WO1997023906A1 - Semiconductor storage device and method for manufacturing the same - Google Patents

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WO1997023906A1
WO1997023906A1 PCT/JP1996/003803 JP9603803W WO9723906A1 WO 1997023906 A1 WO1997023906 A1 WO 1997023906A1 JP 9603803 W JP9603803 W JP 9603803W WO 9723906 A1 WO9723906 A1 WO 9723906A1
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WO
WIPO (PCT)
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transistor
diffusion region
transistors
polycrystalline silicon
memory device
Prior art date
Application number
PCT/JP1996/003803
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Mitoshi Umeki
Nobufumi Inada
Masahiko Daimatsu
Original Assignee
Nkk Corporation
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
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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

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor memory device including two driver transistors, two transistor transistors, and two high-resistance elements or two thin-film transistors.
  • the present invention relates to a semiconductor memory device having a basic memory cell structure as described above and used as a static random access memory (SRAM) and a method of manufacturing the same.
  • SRAM static random access memory
  • Figure 1 shows an equivalent circuit of one memory cell that constitutes a conventional high-resistance load type SRAM, which consists of four transistors Q1 to Q4 and two high-resistance elements R1 and R2. A circuit diagram of a memory cell is shown.
  • Q 1 and Q 2 are driver transistors for driving (also referred to as bull down transistors), and Q 3 and Q 4 are transistor gate transistors (or pass gate transistors). ).
  • R 1 and R 2 are high The resistance cable, WL is the lead wire, and BL and BL are the bit line.
  • S1 and S2 are nodes, Vec is a positive power supply voltage, for example, 5 volts, and Vss is a negative power supply voltage, which is grounded to zero volts.
  • the positive power supply voltage V " is set to 5 V
  • the negative power supply voltage Vss is set to 0 V
  • the transistor Q 2 is turned off. It is assumed that the transistor Q1 is in the off state.
  • the memory cell shown in Fig. 1 forms one bit in a high resistance load type flip-flop structure.
  • the drain which is the output of the transistor Q 1
  • the drain which is the output of the other transistor Q 2
  • the drain which is the output of the other transistor Q 2
  • a node S2 of a certain drain is connected to the gate of one transistor Q1, and this is called coupling.
  • the above-mentioned inverter output portion corresponds to the drain ( ⁇ ⁇ diffusion region) portion of one driver transistor, and the wiring portion corresponds to the driver transistor portion.
  • the N + diffusion region and the gate must be connected as short as possible. There is a need to.
  • FIG. 2A and 2B show an example of this method.
  • a part of the gate oxide film 3 formed on the surface of the P-type well 2 formed on the N-type silicon substrate 1 is removed, and the film is removed from the exposed surface.
  • a gate electrode 12 of one driver transistor made of polycrystalline silicon is formed on the oxide film 6.
  • the channel stop is formed under the field oxide film 6. It is.
  • a phosphorus glass film (not shown) is deposited on the formed gate electrode 12 and the gate oxide film 3, and further heat treatment is performed to diffuse the phosphorus into the P-well 2. As shown in FIG. 2B, an N ′ diffusion region 29 serving as a drain of the other drain transistor is formed.
  • the gate electrode 12 of one driver transistor Q1 shown in FIG. 1 is directly connected to the ⁇ ⁇ diffusion region 29 serving as the drain of the other driver transistor Q2. Can be installed.
  • the phosphorus is diffused into the P-well 2 by thermal diffusion.Therefore, the diffusion region 29 of the phosphorus is as large as 0.5 to 1.2, so that it cannot be applied to a submicron device. Atsuta.
  • a gate made of a first-layer polycrystalline silicon is formed.
  • the electrode 9 is formed.
  • an N + type diffusion layer 31 is formed on the surface of the P well 2 using the gate electrode 9 as a mask, and then an oxide film 32 is formed on the entire surface.
  • the oxide film 32 is selectively removed by etching to expose the upper surface of the gate electrode 9 corresponding to the polysilicon contact portion, and to remove the oxide film 32 from the bonding portion.
  • the corresponding diffusion layer 31 is exposed.
  • a second polycrystalline silicon layer is formed on the upper surface exposed portion of the gate electrode 9 and the exposed portion of the diffusion layer 31 and then patterned and bonded.
  • the wiring 33 connected to the diffusion layer 31 in the padding portion and the gate electrode 9 in the polysilicon contact portion is formed.
  • the first-layer polycrystalline silicon is connected through the second-layer polycrystalline silicon wiring 33 in order to reduce the size.
  • a method of connecting the gate electrode 9 made of GaN and the diffusion layer 31 to reduce the chip area by a vertically laminated structure is adopted.
  • a second layer of polycrystalline silicon is required to route the wiring 33, and when considering the polycrystalline silicon wiring to be configured as SRAM, a total of three layers is used. Polycrystalline silicon is required. This means an increase in the number of masking steps in the manufacturing process.
  • the cell pattern becomes asymmetric due to the miniaturization of the memory cell, resulting in an imbalance in the stray capacitance between the wirings inside the cell, and the data retention characteristics become unstable due to this. There is.
  • an object of the present invention may be achieved miniaturization of LSI and simplification of the manufacturing process at the same time, and is and provide child stable operation can be realized a semiconductor memory device and a manufacturing method thereof structure (SUMMARY OF THE INVENTION
  • the present invention relates to a first and a second transfer transistor.
  • the present invention includes a memory cell having first and second transistor transistors, first and second driver transistors, and first and second resistance cables.
  • a semiconductor memory device having a flip-flop structure formed by cross-cutting using a second transistor transistor and first and second resistance wires, and formed in the surface of the semiconductor substrate.
  • a buried diffusion region formed in the buried contact opening of the diffusion region of the first driver transistor and having the same conductivity type as the diffusion region; and a second buried diffusion region connected to a surface of the buried diffusion region via a conductor.
  • a wiring layer made of polycrystalline silicon connected to the gate of the driver transistor.
  • the present invention has first and second transistor transistors, first and second driver transistors, and first and second thin-film transistors functioning as resistance loads.
  • a wiring layer of polycrystalline silicon connected to the surface of the region and connected to the gate of the second transistor.
  • the present invention includes a pair of transistor transistors, a pair of driver transistors, and a memory cell having a pair of resistor wires, and a pair of transistor transistors. And a method of manufacturing a semiconductor memory device having a flip-up structure by cross-clamping using a pair of resistive stubs. Implanting impurity ions to form a buried diffusion region of the same conductivity type as the diffusion region; and connecting a wiring made of polycrystalline silicon to the buried diffusion region. And BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a high resistance load type SRAM according to the present invention.
  • FIG. 2A is a process diagram of a conventional SRAM manufacturing method, in which a gate electrode is formed in a drain formation region on the surface of a silicon substrate. »
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 2B is an explanatory view of a step of forming a drain on the surface of the silicon substrate after the step of FIG. 2A.
  • FIG. 3A is a process diagram of a conventional method of manufacturing an SRAM having another different structure, and is an explanatory view of a process of forming a diffusion layer serving as a drain of each pull-down transistor on the surface of a silicon substrate.
  • FIG. 3B is an explanatory view of the step of exposing the surfaces of the gate and drain of the first and second pull-down transistors to be connected to each other after the step of FIG. 3A by etching.
  • FIG. 3C is an explanatory view from the step of FIG. 3B to the formation of a second-layer polysilicon and connection of the gate and drain of the first and second pull-down transistors.
  • FIG. 4A is a process drawing of a method for manufacturing an SRAM memory cell according to one embodiment of the present invention, and is an explanatory view up to ion implantation of boron into the surface of a silicon substrate.
  • FIG. 4B is a process drawing following FIG. 4A, and is an explanatory view up to forming a field oxide film on the surface of the silicon substrate.
  • FIG. 4C is a process drawing following FIG. 4B and is an explanatory view up to formation of a gate oxide film in the active region of the silicon substrate.
  • FIG. 4D is a process drawing following FIG. 4C, and is an explanatory view up to forming an N-type buried diffusion layer in a part of the active region of the silicon substrate.
  • FIG. 4E is a process drawing following FIG. 4D and is an explanatory view up to formation of a polycrystalline silicon layer to be a polysilicon wiring.
  • FIG. 4F is a process drawing following FIG. 4E, and is an explanatory diagram up to formation of a source / drain region having an LDD structure.
  • FIG. 4G is a process drawing following FIG. 4F, and is an explanatory diagram up to the time of removing the resist pattern.
  • FIG. 4H is a process drawing following FIG. 4G and is an explanatory view up to formation of a second-layer polysilicon layer.
  • FIG. 4I is a cross-sectional view of the final step of the method for manufacturing an SRAM according to the embodiment.
  • Fig. 5 is a diagram showing the diffusion profile of impurity ions along the line VV in Fig. 4F.
  • FIG. 6 is a plan view of the intermediate product in the step of FIG. 4E.
  • FIG. 7 is a plan view of the intermediate product in the step of FIG. 4H.
  • Fig. 8 is a plan view of the product in the final step of Fig. 4I.
  • FIG. 9 shows an S R according to another embodiment of the present invention corresponding to FIG. 4E.
  • FIG. 4 is a process chart of an AM manufacturing method, illustrating a process up to the formation of an oxide film on the surface of a polycrystalline silicon layer to be a polysilicon wiring.
  • FIG. 10 is a process drawing following FIG. 9 and is an explanatory view up to formation of a source / drain region having an LDD structure.
  • FIG. 11 is a process drawing following FIG. 10 and is an explanatory view up to selective etching of the oxide film on the surface of the polycrystalline silicon layer.
  • FIG. 12 is a process drawing following FIG. 11 and is an explanatory view up to forming a titanium silicide layer on the entire surface.
  • FIG. 13 is a process drawing following FIG.
  • FIG. 6 is a sectional view of the final step in the method for manufacturing RAM.
  • FIG. 14 is a plan view of the intermediate product in the step of FIG.
  • FIG. 15 is a process diagram of the manufacturing method according to this embodiment, in which BF 2 ⁇ is ion-implanted into a power supply line forming portion to form a power supply line.
  • FIG. 16 is a plan view of the product in the final step of FIG.
  • FIG. 17 is an equivalent circuit diagram of a TFT type SRAM using the thin film transistor according to the present invention as a high resistance load.
  • FIG. 18 is an explanatory view up to the formation of an oxide film on the surface of a polycrystalline silicon layer serving as a polysilicon wiring corresponding to the manufacturing process of the embodiment shown in FIG.
  • Fig. 19 is an explanatory view of the steps following Fig. 18 up to the formation of the source and drain regions of the LDD structure.
  • FIG. 20 is a process drawing following FIG. 19, and is an explanatory diagram showing a state before the resist pattern is removed.
  • FIG. 21 is a process drawing following FIG. 20, and is an explanatory diagram up to formation of a second-layer polysilicon layer.
  • FIG. 22 is a sectional view of the final step of the method for manufacturing an SRAM according to the embodiment.
  • FIG. 23 is a plan view of the intermediate product in the step of FIG.
  • FIG. 24 is a plan view of the intermediate product in the step of FIG. 21.
  • FIG. 25 is a plan view of the product in the final step of FIG. 22.
  • a P-type resistor 52 is formed on the surface of an N-type silicon substrate 51, a silicon oxide film 53 is formed, and then a resist 54 is used. As oxidation resistant film A pattern 55 of a silicon film (Si 3 N 4 ) is formed.
  • a field oxide film 56 having a thickness of 600 nm is formed on the surface of the P-well 52 by a selective thermal oxide film formation method (LOCOS method) using the resist 54 as a mask.
  • LOC method selective thermal oxide film formation method
  • reference numeral 57 in the figure is a channel stopper layer of P +.
  • the surface of the P-well layer 52 exposed by the thermal oxidation method has a thickness of 18 nm.
  • a gate oxide film 58 is formed.
  • a resist pattern 59 is formed on the entire surface of the substrate 1 except for a portion where the active region is to be exposed. Thereafter, using the resist pattern 59 as a mask, the gate oxide film 58 is selectively removed by wet etching with a hydrofluoric acid solution to form a buried contact hole 60.
  • As (arsenic) is ion-implanted as an N-type impurity under the conditions of an acceleration voltage of 100 KeV and a dose of 4 ⁇ 10 15 cm 2 , and an N-type with a depth of about 0.2 m.
  • FIG. 6 shows a plan view of FIG. 4E
  • FIG. 4E is a cross-sectional view taken along line 4E-4E of FIG. 6 and viewed in the direction of the arrow.
  • the N + region 65 is formed relatively deep, and the source region and the drain region having the LDD structure are formed.
  • the buried diffusion region 61 into which As (arsenic) is implanted is electrically connected to the source and drain regions.
  • the line 64 is connected to the buried diffusion region 61.
  • an example of the profile of the diffused ions inside the substrate along the line 5-5 in Fig. 4F is a graph as shown in Fig. 5.
  • the vertical axis in Fig. 5 indicates the ion concentration of each impurity. shows, shows a value of 1 0 14 to 1 0 2 (1. the vertical axis shows the diffusion depth from the surface of the sheet re co down substrate 1, shows a value ranging from 0 to 1. 2 m.
  • Figure 4 is a diffusion by F of the buried diffusion region 6 1 Wahisaku (A s), 0 ⁇ 0. 1 of very high concentration to a depth of about 2 m 0 18 ⁇ becomes 1 0 20 ions / cm 3 I have.
  • N 'region 6 5 is formed relatively deep, 0.2 to 0 4 as the value range on the concentration of the m 1 0 15 ⁇ :.
  • the ions forming the P-well 52 are diffused at a substantially constant concentration in the range of 0.6 to 1.2 m at a deeper position.
  • a first polycrystalline silicon film (not shown) having a thickness of 300 nm (not shown) is formed by applying a CVD method.
  • a P 0 C 13 gas phase diffusion method phosphorus is introduced to form an N + concentration region, thereby lowering the resistance of the first polycrystalline silicon film.
  • a gate electrode 64 is formed.
  • the gate electrode 64 is connected to a transistor transistor and a drive transistor. It corresponds to the gate electrode of the electrode.
  • an insulating oxide film 65 having a thickness of 100 nm is formed on the entire surface of the silicon substrate 1 by applying the CVD method, as shown in FIG. 4H.
  • the resist patterning in the photolithography technique and the reactive ion etching method of a CHF and ZHe gas system are applied to form a polyisohole 70.
  • a second polycrystalline silicon layer 66 having a thickness of 10 nm is applied by applying the CVD method. Subsequently, by a registry patterning and (] C 1 4/0 2 apply child reactive ion etching of the gas system in the off O Application Benefits lithography technology, patterning of the second polycrystalline Shi Li co down layer 66 I do.
  • a 140-nm-thick insulating oxide film (not shown) and a 700-nm-thick insulating film 67 of boron-lined glass are formed on the entire surface as shown in Fig. 4I by applying the CVD method. I do. Subsequently, a heat treatment for reflowing and flattening the insulating film 67 is performed.
  • contact holes are formed in the insulating film 67 and the insulating oxide film by applying resist polishing in a photolithography technique and a reactive ion etching method using a CH 3 / He gas system. Furthermore, after a 400 nm thick aluminum film was formed by applying the sputtering method, this was applied to the resist patterning in the usual photolithography technology, as shown in FIG.
  • the bit line 69 is formed as described above.
  • the SRAM formed as described above is provided with a diffusion layer 61 by ion implantation in a contact region on the surface of the semiconductor substrate 51, and the diffusion layer 61
  • the diffusion layer 61 By connecting the wiring 64 of the first layer silicon of the driver transistor on the side opposite the flip-flop with the flip-flop directly to the diffusion layer 61, the input / output coupling of the flip-flop configuration is realized. Is performed. Therefore, unlike the case of the conventional direct contact, the impurity diffusion region does not become unnecessarily large, and the pattern can be miniaturized.
  • the contact can be performed without using the second polycrystalline silicon, the process is simplified, and the size of the contact portion is reduced. Can also be reduced.
  • the semiconductor memory device is described as an example of SRAM coupling.
  • the present invention is not limited to this, and any device that can forcely couple a diffusion region of a semiconductor substrate and a conductive wiring can be used. It is possible.
  • polycrystalline silicon is used as the material of the conductive wiring, the present invention is not limited to this, and other materials such as silicide and amorphous silicon may be used.
  • FIGS. 9 to 16 show the SRAM of another embodiment of the present invention. The structure is shown together with its manufacturing method.
  • the step of FIG. 9 corresponds to the step of FIG. 4E of the above embodiment, and the preceding step is the same as that of FIGS. 4A to 4D, so that the detailed description is omitted, and the reference numerals correspond. The parts are the same.
  • the first polycrystalline silicon layer 62 nm having a thickness of 300 nm is entirely formed by a chemical vapor deposition (CVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • a phosphorus glass layer (not shown) is formed on the polycrystalline silicon layer 62 to diffuse phosphorus into the polycrystalline silicon layer 62, and then the phosphorus glass layer is removed.
  • the polycrystalline silicon The oxide layer 63 is grown on the surface of the polycrystalline silicon layer 62 as shown in FIG.
  • FIG. 14 shows a plan view of the apparatus of FIG. 9, and a section taken along line 9-9 in FIG. 14 results in a cross section of FIG.
  • Reference numeral 81 in FIG. 14 denotes the Vss supply line in FIG. 1, and reference numeral 82 denotes the word line WL.
  • the N_ layer (not shown) forming a part of the LDD structure region is made shallow by doping the portion where the wiring 65 is not formed with low-concentration phosphorus as an N-type impurity. Form.
  • the phosphorus was applied to the substrate 51 under the conditions of an acceleration voltage of 80 KeV and a dose amount of S xlo Z cm 2. Implant ions.
  • the N ′ region 66 is formed relatively deep, and the source region and the drain region having the LDD structure are formed.
  • the polysilicon wiring 65 is connected to the buried diffusion region 60. That is what we do.
  • the resist pattern 64 the resist pattern 64
  • a new resist pattern 67 having an opening 67 ′ in a portion corresponding to the N + region 66 and a part of the oxide film 63 was formed by photolithography.
  • the oxide film 58 was selectively etched away.
  • the polycrystalline silicon layer is patterned to perform back contact.
  • a conductive wiring 69 made of polycrystalline silicon connected to the N-type buried diffusion layer 60 via the titanium silicide layer 68 is formed.
  • BF 2 + is deposited on the second polycrystalline silicon layer 84 to be a V cc power source line by resist turning and ion implantation by photolithography. Ion is implanted under the conditions of an acceleration voltage of 30 to 50 KeV and a dose of 1 ⁇ 10 15 cm 2 to form a Vcc line 83.
  • the width W of the Vcc line 83 may be larger than or equal to the width W0 of the second polycrystalline silicon layer 84, but is not limited to the SRAM cell.
  • the width cannot be made large enough to reduce the resistance value of the high-resistance polysilicon layer as the high-resistance element used.
  • an oxide film (NSG film) 70 having a thickness of about 140 nm is deposited by the CVD method, and then a boron-lin glass film 71 of about 70 nm is deposited.
  • planarization is performed by reflowing at about 850 to 875 ° C.
  • an aluminum film of about 4 O Onm is deposited by a sputtering method, and a bit line 72 is formed by the same photolithographic Z etching method.
  • an ion implantation (A s) is implanted into the P-module 52 under predetermined conditions. Then, an N-type buried diffusion layer 60 is formed, and as shown in FIG. 10, a poly-silicon interconnection 62 made of the first layer of polycrystalline silicon is formed, as shown in FIG. A titanium silicide layer 68 is formed on the entire surface, and a conductive wiring 69 made of a second layer of polycrystalline silicon is arbitrarily patterned through the titanium silicide layer 68 to form a diffusion layer 60 on the surface of the P-cell 52. Manufactured by connecting.
  • the impurity diffusion region does not become unnecessarily large, and thus it is possible to follow a fine pattern. Further, the diffusion layer 60 on the surface of the P-module 52 and the conductive wiring 69 can be cut without complicating the process. Furthermore, the size of the contact part is also reduced.
  • the patterns shown in FIGS. 14 to 16 are also point-symmetric as in the first embodiment, and have excellent data retention characteristics because of the regularity of the patterns.
  • node S! Tiger Njisuta Q j is O off state and the resistance value of the tiger Njisuta is sufficiently large when the potential 5 V compared to the resistance of the on state of the Q 5 tiger Njisuta held in.
  • nodes S 2 is tiger Njisuta Q 2 Gao down state and the resistance value when there is sufficiently low potential 0 V compared to the resistance value of the off state of the tiger Njisuta Q 6 is maintained.
  • the first polycrystalline silicon layer having a thickness of 300 nm is entirely formed by a chemical vapor deposition (CVD) method. 6 2, followed by a glass layer on top of this polycrystalline silicon layer 6 2
  • FIG. 23 is a plan view of FIG. 18, and a cross-sectional structure as shown in FIG. 18 is obtained by cutting along the line 18—18 in FIG.
  • reference numeral 81 indicates a Vss supply line
  • reference numeral 82 indicates a lead line
  • reference numeral 83 indicates a gate of a TFT transistor.
  • a CC 1 A / 2 gas-based reactive ion etching method is applied.
  • the polycrystalline silicon layer 62 is patterned to form a polysilicon line 65 made of polycrystalline silicon.
  • the N-type impurity is applied to the part where the wiring 65 is not formed.
  • the N_ layer (not shown), which forms part of the LDD structure region, is formed shallow by lightly doping the phosphorus as a material.
  • the silicon substrate 5 was accelerated under the conditions of an acceleration voltage of 80 KeV and a dose of 3 ⁇ 10 15 Z cm 2.
  • the Re c this ion implantation to 1 N + region 66 is relatively deeply formed, a source region of the L DD structure, drain region is formed. Since the buried diffusion region 61 into which arsenic (A s) is implanted is electrically connected to the source and drain regions, the polysilicon wiring 65 is connected to the buried diffusion region 61. Is connected.
  • the first polycrystalline silicon layer having a thickness of 200 nm is formed by applying a chemical vapor deposition (CVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • the POC 1 3 vapor phase diffusion method By adapting the POC 1 3 vapor phase diffusion method, the N + doped region forming the introduction of the re-emission Te row summer, to reduce the resistance of the first polycrystalline silicon layer.
  • This gate electrode corresponds to the gate electrodes of the transistor and the drive transistor.
  • arsenic (A s) is ion-implanted into the substrate 51 under the conditions of an acceleration voltage of 40 KeV and a dose of 3 ⁇ 10 15 cm 2 , and the N + type source region S ⁇ , A drain region Dn is formed.
  • the CVD method by applying the CVD method, the thickness shown in Fig. 21 is obtained.
  • An insulating oxide film 67 having a thickness of 100 nm is formed.
  • polyisohols 68 are formed by applying resist patterning in the photolithography technique and reactive ion etching of a CHF 3 / He gas system.
  • a second polycrystalline silicon layer 69 having a thickness of 200 nm is formed by applying the CVD method.
  • Ri by the applying registry patterning and CC 1 4/0 2 gas based reactive ion etching method in the off O Application Benefits lithography technique, patterning the second polycrystalline silicon layer 69.
  • resist etching and ion implantation in photolithography boron fluoride (BF) was accelerated under the conditions of an acceleration voltage of 30 KeV and a dose of lxl 0 16 Z cm 2 . Inject it into the supply line 84 of the power supply voltage V shown in Fig. 24 and the portion to be the source side of the TFT transistor.
  • BF boron fluoride
  • FIG. 24 shows a plan view of FIG.
  • an insulating oxide film (not shown) having a thickness of 14 ° nm and an insulating film ⁇ 0 made of boron-lin glass having a thickness of 700 nm are formed on the entire surface shown in FIG. .
  • a heat treatment is performed to flatten the insulating film 70 by reflex opening. This was followed by the registration of photolithography technology.
  • Contact holes are formed in the insulating film 70 and the insulating oxide film by applying a reactive ion etching method of a CHF 3 / He gas system to the insulating film.
  • FIG. 25 shows a plan view of FIG.
  • the TFT type SRAM according to the above-described embodiment is provided with a diffusion layer 62 by ion implantation in a contact region on the surface of the semiconductor substrate 51, and the diffusion layer 61 and the diffusion layer 61 are formed.
  • the impurity diffusion region is not unnecessarily widened, so that the mask process at the time of manufacturing is reduced, the cell size is not increased, and the easiness of manufacturing and the manufacturing are improved. The yield can be improved.
  • the pattern is point-symmetric, and the improvement of the symmetry has the effect of improving the data retention characteristics. Further, since the polyiso and the buried contact are provided at one location, a margin for mask alignment can be created.
  • the coupling of the SRAM has been described as an example of the semiconductor memory device.
  • the present invention is not limited to this. It can be applied as long as it can force-couple the diffusion region and the conductive wiring.
  • polycrystalline silicon was used as the material of the conductive wiring, the present invention is not limited to this, and other materials such as silicon and amorphous silicon may be used.
  • a diffusion layer formed by ion implantation is provided in a contact region on the surface of a semiconductor substrate, and the first layer of the pull-down transistor on the side to be compared with this diffusion layer by a flip-flop is provided.
  • the process of conducting the input / output coupling of the flip-flop configuration is not complicated, and the diffusion region of the semiconductor substrate can be connected to the conductive layer. It is possible to provide a TFT-type semiconductor memory device that can apply flexible wiring and is excellent in the mask process, manufacturing yield, data retention characteristics, and miniaturization during manufacturing.
  • a buried diffusion region of the same conductivity type as the diffusion region formed by implanting ion species through the buried contact opening of the diffusion region in the surface of the semiconductor substrate By providing a wiring made of polycrystalline silicon connected to the buried diffusion region, the impurity diffusion region does not become unnecessarily wide unlike the case of the conventional direct con- It is possible to provide a semiconductor memory device capable of power-supplying a diffusion region and a conductive wiring of a semiconductor substrate without causing complication.

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Abstract

A semiconductor storage device comprising a memory cell having a pair of transfer gate transistors, a pair of drive transistors, and a pair of resistive elements or thin film transistors and having a flip-flop structure by cross-coupling using a load of the pair of transfer gate transistors and the pair of resistive elements or thin film transistors. A diffusion layer (61) is provided in a contact region in the surface of a semiconductor substrate (51) and the first-layer polysilicon wiring (65) of the driver transistor facing the diffusion layer (61) in the flip-flop is directly connected to the diffusion layer (61).

Description

明 細 書 半導体記憶装置およびその製造方法 技術分野  Description: Semiconductor storage device and method of manufacturing the same
この発明は半導体記憶装置およびその製造方法に関し、 特 に 2個の ドライバ トラ ンジスタと 2個の トラ ンスフ ァゲ一 ト トラ ンジスタ と 2個の高抵抗素子あるいは 2個の薄膜 トラ ン ジス夕で構成された基本メモ リセル構造を有し、 S R AM ( S tatic R andom A ccess Memory ) として用いられる半 導体記憶装置およびその製造方法に関する。 背景技術  The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor memory device including two driver transistors, two transistor transistors, and two high-resistance elements or two thin-film transistors. The present invention relates to a semiconductor memory device having a basic memory cell structure as described above and used as a static random access memory (SRAM) and a method of manufacturing the same. Background art
従来、 2個の ドライバ トラ ンジスタと 2個の トラ ンスフ ァ ゲー ト トラ ンジスタ と 2個の高抵抗素子を用いて構成された 基本メ モ リセル構造を有する、 いわゆる高抵抗負荷型 S R A Mが半導体記憶装置と して使用されている。  Conventionally, a so-called high resistance load type SRAM having a basic memory cell structure composed of two driver transistors, two transistor gate transistors and two high resistance elements has been used in a semiconductor memory device. It is used as
図 1は従来の高抵抗負荷型 S R AMを構成する 1個のメモ リ セルの等価回路を示し、 4個の トラ ンジスタ Q 1〜 Q 4 と 2個の高抵抗素子 R 1 , R 2とからなるメ モリセルの回路図 を示す。  Figure 1 shows an equivalent circuit of one memory cell that constitutes a conventional high-resistance load type SRAM, which consists of four transistors Q1 to Q4 and two high-resistance elements R1 and R2. A circuit diagram of a memory cell is shown.
図 1 において、 Q 1及び Q 2は駆動用の ドライバ トラ ンジ スタ (あるいはブルダウ ン トラ ンジスタ と も呼ぶ) であり、 Q 3 , Q 4は トラ ンスフ ァ一ゲー ト トラ ンジスタ (あるいは パスゲー ト トラ ンジスタ と も呼ぶ) である。 R 1 , R 2は高 抵抗索子、 W Lはヮー ド線、 B L と B L (バー) はビッ ト線 である。 S 1及び S 2はノー ド、 V e cは正側電源電圧で、 た とえば 5ボル ト、 V s sは負側電源電圧で、 こ こでは接地され てゼロボル トとなっている。 In FIG. 1, Q 1 and Q 2 are driver transistors for driving (also referred to as bull down transistors), and Q 3 and Q 4 are transistor gate transistors (or pass gate transistors). ). R 1 and R 2 are high The resistance cable, WL is the lead wire, and BL and BL are the bit line. S1 and S2 are nodes, Vec is a positive power supply voltage, for example, 5 volts, and Vss is a negative power supply voltage, which is grounded to zero volts.
図 1の等価回路図で示されたメモリセルの動作は次の通り こ、'め O 0 As this operation is the following memory cell indicated by the equivalent circuit diagram of FIG. 1, 'because O 0
正側電源電圧 V " = 5 V、 負側電源電圧 V s s = 0 Vに設定 され、 ノー ド S 1 = 5 V, S 2 = 0 Vである。 この状態でト ラ ンジス夕 Q 2がォン状態、 トラ ンジスタ Q 1がオフ状態に なっているものとする。  The positive power supply voltage V "is set to 5 V, the negative power supply voltage Vss is set to 0 V, and the nodes S 1 = 5 V and S 2 = 0 V. In this state, the transistor Q 2 is turned off. It is assumed that the transistor Q1 is in the off state.
トラ ンジスタ Q 1がオフ状態で、 高抵抗索子 R 1 に電流が 殆ど流れなければノー ド S 1の電位はほぼ 5 Vに保持される。 このとき、 ノー ド S 2においては トラ ンジスタ Q 2がオン状 態であり、 この トラ ンジスタ Q 2の内部抵抗値に対して、 高 抵抗素子 R 2の抵抗値が十分高いと、 ノー ド S 2の電位はほ ぼ 0 Vに維持される。  When the transistor Q 1 is off and almost no current flows through the high-resistance wire R 1, the potential of the node S 1 is kept at approximately 5 V. At this time, transistor Q 2 is on in node S 2. If the resistance of high-resistance element R 2 is sufficiently higher than the internal resistance of transistor Q 2, node S 2 Is maintained at almost 0 V.
この状態でビッ ト線 B L (バー) 上の信号で トラ ンスフ ァ ゲー ト トラ ンジスタ Q 4が選択されると、 ノー ド S 2を介し て ドライバ トラ ンジスタ Q 1のゲー トにオン信号が供給され、 この ドライ ノくトランジスタ Q 1がオンになってノー ド S 1の 電位がほぼゼロとなり、 かわりに ドライバ トランジスタ Q 2 がオフとなる。  In this state, when the transistor on the bit line BL (bar) selects the transistor Q4, an ON signal is supplied to the gate of the driver transistor Q1 via the node S2. However, the transistor Q1 turns on, the potential of the node S1 becomes almost zero, and the driver transistor Q2 turns off instead.
このようにして ドライバ ' トラ ンジスタ Q l、 Q 2のオンま たはオフの状態が次のビッ ト線 B L , B L (バー) への選択 信号の入力まで維持され、 S R A Mのメモリセルとして動作 する。 In this way, the on / off state of the driver transistors Ql and Q2 is maintained until the selection signal is input to the next bit line BL, BL (bar), and operates as an SRAM memory cell. I do.
このように、 図 1 に示したメモリセルは高抵抗負荷型フ リ ップフ口ップ構造で 1 ビッ トを形成している。 半導体基板上 における実際の構造では、 一方の トランジスタ Q 1のイ ンバ 一夕出力部である ドレイ ンを他方の トラ ンジスタ Q 2のゲー 卜に、 他方の トランジスタ Q 2のィ ンバ一夕出力部である ド レイ ンのノー ド S 2を一方の トランジスタ Q 1のゲー 卜に結 線しており、 これをカップリ ングと称している。  Thus, the memory cell shown in Fig. 1 forms one bit in a high resistance load type flip-flop structure. In an actual structure on a semiconductor substrate, the drain, which is the output of the transistor Q 1, is connected to the gate of the other transistor Q 2, and the drain, which is the output of the other transistor Q 2, is connected to the gate of the other transistor Q 2. A node S2 of a certain drain is connected to the gate of one transistor Q1, and this is called coupling.
すなわち、 このようなメモリセルを基本構造として有する S R A Mを含む L S I の製造においては、 上記ィ ンバー夕出 力部は一方の ドライバ トラ ンジスタの ドレイ ン (Ν τ 拡散領 域) 部分にあたり、 配線部分を短く して L S I の小形化に資 するようにこの部分を他方の ドライ ノく トラ ンジス夕のゲー ト に力ップリ ングするためには、 この N + 拡散領域とゲー トと をできるだけ短い距離で結線する必要がある。 That is, in the manufacture of an LSI including an SRAM having such a memory cell as a basic structure, the above-mentioned inverter output portion corresponds to the drain (Ν τ diffusion region) portion of one driver transistor, and the wiring portion corresponds to the driver transistor portion. In order to force this part to the gate of the other transistor in order to shorten the length and contribute to the miniaturization of the LSI, the N + diffusion region and the gate must be connected as short as possible. There is a need to.
従来、 このカップリ ング方法と しては、 一方の ドライバト ラ ンジスタのゲー トを構成するポリ シリ コン層を他方の ドラ ィバトラ ンジスタの N + 拡散領域に直接コ ンタク 卜する方法 が知られている。  Conventionally, as this coupling method, there has been known a method in which a polysilicon layer constituting a gate of one driver transistor is directly connected to an N + diffusion region of the other driver transistor. .
図 2 A , 2 Bはこの方法の一例を示す。 図 2 Aでは、 N型 シリ コ ン基板 1上に形成された P型ゥエル 2の表面に形成さ れたゲ一ト酸化膜 3の一部を除去し、 露出された表面からフ ィ ール ド酸化膜 6の上にかけて多結晶シ リ コンからなる一方 の ドライバトラ ンジスタのゲ一 ト電極 1 2を形成する。 フィ 一ル ド酸化膜 6の下に形成されているのはチャネルス ト ツパ である。 2A and 2B show an example of this method. In FIG. 2A, a part of the gate oxide film 3 formed on the surface of the P-type well 2 formed on the N-type silicon substrate 1 is removed, and the film is removed from the exposed surface. A gate electrode 12 of one driver transistor made of polycrystalline silicon is formed on the oxide film 6. The channel stop is formed under the field oxide film 6. It is.
その後、 形成されたゲー ト電極 1 2とゲ一 ト酸化膜 3の上 にリ ンガラス膜 (図示せず) を堆積させ、 更に熱処理するこ とにより リ ンを Pゥエル 2内に拡散させ、 図 2 Bに示したよ うに、 他方の ドラ トラ ンジスタの ドレイ ンとなる N ' 拡 散領域 2 9を形成する。  After that, a phosphorus glass film (not shown) is deposited on the formed gate electrode 12 and the gate oxide film 3, and further heat treatment is performed to diffuse the phosphorus into the P-well 2. As shown in FIG. 2B, an N ′ diffusion region 29 serving as a drain of the other drain transistor is formed.
このようにして、 たとえば図 1に示した一方の ドライバ ト ラ ンジスタ Q 1のゲー ト電極 1 2と他方の ドラ < トラ ンジ スタ Q 2の ドレイ ンとなる Ν τ 拡散領域 2 9 とを直接コ ン夕 ク トさせることができる。 In this way, for example, the gate electrode 12 of one driver transistor Q1 shown in FIG. 1 is directly connected to the 領域τ diffusion region 29 serving as the drain of the other driver transistor Q2. Can be installed.
しかしながらこの方法では熱拡散により リ ンを Pゥエル 2 内に拡散させるため、 リ ンの拡散領域 2 9が 0 . 5〜 1 . 2 と大き く、 サブミ ク ロンデバイスには適用できないとい う欠点があつた。  However, in this method, the phosphorus is diffused into the P-well 2 by thermal diffusion.Therefore, the diffusion region 29 of the phosphorus is as large as 0.5 to 1.2, so that it cannot be applied to a submicron device. Atsuta.
そこで、 微細化のために従来図 3 A〜 3 Cに示すような方 法が考えられた。  Therefore, conventional methods as shown in Figs. 3A to 3C have been considered for miniaturization.
まず、 図 3 Aに示すように、 シ リ コ ン基板 1に形成された Pゥエル 2にフィ 一ル ド酸化膜 6を形成した後、 第 1層目の 多結晶シ リ コンからなるゲー ト電極 9を形成する。 続いて、 このゲー ト電極 9をマスクと して Pゥエル 2表面に N + 型の 拡散層 3 1を形成した後、 全面に酸化膜 3 2を形成する。  First, as shown in FIG. 3A, after a field oxide film 6 is formed on a P-well 2 formed on a silicon substrate 1, a gate made of a first-layer polycrystalline silicon is formed. The electrode 9 is formed. Subsequently, an N + type diffusion layer 31 is formed on the surface of the P well 2 using the gate electrode 9 as a mask, and then an oxide film 32 is formed on the entire surface.
次に、 図 3 Bに示したように、 こ の酸化膜 3 2を選択的に エツチング除去し、 ポリアイ ソコ ンタク ト部に対応した前記 ゲー ト電極 9の上面を露出させるとともに、 ボンディ ング部 に対応した前記拡散層 3 1を露出させる。 更に、 図 3 Cに示すように、 第 2層目の多結晶シ リ コ ン層 をゲ— ト電極 9の上面露出部および拡散層 3 1露出部上に形 成した後、 パターニングしてボンディ ングパッ ド部での拡散 層 3 1およびポリアイ ソコンタク ト部でのゲー ト電極 9に接 続する配線 3 3を形成する。 Next, as shown in FIG. 3B, the oxide film 32 is selectively removed by etching to expose the upper surface of the gate electrode 9 corresponding to the polysilicon contact portion, and to remove the oxide film 32 from the bonding portion. The corresponding diffusion layer 31 is exposed. Further, as shown in FIG. 3C, a second polycrystalline silicon layer is formed on the upper surface exposed portion of the gate electrode 9 and the exposed portion of the diffusion layer 31 and then patterned and bonded. The wiring 33 connected to the diffusion layer 31 in the padding portion and the gate electrode 9 in the polysilicon contact portion is formed.
このよ うに、 図 3 A〜 3 Cに示した例では、 微細化するた めに第 2層目の多結晶シリ コンからなる配線 3 3を介して第 1層目の多結晶シ リ コ ンからなるゲー ト電極 9と拡散層 3 1 を接続して、 縱方向への積層構造によりチップ面積を縮小す る方法が採用されている。  As described above, in the examples shown in FIGS. 3A to 3C, the first-layer polycrystalline silicon is connected through the second-layer polycrystalline silicon wiring 33 in order to reduce the size. A method of connecting the gate electrode 9 made of GaN and the diffusion layer 31 to reduce the chip area by a vertically laminated structure is adopted.
しかしこの方法では、 配線 3 3の引き回しのために 2層目 の多結晶シ リ コンが必要であり、 S R A Mと して構成するた めの多結晶シリ コン配線まで考えると全部で 3層構造の多結 晶シリ コンが必要となる。 このことは製造工程におけるマス ク工程数の增加を意味する。  However, in this method, a second layer of polycrystalline silicon is required to route the wiring 33, and when considering the polycrystalline silicon wiring to be configured as SRAM, a total of three layers is used. Polycrystalline silicon is required. This means an increase in the number of masking steps in the manufacturing process.
またこの方法では、 図示しないが、 メ モリセルの小形化の ためにセルパターンが非対称となり、 セル内部における配線 間の浮遊容量の不均衡などが生じ、 これが原因でデータ保持 特性が不安定となることがある。  Also, with this method, although not shown, the cell pattern becomes asymmetric due to the miniaturization of the memory cell, resulting in an imbalance in the stray capacitance between the wirings inside the cell, and the data retention characteristics become unstable due to this. There is.
従って、 この発明の目的は、 L S I の微細化と製造工程の 簡易化が同時に達成でき、 かつ安定な動作も実現できる構造 の半導体記憶装置およびその製造方法を提供するこ とである ( 発明の開示 Accordingly, an object of the present invention may be achieved miniaturization of LSI and simplification of the manufacturing process at the same time, and is and provide child stable operation can be realized a semiconductor memory device and a manufacturing method thereof structure (SUMMARY OF THE INVENTION
この発明は、 第 1、 第 2の トラ ンスフ ァゲー ト トラ ンジス ( The present invention relates to a first and a second transfer transistor. (
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タ及び第 1、 第 2の ドライバ トラ ンジスタ及び第 1、 第 2の 抵抗索子を有したメモリ セルを具備し、 第 1、 第 2の トラ ン スフ ァゲー ト トラ ンジスタと第 1、 第 2の抵抗素子を用いて クロスカツプリ ングすることによりフ リ ップフロップ構造を なす半導体記憶装置であって、 半導体基板表面内に形成され た前記第 1の ドライバトランジスタの拡散領域の埋め込みコ ンタク開口部に形成され前記拡散領域と同一導電型の埋め込 み拡散領域と、 前記埋め込み拡散領域の表面に接続され前記 第 2の ドライバ トラ ンジスタのゲー トに接続された多結晶シ リ コ ンによる配線層とを具備することを特徴とする。 A first and a second driver transistor and a memory cell having a first and a second resistance wire, and a first and a second transistor transistor transistors and a first and a second transistor transistor. A semiconductor memory device having a flip-flop structure by cross-cutting using a resistance element, wherein said semiconductor memory device is formed in a buried contact opening in a diffusion region of said first driver transistor formed in a surface of a semiconductor substrate. A buried diffusion region of the same conductivity type as the diffusion region; and a wiring layer of polycrystalline silicon connected to a surface of the buried diffusion region and connected to a gate of the second driver transistor. It is characterized by the following.
さ らにこの発明は、 第 1、 第 2の トラ ンスファゲー ト トラ ンジス夕及び第 1、 第 2の ドライバ トラ ンジスタ及び第 1、 第 2の抵抗索子を有したメモ リセルを具備し、 第 1、 第 2の トラ ンスファゲー ト トラ ンジスタと第 1、 第 2の抵抗索子を 用いてクロスカ ツプリ ングすることによりフ リ ップフロップ 構造をなす半導体記憶装置であつて、 半導体基板表面内に形 成された前記第 1の ドライバ トラ ンジス夕の拡散領域の埋め 込みコ ンタク開口部に形成され前記拡散領域と同一導電型の 埋め込み拡散領域と、 前記埋め込み拡散領域の表面に導体を 介して接続され前記第 2の ドライバ トラ ンジスタのゲー トに 接続された多結晶シリ コ ンによる配線層とを具備することを 特徴とする。  Further, the present invention includes a memory cell having first and second transistor transistors, first and second driver transistors, and first and second resistance cables. A semiconductor memory device having a flip-flop structure formed by cross-cutting using a second transistor transistor and first and second resistance wires, and formed in the surface of the semiconductor substrate. A buried diffusion region formed in the buried contact opening of the diffusion region of the first driver transistor and having the same conductivity type as the diffusion region; and a second buried diffusion region connected to a surface of the buried diffusion region via a conductor. And a wiring layer made of polycrystalline silicon connected to the gate of the driver transistor.
さ らにこの発明は、 第 1、 第 2の トラ ンスファゲー ト トラ ンジス夕及び第 1、 第 2の ドライバ トラ ンジスタ及び抵抗負 荷と して機能する第 1、 第 2の薄膜 トラ ンジスタ とを有した メモ リ セルを具備し、 第 1、 第 2の トラ ンスフ ァゲー ト トラ ンジス夕と第 1、 第 2の薄膜トラ ンジスタを用いてク ロス力 ップリ ングすることによりフ リ ップフロップ構造をなす半導 体記憶装置であって、 半導体基板表面内に形成された前記第 1の ドラ 'トランジスタの拡散領域の埋め込みコンタク開 口部に形成され、 前記拡散領域と同一導電型の埋め込み拡散 領域と、 前記埋め込み拡散領域の表面に接続され前記第 2の ドラ ' トラ ンジスタのゲー トに接続された多結晶シ リ コン による配線層とを具備することを特徴とする。 Further, the present invention has first and second transistor transistors, first and second driver transistors, and first and second thin-film transistors functioning as resistance loads. did A semiconductor having a memory cell and having a flip-flop structure formed by performing cross-force pulling using first and second transistor transistors and first and second thin-film transistors. A storage device, wherein the buried diffusion region is formed in a buried contact opening of a diffusion region of the first driver transistor formed in a surface of a semiconductor substrate, the buried diffusion region having the same conductivity type as the diffusion region; A wiring layer of polycrystalline silicon connected to the surface of the region and connected to the gate of the second transistor.
さ らにこの発明は、 一対の トラ ンスフ ァゲー ト トラ ンジス タ及び一対の ドライバ トランジスタ及び一対の抵抗索子を有 したメ モ リ セルを具備し、 一対の トラ ンスフ ァゲ一 ト トラ ン ジス夕と一対の抵抗索子を用いてク ロスカ ップリ ングするこ とによりフ リ ップフ口ップ構造をなす半導体記憶装置を製造 する方法において、 半導体基板表面内の拡散領域の埋め込み コ ンタク開口部を介して不純物イオ ンを注入し、 前記拡散領 域と同一導電型の埋め込み拡散領域を形成する工程と、 多結 晶シ リ コ ンによる配線を前記埋め込み拡散領域に接続させる 工程を具備することを特徴とする。 図面の簡単な説明  Further, the present invention includes a pair of transistor transistors, a pair of driver transistors, and a memory cell having a pair of resistor wires, and a pair of transistor transistors. And a method of manufacturing a semiconductor memory device having a flip-up structure by cross-clamping using a pair of resistive stubs. Implanting impurity ions to form a buried diffusion region of the same conductivity type as the diffusion region; and connecting a wiring made of polycrystalline silicon to the buried diffusion region. And BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1 はこの発明に係わる高抵抗負荷型 S R A Mの等価回路 図。  FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a high resistance load type SRAM according to the present invention.
図 2 Aは従来の S R A Mの製造方法の一工程図であり、 シ リ コ ン基板表面の ドレイ ン形成領域にゲ一 卜電極を形成する » FIG. 2A is a process diagram of a conventional SRAM manufacturing method, in which a gate electrode is formed in a drain formation region on the surface of a silicon substrate. »
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工程の説明図。 FIG.
図 2 Bは図 2 Aの工程の後でシ リ コ ン基板表面に ドレイ ン を形成する工程の説明図。  FIG. 2B is an explanatory view of a step of forming a drain on the surface of the silicon substrate after the step of FIG. 2A.
図 3 Aは異なる他の構造の従来の S R A Mの製造方法の一 工程図であり、 シリ コン基板表面に夫々のプルダウン トラ ン ジスタの ドレイ ンとなる拡散層を形成する工程の説明図。  FIG. 3A is a process diagram of a conventional method of manufacturing an SRAM having another different structure, and is an explanatory view of a process of forming a diffusion layer serving as a drain of each pull-down transistor on the surface of a silicon substrate.
図 3 Bは図 3 Aの工程の後で互いに接続すべき第 1、 第 2 のプルダウ ン トラ ンジスタのゲー トと ドレイ ンの表面をエツ チングで露出させる工程の説明図。  FIG. 3B is an explanatory view of the step of exposing the surfaces of the gate and drain of the first and second pull-down transistors to be connected to each other after the step of FIG. 3A by etching.
図 3 Cは図 3 Bの工程の後で 2層目のポ リ シ リ コ ンを形成 して第 1、 第 2のプルダウ ン トラ ンジスタのゲー ト と ドレイ ンを接続するまでの説明図。  FIG. 3C is an explanatory view from the step of FIG. 3B to the formation of a second-layer polysilicon and connection of the gate and drain of the first and second pull-down transistors.
図 4 Aはこの発明の一実施例に係る S R A Mのメモリセル の製造方法の一工程図であり、 シ リ コ ン基板表面にボロ ンを イオ ン注入するまでの説明図。  FIG. 4A is a process drawing of a method for manufacturing an SRAM memory cell according to one embodiment of the present invention, and is an explanatory view up to ion implantation of boron into the surface of a silicon substrate.
図 4 Bは図 4 Aに続く 工程図であり、 シ リ コ ン基板表面に フィ ール ド酸化膜を形成するまでの説明図。  FIG. 4B is a process drawing following FIG. 4A, and is an explanatory view up to forming a field oxide film on the surface of the silicon substrate.
図 4 Cは図 4 Bに続く工程図であり、 シ リ コ ン基板の活性 領域にゲー ト酸化膜を形成するまでの説明図。  FIG. 4C is a process drawing following FIG. 4B and is an explanatory view up to formation of a gate oxide film in the active region of the silicon substrate.
図 4 Dは図 4 Cに続く工程図であり、 シ リ コ ン基板の活性 領域の一部に N型の埋込み拡散層を形成するまでの説明図。  FIG. 4D is a process drawing following FIG. 4C, and is an explanatory view up to forming an N-type buried diffusion layer in a part of the active region of the silicon substrate.
図 4 Eは図 4 Dに続く工程図であり、 ポ リ シ リ コ ン配線と なる多結晶シリ コ ン層を形成するまでの説明図。  FIG. 4E is a process drawing following FIG. 4D and is an explanatory view up to formation of a polycrystalline silicon layer to be a polysilicon wiring.
図 4 Fは図 4 Eに続く工程図であり、 L D D構造のソース, ドレイ ン領域を形成するまでの説明図。 図 4 Gは図 4 Fに続く工程図であり、 レジス トパター ンを 剥離するまでの説明図。 FIG. 4F is a process drawing following FIG. 4E, and is an explanatory diagram up to formation of a source / drain region having an LDD structure. FIG. 4G is a process drawing following FIG. 4F, and is an explanatory diagram up to the time of removing the resist pattern.
図 4 Hは図 4 Gに続く工程図であり、 第 2層のポ リ シリ コ ン層を形成するまでの説明図。  FIG. 4H is a process drawing following FIG. 4G and is an explanatory view up to formation of a second-layer polysilicon layer.
図 4 I はこの一実施例に係る S R A Mの製造方法の最終ェ 程断面図。  FIG. 4I is a cross-sectional view of the final step of the method for manufacturing an SRAM according to the embodiment.
図 5は図 4 Fにおける V— V線に沿った不純物イオンの拡 散プロファィルを示す図。  Fig. 5 is a diagram showing the diffusion profile of impurity ions along the line VV in Fig. 4F.
図 6は図 4 Eの工程における中間製造物の平面図。  FIG. 6 is a plan view of the intermediate product in the step of FIG. 4E.
図 7は図 4 Hの工程における中間製造物の平面図。  FIG. 7 is a plan view of the intermediate product in the step of FIG. 4H.
図 8は図 4 I の最終工程における製造物の平面図。  Fig. 8 is a plan view of the product in the final step of Fig. 4I.
図 9は図 4 Eに対応するこの発明の他の実施例に係る S R FIG. 9 shows an S R according to another embodiment of the present invention corresponding to FIG. 4E.
A Mの製造方法の一工程図であり、 ポ リ シ リ コ ン配線となる 多結晶シ リ コン層表面に酸化膜を形成するまでの説明図。 FIG. 4 is a process chart of an AM manufacturing method, illustrating a process up to the formation of an oxide film on the surface of a polycrystalline silicon layer to be a polysilicon wiring.
図 1 0は図 9に続く工程図であり、 L D D構造のソース, ドレイ ン領域を形成するまでの説明図。  FIG. 10 is a process drawing following FIG. 9 and is an explanatory view up to formation of a source / drain region having an LDD structure.
図 1 1 は図 1 0に続く工程図であり、 多結晶シリ コン層表 面の酸化膜を選択的にェツチングするまでの説明図。  FIG. 11 is a process drawing following FIG. 10 and is an explanatory view up to selective etching of the oxide film on the surface of the polycrystalline silicon layer.
図 1 2は図 1 1 に続く工程図であり、 全面にチタ ンシ リサ ィ ド層を形成するまでの説明図。  FIG. 12 is a process drawing following FIG. 11 and is an explanatory view up to forming a titanium silicide layer on the entire surface.
図 1 3は図 1 2に続く工程図であり、 この実施例に係る S FIG. 13 is a process drawing following FIG.
R A Mの製造方法の最終工程断面図。 FIG. 6 is a sectional view of the final step in the method for manufacturing RAM.
図 1 4は図 9の工程における中間製造物の平面図。  FIG. 14 is a plan view of the intermediate product in the step of FIG.
図 1 5はこの実施例に係る製造方法の一工程図であり、 電 源ライ ン形成部分に B F 2 τ をイオン注入して電源ライ ンを 形成するまでの説明図。 FIG. 15 is a process diagram of the manufacturing method according to this embodiment, in which BF 2 τ is ion-implanted into a power supply line forming portion to form a power supply line. FIG.
図 1 6は図 1 3の最終工程における製造物の平面図。  FIG. 16 is a plan view of the product in the final step of FIG.
図 1 7はこの発明に係わる薄膜トラ ンジス夕を高抵抗負荷 と して用いる T F T型 S RAMの等価回路図。  FIG. 17 is an equivalent circuit diagram of a TFT type SRAM using the thin film transistor according to the present invention as a high resistance load.
図 1 8は図 9に示した実施例の製造工程に対応するポリ シ リ コ ン配線となる多結晶シリ コン層表面に酸化膜を形成する までの説明図。  FIG. 18 is an explanatory view up to the formation of an oxide film on the surface of a polycrystalline silicon layer serving as a polysilicon wiring corresponding to the manufacturing process of the embodiment shown in FIG.
図 1 9は図 18に続く工程の L D D構造のソース, ドレイ ン領域を形成するまでの説明図。  Fig. 19 is an explanatory view of the steps following Fig. 18 up to the formation of the source and drain regions of the LDD structure.
図 20は図 1 9に続く工程図であり、 レジス トパターンを 剥離するまでの説明図。  FIG. 20 is a process drawing following FIG. 19, and is an explanatory diagram showing a state before the resist pattern is removed.
図 2 1は図 20に続く工程図であり、 第 2層のポリ シリ コ ン層を形成するまでの説明図。  FIG. 21 is a process drawing following FIG. 20, and is an explanatory diagram up to formation of a second-layer polysilicon layer.
図 22はこの一実施例に係る S RAMの製造方法の最終ェ 程断面図。  FIG. 22 is a sectional view of the final step of the method for manufacturing an SRAM according to the embodiment.
図 23は図 1 8の工程における中間製造物の平面図。  FIG. 23 is a plan view of the intermediate product in the step of FIG.
図 24は図 2 1の工程における中間製造物の平面図。  FIG. 24 is a plan view of the intermediate product in the step of FIG. 21.
図 25は図 22の最終工程における製造物の平面図である, 発明の最良の実施形態  FIG. 25 is a plan view of the product in the final step of FIG. 22.
以下、 この発明の最良の実施例に係る S RAMの製造方法 を図 4 A〜図 8を参照して工程順に説明する。  Hereinafter, a method of manufacturing an SRAM according to a preferred embodiment of the present invention will be described in the order of steps with reference to FIGS.
( 1 ) まず、 図 4 Aに示すように、 N型のシ リ コ ン基板 5 1の表面に Pゥヱル 52を形成し、 シリ コン酸化膜 53を形 成した後、 レジス ト 54を利用して耐酸化性膜と しての窒化 シ リ コ ン膜 (S i 3 N4 ) のパター ン 55を形成する。 (1) First, as shown in FIG. 4A, a P-type resistor 52 is formed on the surface of an N-type silicon substrate 51, a silicon oxide film 53 is formed, and then a resist 54 is used. As oxidation resistant film A pattern 55 of a silicon film (Si 3 N 4 ) is formed.
つづいて、 図 4 Bに示すように、 前記レジス ト 54をマス クとしてポロンを加速電圧 1 30 K e V, ドーズ量 4 1 0 12/ c m2 の条件でシリ コン酸化膜 53を介して Pゥエル 5 2にィォン注入する。 Subsequently, as shown in FIG. 4 B, via the silicon oxide film 53 to the registry 54 accelerate PORON as mask voltage 1 30 K e V, at a dose of 4 1 0 12 / cm 2 Pゥ Inject into Yell 52.
この後、 図 4 Bに示すように S i 3 N 4 膜パター ン 55を 除去する。 次いで、 前記レジス ト 54をマスクとして選択的 熱酸化膜形成法 (L O C O S法) により、 Pゥエル 52の表 面に厚さ 600 n mのフィ 一ルド酸化膜 56を形成する。 な お、 図中の符号 57は P + のチャネルス ト ッパ層である。 Thereafter, as shown in FIG. 4B, the Si 3 N 4 film pattern 55 is removed. Next, a field oxide film 56 having a thickness of 600 nm is formed on the surface of the P-well 52 by a selective thermal oxide film formation method (LOCOS method) using the resist 54 as a mask. Incidentally, reference numeral 57 in the figure is a channel stopper layer of P +.
( 2 ) 次に、 図 4 Cに示したように、 前記レジス ト 54お よびシ リ コ ン酸化膜 53を除去した後、 熱酸化法により露出 した Pゥエル層 52表面に厚さ 18 n mのゲー ト酸化膜 58を 形成する。  (2) Next, as shown in FIG. 4C, after the resist 54 and the silicon oxide film 53 are removed, the surface of the P-well layer 52 exposed by the thermal oxidation method has a thickness of 18 nm. A gate oxide film 58 is formed.
この後、 図 4 Dに示すように、 活性領域露出予定部を除い て基板 1の全面にレジス トパターン 59を形成する。 その後、 このレジス トパターン 59をマスク と して弗酸薬液によるゥ エツ トエッチングによりゲー ト酸化膜 58を選択的に除去し、 埋め込みコンタク トホール 60を形成する。  Thereafter, as shown in FIG. 4D, a resist pattern 59 is formed on the entire surface of the substrate 1 except for a portion where the active region is to be exposed. Thereafter, using the resist pattern 59 as a mask, the gate oxide film 58 is selectively removed by wet etching with a hydrofluoric acid solution to form a buried contact hole 60.
この状態で、 N型不純物として A s (ヒ索) を加速電圧 1 00 K e V、 ドーズ量 4 X 1 015 c m2 の条件でイオン注 入し、 深さ 0. 2 m程度の N型の埋込み拡散層 6 1を形成 する。 In this state, As (arsenic) is ion-implanted as an N-type impurity under the conditions of an acceleration voltage of 100 KeV and a dose of 4 × 10 15 cm 2 , and an N-type with a depth of about 0.2 m. The buried diffusion layer 61 of FIG.
( 3 ) 次に、 図 4 Eに示すように、 前記レジス トパター ン 59を除去した後、 化学気相堆積法 (C V D法) により全面 に厚さ 300 n mの第 1多結晶シ リ コ ン層 62を形成する。 つづいて、 この第 1多結晶シリ コン層 62の上にリ ンガラ ス層 (図示せず) を形成するこ とにより第 1多結晶シ リ コ ン 層 62に燐を拡散させた後、 リ ンガラス層を除去する。 (3) Next, as shown in FIG. 4E, after removing the resist pattern 59, the entire surface is formed by chemical vapor deposition (CVD). Then, a first polycrystalline silicon layer 62 having a thickness of 300 nm is formed. Subsequently, a phosphorus layer (not shown) is formed on the first polycrystalline silicon layer 62 to diffuse phosphorus into the first polycrystalline silicon layer 62, and then the glass Remove the layer.
次いで、 第 1多結晶シ リ コ ン層 62を酸化して、 この第 1 多結晶シ リ コ ン層 62の表面に図示しない酸化膜を成長させ る。 こ こで、 図 6は図 4 Eの平面図を示し、 図 6の 4 E - 4 E線に沿って切断して矢印方向に見た断面図が図 4 Eとなる。  Next, the first polycrystalline silicon layer 62 is oxidized to grow an oxide film (not shown) on the surface of the first polycrystalline silicon layer 62. Here, FIG. 6 shows a plan view of FIG. 4E, and FIG. 4E is a cross-sectional view taken along line 4E-4E of FIG. 6 and viewed in the direction of the arrow.
(4) 次に、 図 4 Fに示すように、 前記酸化膜上にフォ ト リ ソグラフィ技術により レジス トパターン 63を形成した後、 C C 14 / 0 J ガス系の反応性ィオンエツチング法を適用す るこ とにより、 第 1多結晶シ リ コ ン層 62のパターニングを 行って、 多結晶シ リ コ ンからなるポリ シリ コン配線 64を形 成する。 (4) Next, as shown in FIG. 4 F, after the formation of the registry pattern 63 by the Photo Li lithography technique on the oxide film, applying a reactive Ion'etsuchingu method of CC 1 4/0 J gas system As a result, the first polysilicon layer 62 is patterned to form a polysilicon wiring 64 made of polysilicon.
つづいて、 この配線 64とフィ ール ド酸化膜 56との間に N型不純物と しての リ ンを低濃度 ドープすることにより、 L D D構造領域の一部をなす N— 層 (図示せず) を浅く形成す る。 ひきつづき、 配線 64の側面に形成された図示しないサ イ ドゥ ォール酸化膜をェッチバッ ク した後、 更にリ ンを加速 電圧 80 K e V、 ドーズ量 3 X 1 015ノ c m2 の条件でィォ ン注入する。 Subsequently, by lightly doping phosphorus as an N-type impurity between the wiring 64 and the field oxide film 56, an N- layer (not shown) forming a part of the LDD structure region is formed. ) Is formed shallowly. Subsequently, after etching back a side wall oxide film (not shown) formed on the side surface of the wiring 64, the phosphorus is further accelerated under the conditions of an acceleration voltage of 80 KeV and a dose of 3 × 10 15 cm 2. Injection.
これにより、 N+ 領域 65が比較的深く形成され、 L D D 構造のソース領域, ドレイ ン領域が形成される。 なお、 A s (ヒ索) が注入されている埋込み拡散領域 6 1は前記ソース, ドレイ ン領域と電気的に接続しているので、 ポリ シ リ コ ン配 線 64は埋込み拡散領域 6 1 と接続していることとなる。 こ こで、 図 4 Fの 5— 5線に沿った基板内部の拡散イオ ン のプロファイルの一例を示すと図 5に示すようなグラフとな 図 5の縦軸は各々の不純物のイオン濃度を示し、 1 014〜 1 02(1の範囲の値を示す。 縦軸はシ リ コ ン基板 1の表面から の拡散深さを示し、 0〜 1. 2 mの範囲の値を示す。 As a result, the N + region 65 is formed relatively deep, and the source region and the drain region having the LDD structure are formed. The buried diffusion region 61 into which As (arsenic) is implanted is electrically connected to the source and drain regions. The line 64 is connected to the buried diffusion region 61. Here, an example of the profile of the diffused ions inside the substrate along the line 5-5 in Fig. 4F is a graph as shown in Fig. 5. The vertical axis in Fig. 5 indicates the ion concentration of each impurity. shows, shows a value of 1 0 14 to 1 0 2 (1. the vertical axis shows the diffusion depth from the surface of the sheet re co down substrate 1, shows a value ranging from 0 to 1. 2 m.
図 4 Fの埋込み拡散領域 6 1はヒ索 (A s ) による拡散で あり、 0〜0. 2 m程度の深さに極めて高濃度の 1 018〜 1 020 i o n s / c m 3 となっている。 N ' 領域 6 5は比較 的深く形成され、 0. 2〜0. 4 mの範囲に濃度の値と し て 1 015〜: L 018 i o n s / c m J を示している。 更に深い 位置の 0. 6〜 1. 2 mの範囲には Pゥエル 5 2を形成す るイオンがほぼ一定の濃度で拡散されている。 Figure 4 is a diffusion by F of the buried diffusion region 6 1 Wahisaku (A s), 0~0. 1 of very high concentration to a depth of about 2 m 0 18 ~ becomes 1 0 20 ions / cm 3 I have. N 'region 6 5 is formed relatively deep, 0.2 to 0 4 as the value range on the concentration of the m 1 0 15 ~:. Shows the L 0 18 ions / cm J. The ions forming the P-well 52 are diffused at a substantially constant concentration in the range of 0.6 to 1.2 m at a deeper position.
( 5 ) 次に図 4 Gにおいて、 前記レジス トパターン 6 3を 除去した後、 C V D法を適用することにより、 図示しない厚 さ 3 0 0 n mの第 1多結晶シ リ コ ン膜を形成する。 続いて、 P 0 C 13 気相拡散法を適用することにより、 燐の導入を行 つて、 N+ 濃度領域を形成し、 第 1多結晶シ リ コ ン膜を低抵 抗化する。  (5) Next, in FIG. 4G, after removing the resist pattern 63, a first polycrystalline silicon film (not shown) having a thickness of 300 nm (not shown) is formed by applying a CVD method. . Subsequently, by applying a P 0 C 13 gas phase diffusion method, phosphorus is introduced to form an N + concentration region, thereby lowering the resistance of the first polycrystalline silicon film.
次いで、 フ ォ ト リ ソグラフィ技術におけるレジス トノ、'夕一 ニングと C C l / 02 ガス系の反応性イオンエッチング法 を適用することにより、 第 1多結晶シ リ コ ン膜のパターニン グを行って、 ゲー ト電極 64を形成する。 このゲー ト電極 6 4は ト ラ ンスフ ァ ゲ一 ト ト ラ ン ジスタ と ドラ イ ブ ト ラ ン ジス タのゲ一ト電極に相当する。 Then, go Regis concert in off O Application Benefits lithography technology, 'evening by applying a reactive ion etching method-learning and CC l / 0 2 gas system, the Patanin grayed first polycrystalline sheet re co down film Thus, a gate electrode 64 is formed. The gate electrode 64 is connected to a transistor transistor and a drive transistor. It corresponds to the gate electrode of the electrode.
(6) 次に、 ヒ索 (A s ) を加速電圧 1 00 K e V, ドー ズ量 3 X 1 015Z c m 2 の条件でシ リ コ ン基板 5 1にイオン 注入し、 図 6に示したパターンの N+ 型のソース領域 S η , ドレイ ン領域 D nを形成する。 続いて、 弗化硼索 (B F 3 ) を加速電圧 80 e V, ドーズ量 3 X 1 015ノ c m2 の条件 でシ リ コ ン基板 5 1にィォン注入し、 P+ 型のソース領域 S P , ドレイ ン領域 D pを形成する。 (6) Next, human cord (A s) of the acceleration voltage 1 00 K e V, implanted in the sheet re co emissions substrate 5 1 under the condition of dough's volume 3 X 1 0 15 Z cm 2 , Figure 6 An N + type source region S η and a drain region D n of the pattern shown are formed. Subsequently, boron fluoride (BF 3 ) is ion-implanted into the silicon substrate 51 under the conditions of an acceleration voltage of 80 eV and a dose of 3 × 10 15 cm 2 , and a P + type source region SP, A drain region Dp is formed.
引き続き、 C V D法を適用することにより、 シリ コ ン基板 1全面に図 4 Hに示すように、 厚さ 1 0 0 n mの絶縁酸化膜 65を形成する。 続いて、 フ ォ ト リ ソグラフィ技術における レジス トパターニングと C H Fつ ZH eガス系の反応性ィォ ンエッチング法を適用することにより、 ポ リアイ ソホール 7 0を形成する。  Subsequently, an insulating oxide film 65 having a thickness of 100 nm is formed on the entire surface of the silicon substrate 1 by applying the CVD method, as shown in FIG. 4H. Subsequently, the resist patterning in the photolithography technique and the reactive ion etching method of a CHF and ZHe gas system are applied to form a polyisohole 70.
(7) 次に、 C VD法を適用することにより、 厚さ 1 〔) 0 n mの第 2多結晶シ リ コ ン層 66を形成する。 つづいて、 フ ォ ト リ ソグラフィ技術における レジス トパターニングと(〕 C 14 / 02 ガス系の反応性イオンエッチング法を適用するこ とにより、 前記第 2多結晶シ リ コ ン層 66のパターニングを 行う。 (7) Next, a second polycrystalline silicon layer 66 having a thickness of 10 nm is applied by applying the CVD method. Subsequently, by a registry patterning and (] C 1 4/0 2 apply child reactive ion etching of the gas system in the off O Application Benefits lithography technology, patterning of the second polycrystalline Shi Li co down layer 66 I do.
ひきつづき、 フォ ト リ ソグラフィ技術における レジス 卜パ 夕一ニングとイオン注入法を適用することにより、 B F 3 を 加速電圧 30 K e V、 ドーズ量 1 X 1 015 c mz の条件で 電源電圧 V c cの供給部分となるべき部分の第 2多結晶シリ コ ン層 66にイオン注入し、 図 7に示すように V c c電源配 線を形成する。 Subsequently, the Photo Li lithography Regis Bokupa in the art evening by applying an training and ion implantation, the acceleration voltage 30 K the BF 3 e V, a dose of 1 X 1 0 15 cm z condition the power supply voltage V cc of the Ions are implanted into the second polycrystalline silicon layer 66 in the portion to be the supply portion of the Vcc power supply, as shown in Fig. 7. Form a line.
(8) 次に、 C V D法を適用することにより、 全面に厚さ 140 n mの図示しない絶縁酸化膜および厚さ 700 n mの ボロン リ ンガラスからなる絶縁膜 67を図 4 I に示したよう に形成する。 これに続いてこの絶縁膜 67をリフローして平 坦化する熱処理を行う。  (8) Next, a 140-nm-thick insulating oxide film (not shown) and a 700-nm-thick insulating film 67 of boron-lined glass are formed on the entire surface as shown in Fig. 4I by applying the CVD method. I do. Subsequently, a heat treatment for reflowing and flattening the insulating film 67 is performed.
この後、 フォ ト リ ソグラフィ技術におけるレジス トパ夕一 ニングと C H F 3/H eガス系の反応性ィォンエッチング法 を適用することにより、 前記絶縁膜 67および絶縁酸化膜に コンタク トホールを形成する。 更に、 スパッタ リ ング法を適 用することにより、 厚さ 400 n mのアルミ膜を形成した後、 これを通常のフォ ト リ ソグラフィ技術におけるレジス トパタ —ニングを適用することにより、 図 8に示したようにビッ ト 線 69を形成する。  Thereafter, contact holes are formed in the insulating film 67 and the insulating oxide film by applying resist polishing in a photolithography technique and a reactive ion etching method using a CH 3 / He gas system. Furthermore, after a 400 nm thick aluminum film was formed by applying the sputtering method, this was applied to the resist patterning in the usual photolithography technology, as shown in FIG. The bit line 69 is formed as described above.
上記のようにして形成される S RAMは図 4 I および図 8 に示したように、 半導体基板 5 1表面のコ ンタク ト領域にィ オン注入による拡散層 6 1を設け、 この拡散層 6 1 とフ リ ツ プフ リ ップで対向する側の ドラィバ トラ ンジスタの第 1層目 シ リ コ ンによる配線 64を前記拡散層 6 1に直接接続させる ことにより、 フ リ ップフロップ構成の入出力カツプリ ングを 行う構成となっている。 したがって、 従来の直接コ ンタク 卜 の場合のように、 不純物拡散領域が必要以上に広く なること がないので、 パターンの微細化が可能である。  As shown in FIGS. 4I and 8, the SRAM formed as described above is provided with a diffusion layer 61 by ion implantation in a contact region on the surface of the semiconductor substrate 51, and the diffusion layer 61 By connecting the wiring 64 of the first layer silicon of the driver transistor on the side opposite the flip-flop with the flip-flop directly to the diffusion layer 61, the input / output coupling of the flip-flop configuration is realized. Is performed. Therefore, unlike the case of the conventional direct contact, the impurity diffusion region does not become unnecessarily large, and the pattern can be miniaturized.
また、 第 2多結晶シ リ コ ンを用いないでコンタク 卜ができ るので、 工程が簡略化され、 しかもコ ンタク ト部分の大きさ も小さ くできる。 Also, since the contact can be performed without using the second polycrystalline silicon, the process is simplified, and the size of the contact portion is reduced. Can also be reduced.
なお、 上記実施例では、 半導体記憶装置と して S R AMの カツプリ ングを例に説明したが、 これに限らず、 半導体基板 の拡散領域と導電性配線を力ップリ ングするものであれば、 適応可能である。 また、 導電性配線の材料と して多結晶ンリ コンを用いたが、 これに限らず、 シリサイ ドゃアモルファス シリ コ ン等の他のものでもよい。  In the above embodiment, the semiconductor memory device is described as an example of SRAM coupling. However, the present invention is not limited to this, and any device that can forcely couple a diffusion region of a semiconductor substrate and a conductive wiring can be used. It is possible. Although polycrystalline silicon is used as the material of the conductive wiring, the present invention is not limited to this, and other materials such as silicide and amorphous silicon may be used.
更に、 図 6ないし図 8のメモリセルパターンから分かるよ うに、 いずれのパターンも 1 80度回転させると重なり合う パターン、 すなわち点対称のパターンとなっている。 実際の S R AMはこの基本パターンの繰り返しとなるため、 パター ンに規則性があり、 特にデータの保持特性の改善に効果があ 図 9ないし図 1 6はこの発明の他の実施例の S R AMの構 造をその製造方法とともに示す。  Furthermore, as can be seen from the memory cell patterns in FIGS. 6 to 8, all patterns are overlapping patterns when rotated by 180 degrees, that is, point-symmetric patterns. Since the actual SRAM is a repetition of this basic pattern, the pattern has regularity and is particularly effective in improving the data retention characteristics. FIGS. 9 to 16 show the SRAM of another embodiment of the present invention. The structure is shown together with its manufacturing method.
図 9の工程は前記実施例の図 4 Eの工程に対応するもので、 その前工程は図 4 Aないし図 4 Dと同じであるので、 その詳 細な説明は省略し、 参照符号も対応部分は同一のものを付し てある。  The step of FIG. 9 corresponds to the step of FIG. 4E of the above embodiment, and the preceding step is the same as that of FIGS. 4A to 4D, so that the detailed description is omitted, and the reference numerals correspond. The parts are the same.
図 9の工程において、 図 4 Dに示したレジス トパターン 5 9を除去した後、 化学気相堆積 ( C V D ) 法により全面に厚 さ 30 0 n mの第 1多結晶シ リ コ ン層 6 2を形成する。 つづ いて、 この多結晶シリ コン層 62の上に リ ンガラス層 (図示 せず) を形成することにより多結晶シ リ コ ン層 6 2に燐を拡 散させた後、 リ ンガラス層を除去する。 次いで、 多結晶シリ コ ン層 62を酸化して、 図 14に示したように、 多結晶シリ コン層 62の表面に酸化膜 63を成長させる。 ここで、 図 1 4は図 9の装置の平面図を示し、 図 14の 9— 9線に沿って 切断すると図 9の断面となる。 なお、 図 14中の参照符号 8 1は図 1における V ss供給線、 符号 82はワー ド線 WLを示 す。 In the step of FIG. 9, after removing the resist pattern 59 shown in FIG. 4D, the first polycrystalline silicon layer 62 nm having a thickness of 300 nm is entirely formed by a chemical vapor deposition (CVD) method. To form Subsequently, a phosphorus glass layer (not shown) is formed on the polycrystalline silicon layer 62 to diffuse phosphorus into the polycrystalline silicon layer 62, and then the phosphorus glass layer is removed. . Next, the polycrystalline silicon The oxide layer 63 is grown on the surface of the polycrystalline silicon layer 62 as shown in FIG. Here, FIG. 14 shows a plan view of the apparatus of FIG. 9, and a section taken along line 9-9 in FIG. 14 results in a cross section of FIG. Reference numeral 81 in FIG. 14 denotes the Vss supply line in FIG. 1, and reference numeral 82 denotes the word line WL.
次に、 図 1 0において、 前記酸化膜 63上にフォ ト リ ソグ ラフィ技術により レジス トパターン 64を形成した後、 C C 1 A / 02 ガス系の反応性イオンエッチング法を適用するこ とにより、 第 1多結晶シ リ コ ン層 62のパターニングを行つ て、 多結晶シリ コンからなるポリ シリ コン配線 65を形成す る。 Next, in FIG. 1 0, after forming the registry pattern 64 by the Photo Li Seo Rafi technology on the oxide film 63, by a child applies a reactive ion etching method CC 1 A / 0 2 gas system Then, the first polycrystalline silicon layer 62 is patterned to form a polysilicon wiring 65 made of polycrystalline silicon.
つづいて、 この配線 6 5を形成していない部分に N型不純 物と しての リ ンを低濃度 ドープするこ とにより、 L D D構造 領域の一部をなす N_ 層 (図示せず) を浅く形成する。 ひき つづき、 図示しないが、 サイ ドウオール酸化膜を堆積し、 酸 化膜をエッチバッ ク した後、 リ ンを加速電圧 80 K e V、 ド ーズ量 S x l o Z c m2 の条件で基板 5 1にイオン注入す る。 これにより、 N ' 領域 66が比較的深く形成され、 L D D構造のソース領域, ドレイ ン領域が形成される。 Subsequently, the N_ layer (not shown) forming a part of the LDD structure region is made shallow by doping the portion where the wiring 65 is not formed with low-concentration phosphorus as an N-type impurity. Form. Subsequently, although not shown, after depositing a side wall oxide film and etching back the oxide film, the phosphorus was applied to the substrate 51 under the conditions of an acceleration voltage of 80 KeV and a dose amount of S xlo Z cm 2. Implant ions. As a result, the N ′ region 66 is formed relatively deep, and the source region and the drain region having the LDD structure are formed.
なお、 ヒ索 (A s ) が注人されている埋込み拡散領域 60 は前記ソース, ドレイ ン領域と電気的に接続しているので、 前記ポリ シ リ コ ン配線 65は埋込み拡散領域 60と接続して いることとなる。  Since the buried diffusion region 60 into which the arsenic (A s) is injected is electrically connected to the source and drain regions, the polysilicon wiring 65 is connected to the buried diffusion region 60. That is what we do.
次に、 図 1 1の工程において、 前記レジス トパター ン 64 を除去し、 フォ ト リ ソグラフィ技術により前記 N+ 領域 66 及び酸化膜 63の一部に対応する部分に開口部 67 ' を有す る新たなレジス トパターン 67を形成した。 つづいて、 これ をマスクと して前記酸化膜 58を選択的にエツチング除去し た。 Next, in the step of FIG. 11, the resist pattern 64 Then, a new resist pattern 67 having an opening 67 ′ in a portion corresponding to the N + region 66 and a part of the oxide film 63 was formed by photolithography. Subsequently, using this as a mask, the oxide film 58 was selectively etched away.
ひきつづき、 図 1 2の工程において、 前記レジス トパター ン 67を除去した後、 チタンを 70 n m堆積し、 これに窒索 雰囲気中で 7 00 eC, 30秒の熱処理を施し、 チタ ンシリサ ィ ド (T i S i 2 ) 層 68を形成した。 更に、 未反応部分の T 1 除去した o Subsequently, in the step of FIG. 1 2, wherein after removing the Regis Topata down 67, titanium was 70 nm deposition, this heat-treated in a窒索atmosphere 7 00 e C, 30 seconds, Chita Nshirisa I de ( T i Si 2) Layer 68 was formed. In addition, unreacted T 1 was removed.
次に、 図示しない厚さ 1 O O n mの 2層目の多結晶シ リ コ ン層を堆積し、 フォ ト リ ソグラフィ技術における レジス トパ ターニングと C C 14 / 02 ガス系の反応性イオンエツチン グ法を適用する こ とによ り、 前記多結晶シ リ コ ン層のパター ニングを行なってコンタク ト部分の裏うちを行う。 このパタ 一二ングにより、 チタ ンシリサイ ド層 68を介して N型の埋 込み拡散層 60と接続する多結晶シリ コ ンからなる導電性配 線 69を形成する。 Then, depositing a second layer of polycrystalline sheet re co down layer with a thickness of 1 OO nm, not shown, the Photo Li lithography Regis Topa turning the CC 1 4/0 2 gas based reactive Ion'etsuchin grayed method in the art By applying the patterning, the polycrystalline silicon layer is patterned to perform back contact. By this patterning, a conductive wiring 69 made of polycrystalline silicon connected to the N-type buried diffusion layer 60 via the titanium silicide layer 68 is formed.
その後、 図 1 5に示すように、 フォ ト リ ソグラフィ技術に より レジス トハ'ターニングとイオン注入法で、 V cc電源ライ ンとなるべき第 2多結晶シ リ コ ン層 84に B F 2 + を加速電 圧 30〜 50 K e V, ドーズ量 1 X 1 015 c m 2 の条件で イオ ン注入し、 V ccライ ン 83を形成する。 Then, as shown in Fig. 15, BF 2 + is deposited on the second polycrystalline silicon layer 84 to be a V cc power source line by resist turning and ion implantation by photolithography. Ion is implanted under the conditions of an acceleration voltage of 30 to 50 KeV and a dose of 1 × 10 15 cm 2 to form a Vcc line 83.
こ こで、 V ccライ ン 83の幅 Wは第 2多結晶シ リ コ ン層 8 4の幅 W 0より も広く ても同じでも良いが、 S R AMセルに 用いられる高抵抗素子と しての高抵抗ポ リ シリ コ ン層の抵抗 値を滅少させる程、 幅を大き くすることはできない。 Here, the width W of the Vcc line 83 may be larger than or equal to the width W0 of the second polycrystalline silicon layer 84, but is not limited to the SRAM cell. The width cannot be made large enough to reduce the resistance value of the high-resistance polysilicon layer as the high-resistance element used.
ひきつづき、 図 1 3に示すように、 C VD法により厚さ 1 40 n m程度の酸化膜 (N S G膜) 70を堆積した後、 約 7 0 O n mのボロンリ ンガラス膜 7 1を続いて堆積する。 次い で、 850〜 875 °C程度でリ フローすることで、 平坦化を 行う。 更に、 バリアメ タル形成後、 スパッタ リ ング法で約 4 O O n mのアルミ膜を堆積し、 同様のフォ ト リ ソグラフィ Z エッチング法により ビッ トライ ン 7 2を形成する。  Subsequently, as shown in FIG. 13, an oxide film (NSG film) 70 having a thickness of about 140 nm is deposited by the CVD method, and then a boron-lin glass film 71 of about 70 nm is deposited. Next, planarization is performed by reflowing at about 850 to 875 ° C. Further, after forming the barrier metal, an aluminum film of about 4 O Onm is deposited by a sputtering method, and a bit line 72 is formed by the same photolithographic Z etching method.
上記実施例に係る S R AMは、 図 4 Dに示す如く ボンディ ングコンタク ト部のゲー ト酸化膜 58のエッチングを行なわ ずに、 Pゥュル 52にヒ索 (A s ) を所定の条件でイオン注 入して N型の埋込み拡散層 60を形成し、 図 1 0に示すよう に 1層目の多結晶シリ コ ンからなるポ リ シリ コ ン配線 62を 形成した後、 図 1 2に示すように全面にチタンシリサイ ド層 68を形成し、 更に 2層目の多結晶シ リ コ ンからなる導電性 配線 69を任意にパターニングした前記チタ ンシリサイ ド層 68を介して Pゥヱル 52表面の拡散層 60に接続すること により製造されている。  In the SRAM according to the above embodiment, as shown in FIG. 4D, without etching the gate oxide film 58 in the bonding contact portion, an ion implantation (A s) is implanted into the P-module 52 under predetermined conditions. Then, an N-type buried diffusion layer 60 is formed, and as shown in FIG. 10, a poly-silicon interconnection 62 made of the first layer of polycrystalline silicon is formed, as shown in FIG. A titanium silicide layer 68 is formed on the entire surface, and a conductive wiring 69 made of a second layer of polycrystalline silicon is arbitrarily patterned through the titanium silicide layer 68 to form a diffusion layer 60 on the surface of the P-cell 52. Manufactured by connecting.
従って、 従来の直接コ ンタク トの場合のように、 不純物拡 散領域が必要以上に広く なることがないので微細パターンに 追従可能である。 また、 プロセスの複雑化を招く ことなく 、 Pゥュル 52表面の拡散層 60と導線性配線 69をカ ツプリ ングすることができる。 更に、 コ ンタク ト部分の大きさ も小 さ く なる。 図 1 4ないし図 1 6に示したパターンも最初の実施例と同 様に点対称となっておりパターンに規則性があることから、 データの保持特性に優れている。 Therefore, unlike the case of the conventional direct contact, the impurity diffusion region does not become unnecessarily large, and thus it is possible to follow a fine pattern. Further, the diffusion layer 60 on the surface of the P-module 52 and the conductive wiring 69 can be cut without complicating the process. Furthermore, the size of the contact part is also reduced. The patterns shown in FIGS. 14 to 16 are also point-symmetric as in the first embodiment, and have excellent data retention characteristics because of the regularity of the patterns.
図 1 7は図 1のメモリセルにおける高抵抗索子 R 1 , R 2 のかわりに 2個の トランジスタ Q 5 , Q 6を用いた実施例の 等価回路図を示す。 その他の部分はすべて図 1 と同じ構成で 図 1 7の等価回路図で示された実施例の動作は次の通りで ある。 こ こでも正側電源電圧 V c c = 5 V、 負側電源電圧 V s s == 0 Vに設定されるものとする。 例えばトラ ンジスタ Q が オン状態で同時に トラ ンジスタ Q , がオフ状態、 トラ ンジス タ Q ] がオフ状態でかつ トランジスタ Q 5 がォン状態になつ ている場合は、 ノー ド S i = 5 V , S 2 - 0 Vである。 すな わち、 ノー ド S! においては トラ ンジスタ Q j がォフ状態、 且つ トラ ンジスタの抵抗値が Q 5 トラ ンジスタのオン状 態のときの抵抗値に比較して十分におおきければ電位 5 Vは 保持される。 ノー ド S 2 においては、 トラ ンジスタ Q 2 がォ ン状態、 且つその場合の抵抗値が トラ ンジスタ Q 6 のオフ状 態の抵抗値に比較して十分に低いと電位 0 Vは維持される。 FIG. 17 shows an equivalent circuit diagram of an embodiment in which two transistors Q 5 and Q 6 are used instead of the high-resistance wires R 1 and R 2 in the memory cell of FIG. All other parts have the same configuration as in FIG. 1 and the operation of the embodiment shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 17 is as follows. Also in this case, the positive power supply voltage Vcc = 5 V and the negative power supply voltage Vss = 0 V are set. For example tigers Njisuta Q simultaneously tiger Njisuta Q in ON state, but the off state, if the tiger Njisu data Q] is the and the transistor Q 5 in the OFF state is decreased to O emissions state, node S i = 5 V, S 2 - 0 V. That is, node S! Tiger Njisuta Q j is O off state and the resistance value of the tiger Njisuta is sufficiently large when the potential 5 V compared to the resistance of the on state of the Q 5 tiger Njisuta held in. In nodes S 2 is tiger Njisuta Q 2 Gao down state and the resistance value when there is sufficiently low potential 0 V compared to the resistance value of the off state of the tiger Njisuta Q 6 is maintained.
この状態でトランスファゲ一 ト トランジスタ Q 4を介して ビッ トライ ン B L (バー) からビッ ト信号がノー ド S 2に供 給されると、 このビッ ト信号により ドライバ トランジスタ Q 1がオンとなり、 この結果、 ノー ド S 1の電位が 0 となって ドライバトラ ンジスタ Q 2がオフとなる。 一方、 負荷として 機能する薄膜 トラ ンジスタ Q 5がオフ、 Q 6がォンとなる。 このようにビッ ト線 B L, B L (バー) にビッ ト信号が与え られるたびにフ リ ップフロップの状態が反転する。 In this state, when a bit signal is supplied from the bit line BL (bar) to the node S2 via the transfer gate transistor Q4, the driver transistor Q1 is turned on by this bit signal, and As a result, the potential of the node S1 becomes 0, and the driver transistor Q2 is turned off. On the other hand, the thin-film transistor Q5 functioning as a load is off, and Q6 is on. Thus, each time a bit signal is applied to the bit line BL, BL (bar), the state of the flip-flop is inverted.
以下、 図 1 7に示した実施例のメモリセルの製造方法を図 1 8ないし図 2 5を参照して説明する。  Hereinafter, a method of manufacturing the memory cell of the embodiment shown in FIG. 17 will be described with reference to FIGS.
図 1 8の工程の前の工程は図 4 Aないし図 4 Dと同じであ るのでこ こでは省略する。  The steps before the step in FIG. 18 are the same as those in FIGS. 4A to 4D, and will not be described here.
図 1 8において、 図 4 Dの工程における前記レジス トパタ ーン 5 9を除去した後、 化学気相堆積 ( C V D) 法により全 面に厚さ 3 0 0 n mの第 1多結晶シリ コ ン層 6 2を形成する, つづいて、 この多結晶シリ コン層 6 2の上にリ ンガラス層 In FIG. 18, after removing the resist pattern 59 in the step of FIG. 4D, the first polycrystalline silicon layer having a thickness of 300 nm is entirely formed by a chemical vapor deposition (CVD) method. 6 2, followed by a glass layer on top of this polycrystalline silicon layer 6 2
(図示せず) を形成するこ とにより多結晶シ リ コ ン層 6 2に 燐を拡散させた後、 リ ンガラス層を除去する。 次いで、 多結 晶シ リ コ ン層 6 2を酸化して、 多結晶シ リ コ ン層 6 2の表面 に酸化膜 6 3を成長させる (図 2 3参照) 。 但し、 図 2 3は 図 1 8の平面図であり、 図 2 3の 1 8— 1 8線に沿って切断 すると図 1 8のような断面構造になる。 なお、 図 2 3中の参 照符号 8 1 は V ss供袷線、 符号 8 2はヮー ド線、 符号 8 3は T F T トラ ンジスタのゲー トを示す。 After phosphorus is diffused into the polycrystalline silicon layer 62 by forming (not shown), the phosphorus glass layer is removed. Next, the polycrystalline silicon layer 62 is oxidized to grow an oxide film 63 on the surface of the polycrystalline silicon layer 62 (see FIG. 23). However, FIG. 23 is a plan view of FIG. 18, and a cross-sectional structure as shown in FIG. 18 is obtained by cutting along the line 18—18 in FIG. In FIG. 23, reference numeral 81 indicates a Vss supply line, reference numeral 82 indicates a lead line, and reference numeral 83 indicates a gate of a TFT transistor.
次に、 図 1 9に示すように、 前記酸化膜 6 3上にフ ォ ト リ ソグラフィ技術により レジス トパターン 64を形成した後、 C C 1 A / 2 ガス系の反応性イオンエッチング法を適用す ることにより、 前記多結晶シリ コ ン層 6 2のパターニングを 行って、 多結晶シ リ コ ンからなるポリ シ リ コ ン配線 6 5を形 成する。 Next, as shown in FIG. 19, after forming a resist pattern 64 on the oxide film 63 by a photolithography technique, a CC 1 A / 2 gas-based reactive ion etching method is applied. Thus, the polycrystalline silicon layer 62 is patterned to form a polysilicon line 65 made of polycrystalline silicon.
つづいて、 この配線 6 5を形成していない部分に N型不純 物と してのリ ンを低濃度ドープすることにより、 L D D構造 領域の一部をなす N_ 層 (図示せず) を浅く形成する。 ひき つづき、 サイ ドウオール酸化膜を堆積し、 酸化膜をエッチバ ッ ク した後、 リ ンを加速電圧 80 K e V、 ドーズ量 : 3 x 1 0 15Z c m2 の条件でシ リ コ ン基板 5 1にイオン注入する c こ れにより、 N+ 領域 66が比較的深く形成され、 L DD構造 のソース領域, ドレイ ン領域が形成される。 なお、 ヒ素 ( A s ) が注入されている埋込み拡散領域 6 1は前記ソース, ド レイ ン領域と電気的に接続しているので、 前記ポ リ シ リ コ ン 配線 65は埋込み拡散領域 6 1と接続していることとなる。 Next, the N-type impurity is applied to the part where the wiring 65 is not formed. The N_ layer (not shown), which forms part of the LDD structure region, is formed shallow by lightly doping the phosphorus as a material. Subsequently, after depositing a side wall oxide film and etching back the oxide film, the silicon substrate 5 was accelerated under the conditions of an acceleration voltage of 80 KeV and a dose of 3 × 10 15 Z cm 2. the Re c this ion implantation to 1, N + region 66 is relatively deeply formed, a source region of the L DD structure, drain region is formed. Since the buried diffusion region 61 into which arsenic (A s) is implanted is electrically connected to the source and drain regions, the polysilicon wiring 65 is connected to the buried diffusion region 61. Is connected.
次に、 図 20において、 前記レジス トパターン 63を除去 した後、 化学気相堆積 (C VD) 法を適応するこ とによ り、 厚さ 200 n mの第 1多結晶シ リ コ ン層を形成する。 P O C 1 3 気相拡散法を適応することにより、 リ ンの導入を行なつ て N+ 濃度領域を形成し、 第 1多結晶シリ コン層を低抵抗化 する。 フォ ト リ ソグラフィ 技術における レジス トパターニン グと C C 14 / 02 ガス系の反応性イオンエッチング法を適 用することにより、 第 1多結晶シリ コン膜のパターニングを 行って、 ゲー ト電極を形成する。 このゲー ト電極は、 トラ ン スフ ァゲ一ト トラ ンジスタと ドライブ トラ ンジスタのゲ一 ト 電極に相当する。 Next, in FIG. 20, after removing the resist pattern 63, the first polycrystalline silicon layer having a thickness of 200 nm is formed by applying a chemical vapor deposition (CVD) method. Form. By adapting the POC 1 3 vapor phase diffusion method, the N + doped region forming the introduction of the re-emission Te row summer, to reduce the resistance of the first polycrystalline silicon layer. By apply the Regis Topatanin grayed and CC 1 4/0 2 gas based reactive ion etching in the Photo Li lithography techniques, by patterning the first polycrystalline silicon film to form a gate electrode . This gate electrode corresponds to the gate electrodes of the transistor and the drive transistor.
次に、 ヒ索 (A s ) を加速電圧 4 0 K e V、 ドーズ量 3 X 1 015 c m 2 の条件で基板 5 1にィォン注入し、 図 23に 示す N+ 型のソース領域 S η , ドレイ ン領域 Dn を形成する。 つづいて、 C V D法を適応することにより、 図 2 1に示す厚 さ 1 00 n mの絶縁酸化膜 67を形成する。 この後、 フ ォ ト リ ソフラフィ技術におけるレジス トパターニングと C H F 3 /H eガス系の反応性ィォンエッチング法を適用することに より、 ポリアイ ソホール 68を形成する。 Next, arsenic (A s) is ion-implanted into the substrate 51 under the conditions of an acceleration voltage of 40 KeV and a dose of 3 × 10 15 cm 2 , and the N + type source region S η, A drain region Dn is formed. Next, by applying the CVD method, the thickness shown in Fig. 21 is obtained. An insulating oxide film 67 having a thickness of 100 nm is formed. Thereafter, polyisohols 68 are formed by applying resist patterning in the photolithography technique and reactive ion etching of a CHF 3 / He gas system.
次に、 C VD法を適用するこ とにより、 厚さ 200 n mの 第 2多結晶シリ コン層 69を形成する。 つづいて、 フ ォ ト リ ソグラフィ技術における レジス トパターニングと C C 14 / 02 ガス系の反応性イオンエッチング法を適用することによ り、 前記第 2多結晶シリ コン層 69をパターニングする。 ひ きつづき、 フォ ト リ ソグラフィ技術における レジス トパ夕一 ニングとイオン注入法を適用することにより、 フッ化硼素 ( B F ) を加速電圧 30 K e V、 ドーズ量 l x l 016Z c m2 の条件で図 24に示す電源電圧 V の供袷線 84と T F T トラ ンジスタのソース側になるべき部分に注入する。 Next, a second polycrystalline silicon layer 69 having a thickness of 200 nm is formed by applying the CVD method. Subsequently, Ri by the applying registry patterning and CC 1 4/0 2 gas based reactive ion etching method in the off O Application Benefits lithography technique, patterning the second polycrystalline silicon layer 69. Subsequently, by applying resist etching and ion implantation in photolithography, boron fluoride (BF) was accelerated under the conditions of an acceleration voltage of 30 KeV and a dose of lxl 0 16 Z cm 2 . Inject it into the supply line 84 of the power supply voltage V shown in Fig. 24 and the portion to be the source side of the TFT transistor.
更に、 丁 F T トラ ンジスタ (Pチャネルのソース, ドレイ ン部) のパターニングとイオン注入法 (加速電圧 50 K e V、 ドーズ量 l x l 01: c m2 の条件) を適用することにより、 T F T トラ ンジスタのソース, ドレイ ン側になるべき部分に B F 2 の注入領域を形成する。 こ こで、 図 24は図 2 1の平 面図を示す。 In addition, the patterning of the FT transistor (P-channel source and drain) and the ion implantation method (acceleration voltage 50 KeV, dose lxl 0 1: cm 2 ) are applied to the TFT transistor. source to form implanted regions of BF 2 in the portion to become the drain side. Here, FIG. 24 shows a plan view of FIG.
次に、 C V D法を適用することにより、 図 22に示す全面 に厚さ 14 ◦ n mの絶縁酸化膜 (図示せず) 及び厚さ 7 0 0 n mのボロンリ ンガラスからなる絶縁膜 Ί 0を形成する。 つ づいて、 絶縁膜 70をリ フ口して平坦化する熱処理を行う。 この後、 フ ォ ト リ ソフラフィ技術における レジス トパター二 ングと C H F 3 / H eガス系の反応性ィオンエッチング法を 適用するこ とにより、 前記絶緣膜 7 0及び絶縁酸化膜にコン タク トホールを形成する。 更に、 スパッタ リ ング法を適用す ることにより、 厚さ 5 0 0 n mのアルミ膜を形成した後、 こ れを通常のフォ ト リ ソグラフィ技術におけるレジス トパタ一 ニングを適用することにより、 図 2 5に示すビッ ト線 7 1を 形成する。 こ こで、 図 2 5は図 2 2の平面図を示す。 Next, by applying the CVD method, an insulating oxide film (not shown) having a thickness of 14 ° nm and an insulating film Ί0 made of boron-lin glass having a thickness of 700 nm are formed on the entire surface shown in FIG. . Subsequently, a heat treatment is performed to flatten the insulating film 70 by reflex opening. This was followed by the registration of photolithography technology. Contact holes are formed in the insulating film 70 and the insulating oxide film by applying a reactive ion etching method of a CHF 3 / He gas system to the insulating film. Furthermore, after forming a 500 nm-thick aluminum film by applying the sputtering method, this is applied to the resist patterning in the ordinary photolithography technique, thereby obtaining the structure shown in FIG. The bit line 71 shown in FIG. Here, FIG. 25 shows a plan view of FIG.
上記実施例に係る T F T型 S R A Mは、 図 2 2及び図 2 5 に示す如く 、 半導体基板 5 1表面のコ ンタ ク ト領域にイオン 注入による拡散層 6 2を設け、 この拡散層 6 1 とフ リ ップフ 口 ップで対向する側の ドライバ トランジスタの第 1層目多結 晶シリ コ ンによる配線 6 5を前記拡散層 6 1に直接接続させ ることにより、 フ リ ップフロップ構成の入出力カツプリ ング を行う構成になっている。 従って、 従来の直接コンタク 卜の 場合のように、 不純物拡散領域が必要以上に広く なることが ないので、 製造時のマスク工程を减少させ、 かつセルサイズ も増大せず、 製造の容易性や製造歩留りを向上させることが できる。  As shown in FIGS. 22 and 25, the TFT type SRAM according to the above-described embodiment is provided with a diffusion layer 62 by ion implantation in a contact region on the surface of the semiconductor substrate 51, and the diffusion layer 61 and the diffusion layer 61 are formed. By directly connecting the wiring 65 of the first layer polycrystalline silicon of the driver transistor on the side opposite the flip-flop to the diffusion layer 61, the input / output coupling of the flip-flop configuration is achieved. Is performed. Therefore, unlike the case of the conventional direct contact, the impurity diffusion region is not unnecessarily widened, so that the mask process at the time of manufacturing is reduced, the cell size is not increased, and the easiness of manufacturing and the manufacturing are improved. The yield can be improved.
また、 図 2 3ないし図 2 5から明らかなようにパターンが 点対称となっており、 対称性の向上により、 データの保持特 性が改善される効果がある。 更に、 ポ リアイ ソ、 埋め込みコ ンタク 卜が一箇所にあるので、 マスク合わせのマージンを作 ることができる。  Further, as is clear from FIGS. 23 to 25, the pattern is point-symmetric, and the improvement of the symmetry has the effect of improving the data retention characteristics. Further, since the polyiso and the buried contact are provided at one location, a margin for mask alignment can be created.
なお、 上記実施例では、 半導体記憶装置と して S R A Mの カップリ ングを例に説明したが、 これに限らず、 半導体基板 の拡散領域と導電性配線を力ップリ ングするものであれば、 適応可能である。 また、 導電性配線の材料と して多結晶シリ コ ンを用いたが、 これに限らず、 シ リサイ ドやアモルフ ァス シ リ コ ン等の他のものでもよい。 In the above embodiment, the coupling of the SRAM has been described as an example of the semiconductor memory device. However, the present invention is not limited to this. It can be applied as long as it can force-couple the diffusion region and the conductive wiring. Although polycrystalline silicon was used as the material of the conductive wiring, the present invention is not limited to this, and other materials such as silicon and amorphous silicon may be used.
以上詳述した如く この発明によれば、 半導体基板表面のコ ンタク ト領域にイオン注入による拡散層を設け、 この拡散層 とフ リ ップフ口ップで対比する側のプルダウ ン トラ ンジスタ の第 1層目多結晶シリ コンによる配線を前記拡散層に直接接 続させることにより、 フ リ ップフロップ構成の入出力カ ップ リ ングを行うプロセスの複雑化を招く ことなく、 半導体基板 の拡散領域と導電性配線を力ップリ ング可能で、 製造時のマ スク工程, 製造歩留, データ保持特性, 小型化等の点で優れ た T F T型半導体記憶装置を提供できる。  As described above in detail, according to the present invention, a diffusion layer formed by ion implantation is provided in a contact region on the surface of a semiconductor substrate, and the first layer of the pull-down transistor on the side to be compared with this diffusion layer by a flip-flop is provided. By directly connecting the wiring of the polycrystalline silicon layer to the diffusion layer, the process of conducting the input / output coupling of the flip-flop configuration is not complicated, and the diffusion region of the semiconductor substrate can be connected to the conductive layer. It is possible to provide a TFT-type semiconductor memory device that can apply flexible wiring and is excellent in the mask process, manufacturing yield, data retention characteristics, and miniaturization during manufacturing.
また、 この発明によれば、 半導体基板表面内の拡散領域 の埋め込みコンタク開口部を介してイオン種を注入して形成 された前記拡散領域と同一導電型の埋め込み拡散領域と、 導 電体を介して前記埋め込み拡散領域と接続させた多結晶シリ コンによる配線とを具備することにより、 従来の直接コン夕 ク 卜の場合のように不純物拡散領域が必要以上に広く なるこ となく 、 かつプロセスの複雑化を招く ことなく 、 半導体基板 の拡散領域と導電性配線を力 ップリ ング可能な半導体記憶装 置を提供できる。  Further, according to the present invention, a buried diffusion region of the same conductivity type as the diffusion region formed by implanting ion species through the buried contact opening of the diffusion region in the surface of the semiconductor substrate; By providing a wiring made of polycrystalline silicon connected to the buried diffusion region, the impurity diffusion region does not become unnecessarily wide unlike the case of the conventional direct con- It is possible to provide a semiconductor memory device capable of power-supplying a diffusion region and a conductive wiring of a semiconductor substrate without causing complication.
また、 この発明によれば、 半導体基板表面内の拡散領域の 埋め込みコ ンタク開口部を介してイオ ン種を注入し、 前記拡 散領域と同一導電型の埋め込み拡散領域を形成する工程と、 多結晶シリ コンによる配線を導電体を介して前記埋め込み拡 散領域と接続させる工程を具備することにより、 従来の!直接 コンタク トの場合のように不純物拡散領域が必要以上に広く なることなく、 かつプロセスの複雑化を招く ことなく、 半導 体基板の拡散領域と導電性配線を力 ップリ ング可能な半導体 記憶装置の製造方法を提供できる。 Further, according to the present invention, a step of injecting an ion species through a buried contact opening of the diffusion region in the surface of the semiconductor substrate to form a buried diffusion region of the same conductivity type as the diffusion region; By providing a step of connecting a wiring made of polycrystalline silicon to the buried diffusion region via a conductor, the impurity diffusion region does not become unnecessarily wide unlike the case of the conventional direct contact. Further, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor memory device capable of power-supplying a diffusion region of a semiconductor substrate and a conductive wiring without complicating the process.

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1 . 第 1、 第 2の トラ ンスファゲー ト トラ ンジスタ及び第1. The first and second transistor transistors and the second transistor
1 . 第 2の ドライバ トラ ンジスタ及び第 1、 第 2の抵抗索子 を有したメモリセルを具備し、 第 1、 第 2の トラ ンスファゲ ー ト トラ ンジスタと第 1、 第 2の抵抗素子を用いてクロス力 ップリ ングすることによりフ リ ップフロ ップ構造をなす半導 体記憶装置であって、 1. A memory cell having a second driver transistor and first and second resistance wires is provided, and the first and second transistor transistors and the first and second resistance elements are used. A semiconductor memory device having a flip-flop structure by performing cross-force pulling,
半導体基板表面内に形成された前記第 1 の ドライバ 卜ラ ン ジスタの拡散領域の埋め込みコンタク開口部に形成され前記 拡散領域と同一導電型の埋め込み拡散領域と、  A buried diffusion region formed in a buried contact opening of the diffusion region of the first driver transistor formed in the surface of the semiconductor substrate and having the same conductivity type as the diffusion region;
前記埋め込み拡散領域の表面に接続され前記第 2の ドライ バトラ ンジスタのゲー トに接続された多結晶シ リ コ ンによる 配線層と,  A wiring layer of polycrystalline silicon connected to the surface of the buried diffusion region and connected to the gate of the second driver transistor;
を具備することを特徴とする。 It is characterized by having.
2 . 前記抵抗索子は 2層目の多結晶シ リ コンを用いて形成 されていることを特徴とする請求項 1 による半導体記憶装置, 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the resistance cable is formed by using a second-layer polycrystalline silicon.
3 . 前記メ モリセルのパターンが点対称である こ とを特徴 とする請求項 1による半導体記憶装置。 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the pattern of the memory cell is point-symmetric.
4 . 第 1、 第 2の トラ ンスファゲー ト トラ ンジスタ及び第 1、 第 2の ドライバ トラ ンジスタ及び第 1、 第 2の抵抗素子 を有したメモリセルを具備し、 第 1、 第 2の トラ ンスファゲ ー ト トラ ンジスタと第 1、 第 2の抵抗素子を用いてク ロス力 ップリ ングすることによりフ リ ップフロ ップ構造をなす半導 体記憶装置であつて、 半導体基板表面内に形成された前記第 1の ドライバ トラン ジス夕の拡散領域の埋め込みコンタク開口部に形成され前記 拡散領域と同一導電型の埋め込み拡散領域と、 4. The first and second transistor gates include first and second transistor transistors, first and second driver transistors, and memory cells having first and second resistance elements. A semiconductor memory device having a flip-flop structure by performing cross force pulling using a transistor and first and second resistive elements, A buried diffusion region formed in the buried contact opening of the diffusion region of the first driver transistor formed in the surface of the semiconductor substrate and having the same conductivity type as the diffusion region;
前記埋め込み拡散領域の表面に導体を介して接続され前記 第 2の ドライバ トラ ンジスタのゲー トに接铳された多結晶シ リ コ ンによる配線層と,  A wiring layer of polycrystalline silicon connected to the surface of the buried diffusion region via a conductor and connected to the gate of the second driver transistor;
を具備することを特徴とする。 It is characterized by having.
5 . 前記抵抗索子は 2層目の多結晶シリ コンを用いて形成 されているこ とを特徴とする請求項 4による半導体記憶装置。 5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the resistance cable is formed using a second-layer polycrystalline silicon.
6 . 前記メモリセルのパターンが点対称であることを特徴 とする請求項 4による半導体記憶装置。 6. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the pattern of the memory cell is point-symmetric.
7 . 第 1、 第 2の トラ ンスファゲー ト トラ ンジスタ及び第 1、 第 2の ドライバトラ ンジス夕及び抵抗負荷と して機能す る第 1、 第 2の薄膜トラ ンジスタとを有したメモリセルを具 備し、 第 1、 第 2の トラ ンスファゲー ト トラ ンジスタと第 1 、 第 2の薄膜 トラ ンジスタを用いてクロスカップリ ングするこ とによりフ リ ップフ口 ッブ構造をなす半導体記憶装置であつ て、  7. A memory cell having first and second transistor transistors, first and second driver transistors, and first and second thin-film transistors functioning as resistive loads. A semiconductor memory device having a flip-flop structure by cross-coupling using the first and second transistor transistors and the first and second thin-film transistors,
半導体基板表面内に形成された前記第 1の ドライバトラ ン ジスタの拡散領域の埋め込みコ ンタク開口部に形成され、 前 記拡散領域と同一導電型の埋め込み拡散領域と、  A buried diffusion region formed in the buried contact opening of the diffusion region of the first driver transistor formed in the surface of the semiconductor substrate, and having the same conductivity type as the diffusion region;
前記埋め込み拡散領域の表面に接続され前記第 2の ドライ ノく トラ ンジスタのゲー 卜に接続された多結晶シ リ コ ンによる 配線層と,  A wiring layer of polycrystalline silicon connected to a surface of the buried diffusion region and connected to a gate of the second dry cell transistor;
を具備することを特徴とする。 It is characterized by having.
8 . 前記抵抗索子は 2層目の多結晶シ リ コンを用いて形成 されていることを特徴とする請求項 7による半導体記憶装置,8. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein the resistance wire is formed using a second-layer polycrystalline silicon.
9 . 前記メモリセルのパターンが点対称であることを特徴 とする請求項 7による半導体記憶装置。 9. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein the pattern of the memory cell is point-symmetric.
1 0 . —対の ト ラ ンスフ ァゲー ト トラ ンジスタ及び一対の ドライバトラ ンジスタ及び一対の抵抗素子を有したメモリセ ルを具備し、 一対の ト ラ ンスフ ァゲー ト ト ラ ンジスタ と一対 の抵抗素子を用いてク ロスカツプリ ングすることによりフ リ ップフロップ構造をなす半導体記憶装置を製造する方法にお いて、  10 .—Equipped with a pair of transistor transistors and a memory cell having a pair of driver transistors and a pair of resistor elements, and using a pair of transistor transistor transistors and a pair of resistor elements. In a method of manufacturing a semiconductor memory device having a flip-flop structure by cross-cutting,
半導体基板表面内の拡散領域の埋め込みコンタク開口部を 介して不純物イオンを注入し、 前記拡散領域と同一導電型の 埋め込み拡散領域を形成する工程と、  Implanting impurity ions through the buried contact opening of the diffusion region in the surface of the semiconductor substrate to form a buried diffusion region of the same conductivity type as the diffusion region;
多結晶シ リ コ ンによ る配線を前記埋め込み拡散領域に接続 させる工程と、  Connecting a wiring made of polycrystalline silicon to the buried diffusion region;
を具備することを特徴とする。 It is characterized by having.
1 1 . 前記抵抗素子は 2層目の多結晶シリ コンを用いて形 成されていることを特徴とする請求項 1 0による半導体記憶 装置の製造方法。  11. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 10, wherein the resistance element is formed using a second-layer polycrystalline silicon.
1 2 . 前記メモリセルのパターンが点対称であることを特 徴とする請求項 1 0による半導体記憶装置の製造方法。  12. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 10, wherein the pattern of the memory cell is point-symmetric.
1 3 . 第 1 、 第 2の ト ラ ンスフ ァ ゲー ト ト ラ ン ジスタ及び 第 1、 第 2の ドライバ ト ラ ンジスタ及び抵抗負荷と して機能 する第 1、 第 2の薄膜 ト ラ ンジスタ とを有したメ モ リセルを 具備し、 第 1、 第 2の ト ラ ンスフ ァ ゲー ト ト ラ ン ジスタ と第 1、 第 2の薄膜トランジスタを用いてク ロスカツプリ ングす ることによりフ リ ップフロップ構造をなす半導体記憶装置の 製造方法であって、 1 3. The first and second transistor gate transistors, the first and second driver transistors, and the first and second thin-film transistors functioning as resistive loads. The first and second transistor gate transistors and the first and second transistor gate transistors. 1. A method for manufacturing a semiconductor memory device having a flip-flop structure by performing cross-cutting using a second thin film transistor,
半導体基板表面内に形成された前記第 1の ドライバトラ ン ジスタの拡散領域の埋め込みコンタク開口部に、 前記拡散領 域と同一導電型の埋め込み拡散領域を形成する工程と、  Forming a buried diffusion region of the same conductivity type as the diffusion region in a buried contact opening of the diffusion region of the first driver transistor formed in the surface of the semiconductor substrate;
前記埋め込み拡散領域の表面に接続され前記第 2の ドライ バ トランジスタのゲー トに接続された多結晶シリ コ ンによる 配線層を形成する工程と,  Forming a wiring layer of polycrystalline silicon connected to the surface of the buried diffusion region and connected to the gate of the second driver transistor;
を具備することを特徴とする。 It is characterized by having.
1 4 . 前記抵抗索子は 2層目の多結晶シリ コンを用いて形 成されていることを特徴とする請求項 1 3による半導体記憶 装置の製造方法。  14. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 13, wherein the resistance wire is formed using a second layer of polycrystalline silicon.
1 5 . 前記メモリセルのパ夕一ンが点対称であることを特 徴とする請求項 1 3による半導体記憶装置の製造方法。  15. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 13, wherein the pattern of the memory cell is point-symmetric.
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JPH043465A (en) * 1990-04-20 1992-01-08 Toshiba Corp Semiconductor static memory device and manufacture thereof
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