JPH0691221B2 - Semiconductor memory device - Google Patents
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- JPH0691221B2 JPH0691221B2 JP59137818A JP13781884A JPH0691221B2 JP H0691221 B2 JPH0691221 B2 JP H0691221B2 JP 59137818 A JP59137818 A JP 59137818A JP 13781884 A JP13781884 A JP 13781884A JP H0691221 B2 JPH0691221 B2 JP H0691221B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D88/00—Three-dimensional [3D] integrated devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B10/00—Static random access memory [SRAM] devices
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- Static Random-Access Memory (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体記憶装置に関し、特に一対のCMOSイン
バータを有する6トランジスタ型の半導体記憶装置に係
わる。The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a 6-transistor type semiconductor memory device having a pair of CMOS inverters.
一対のCMOSインバータを有する6トランジスタ型の半導
体記憶装置(スタティックメモリ)は、第5図に示す回
路構成になっている。即ち、図中のQp1、Qn1は一方のCM
OSインバータを形成するpチャンネルMOSトランジス
タ、nチャンネルMOSトランジスタである。図中のQp2、
Qn2は、他方のCMOSインバータを形成するpチャンネルM
OSトランジスタ、nチャンネルMOSトランジスタであ
る。一方のCMOSインバータのゲートは他方のCMOSインバ
ータの各トランジスタの共通のドレイン部分D2に、他方
のCMOSインバータのゲートは一方のCMOSインバータの共
通のドレイン部分D1に互いに交差接続してフリップフロ
ップ回路を構成している。前記各pチャンネルMOSトラ
ンジスタQp1、Qp2のソースはVDDに接続されており、か
つ前記各nチャンネルMOSトランジスタQn1、Qn2は夫々
VSSに接続されている。前記フリップフロップ回路のト
ランジスタQp1、Qn1の共通のドレイン部分D1及びトラン
ジスタQp2、Qn2の共通のドレイン部分D2は夫々VDD電
位、VSS電位に設定され、情報を保持している。例え
ば、共通のドレイン部分D1がVDD電位の時、トランジス
タQp2がオフ、トランジスタQn2がオンとなって共通のド
レイン部分D2はVSS電位となり、そのためトランジスタ
Qp1がオン、トランジスタQn1がオフとなる。また、Q
n3、Qn4は夫々トランスファゲートとして働くnチャン
ネルMOSトランジスタであり、一方のMOSトランジスタQn
3は前記フリップフロップ回路のノードに、他方のMOSト
ランジスタQn4は同フリップフロップのノードに接続さ
れている。前記トランジスタQn3、Qn4のドレイン側に
は、夫々ビットラインBL1、BL2が接続され、かつ各トラ
ンジスタQn3、Qn4のゲートはワードラインWLに接続され
ている。前記トランジスタQn3、Qn4はメモリセルが選択
され、書込み、読み出しが行われる際にはオン状態とな
って、それらトランジスタQn3、Qn4のドレイン側に接続
された前記ビットラインBL1、BL2とフリップフロップ回
路との間の情報伝達が行われる。A 6-transistor type semiconductor memory device (static memory) having a pair of CMOS inverters has a circuit configuration shown in FIG. That is, Qp 1 and Qn 1 in the figure are one CM
A p-channel MOS transistor and an n-channel MOS transistor forming an OS inverter. Qp 2 in the figure,
Qn 2 is a p-channel M that forms the other CMOS inverter
It is an OS transistor and an n-channel MOS transistor. The gate of one CMOS inverter is connected to the common drain part D 2 of each transistor of the other CMOS inverter, and the gate of the other CMOS inverter is connected to the common drain part D 1 of one CMOS inverter, and the flip-flop circuit is connected. Are configured. The sources of the p-channel MOS transistors Qp 1 and Qp 2 are connected to V DD , and the n-channel MOS transistors Qn 1 and Qn 2 are connected to V SS , respectively. Said common drain portion D 2 of the common drain part D 1 and the transistor Qp 2, Qn 2 transistors Qp 1, Qn 1 of the flip-flop circuit is set each V DD potential, the V SS potential, holds the information There is. For example, when the common drain portion D 1 is at the V DD potential, the transistor Qp 2 is turned off and the transistor Qn 2 is turned on so that the common drain portion D 2 is at the V SS potential.
Qp 1 turns on and transistor Qn 1 turns off. Also, Q
n 3 and Qn 4 are n-channel MOS transistors that function as transfer gates, and one of the MOS transistors Qn
3 is connected to the node of the flip-flop circuit, and the other MOS transistor Qn 4 is connected to the node of the flip-flop circuit. Wherein the drain side of the transistor Qn 3, Qn 4 are respectively the bit line BL 1, BL 2 is connected and the gate of each transistor Qn 3, Qn 4 is connected to a word line WL. The transistors Qn 3 and Qn 4 are turned on when a memory cell is selected and writing and reading are performed, and the bit lines BL 1 and BL connected to the drain side of the transistors Qn 3 and Qn 4 are connected. Information is transmitted between 2 and the flip-flop circuit.
上述したメモリセルに情報を書込む場合、例えば共通ド
レイン部分D1をVSS電位、共通のドレイン部分D2をVDD
電位に設定する場合には、ビットラインBL1をVSSレベ
ル、ビットラインBL2をVDDレベルに設定しておき、ワ
ードラインWLによりトランスファゲートとしてのトラン
ジスタQn3、Qn4をオンさせる。一方、読み出しの場合に
は、ビットラインBL1、BL2を図示しないセンスアップ回
路に接続してトランスファゲートとしてのトランジスタ
Qn3、Qn4をオンさせる。When information is written in the memory cell described above, for example, the common drain portion D 1 is V SS potential and the common drain portion D 2 is V DD.
When the potential is set, the bit line BL 1 is set to V SS level and the bit line BL 2 is set to V DD level, and the transistors Qn 3 and Qn 4 as transfer gates are turned on by the word line WL. On the other hand, in the case of reading, the bit lines BL 1 and BL 2 are connected to a sense up circuit (not shown) to form a transistor as a transfer gate.
Turn on Qn 3 and Qn 4 .
前述した6トランジスタ型のスタティックメモリのメモ
リセルは、従来、第6図〜第8図に示す構造のものが知
られている。図中のQp1、Qn1は、一方のCMOSインバータ
を形成するpチャンネルMOSトランジスタ、nチャンネ
ルMOSトランジスタ、図中のQp2、Qn2は、他方のCMOSイ
ンバータを形成するpチャンネルMOSトランジスタ、n
チャンネルMOSトランジスタであり、これらCMOSインバ
ータは一方のゲートを他方の共通のドレイン部分に互い
に交差接続することによりフリップフロップ回路を構成
している。また、図中のQn3、Qn4は前記各nチャンネル
MOSトランジスタQn1、Qn2のドレイン側に接続されたト
ランスファゲートとしてのnチャンネルMOSトランジス
タである。As the memory cell of the above-mentioned 6-transistor type static memory, the structure shown in FIGS. 6 to 8 is conventionally known. Qp 1 and Qn 1 in the figure are p-channel MOS transistors and n-channel MOS transistors forming one CMOS inverter, and Qp 2 and Qn 2 in the figure are p-channel MOS transistors and n forming the other CMOS inverter.
These are CMOS inverters, and these CMOS inverters form a flip-flop circuit by cross-connecting one gate to the common drain part of the other. In addition, Qn 3 and Qn 4 in the figure are the n-channels described above.
It is an n-channel MOS transistor as a transfer gate connected to the drain side of the MOS transistors Qn 1 and Qn 2 .
前記pチャンネルMOSトランジスタQp1、Qp2は第7図及
び第8図に示すようにp−ウェル1が選択的に形成され
たn型シリコン基板2のフィールド酸化膜3で分離され
た島領域に夫々形成されている。一方のトランジスタQp
1は、前記基板2の島領域に互いに電気的に分離して形
成されたp+型のソース41、ドレイン領域51と、これらソ
ース、ドレイン領域41、51間のチャンネル領域を含む基
板2上にゲート酸化膜6を介して配置され、前記nチャ
ンネルMOSトランジスタQn1のゲートと共通化される例え
ばリンがドープされた第1層n型多結晶シリコンからな
るゲート電極71とから構成されている。他方のトランジ
スタQp2は、前記基板2の島領域に互いに電気的に分離
して形成された前記p+型のソース41及びドレイン領域52
と、これらソース、ドレイン領域41、52間のチャンネル
領域を含む基板2上にゲート酸化膜6を介して配置さ
れ、前記nチャンネルMOSトランジスタQn2のゲートと共
通化される例えばリンがドープされた第1層n型多結晶
シリコンからなるゲート電極72とから構成されている。
なお、前記p+型ソース領域41は前記トランジスタQq1とQ
p2の両者に共通化され、VDDラインとして機能する。ま
た、前記トランジスタQn1、Qn2は、フィールド酸化膜3
で分離されたp−ウェル1の島領域に夫々形成されてい
る。一方のトランジスタQn1は、前記p−ウェル1の島
領域に互いに電気的に分離して形成されたn+型のソース
42、ドレイン領域53と、これらソース、ドレイン領域
42、53間のチャンネル領域を含むウェル1上にゲート酸
化膜(図示せず)を介して配置され、前記第1層n型多
結晶シリコンからなるゲート電極71とから構成されてい
る。他方のトランジスタQn2は、前記p−ウェル1の島
領域に互いに電気的に分離して形成されたn+型のソース
43、ドレイン領域54と、これらソース、ドレイン領域
43、54間のチャンネル領域を含むウエル1上にゲート酸
化膜(図示せず)を介して配置され、前記第1層n型多
結晶シリコンからなるゲート電極72とから構成されてい
る。更に、前記トランスファゲートとしての一方のトラ
ンジスタQn3は、第8図に示すようにウェル1の島領域
に互いに電気的に分離された前記ドレイン領域53と共通
のn+型のソース領域及びドレイン領域55と、これらソー
ス、ドレイン領域(53)、55間のチャンネル領域を含む
ウエル1領域にゲート酸化膜6を介して配置され、他方
のトランジスタQn4と共通化される例えばリンがドープ
された第1層n型多結晶シリコンからなるゲート電極73
とから構成されている。前記他方のトランジスタQn
4は、ウェル1の島領域に互いに電気的に分離された前
記ドレイン領域54と共通のn+型のソース領域及びドレイ
ン領域56と、これらソース、ドレイン領域(54)、56間
のチャンネル領域を含むウエル1領域にゲート酸化膜
(図示せず)を介して配置され、前記第1層n型多結晶
シリコンからなるゲート電極73とから構成されている。
なお、前記ゲート電極73はワードラインWLとして機能す
る。As shown in FIGS. 7 and 8, the p-channel MOS transistors Qp 1 and Qp 2 are formed in the island region separated by the field oxide film 3 of the n-type silicon substrate 2 in which the p-well 1 is selectively formed. Each is formed. One transistor Qp
1 includes a p + type source 4 1 and a drain region 5 1 which are electrically isolated from each other in the island region of the substrate 2 and a channel region between the source and drain regions 4 1 and 5 1. From the gate electrode 7 1 which is disposed on the substrate 2 via the gate oxide film 6 and which is shared by the gate of the n-channel MOS transistor Qn 1 and is made of, for example, phosphorus-doped first layer n-type polycrystalline silicon. It is configured. The other transistor Qp 2 includes the p + -type source 4 1 and the drain region 5 2 which are electrically isolated from each other in the island region of the substrate 2.
When these sources are arranged through a gate oxide film 6 on the substrate 2 including a channel region between the drain region 4 1, 5 2, the n-channel MOS transistor for example phosphorus doped to be common with the gate of the Qn 2 and a first layer n-type polycrystalline made of silicon gate electrode 7 2 Metropolitan that is.
The p + type source region 4 1 is formed by the transistors Qq 1 and Q
It is shared by both p 2 and functions as a V DD line. In addition, the transistors Qn 1 and Qn 2 have a field oxide film 3
Are formed in the island regions of the p-well 1 separated by. One of the transistors Qn 1 is an n + type source formed in the island region of the p-well 1 so as to be electrically isolated from each other.
4 2 , drain region 5 3 and these source and drain regions
4 through 2, 5 gate oxide film on the well 1 includes a channel region between the 3 (not shown) is disposed, and a gate electrode 7 Tokyo and composed of the first layer n-type polycrystalline silicon . The other transistor Qn 2 is an n + type source formed in the island region of the p-well 1 so as to be electrically isolated from each other.
4 3 , drain region 5 4 and these source and drain regions
It is arranged on the well 1 including the channel region between 4 3 and 5 4 via a gate oxide film (not shown), and is composed of the first-layer gate electrode 7 2 made of n-type polycrystalline silicon. . Further, as shown in FIG. 8, one of the transistors Qn 3 serving as the transfer gate has an n + -type source region and drain common to the drain region 5 3 electrically isolated from each other in the island region of the well 1. a region 5 5, these source and drain regions (3), is arranged through the gate oxide film 6 in the well 1 region comprising a channel region between the 5 5, for example, phosphorus which is common with the other transistor Qn 4 Gate electrode made of doped first layer n-type polycrystalline silicon 7 3
It consists of and. The other transistor Qn
Reference numeral 4 denotes an n + -type source region and drain region 5 6 which are electrically isolated from each other in the island region of the well 1 and are common to the drain region 5 4 and between these source and drain regions (5 4 ) and 5 6. is arranged through a gate oxide film (not shown) in well 1 region containing the channel region, and a gate electrode 7 3 which consists of the first layer n-type polycrystalline silicon.
Incidentally, the gate electrode 7 3 functions as a word line WL.
また、前記ゲート電極71〜73を含む基板2上には、第1
層の層間絶縁膜としての第1のCVD−SiO2膜81が被覆さ
れており、かつ該CVD−SiO2膜81上には前記第1層n型
多結晶シリコンと同導電型の不純物(リン)がドープさ
れた第2層n型多結晶シリコンからなるVSS電源用配線
91、92が配設されている。これらVSS電源用配線91、92
は前記第1のCVD−SiO2膜81に開口されたコンタクトホ
ール101、102を介して前記トランジスタQn1、Qn2のソー
ス領域42、43に接続されている。なお、VSS電源用配線
91、92は夫々隣接するメモリセルの配線を兼ねているた
め、各メモリセルに一つ配置されることになる。そし
て、前記VSS電源用配線91、92を含む第1のCVD−SiO2
膜81上には、第2層の層間絶縁膜としての第2のCVD−S
iO2膜82が被覆されており、かつ該第2のCVD−SiO2膜82
上には一対の交差用Al配線111、112が夫々前記基板2の
島領域及びウェル1の島領域を横切るように配設されて
いる。一方の交差用Al配線111は、第7図及び第8図に
示すように第1、第2のCVD−SiO2膜81、82に亙って開
口されたコンタクトホール103、104、105を介して前記
トランジスタQp1のドレイン領域51、前記ゲート電極72
のフィールド酸化膜3上に延出した延出部7a及び前記ト
ランジスタQn1のドレイン領域53に夫々接続されてい
る。他方の交差用Al配線112は第1、第2のCVD−SiO2膜
81、82に亙って開口されたコンタクトホール106、107、
108を介して前記トランジスタQp2のドレイン領域52、前
記ゲート電極71のフィールド酸化膜3上に延出した延出
部7b及び前記トランジスタQn2のドレイン領域54に夫々
接続されている。こうした交差用Al配線111、112を設け
ることによって、前記他方のCMOSインバータを構成する
トランジスタQp2、Qn2のゲート電極72は、一方のCMOSイ
ンバータを構成するトランジスタQp1、Qn1のドレイン領
域51、53に該交差用Al配線111及びコンタクトホール103
〜105を通して交差接続され、かつ一方のCMOSインバー
タを構成するトランジスタQp1、Qn1のゲート電極71は、
他方のCMOSインバータを構成するトランジスタQp2、Qn2
のドレイン領域52、54に該交差用Al配線112及びコンタ
クトホール106〜108を通して交差接続され、これにより
前記各CMOSインバータが互いに交差接続されたフリップ
フロップ回路が実現される。また、前記第2のCVD−SiO
2膜82上には、ビットラインとしてAl配線121、122(B
L1、BL2)が配設されており、これらAl配線121、121は
前記第1、第2のCVD−SiO2膜81、82に亙って開口され
たコンタクトホール109、1010を介して前記トランスフ
ァゲートとしてのトランジスタQn3、Qn4のドレイン領域
55、56に夫々接続されている。なお、図中の13は前記交
差用Al配線111、112及びAl配線121、122を含む第2のCV
D−SiO2膜82上に被覆された保護膜である。Further, on the substrate 2 including the gate electrode 7 1-7 3, first
Are first CVD-SiO 2 film 81 is coated as an interlayer insulating film layer, and wherein said the CVD-SiO 2 film 8 1 on the first layer n-type polycrystalline silicon the same conductivity type impurities (Phosphorus) -doped second layer n-type polycrystalline silicon V SS power supply wiring
9 1 and 9 2 are provided. These V SS power supply wirings 9 1 and 9 2
It is connected to the transistor Qn 1, the source region of Qn 2 4 2, 4 3 via the contact hole 10 1, 10 2 which are opened in the first CVD-SiO 2 film 81. Wiring for V SS power supply
Since each of 9 1 and 9 2 also serves as the wiring of the adjacent memory cell, one is arranged in each memory cell. Then, the first CVD-SiO 2 including the V SS power supply wirings 9 1 and 9 2 is formed.
On the membrane 81, a second CVD-S as an interlayer insulating film of the second layer
iO 2 film 8 2 is covered, and the second CVD-SiO 2 film 8 2
A pair of intersecting Al wirings 11 1 and 11 2 are arranged on the upper side so as to cross the island region of the substrate 2 and the island region of the well 1, respectively. On the other hand, the crossing Al wiring 11 1 has contact holes 10 3 and 10 formed over the first and second CVD-SiO 2 films 8 1 and 8 2 as shown in FIGS. 7 and 8. 4 , 10 5 via the drain region 5 1 of the transistor Qp 1 and the gate electrode 7 2
Of the field oxide film 3 and the drain region 5 3 of the transistor Qn 1 . The other intersection for Al wiring 11 2 first, second CVD-SiO 2 film
Contact holes 10 6 , 10 7 , opened across 8 1 and 8 2 ,
The via 10 8 transistor Qp 2 of the drain region 5 2, are respectively connected to the drain region 5 4 of the gate electrode 7 1 of the field oxide film 3 extending portion 7b and the transistor Qn 2 extending on . By providing such cross for Al wiring 11 1, 11 2, the gate electrode 7 second transistor Qp 2, Qn 2 constituting the other CMOS inverter, the transistor Qp 1, Qn 1 constituting one of the CMOS inverters drain regions 5 1, 5 3 Al wiring the crossing 11 1 and the contact hole 10 3
The gate electrodes 7 1 of the transistors Qp 1 and Qn 1 which are cross-connected through ~ 10 5 and constitute one of the CMOS inverters are
Transistors Qp 2 and Qn 2 that form the other CMOS inverter
Are cross-coupled through the drain region 5 2, 5 4 the crossing for Al wiring 11 2 and the contact hole 10 6 to 10 8, whereby said flip-flop circuit of each CMOS inverter are cross-connected to each other is realized. In addition, the second CVD-SiO
On 2 film 8 2, Al wiring 12 as the bit line 1, 12 2 (B
L 1 and BL 2 ) are provided, and these Al wirings 12 1 and 12 1 are contact holes 10 9 opened over the first and second CVD-SiO 2 films 8 1 and 8 2. , 10 10 through the drain region of the transistors Qn 3 and Qn 4 as the transfer gate
They are connected to 5 5 and 5 6 , respectively. In the figure, 13 is a second CV including the crossing Al wirings 11 1 and 11 2 and Al wirings 12 1 and 12 2.
A protective layer coated on the D-SiO 2 film 8 2.
ところで、CMOSは周知のようにラッチアップ現象を伴
う。これを第9図に示すCMOS構造のラッチアップ現象、
つまりサイリスタ効果を示す模式図及び第10図に示すそ
の等価回路図を参照して説明する。Incidentally, CMOS is accompanied by a latch-up phenomenon as is well known. This is the latch-up phenomenon of the CMOS structure shown in FIG.
That is, description will be made with reference to a schematic diagram showing the thyristor effect and its equivalent circuit diagram shown in FIG.
第9図中の21は、n型シリコン基板であり、この基板21
表面にはp−ウェル22が選択的に設けられている。この
基板21のウェル22を含む表面には素子領域を分離するた
めのフィールド酸化膜23が形成されている。前記フィー
ルド酸化膜23で分離された前記基板21の島領域には、互
いに電気的に分離されたp+型のソース、ドレイン領域24
1、251が設けられている。このソース領域241に隣接し
た基板21の島領域には、該基板21をバイアスするための
n+型拡散領域261が形成されている。前記ソース、ドレ
イン領域241、251間のチャンネル領域を含む基板21上に
はゲート酸化膜27を介して多結晶シリコンからなるゲー
ト電極281が設けられている。また、前記フィールド酸
化膜23で分離されたp−ウェル22の島領域には互いに電
気的に分離されたp+型のソース、ドレイン領域242、252
が設けられている。このソース領域242に隣接したウェ
ル22の島領域には、該ウェル22をバイアスするためのp+
型拡散領域262が設けられている。前記ソース、ドレイ
ン領域242、252間のチャンネル領域を含むウェル22上に
はゲート酸化膜27を介して多結晶シリコンからなるゲー
ト電極282が設けられている。Reference numeral 21 in FIG. 9 is an n-type silicon substrate.
A p-well 22 is selectively provided on the surface. A field oxide film 23 for separating element regions is formed on the surface of the substrate 21 including the well 22. In the island region of the substrate 21 separated by the field oxide film 23, p + type source and drain regions 24 are electrically isolated from each other.
1 , 25 1 are provided. The island region of the substrate 21 adjacent to the source region 24 1 is for biasing the substrate 21.
An n + type diffusion region 26 1 is formed. A gate electrode 28 1 made of polycrystalline silicon is provided on the substrate 21 including the channel region between the source / drain regions 24 1 and 25 1 via a gate oxide film 27. In the island region of the p-well 22 separated by the field oxide film 23, p + type source and drain regions 24 2 and 25 2 are electrically isolated from each other.
Is provided. The source region 24 2 island region of the well 22 adjacent to, for biasing the well 22 p +
-Type diffusion region 26 2 is provided. A gate electrode 28 2 made of polycrystalline silicon is provided on the well 22 including the channel region between the source / drain regions 24 2 and 25 2 via a gate oxide film 27.
また、前記ゲート電極281、282を含む基板21全面には層
間絶縁膜29が被覆されている。この層間絶縁膜29上に
は、前記p+型ソース領域241とn+型拡散領域261の両者に
コンタクトホールを介して接続されたソースAl配線30、
前記ドレイン領域251とコンタクトホールを介して接続
されたドレインAl配線31及び前記ゲート電極281とコン
タクトホールを介して接続されたゲートAl配線32が夫々
設けられている。また、前記層間絶縁膜29上には、前記
n+型のソース領域242とp+型拡散領域262との両者にコン
タクトホールを介して接続されたソースAl配線33、前記
ドレイン領域252にコンタクトホールを介して接続され
たドレインAl配線34及び前記ゲート電極282にコンタク
トホールを介して接続されたゲートAl配線35が夫々設け
られている。なお、前記ゲートAl配線32、35はVin側と
なり、前記ドレインAl配線31、34はVoutとなり、前記
pチャンネルMOSトランジスタのソースAl配線30はVDD
に、前記nチャンネルMOSトランジスタのソースAl配線3
3はVSSに夫々接続されている。こうしたCMOS構造にお
いてはnチャンネルMOSトランジスタのn+型ソース領域2
41とp−ウェル22とn型シリコン基板21を夫々エミッ
タ、ベース、コレクタとする寄生npnトランジスタQn、
並びにpチャンネルMOSトランジスタのp+型ソース領域2
42とn型シリコン基板21とp−ウェル22を夫々エミッ
タ、ベース、コレクタとする寄生トランジスタQpが形成
され、CMOSの動作時に以下に示すようにラッチアップ現
象を生じる。An interlayer insulating film 29 is coated on the entire surface of the substrate 21 including the gate electrodes 28 1 and 28 2 . On the interlayer insulating film 29, a source Al wiring 30 connected to both the p + type source region 24 1 and the n + type diffusion region 26 1 via a contact hole,
A drain Al wiring 31 connected to the drain region 25 1 through a contact hole and a gate Al wiring 32 connected to the gate electrode 28 1 through a contact hole are provided. Further, on the interlayer insulating film 29, the
A source Al wiring 33 connected to both the n + type source region 24 2 and the p + type diffusion region 26 2 via a contact hole, and a drain Al wiring connected to the drain region 25 2 via a contact hole. A gate Al wiring 35 connected to the gate electrode 28 2 and the gate electrode 28 2 is provided, respectively. The gate Al wirings 32 and 35 are on the V in side, the drain Al wirings 31 and 34 are on V out , and the source Al wiring 30 of the p-channel MOS transistor is V DD.
The source Al wiring 3 of the n-channel MOS transistor
3 are each connected to V SS . In such a CMOS structure, the n + type source region 2 of the n-channel MOS transistor is used.
4 1 and p- well 22 and the n-type silicon substrate 21 respectively the emitter, base, parasitic npn transistor Qn to a collector,
And p + type source region 2 of p channel MOS transistor
4 2 and the n-type silicon substrate 21 and the p- well 22 respectively emitter, base, parasitic transistor Qp which the collector is formed, latchup phenomenon as shown below when the CMOS operation.
CMOSインバータの高集積化により各MOSトランジスタの
ソース、ドレイン領域241、242、251、252が微細化され
ると、例えばnチャンネルMOSトランジスタをオンさせ
た場合、該ドレイン領域252近傍にインパクトアイオニ
ゼーションによってホールが発生してp−ウェル22の電
位を上昇させる。p−ウェル22の電位が上昇すると、ウ
ェル22をベースとする前記寄生npnトランジスタQnがバ
イポーラアクションを起こし、該トランジスタQnのコレ
クタ電流IRSがn型の基板21中を流れる。このコレクタ
電流IRSはVDD側にあるn型シリコン基板21の抵抗Rsを
流れることになるため、前述した寄生pnpトランジスタQ
pのベース電位を下げることになって該トランジスタQp
をバイポーラアクションさせる。その結果、同トランジ
スタQpのコレクタ電流IRWが流れるようになる。そし
て、このコレクタ電流IRWはp−ウェル22の中を流れ、
その抵抗Rwにより前述した寄生npbトランジスタQnのベ
ース電位を上昇させることになり、前記インパクトアイ
オニゼーションが起きなくなった後でも、前記ベース電
位の上昇により該トランジスタQnをバイポーラアクショ
ンさせる。このトランジスタQnのバイポーラアクション
により、そのコレクタ電流IRSは更に前記寄生pnpトラ
ンジスタQpのベース電位を下げ、該トランジスタQpのコ
レクタ電流IRWを流れ易くし、これによって寄生npnト
ランジスタQnのベース電位を更に上昇させ、該トランジ
スタQnのコレクタ電流を更に大きくするという正帰還に
よりVDDからVSSへ大きな電流が流れることになる。か
かるラッチアップ電流により、CMOSは動作しなくなるば
かりか、CMOSを有する集積回路(スタティックメモリ)
は大電流により熱的に破壊されてしまう。このような、
ラッチアップ耐量を向上させる有効な手段としては、第
9図及び第10図に示すRs(n型シリコン基板21の抵抗)
やRw(p−ウェル22の抵抗)を小さくすることである。
具体的には、p−ウェルに形成される該ウェルをバイア
スするためのp+型拡散領域を各CMOSインバータ毎に設
け、かつ各拡散領域をバイアスするための配線を接続す
ることによって、該ウェルの抵抗を下げるようにすれば
よい。When the source / drain regions 24 1 , 24 2 , 25 1 , 25 2 of each MOS transistor are miniaturized due to high integration of the CMOS inverter, for example, when the n-channel MOS transistor is turned on, the vicinity of the drain region 25 2 A hole is generated by the impact ionization and the potential of the p-well 22 is raised. When the potential of the p-well 22 rises, the parasitic npn transistor Qn based on the well 22 causes a bipolar action, and the collector current I RS of the transistor Qn flows through the n-type substrate 21. Since this collector current I RS flows through the resistance Rs of the n-type silicon substrate 21 on the V DD side, the parasitic pnp transistor Q described above is used.
As the base potential of p is lowered, the transistor Qp
Make a bipolar action. As a result, the collector current I RW of the transistor Qp comes to flow. Then, the collector current I RW flows in the p-well 22,
The resistance Rw raises the base potential of the parasitic npb transistor Qn, and even after the impact ionization does not occur, the rise of the base potential causes the transistor Qn to perform a bipolar action. Due to the bipolar action of the transistor Qn, its collector current I RS further lowers the base potential of the parasitic pnp transistor Qp, making it easier for the collector current I RW of the transistor Qp to flow, thereby further increasing the base potential of the parasitic npn transistor Qn. A large current flows from V DD to V SS due to the positive feedback of increasing the collector current of the transistor Qn and further increasing the collector current. Due to the latch-up current, the CMOS does not operate, and the integrated circuit having the CMOS (static memory)
Is thermally destroyed by a large current. like this,
Rs (resistance of n-type silicon substrate 21) shown in FIGS. 9 and 10 is an effective means for improving the latch-up resistance.
And Rw (resistance of p-well 22).
Specifically, by providing a p + -type diffusion region for biasing the well formed in the p-well for each CMOS inverter and connecting a wiring for biasing each diffusion region, the well is formed. The resistance should be lowered.
しかして、前述した第6図〜第8図図示のスタティック
メモリのメモリセルは、一対のCMOSインバータを互いに
交差接続してフリップフロップ回路を構成する目的で、
第2のCVD−SiO2膜82上に一対の交差用Al配線111、112
を設けているので、該第2のCVD−SiO2膜82上のメモリ
セルのピッチ幅を決定するAl配線密度が低下する。この
ため、第1のCVD−SiO2膜81上にVSS電源用配線91、92
を第2層n型多結晶シリコンにより形成して、第2のCV
D−SiO2膜82上でのAl配線の密度低下を補っている。か
かるn型多結晶シリコンからなるVSS電源用配線91、92
は、該多結晶シリコン中のn型不純物と同導電型の拡散
領域、つまり第6図〜第8図に示す如くnチャンネルMO
SトランジスタQn1や同チャンネルのトランジスタQn2のn
+型ソース領域42、43に対してはオーミックコンタクト
することができる。Therefore, in the memory cells of the static memory shown in FIGS. 6 to 8 described above, a pair of CMOS inverters are cross-connected to each other to form a flip-flop circuit.
A pair of crossed for Al wiring on the second CVD-SiO 2 film 8 2 11 1, 11 2
Since the are provided, Al wiring density for determining the pitch of the memory cells on CVD-SiO 2 film 8 2 of the second decreases. Therefore, the V SS power supply wirings 9 1 and 9 2 are formed on the first CVD-SiO 2 film 8 1.
The second layer of n-type polycrystalline silicon to form a second CV
It is compensated density decrease of the Al wiring of on D-SiO 2 film 8 2. The V SS power supply wirings 9 1 , 9 2 made of such n-type polycrystalline silicon
Is a diffusion region of the same conductivity type as the n-type impurity in the polycrystalline silicon, that is, an n-channel MO as shown in FIGS.
S transistor Qn 1 and n of the same channel transistor Qn 2
Ohmic contact can be made to the + type source regions 4 2 and 4 3 .
しかしながら、該VSS電源用配線91、92を例えばp−ウ
ェル1に形成した該ウェル1をバイアスするためのp+型
拡散領域に前記ソース領域と共に共通に接続して、その
ウェル1の抵抗を下げ、ラッチアップ耐量を向上しよう
とすると、該n型多結晶シリコンからなるVSS電源用配
線と該p+型拡散領域とのコンタクト部にpn接合が形成さ
れて良好なオーミックコンタクトを取ることが困難とな
る。その結果、第6図〜第8図図示のスタティックメモ
リでは、前記ウェルバイアス用のAl配線を形成するため
のエリアをメモリセル領域とは別の領域に例えば8セル
毎に設けている。従って、従来のスタティックメモリで
は各メモリセル毎に4本(交差接続用が2本、ビットラ
インが2本)のAl配線が第2のCVD−SiO2膜上に横切っ
ているので、メモリセルのX方向のピッチ幅が増大し、
かつ前記ウェルバイアス用のAl配線を形成するためのエ
リアをメモリセル領域とは別の領域に設けるので、メモ
リ自体の面積が増大してトータル的なメモリの集積度が
低下する。更に、8メモリセル毎にしかウェルバイアス
用のAl配線を形成できないので、ラッチアップ耐量を充
分に向上できない。However, the V SS power supply wirings 9 1 and 9 2 are commonly connected to the p + type diffusion region for biasing the well 1 formed in the p-well 1 together with the source region, and the well 1 If the resistance is lowered and the latch-up withstanding capability is improved, a pn junction is formed at a contact portion between the V SS power source wiring made of the n-type polycrystalline silicon and the p + -type diffusion region to obtain a good ohmic contact. Becomes difficult. As a result, in the static memory shown in FIGS. 6 to 8, the area for forming the Al wiring for the well bias is provided in a region different from the memory cell region, for example, every 8 cells. Therefore, in the conventional static memory, four Al wirings (two for cross connection and two bit lines) are crossed on each second CVD-SiO 2 film for each memory cell. The pitch width in the X direction increases,
Moreover, since the area for forming the Al wiring for the well bias is provided in a region different from the memory cell region, the area of the memory itself increases and the total integration degree of the memory decreases. Further, since the Al wiring for the well bias can be formed only every 8 memory cells, the latch-up resistance cannot be sufficiently improved.
このようなことから、第11図〜第13図に示すように第2
層多結晶シリコンで一対のCMOSインバータを互いに交差
接続するスタティックメモリのメモリセルが試みられて
いる。即ち、このメモリセルは第1のCVD−SiO2膜81上
に第2層多結晶シリコンからなる一対の交差用配線1
41、142が夫々前記島状の基板2領域及び島状のウェル
1領域を横切るように配設されている。一方の交差用配
線141は、第12図及び第13図に示すように第1のCVD−Si
O2膜81に開口されたコンタクトホール151を介して前記
トランジスタQp1のp+型ドレイン領域51に接続されたp
型多結晶シリコンの配線部16aと、同CVD−SiO2膜81に開
口されたコンタクトホール152、153を介して前記第1層
n型多結晶シリコンからなるゲート電極72のフィールド
酸化膜3上に延出した延出部7a及び前記トランジスタQn
1のn+型ドレイン領域53に夫々接続されたn型多結晶シ
リコンの配線部17aとから構成されている。他方の交差
用配線142は第1のCVD−SiO2膜81に開口されたコンタク
トホール154を介して前記トランジスタQp2のp+型ドレイ
ン領域52に接続されたp型多結晶シリコンの配線部16b
と、同CVD−SiO2膜81に開口されたコンタクトホール1
55、156を介して前記第1層n型多結晶シリコンからな
るゲート電極71のフィールド酸化膜3上に延出した延出
部7b及び前記トランジスタQn2のn+型ドレイン領域54に
夫々接続されたn型多結晶シリコンの配線部17bとから
構成されている。Therefore, as shown in FIGS. 11 to 13, the second
An attempt has been made to a static memory memory cell in which a pair of CMOS inverters are cross-connected to each other by using a layer of polycrystalline silicon. That is, the memory cell is a pair of cross-wires made of a second layer polycrystalline silicon in the first CVD-SiO 2 film 8 1 on 1
4 1 and 14 2 are arranged so as to cross the island-shaped substrate 2 region and the island-shaped well 1 region, respectively. One crossed wire 14 1, a first CVD-Si As shown in Figure 12 and Figure 13
P connected to the p + -type drain region 5 1 of the transistor Qp 1 through a contact hole 15 1 opened in the O 2 film 8 1.
Field wiring of the first-layer n-type polycrystalline silicon gate electrode 7 2 through the wiring portion 16a of the first-type polycrystalline silicon and the contact holes 15 2 and 15 3 opened in the CVD-SiO 2 film 8 1. The extending portion 7a extending on the film 3 and the transistor Qn
1 n + type drain region 5 3 and an n type polycrystalline silicon wiring portion 17a connected to each. The other cross wiring 14 2 is connected to the p + type drain region 5 2 of the transistor Qp 2 through the contact hole 15 4 formed in the first CVD-SiO 2 film 8 1 and then the p-type polycrystalline silicon. Wiring part 16b
When the contact hole 1 is opened in the CVD-SiO 2 film 8 1
5 5, 15 6 through by the first layer n-type polycrystalline extending portion 7b field extending over the oxide film 3 of the gate electrode 7 1 made of silicon and the transistor Qn 2 n + -type drain region 5 4 And an n-type polycrystalline silicon wiring portion 17b connected to each of the wirings.
更に、前記交差用配線141、142を含む第1のCVD−SiO2
膜81上には、第2のCVD−SiO2膜82が被覆されている。
この第2のCVD−SiO2膜82上には前記交差用配線141を構
成するp型、n型の多結晶シリコンの配線部16a、17a間
並びに前記交差用配線142を構成するp型、n型の多結
晶シリコンの配線部16b、17b間に夫々形成されるpn接合
が電気的に与える悪影響を除去するための一対のAl層18
1、182が設けられている。つまり、一方のAl層181は前
記p型、n型の多結晶シリコンの配線部16a、17a間のpn
接合部分を含む前記第2のCVD−SiO2膜82に開口された
細長状のコンタクトホール191を介して前記交差用配線1
41に接続されている。他方のAl層182は前記p型、n型
の多結晶シリコンの配線部16b、17b間のpn接合部分を含
む前記第2のCVD−SiO2膜82に開口された細長状のコン
タクトホール192を介して前記交差用配線142に接続され
ている。Further, the intersecting wiring 14 1, first comprising 14 2 CVD-SiO 2
On the membrane 81, a second CVD-SiO 2 film 8 2 is covered.
P This second on CVD-SiO 2 film 8 2 constituting the p-type constituting the cross wiring 14 1, n-type polycrystalline silicon wiring portion 16a, a 17a and between the cross wire 14 2 -Type and n-type polycrystalline silicon wiring portions 16b, a pair of Al layers 18 for eliminating the adverse effect on the electrical effect of the pn junction formed between 17b
1 , 18 2 are provided. In other words, one Al layer 18 1 is the p-type, n-type polycrystalline silicon wiring portion 16a, pn between 17a
The intersecting wiring 1 is formed through an elongated contact hole 19 1 opened in the second CVD-SiO 2 film 8 2 including a bonding portion.
Connected to 4 1 . The other Al layer 18 2 is an elongated contact hole formed in the second CVD-SiO 2 film 8 2 including a pn junction between the p-type and n-type polycrystalline silicon wiring portions 16b and 17b. It is connected to the cross wiring 14 2 via 19 2 .
しかしながら、第11図〜第13図に示す構造のスタティッ
クメモリでは、セル内のAl配線等の密度が前述した第6
図〜第8図のスタティックメモリに比べて下がっている
が、ビットラインとしてのAl配線121、122の2本、第2
層多結晶シリコンからなる交差用配線141、142のオーミ
ック接続用のAl層181、182の2本の計4本が必要である
ことは変わりなく、これによりAlで決定されるメモリセ
ルのX方向のピッチ幅を縮小することはできない。従っ
て、かかる構造のスタティックメモリにあっても従来の
スタティックメモリのセルサイズより縮小することがで
きず、しかもVSS電源用配線として第2層n型多結晶シ
リコンを用いているため、ウェルバイアス用のAl配線を
形成するためのセル領域とは別のエリアを設けることに
よるメモリ自体の集積度の低下やラッチアップ耐量の充
分な向上も改善されない。However, in the static memory having the structure shown in FIG. 11 to FIG.
Although it is lower than the static memory of FIGS. 8 to 12, two Al wirings 12 1 and 12 2 as bit lines and a second wiring
There is no change in that a total of four Al layers 18 1 and 18 2 for ohmic connection of the intersecting wirings 14 1 and 14 2 made of polycrystalline silicon are required. The pitch width of the cell in the X direction cannot be reduced. Therefore, even in the static memory having such a structure, the cell size cannot be reduced from that of the conventional static memory, and since the second layer n-type polycrystalline silicon is used as the V SS power supply wiring, it is used for the well bias. The provision of an area different from the cell area for forming the Al wiring does not improve the degree of integration of the memory itself or the sufficient improvement of the latch-up resistance.
本発明は、メモリセルのX方向及びY方向のピッチ幅並
びにメモリ自体を微細化できると共に、ラッチアップ耐
量を著しく向上した半導体記憶装置を提供しようとする
ものである。An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device in which the pitch widths of the memory cells in the X and Y directions and the memory itself can be miniaturized and the latch-up withstand capability is remarkably improved.
本発明は、一対のCMOSインバータを有し、一方のCMOSイ
ンバータのゲート電極を他方のCMOSインバータの各トラ
ンジスタのドレイン領域に配線を介して交差接続して形
成されたフリップフロップ回路と、このフリップフロッ
プ回路の各ノードに接続された一対の転送用MOSトラン
ジスタと、から構成されるメモリセルを半導体基板上に
マトリックス状に集積してなる半導体記憶装置におい
て、 前記CMOSインバータのゲート電極は、導電性を与える不
純物を含む第1層多結晶シリコンにより形成され、 前記配線は、前記ゲート電極を覆う第1層の層間絶縁膜
上に配置された導電性を与える不純物を含む第2層多結
晶シリコンにより形成され、 前記層間絶縁膜に開口され、前記配線と前記配線中の不
純物と反対導電形のドレイン領域とを接続するコンタク
トホールには少なくとも金属が埋め込まれ、かつ 前記転送用MOSトランジスタのゲート電極は、導電性を
与える不純物を含む第2層多結晶シリコンにより形成さ
れることを特徴とする半導体記憶装置である。かかる構
造の半導体記憶装置では、交差用配線を覆う第2層の層
間絶縁膜上に一方の電源となる金属配線を設け、かつ該
金属配線を、一方のCMOSインバータのソース領域と、こ
のソース領域が形成される基板領域をバイアスするため
の該ソース領域と反対導電型の拡散領域との両者にコン
タクトホールを介して接続することが可能となる。しか
も、転送用MOSトランジスタのゲート電極を第2層多結
晶シリコンにより形成することによって、各CMOSインバ
ータを構成する第1層多結晶シリコンからなるゲート電
極上に該転送用MOSトランジスタのゲート電極を第1層
の層間絶縁膜を介してオーバーラップすることが可能と
なる。その結果、既述の如くメモリセルのX方向及びY
方向のピッチ幅の縮小化、メモリ自体の高集積化を達成
できると共に、ラッチアップ耐量を著しく向上すること
ができる。The present invention has a pair of CMOS inverters, and a flip-flop circuit formed by cross-connecting the gate electrode of one CMOS inverter to the drain region of each transistor of the other CMOS inverter via wiring, and this flip-flop circuit. In a semiconductor memory device in which a memory cell composed of a pair of transfer MOS transistors connected to each node of the circuit and a semiconductor substrate is integrated in a matrix on a semiconductor substrate, the gate electrode of the CMOS inverter has conductivity. The first-layer polycrystalline silicon containing impurities to be provided is formed, and the wiring is formed from second-layer polycrystalline silicon containing impurities to provide conductivity, which is arranged on the first-layer interlayer insulating film covering the gate electrode. And a contact formed between the wiring and the drain region having a conductivity type opposite to that of the impurities in the wiring. The semiconductor memory device is characterized in that at least a metal is buried in the contact hole, and the gate electrode of the transfer MOS transistor is formed of second-layer polycrystalline silicon containing an impurity imparting conductivity. In the semiconductor memory device having such a structure, a metal wiring to be one power source is provided on the second layer interlayer insulating film covering the cross wiring, and the metal wiring is connected to the source region of one CMOS inverter and this source region. It is possible to connect via a contact hole to both the source region for biasing the substrate region in which is formed and the diffusion region of the opposite conductivity type. In addition, by forming the gate electrode of the transfer MOS transistor by the second-layer polycrystalline silicon, the gate electrode of the transfer MOS transistor is formed on the gate electrode made of the first-layer polycrystalline silicon forming each CMOS inverter. It becomes possible to overlap through one layer of interlayer insulating film. As a result, as described above, the X direction and Y direction of the memory cell are
The pitch width in the direction can be reduced and the memory itself can be highly integrated, and the latch-up resistance can be significantly improved.
以下、本発明をCMOSスタティックメモリに適用した例に
ついて第1図〜第4図を参照して詳細に説明する。Hereinafter, an example in which the present invention is applied to a CMOS static memory will be described in detail with reference to FIGS.
図中のQp1、Qn1は、一方のCMOSインバータを形成するp
チャンネルMOSトランジスタ、nチャンネルMOSトランジ
スタ、図中のQp2、Qn2は、他方のCMOSインバータを形成
するpチャンネルMOSトランジスタ、nチャンネルMOSト
ランジスタであり、これらCMOSインバータは一方のゲー
トを他方の共通のドレイン部分に互いに交差接続するこ
とによりフリップフロップ回路を構成している。また、
図中のQn3、Qn4は前記各nチャンネルMOSトランジスタQ
n1、Qn2のドレイン側に接続されたトランスファゲート
としてのnチャンネルMOSトランジスタである。Qp 1 and Qn 1 in the figure are p forming one of the CMOS inverters.
Channel MOS transistors, n-channel MOS transistors, Qp 2 and Qn 2 in the figure are p-channel MOS transistors and n-channel MOS transistors forming the other CMOS inverter, and these CMOS inverters have one gate common to the other. A flip-flop circuit is formed by cross-connecting the drain portions to each other. Also,
Qn 3 and Qn 4 in the figure are the n-channel MOS transistors Q described above.
It is an n-channel MOS transistor as a transfer gate connected to the drain side of n 1 and Qn 2 .
前記pチャンネルMOSトランジスタQp1、Qp2は第2図乃
至第4図に示すようにp−ウェル51が選択的に形成され
たn型シリコン基板52のフィールド酸化膜53で分離され
た島領域に夫々形成されている。一方のトランジスタQp
1は、前記基板52の島領域に互いに電気的に分離して形
成されたp+型のソース541、ドレイン領域551と、これら
ソース、ドレイン領域541、551間のチャンネル領域を含
む基板52上にゲート酸化膜56を介して配置され、前記n
チャンネルMOSトランジスタQn1のゲートと共通化される
例えばリンがドープされた第1層n型多結晶シリコンか
らなるゲート電極571とから構成されている。他方のト
ランジスタQp2は、前記基板52の島領域に互いに電気的
に分離して形成された前記p+型のソース541及びドレイ
ン領域552と、これらソース、ドレイン領域541、552間
のチャンネル領域を含む基板52上にゲート酸化膜56を介
して配置され、前記nチャンネルMOSトランジスタQn2の
ゲートと共通化される例えばリンがドープされた第1層
n型多結晶シリコンからなるゲート電極572とから構成
されている。なお、前記p+型ソース領域541は前記トラ
ンジスタQp1とQp2の両者に共通化され、VDDラインとし
て機能する。As shown in FIGS. 2 to 4, the p-channel MOS transistors Qp 1 and Qp 2 are formed in an island region separated by a field oxide film 53 of an n-type silicon substrate 52 in which a p-well 51 is selectively formed. Each is formed. One transistor Qp
1 includes a p + type source 54 1 and a drain region 55 1 which are electrically isolated from each other in an island region of the substrate 52, and a channel region between the source and drain regions 54 1 and 55 1. The gate oxide film 56 is disposed on the substrate 52, and the n
It is composed of a gate electrode 57 1 made of, for example, phosphorus-doped first layer n-type polycrystalline silicon which is commonly used with the gate of the channel MOS transistor Qn 1 . The other transistor Qp 2 includes a p + -type source 54 1 and a drain region 55 2 which are electrically isolated from each other in an island region of the substrate 52, and between the source and drain regions 54 1 and 55 2. Of the first-layer n-type polycrystalline silicon doped with, for example, phosphorus, which is disposed on the substrate 52 including the channel region of the gate electrode via the gate oxide film 56 and is shared with the gate of the n-channel MOS transistor Qn 2. and a electrode 57 2. The p + type source region 54 1 is shared by both the transistors Qp 1 and Qp 2 and functions as a V DD line.
また、前記トランジスタQn1、Qn2は、フィールド酸化膜
53で分離されたp−ウェル51の島領域に夫々形成されて
いる。一方のトランジスタQn1は、前記p−ウェル51の
島領域に互いに電気的に分離して形成されたn+型のソー
ス領域542、ドレイン領域553と、これらソース、ドレイ
ン領域542、553間のチャンネル領域を含むウェル51上に
ゲート酸化膜56を介して配置され、前記第1層n型多結
晶シリコンからなるゲート電極571とから構成されてい
る。他方のトランジスタQn2は、前記p−ウェル51の島
領域に互いに電気的に分離して形成されたn+型のソース
領域543、ドレイン領域554と、これらソース、ドレイン
領域543、554間のチャンネル領域を含むウェル51上にゲ
ート酸化膜(図示せず)を介して配置され、前記第1層
n型多結晶シリコンからなるゲート電極572とから構成
されている。また、前記ゲート電極572は前記n+型ドレ
イン領域553にダイレクトコンタクされている。なお、
前記n+型のソース領域542、543に隣接するp−ウェル51
には、ウェルバイアス用のp+型拡散領域581、582が夫々
設けられている。The transistors Qn 1 and Qn 2 are formed of a field oxide film.
They are formed in the island regions of the p-well 51 separated by 53, respectively. One of the transistors Qn 1 has an n + type source region 54 2 and a drain region 55 3 which are electrically isolated from each other in the island region of the p-well 51, and these source and drain regions 54 2 , 55. It is arranged through the gate oxide film 56 on a well 51 containing a channel region between the 3, and a gate electrode 57 1 Metropolitan composed of the first layer n-type polycrystalline silicon. The other transistor Qn 2 includes an n + type source region 54 3 and a drain region 55 4 which are electrically isolated from each other in the island region of the p-well 51, and these source and drain regions 54 3 and 55. It is arranged through a gate oxide film (not shown) on a well 51 containing a channel region between 4, and a gate electrode 57 2 which made of the first layer n-type polycrystalline silicon. The gate electrode 57 2 is directly contacted with the n + type drain region 55 3 . In addition,
The p-well 51 adjacent to the n + type source regions 54 2 and 54 3
Are provided with p + type diffusion regions 58 1 and 58 2 for well bias, respectively.
また、前記ゲート電極571及び572を含む基板52上には、
第1層の層間絶縁膜としての第1のCVD−SiO2膜591が被
覆されている。そして、このCVD−SiO2膜591上には導電
性を与える不純物、例えばリンがドープされた一対の交
差用配線601、602が夫々前記基板52の島領域及びウェル
51の島領域を横切るように配設されている。一方の交差
用配線601は、第1図〜第3図に示すように第1のCVD−
SiO2膜591に開口され、金属(例えばタングステン)611
が埋設されたコンタクトホール621を介して前記トラン
ジスタQp1のp+型ドレイン領域551に接続されている。ま
た、該交差用配線601は同CVD−SiO2膜591に開口された
コンタクトホール622を介して前記n+型ドレイン領域553
にダイレクトコンタクトされた第1層n型多結晶シリコ
ンからなるゲート電極572に接続されている。他方の交
差用配線602は第1のCVD−SiO2膜591に開口され、タン
グステン612が埋設されたコンタクトホール623を介して
前記トランジスタQp2のp+型ドレイン領域552及び前記第
1層多結晶シリコンからなるゲート電極571の端部の両
方にに接続されている。また、該交差用配線602は同CVD
−SiO2膜591に開口されたコンタクトホール624を介して
前記トランジスタQn2のn+型ドレイン領域554に接続され
ている。こうした第2層n型多結晶シリコンからなる交
差用配線601、602を設けることによって、前記他方のCM
OSインバータを構成するトランジスタQp2、Qn2のゲート
電極572は、一方のCMOSインバータを構成するトランジ
スタQn1のドレイン領域553にダイレクコンタクトされる
と共に、前記トランジスタQp1のp+型のドレイン領域551
にコンタクトホール622、タングステン611が埋設された
コンタクトホール621及び該交差用配線601を通して交差
接続され、しかも一方のCMOSインバータを構成するトラ
ンジスタQp1、Qn1のゲート電極571は、他方のCMOSイン
バータを構成するトランジスタQp2、Qn2のドレイン領域
552、554に該ゲート電極571と該ドレイン領域552に亙っ
て開口され、タングステン612が埋設されたコンタクト
ホール623、コンタクトホール624及びが該交差用配線60
2を通して交差接続され、これにより前記各CMOSインバ
ータが互いに交差接続されたフリップフロップ回路が実
現される。Further, on the substrate 52 including the gate electrode 57 1 and 57 2,
The first CVD-SiO 2 film 59 1 as an interlayer insulating film of the first layer is coated. Then, on the CVD-SiO 2 film 59 1 , a pair of intersecting wirings 60 1 and 60 2 doped with a conductivity-imparting impurity, for example, phosphorus, are formed in the island region and the well of the substrate 52, respectively.
It is arranged so as to cross 51 island regions. One crossed wire 60 1, first, as shown in FIG. 1-FIG. 3 CVD-
It opened in the SiO 2 film 59 1, a metal (e.g., tungsten) 61 1
Is connected to the p + -type drain region 55 1 of the transistor Qp 1 through the buried contact hole 62 1 . In addition, the cross wiring 60 1 is connected to the n + type drain region 55 3 through the contact hole 62 2 opened in the CVD-SiO 2 film 59 1.
It is connected to the gate electrode 57 2 formed of a first layer n-type polycrystalline silicon which is direct contact. The other cross wiring 60 2 is opened in a first CVD-SiO 2 film 59 1, via the contact hole 62 3 tungsten 61 2 are embedded in the transistor Qp 2 p + -type drain region 55 2 and the It is connected to both ends of the gate electrodes 57 1 made of the first-layer polycrystalline silicon. The wiring for crossing 60 2 is formed by the same CVD.
-SiO 2 film 59 1 via the contact hole 62 4 is opened and is connected to the transistor Qn 2 of n + -type drain region 55 4. By providing the intersecting wirings 60 1 and 60 2 made of the second layer n-type polycrystalline silicon, the other CM
The gate electrodes 57 2 of the transistors Qp 2 and Qn 2 forming the OS inverter are direct contacted with the drain region 55 3 of the transistor Qn 1 forming one of the CMOS inverters, and the p + -type drain of the transistor Qp 1 is formed. Area 55 1
Contact holes 62 2, are cross-connected through the contact hole 62 1 and the crossing wiring 60 1 tungsten 61 1 is embedded, yet the gate electrode 57 1 of the transistor Qp 1, Qn 1 constituting one of the CMOS inverter, the Drain region of transistors Qp 2 and Qn 2 that form the other CMOS inverter
A contact hole 62 3 , which is opened in 55 2 and 55 4 over the gate electrode 57 1 and the drain region 55 2 and in which a tungsten 61 2 is buried, a contact hole 62 4 and the intersecting wiring 60.
A flip-flop circuit in which the CMOS inverters are cross-connected to each other is realized by cross-connecting through 2 .
また、前記トランスファゲートとしてのトランジスタQn
3、Qn4は、第1図、第3図及び第4図に示すようにその
チャンネル領域に対応する第1のCVD−SiO2膜591部分に
設けられた開口部63と第2層n型多結晶シリコンからな
るゲート電極64を備えている。即ち、一方のトランジス
タQn3は、ウェル51の島領域に互いに電気的に分離され
た前記ドレイン領域553と共通のn+型のソース領域及び
ドレイン領域555と、これらソース、ドレイン領域(5
53)、555間のチャンネル領域を含む前記開口部63のウ
ェル51の島領域にゲート酸化膜65を介して横切り、他方
のトランジスタQn4と共通化されるリンがドープされた
第2層n型多結晶シリコンからなるゲート電極64とから
構成されている。前記他方のトランジスタQn4は、ウェ
ル51の島領域に互いに電気的な分離された前記ドレイン
領域554と共通のn+型のソース領域及びドレイン領域556
と、これらソース、ドレイン領域(554)、556間のチャ
ンネル領域を含む同開口部63のウェル51の島領域にゲー
ト酸化膜(図示せず)を介して横切り、前記第2層n型
多結晶シリコンからなるゲート電極64とから構成されて
いる。前記第2層n型多結晶シリコンからなるゲート電
極64は第1図及び第4図に示すように前記第1層n型多
結晶シリコンからなるゲート電極571、572の端部に第1
のCVD−SiO2膜591を介してオーバーラップされている。
なお、前記ゲート電極64はビットラインWLとして機能す
る。Also, the transistor Qn as the transfer gate
3 , Qn 4 is an opening 63 and a second layer n provided in a portion of the first CVD-SiO 2 film 59 1 corresponding to the channel region thereof as shown in FIGS. 1, 3, and 4. A gate electrode 64 made of polycrystalline silicon is provided. That is, one transistor Qn 3 is and the drain region 55 3 and the source region of a common n + -type and a drain region 55 5 which are electrically separated from each other in the island region of the well 51, these source and drain regions (5
5 3 ), 55 5 across the island region of the well 51 of the opening 63 through the gate oxide film 65, and the phosphorus-doped second layer shared with the other transistor Qn 4 The gate electrode 64 is made of n-type polycrystalline silicon. The other transistor Qn 4 has an n + -type source region and drain region 55 6 common to the drain region 55 4 electrically isolated from each other in the island region of the well 51.
When these source and drain regions (55 4), across through the gate oxide film on the island region of the well 51 of the opening 63 (not shown) including a channel region between 55 6, the second layer n-type And a gate electrode 64 made of polycrystalline silicon. As shown in FIGS. 1 and 4, the gate electrode 64 made of the second layer n-type polycrystalline silicon has the first electrodes at the ends of the gate electrodes 57 1 and 57 2 made of the first layer n-type polycrystalline silicon.
It is overlapped via the CVD-SiO 2 film 59 1.
The gate electrode 64 functions as a bit line WL.
更に、前記交差用配線601、602及びゲート電極64を含む
前記第1のCVD−SiO2膜591上には第2の層間絶縁膜とし
ての第2のCVD−SiO2膜592が被覆されている。この第2
のCVD−SiO2膜592上にはVSS電源用Al配線661、662が配
設されている。各Al配線661、662は前記第1、第2のCV
D−SiO2膜591、592に亙って開口されたコンタクトホー
ル625、626を介して前記トランジスタQn1、Qn2のn+型ソ
ース領域542、543及びp+型拡散領域581、582の両者に夫
々接続されている。なお、前記Al配線661、662は夫々隣
接するメモリセルの配線を兼ねているため、各メモリセ
ルに一つ配置されることになる。また、前記第2のCVD
−SiO2膜592上には、ビットラインとしてのAl配線671、
672(BL1、BL2)が配設されており、これらAl配線671、
671は前記第1、第2のCVD−SiO2膜591、592に亙って開
口されたコンタクトホール627、628を介して前記トラン
スファゲートとしてのトランジスタQn3、Qn4のドレイン
領域555、556に夫々接続されている。なお、図中の68は
全面に被覆された保護膜である。Further, a second CVD-SiO 2 film 59 2 serving as a second interlayer insulating film is formed on the first CVD-SiO 2 film 59 1 including the intersecting wirings 60 1 and 60 2 and the gate electrode 64. It is covered. This second
Al wirings 66 1 and 66 2 for V SS power supply are provided on the CVD-SiO 2 film 59 2 . The Al wirings 66 1 and 66 2 are connected to the first and second CVs.
D-SiO 2 film 59 1, 59 2 contact hole 62 which is opened over the 5, 62 6 the transistor Qn 1 via, n + -type source region 54 of the Qn 2 2, 54 3 and the p + -type diffusion The regions 58 1 and 58 2 are respectively connected. Since the Al wirings 66 1 and 66 2 also serve as wirings of the adjacent memory cells, one Al wiring is arranged in each memory cell. In addition, the second CVD
-Al wiring 67 1 as a bit line on the SiO 2 film 59 2 ,
67 2 (BL 1 , BL 2 ) are arranged, and these Al wiring 67 1 ,
67 1 first, transistor Qn 3, the drain of Qn 4 via a second CVD-SiO 2 film 59 1, 59 contact hole 62 7 which is open over a 2, 62 8 as the transfer gate Regions 55 5 and 55 6 are respectively connected. Incidentally, reference numeral 68 in the figure is a protective film coated on the entire surface.
しかして、本発明によれば、第1図〜第4図にに示すよ
うに一対のCMOSインバータのゲート電極571を他方のCMO
Sインバータの各トランジスタQp2、Qn2のp+型、n+型の
ドレイン領域552、554に、他方のCMOSインバータのゲー
ト電極572を一方のCMOSインバータの各トランジスタQ
p1、Qn1のp+型、n+型のドレイン領域551、553に互いに
交差接続する交差用配線602、601として、第1のCVD−S
iO2膜591に設けられた導電性を与える不純物、例えばリ
ンがドープされた第2層n型多結晶シリコンにより形成
されている。しかも、これら配線601、602は、該配線60
1、602中の不純物(リン)と反対導電型であるp+型ドレ
イン領域551、552との接続において、タングステン6
11、612が埋設されたコンタクトホール621、623を通し
て接続されている。その結果、第2層n型多結晶シリコ
ンからなる交差用配線601、602と、p+型ドレイン領域55
1、552との間にpn接合が形成されることなく、良好なコ
ンタクトを取ることができる。なお、第2層n型多結晶
シリコンからなる交差用配線601、602とダイレクトコン
タクされた第1層n型多結晶シリコンからなるゲート電
極572及び同多結晶シリコンからなるゲート電極571との
接続、並びにnチャンネルMOSトランジスタQn2のn+型ド
レイン領域554との接続は、互いに同一導電型の不純物
(p型)を含む同志であるため、良好なオーミックコン
タクトを取ることができる。このように、第1のCVD−S
iO2膜591上に配置された交差用配線601、602によりCMOS
インバータを互いに交差接続できるので、第6図〜第8
図に示す従来のメモリセルのように第2の層間絶縁膜
(第2のCVD−SiO2膜)上に一対のCMOSインバータを交
差接続するためのAl配線を設ける必要がなくなり、メモ
リセルのX方向のピッチ幅を決定するメモリセル上のAl
配線の余裕度を増大できる。その結果、ビットラインと
してのAl配線671、672と共に第2のCVD−SiO2膜592上に
VSS電源用Al配線661、662を配置できる。このようにV
SS電源用配線661、662をAlで形成できることによって、
第1図に示すようにnチャンネルMOSトランジスタQn1、
Qn2のソース領域542、543と、これに隣接するp−ウェ
ル51のウェルバイアス用のp+型拡散領域581、582の両者
に亙ってコンタクトホール625、626を介して良好に接続
できる。つまり、VSS電源用Al配線661、662をウェルバ
イアス用配線として兼用できるため、各メモリセル毎に
ウェルバイアスを加えることが可能となる。従って、p
−ウェル51へのバイアス点で増加でき、該ウェル51の抵
抗を実効的に減少できるため、ラッチアップ耐量を著し
く向上できる。Thus, according to the present invention, the gate electrode 57 1 of a pair of CMOS inverters other as shown in the FIG. 1-FIG. 4 CMO
S Inverter transistors Qp 2 and Qn 2 have p + -type and n + -type drain regions 55 2 and 55 4 respectively , and the other CMOS inverter gate electrode 57 2 is connected to one CMOS inverter transistor Q 2
The first CVD-S is used as the interconnections 60 2 and 60 1 for cross-connecting with the p + and n + -type drain regions 55 1 and 55 3 of p 1 and Qn 1.
iO 2 film 59 impurities giving was conductivity provided in 1, for example, phosphorus is formed by the second layer n-type doped polycrystalline silicon. Moreover, these wirings 60 1 and 60 2 are
In the connection between the impurity (phosphorus) in 1 , 60 2 and the p + type drain regions 55 1 , 55 2 having the opposite conductivity type, tungsten 6
1 1 and 61 2 are connected through buried contact holes 62 1 and 62 3 . As a result, the crossing wirings 60 1 and 60 2 made of the second layer n-type polycrystalline silicon and the p + -type drain region 55.
A good contact can be made without forming a pn junction between 1 and 55 2 . The gate electrode 57 1 consisting of cross wires 60 1, 60 2 and direct contactee gates electrodes 57 2 and the polycrystalline silicon consisting of a first layer n-type polycrystalline silicon of a second layer n-type polycrystalline silicon connecting and an n-channel MOS transistor Qn 2 of n + -type drain region 55 4 with are the comrades containing impurities of the same conductivity type (p-type) to one another, can take a good ohmic contact . In this way, the first CVD-S
The cross wirings 60 1 and 60 2 arranged on the iO 2 film 59 1 allow CMOS
Since the inverters can be cross-connected to each other, they are shown in FIGS.
Unlike the conventional memory cell shown in the figure, it is not necessary to provide Al wiring for cross-connecting a pair of CMOS inverters on the second interlayer insulating film (second CVD-SiO 2 film), and the memory cell X On the memory cell that determines the pitch width in the direction
The margin of wiring can be increased. As a result, the Al wirings 66 1 and 66 2 for the V SS power supply can be arranged on the second CVD-SiO 2 film 59 2 together with the Al wirings 67 1 and 67 2 as bit lines. Thus V
By forming the SS power supply wirings 66 1 and 66 2 with Al,
As shown in FIG. 1, an n-channel MOS transistor Qn 1 ,
Through the contact holes 62 5 , 62 6 over both the source regions 54 2 , 54 3 of Qn 2 and the p + -type diffusion regions 58 1 , 58 2 for well bias of the p-well 51 adjacent thereto. And connect well. That is, since the V SS power source Al wirings 66 1 and 66 2 can also be used as well bias wirings, a well bias can be applied to each memory cell. Therefore, p
-Because it is possible to increase the bias point to the well 51 and effectively reduce the resistance of the well 51, the latch-up resistance can be remarkably improved.
また、第6図〜第8図に示す従来構造のようにウェルバ
イアス用のAl配線を、例えば8セル毎にメモリセルとは
別のエリアに配置する必要がないため、メモリ自体の面
積を縮小できる。Further, as in the conventional structure shown in FIGS. 6 to 8, it is not necessary to dispose the Al wiring for well bias in, for example, every 8 cells in an area different from the memory cell, so that the area of the memory itself is reduced. it can.
更に、ワードラインとしてのゲート電極64を第2層n型
多結晶シリコンにより形成することによって、該ゲート
電極64を各CMOSインバータを構成する第1層n型多結晶
シリコンからなるゲート電極571、572の端部と第1のCV
D−SiO2膜591を介してオーバーラップすることが可能に
なるため、各CMOSインバータを構成するゲート電極とワ
ードラインとしてのゲート電極とを第1層n型多結晶シ
リコンにより形成する場合に比べてメモリセルのY方向
のピッチ幅を縮小できる。しかも、第2のCVD−SiO2膜5
92上は、VSS電源用のAl配線661(又は662)の1本と、
ビットラインとしてのAl配線671、672の2本との計3本
であり、従来のメモリセルに比べてAl配線を1本減少で
きるため、メモリセルのX方向のピッチ幅を縮小でき
る。事実、設計ルールを1.5μmプロセスとした場合、
第6図図示の従来のメモリセルは、X方向のピッチ幅が
17.0μm、Y方向のピッチ幅が21.0μmであるのに対
し、本発明の第1図図示のメモリセルではX方向のピッ
チ幅が15.5μm、Y方向のピッチ幅が16.0μmと著しく
縮小できる。Further, by forming the second layer n-type polycrystalline silicon gate electrode 64 as a word line, the gate electrode 57 1 consisting of the first layer n-type polycrystalline silicon constituting each CMOS inverter to the gate electrode 64, 57 2 end and first CV
Since it is possible to overlap via the D-SiO 2 film 59 1, the case of forming the first layer n-type polycrystalline silicon and the gate electrode as a gate electrode and word lines constituting each CMOS inverter In comparison, the pitch width of the memory cells in the Y direction can be reduced. Moreover, the second CVD-SiO 2 film 5
Above 9 2 is one Al wiring 66 1 (or 66 2 ) for V SS power supply,
Since there are a total of three Al wirings 67 1 and 67 2 as bit lines, and one Al wiring can be reduced as compared with the conventional memory cell, the pitch width of the memory cell in the X direction can be reduced. In fact, if the design rule is 1.5μm process,
The conventional memory cell shown in FIG. 6 has a pitch width in the X direction.
While the pitch width in the Y direction is 17.0 μm and 21.0 μm, the pitch width in the X direction is 15.5 μm and the pitch width in the Y direction can be remarkably reduced in the memory cell shown in FIG. 1 of the present invention.
なお、上記実施例ではコンタクトホールに埋設する金属
としてタングステンを用いたが、タングステンの代わり
にモリブデン、タンタル、白金等から選ばれる高融点金
属を用いてもよい。Although tungsten is used as the metal to be buried in the contact hole in the above embodiment, a refractory metal selected from molybdenum, tantalum, platinum or the like may be used instead of tungsten.
上記実施例では、第2層n型多結晶シリコンからなる交
差用配線とp+型ドレイン領域とが接続されるコンタクト
ホールのみタングステン等の金属を埋設した構造にした
が、該交差用配線とn+型ドレイン領域や第1層n型多結
晶シリコンからなるゲート電極とが接続されるコンタク
トホールにも金属を埋設する構造にしてもよい。In the above-mentioned embodiment, the structure in which the metal such as tungsten is buried only in the contact hole connecting the second layer n-type polycrystalline silicon and the p + -type drain region is connected. A metal may be buried in the contact hole connected to the + type drain region and the gate electrode made of the first layer n-type polycrystalline silicon.
上記実施例では、一方のCMOSインバータの第1層n型多
結晶シリコンからなるゲート電極を他方のCMOSインバー
タのn型、p型のドレイン領域に交差接続する手段とし
て、該ゲート電極をn型のドレイン領域にダイレクトコ
ンタクトして第2層n型多結晶シリコンからなる交差用
配線とドレイン領域とのコンタクト数を減少させている
が、これに限定されない。例えば、交差用配線をn型、
p型のドレイン領域の両者にコンタクトホールを通して
接続し、第1層n型多結晶シリコンからなるゲート電極
にも該配線をコンタクトホールを通して接続することに
よって、一対のCMOSインバータを互いに交差接続する構
造にしてもよい。In the above embodiment, the gate electrode of the first layer n-type polycrystalline silicon of one CMOS inverter is connected to the n-type and p-type drain regions of the other CMOS inverter as a means for cross-connecting the gate electrode of the n-type. Although the number of contacts between the intersecting wiring made of the second-layer n-type polycrystalline silicon and the drain region is reduced by making direct contact with the drain region, the present invention is not limited to this. For example, the wiring for crossing is n-type,
By connecting both p-type drain regions through contact holes and connecting the wiring to the gate electrode made of the first layer n-type polycrystalline silicon through the contact holes, a pair of CMOS inverters are cross-connected to each other. May be.
上記実施例では、第2層多結晶シリコンからなる交差用
配線としてn型不純物がドープされたものを用いたが、
p型不純物、例えばボロンが多結晶シリコンからなる交
差用配線を使用してもよい。この際、CMOSインバータの
ゲート電極を第1層n型多結晶シリコンで形成した場
合、前記第2層p型多結晶シリコンからなる交差用配線
とn+型ドレイン領域及び第1層n型多結晶シリコンのゲ
ート電極とを接続するコンタクトホール内に少なくとも
金属を埋設させる。In the above-mentioned embodiment, the cross wiring made of the second-layer polycrystalline silicon doped with n-type impurities is used.
It is also possible to use a crossing wiring in which a p-type impurity, for example, boron is made of polycrystalline silicon. At this time, when the gate electrode of the CMOS inverter is formed of the first-layer n-type polycrystalline silicon, the intersecting wiring made of the second-layer p-type polycrystalline silicon, the n + -type drain region, and the first-layer n-type polycrystalline silicon At least a metal is buried in the contact hole connecting to the silicon gate electrode.
以上詳述した如く、本発明によればメモリセルのX方向
及びY方向のピッチ幅並びにメモリ自体も微細化できる
と共に、ラッチアップ耐量を著しく向上でき、ひいては
高集積度、高信頼性のスタテックメモリ等の半導体記憶
装置を提供できる。As described in detail above, according to the present invention, the pitch widths of the memory cells in the X and Y directions and the memory itself can be miniaturized, and the latch-up withstand capability can be remarkably improved. Consequently, a highly integrated and highly reliable static A semiconductor storage device such as a memory can be provided.
第1図は本発明の一実施例を示すスタティックメモリの
メモリセルの平面図、第2図は第1図のX−X線に沿う
断面図、第3図は第1図のY−Y線に沿う断面図、第4
図は第1図のZ−Z線に沿う断面図、第5図は一対のCM
OSインバータを有する6トランジスタ型のスタティック
メモリの等価回路図、第6図は従来のスタティックメモ
リのメモリセルを示す平面図、第7図は第6図のX−X
線に沿う断面図、第8図は第6図のY−Y線に沿う断面
図、第9図はラッチアップ現象を説明するためのCMOS構
造の模式図、第10図は第9図のサイリスタ効果の等価回
路図、第11図は従来の他のスタティックメモリのメモリ
セルを示す平面図、第12図は第11図のX−X線に沿う断
面図、第13図は第11図のY−Y線に沿う断面図である。 Qp1、Qp2……pチャンネルMOSトランジスタ、Qn1、Q
n2、Qn3、Qn4……nチャンネルMOSトランジスタ、51…
…p−ウェル、52……n型シリコン基板、53……フィー
ルド酸化膜、541、542、543……ソース領域、551、5
52、553、554、555、556……ドレイン領域、571、572…
…第1層n型多結晶シリコンからなるゲート電極、5
81、582……ウェルバイアス用のp+型拡散領域、591……
第1のCVD−SiO2膜(第1の層間絶縁膜)、592……第2
のCVD−SiO2膜(第2の層間絶縁膜)、601、602……第
2層n型多結晶シリコンからなる交差用配線、611、612
……タングステン、621〜628……コンタクトホール、64
……第2層n型多結晶シリコンからなるゲート電極(ワ
ードライン)、661、662……VSS電源用Al配線、671、6
72……ビットラインとしてのAl配線。FIG. 1 is a plan view of a memory cell of a static memory showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line XX of FIG. 1, and FIG. 3 is a line YY of FIG. Sectional view, along the 4th
The figure is a sectional view taken along the line ZZ of FIG. 1, and FIG. 5 is a pair of CMs.
An equivalent circuit diagram of a 6-transistor type static memory having an OS inverter, FIG. 6 is a plan view showing a memory cell of a conventional static memory, and FIG. 7 is XX of FIG.
8 is a sectional view taken along the line YY of FIG. 6, FIG. 9 is a schematic view of a CMOS structure for explaining the latch-up phenomenon, and FIG. 10 is a thyristor of FIG. An equivalent circuit diagram of the effect, FIG. 11 is a plan view showing a memory cell of another conventional static memory, FIG. 12 is a sectional view taken along line XX of FIG. 11, and FIG. 13 is Y of FIG. It is sectional drawing which follows the -Y line. Qp 1 , Qp 2 ... p-channel MOS transistor, Qn 1 , Q
n 2 , Qn 3 , Qn 4 ... n-channel MOS transistor, 51 ...
... p-well, 52 ... n-type silicon substrate, 53 ... field oxide film, 54 1 , 54 2 , 54 3 ... source region, 55 1 , 5
5 2 , 55 3 , 55 4 , 55 5 , 55 6 ... Drain region, 57 1 , 57 2 ...
... First layer gate electrode made of n-type polycrystalline silicon, 5
8 1 , 58 2 ...... p + type diffusion region for well bias, 59 1 ……
First CVD-SiO 2 film (first interlayer insulating film), 59 2 ...... Second
CVD-SiO 2 film (second interlayer insulating film), 60 1 , 60 2 ... Crossing wiring made of second layer n-type polycrystalline silicon, 61 1 , 61 2
...... Tungsten, 62 1 to 62 8 ...... Contact hole, 64
...... Second layer gate electrode (word line) made of n-type polycrystalline silicon, 66 1 , 66 2 ...... Al wiring for V SS power supply, 67 1 , 6
7 2 ...... Al wiring as a bit line.
Claims (5)
インバータのゲート電極を他方のCMOSインバータの各ト
ランジスタのドレイン領域に配線を介して交差接続して
形成されたフリップフロップ回路と、このフリップフロ
ップ回路の各ノードに接続された一対の転送用MOSトラ
ンジスタと、から構成されるメモリセルを半導体基板上
にマトリックス状に集積してなる半導体記憶装置におい
て、 前記CMOSインバータのゲート電極は、導電性を与える不
純物を含む第1層多結晶シリコンにより形成され、 前記配線は、前記ゲート電極を覆う第1層の層間絶縁膜
上に配置された導電性を与える不純物を含む第2層多結
晶シリコンにより形成され、 前記層間絶縁膜に開口され、前記配線と前記配線中の不
純物と反対導電形のドレイン領域とを接続するコンタク
トホールには少なくとも金属が埋め込まれ、かつ 前記転送用MOSトランジスタのゲート電極は、導電性を
与える不純物を含む第2層多結晶シリコンにより形成さ
れることを特徴とする半導体記憶装置。1. A pair of CMOS inverters, one CMOS
A flip-flop circuit formed by connecting the gate electrode of the inverter to the drain region of each transistor of the other CMOS inverter through wiring, and a pair of transfer MOS transistors connected to each node of the flip-flop circuit. In a semiconductor memory device in which memory cells composed of, are integrated in a matrix on a semiconductor substrate, the gate electrode of the CMOS inverter is formed of a first-layer polycrystalline silicon containing an impurity imparting conductivity, The wiring is formed of a second-layer polycrystalline silicon containing an impurity imparting conductivity, which is disposed on the first-layer interlayer insulating film that covers the gate electrode, is opened in the interlayer insulating film, and the wiring and the wiring. At least a metal is buried in the contact hole that connects the impurity inside and the drain region of the opposite conductivity type. The gate electrode of the transfer MOS transistor, the semiconductor memory device characterized by being formed by a second layer polycrystalline silicon containing impurities giving the conductivity.
層多結晶シリコン中の不純物と同一導電形であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装
置。2. Impurities in the first-layer polycrystalline silicon are changed to second impurities.
The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device has the same conductivity type as impurities in the layer polycrystalline silicon.
不純物がそれぞれn形であることを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載の半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the impurities in the polycrystalline silicon of the first layer and the polycrystalline silicon of the second layer are n-type.
ル、白金から選ばれる高融点金属であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。4. A semiconductor memory device according to claim 1, wherein the metal is a refractory metal selected from tungsten, molybdenum, tantalum and platinum.
第2層の層間絶縁膜上に一方の電源となる金属配線を設
け、かつ前記金属配線を一方のCMOSインバータのソース
領域とそのソース領域が形成される基板領域をバイアス
するための該ソース領域と反対導電型の拡散領域との両
者にコンタクトホールを通して接続したことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。5. A metal wiring as one power source is provided on a second layer interlayer insulating film covering a wiring made of the second layer polycrystalline silicon, and the metal wiring is provided as a source region of one CMOS inverter and its source. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein both the source region for biasing the substrate region in which the region is formed and the diffusion region of opposite conductivity type are connected through contact holes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137818A JPH0691221B2 (en) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | Semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137818A JPH0691221B2 (en) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | Semiconductor memory device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6116566A JPS6116566A (en) | 1986-01-24 |
| JPH0691221B2 true JPH0691221B2 (en) | 1994-11-14 |
Family
ID=15207566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59137818A Expired - Lifetime JPH0691221B2 (en) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | Semiconductor memory device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691221B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06140519A (en) * | 1992-10-22 | 1994-05-20 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacture thereof |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58143566A (en) * | 1982-02-22 | 1983-08-26 | Hitachi Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
| JPS58215063A (en) * | 1982-06-07 | 1983-12-14 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
-
1984
- 1984-07-03 JP JP59137818A patent/JPH0691221B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6116566A (en) | 1986-01-24 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |