JPH04133348A - Cmosゲートアレイ - Google Patents

Cmosゲートアレイ

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JPH04133348A
JPH04133348A JP2254618A JP25461890A JPH04133348A JP H04133348 A JPH04133348 A JP H04133348A JP 2254618 A JP2254618 A JP 2254618A JP 25461890 A JP25461890 A JP 25461890A JP H04133348 A JPH04133348 A JP H04133348A
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JP
Japan
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gate electrode
load resistance
channel mos
contact
film
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Pending
Application number
JP2254618A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Morikawa
隆史 森川
Terumine Hirayama
照峰 平山
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2254618A priority Critical patent/JPH04133348A/ja
Publication of JPH04133348A publication Critical patent/JPH04133348A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/90Masterslice integrated circuits
    • H10D84/903Masterslice integrated circuits comprising field effect technology
    • H10D84/907CMOS gate arrays

Landscapes

  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。
A、産業上の利用分野 B8発明の概要 C0背景技術[第3図] D 発明が解決しようとする問題点 E0問題点を解決するための手段 F6作用 G、実施例[第1図、第2図] H9発明の効果 (A、産業上の利用分野) 本発明はCMOSゲートアレイ、特に一対の第1導電型
チャンネルMOS)ラジスタと、一対の第2導電型チャ
ンネルMOSトラジスタと、該第241i型チヤンネル
MOSトラジスタのゲート電極の上方に眉間絶縁膜を介
して略重なるように形成され、一端にて該ゲート電極と
接続された一対の負荷抵抗膜と、により単位セルが構成
されたCMOSゲートアレイに関する。
(B、発明の概要) 本発明は、上記のCMOSゲートアレイにおいて、 第2導電型チャンネルMoSトラジスタのゲート電極の
それより上層の配線膜とのコンタクトを簡単にとること
ができるようにするため、ゲート電極をその一部が負荷
抵抗膜から食み出すように形成するものである。
(C,背景技術)[第3図] SRAM搭載可能なCMOSゲートアレイは、従来は完
全CMOS型にされていた。従って、単位セルは4個の
NチャンネルMOSトラジスタと、4個のPチャンネル
MOS)−ラジスタ及び1個の基板コンタクト部により
構成されていた。
しかし、これによれば、SRAMのメモリセルを構成し
た場合、単位セルで1個のメモリセルな構成することが
できるけれども、PチャンネルのMOSトラジスタが2
個使用されず無駄に場所を占有する。従って、トランジ
スタの使用効率が悪(、メモリセルの占有面積が広く、
集積度の向上を阻害する要因となる。
そこで、本願出願人は特願平2−30918により、一
対の第1導電型チャンネルMOSトラジスタと、一対の
第24を型チャンネルMOSトラジスタと、該MO5)
ラジスタのゲート電極上方に1間絶縁膜を介して重なる
ように形成した一対の高抵抗の負荷抵抗膜とにより単位
セルを構成したものを提案した。第3図(A)、(B)
はかかる半導体装置の第2導電型チヤンネル(実施例で
はnチャンネル)MOSトラジスタを示し、同図(A)
は平面図、同図(B)は同図(A)のB−B線に沿う断
面図である。
同図において、aはp型半導体ウェル、bは選択酸化膜
、Cはn型半導体領域で、nチャンネルMOS)ラジス
タのソースあるいはドレインを成す。dはアクエティブ
エリア、eは該nチャンネルMOSトラジスタのゲート
電極で、第1層目の多結晶シリコンJ(IPoly)か
らなる、fは第2層目の多結晶シリコン眉(2Poly
)からなる負荷抵抗膜で、層間絶縁膜gを介してゲート
電極dと完全に重なるように形成されている。但し、該
負荷抵抗膜fの一端はゲート電極dの一端とコンタクト
せしめられている。勿論、負荷抵抗膜fの他端とそれに
重なるゲート電極dの他端とは眉間絶縁膜gによって絶
縁されている。
hは第1層目のアルミニウム膜である。
このような半導体装置によれば、SRAMを構成する場
合、1単位セルに1メモリセルをMOS)ラジスタの無
駄なく構成することができる(フル0MO5型の場合p
チャンネルMOSトラジスタが2個ずつ無駄になった)
と共に、SRAMのメモリセルな成すフリップフロップ
の負荷手段である負荷抵抗膜が駆動トランジスタのゲー
ト電極と重なるので負荷手段が独立して自己のみの場所
を占有するということがなくなる。
従って、CMOSゲートアレイを著しく高集積化するこ
とができる。その点で優れているといえる。
(D、発明が解決しようとする問題点)ところが、特願
平2−30918により提案した技術には、第2導電型
チヤンネルのゲート電極(例えば第1層目の多結晶シリ
コン膜から構成される)と、負荷抵抗膜(例えば第2層
目の多結晶シリコン膜から構成される)とを完全に重ね
たが故にゲート電極と、負荷抵抗膜よりも上層のアルミ
ニウム配線膜とのコンタクトをとるための工程が多(な
るという問題があった。
というのは、第2導電型MOSトランジスタのゲート電
極を負荷抵抗膜よりも上層のVddコンタクト用アルア
ルミニウム配線膜コンタクトさせなければならないから
である。また、単位セルを必ずしもSRAMのメモリセ
ルの構成に用いず、ロ0シック回路の構成に用いる場合
も少なくなく、その場合には高抵抗の負荷抵抗Mfは不
要であるばかりでなく、その下側のゲート電極eと、負
荷抵抗膜fよりも上層となるアルミニウム配線膜(IA
J)hとの間の必要なコンタクトを妨げる存在となって
しまうのである。勿論、必要なコンタクトは必ずとらな
ければならないので、コンタクトの妨げになる負荷抵抗
膜fを除去することになるが、コンタクトをとるための
工程が多くなってしまうのである。
具体的にはこのコンタクトは、第1層目のアルミニウム
膜りの形成前に表面を覆っている眉間絶縁膜iのゲート
電極のコンクタト部にコンタクトホールを形成し、その
後、該コンタクトホールに露出する負荷抵抗膜fを除去
し、しかる後層間絶縁膜にその他のコンタクトホールを
エツチングにより形成し、アルミニウム配線膜を形成す
ることによってとることができる。
これは、製造コストの増大の原因となるだけでなく、ユ
ーザーの回路設計終了後それに応じてICを完成させる
のに必要な期間を長くする要因となるので好ましくない
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、第2導電型チャンネルMOS)ラジスタのゲート
電極のコンタクトを簡単にとること力Sできるようにす
ることを目的とする。
(E、問題点を解決するための手段) 本発明CMOSゲートアレイは上記問題点を解決するた
め、ゲート電極をその一部が負荷抵抗膜から食み出すよ
うに形成することを特徴とする。
(F、作用) 本発明CMOSゲートアレイによれば、ゲート電極の負
荷抵抗膜から食み出した部分にコンタクトホールを形成
し該コンタクトホールを通して例えば第1層アルミニウ
ム配線膜等上層の配線と該ゲート電極とのコンタクトを
とることができる。
従って、負荷抵抗膜に妨げられることなくゲート電極と
上層配線とのコンタクトをとることができ、コンタクト
をとるための工程が徒ずらに多くなることを回避できる
(G、実施例)[第1図、第2図] 以下、本発明CMOSゲートアレイを図示実施例に従っ
て詳細に説明する。
第1図及び第2図は本発明CMOSゲートアレイの一つ
の実施例を説明するためのもので、第1図はCMOSゲ
ートアレイの少な(とも一部をSRAMのメモリセルア
レイとした場合におけるそのメモリセルアレイ部分を示
す平面図、第2図(A)乃至(Ea)、(Eb)は第2
導電型チヤンネル(nチャンネル)MOSトラジスタの
ゲート電極、負荷抵抗膜及び上層配線の形成方法を工程
順に示す断面図である。
図面において、1.1、・・・はPch (第1導電型
チヤンネル)MOS)ラジスタのアクティブエリア、2
.2、・・・はNch (第2導電型チヤンネル)MO
Sトラジスタのアクティブエリア、3はN型ウェルのコ
ンタクトがとられる基板コンタクト領域、4はp型ウェ
ルのコンタクトがとられるコンタクト領域、5.5、・
・・はPchMOSトラジスタのゲート電極で、第1層
目の多結晶シリコン層(IPoly)からなり、第1図
において右に行くに従って下方に行く斜めのハツチング
が施されている。6.6、・・・はNchMOSトラジ
スタのゲート電極で、第1層目の多結晶シリコン層<l
Po1y)からなり、第1図において右に行くに従って
下方に行く斜めのハツチングが施されている。6a、6
a、・・・はゲート電極6.6、・・・の一部で、ゲー
ト電極6.6、・・・の上側に眉間絶縁膜を介して重な
るように形成された高抵抗の負荷抵抗膜7.7、・・・
から上側から見て食み出すように形成されている。
負荷抵抗膜7.7、・・・は第2層目の多結晶シリコン
眉からなり、ゲート電極6.6、・・・の上側に眉間絶
縁膜8(第2図参照)を介して略完全に重なるように形
成されている。但し、上側から見てゲート電極6.6、
・・・の一部6a、6a、・・・が食み出すように形成
されていることは上述したとおりである。該負荷抵抗膜
7.7、・・・は第1図においては右に行くに従って上
方に行く斜めのハツチングが施されている。従って、負
荷抵抗膜7とゲート電極6の重なった部分は向きの異な
る二種のハツチングが重なって施されていることになる
9.9、・・・は第1層目のアルミニウムからなる配線
層(IPoly)で、ビットライン。
Vssライン、Vddライン等を成しており、第1図で
は梨地模様にした。10.10、・・・は第2層目のア
ルミニウムからなる配線111(2Poly)であり、
ワードライン等を成している。
このCMOSゲートアレイは、SRAMのメモリセルア
レイとする部分においては、単位セルの一対のPチャン
ネルMOSトラジスタが転送用のMOS)ラジスタとし
て用いられ、SRAMセルを成すフリップフロップの一
対のNチャンネルMOS!−ラジスタが駆動トランジス
タとして用いられ、そして、負荷抵抗膜7.7がフリッ
プフロップの負荷手段として用いられる。
次に、第2図(A)乃至(Ea)、(Eb)に従ってN
チャンネルMOSトラジスタのゲート電極、負荷抵抗膜
及び第1層アルミニウム配線層の形成方法を説明する。
(A)同図(A)に示すように半導体基板表面にMOS
)ラジスクのゲート電極となる第1層目の多結晶シリコ
ン層6を形成する。11は選択酸化膜である。
(B)次に、上記多結晶シリコン層6をフォトエツチン
グによりパターニングし、不純物を半導体基板表面部に
ドープしてソースあるいはドレインを成す半導体領域2
を形成し、しかる後、表面上に層間絶縁膜8を例えばC
VDにより形成する。第2図(B)は層間絶縁膜8形成
後の状態を示す。
尚、6aはゲート電極6のこれより後で形成される負荷
抵抗膜7から上より見て食み出すコンタクト部分である
(C)次に、層間絶縁膜8を選択的にエツチングするこ
とによりコンタクトホール12を形成した後、高抵抗の
負荷抵抗膜7をCVDにより形成する。第2図(C)は
負荷抵抗膜7形成後の状態を示す。
(D)その後、負荷抵抗膜7をフォトエツチングするこ
とによりパターニングし、しかる後層間絶縁膜12を全
面的に形成する。第2図(D)は眉間絶縁膜12形成後
の状態を示す。
そして、CMOSゲートアレイはこの第2図(D)に示
す状態でマスターとして保管されるのである。
(Ea、Eb)ユーザーの要求に従った回路設計が終る
と、それに基づいて1間絶縁膜12にコンタクトホール
13を形成する。ところで、負荷抵抗膜7を用いる場合
には、第2図(Ea)に示すように、負荷抵抗膜7のゲ
ート電極6とコンタクトホール13を介してコンタクト
せしめられた側の反対側の端部上にコンタクトホール1
3aを形成して負荷抵抗膜7表面を露出させる。
また、負荷抵抗膜7を遊ばせ、ゲート電極6の負荷抵抗
膜7から食み出た部分6aにコンタクトをとる場合には
、第2図(Eb)に示すように該部分6a上にコンタク
トホール13bを形成して該部分6aを露出させる。
その後、第1層目のアルミニウム配線層を形成する。
このようにすると、マスターとして保管されていたCM
OSゲートアレイに対して、第1層目のアルミニウム配
線N9と第1層目の多結晶シリコンからなるNチャンネ
ルMOSトラジスタのゲート電極6(のコンタクト領域
6a)とのコンタクト、第1層目のアルミニウム配線層
9と、第2層目の多結晶シリコンからなる負荷抵抗膜7
とのコンタクト、そして、ゲート電極6と負荷抵抗膜7
と第1層目のアルミニウム配線とのコンタクトという三
種類のコンタクトをとるためのコンタクトホール13.
13b、13aの形成を1回のレジストパターニング及
びエツチングにより行うことができる。即ち、第3図に
示した背景技術の場合におけるようなVddコンタクト
ホールのみを形成するためのレジストパターニング及び
エツチングと、層間絶縁膜を貫通するエツチングを余分
に必要とするという問題はない。
(H1発明の効果) 以上に述べたように、本発明CMOSゲートアレイは、
一対の第1導電型チャンネルMosトラジスタと、一対
の第2導電型チャンネルMOSトラジスタと、該第2導
電型チヤンネルMOS)うジスタのゲート電極の上方に
眉間絶縁膜を介して略重なるように形成され、一端にて
該ゲート電極と接続された一対の負荷抵抗膜と、により
単位セルが構成されたCMOSゲートアレイであって、
上記ゲート電極の一部が負荷抵抗膜から食み出すように
形成されてなることを特徴とするものである。
従って、本発明CMOSゲートアレイによれば、ゲート
電極の負荷抵抗膜から食み出した部分にコンタクトホー
ルを形成して例えば第1眉アルミニウム配線膜等上層の
配線と該ゲート電極とのコンタクトをとることができる
。従って、負荷抵抗膜に妨げられることなくゲート電極
と上層配線とのコンタクトをとることができ、コンタク
トをとるための工程が徒ずらに多くなるという虞れがな
くなる。
はメモリセルアレイを形成した場合の平面図、第2図(
A)乃至(Ea)、(Eb)は第2導電型チャンネルM
OSトランジスタのゲート電極、負荷抵抗膜及びコンタ
クト部の形成方法を工程順に示す断面図、第3図(A)
、(B)は背景技術を示すもので、同図(A)は平面図
、同図(B)は同図(A)のB−B線に沿う断面図であ
る。
行帰の説明 6・・・第2導電型チャンネルMOSトランジスタのゲ
ート電極、 6a・・・ゲート電極6の食み出し部分、7・・・負荷
抵抗膜。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明CMOSゲートアレイの一つの
実施例を説明するためのもので、第1図―B 背景技術の断面図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一対の第1導電型チャンネルMOSトラジスタと
    、一対の第2導電型チャンネルMOSトラジスタと、該
    第2導電型チャンネルMOSトラジスタのゲート電極の
    上方に層間絶縁膜を介して略重なるように形成され一端
    にて該ゲート電極と接続された一対の負荷抵抗膜と、に
    より単位セルが構成されたCMOSゲートアレイであっ
    て、上記ゲート電極の一部が上側から見て負荷抵抗膜か
    ら食み出すように形成されてなる ことを特徴とするCMOSゲートアレイ。
JP2254618A 1990-09-25 1990-09-25 Cmosゲートアレイ Pending JPH04133348A (ja)

Priority Applications (1)

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JP2254618A JPH04133348A (ja) 1990-09-25 1990-09-25 Cmosゲートアレイ

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JP2254618A JPH04133348A (ja) 1990-09-25 1990-09-25 Cmosゲートアレイ

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JPH04133348A true JPH04133348A (ja) 1992-05-07

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ID=17267538

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JP2254618A Pending JPH04133348A (ja) 1990-09-25 1990-09-25 Cmosゲートアレイ

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JP (1) JPH04133348A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6570231B1 (en) * 1999-09-02 2003-05-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device with varying width electrode

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6570231B1 (en) * 1999-09-02 2003-05-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device with varying width electrode

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