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JPS6224663A - Semiconductor memory device - Google Patents
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JPS6224663A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

Info

Publication number
JPS6224663A
JPS6224663A JP60161955A JP16195585A JPS6224663A JP S6224663 A JPS6224663 A JP S6224663A JP 60161955 A JP60161955 A JP 60161955A JP 16195585 A JP16195585 A JP 16195585A JP S6224663 A JPS6224663 A JP S6224663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor region
misfet
gate electrode
type semiconductor
flip
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP60161955A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Aoto
青砥 敏郎
Masaaki Kubodera
久保寺 正明
Hideaki Nakamura
英明 中村
Hiroshi Fukuda
宏 福田
Chikao Ookubo
大久保 京夫
Hiroshi Tachimori
央 日月
Osamu Takahashi
収 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi ULSI Engineering Corp, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi ULSI Engineering Corp
Priority to JP60161955A priority Critical patent/JPS6224663A/en
Publication of JPS6224663A publication Critical patent/JPS6224663A/en
Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve information holding characteristics by increasing overlapping areas of gate electrodes and upper surfaces of source and drain regions in MISFET's which constitute a flip-flop circuit. CONSTITUTION:N<+> type semiconductor regions 4 constitute switching MISFET's QSW with gate insulation films 5 and gate electrodes 6 and the gate electrodes 6 are formed together with word lines WL. N-type semiconductor regions 7 constitute driving MISFET's QDR of a flip-flop circuit with gate insulation films 8 and gate electrodes 9 and each semiconductor region 7 consists of an N<+> type semiconductor region 7A and an N<++> type semiconductor region 7B which has impurity concentration higher than the region 7A. The N<+> type semiconductor region 7A is provided to make the channel length of the driving MISFET QDR equal to that of the switching MISFET QSW or to those of MISFET's composing peripheral circuits. With this constitution, the overlapping area of the gate electrode 9 and the upper surface of the semiconductor region in the driving MISFET QDR is made to be larger than the area in the switching MISFET QSW.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、44体記憶装置に関するものであり、特に、
スタティックRAM (SRAM)に適用して有効な技
術に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a 44-body storage device, and in particular,
The present invention relates to a technique that is effective when applied to static RAM (SRAM).

[背景技術] SRAMの情報の保持は、メモリセルを構成するMIS
FETのゲート電極の寄生容量及びこのゲート電極が接
続されている半導体領域の寄生容量に蓄積された電荷に
よってなされる。
[Background technology] Information in SRAM is retained by MIS that constitutes memory cells.
This is caused by charges accumulated in the parasitic capacitance of the gate electrode of the FET and the parasitic capacitance of the semiconductor region to which this gate electrode is connected.

本発明者は、SRAMの高集積化に伴ってソフトエラー
を生じ易すくなる、という問題点を見出した。高集積化
に伴ってメモリセルのMISFETが縮小さ九、したが
って寄生容量も減少する。
The inventors of the present invention have discovered the problem that soft errors are more likely to occur as SRAMs become more highly integrated. As integration becomes higher, MISFETs in memory cells are reduced, and parasitic capacitance is also reduced.

ところが、寄生容量に蓄えられた電荷はリーク電流によ
って除々に減少するからである。
However, the charge stored in the parasitic capacitance gradually decreases due to leakage current.

なお、SRAMに関する技術については1例えば、特開
昭57−130461号に記載されている。
Note that technology related to SRAM is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 130461/1983.

[発明の目的コ 本発明の目的は、半導体記憶装置の情報の保持特性を向
上することが可能な技術を提供することにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a technique that can improve the information retention characteristics of a semiconductor memory device.

本発明の他の目的は、メモリセルとなるフリップフロッ
プ回路に蓄えられる電荷量を増大することによって、情
報の保持特性を向上することが可能な技術を提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to provide a technique that can improve information retention characteristics by increasing the amount of charge stored in a flip-flop circuit serving as a memory cell.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は1本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[発明の概要] 本願において開示される発明のうち1代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
[Summary of the Invention] A brief outline of one typical invention disclosed in this application is as follows.

すなわち、メモリセルであるフリップフロップ回路を構
成するM I S FETのゲート電極と、ソース、ド
レイン領域の上面とが重なる面積を増大することによっ
て、情報の保持特性を向上するものである。
That is, information retention characteristics are improved by increasing the area where the gate electrode of the M I S FET constituting the flip-flop circuit, which is a memory cell, overlaps with the upper surface of the source and drain regions.

以F、本発明の構成について、実施例とともに説明する
Hereinafter, the configuration of the present invention will be explained along with examples.

[実施例] 第1図は本実施例のSRAMのメモリセルの平面図であ
り、第2図はメモリセルの構成を見易すくするために、
第2層目の導電層と第3層目の導電層を取り除いて示す
平面図、第3図は第1の■−■切断線における断面図、
第4図はメモリセルの等価回路である。なお、第1図、
第2図はメモリセルの構成を兄易すくするために、導電
層間に設けられる層間絶綜膜を図示していない。
[Example] FIG. 1 is a plan view of the SRAM memory cell of this example, and FIG. 2 shows the configuration of the memory cell in order to make it easier to see.
A plan view showing the second conductive layer and the third conductive layer removed, FIG. 3 is a sectional view taken along the first ■-■ cutting line,
FIG. 4 shows an equivalent circuit of a memory cell. In addition, Figure 1,
In order to simplify the configuration of the memory cell, FIG. 2 does not illustrate the interlayer isolation film provided between the conductive layers.

第1図乃至第3図に示した1はP−型半導体基板であり
、フィールド絶縁膜2が第2図に示すようなパターンで
設けてあり、このフィールド絶縁膜2の下に、第3図に
示すようにP+型チャネルストッパ領域3が設けである
。4はn1型半導体領域であり、ゲート絶縁膜5及びゲ
ート電極6とともに第4図に示したスイッチ用M T 
S FETQswを構成している。なお、前記ゲート電
極6は、ワード線WLと一体に形成してある。
1 shown in FIGS. 1 to 3 is a P-type semiconductor substrate, and a field insulating film 2 is provided in a pattern as shown in FIG. 2. Below this field insulating film 2, as shown in FIG. As shown in FIG. 3, a P+ type channel stopper region 3 is provided. 4 is an n1 type semiconductor region, which is used as the switch M T shown in FIG. 4 together with the gate insulating film 5 and the gate electrode 6.
It constitutes S FETQsw. Note that the gate electrode 6 is formed integrally with the word line WL.

7はn型半導体領域であり、ゲート絶縁膜8、ゲート電
極9とともに第4図に示したフリップフロップ回路の駆
動用MI 5FETQo Rを構成している。前記半導
体領域7は、n+型半導体領域7Aとこれよりも不純物
濃度の高いn“型半導体7Bとからなっている。n+型
半導体領域7Aは主にゲート電極9下の半導体基板1表
面に設けてあり、n”型半導体領域7Bはゲート電極9
の側部の半導体基板1の表面に設けである。
Reference numeral 7 denotes an n-type semiconductor region, which together with the gate insulating film 8 and the gate electrode 9 constitutes the MI 5FET Qo R for driving the flip-flop circuit shown in FIG. The semiconductor region 7 is composed of an n+ type semiconductor region 7A and an n" type semiconductor 7B having a higher impurity concentration than the n+ type semiconductor region 7A. The n+ type semiconductor region 7A is mainly provided on the surface of the semiconductor substrate 1 under the gate electrode 9. Yes, the n'' type semiconductor region 7B is the gate electrode 9
It is provided on the surface of the semiconductor substrate 1 on the side of the semiconductor substrate 1.

前記n+“型半導体領域7Bを設けたことにより、半導
体領域7と半導体基板1の間の寄生容量が増大する。半
導体領域7の寄生容量が、それの不純物濃度の平方根に
比例するからである。
By providing the n+" type semiconductor region 7B, the parasitic capacitance between the semiconductor region 7 and the semiconductor substrate 1 increases. This is because the parasitic capacitance of the semiconductor region 7 is proportional to the square root of its impurity concentration.

一方、駆動用MISFETQORのゲートm II9は
、第2図に示すようにその長さをスイッチ用MISFE
TQswのそれより非常に大きくしてある。ゲート電極
9と半導体基板1の間の寄生容量を増大させるためであ
る。なお、ゲート電極9Φパターンは、双方のゲート電
極9の寄生容量が同様であれば特に限定する必要はない
。駆動用MISFETQDRのゲート電極9の長さは、
通常は第2図に一点鎖線で示したように、スイッチ用M
ISFETQswのゲート電極6と同程度の長さに形成
する。チャネル長を同程度にするためである。好ましく
は、スイッチ用M I S FETの方のゲート電極6
をいくらか小さくする。相互コンダクタンスを駆動用M
I 5FETQo Rより小さくするためである。スイ
ッチ用M I S F E T Q sWの相互コンダ
クタンスが駆動用M I S FETのそれと同じ、又
は大きいと情報の読出し時に情報が反転してしまう。非
導通状態にあるべき駆動用MISFETQoRが導通し
てしまうからである。
On the other hand, as shown in FIG.
It is much larger than that of TQsw. This is to increase the parasitic capacitance between the gate electrode 9 and the semiconductor substrate 1. Note that the gate electrode 9Φ pattern does not need to be particularly limited as long as the parasitic capacitances of both gate electrodes 9 are similar. The length of the gate electrode 9 of the driving MISFET QDR is
Usually, as shown by the dashed line in Fig. 2,
It is formed to have approximately the same length as the gate electrode 6 of ISFETQsw. This is to make the channel lengths about the same. Preferably, the gate electrode 6 of the switch MI S FET
Make it somewhat smaller. M for driving mutual conductance
This is to make it smaller than I5FETQoR. If the mutual conductance of the switching MISFET QsW is the same as or larger than that of the driving MISFET, the information will be inverted when reading the information. This is because the drive MISFET QoR, which should be in a non-conductive state, becomes conductive.

一方、駆動用M I S FETQo tzのチャネル
長をスイッチ用MISFETQsw、あるいは周辺回路
(図示していない)を構成するM I S FETのそ
れと同程度にするため、前記n+型半導体領域7Aを設
けである。この半導体領域7Aを設けたことによって、
駆動用MI 5FETQo Rのゲ−ト電極9と半導体
領域7の上面との重りが、スイッチ用MISFETQs
wのそれより大きくなっている。また、ゲート電極9の
下部に半導体領域7Aを設けたことによって、ゲート電
極9の寄生容量が半導体領域7Aを設けない場合より大
きくなる。ゲート電極9の下にn+型半導体領域7Aが
設けられていないと、容量の一方の電極となる反転層を
半導体基板lの表面に形成しなければならない。この反
転層の形成は、ゲート電極9にしきい値電圧以上の電圧
を印加した場合になされる。このことから、寄生容量を
充電するための実効的な電圧は、電圧Vccからしきい
値電圧を引いた値となる。ところが、n+型半導体領域
7Aを設けることによって、ゲート電極9に印加された
電圧そのものが、寄生容量を充電するための電圧となる
。したがって、ゲート電極9の寄生容量が増大する。な
お、情報を蓄積する駆動用MISFETQORの寄生容
量は、前記ゲート電極9の寄生容量と、ドレイン領域と
なる半導体領域7の寄生容量との和である。第4図に示
すように、一方の駆動用MI 5FETQo Rのゲー
ト電極9が他方の駆動用MISFETQoRのドレイン
領域に接続してあるからである。したがって、前記のよ
うに、ゲート電極9及び半導体領域7の寄生容量を伴に
増大させたことによって、駆動用MISF E T Q
 o Rの情報の保持特性が著しく向上する。
On the other hand, in order to make the channel length of the drive MISFETQotz comparable to that of the switch MISFETQsw or the MISFET constituting the peripheral circuit (not shown), the n+ type semiconductor region 7A can be provided. be. By providing this semiconductor region 7A,
The weight between the gate electrode 9 of the drive MI 5FETQo R and the top surface of the semiconductor region 7 is the weight of the switch MISFETQs
It is larger than that of w. Further, by providing the semiconductor region 7A under the gate electrode 9, the parasitic capacitance of the gate electrode 9 becomes larger than when the semiconductor region 7A is not provided. If the n+ type semiconductor region 7A is not provided under the gate electrode 9, an inversion layer serving as one electrode of the capacitor must be formed on the surface of the semiconductor substrate l. This inversion layer is formed when a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied to the gate electrode 9. From this, the effective voltage for charging the parasitic capacitance is the value obtained by subtracting the threshold voltage from the voltage Vcc. However, by providing the n+ type semiconductor region 7A, the voltage applied to the gate electrode 9 itself becomes a voltage for charging the parasitic capacitance. Therefore, the parasitic capacitance of gate electrode 9 increases. Note that the parasitic capacitance of the driving MISFET QOR that stores information is the sum of the parasitic capacitance of the gate electrode 9 and the parasitic capacitance of the semiconductor region 7 serving as the drain region. This is because, as shown in FIG. 4, the gate electrode 9 of one driving MISFETQoR is connected to the drain region of the other driving MISFETQoR. Therefore, as described above, by increasing the parasitic capacitance of the gate electrode 9 and the semiconductor region 7, the driving MISF E T Q
o The information retention characteristics of R are significantly improved.

なお、スイッチ用MISFETQswのゲート電極6は
、書込み及び読み出しの高速化のため、寄生容量をでき
るだけ小さくする。このため1本実施例では、スイッチ
用MI 5FET6のゲート電極6を駆動用M I S
 FETQo *のゲート電極9のように大きくしてい
ない。また、ゲート電極6.9のそれぞれはリン(P)
、ヒ素(As)等のn型不純物を含有させた多結晶シリ
コン層を用いて形成してあるが、これに限定さ九るもの
ではない。例えば、モリブデン(Mo)、チタン(TB
、タングステン(W)等の高融点金属層を用いて形成し
てもよい。またそれら高融点金属のシリサイド層で形成
してもよく、さらに多結晶シリコン層の上に前記高融点
金属層あるいはシリサイド層を設けて構成してもよい。
Note that the parasitic capacitance of the gate electrode 6 of the switch MISFET Qsw is made as small as possible in order to speed up writing and reading. For this reason, in this embodiment, the gate electrode 6 of the switch MI 5FET 6 is connected to the drive MI S
It is not made large like the gate electrode 9 of FETQo*. Further, each of the gate electrodes 6.9 is made of phosphorus (P).
, a polycrystalline silicon layer containing n-type impurities such as arsenic (As), but is not limited thereto. For example, molybdenum (Mo), titanium (TB)
It may be formed using a high melting point metal layer such as , tungsten (W) or the like. Alternatively, it may be formed of a silicide layer of these high-melting point metals, or the high-melting point metal layer or silicide layer may be provided on a polycrystalline silicon layer.

前記半導体領7の下部に設けたP+型半導体領域10は
、半導体領域7と半導体基板1の間の寄生容量をさらに
増大するために設けたものである。
The P+ type semiconductor region 10 provided below the semiconductor region 7 is provided to further increase the parasitic capacitance between the semiconductor region 7 and the semiconductor substrate 1.

なお、第1図、第2図には半導体領域10を図示してい
ないが、半4体領域7と同様のパターンで設けである。
Note that although the semiconductor region 10 is not shown in FIGS. 1 and 2, it is provided in the same pattern as the semi-quartet region 7.

半導体領域7と半導体基板1との間の寄生容量は、それ
らの間の空乏層を誘電体として構成される。ところが、
半導体基板1の不純物濃度が半導体領域7より非常に小
さいので、それらの間に形成される空乏層は厚くなる。
The parasitic capacitance between the semiconductor region 7 and the semiconductor substrate 1 is formed by using the depletion layer between them as a dielectric. However,
Since the impurity concentration of the semiconductor substrate 1 is much lower than that of the semiconductor region 7, the depletion layer formed between them becomes thick.

しかし、P+型半導体領域10を設けたことによっ、て
、前記空乏層の厚が薄くなるので、半導体領域7の寄生
容量がさらに増大するものである。なお、半導体領域l
Oは、不純物濃度のピーク値が半導体領域7との界面近
傍にくるように形成してある。n“型半導体領域7とP
+型半導体領域10の間の空乏層をできるだけ薄くする
ためである。一方。
However, by providing the P+ type semiconductor region 10, the thickness of the depletion layer becomes thinner, so that the parasitic capacitance of the semiconductor region 7 further increases. Note that the semiconductor region l
O is formed so that the peak value of the impurity concentration is near the interface with the semiconductor region 7. n“ type semiconductor region 7 and P
This is to make the depletion layer between the + type semiconductor regions 10 as thin as possible. on the other hand.

第1図又は第2図から理解できるように、駆動用MI 
5FETQo Rの半導体領域7は、スイッチ用M I
 S F E T Q s wの半導体領域4等より大
きい。このため、半導体基板1中に飛込んだアルファ線
等によって発生する不要な少数キャリアの影響を受は易
すい。前記半導体領域10は、半導体基板l中の不要な
少数キャリアが半導体領域7中に入込むのを防止する機
能も有している。しかし。
As can be understood from Fig. 1 or 2, the driving MI
The semiconductor region 7 of the 5FETQo R is a switch MI
It is larger than the semiconductor region 4 of S F E T Q s w. Therefore, it is easily affected by unnecessary minority carriers generated by alpha rays etc. that have entered the semiconductor substrate 1. The semiconductor region 10 also has a function of preventing unnecessary minority carriers in the semiconductor substrate l from entering the semiconductor region 7. but.

スイッチ用MISFETQswは、前記のように半導体
領域4が小さいことから不要な少数キャリアの影響を受
けにくい。このため、本実施例では。
The switch MISFET Qsw is not easily affected by unnecessary minority carriers because the semiconductor region 4 is small as described above. Therefore, in this embodiment.

スイッチ用MISFETQswの下部には、前記P゛型
゛ト導体領域lOを設けていない。このことは、スイッ
チ用M r S F E T Q s wの寄生容量を
増大させないためにも有効である。なお、前記p1型型
半体領域10は、必ずしも設ける必要はない。P+型半
導体領域lOを設けないことによって、ドレイン領域と
なる半導体領域7と半導体基板lの間の接合耐圧が向上
する。また、ドレイン領域となる半導体領域7の下部に
のみP+型半導体領域10を設け、ソース領域及びグラ
ンド層となる半導体領域7の下部にP+型半導体領域1
0を設けないようにしてもよい′。ソース、ドレイン領
域の寄生容量うち、情報を保持する上で有効なのは、ド
レイン領域の寄生容量だからである。一方、情報の書き
換え時には、それまで保持されていた情報となる電荷を
放出しなければならない。
The P' type conductor region IO is not provided below the switch MISFET Qsw. This is also effective for not increasing the parasitic capacitance of the switch M r S F E T Q sw. Note that the p1 type half region 10 does not necessarily need to be provided. By not providing the P+ type semiconductor region IO, the junction breakdown voltage between the semiconductor region 7, which becomes the drain region, and the semiconductor substrate 1 is improved. Further, a P+ type semiconductor region 10 is provided only under the semiconductor region 7 which becomes a drain region, and a P+ type semiconductor region 10 is provided below the semiconductor region 7 which becomes a source region and a ground layer.
0 may not be provided. This is because among the parasitic capacitances of the source and drain regions, it is the parasitic capacitance of the drain region that is effective in retaining information. On the other hand, when rewriting information, it is necessary to release the electric charge that becomes the information that was previously held.

ところが、グランド層の寄生容量が大きいと、電荷の放
出時間が増大し、したがって、情報の書込み速度が低下
する。しかし、グランド層となる半導体領域7の下部に
p+型半導体領域10を設けないようにすることによっ
て、電荷の放出に要する時間が低減するので、書込み速
度を向上することができる。
However, if the parasitic capacitance of the ground layer is large, the time for releasing charges increases, and therefore the information writing speed decreases. However, by not providing the p+ type semiconductor region 10 under the semiconductor region 7 serving as the ground layer, the time required for discharge of charges is reduced, so that the writing speed can be improved.

11はリン、ヒ素等の不純物を含有させていない多結晶
シリコン層からなる抵抗素子であり、第4図に示した負
荷抵抗Rである。この抵抗素子11の両端には、同様に
多結晶シリコン層からなる導電層12が一体に形成して
ある。この導電層12の一方は抵抗素子11をVccレ
ベルの電源端子に接続するためのものであり、他方の導
電層12は接続孔13を通して抵抗素子11と所定の半
導体領域4,7を接続するためのものである。この導電
層12は、リン、ヒ素等のn型不純物を含有させること
によって抵抗値を充分に低減したものとなっている。導
電層12は、前記抵抗素子11と同一の幅で形成するこ
ともできるが、本実施例では第1図に示すように、駆動
用MISFETQo、tのゲート電極9と同程度の幅に
大きく形成してある。ゲート電極9の寄生容量をさらに
増大するためである。14は酸化シリコン膜等からなる
絶縁膜であり、ワード線WL及びゲート電Fi9を覆っ
て設けである。この絶縁膜14の上には、リンシリケー
トガラス(PSG)等からなる絶縁膜15が前記導電層
12及び抵抗素子11を覆って設けである。16はアル
ミニュウムからなる導電層であり、16A、16Bはデ
ータ線D L r、D L 2として用いられ、16C
はグランドM(半導体領域7)をVssレベルの電源端
子に接続するために用いられる。導電層16A、16B
は接続孔17を通して半導体領域4に接続してあり、導
電層17Cは接続孔18を通してグランド層(半導体領
域7)に接続してある。なお、絶縁膜15の上にさらに
最上層保護膜を設けもよい。
Reference numeral 11 denotes a resistance element made of a polycrystalline silicon layer that does not contain impurities such as phosphorus and arsenic, and is the load resistance R shown in FIG. Conductive layers 12 similarly made of polycrystalline silicon are integrally formed at both ends of this resistance element 11. One of the conductive layers 12 is for connecting the resistive element 11 to a Vcc level power supply terminal, and the other conductive layer 12 is for connecting the resistive element 11 and the predetermined semiconductor regions 4 and 7 through the connection hole 13. belongs to. This conductive layer 12 has a sufficiently reduced resistance value by containing n-type impurities such as phosphorus and arsenic. The conductive layer 12 can be formed to have the same width as the resistive element 11, but in this embodiment, as shown in FIG. It has been done. This is to further increase the parasitic capacitance of the gate electrode 9. Reference numeral 14 denotes an insulating film made of a silicon oxide film or the like, and is provided to cover the word line WL and gate electrode Fi9. On this insulating film 14, an insulating film 15 made of phosphosilicate glass (PSG) or the like is provided to cover the conductive layer 12 and the resistive element 11. 16 is a conductive layer made of aluminum, 16A and 16B are used as data lines D L r and D L 2, and 16 C
is used to connect the ground M (semiconductor region 7) to the Vss level power supply terminal. Conductive layers 16A, 16B
is connected to the semiconductor region 4 through the connection hole 17, and the conductive layer 17C is connected to the ground layer (semiconductor region 7) through the connection hole 18. Note that an uppermost protective film may be further provided on the insulating film 15.

次に、本実施例のSRAMの製造方法を説明する。Next, a method for manufacturing the SRAM of this embodiment will be explained.

まず、第5図及び第6図を用いて、前記駆動用M I 
S F E T Q ORの半導体領域7、スイッチ用
MISFEQswの半導体領域4の形成方法を説明する
。第5図は製造工程におけるメモリセルの平面図であり
、第6図は第5図のVl−Vl切断線における断面図で
ある。図示したように1周知の技術によって、フィール
ド絶縁膜2及びチャネルストッパ領域3を形成する。次
に、フィールド絶縁膜2から露出している半導体基板1
の表面を酸化することによって、スイッチ用MISFE
TQsWのゲート絶縁膜5及び駆動用M I S F 
E T Q 。
First, using FIGS. 5 and 6, the driving MI
A method of forming the semiconductor region 7 of S F E T Q OR and the semiconductor region 4 of MISFEQsw for switch will be explained. FIG. 5 is a plan view of the memory cell in the manufacturing process, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line Vl--Vl in FIG. As shown in the figure, a field insulating film 2 and a channel stopper region 3 are formed using a well-known technique. Next, the semiconductor substrate 1 exposed from the field insulating film 2 is
MISFE for switch by oxidizing the surface of
TQsW gate insulating film 5 and driving MISF
ETQ.

2のゲート絶縁膜8を形成する。次に、駆動用MISF
ETQoRの特にn+型半導体領域7Aを形成するイオ
ン打込み用のレジストマスク19を形成する。なお、駆
動用MI 5FETQo Rのゲート電極9が設けられ
る領域における前記レジストマスク19の幅は、半導体
領域7Aの間の距離。
A second gate insulating film 8 is formed. Next, drive MISF
A resist mask 19 for ion implantation, particularly for forming the n+ type semiconductor region 7A for ETQoR, is formed. Note that the width of the resist mask 19 in the region where the gate electrode 9 of the driving MI 5FETQo R is provided is the distance between the semiconductor regions 7A.

すなわち駆動用M I S F E TQo Rのチャ
ネル長が所定の値となるようにする。
That is, the channel length of the driving MISFETQo R is set to a predetermined value.

次に、リン、ヒ素等のn型不純物20をイオン打込みに
よって半導体基板1の表面に導入する。
Next, an n-type impurity 20 such as phosphorus or arsenic is introduced into the surface of the semiconductor substrate 1 by ion implantation.

なお、このn型不純物20は、フィールド絶縁膜2及び
チャネルストッパ領域3を形成する以前に導入してもよ
い。この場合には拡散係数の小さなヒ素を用いるのが好
ましい。フィールド絶縁膜2を形成する際の熱酸化工程
中におけるn型不純物の拡散をできるだけ抑制するため
である。
Note that this n-type impurity 20 may be introduced before forming the field insulating film 2 and the channel stopper region 3. In this case, it is preferable to use arsenic, which has a small diffusion coefficient. This is to suppress the diffusion of n-type impurities as much as possible during the thermal oxidation step when forming the field insulating film 2.

前記n型不純物20を導入した後に、−“型半導体領域
lOを形成するためにボロン(B)等のn型不純物(図
示していない)をイオン打込みによって導入する。イオ
ン打込み用のマスクは、前記n型不純物を導入する際に
用いたレジストマスク19を用いることができる。しか
し、レジストマスク19を用いずにイオン打込みを行っ
てもよい。マスクを用いなければn型不純物がスイッチ
用M I S F E T Q s wの下部にも導入
されるので。
After introducing the n-type impurity 20, an n-type impurity (not shown) such as boron (B) is introduced by ion implantation in order to form a −“ type semiconductor region IO.A mask for ion implantation is as follows. The resist mask 19 used when introducing the n-type impurity can be used.However, ion implantation may be performed without using the resist mask 19.If the mask is not used, the n-type impurity will Because it is also introduced at the bottom of S F E T Q s w.

P+型半導体領域10が駆動用M I S F E T
Q。
The P+ type semiconductor region 10 is a driving MISFET.
Q.

6の下部ばかりでなく、スイッチ用MISFETQ s
 wの下部にも設けられることになる。また、前述した
ように、グランド層となるn+型半導体領域7の下部に
P゛型半導体領域10を設けないようにするには、前記
レジストマスク19とは別に新にレジストマスクを形成
する。このように、P+型半導体領域10を形成するた
めのイオン打込みを、n“型半導体領域7を形成するた
めのイオン打込みの後に行なうのは、P+型半導体領域
10の拡散をできるだけ抑制するためである。
MISFET Q s for the switch as well as the lower part of 6
It will also be provided at the bottom of w. Furthermore, as described above, in order to avoid providing the P'' type semiconductor region 10 under the n+ type semiconductor region 7 which becomes the ground layer, a new resist mask is formed separately from the resist mask 19. As described above, the reason why the ion implantation for forming the P+ type semiconductor region 10 is performed after the ion implantation for forming the n" type semiconductor region 7 is to suppress the diffusion of the P+ type semiconductor region 10 as much as possible. be.

このイオン打込みの後に、レジストマスク19を除去す
る。
After this ion implantation, the resist mask 19 is removed.

次に、第7図を用い、スイッチ用MISFETQ s 
wのゲート電極6及び駆動用MISFETQORのゲー
ト電極9の形成方法を説明する。第7図は前記第6図と
同様の部分における製造工程中のメモリセルの断面図で
ある。
Next, using FIG. 7, switch MISFET Q s
A method of forming the gate electrode 6 of the drive MISFET QOR and the gate electrode 9 of the driving MISFET QOR will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view of the memory cell during the manufacturing process at the same portion as in FIG. 6.

ゲート電極6,9を形成するために、CVD等によって
多結晶シリコン層をゲート絶縁膜5.8等の全面に形成
する。この多結晶シリコン層には低抗値を低減するため
に熱拡散等によってリン、ヒ素等のn型不純物を導入さ
せる。次に、前記多結晶シリコン層を選択的に除去して
ゲート電極6.9のそれぞれを形成する。次に、スイッ
チ用MIS F E T Q s wの半導体領域4等
を形成するために、rl型不純物をイオン打込みによっ
て半導体基板1の表面に導入する。イオン打込みのマス
クは。
In order to form the gate electrodes 6 and 9, a polycrystalline silicon layer is formed on the entire surface of the gate insulating film 5.8 etc. by CVD or the like. In order to reduce the resistance value, n-type impurities such as phosphorus and arsenic are introduced into this polycrystalline silicon layer by thermal diffusion or the like. Next, each of the gate electrodes 6.9 is formed by selectively removing the polycrystalline silicon layer. Next, in order to form the semiconductor region 4 of the switch MIS FET Qsw, etc., rl type impurities are introduced into the surface of the semiconductor substrate 1 by ion implantation. Ion implantation mask.

グー1−電極6,9を用いる。このイオン打込みによっ
て、第5図に示したレジストマスク19から露出する部
分には、再度n型不純物が導入されることになる。した
がって、n+“型半導体領域7Bが形成される。なお、
駆動用M I S F E TQ。
Goo 1 - Use electrodes 6 and 9. By this ion implantation, n-type impurities are introduced again into the portion exposed from the resist mask 19 shown in FIG. Therefore, an n+" type semiconductor region 7B is formed.
Drive MISFETQ.

9のゲート電極9を、スイッチ用MISFETQswの
ゲート電t@6及び半導体領域4を形成した後に形成す
ることによって、n型不純物を導入するためのイオン打
込み工程を一度にすることができる。イオン打込みの際
には、駆動用MISFETQO%lのチャネル領域上の
ゲート絶縁膜8の上部にレジストマスクを形成すればよ
い。このレジストマスクは、ゲート電極6すなわち、ワ
ード線WLを形成した後に形成する。
By forming the gate electrode 9 of No. 9 after forming the gate electrode t@6 of the switch MISFET Qsw and the semiconductor region 4, the ion implantation step for introducing n-type impurities can be performed at one time. At the time of ion implantation, a resist mask may be formed on the upper part of the gate insulating film 8 on the channel region of the driving MISFET QO%l. This resist mask is formed after forming the gate electrode 6, that is, the word line WL.

また、スイッチ用MISFETQswのゲート?l!極
6及び駆動用M r 5FETQo Rのゲート電極9
を同一工程で形成し、しかもいずれのMISFETの半
導体領域4,7もセルファラインで形成することができ
る。次のようにすればよい。まず、ゲート電極6と9を
形成する。次に、拡散係数の小さなn型不純物、すなわ
ちヒ素をイオン打込みによって導入する。次に、スイッ
チ用MISF E T Q s wが設けられる領域を
レジストマスクによって覆う。次に、駆動用MISFE
TQoRが設けられる領域に拡散係数の大きなn型不純
物、すなわちリンをイオン打込みによって導入する。
Also, the gate of MISFETQsw for the switch? l! Pole 6 and gate electrode 9 of driving M r 5FET Qo R
can be formed in the same process, and the semiconductor regions 4 and 7 of both MISFETs can also be formed by self-alignment. You can do it like this: First, gate electrodes 6 and 9 are formed. Next, an n-type impurity with a small diffusion coefficient, that is, arsenic, is introduced by ion implantation. Next, a region where the switch MISFETQsw is provided is covered with a resist mask. Next, drive MISFE
An n-type impurity having a large diffusion coefficient, that is, phosphorus, is introduced into the region where TQoR is provided by ion implantation.

そして、半導体基板1をアニールして半導体領域4及び
7を形成する。すなわち、リンとヒ素との拡散係数の差
を利用して、駆動用M I S FETQORのゲート
電極9と半導体領域7の重りを大きくするものである。
The semiconductor substrate 1 is then annealed to form semiconductor regions 4 and 7. That is, the weight of the gate electrode 9 of the driving MISFET QOR and the semiconductor region 7 is increased by utilizing the difference in diffusion coefficient between phosphorus and arsenic.

したがって、ゲート電極9の幅は、不純物の横方向への
延びの差だけスイッチ用M I S F E T Q 
s wのゲート電極6より大きくすることができる。こ
のような方法では、ゲート電極9を第2図に示したよう
に、著しく大きくすることは困難である。しかし、n+
“型半導体領域7Bによって寄生容量の増加を図ること
ができる。
Therefore, the width of the gate electrode 9 is determined by the difference in the horizontal extension of the impurity.
It can be made larger than the gate electrode 6 of sw. With such a method, it is difficult to significantly enlarge the gate electrode 9 as shown in FIG. However, n+
The parasitic capacitance can be increased by the "type semiconductor region 7B.

半導体領域4.7のそれぞれを形成した後に、絶縁膜1
4、接続孔13、導電層12.抵抗素子11、絶縁膜1
5、接続孔17.18、導電層16を周知の技術によっ
て順次形成する。
After forming each of the semiconductor regions 4.7, the insulating film 1 is
4, connection hole 13, conductive layer 12. Resistance element 11, insulating film 1
5. The connection holes 17 and 18 and the conductive layer 16 are sequentially formed by a well-known technique.

[効果コ 本願によって開示された新規な技術によ九ば、次の効果
を得ることができる。
[Effects] The following effects can be obtained by the new technology disclosed in the present application.

(1)、フリップフロップ回路を構成する駆動用M I
 S FETのゲート電極をスイッチ用MISFETの
グー1〜ffi極等より大きくしたことによって、その
ゲート電極と半導体領域の上面との重なりが増大するの
で、情報を保持するための寄生容量を増大することがで
きる。
(1) Driving M I that constitutes a flip-flop circuit
By making the gate electrode of the S FET larger than the gate electrodes of the switch MISFET, the overlap between the gate electrode and the top surface of the semiconductor region increases, increasing the parasitic capacitance for retaining information. I can do it.

(2)、前記(1)により、情報の保持特性を向上する
ことができる。
(2) According to (1) above, information retention characteristics can be improved.

以上、本発明を実施例にもとずき具体的に説明したが、
本発明は前記実施例に限定されるものではなくその要旨
を逸脱しない範囲において種々変形可能であることはい
うまでもない。
The present invention has been specifically explained above based on examples, but
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.

例えば、前記実施例ではp型半導体基板にSRAMを構
成したが、n型半導体基板に構成してもよい。また、フ
リップフロップ回路は相補型MIS FETによって構
成してもよい。相補型MISFETからなるフリップフ
ロップ回路では、pチャネル型MISFETの半導体領
域の寄生容量が0チャネル型MISFETの半導体領域
の寄生容量に付加されるので、さらに情報の保持特性を
向上することができる。また、負荷抵抗にディプレッシ
ョン型MISFETを用いてもよい。この場合にもディ
ブレジョン型MISFETの半導体領域の寄生容量が付
加される。
For example, in the embodiment described above, the SRAM is constructed on a p-type semiconductor substrate, but it may be constructed on an n-type semiconductor substrate. Furthermore, the flip-flop circuit may be configured by complementary MIS FETs. In a flip-flop circuit composed of complementary MISFETs, the parasitic capacitance of the semiconductor region of the p-channel MISFET is added to the parasitic capacitance of the semiconductor region of the 0-channel MISFET, so that information retention characteristics can be further improved. Furthermore, a depletion type MISFET may be used as the load resistor. In this case as well, the parasitic capacitance of the semiconductor region of the deregression type MISFET is added.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の一実施例のSRAMのメモリセルの
平面図、 第2図は、メモリセルの第2層目の導電層と第3層目の
導電層とを取除いて示した平面図。 第3図は、第1図の■−■切断線における断面図、 第4図は、メモリセルの等価回路図である。 第5図は、製造工程におけるメモリセルの平面図。 第6図は、第5図のVl−Vl切断線における断面図、 第7図は、12造工程におけるメモリセルの断面図であ
る。 1・・・半導体基板、2・・・フィールド絶ls1膜、
3・・・チャネルストッパ領域、4.7A、7B、10
・・・半導体領域、5,8.14.15・・・絶縁膜、
6.9.12.16.16A、16B、16C・・・導
電層。 11・・抵抗素子、13.17.18・・・接続孔、1
9・・レジストマスク、20・・・不純物、Qsw、Q
、 R−MI 5FET、R−・・抵抗素子、DL+、
DL2・・・データ線。 第  1  図 第  2  図
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1 is a plan view of an SRAM memory cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a second conductive layer and a third conductive layer of the memory cell. A plan view shown with and removed. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line ■--■ in FIG. 1, and FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the memory cell. FIG. 5 is a plan view of the memory cell in the manufacturing process. 6 is a sectional view taken along the line Vl--Vl in FIG. 5, and FIG. 7 is a sectional view of the memory cell in the 12th manufacturing process. 1... Semiconductor substrate, 2... Field isolation ls1 film,
3... Channel stopper region, 4.7A, 7B, 10
...Semiconductor region, 5,8.14.15...Insulating film,
6.9.12.16.16A, 16B, 16C... conductive layer. 11...Resistance element, 13.17.18...Connection hole, 1
9...Resist mask, 20...Impurity, Qsw, Q
, R-MI 5FET, R-...resistance element, DL+,
DL2...Data line. Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、MISFETを有するフリップフロップ回路と、該
フリップフロップ回路の入出力端子に設けたスイッチ用
MISFETとでメモリセルを構成した半導体記憶装置
であって、前記フリップフロップ回路のMISFETの
ゲート電極の下面とソース、ドレイン領域の上面との重
り部分を、前記スイッチ用MISFETのゲート電極の
下面とソース、ドレイン領域の上面との重り部分より大
きくしたことを特徴とする半導体記憶装置。 2、前記フリップフロップ回路は、nチャネル型MIS
FETとこれに接続された負荷抵抗とで構成してある特
許請求の範囲第1項に記載の半導体記憶装置。 3、前記フリップフロップ回路は、相補型MISFET
によって構成してある特許請求の範囲第1項に記載の半
導体記憶装置。 4、前記フリップフロップ回路は、nチャネル型MIS
FETとこれに接続されたディプレッション型MISF
ETとで構成してある特許請求の範囲第1項に記載の半
導体記憶装置。
[Scope of Claims] 1. A semiconductor memory device in which a memory cell is constituted by a flip-flop circuit having a MISFET and a switch MISFET provided at an input/output terminal of the flip-flop circuit, wherein the MISFET of the flip-flop circuit A semiconductor memory device characterized in that the overlapping portion between the lower surface of the gate electrode and the upper surface of the source and drain regions is larger than the overlapping portion between the lower surface of the gate electrode and the upper surface of the source and drain regions of the switch MISFET. 2. The flip-flop circuit is an n-channel MIS
2. The semiconductor memory device according to claim 1, comprising a FET and a load resistor connected to the FET. 3. The flip-flop circuit is a complementary MISFET
A semiconductor memory device according to claim 1, which is constructed by: 4. The flip-flop circuit is an n-channel MIS
FET and depletion type MISF connected to it
The semiconductor memory device according to claim 1, which comprises an ET.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6425558A (en) * 1987-07-22 1989-01-27 Hitachi Ltd Semiconductor memory device and manufacture thereof
JPH06150853A (en) * 1992-11-09 1994-05-31 Nec Corp Image receiving tube and reflection and electrostatic preventive processing method for image receiving tube

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