施例■を説明するためのS
RAMのメモリセルを示す要部平面図、第7図(B)は
、第7図(A)の■B−■B切断線における断面図であ
る。 図中、1・・・半導体基板、2,3・・・エピタキシャ
ル層、4・・・埋込層、5・・・フィールド絶縁膜、6
・・・細孔、7.7A、 9.12.12A、 12B
、 18.1.8A・・・絶縁膜、8 、11.14.
15.16.20・・・導電層、10゜1.7.17A
、 17B・・・半導体領域、13・・・開口部、19
゜1、flA、19B・・・接続孔、21・・・半導体
プレー1−1WL・・・ワード線、DL、D工・・・デ
ータ線、R・・高抵抗負荷素子、Q、Qs・・・MIS
FETである。
のメモリセルを示す等価回路図、第2図(A)は、本発
明の実施例Iを説明するためのSRAMのメモリセルを
示す要部平面図、第2図(B)は、第2図(A)のII
B−TIB切断線における断面図、 第3図(A)乃至第3図(F)は、本発明の実施例■の
製造方法を説明するための各製造工程におけるSRAM
のメモリセルの要部断面図、第4図(A)、(B)は、
本発明の実施例■を説明するためのSRAMのメモリセ
ルアレイを示す要部平面図、 第5図(A)は、本発明の実施例■を説明するためのS
R,AMのメモリセルを示す要部平面図、第5図(B)
は、第5図(A)のVB−VB切断線における断面図、 第6図(A)は、本発明の実施例■を説明するためのS
RAMのメモリセルを示す要部平面図、第6図(B)は
、第6図(A)のVIB−VIB切断線における断面図
、 第7図(A)は、本発明の実施例■を説明するためのS
RAMのメモリセルを示す要部平面図、第7図(B)は
、第7図(A)の■B−■B切断線における断面図であ
る。 図中、1・・・半導体基板、2,3・・・エピタキシャ
ル層、4・・・埋込層、5・・・フィールド絶縁膜、6
・・・細孔、7.7A、 9.12.12A、 12B
、 18.1.8A・・・絶縁膜、8 、11.14.
15.16.20・・・導電層、10゜1.7.17A
、 17B・・・半導体領域、13・・・開口部、19
゜1、flA、19B・・・接続孔、21・・・半導体
プレー1−1WL・・・ワード線、DL、D工・・・デ
ータ線、R・・高抵抗負荷素子、Q、Qs・・・MIS
FETである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、抵抗素子とMISFETとを有し、かつ、一対の入
出力端子を有するフリップフロップと、該フリップフロ
ップの入出力端子に一端部が接続され、他端部がデータ
線に接続されてアドレス信号により制御されるスイッチ
ング素子とによって構成されるメモリセルを具備する半
導体集積回路装置であって、前記フリップフロップの抵
抗素子とMISFETとが、その主面から内部方向に延
在して半導体基板主面部に設けられた細孔内部に埋込ま
れてなることを特徴とする半導体集積回路装置。 2、抵抗素子とMISFETとを有し、かつ、一対の入
出力端子を有するフリップフロップと、該フリップフロ
ップの入出力端子に一端部が接続され、他端部がデータ
線に接続されてアドレス信号により制御されるスイッチ
ング素子とによって構成されるメモリセルを具備する半
導体集積回路装置であって、前記フリップフロップの抵
抗素子とMISFETとが、その主面から内部方向に延
在して半導体基板主面部に設けられた細孔内部に埋込ま
れ、かつ、該フリップフロップ上部に前記スイッチング
素子を配置してなることを特徴とする半導体集積回路装
置。 3、前記半導体基板は、第1導電型の半導体基板上部に
第2導電型のエピタキシャル層を積層して構成されてな
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項
記載の半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59094441A JPS60239052A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59094441A JPS60239052A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60239052A true JPS60239052A (ja) | 1985-11-27 |
Family
ID=14110343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59094441A Pending JPS60239052A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60239052A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61222254A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-02 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
JPS63174354A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-18 | Hitachi Ltd | 半導体記憶装置 |
JPS6435948A (en) * | 1987-07-02 | 1989-02-07 | Integrated Device Tech | Static ram cell equipped with trench structure pull-down transistor and buried layer grounding plate |
US4803535A (en) * | 1986-03-03 | 1989-02-07 | Fujitus Limited | Dynamic random access memory trench capacitor |
US4835589A (en) * | 1987-09-28 | 1989-05-30 | Motorola, Inc. | Ram cell having trench sidewall load |
US4933739A (en) * | 1988-04-26 | 1990-06-12 | Eliyahou Harari | Trench resistor structures for compact semiconductor memory and logic devices |
US5376814A (en) * | 1991-05-13 | 1994-12-27 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Method of constructing reduced size highly integrated static random access memory with double vertical channel structure |
JPH0817208B2 (ja) * | 1987-09-14 | 1996-02-21 | モトローラ・インコーポレーテツド | 集積回路用トレンチセル |
US5670803A (en) * | 1995-02-08 | 1997-09-23 | International Business Machines Corporation | Three-dimensional SRAM trench structure and fabrication method therefor |
-
1984
- 1984-05-14 JP JP59094441A patent/JPS60239052A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61222254A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-02 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
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US6174763B1 (en) | 1995-02-08 | 2001-01-16 | International Business Machines Corporation | Three-dimensional SRAM trench structure and fabrication method therefor |
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