TW396619B - CMOS static random access memory devices - Google Patents

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A7 ------------ B7___ 五、發明説明（! ) ~~ —~ 發明領域 本發明與半導體記憶裝置有關，更確切地說是與互補式 金氧半導體靜態隨機存取記憶體（SRAM)裝置有關。 發明背景 傳統的SRAM元件是由以下元件所組成：第一和第二驅 動電晶體，其及極-源極路锃分別連接至第一與第二儲存節 點和接地之間；第—和第二次的負載元件，其分別地連接 至第—和第一儲存節點和電源供應器之間；第一的和第二 次的開關電晶體，其汲極_源極路徑分別連接到第—和第二 错存波節和一雙資料線（或位元線）之間。第一和第二驅動 電晶體的閘極分別地連接到第二和第—儲存節點，而第一 和第一開關電晶體的閘極則是被連接到傳碼線路（μη line)上。 SRAM元件通常可依照負載元件的製造組態作下列各項 的分類： 一高電阻SRAM元件，用做高電阻材料的負載元件層，像 是在半導體基體絕緣層上的多晶型矽材（典型地半導體工 業領域裡的被稱做"多晶梦而第一和第二驅動電晶體、 第一和第二開關電晶體等四種電晶體則是在此材質上製成 的。一薄膜SRAM元件，用做半導體基體絕緣層上負載元-件薄膜電晶體，而四種電晶體則於其上形成；以及二互補 式金氧半導體SRAM元件，其中與第一和第二驅動電晶體 互補的第一和第二負載電晶體是在半導體基體上與另外的 四種電晶體一起被形成。互補式金氧半導體隨機存取記憶 -4- 本纸張尺度適川中國國家標準（CNS ) Α4规格（210x297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 五、發明説明（ 元件一般被稱爲「完全型互補式金氧半導體隨機存取記憶 元件J 。 當與南電阻和薄膜電晶體S RAM元件做比較時，完全型 互補式金氧半導體靜態隨機存取記憶元件具有多種的優點 ’如在低的電源供應電壓時具有比較低的維持電流，較高 的操作速度，比較大的操作上的穩定度，比較大的^ _粒子 豁免等等。 因此，完全型互補式金氧半導體靜態隨機存取記憶元件 可能被廣泛地使用於個人電腦中快閃記憶體的領域，也因 著上述的優點，可用於邏輯式大型積體電路和微處理器中 的儲存設備以及用做直接存儲設備的非易消性緩衝記憶體。 有關完全型互補式金氧半導體靜態隨機存取記憶元件的 類型，先前降低元件面積的技藝是揭示在美國專利案第 5,521，860號中。在此先前的技藝中SRAM元件包括有第一 和第二驅動電晶體，第一和第二負載電晶體以及第—和第 二開關電晶體，它們分別地是排列對稱於元件區内的中央 點。第一和第二驅動電晶體與第一和第二電晶體是η通道 型的，以及第一和第二負載電晶體則屬ρ通道型。而彼此 平行排列的第一和第，傳碼線路是用作第—和第二開關電 晶體的閘電極。第- 7G件内部配線用做第—驅動電晶體和 第-負荷電晶體的閘電極，其被連接至第二驅動電晶體和 第二負載電晶體的没極區’而第二元件内部配線作用有如 第二驅動電晶體和第二負荷電晶體的閘電極，它們 接至第一驅動電晶體和第-負載電晶體的汲極區。第一和 -5 本纸乐尺度適州國家標準（CNS ) Α4規格（210χ^^~Γ~—— A7 B7 五、發明説明（ 第二元件内部配線是在第一 和弟~傳碼線路之間彼此平行 排列，所以也就與那些傳碼線路垂直。被分別地連接 =第二驅動電晶體的源極區的二個接地配線與—連接到 和第—負，電晶想源極區的電源供應器配線，被安拼 之上碼線路與第-和第二元件内部配線（内插人—絕緣層） 然而’因爲第—和第：元件内部配線與第-和第二傳碼 相同的層中’且因第—和第二元件内部配線 =間U來’以致與第—和第二傳碼線路互相垂直，並且 被排列至第一和第二傳碼線路之間，所以先前的技藝中 二Μ疋件闊高比(元件區的縱向長度對側向長度的比率） :曰加了。因此’每一條位元線中與傳碼線垂直線長度増 門0題提高了每一條位元線中的電阻和寄生電容。這個 技使其以=速自記憶格内讀窝資料變得較困難。 再者θ著—個接地配線和電源供應#配線於此之間被 :排在絕緣層上，縮短的元件縱向長度是以減少每一個接 地^電源供應器配線的寬度達成，以致每個配線電阻增加 操作二於配線的電阻增加所致的壓降，可能在於讀窝 元件發生故障。所以，向下減縮元件大小就 發明摘要 / 』：：：：標是要提供能夠減低完全型互補式金氧半導 4機存取記憶元件的闊高比的-個半導體設備。 本發明的另—項目標是要提供每個能夠充份地擴大接地 請 k, 閲 讀 背 之

項-I 再I I Γ 辜哀 I I 訂 -、."^中^扒磾而：-^了，"'^^^""^;. A7 B7 五、發明説明（4 和電源供應器配線寬度的半導體記憶裝置，以避免因此而 生的壓降。 爲了要達到那些上述的目標，此處提供一種靜態隨機存 取疋憶體7G件’其中包括有第一和第二η通道型轉移電晶 j第一和第二η通道型驅動電晶體，以及第一和第二ρ 通遺：型負載電晶體’每—種電晶體内均有彼此位於通道區 的相反側上的源極和汲椏區，它們是形成在半導體基體和 通道區的閘核之上，而該元件中具有：一個由相互串連之 第一轉移電晶體和第一驅動電晶體中之汲極區所定義的共 同區；一個由彼此串連之第二轉移電晶體和第二驅動電晶 體中〈汲極區所定義之第二共同g;第一負載電晶體之及 極區，毗連沈積於那第—和第二共同區之間的第一共同區 •’第二負載電晶體之汲極區，沈積在那第一的載入電晶體 的没極區域和第二共同區之間；帛_和第二的閘電極層— 般疋彼此平行地沈積，和分別地用爲第一驅動電晶體和第 一負載電晶體的閘極以及當做第二驅動電晶體和第二負載 電晶體的閘極，其中每—個第—和第二閉電極層是由第— 層傳導性的材料所製成：而且第—和第二交錯連接層是由 第二層傳導性的材料製成，不同於第—層材料，那第—交 錯連接層將s-共同區連接到第—負載電晶體和第二間電 極層的汲極區，第二交錯連接層則是連接第二共同區到第 二負載電晶體和第一個閘電極層的汲極區。 圖例概述 圖1是根據本發明之完全型互補式金氧半導體隨機存取 本紙张尺度適( CNS釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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五 、發明説明（ 記憶元件的-個等値電路圖表； 围2A和2B包含根據本發 面圖； 々表不I四個相鄰元件的平 圖3是根據本發明所 圖“"是表示製造圖二早一元件平面圖； 圖9是沿著圖3中9 ^〈連續層的平面圖；以及 直線切開的剖面圖。 較佳實施例詳述 記的實施例，完全式互補金氧半導體隨機存取 中“那些附圖來加以描述。在下列各項的描述 山使本發明得到完全的理解，有很多特定的細節 。W如比成量層次’厚度，傳導性的類型等等。然 二心占員技藝者不需要這些具體的細節即能夠實施本 天明則是很明顯的。舉例來説，η通道型電晶體可被取代 $ Ρ通道型f晶體而反之亦然。在那些例圖中，應該要注 意像是元件或零件所代表的像是數字或符號一般。 圖3是依照本發明實施例的一張放大的平面圖，其中顯 示單一互補式金屬氧化半導體動態隨機處理記憶元件的一 個配置圖表，而圖i是圖3的一個電路圖。 參照圖1和3，互補式金屬氧化半導體動態隨機存取記 憶元件包含内有交錯偶合之第一和第二反相器INV1和 INV2的正反器，以及第一和第二轉移電晶體Ot 1、第一驅 動電晶體Qdl、與包括一個第二負載電晶體Q12和第二驅 動電晶體Qd2的第二反相器INV2。第一和第二轉移電晶體 Qtl和Qt2，以及第一和第二驅動電晶體Qdl和Qd2是第一 -8 本紙張尺度適扣肀囡國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） n —IL n IK HI 1 - m 1 1 m I -- m T 、v5 - - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 6 4"‘部十^^竹·^印*'·'^ 五、發明説明（ 導電型通道，也就是η型通道、絕緣閘極場效電晶體；而 第一和第二負載電晶體Qli和Ql2則是第二導電型通道， 也就是P型通道、絕緣閘極場效電晶體。第一的和第二反 相器INV1和IN V2不但包括第一和第二擴散區，也就是第 —和第一驅動電晶體Qd 1和Qd2的源極區，它們是連接到 —接地源極（或通地電壓Vss)上，而且第三和第四擴散區， 也就是第一和第二負載電晶體QU和Ql2的源極區，它們 則被連接到電源供應器源（或電源供應器電壓vcc)之上。 依照本發明的實施例，半導體基體上的元件區10具有20 X 3 · 2 μιη2的矩形形狀。第一和第二作用區12和14在基體 上形成，延伸擴充到橫方向。第一作用區12具有沿著右側 邊延伸至上側邊的部分區17，以及第二作用區14具有沿 著左侧邊延伸至低側邊的部分區20 ^第一驅動電晶體Qdi 和通道區兩者之間的源極和汲極區22和24，以及第一轉 移電晶體Qt 1和通道區兩者之間的源極和汲極區26和28 都是形成於第一作用區12。第一轉移電晶體Qu的汲極區 28是藉由在第一驅動電晶體Qdl中的汲極區24和第一儲 存節點區N 1共同地被偶合。相似的情形，第二驅動電晶體 Qd2和一個通道區兩者之間的源極和汲極區3〇和32，以及 第二轉移電晶體Qt2和通道區域兩者之間的源極和汲極區 34和36都是形成於第二作用區14中。第二轉移電晶艚Qt2 中的汲極區36藉著第二驅動電晶體Qd2中的汲極區32和 一第二儲存節點區域N2加以串聯偶合。第三作用區丨6是 在基體形成，並延伸至橫列方向以致與第—和第二作用區 ______-9- 本紙狀纽用中國國家料（CNS ) A4規格（21GX297公兹

經y部中决炫羋’而·.^了-消於合竹^卬·*.';·,

B7 五、發明説明（7 ) ' 12和14之間的第一作用區12相毗鄰。第一負荷電晶體 和通道區兩者之間的源極和汲極區3 8和4〇則是形成於第 三作用區ίο源極與汲極區38和40和第一負載電晶體Q11 中的通道區域被分別地與第一驅動電晶體Qd i中的源極與 及極區22，24和通道區域縱向排列。在基體上形成的第 四作用區18延伸至橫列方向，所以就與在第一和第二作用 區】2和14之間的弟—的作用區μ相都。在第四作用區Μ 中，第二負載電晶體QI2和通道區兩者之間的源極與汲極 區42和44形成，所以就於第二驅動電晶體Qd2和通道區 兩者之間源極與汲極區30和32排列成縱向。 第一到第四作用區12、14、16與18是被隔絕區8所隔 離。因爲第一到第四作用區12到18彼此相鄰，在元件區 1〇裡橫向延伸，就像上面所描述的，當與先前的技藝作比 較時本發明具有可降低闊高比的優點。第一的驅動電晶體

QcH、第一轉移電晶體Qu和第一負載電晶體qu中的源極 三汲極和通道區也被排列成實質上第二驅動電晶體、 第二轉移電晶體Qt2和第二負載電晶體φ2中的源極没 極和通道區分別地相對於中央軸c彼此對稱。因此，儲存 在第和第一儲存節點區N1和N2之電荷的儲存狀態是秽 定的。 一 一個第一閘電極層46縱方向地延伸擴展插入第一驅動 f晶體⑽和第-負載電晶體QU之通道區上閘極氧化物 曰ϋ樣地’ 一個第二閘電極層48縱方向地延伸擴展 插入第二驅動電晶體Qd2和第二負載電晶體⑽之通道區 本紙張从則——^~~—-_ A7 B7 五、發明説明（8 上的閘極氧化物層間。而一個第三閘電極層 電晶體Qt 1中之通道區上縱方向地自此延伸通過閘極氧化 物層所以與元件區1 〇的上侧邊排列接觸。第四閘電極層60 縱方向地擴展插入那第二轉移電晶體Qt2中通道區上的閘 極氧化物層中，所以與元件區i 〇的低側邊排列接觸。第一 到第四閘電極分層46、48、58和60其中每個均是用相同 的材料所製成的一個第一層傳導性層。第一閘電極層46中 的一末端部分50覆蓋於隔絕區8之上，所以與第二負載電 阳體Q12中汲極區44的一末端部份重疊。末端部份5〇可能 與汲極區44的末端部份側面相鄰。同樣地，第二閘電極分 層48的末端部份52上覆蓋於隔絕區8之上，所以就與那第 負載電晶體Q11中汲極區40的一末端部份相重叠。其末 端部份52可能會與汲極區40的末端部份側面相鄰。第一 和第三閘電極層46和58基本上被安置成相對於中央軸c ’分別地與第二和第四閘電極層48和6〇彼此互相對稱。 —個第一配線層54具有L-形狀，這是爲了要將第一負載 電晶體Q11和第二的閘電極層48中的汲極區4〇與第—儲存 區域二1相互連接。一個第二配線層56擁有^形，所以: 可將第二負載電晶體Ql2和第一閘電極層46中的汲極區私 相互連接至第二儲存區N2。每一個第一和第二配線層54 和56均是以相同的材料做成的傳導性的層。而第—配線 54 β質上是與第二配線層56相對於中央軸c排列對稱。 —傳碼線路層62(或簡窝作WL)沿縱方 ° 之絕緣層上伸長地擴張。而傳碼線路層62通過^於較:: -11 - ---------/VII (讀先閲讀背面之注意事項再填荇本！} 訂— -- K —I --- • 二 i f - - - - - 0 -i_l I 1 « 本纸張尺料;彳丨 ( 210X29t^- A7 B7 五 、發明説明（9 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 η 本 頁 緣上的半接觸孔64以及位於上面邊緣的半接觸孔66，偶 合到第三和第四閘電極層58和60。第二層間絕緣層沈積 在傳碼線路層62和第一個層間絕緣層。就像下面的描述， 接地配線層和電源供應器配線交替地安置在第二層間絕緣 層上。電源供應器配線分層68是顯示在圖3 ^層68被偶合 到弟一負載電晶體Q11中的源極區38通過位於右側邊的半 接觸孔72，並且通過位於左邊的側邊的半接觸孔74來到 第二負載電晶體Q12中的源極區42。 訂 一個四分之一接觸孔7 6，其位於右上邊緣並且連接到鄰 近右側邊的接地配線層，爲的是要對第—驅動電晶體 的源極區22提供接地源極。而四分之一接觸孔78則位於 低左側邊，並且連接到鄰近左侧邊的接地配線層，爲的是 要提對第二驅動電晶體Qd2的源極區30供應接地源極。 一個第三層間絕緣層沈積在電源供應器配線層68，接地 配線層和第二層間絕緣層之上。一雙資料傳輸線8〇(或簡稱 DL)和82(或沉）橫向地在第三層間絕緣層上形成延伸。此 另料傳輸線80和82彼此是呈互補的關係。資料傳輸線8〇 通過位於右側邊的半接觸孔84被連接到第一轉移電晶體 Qt 1中的源極區26，然而資料傳輸線82則是通過位於左側 邊的半接觸孔86，連接到第二轉移電晶體Qt2的源極區34 / 圖2A和2B顯示四個相鄰元件組合的一個放的平高圖。 圖2 A中右上側的元件區1 〇是與圖3的元件區相同。 參照圖2A和2B，10a到10d四個元件區被橫線1〇〇a、 100b和100c以及直線l〇2a、102b和l〇2c所定義。爲了圖 -12- 本紙张尺度適州中囡國家標苹（CNS ) Α4規格（210X297公兹） 五、發明説明（10 ) 示上的方便，雖铁顧^ 、、顯m 了四個毗連的元件，但是應該注意 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的疋四個毗連的兀件中有多個是排置成橫排與直排，所以 fc們也就彼此相鄰。因此，元件區是由多條通往記憶格之 # :線路所 < 義。那些橫線分成交錯的第―和第二橫線 ’而那些直線則分成交錯的第—和第二直線。一雙第一作 $區是排列在每一條第—橫線的兩邊，而一雙第二作用區 則是安置於每一條第二橫線的兩邊。 元件區10b實質上是相對於直線1〇21^與元件區i〇a對稱 ，元件區10c實質上是相對於直線1〇〇1?與元件區i〇a對稱 ’而疋件區i〇d實質上是相對於橫線1〇〇b和直線1〇2b的交 錯點與π件區l〇a對稱。因此，一雙第—作用區〗2受到排 列，往每一條第一橫線1〇〇a和1〇〇c的相反侧作橫向地延 伸。（在線路100a的上部份的第一作用區與線路1〇〇c中較 低的部分並沒有被顯示在例圖中）。一雙第二作用區14也 被安排，朝第二橫線1 00b的相反側邊橫向地延伸。第—電 橋區104在基體形成，並沿著第一直線1〇23和1〇2c，通過 第一直線102a和102c與第一個橫線100&和1〇〇c的交錯點 ，這是爲了要將鄰連的第一個作用區對中的第一作用區12 相互連接。同樣地，第二電橋區域1〇6在基體上形成，並 沿著第二直線i02b穿過第二直線i〇2b和第二的橫線i〇〇b 的一個交集點’以便使第二作用區對14互相連接。因此， 在第一橫線100b上的第二電檐區1〇6與第一橫線i〇〇a或 100c上之第一電橋區104有著交錯排列的關係。因此，經 過接觸孔65，被連接到第二電橋區1〇6中接地配線層7〇 _ - 13- 本紙張尺纽準（CNS ) A4規格（210X297/^^ ' ---- B7 五、發明説明（U ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著接到四個相鄰的元件中第二驅動電晶體Qd2的源極區 (或第二接地區）14。因爲第二的電橋區域106共用四個相 鄰元件中第二驅動電晶體Qd2的源極區14，所以四個相鄰 元件中每一個均需要第二電橋區106上接觸孔65的四分之 。同樣地’在第一個橫線100和l〇〇c上的每一個第一電 橋區104則是共用四個相鄰元件中第一驅動電晶體Qdl的 源極區（或第一接地區）22。因此，四個相鄰元件中的每一 個均只需要每個第一電橋區104上接觸孔75的四分之一。 這樣，接觸孔的數目就有可能減少。 因此，用於接地配線的接觸孔75和65是位於第一個橫 線和第一個直線以及第二橫線和第二直線的交點。在二個 相鄰橫線上的接觸孔75和65在排列上彼此具有交互的關 係。通過那些接觸孔75和65，接地配線層70被連接到第 一和第二電橋區1〇4和106。 二個相鄰的第一負荷電晶體Ql 1的源極區16位於相對應 之第一直線102a和1 02c中相反的側邊之上（線路1 〇2a的右 部上的源極區與線路102c的左部上的那些部份並沒有顯 示在圖2A和2B中）。因此，經由接觸孔114，相鄰於第一 直線102A之弟一負荷電晶體Q11中的源極區16被連接到 電源供應器配線層68上。同樣地，通過接觸孔110，相鄰 於第二直線102b的第二負荷電晶體Q12中之源極區1 g也是 連接到電源供應器配線層68上。因此，在元件區中每一橫 列上，接觸孔114和110在排列上均有著彼此交錯的關係 。因此，電源供應器配線層68交替式的排列並往縱方向延 ____ -14 - 本紙張尺度適财標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公楚） ' B7 五、發明説明（12 伸，而電源供應器配線層68的每—個均是藉由接觸孔五ι〇 和114，被連接到第一和第二負載電晶體QU和Qi2中的源 極區。因此，由每個電源供應器配線層供應的電源被傳輸 至二個相鄰直行裡的負載電晶體。 如同上面所描述的，其中—個電源供應器配線分層與接 地配線層是被配置於排列於每—直行中的記憶格之上。因 此，電源供應器配線和接地配線的每個層的寬度也許可以 充份地增加’卻不會使每個元件區域縮減，也就因此減低 了電源供應器配線層和接地配線層的電阻。 第一接觸區25 —般是連接到第一轉移電晶體Qt丨中的源 極區26而且與第二直線l〇2b互相阻截。此第一接觸區域 25被連接至相對應的資料傳輸線8〇(或DL)，此線以橫方向 地延伸通過接觸孔120。相似地，第二接觸區35 一般是被 連接到第二轉移電晶體Qt2中的源極區34，而且與第一直 線102a和102c橫向交會。此第二接觸區35被連接至相對 應的資料傳輸線8 2 c ( ) ’此傳輸線以橫方向地經由接觸 孔124延伸。 紅".部屮""^而’，"^消虼合：^"卬4':^ 參照圖3到9，根據本發明實施例中的方法，製造完全 型互補金氧半導體随機存取記憶元件將於此後被描述。 圖9是沿著圖3中的直線9-9’被切料的剖面圖》圖4到8 是幾張平面圖，表示著圖3中製作互補型金屬氧化半導體 動態隨機存取記憶元件製程中的連續層。 渠隔絕層2在ρ型半導體基體1的表面上形成，藉著使用 一種傳統的淺層渠隔絕技術（shallow trench isolation)來隔 -15- 本紙張尺度適州十國國家標芈（CNS ) A4规格（210X 297公釐） 五 、發明説明（ 13 A7 B7 恕浐·"中^松;?-/0:^5;7[於合竹.^印*,:^ 離裝置元件。渠的深度在0.4到0·6 μιη的範圍内，而正四 乙基矽酸鹽（tetraethylortho silicate)Si02則是被填入渠中 。隔絕層2則是可以傳統的LOCOS技術製成《在渠隔絕層 2製成之後，η-型和p-型井3和4接著成形^ n-型井3的深 度大約有0.4 μιη，是以坤離子-佈植法，在能量爲300到 40〇千電子伏，約1 X 1013(i〇ns/cm2)的劑量來製成β ρ_型 井4的深度大約有0.6 μπι，以約3 X l〇13(i〇ns/cm2)劑量的 蝴離子-佈植法，以170到200千電子伏個能量來形成。然 後’如圖4所示，形成n型通道iGFETs的第一和第二作用 區12和14被渠隔絕層2所定義界定，而形成p型通道 IGFETs的第三和第四作用區16和18則是由渠隔絕層2來 定義。 閘極氧化物層6在基體表面上所形成的厚度大約是6〇埃 (A)。在閘極氧化物層6上沈積的多晶型層，以及閘電極層 46、48、58和60的圖像是以傳統的影印石版術技術製成 ，如圖5所示。低濃度滲雜的源極與汲極區是以低濃度離 子-佈植法製成。爲了要執行低濃度滲雜n(也就是心）離子_ 培植法，在第三和第四作用區16和18上要形成用在離子_ 培植的掩蔽層。然後，以20到30千電子伏的能量，用i 到5 X 1013ions/cm2的劑量，在第_和第二作用區^和w 上實行砷離子·佈植法。在移除掩蔽層之後，爲了要做p 離子-佈植，所以要在第一和第二區域12和14上形成掩蔽 層。然後，以30到40千電子伏的能量，i到5 χ 1〇13 ions/cm2的劑量來在第三和第四作用區“和18上執行 16- 本纸張尺㈣财賴家縣（CNS) (2丨Gx29^楚 ίν------IT—. . . - (讀先閲讀背面之注意事項再填荇本頁) 五 、發明説明（14 ) A7 B7 好沪.部中头ΙΓ半而·，;ί.τ消於合竹.·；；卬f

離子·佈植法《在掩蔽層移除之後，在閘電極側牆46、48 58和60上形成側牆定位器7。在此之後就是執行高濃縮 的離子-佈植法。在第三和第四作用區16和18上實行高 f度滲雜p(也就是p+)離子-佈植法。高濃度地滲雜η(也就 疋η+)離子-佈植是以5〇到7〇千電子伏的能量，以砷離子 1 ϊιΐ 7 ν 1 π ^ ^ ， ions/cm2的劑量製成，而ρ+離子_佈植則是 以5〇到70千電子伏的能量，用1到7 X 1015ions/cm2硼離 子劑量來操作。-種多晶型矽層的耐火金屬可在高濃度滲 雜之多卵型梦層上形成。氮化矽層9的厚度有大約是2〇〇a ’然後被覆蓋沈積。之後，藉由無邊界接觸技術（b〇rderless contact technique)，形成用以製造接地層、電源供應器層 和資料傳輸線層的接觸點之第一和第二配線層54和56和 接觸4刀，如圖6所示。如在圖6中所示，因爲不需要由 連接至每一接觸窗之區域所環繞的邊緣，整合密度也許可 以提向。在以傳統的影印石版術技術的製造接觸窗後，Ti 和ΤιΝ雙層以濺散法沈積至約5〇〇a的厚，然後依照圖6中 所示來模造。之後，在基體上沈積至約8 〇〇〇A的厚度的第 —層間絕緣層9，例如TEOS。 如圖7所示，在第一個層間絕緣層9中成形的接觸孔64 和66 ’並暴露出其下的第三和第四閘電極層58和6〇。由 鎢構成的傳碼線路是以傳統的鎢達馬新（Damascene)技術 製成。接著’沈積厚度約4,000A的第二層間絕緣層mo， 例如TE0S。然後，如圖8所示，接觸孔72、74、％、 78和79被形成，而鎢插栓則是在那些接觸孔上形成。一層 -17- 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Μ規格（2丨〇x297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ν------訂 L--.---— 1- ― - · .1— - I .1 m Α7Β7 五、發明説明（15 銘層約以6,000A的厚度覆蓋沈積。然後，以傳統的影印石 版術來製成接觸增耗塾層132和134，爲的是要以電源供 應器配線層70、接地配線層68和資料傳輸線來製造觸體 。在絕緣層的沈積之後，用化學的，機械的，拋光（cMp) 技術來使：平面化。其後，第三層間絕緣層15〇，例如 ，以大約4,000A的厚度覆蓋成形。 t後，如圖3所示，形成接觸孔84和86，以形成資料傳 輸線80和82。而鎢插栓則在那些接觸孔以和“被形成。 然後覆蓋沈積一約6,〇〇〇A的鋁層，接著模式化成形資料傳 輸線80和82。 如同上面所述，本發明中的動態隨機處理記憶元件區域 包括在橫列方向上延伸的多數個第一作用區對，多數個往 橫列方向延伸的第二作用區對，所以就與第一作用區對、 連接每一個第一作用區對的第一電橋區、及以連接每一個 第二作用區第二電橋區等相互地交錯。每一個第一電橋區 連接到四個相鄰元件中第一驅動電晶體的源極區，而每一 個第二電橋區則是連接到四個相鄰元件的第二驅動電晶體 的源極區。因此，因爲在第—和第二電橋區中所形成的每 —接觸孔共用四個相鄰元件，所以接觸孔的數目就可以減 >。另一方面，因爲接地配線層而且電源供應器配線分層 堆積被形成過相對應的行記憶格，縱方向地交替地延伸接 地配線的每個寬度層而且電源供應器配線層可能被增加不 顧的1己憶格大小的縮減，藉此減退每—個接地配線的電阻 層和電源供應器配線層。因爲每—第—和第二閘電極層彼 -18- 本紙張尺度適用中國國家核準（CNS〉M規格（21〇><297公着 請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁 k------irL------ 好浐部中呔i;.sr 而：]ί.τ>νί於合 Μ.·;;.印 y 五 發明説明（16 A7 B7 此並不與串聯區（也就是驅動電晶體的共同汲極區而與轉 移電晶體）重疊，而且在半導體基體形成的作用區是在—個 方向上延伸，所以元件尺寸也許可被減小。因爲構成動熊 隨機處理記憶元件的元件實質上是相對於 、稱，所以可能穩定資料儲存的狀態。 给定軸排列對 ------------ (讀先閱讀背面之注意事項再壤巧本頁』 、-0 -19- 本紙張尺度適州中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種靜態隨機存取記憶體元件，包括： 第一和第二η通道型轉移電晶體、η通道型第一和第 二驅動電晶體和第一和第二Ρ通道型負載電晶體，每一 個該電晶體均有於半導體基體上成形，彼此位於通道區 相反的側邊上之源極與没極區，以及在通道區之上的閘 極，而該元件包括： 一個共同區，由該第一轉移電晶體中的汲極區定義， 並且串聯通過該第一驅動電晶體； 由串聯通過該第二轉移電晶體和該第二驅動電晶體.中 的第二没極區所定義的共同區； 該第一負載電晶體中的汲極區鄰接沈積在該第一和第 二共同區之間的該第一共同區； 、該第二負載電晶體的汲極區配置在該第一負載電晶體 和該第二共同區的汲極區域之間； 第一和第二閘電極層一般是彼此平行配置，和分別地 用作該第一驅動電晶體和該第一負載電晶體的閘極，並 當做該第二驅動電晶體和該第二負載電晶體的閘極，每 一該第一和第二閘電極層是以第一層傳導性材料製成； 以及 第一和第二相互連接層，每層均是以第二層傳導性材 料製成而不同於該第一層的材料，該第一相互連接層將 該第一共同區連接到該第一負載電晶體的汲極區和該第 二閘電極層；該第二相互連接層將該第二共同區連接第 二負載電晶體的没極區和該弟一閘電極層。 -20- 本纸張尺度適用中國國家榇準（CNS ) Α4規格（2丨〇Χ；297公釐） ^------1Τ------^4 - - (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據中請專利範圍第1項中的記憶航件，進—步包本 在5亥的基體中形成隔離區； 弟一和第二作用區"分開地在該基體上形成所以就系 琢隔絕區所隔離，每個該第一和第二作用區均往第一3 向延伸’該第-作用區提供該第—轉移電晶體和該第: 固驅動電晶體中的源極和通道區與該第一共同區，哕第 二作用區提供第二轉移電晶體和該第二驅動電晶體二 源極和通道區與該第二共同區； 名三和第四作用區分開地在該基體形成所以就被該隔 絕區所隔離，該第三作用區是沿第一方向延伸自該第Λ 一 負載電晶體的汲極區，以提供汲極、通道和源極區，該 第四作用區是沿第一方向延伸自該第二負載電晶體的： 極區’以此提供源極，通道和没極區。 3_根據申請專利範園第2項之記憶體元件，其中每個該第 一和第二作用區爲在該基體所形成的严型井區和每個該 第三和第四區爲在該基體所形成η-型井區。 4. 根據申請專利範圍第1項之記憶體元件，其中該第一和 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 第二閘電極層分別地沿第二方向延伸而通常與該第一個 方向垂直；該第一閘電極層的末端部分是相鄭於該第二 負載電晶體的汲極區與該第二閘電極層的末端部分是相 鄰於該弟一負載電晶體的；及極區。 ’ 5. 根據申請專利範圍第2項之記憶體元件，其中該第―和 第二閘電極層沿第二方向延伸通常與該第—方向垂直· 該第一閘電極層的末端部分是相鄰於該第二負載電晶# |____ -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4現格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A8 Βδ C8 D8 六、申請專利範圍 的汲極區；該第二閘電極層的末端部分是相鄰於該第一 負載電晶體的汲極區。 6. 根據申請專利範圍第1項之記憶體元件，其中該第一轉 移電晶體，該第一驅動電晶體與該第一負載電晶體通常 與該第二轉移電晶體分別地對稱沈積；該弟二驅動電晶 體和該第二負載電晶體則是相對於該基體裡的某一軸。 7. 根據申請專利範圍第6項之記憶體元件，其中該第一和 第二閘電極層沿第二方向延伸通常是與該第一方向垂直 ，該第一閘電極層的末端部分是相鄰於該第二負載電晶 體的汲極區；而該第二閘電極層的末端部分是相鄰於該 第一負載電晶體的没極區。 8. 根據申請專利範圍第7項之記憶體元件，其中該第一閘 電極層是相對於該某軸而通常與該第二閘電極層對稱排 列0 9. 根據申請專利範圍第8項之記憶體元件，其中該第一相 互連接層與該第二相互連接層相對於該某軸對稱排列。 10. 根據申請專利範圍第2項之記憶體元件，其中該第一和 第二轉移電晶體，該第一和第二驅動電晶體和該第一和 第二負載電晶體通常在該基體分別地對稱排列。 11. 根據申請專利範圍第10項之記憶體元件，其中該第一和 第二閘電極層通常分別在該基體對稱排列。 12. 根據申請專利範圍第1 1項之記憶體元件，其中該第一和 第二相互連接層通常在該基體分別地對稱排列。 13. —種半導體記憶裝置，包括： -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） —Λί\ 裝 I ~~ I!訂^ - . ' (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 至少一個定義於半導體基體之上，沈積於元件區内的 記憶格；該元件包括第一和第二轉移電晶體，第一和第 二驅動電晶體以及第一和第二負載電晶體，而每一個均 有一對在該基體内通道區相反側上的源極/汲極區與通 道區上面的一個閘極；該第一轉移電晶體其中的一個源 極/汲極區與該第一驅動電晶體的其中一個源極/汲極區 串聯以提供一個第一共同區；該第二轉移電晶體其中的 一個源極/汲極區與該第二驅動電晶體其中的一個源極/ 没極區串聯以提供弟二共同區； 該第一共同區連接到該第一負載電晶體其中的一個源 極/汲極區，以及連接到該第二負載電晶體和該第二驅動 電晶體該的閘極；該第二共同區該連接到該第二負載電 晶體其中的一個源極/汲極區，以及連接到該第一負載電 晶體和該第一驅動電晶體的閘極；每個該第一和第二轉 移電晶體其中的另一個源極/汲極區連接到一相對應的 一對資料傳輸線之一；該裝置的改良包括有： 一個形成於該基體内該元件區中的第一作用區是沿著 第一方向延伸，以提供該第一轉移電晶體和該第一驅動 電晶體中另外多個源極/汲極區、通道區和該第一共同區 :以及 一個第二作用區與該該基體内該元件區中的第一作用 區相隔離，並且沿該第一方向延伸以提供第二轉移電晶 體和該第二驅動電晶體中另外多個源極/汲極區、通道區 和該第二共同區。 -23- 本纸浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） * · I 裝 訂------^iv 一 . * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 14.根據申请專利範圍第13項之裝置，進一步包括·· 一個成形於該基體内該元件區中的第三作用區，而且 與該第一和第二作用區之間的該第—作用區相鄰沈積； 沿該第一方向延伸以提供第一負載電晶體中的源極/汲 極區和通道區；以及 一個形成於該基體内該元件區中的第四作用區，而且 在該第一和第二作用區之間的該第二作用區相鄰排列； 沿該第一方向延伸以提供該第二負載電晶體的源極/没 極區和通道區。 丁 15. 根據申請專利範圍第13項之装置，其中該元件區是一通 常爲矩形的區域，具有第一和第二邊緣實質上與—第二 方向平行’且實質上與一第一方向垂直；而該第三和第 四邊緣實質上與該第一方向平行；該第一驅動電晶體中 另一源極/汲極區的一個第一末端部份是與第_邊緣相 鄰；而該第二驅動電晶體的另一源極/汲極區的—個第二 末端部份則是與該第二邊緣相鄰。 16. 根據申請專利範圍第丨5項之裝置，進一步包括： 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 一個形成於該基體内該元件中的第一電橋區，並且從 該第一末端部份沿著該第一邊緣延伸至與該第—作用區 相鄰的該第三邊緣；以及 一個形成於該基體内該元件區中的第二電橋區，並且 從該第二末端邵份沿著該第二邊緣延伸至與該第二作用 區相鄰的該第四邊緣。 17. 根據申請專利範圍第1 5項中之裝置，進—步包括：在— ____-24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 —__________— 六、申請專利範圍 絕緣層上在該元件區中形成的接地配線層，並且通過接 觸孔連接到位於該絕緣層之下的該第一和第二電橋區。 18. 根據申請專利範圍第14項之裝置，其中 該元件區通常是一矩形區域，具有第一和第二邊緣實 質上與一第二方向平行，且實質上與該第一方向垂直； 而第三和第四邊緣實質上與該第一方向平行；且該第一 驅動電晶體另一源極/汲極區中的一個第一末端部份是 與該第一邊緣相鄰；該第二驅動電晶體另一源極/汲極區 中的一個第二末端部份是與該第二邊緣相鄰；該第一負 載電晶體另一源極/汲極區中的一個第三末端部份是該 第一邊緣相鄰；及以該第二負載電晶體另一源極/汲極區 中的一個第四末端部份是與該第二邊緣相鄰。 19. 根據申請專利範圍第18項之裝置，進一步包括： 一個形成於該基體内該元件區中的第一電橋區，沿著 该第一邊緣從該第一末端部份延伸至與該第一作用區相 鄰的該弟三邊緣；以及 一個形成於該基體内該元件區中的第二電橋區，沿著 該第二邊緣從該第二末端部份延伸至與該第二作用區相 鄰的該第四邊緣。 20. 根據申請專利範圍第19項之裝置，進一步包括： 在該元件區上之一絕緣層上形成的接地配線層或電源 供應器配線層中兩者之一’该接地配線層通過該絕緣層 中的接觸孔連接到該第一和第二電橋區，該電源供應器 配線層通過該絕緣層中的接觸孔連接到該第三和第四末 -25- ^張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ' . --. I I III = IIII 一/,-ν 11 n n I n 111 —^ • - (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 端部份。 21. —種半導體裝置，包括： 分別形成於半導體基體上之元件區的記憶格，該元件 區分別由位於該元件區之一邊界上的橫線與直線所定義 ，該橫線被分成交錯的第一和第二橫線，而該直線則分 成交互的第一和第二直線，每一個該元件包括一偶合交 錯的第一和第二反相器之正反器，並且連接到該正反器 的第一和第二轉移電晶體，而該第一和第二反相器則在 該基體上分別地連接到接地源極的第一和第二擴散區， 該裝置包括： 在該基體形成第一電橋區，以致於每一個該第一電橋 區即是穿過該第一橫線和該第一直線與該第一擴散區間 的一個相對應交錯點來交相連接，而在四個元件區中的 每一個均與該相對應的交錯點之一互相鄰接；以及 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 在該基體上形成第二電橋區，以致於每一個該第二電 橋區是穿過該第二橫線和該第二直線與該第二擴散區間 的一個相對應交錯點來交相連接，而在四個元件區中的 每一個均與該相對應的交錯點之一互相鄰接；因此與每 一條該第二橫線交錯的該第二電橋區相對於與相鄰於該 每一條該第二橫線的二條第一橫線之一相交錯的該第一 電橋區間有著互爲交錯排列的關係。 22. 根據申請專利範圍第2 1項中之半導體裝置，其中每個該 元件的該第一擴散區即是η通道型第一驅動電晶體中的 一個源極區，且構成每個該元件的該第一反相器；而每 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2Ι0Χ297公釐） A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 申請專利範圍 個該元件的第一擴散區域即是該n通道型第二驅動電晶 體中的一個源極區，且構成該第二反相器。 23‘根據申請專利範圍第21項之半導體裝置，其中每個該元 件的該第一和第二反相器分別包括形成於該基體内的第 二和第四擴散區並連接到一電源供應器源；在該元件區 中的該第三擴散區鄰接於每條該第一直線，且是以線性 關係排列在每條該第一直線的相反側之上，並且通常是 與一橫列方向平行；而鄰近於每條該第二直線的該元件 區中的該第四擴散區是以線性關係排列於該每條該第二 直線的相反側之上並且通常是與一橫列方向平行。 24·根據申請專利範圍第23項之半導體裝置，進一步地包含： 接地層其每層均沿縱方向，在該記憶格中該絕緣層之 上延伸，且被交錯排列成縱行，並經由一絕緣層上接觸 孔連接到該第一和第二電橋區，以供應該接地源極；以及 電源供應器分層其每層均沿縱方向，在該記憶格中該 絕緣層上之延伸，且是以該交錯縱行之間的每條直行來 做排列，並經由絕緣層中接觸連接到該第三和第四擴散 區孔，以供應該電源供應器源。 2：»·根據申請專利範圍第24項之半導體裝置，其中用來供應 該接地源極的該接觸孔是排列在該交錯點上；用以供應 該電源的該接觸孔部份排列在與該線形第三擴散區交會 的該第一直線上’並且也排列在與該線形第四擴散區交 會的該第二直線上。 27- M氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公瘦） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) iy裝 訂k I -1-- -- I - I !