JP2966482B2 - Semiconductor device - Google Patents
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- Semiconductor Memories (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は半導体装置に関し、特にコンタクトの簡略化
に関し、更にはメモリのセンスアンプを構成するための
コンタクトに関するものである。The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to simplification of a contact, and further relates to a contact for forming a sense amplifier of a memory.
(ロ)従来の技術 近年半導体集積回路素子の微細化,高集積化に伴い、
ポリシリコンのゲートや配線,ソース,ドレインと金属
配線とのコンタクト面積は非常に小さくなっている。(B) Conventional technology With the recent miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuit devices,
The contact area between the polysilicon gate, wiring, source, drain and metal wiring is extremely small.
しかしAlは融点が低く、またポリシリコンは高温には
耐えるが、多量に不純物をドープしても抵抗が高い問題
を有しており、この両者の問題を改善するためにポリシ
リコン膜と金属シリサイド膜の2層構造のポリサイドが
配線として使われている。このポリサイドは、高融点金
属やシリサイドと同じく抵抗がポリシリコンより低く、
配線の遅延防止等に寄与することができるので採用して
いる。However, although Al has a low melting point and polysilicon can withstand high temperatures, it has a problem of high resistance even if it is heavily doped with impurities.To solve both problems, polysilicon film and metal silicide are used. Polycide having a two-layer structure of a film is used as a wiring. This polycide has a lower resistance than polysilicon, like high melting point metal and silicide,
It is adopted because it can contribute to prevention of wiring delay and the like.
このポリサイドは、例えばWSix/polySi,MoSix/polyS
i,TaSix/polySi,TiSix/polySi等が実用段階である。This polycide is, for example, WSi x / polySi, MoSi x / polyS
i, TaSi x / polySi, TiSi x / polySi, etc. are at the practical stage.
特にWSixはWF6を用いるとCVD法でアルカリ金属や放射
性元素の少ない高品質な膜が得られるので、条件の厳し
い1Mビット以降のメモリに応用されている。In particular, when WF 6 is used for WSi x, a high-quality film with few alkali metals and radioactive elements can be obtained by the CVD method.
第2図は、このWSix/polySiをビット線に使った従来
のパターン構造を示し、特に、第5図で示したセンスア
ンプのトランジスタ対QP1,QP2とビット線対BL1,BL2の構
成を示している。FIG. 2 shows a conventional pattern structure using this WSi x / polySi as a bit line. In particular, the transistor pair Q P1 and Q P2 and the bit line pair BL 1 and BL 2 of the sense amplifier shown in FIG. Is shown.
ここでQP1,QP2のPはPチャンネル型であることを示
している。Here, P of Q P1 and Q P2 indicates a P-channel type.
一点鎖線で示した示した横方向に並行に配置された4
本のラインが、順に第1のセンスアンプのビット線対BL
2,BL1および第2のセンスアンプのビット線対BL1,BL2で
ある。また破線で示した方形上の領域は、素子領域
(1),(2)であり、2点鎖線で示し斜線でハッチン
グした領域がポリシリコンより成るゲート(3),
(4)である。点線の×印(5),(6)はビット線BL
1,BL2と下層のゲート(3),(4)とのコンタクトを
示している。また実線で示した横方向に長い方形状の領
域はアルミよりなる電極(7),(8)で、実線で示し
た×印(9),(10)でビット線間,ドレイン領域をコ
ンタクトしている。更に縦方向に実線で示した領域は、
信号線であり第5図のΦR,ΦSである。4 arranged in parallel in the horizontal direction shown by the dashed line
Are sequentially connected to the bit line pair BL of the first sense amplifier.
2 , BL 1 and the bit line pair BL 1 , BL 2 of the second sense amplifier. Areas on a square shown by broken lines are element areas (1) and (2), and areas hatched by diagonal lines and hatched by polysilicon are gates (3) and polysilicon made of polysilicon.
(4). Dotted crosses (5) and (6) indicate bit lines BL
1 , BL 2 and the lower gates (3), (4). The rectangular regions elongated in the horizontal direction shown by solid lines are electrodes (7) and (8) made of aluminum, and the crosses between bit lines and the drain region are contacted by crosses (9) and (10) shown by solid lines. ing. Further, the area indicated by the solid line in the vertical direction is
The signal lines are Φ R and Φ S in FIG.
(ハ)発明が解決しようとする課題 以上の構成で、特にビット線間をコンタクトするアル
ミよりなる電極(7),(8)は、以下の理由により形
成されている。(C) Problems to be Solved by the Invention In the above configuration, the electrodes (7) and (8) made of aluminum for contacting between bit lines are formed for the following reasons.
つまりWSix/polySi等のポリサイドより成るビット線
に於て、下層に形成されるpolySiは、メモリ全体のコン
タクトに於て、N+型の拡散領域とコンタクトする比率が
多いのでN型の不純物が拡散されて形成されている。In other words, in the bit line made of polycide such as WSi x / polySi, poly-silicon formed in the lower layer has a large ratio of contact with the N + type diffusion region in the contact of the entire memory, so that N-type impurities are contained. It is formed by diffusion.
しかし、第5図のPチャンネルトランジスタQP1,QP2
の接続で示す如く、P+型の拡散領域とビット線の下層に
形成されるN+型のpolySiとを接続する必要がメモリ内に
多々あり、単にコンタクトすれば、接触部分でPN接合を
生じ特性的に問題を生じた。However, the P-channel transistors Q P1 and Q P2 shown in FIG.
As shown by the connection, there is often a need to connect the P + type diffusion region and the N + type polySi formed under the bit line in the memory, and if a simple contact is made, a PN junction will occur at the contact part There was a problem characteristically.
そのため第4図(第2図のA−A′線における断面
図)の如く、一端ビット線BL1の上層に形成されている
アルミ電極(7)とコンタクトし、このアルミ電極
(7)を介して下層に設けられたビット線BL1とコンタ
クト孔(9)を通じてコンタクトしている。Therefore as Fig. 4 (sectional view along line A-A 'of FIG. 2), and contact with the aluminum electrode (7) formed on the upper end bit lines BL 1, through the aluminum electrode (7) It is put in contact through the bit lines BL 1 and the contact hole provided in the lower Te (9).
しかし、この構成では、アルミ電極(7),(8)を
設けるために余分な設計スペースが必要であり、またコ
ンタクトの数も増加する問題を有していた。However, this configuration has a problem that an extra design space is required to provide the aluminum electrodes (7) and (8) and that the number of contacts increases.
更には、第2図からも判るように、ビット線を切断す
る必要があり、またコンタクトが増加するのでメモリの
センスアンプの動作が不安定になることがあった。Further, as can be seen from FIG. 2, it is necessary to cut the bit line, and the operation of the sense amplifier of the memory may become unstable due to an increase in the number of contacts.
(ニ)課題を解決するための手段 本発明は、前述の課題を解決するために 半導体基板上に形成された一導電型の素子領域と、 この素子領域に形成された絶縁膜と、 この素子領域の外部から延在されてこの素子領域上の
絶縁膜上を通過または到達し、下層が逆導電型を有する
前記絶縁膜上に形成されたポリサイドより成る配線と、 前記素子領域と前記配線の重畳領域に対応する絶縁膜
に形成されたコンタクト孔とを備え、 前記コンタクト孔には前記素子領域とPN接合を形成し
ない導電材料を埋め込むことで解決するものである。(D) Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an element region of one conductivity type formed on a semiconductor substrate, an insulating film formed in the element region, A wiring extending from the outside of the region, passing or reaching over the insulating film on the element region, and a lower layer formed of polycide formed on the insulating film having the opposite conductivity type; and a wiring of the element region and the wiring This problem is solved by providing a contact hole formed in an insulating film corresponding to the overlapping region, and filling the contact hole with a conductive material that does not form a PN junction with the element region.
(ホ)作用 前述の如く、素子領域とPN接合を形成しない導電材料
を素子領域と前記配線のコンタクト間に埋め込むこと
で、従来用いていたアルミ電極を省略でき、その結果配
線とアルミ電極とのコンタクトも省略できる。(E) Function As described above, by embedding a conductive material that does not form a PN junction with the element region between the contact between the element region and the wiring, the aluminum electrode conventionally used can be omitted, and as a result, the connection between the wiring and the aluminum electrode can be eliminated. Contacts can also be omitted.
またビット線を切断することがないので、コンタクト
を必要とせず、コンタクト抵抗等によるセンスアンプの
不安定動作を減少させることができる。Since the bit line is not disconnected, no contact is required, and unstable operation of the sense amplifier due to contact resistance or the like can be reduced.
(ヘ)実施例 以下に本発明の実施例を説明する。(F) Examples Examples of the present invention will be described below.
まず第3図の通り、N型の半導体基板(21)があり、
この半導体基板(21)にはLOCOS酸化膜(22)が形成さ
れている。また前記半導体基板(21)上にはゲート絶縁
膜(23)を介してポリシリコンよりなるゲート(24),
(24′)が形成されている。First, as shown in FIG. 3, there is an N-type semiconductor substrate (21).
A LOCOS oxide film (22) is formed on the semiconductor substrate (21). A gate (24) made of polysilicon is provided on the semiconductor substrate (21) via a gate insulating film (23).
(24 ') is formed.
但し、第3図では第1図のA−A′線の断面図である
ので、ゲート(24)は図示されていない。However, since FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA 'of FIG. 1, the gate (24) is not shown.
また前記LOCOS酸化膜(22)とゲート(24)によりセ
ルフアラインされてP型の拡散領域(25),(25′)、
ここではPチャンネルトランジスタの素子領域(25),
(25′)がイオン注入にて形成されている。もちろんN
チャンネルトランジスタも形成されている。The LOCOS oxide film (22) and the gate (24) are self-aligned to form P-type diffusion regions (25), (25 '),
Here, the element region of the P-channel transistor (25),
(25 ') is formed by ion implantation. Of course N
A channel transistor is also formed.
発明が解決しようとする課題の欄でも述べたように、
メモリはセル内のトランジスタがNチャンネルで、周辺
回路がCMOSで構成されている。そのため、N型の拡散領
域とコンタクトする数がP型の拡散領域とコンタクトす
る数より多いが、第1図は、第5図のセンスアンプ回路
のPチャンネルトランジスタQP1,QP2側の平面図を示し
たものであり、前記P型の素子領域(25),(25′)
は、方形状の破線で示した領域で、ゲート(24),(2
4′)は斜線でハッチングした2点鎖線領域で示してあ
る。As mentioned in the section of the problem to be solved by the invention,
The memory has N-channel transistors in the cells and CMOS peripheral circuits. Therefore, although the number of contacts with the N-type diffusion region is larger than the number of contacts with the P-type diffusion region, FIG. 1 is a plan view of the P-channel transistors Q P1 and Q P2 of the sense amplifier circuit of FIG. And the P-type element regions (25), (25 ')
Are gates (24), (2)
4 ') is indicated by a two-dot chain line area hatched with oblique lines.
従ってゲート(24)には、第1のトランジスタQP1が
形成され、ゲート(24)には第2のトランジスタQP2が
形成されている。Therefore, a first transistor Q P1 is formed at the gate (24), and a second transistor Q P2 is formed at the gate (24).
前記ゲート(24),(24′)上にはLPCVD法により形
成された層間絶縁膜であるSiO2膜(26)が形成されてい
る。このSiO2膜(26)には、上層に形成されたWSix/pol
ySiのポリサイド層よりなるビット線BL1,BL2と前記P型
の拡散領域(25),(25′)を電気的にコンタクトする
為の第2のコンタクト孔(27)と第1のコンタクト孔
(28)がある。It said gate (24), are formed SiO 2 film (26) which is in (24 ') on an interlayer insulating film formed by the LPCVD method. This SiO 2 film (26) has an upper layer of WSi x / pol
A second contact hole (27) and a first contact hole for electrically contacting the bit lines BL 1 and BL 2 made of a polycide layer of ySi with the P-type diffusion regions (25) and (25 ′). There is (28).
また前記コンタクト孔(27),(28)内には、前記拡
散領域(25),(25′)とPN接合を形成しない電極材
料、例えば選択気相成長でタングステンWが埋め込まれ
ている。In the contact holes (27) and (28), an electrode material which does not form a PN junction with the diffusion regions (25) and (25 '), for example, tungsten W by selective vapor deposition is buried.
次いでWSix/polySiの組成より成るポリサイドでビッ
ト線対が、第1図の一点鎖線で横方向に実質的に並行で
BL2,BL1,BL1,BL2の順に配置されている。このポリサイ
ドの下層は、N型の不純物がドープされたポリシリコン
(29)が設けられ、このポリシリコン(29)の上層には
WSixより成るタングステンシリサイド膜(30)が設けら
れている。従って第1のコンタクト孔(27)と第2のコ
ンタクト孔(28)内に埋め込まれた電極材料を介して前
記ビット線BL1,BL2と前記拡散領域(25),(25′)が
電気的に結合されている。Next, a bit line pair is made substantially parallel in the horizontal direction by a dashed line in FIG. 1 with a polycide having a composition of WSi x / polySi.
BL 2 , BL 1 , BL 1 , and BL 2 are arranged in this order. The lower layer of the polycide is provided with polysilicon (29) doped with an N-type impurity, and the upper layer of the polysilicon (29) is provided.
A tungsten silicide film (30) made of WSi x is provided. Therefore, the bit lines BL 1 and BL 2 and the diffusion regions (25) and (25 ′) are electrically connected to each other through the electrode material embedded in the first contact hole (27) and the second contact hole (28). Are combined.
またビット線を含む半導体基板上には層間絶縁層(3
1),例えばCVD法により形成されるBPSG膜やSiO2膜が形
成され、この上層にアルミより成る電極,ここでは信号
線ΦR,ΦSが第1図の実線で縦方向に配置されている。In addition, an interlayer insulating layer (3
1) For example, a BPSG film or a SiO 2 film formed by a CVD method is formed, and electrodes made of aluminum, here, signal lines Φ R and Φ S are vertically arranged by solid lines in FIG. I have.
信号線ΦRは、×印で示したコンタクト領域(32),
(33)でトランジスタQP1,QP2のソースと共通接続され
ている。The signal line Φ R is connected to the contact region (32),
(33) is commonly connected to the sources of the transistors Q P1 and Q P2 .
(ト)発明の効果 以上の説明からも明らかなように、素子領域とPN接合
を形成しない導電材料を素子領域と前記配線のコンタク
ト間に埋め込むことで、従来用いていたアルミ電極を省
略でき、その結果配線とアルミ電極とのコンタクトも省
略できる。(G) Effects of the Invention As is clear from the above description, by embedding a conductive material that does not form a PN junction with the element region between the element region and the contact of the wiring, the aluminum electrode that has been conventionally used can be omitted. As a result, the contact between the wiring and the aluminum electrode can be omitted.
従って従来設けていたアルミ電極と配線間の容量を無
くせ、またコンタクトを省略することでコンタクト抵抗
を無くせセンスアンプの動作を改善できる。しかもコン
タクトを省略できるために、設計スペースを縮小化、設
計上の融通が可能となり、また簡略化でき、歩留まりを
向上できる。Therefore, the capacitance between the aluminum electrode and the wiring, which is conventionally provided, can be eliminated, and the contact resistance can be eliminated by omitting the contact, thereby improving the operation of the sense amplifier. Moreover, since the contacts can be omitted, the design space can be reduced, design flexibility can be achieved, and the design can be simplified, and the yield can be improved.
また本願は、センスアンプ以外の所でも実施が可能で
あり、ポリサイド配線とP型の拡散領域のコンタクト部
分で実施できる。In addition, the present invention can be implemented in a place other than the sense amplifier, and can be implemented in a contact portion between a polycide wiring and a P-type diffusion region.
第1図は、本発明の半導体装置の平面図、第2図は、従
来の半導体装置の平面図、第3図および第4図は、第1
図および第2図のA−A′線における断面図、第5図
は、センスアンプの等価回路図である。FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of a conventional semiconductor device, and FIGS.
FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 2 and FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the sense amplifier.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/43 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/108 H01L 27/10 H01L 21/8242 H01L 21/3205 H01L 21/768 H01L 29/43 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI H01L 29/43 (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 27/108 H01L 27/10 H01L 21/8242 H01L 21 / 3205 H01L 21/768 H01L 29/43
Claims (2)
の一導電型の素子領域と、 この素子領域を囲む前記半導体基板上に形成されたLOCO
S酸化膜と、 前記LOCOS酸化膜上を延在し、前記素子領域上の絶縁膜
上を通過または到達するポリサイドより成る一対のビッ
ト線と、 前記一方の素子領域と前記一方のビット線の重畳領域に
実質的に形成され、このビット線と電気的にコンタクト
した第1のゲートと、 この第1のゲートとこのゲートの両側に形成されたソー
ス、ドレインとで構成される第1のトランジスタと、 前記他方の素子領域と前記他方のビット線の重畳領域に
実質的に形成され、このビット線と電気的にコンタクト
した第2のゲートと、 この第2のゲートとこのゲートの両側に形成されたソー
ス、ドレインとで構成される第2のトランジスタと、 前記一方のビット線と前記他方の素子領域に形成された
ドレインを電気的にコンタクトし、且つ前記素子領域と
PN接合を形成しない導電材料が埋め込まれた第1のコン
タクト孔と、 前記他方のビット線と前記一方の素子領域に形成された
ドレインを電気的にコンタクトし、且つ前記素子領域と
PN接合を形成しない導電材料が埋め込まれた第2のコン
タクト孔と、 前記一方の素子領域のソースと前記他方の素子領域のソ
ースとを電気的にコンタクトした信号ラインとを少なく
とも有することを特徴とした半導体装置。At least one pair of one conductivity type device regions formed on a semiconductor substrate, and a LOCO formed on the semiconductor substrate surrounding the device region.
An S oxide film, a pair of bit lines extending over the LOCOS oxide film, and made of polycide passing or reaching over the insulating film over the element region; and overlapping the one element region with the one bit line A first transistor substantially formed in the region and electrically connected to the bit line; a first transistor including the first gate and sources and drains formed on both sides of the gate; A second gate substantially formed in an overlapping region of the other element region and the other bit line, and electrically connected to the bit line; a second gate formed on both sides of the second gate; A second transistor comprising a source and a drain, and electrically contacting the one bit line and a drain formed in the other element region;
A first contact hole in which a conductive material that does not form a PN junction is embedded, and the other bit line is electrically contacted with a drain formed in the one element region;
A second contact hole in which a conductive material that does not form a PN junction is embedded, and at least a signal line that electrically contacts the source of the one element region and the source of the other element region. Semiconductor device.
特徴とした請求項第1項記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said conductive material is tungsten.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168830A JP2966482B2 (en) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2168830A JP2966482B2 (en) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0457366A JPH0457366A (en) | 1992-02-25 |
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ID=15875314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2168830A Expired - Lifetime JP2966482B2 (en) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2966482B2 (en) |
-
1990
- 1990-06-27 JP JP2168830A patent/JP2966482B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0457366A (en) | 1992-02-25 |
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