JPS6329832B2 - - Google Patents

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JPS6329832B2
JPS6329832B2 JP55132146A JP13214680A JPS6329832B2 JP S6329832 B2 JPS6329832 B2 JP S6329832B2 JP 55132146 A JP55132146 A JP 55132146A JP 13214680 A JP13214680 A JP 13214680A JP S6329832 B2 JPS6329832 B2 JP S6329832B2
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JP
Japan
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layer
polysilicon layer
metal silicide
polysilicon
silicide layer
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JP55132146A
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English (en)
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JPS5756958A (en
Inventor
Shoji Ariizumi
Makoto Segawa
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/814,295 priority patent/US4673969A/en
Publication of JPS6329832B2 publication Critical patent/JPS6329832B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/20Resistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices
    • H10B10/15Static random access memory [SRAM] devices comprising a resistor load element

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はMOS型メモリーとして好適する半導
体装置に関する。
MOS型集積回路で形成されたメモリーにおい
て、特にスタテイツク型のRAM(Random
Access Memory)は近年、高速化、高集積化が
進み、スピード的にはバイポーラ型RAMの領域
に達し、容量的には16KビツトRAMの製品化が
進められている。この実現のため微細化技術が進
み、更に従来の6トランジスタ/セルの方式から
4トランジスタ、2抵抗/セルの方式が採用され
ている。この方式では集積度を大きく向上させる
ため、第1層目のポリシリコン層によりトランジ
スタを形成し、第2層目のポリシリコン層により
抵抗を形成する。
第1図は上記4トランジスタ、2抵抗/セルの
メモリーセル構成を示し、Q1,Q2はトランスミ
ツシヨン・ゲートを構成するMOSトランジスタ、
Q3,Q4はフリツプフロツプを構成するMOSトラ
ンジスタ、R1,R2は負荷抵抗、Wはワード線、
D,(反転関係)はデータ線を示す。このよう
にして形成されたメモリーセル群において、通常
データ線D,はアルミニウム線で構成される
が、ワード線Wは第1層目のポリシリコン層で配
線される。このためアドレス・デコード信号の遅
延時間が大きく、特に高速のスタテイツク型
RAMでは許容限度以上のものになりつつある。
このアドレス・デコード信号の遅延は、主として
トランスミツシヨン・ゲートQ1,Q2のゲート容
量Cと、ポリシリコン(ワード線W)抵抗Rとの
積τ=RCで決まる。上記トランスミツシヨン・
ゲート容量Cは、トランジスタに要求される性能
(W/Lとtox、但しWはチヤネル幅、Lはチヤ
ネル長、toxは酸化膜厚)で決つてしまうため、
小さくすることは難しい。そこでワード線Wの遅
延時間を小さくするには、該ワード線の抵抗値を
下げる必要がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、ポ
リシリコン層と高融点金属硅化物層を並列接続し
た配線を得ることにより、高速動作が期待できる
半導体装置を提供しようとするものである。
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。(イ)まず第2図aに示す如く、例えばウエハ比
抵抗ρw=20〜50ΩcmのP型シリコン基板1を用意
し、これを選択的に酸化することにより1μ程度
のフイールド酸化膜2を形成する。(ロ)次に高温酸
化により、フイールド酸化膜2以外の基板上に
400〜1000Å程度のゲート酸化膜3を形成する。
(ハ)次に第2図bに示す如く、一般によく知られて
いるベリード・コンタクトのための写真蝕刻を行
なつた後、全面にポリシリコン層4を例えば
CVD法により成長させる。またポリシリコン層
4の比抵抗ρsを下げるため、全面に例えば燐拡散
を行なう。(ニ)次に写真蝕刻技術を用いてポリシリ
コン層4を所望にパターニングした後、フイール
ド酸化膜2及びポリシリコン層4をマスクとし
て、基板1に例えば砒素拡散を行なう。(ホ)次に第
2図cに示す如く、少くともポリシリコン層4を
含むウエハ面に2000〜4000Åの絶縁膜5を形成す
る。この絶縁膜5としては、CVD法により成長
させた低温酸化膜でもよいが、高温酸化膜として
もよい。(ヘ)次に写真蝕刻技術を用いて絶縁膜5に
コンタクト用孔を形成後、該孔を含む絶縁膜5上
にポリシリコン層6をCVD法などにより成長さ
せ、その後写真蝕刻技術を用いてポリシリコン層
6を所望にパターニングする。(ト)次に写真蝕刻技
術を用いて、ポリシリコン層6で覆われていない
絶縁膜5の所望位置にコンタクト用孔を形成後、
蒸着またはスパツタ技術により例えばMoSi27を
ウエハ全面に成長させ、写真蝕刻技術を用いて該
MoSi2層7を所望にパターニングする。(チ)その後
第2図dに示す如く全面に絶縁膜8を形成してか
ら、アルミニウムなどによる電極引き出し工程に
入るものである。
第3図は第2図の製造工程により得られた第1
図のメモリーセルのパターン平面図である。図
中、緩やかな右下りのハツチング領域11は、前
記(ニ)の工程で得られる拡散領域であり、トランジ
スタQ1〜Q4のソース、ドレイン等を形成する。
また急な左下りのハツチング領域は第1層目のポ
リシリコン層であり、ワード線Wを形成する前述
のポリシリコン層4、トランジスタQ3,Q4のゲ
ート、電源Vcc配線等を形成する。また緩やかな
左下りのハツチング領域は第2層目のポリシリコ
ン層6に対応し、第1図の抵抗R1,R2等を形成
する。また領域131〜133は前述の(チ)の工程で
得たアルミニウム配線領域であり、該領域は電源
Vss(接地)、データ線D,等を形成する。また
急な左下りのハツチングと緩やかな左下りのハツ
チングとが重なつた領域7は、前述の金属硅化物
層である。
上記の如く構成された2層ポリシリコン構造の
スタテイツク型RAMのメモリーセルにおいて
は、第1層のポリシリコン層4は、主にフリツプ
フロツプを構成するトランジスタQ3,Q4及びデ
ータ線D,とメモリーセル内とのデータのやり
とりを行なうトランスミツシヨン・トランジスタ
Q1,Q2のゲート電極などのアクテイブ要素とし
て用い、第2のポリシリコン層6は主に抵抗R1
R2として用いる。勿論第2のポリシリコン層を
配線として用いてもよい。またモリブデンシリサ
イド(MoSi2)やタングステンシリサイドといつ
たいわゆる高融点の金属硅化物は配線として用い
られ(但し、この金属硅化物をゲート電極の一部
とみることも可能である)ており、この金属硅化
物を第1層のポリシリコンにより形成されるワー
ド線と並列接続するように配置する。この際金属
硅化物層7とポリシリコン層6は平面的に重なら
ずかつ同一層レベルにあるようにする。これは、
金属硅化物層7がポリシリコン層6の上方にくる
と、その部分は基板シリコン表面よりの層厚が非
常に厚くなるので、(チ)の工程でアルミニウム配線
の段切れなどの不良発生原因となると共に、ポリ
シリコン層6と分離するための絶縁膜形成などが
増え、工程が繁雑となるからである。第3図に示
すように第2層目のポリシリコンより形成される
ポリシリコン抵抗R1,R2は、セルのフリツプフ
ロツプ上に形成すれば、トランスミツシヨン・ト
ランジスタQ1,Q2のゲート上(ワード線上)に
は、金属硅化物層7をトランスミツシヨン・トラ
ンジスタQ1,Q2のゲートと並列に2層関係とな
るように、しかもポリシリコン層6と重なり合う
ことなく配置でき金属硅化物層7はポリシリコン
層6と同一層レベルとなる。
上記のように第1層目のポリシリコン層4と金
属硅化物層7を並列配置し、第4図に示すように
数個所のコンタクト部21で接続することによ
り、ワード線Wの抵抗値を略金属硅化物層7の比
抵抗ρsで決められるようにできる。ちなみに、例
えばMoSi2のρsは2〜5Ω/□であり、ポリシリ
コンのρs=25〜100Ω/□の1/10以下である。従
つてワード線Wの遅れ分を従来の1/10程度にする
ことができ、超高速のRAMの実現が可能とな
る。また金属硅化物層7とポリシリコン層6とは
同一の層レベルにあつて平面上から見て互に重な
つた配置とはならないことにより、前述のアルミ
ニウム配線の段切れとか工程の繁雑化などの問題
が回避できるものである。
なお、本発明は上記実施例のみに限定されず
種々の応用が可能である。例えば本発明はスタテ
イツク型RAMのみでなく、負荷抵抗と駆動MOS
素子よりなるインバータと、低抵抗配線とを有す
る回路等にも適用できる。また第4図に示した如
く酸化膜5に複数のコンタクト孔を設け、これら
孔を介してポリシリコン層4,6を並列接続した
が、例えば酸化膜5に大きなコンタクト孔を設
け、該孔を介して第1層目のポリシリコン層4と
金属硅化物層7を並列接続した如く構成してもよ
い。この場合上記コンタクト孔は大となるため、
第1層目のポリシリコン層4と金属硅化物層7は
広い面積にわたつて直接積層された構成となり、
従つて配線抵抗値の面からは好ましくなる。
以上説明した如く本発明によれば、ポリシリコ
ン層と高融点金属硅化物層を並列接続したので、
超高速動作が可能なメモリーが得られ、また上記
金属硅化物層は半導体基板面から近い層レベルに
あるので、配線の段切れ等を防止できると共に、
工程の簡略化が可能となる半導体装置が提供でき
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はMOS型スタテイツクRAMのセル回路
図、第2図は本発明の一実施例を説明するための
装置製造工程図、第3図は同工程により得られる
セルのパターン平面図、第4図aは配線部のパタ
ーン平面図、同図bは同図aの断面図である。 1……P型基板、4,6……ポリシリコン層、
2,3,5,8……絶縁膜、7……高融点金属硅
化物層、W……ワード線、D,……データ線、
Q1〜Q4……MOSトランジスタ、R1,R2……抵
抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基体と、この基体上に形成された第1
    の絶縁膜と、この膜上に形成された第1のポリシ
    リコン層と、この層上に該層と並列接続される如
    く設けられた高融点金属硅化物層と、前記第1の
    ポリシリコン層を覆う第2の絶縁膜上でかつ前記
    金属硅化物層とは平面的に重ならない位置に設け
    られた第2のポリシリコン層とを具備したことを
    特徴とする半導体装置。 2 前記金属硅化物層と第2のポリシリコン層と
    は、前記半導体基体側から見て同一層レベルにあ
    る特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。 3 前記第1のポリシリコン層と金属硅化物層
    は、これら層間に配置される第2の絶縁膜に選択
    的に設けられた複数の孔を通して接続された特許
    請求の範囲第1項に記載の半導体装置。 4 前記半導体基体にはMOS型集積回路が形成
    され、前記第1のポリシリコン層は前記集積回路
    の能動素子の一部を形成し、前記第1のポリシリ
    コン層と並列接続された金属硅化物層は前記集積
    回路の配線を形成し、前記第2のポリシリコン層
    は抵抗素子を形成する特許請求の範囲第1項に記
    載の半導体装置。 5 前記MOS集積回路はスタテイツクRAMのメ
    モリーセルを形成し、前記並列接続された第1の
    ポリシリコン層および金属硅化物層は前記メモリ
    ーセルのワード線を形成する特許請求の範囲第4
    項に記載の半導体装置。
JP55132146A 1980-09-22 1980-09-22 Semiconductor device Granted JPS5756958A (en)

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EP81304319A EP0048610B1 (en) 1980-09-22 1981-09-21 Semiconductor device and its manufacture
US06/814,295 US4673969A (en) 1980-09-22 1985-12-30 Semiconductor device having multiple conductive layers and the method of manufacturing the semiconductor device

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