KR20020017752A - The structure of thyristor-sram and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 메모리 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 고속 다이리스터형 SRAM셀의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a memory device, and more particularly, to a method for manufacturing a high speed thyristor type SRAM cell.
일반적으로, 메모리소자에는 DRAM, SRAM, 플레쉬메모리 등이 있는데, 이중 DRAM은 셀크기는 작으나 리프레쉬(Refresh)로 인한 특성으로 인해 속도가 낮고 스탠바이 전류(Standby current)에 의한 전력소모가 크다.In general, memory devices include DRAM, SRAM, flash memory, etc. The dual DRAM has a small cell size but low speed and high power consumption due to standby current due to characteristics of refresh.
그리고, SRAM은 속도가 빠르고 스탠바이 특성이 우수하나, 셀크기가 커서 제조 단가가 증가하는 문제점이 있으며, 플래쉬 메모리는 셀크기는 작고 스탠바이 특성이 우수하나, 고속 쓰기(Fast write) 동작이 불가능하다.In addition, SRAM has a high speed and excellent standby characteristics, but has a problem in that a manufacturing cost increases due to a large cell size, and a flash memory has a small cell size and excellent standby characteristics, but a fast write operation is impossible.
이러한 메모리소자의 단점을 해결하기 위해 다이리스터형 SRAM셀이 제안되었다(A Novel Thyristor-based SRAM Cell(T-RAM) for High-speed, Low voltage, Giga-scale Memories, Farid Nemati and James D.Plummer, 1999 IEEE).In order to solve the shortcomings of these memory devices, a thyristor type SRAM cell has been proposed (A Novel Thyristor-based SRAM Cell (T-RAM) for High-speed, Low voltage, Giga-scale Memories, Farid Nemati and James D. Plummer) , 1999 IEEE).
통상적으로 SRAM 셀은 두 개의 엑세스트랜지스터(Access transistor)와 두 개의 구동트랜지스터(Drive transistor), 그리고 두 개의 부하소자로 이루어지는 플립플롭(Flip Flop) 회로로 구성되며, 기억정보는 플립플롭의 입, 출력 단자간의 전압차, 즉 셀의 노드(node)에 축적된 전하로서 보존된다.Typically, an SRAM cell consists of a flip-flop circuit consisting of two access transistors, two drive transistors, and two load elements, and memory information includes input and output of the flip-flop. It is preserved as the voltage difference between the terminals, that is, the charge accumulated in the node of the cell.
도 1은 종래기술에 따른 다이리스터 SRAM(TSRAM) 셀의 등가회로도이고, 도 2는 다이리스터 SRAM 셀의 소자 단면도이다.1 is an equivalent circuit diagram of a conventional Dyster SRAM (TSRAM) cell, and FIG. 2 is a device cross-sectional view of the Dyster SRAM cell.
도 1에 도시된 바와 같이, 다이리스터 SRAM(이하 T-RAM)은 쌍안정(Bistable) 소자로서 주변 MOS 게이트(Surrounding MOS gate)를 포함하는 수직형 다이리스터(Vertical thyristor)(10)와 엑세스 트랜지스터로서 플라나(Planar) NMOS(11)로 구성되며, 상기 NMOS(11)의 소스는 비트라인(BL)에 접속되고 드레인은 다이리스터(10)의 최하층에 접속되며 게이트는 제 1 워드라인(WL1)에 접속된다.As shown in FIG. 1, the thyristor SRAM (hereinafter referred to as T-RAM) is a bistable element, which is a vertical thyristor 10 and an access transistor including a surrounding MOS gate. It is composed of a Planar NMOS (11), the source of the NMOS 11 is connected to the bit line (BL), the drain is connected to the lowermost layer of the thyristor 10 and the gate is the first word line (WL1) Is connected to.
도 2에 도시된 바와 같이, P형 실리콘기판(12)을 식각하여 형성된 필라형태의 P형 실리콘기둥(12a)을 형성하고, 상기 P형 실리콘기둥(12a)상에 캡산화막을 형성한 후, 비소를 이온주입하고 확산시켜 다이리스터의 최하층인 N+ 영역(13)을 형성한다.As shown in FIG. 2, a pillar-shaped P-shaped silicon pillar 12a formed by etching the P-type silicon substrate 12 is formed, and a cap oxide film is formed on the P-type silicon pillar 12a. Arsenic is implanted and diffused to form the N + region 13 which is the lowest layer of the thyristors.
이어서, 게이트산화막(도시 생략), 폴리실리콘을 순차적으로 형성한 후, 상기 폴리실리콘을 이방성식각하여 제 1 워드라인(14) 및 측벽형태의 제 2 워드라인(15)을 형성한다.Subsequently, a gate oxide layer (not shown) and polysilicon are sequentially formed, and then the polysilicon is anisotropically etched to form a first wordline 14 and a second wordline 15 having sidewalls.
이어서, 제 1, 2 워드라인(14, 15)을 마스크로 이용한 불순물 이온주입으로 소스영역(16)과 드레인영역(17)을 형성하고, 상기 P형 실리콘기둥(12a)에 N형 불순물, P형 불순물을 순차적으로 이온주입하여 N형 영역(18)/P+ 영역(19)을 형성한다.Subsequently, the source region 16 and the drain region 17 are formed by impurity ion implantation using the first and second word lines 14 and 15 as masks, and the N-type impurities and P are formed in the P-type silicon pillar 12a. The N-type region 18 / P + region 19 is formed by sequentially ion implanting the impurity.
상기한 바와 같이, P형 실리콘기판(12)을 필라형태로 식각하여 형성된 실리콘기둥에 각각 불순물을 이온주입하여 P+/N/P/N+ 의 수직구조를 갖는 다이리스터를 형성하며, 다이리스터의 온/오프를 조절하기 위해 추가적으로 제 2 워드라인(15)을 게이트전극으로 하는 수직 NMOS를 형성한다.As described above, impurities are ion-implanted into the silicon pillars formed by etching the P-type silicon substrate 12 in the form of pillars, thereby forming a thyristors having a vertical structure of P + / N / P / N +, and turning on the thyristors. In order to control the on / off, a vertical NMOS is additionally formed using the second word line 15 as a gate electrode.
그러나, 상술한 종래기술의 TSAM은 필라(Fillar) 형태로 실리콘기판(12)을 식각하는 공정 자체가 불안정하고, 식각된 실리콘기판상에 안정적인 엑세스 트랜지스터를 형성하는데 문제점이 있다.However, the above-described TSAM of the prior art is unstable in the process of etching the silicon substrate 12 in the form of a pillar, and there is a problem in forming a stable access transistor on the etched silicon substrate.
그리고, 안정적인 다이리스터 특성을 갖도록 P+/N/P/N+의 도핑 프로파일을 조절하는데 어려움이 있으며, 필라 두께에 따라 제 2 워드라인에 인가되는 전압에 의해 홀딩전류(Holding current)(Ih) 및 포워드 브레이크오버 전압(Forward Breakover voltage)(VFB)이 변화하는 문제점이 있다.In addition, it is difficult to adjust the doping profile of P + / N / P / N + to have a stable die thruster characteristics, the holding current (I h ) by the voltage applied to the second word line according to the pillar thickness and There is a problem that the forward breakover voltage (V FB ) is changed.
또한, 수직으로 제 2 워드라인을 정의하기 어렵고, 1㎛의 필라높이를 극복하기 위한 레이어의 정렬이 쉽지 않으며, 고속 쓰기/읽기 시간을 구현하기 위해서는 제 1 워드라인/제 2 워드라인/비트라인 신호의 정확한 동기가 필요하며, 특히 신호의 상승 및 하강시간을 최소화시켜야 하는 어려움이 있다.In addition, it is difficult to define the second word line vertically, the alignment of the layer to overcome the pillar height of 1 μm is not easy, and the first word line / second word line / bit line may be used to realize high-speed write / read time. Accurate synchronization of the signal is required, and in particular, there is a difficulty in minimizing the rise and fall times of the signal.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, TSRAM형성시 다이리스터의 온/오프를 조절하기 위한 추가적인 트랜지스터의 형성 공정을 단순화하고 실리콘기판을 식각하여 형성되는 필라형태의 다이리스터의 불안정한 동작을 방지하는데 적합한 다이리스터형 에스램 및 그의 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and simplifies the process of forming additional transistors for controlling the on / off of the thyristors during TSRAM formation, and the pillar-shaped thyristors formed by etching silicon substrates. It is an object of the present invention to provide a thyristor-type SRAM suitable for preventing unstable operation and a manufacturing method thereof.
도 1은 종래기술에 따른 다이리스터형 에스램(TSRAM)의 등가회로도,1 is an equivalent circuit diagram of a thyristor-type SRAM according to the prior art;
도 2는 종래기술에 따른 다이리스터형 에스램의 구조 단면도,2 is a structural cross-sectional view of a diester type SRAM according to the prior art;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다이리스터형 에스램(TSRAM)의 등가회로도,3 is an equivalent circuit diagram of a thyristor-type SRAM according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다이리스터형 에스램의 구조 단면도,4 is a structural cross-sectional view of a die thruster type SRAM according to an embodiment of the present invention;
도 5는 도 4의 다이리스터형 에스램을 배열한 셀 블럭도,FIG. 5 is a block diagram illustrating an arrangement of the thyristor-type SRAMs of FIG. 4;
도 6a 및 도 6b는 도 4의 P웰을 분리하기 위한 방법을 도시한 도면,6A and 6B illustrate a method for separating the P well of FIG. 4;
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 다이리스터형 에스램의 제조 방법을 도시한 도면.7A to 7D illustrate a method of manufacturing a thyristor type SRAM according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
20 : 다이리스터 21 : NMOS20: Thyristor 21: NMOS
22 : 반도체기판 23 : P웰22: semiconductor substrate 23: P well
24 : 게이트산화막 25 : 워드라인24 gate oxide 25 word line
26 : LDD영역 27 : 스페이서26: LDD area 27: spacer
28 : 소스 29 : 드레인28: source 29: drain
30 : 제 1 층간절연막 31 : P형 실리콘기둥30: first interlayer insulating film 31: P-type silicon pillar
32 : N형 불순물층 33 : P+ 불순물층32: N-type impurity layer 33: P + impurity layer
34 : VCC라인 35 : 제 2 층간절연막34 VCC line 35 Second interlayer insulating film
36 : 비트라인36: bit line
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다이리스터형 SRAM 셀은 반도체기판에 열방향으로 고립된 P웰; 상기 P웰상에 형성된 워드라인; 상기 워드라인 하측의 P웰에 형성된 N형 소스/드레인 영역; 및 상기 N형 소스 영역과 상기 P웰의 접속부분에 걸쳐 에피택셜 성장되어 상기 N형 드레인영역과 상기 P웰의 다이오드 동작을 유발시키는 수직구조의 다이리스터를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하고, 본 발명의 다이리스터형 SRAM 셀의 제조 방법은 열방향으로 서로 고립된 P웰을 형성하는 단계; 상기 P웰상에 엑세스 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 엑세스트랜지스터를 포함한 전면에 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 층간절연막을 선택적으로 식각하여 상기 엑세스트랜지스터의 소스영역과 상기 P웰을 동시에 노출시키는 단계; 상기 노출된 부분에 에피택셜 성장으로 P형 실리콘기둥을 형성하는 단계; 상기 P형 실리콘기둥에 N형 불순물을 도핑시켜 N형 영역을 형성하는 단계; 및 상기 P형 실리콘기둥에 P형 불순물을 도핑시켜 상기 N형 영역에 수직으로 접하는 P형 영역을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The thyristor type SRAM cell of the present invention for achieving the above object is a P well isolated in a column direction on the semiconductor substrate; A word line formed on the P well; An N-type source / drain region formed in the P well below the word line; And a vertical thyristor epitaxially grown over the connection portion between the N-type source region and the P well to cause diode operation of the N-type drain region and the P well. A method of fabricating a thyristor type SRAM cell of the method comprises the steps of: forming P wells isolated from each other in a column direction; Forming an access transistor on said P well; Forming an interlayer insulating film on the entire surface including the existor transistor; Selectively etching the interlayer insulating layer to expose the source region and the P well of the exciter transistor simultaneously; Forming a P-type silicon pillar by epitaxial growth on the exposed portion; Doping N-type impurities into the P-type silicon pillar to form an N-type region; And forming a P-type region in direct contact with the N-type region by doping the P-type impurity into the P-type silicon pillar.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention. .
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 TSRAM의 등가회로도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 TSRAM의 구조 단면도이다.3 is an equivalent circuit diagram of a TSRAM according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a structural cross-sectional view of a TSRAM according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 TSRAM에 대해 설명하면, 하나의 수직형 다이리스터(20)와 엑세스트랜지스터인 하나의 NMOS(21)로 이루어지고, 상기 다이리스터(20)의 일측은 VCC전압이 인가되고 타측은 NMOS(21)의 소스에 접속되며, 상기 NMOS(21)의 드레인은 비트라인에 접속되고 게이트는 워드라인(WL)에 접속된다.As shown in FIG. 3, a TSRAM according to an embodiment of the present invention will be described. The vertical thyristor 20 and one NMOS 21 which are an excistor are included, and the thyristor 20 is formed. One side of the VCC voltage is applied, the other side is connected to the source of the NMOS 21, the drain of the NMOS 21 is connected to the bit line and the gate is connected to the word line (WL).
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 TSRAM은 반도체기판(22)에 P웰(23)이 형성되며, 상기 P웰(23)상에 워드라인(25)이 형성되고, 상기 워드라인(25) 양측의 P웰(23)내에 NMOS의 소스/드레인(28,29)이 형성된다. 그리고, 상기 소스(28)과 P웰(23)에 공통으로 일정폭 오버랩되어 P+/N/P/N+(28, 31, 32, 33) 구조의 다이리스터가 형성된다.As shown in FIG. 4, in the TSRAM according to the exemplary embodiment of the present invention, a P well 23 is formed on a semiconductor substrate 22, and a word line 25 is formed on the P well 23. NMOS sources / drains 28 and 29 are formed in the P wells 23 on both sides of the word line 25. In addition, the source 28 and the P well 23 are commonly overlapped with each other to form a thyristors having a P + / N / P / N + (28, 31, 32, 33) structure.
상기한 TSRAM에 있어서, 상기 다이리스터(20)는 P+/N/P/N+(28, 31, 32, 33)의 적층구조이고 상기 다이리스터(20)의 최하층인 N+ 불순물층(28)은 NMOS(21)의 소스(28)에 공통으로 접속되되 일정 폭 오버랩되어 접속된다. 그리고, 상기 NMOS(21)의 게이트는 워드라인(WL)(24)이며 NMOS(21)의 드레인(29)은 비트라인(36)에 접속된다.In the above TSRAM, the diester 20 has a stacked structure of P + / N / P / N + (28, 31, 32, 33), and the N + impurity layer 28, which is the lowest layer of the diester 20, is an NMOS. It is connected to the source 28 of (21) in common, but is connected by overlapping a predetermined width. The gate of the NMOS 21 is a word line (WL) 24 and the drain 29 of the NMOS 21 is connected to a bit line 36.
상술한 바와 같은 본 발명의 TSRAM은 상기 다이리스터(20)의온/오프(ON/OFF) 상태를 엑세스트랜지스터인 NMOS(21)의 드레인(29)에 전자(e)를 주입하는 방법으로 조절한다.The TSRAM of the present invention as described above adjusts the ON / OFF state of the thyristor 20 by a method of injecting electrons (e) into the drain 29 of the NMOS 21 which is an excistor.
이 때, P웰(23) 형성시, 열방향(Row)과 행방향(Column)의 셀 사이의 간섭을 방지하기 위해 각각의 P웰(P1, P2, P3, P4,...)은 서로 분리되어 바이어스를 각각 조절할 수 있다(도 5 참조).At this time, in forming the P wells 23, the P wells P1, P2, P3, P4,..., Each other in order to prevent interference between the cells in the row and column directions. Separately, the bias can be adjusted individually (see FIG. 5).
도 6a 및 도 6b는 후속 열방향(Row)과 행방향(Column)의 셀 사이의 간섭을 방지하기 위해 각각의 열방향 P웰(P1, P2, P3, P4,...)을 분리하는 방법을 나타낸 도면이다.6A and 6B illustrate a method of separating the respective column P wells P1, P2, P3, P4, ... to prevent interference between subsequent row and column cells. It is a diagram showing.
도 6a에 도시된 바와 같이, 실리콘기판상에 산화막이 형성된 SOI웨이퍼(41)를 소자분리공정(Shallow Trench Isolation; STI)으로 식각하여 트렌치를 형성하고, 상기 트렌치를 포함한 전면에 고밀도 플라즈마 산화막(High Density Plasma Oxide)(42)을 형성한 후, 상기 고밀도 플라즈마 산화막(42)을 화학적기계적연마하여 상기 트렌치에 매립되는 소자분리막을 형성하므로써, 웰스트립(Well stripe)을 형성하여 서로 분리된 P웰(P1, P2, P3, P4,...)을 형성한다.As shown in FIG. 6A, the SOI wafer 41 having the oxide film formed on the silicon substrate is etched by a shallow trench isolation (STI) to form a trench, and a high density plasma oxide film (High) is formed on the entire surface including the trench. Density Plasma Oxide (42) is formed, and then the high-density plasma oxide film 42 is chemically mechanically polished to form a device isolation film embedded in the trench, thereby forming a well strip and forming P wells separated from each other. P1, P2, P3, P4, ...) are formed.
도 6b에 도시된 바와 같이, N+ 매립층(43)상에 통상의 3중 웰 형성방법을 적용하여 일정간격으로 이격된 N웰(44) 사이에 각각의 P웰(P1, P2, P3, P4,...)을 형성한다.As shown in FIG. 6B, each P well P1, P2, P3, P4, between the N wells 44 spaced at regular intervals by applying a conventional triple well forming method on the N + buried layer 43. ...)
상술한 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 TSRAM은 예컨대, 비트라인(36)에 -0.6V의 전압을 인가하면 드레인(29)에서 전자가 주입되고, 상기 주입된 전자는 P웰(23)에서 확산하여 다이리스터의 N 영역(32)에 침투하여 다이리스터를 턴온시킨다. 이 때, 선택된 셀외에 다른 열방향 셀의 P웰은 -0.6V이하의 전압을 인가하여 비트라인(36)에 -0.6V를 인가해도 전자가 주입되지 않는다. 따라서 선택된 셀에서만 전자를 주입할 수 있고, 하나의 셀에만 읽기/쓰기 동작이 가능하다.As described above, in the TSRAM according to the exemplary embodiment of the present invention, when a voltage of −0.6 V is applied to the bit line 36, electrons are injected from the drain 29, and the injected electrons are injected from the P well 23. Diffusion penetrates into the N region 32 of the thyristor to turn on the thyristor. At this time, the P wells of the column cells other than the selected cell apply a voltage of −0.6 V or less, and thus electrons are not injected even if −0.6 V is applied to the bit line 36. Therefore, electrons can be injected only in selected cells, and only one cell can be read / write.
그리고, 다이리스터의 오프는 비트라인(36)에 VCC, 워드라인(25)에 VCC를 인가하여 조절된다.The off of the thyristor is controlled by applying VCC to the bit line 36 and VCC to the word line 25.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 TSRAM의 제조 방법을 도시한 도면이다.7A to 7D illustrate a method of manufacturing a TSRAM according to an embodiment of the present invention.
도 7a에 도시된 바와 같이, SOI웨이퍼상에 STI공정을 적용하여 고립된 P웰을 형성하거나, 매립층상에 N웰, P웰을 형성하여 고립된 P웰을 형성한다. 본 발명에서는 P웰(23)상에 NMOS, 다이리스터를 형성하는 방법을 도시한다.As shown in FIG. 7A, an isolated P well is formed by applying an STI process on an SOI wafer, or an N well or P well is formed on a buried layer to form an isolated P well. In the present invention, a method of forming an NMOS and a thyristor on a P well 23 is shown.
상기 P웰(23)상에 엑세스트랜지스터를 형성하는데, 통상의 기술을 적용하여 P웰(23)상에 게이트산화막(24)을 형성한 후, 상기 게이트산화막(24)상에 폴리실리콘으로 이루어지는 워드라인(25)을 형성하고, 상기 워드라인을 마스크로 이용하여 LDD영역(26)을 형성한다. 그리고, 상기 워드라인(25)의 양측벽에 접하는 스페이서 (27)를 형성한 후, 상기 워드라인(25) 및 스페이서(27)를 마스크로 이용한 불순물 이온주입으로 상기 LDD영역(26)에 접하는 소스/드레인(28, 29)을 형성한다.An existor transistor is formed on the P well 23. A gate oxide film 24 is formed on the P well 23 by applying a conventional technique, and then a word made of polysilicon is formed on the gate oxide film 24. A line 25 is formed, and the LDD region 26 is formed using the word line as a mask. After the spacers 27 are formed in contact with both sidewalls of the word line 25, a source contacting the LDD region 26 by impurity ion implantation using the word lines 25 and the spacers 27 as a mask. / Drains 28 and 29 are formed.
이어서, 상기 엑세스트랜지스터를 포함한 전면에 제 1 층간절연막(30)을 형성한 후, 상기 제 1 층간절연막(30)을 선택적으로 식각하여 상기 소스(28)와 P웰(23)이 공통으로 접속되는 부분을 노출시킨다. 여기서, 상기 제 1 층간절연막(30)을 식각하여 소스(28)을 소정 폭 노출시키는 부분은 후속 다이리스터의 기둥을 형성할 부분으로서, 후속 전자의 확산통로가 가능하도록 활성영역인 소스(28)와 P웰(23)이 공통으로 걸치도록 식각된다.Subsequently, after the first interlayer insulating film 30 is formed on the entire surface including the exciter transistor, the first interlayer insulating film 30 is selectively etched so that the source 28 and the P well 23 are commonly connected. Expose the part. Here, the portion of the first interlayer insulating layer 30 that is etched to expose the source 28 by a predetermined width is a portion that will form a pillar of the subsequent thyristor, and the source 28 which is an active region to enable the diffusion path of the subsequent electrons. And P well 23 are etched in common.
도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 노출된 소스영역(28) 및 P웰(23)에 에피택셜 성장으로 다이리스터용 실리콘기둥을 형성한 후, 보론(B) 또는 인듐(In)의 P형 도펀트를 도핑시켜 P형 실리콘기둥(31)을 인시튜(In-situ)로 형성한다. 이 때, 상기 P형 도펀트는 1×1015∼1×1019cm-3의 농도로 도핑된다.As shown in FIG. 7B, after forming a silicon pillar for the diester by epitaxial growth in the exposed source region 28 and the P well 23, a P-type dopant of boron (B) or indium (In) is formed. P-doped silicon pillars 31 are formed in-situ by doping. At this time, the P-type dopant is doped to a concentration of 1 × 10 15 ~ 1 × 10 19 cm -3 .
도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 P형 실리콘기둥(31)에 인(P) 또는 비소(As) 중 어느 하나의 N형 불순물을 이온주입하여 N형 불순물층(32)을 형성하고, 계속해서 보론 또는 BF2중 어느 하나의 P형 불순물을 이온주입하여 P+ 불순물층(33)을 형성하므로써, P+/N/P/N+ 구조의 다이리스터를 형성한다. 즉, 에피성장된 P+/N/P의 수직구조의 하측에 엑세스트랜지스터의 N+형 소스(28)가 수직으로 접속된다.As shown in FIG. 7C, an N-type impurity of either phosphorus (P) or arsenic (As) is ion-implanted into the P-type silicon pillar 31 to form an N-type impurity layer 32. P-type impurities of either boron or BF 2 are ion-implanted to form the P + impurity layer 33, thereby forming a thyristors having a P + / N / P / N + structure. In other words, the N + type source 28 of the existor transistor is vertically connected to the lower side of the epitaxially grown P + / N / P.
도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 P+ 불순물층(33)을 포함한 전면에 금속을 형성한 후, 선택적으로 패터닝하여 상기 P+ 불순물층(33)에 접속되는 VCC라인(34)을 형성한다.As shown in FIG. 7D, a metal is formed on the entire surface including the P + impurity layer 33 and then selectively patterned to form a VCC line 34 connected to the P + impurity layer 33.
이어서 상기 VCC라인(34)을 포함한 전면에 제 2 층간절연막(35)을 형성한 후, 상기 제 2 층간절연막(35) 및 제 1 층간절연막(30)을 선택적으로 동시에 식각하여 NMOS의 드레인(29)이 노출되는 비트라인 콘택홀을 형성한다. 이어서 상기 비트라인 콘택홀을 포함한 전면에 금속을 형성한 후, 선택적으로 패터닝하여 비트라인(36)을 형성한다.Subsequently, a second interlayer insulating film 35 is formed on the entire surface including the VCC line 34, and then the second interlayer insulating film 35 and the first interlayer insulating film 30 are selectively etched simultaneously to drain NMOS. ) Forms a bit line contact hole. Subsequently, a metal is formed on the entire surface including the bit line contact hole, and then selectively patterned to form the bit line 36.
상술한 바와 같이, 본 발명의 TSRAM은 전원이 공급되는 한 데이터를 유지하는 스태틱특성을 갖고 있으며, 하나의 트랜지스터와 수직 다이리스터로 구성도어 DRAM만큼 작은 셀 면적이 가능하다.As described above, the TSRAM of the present invention has a static characteristic of retaining data as long as power is supplied, and a cell area as small as that of a door DRAM composed of one transistor and a vertical diester is possible.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
상술한 바와 같은 본 발명의 TSRAM 및 그의 제조 방법은 에피택셜 성장으로 수직 다이리스터를 형성하므로써 다이리스터의 온/오프를 조절하기 위한 추가의 NMOS를 필요로 하지 않고 엑세스트랜지스터의 드레인과 P웰의 PN다이오드 동작으로 다이리스터의 온/오프를 조절하므로써 안정적인 TSRAM 셀을 구현할 수 있는 효과가 있다.As described above, the TSRAM of the present invention and its manufacturing method form epitaxial growth by means of epitaxial growth, so that the drain of the existor transistor and the PN of the P well do not require additional NMOS to control the on / off of the die Lister. Diode operation controls the on / off of the thyristor, resulting in a stable TSRAM cell.
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- 2000-08-31 KR KR1020000051265A patent/KR20020017752A/en not_active Application Discontinuation
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