JPH04297067A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH04297067A
JPH04297067A JP3047910A JP4791091A JPH04297067A JP H04297067 A JPH04297067 A JP H04297067A JP 3047910 A JP3047910 A JP 3047910A JP 4791091 A JP4791091 A JP 4791091A JP H04297067 A JPH04297067 A JP H04297067A
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JP
Japan
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film
tft
sidewall
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channel region
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Pending
Application number
JP3047910A
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English (en)
Inventor
Masaya Kabasawa
椛澤 正哉
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH04297067A publication Critical patent/JPH04297067A/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
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6728Vertical TFTs

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  • Thin Film Transistor (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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置に関し、
特に、TFT(Thin Film Transist
or),いわゆる薄膜トランジスタ(以下,TFTと呼
ぶ)を用いたSRAMにおけるメモリセルの改良構造に
係るものである。
【0002】
【従来の技術】図5,および図6は従来のそれぞれにポ
リシリコンTFTを用いた第1,および第2のSRAM
におけるメモリセルの概要構成を示す共に断面模式図で
あり、また、図7は同上PチャネルTFTを用いたSR
AMでのメモリセルの等価回路である。
【0003】こゝで、まず、図5に示す装置構成におい
て、符号11はp−型のシリコン基板を示し、12はN
チャネルMOSFETのソース・ドレイン領域となるn
+型の拡散層、13aは同上FETのゲート酸化膜とな
るSiO2膜、14は同上FETのゲート電極となるポ
リシリコン膜であり、また、15はPチャネルTFTの
ゲート電極となるポリシリコン膜、13bは同上TFT
のゲート酸化膜となるSiO2膜、16aは同上TFT
のソース・ドレイン領域となるp+型の拡散層、16b
は同上TFTのチャネル領域となるポリシリコン膜であ
る。
【0004】次に、図6に示す装置構成においても、同
様に、符号11はp−型のシリコン基板を示し、12は
NチャネルMOSFETのソース・ドレイン領域となる
n+型の拡散層、13aは同上FETのゲート酸化膜と
なるSiO2膜、14は同上FETのゲート電極となる
ポリシリコン膜であり、また、16aはPチャネルTF
Tのソース・ドレイン領域となるp+型の拡散層、16
bは同上TFTのチャネル領域となるポリシリコン膜で
ある。
【0005】しかして、前記PチャネルTFTを用いた
SRAMのメモリセルにおいては、図7の等価回路に示
されているように、2個のPチャネルTFT(トランジ
スタTr1とトランジスタTr2)と、4個のNチャネ
ルMOSFET(トランジスタTr3,5とトランジス
タTr4,6)とを組み合わせることで構成されており
、このために、これらの各トランジスタの相互は、次の
ようにそれぞれ電気的に接続させる必要がある。
【0006】すなわち、PチャネルTFTでのトランジ
スタTr1のゲート電極と、NチャネルMOSFETで
のトランジスタTr3のゲート電極との接続,Pチャネ
ルTFTでのトランジスタTr2のゲート電極と、Nチ
ャネルMOSFETでのトランジスタTr4のゲート電
極との接続であり、また、PチャネルTFTでのトラン
ジスタTr1のソース,またはドレイン領域と、Nチャ
ネルMOSFETでのトランジスタTr3,およびTr
5のそれぞれのソース,またはドレイン領域との接続,
PチャネルTFTでのトランジスタTr2のソース,ま
たはドレイン領域と、NチャネルMOSFETでのトラ
ンジスタTr4,およびTr6のそれぞれのソース,ま
たはドレイン領域との接続である。
【0007】従って、前記それぞれの接続態様から明ら
かなように、SRAMのメモリセル構成において、TF
Tを用いる場合には、その構造上の制約のため、結果的
に、TFTにおけるトランジスタのゲート電極が、当該
トランジスタのチャネル領域よりも下層側にあるように
設定しなければならないことになる。
【0008】何故ならば、TFTにおけるトランジスタ
のゲート電極を、そのチャネル領域よりも上層側に形成
させたとすると、先にも述べた通り、Tr1とTr3と
の,およびTr2とTr4とのそれぞれの各ゲート電極
相互を電気的に接続し、かつTr1とTr3,5との,
およびTr2とTr4,6とのそれぞれの各ソース,ま
たはドレイン領域ゲート電極相互を電気的に接続するた
めに、それぞれに各別の配線層が必要になるからである
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のSRAMでのメ
モリセルに用いるTFTは、以上のように構成されてお
り、トランジスタのゲート電極をチャネル領域よりも下
層側に設けているため、当該ゲート電極をマスクにした
イオン注入技術,つまり、セルフアラインによっては、
ソース・ドレイン領域を形成することができず、このソ
ース・ドレイン領域の形成のためには、写真製版法によ
って形成されるレジストパターンを用い、当該レジスト
パターンをマスクにしたイオン注入を行なう必要がある
もので、必然的に製造工程が増加するなどの不利があり
、かつまた、写真製版時におけるマスクずれに伴い、当
該TFTでのソース・ドレイン領域の対称性が失われる
などの問題点があった。
【0010】この発明は、このような従来の問題点を解
消するためになされたもので、その目的とするところは
、SRAMでのメモリセルに用いるTFT構造において
、当該TFTでのソース・ドレイン領域をセルフアライ
ンによって形成し得るようにした,この種の半導体装置
を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明に係る半導体装置は、SRAMでのメモリ
セルに用いる薄膜トランジスタ構造であって、シリコン
基板上に段差部を形成した上で、当該段差部の側壁部に
沿ってチャネル領域を設けると共に、当該チャネル領域
の側壁対応部に酸化膜などの絶縁性サイドウォールを形
成させ、かつこの絶縁性サイドウォールをマスクにした
イオン注入により、ソース・ドレイン領域をセルフアラ
インで形成したことを特徴とするものである。
【0012】
【作用】従って、この発明においては、シリコン基板上
に形成した段差部の側壁部にチャネル領域を設けた上で
、当該チャネル領域の側壁対応部に酸化膜などの絶縁性
サイドウォールを形成させておき、かつこの絶縁性サイ
ドウォールをマスクにしたイオン注入により、ソース・
ドレイン領域をセルフアラインで形成することができる
【0013】
【実施例】以下,この発明に係る半導体装置の実施例に
つき、図1ないし図4を参照して詳細に説明する。
【0014】図1,および図3はこの発明の第1,およ
び第2の各実施例をSRAMのメモリセルに用いる薄膜
トランジスタ(TFT)構造に対して各別に適用した場
合の概要構成を示すそれぞれに断面模式図であり、また
、図2(a) ないし(c),および図4(a) ない
し(c) は同上第1,および第2の各実施例による装
置構成の主要な製造工程を順次に示すそれぞれに断面模
式図である。
【0015】最初に、図1に示す第1の実施例装置の構
成について述べる。
【0016】この図1の装置構成において、符号1は主
面上の所要部を選択的に掘り込んで段差部1aを形成し
たp−型のシリコン基板を示し、2は当該シリコン基板
1の段差部1aを含む主面上に形成されてTFTのゲー
ト電極となるn+型の拡散層、3は当該n+型の拡散層
2上に形成されて同上TFTのゲート酸化膜となるSi
O2膜であり、また、4a,および4bは当該SiO2
膜3上に形成されて同上TFTのソース・ドレイン領域
となるp+型の拡散層,および当該SiO2膜3上での
前記段差部1aの内側壁相当部に沿って形成された各チ
ャネル領域であり、さらに、5aは当該各チャネル領域
となるポリシリコン膜4bの内側壁部に選択形成された
絶縁性サイドウォールである。
【0017】続いて、前記構成による第1の実施例装置
の製造について述べる。
【0018】図2(a) ないし(c) に示す製造フ
ローにおいて、この第1の実施例装置では、まず、写真
製版法,およびエッチング技術によって、シリコン基板
1での主面上の所要部,つまり、この場合,TFTの形
成対応部を選択的に掘り込んで段差部1aをエッチング
形成した後、イオン注入技術によって、当該段差部1a
を含む主面上の全面に、例えば、ヒ素(As)などの 
n型不純物を高濃度に注入してTFTのゲート電極とな
るn+型の拡散層2を形成させる(同上,図2(a))
【0019】ついで、熱酸化法によって、前記n+型の
拡散層2上の全面に、TFTのゲート酸化膜となるSi
O2膜3を形成し、かつCVD法によって、当該SiO
2膜3上の全面に、後にTFTのチャネル領域,および
ソース・ドレイン領域となるポリシリコン膜4を堆積さ
せた上で、同様に、CVD法によって、当該ポリシリコ
ン膜4上の全面に、後に絶縁性サイドウォールとなるS
iO2膜5を積層形成させる(同上,図2(b))。
【0020】さらに、異方性エッチング技術によって、
前記SiO2膜5をエッチング成形することで、前記段
差部1aの内側壁対応部に各絶縁性サイドウォール5a
がそれぞれに選択形成され、かつ当該各絶縁性サイドウ
ォール5aに覆われた前記ポリシリコン膜4の該当部,
換言すると、前記段差部1aの内側壁相当部に沿って各
チャネル領域4bが形成されるのであり、引き続き、イ
オン注入技術によって、当該各絶縁性サイドウォール5
aをマスクに用い、前記ポリシリコン膜4上の全面に、
例えば、ボロン(B) などの p型不純物を高濃度に
注入し(同上,図2(c))てTFTのソース・ドレイ
ン領域となるp+型の拡散層4aを選択的に形成させる
のであり、以上の各工程を経て、最終的に前記図1に示
す第1の実施例装置の構成が得られるもので、当該第1
の実施例装置では、2個のTFTを直列に接続させた構
成になる。
【0021】次に、図3に示す第2の実施例装置の構成
について述べる。
【0022】この図3の装置構成において、符号1は主
面上の所要部を選択的に掘り込んで段差部1aを形成し
たp−型のシリコン基板、6は当該シリコン基板1上に
形成されて絶縁膜となるSiO2膜、7は当該SiO2
膜6上に選択的に堆積されてTFTのゲート電極となり
、かつ外側面に段差部7aを形成したポリシリコン膜を
示し、3は当該ポリシリコン膜7の段差部7aを含む表
面上に形成されて同上TFTのゲート酸化膜となるSi
O2膜であり、また、4a,および4bは当該SiO2
膜3上に形成されて同上TFTのソース・ドレイン領域
となるp+型の拡散層,および当該SiO2膜3上での
前記段差部1aの内側壁相当部に沿って形成された各チ
ャネル領域であり、さらに、5aは当該各チャネル領域
となるポリシリコン膜4bの内側壁部に選択形成された
絶縁性サイドウォールである。
【0023】続いて、前記構成による第2の実施例装置
の製造について述べる。
【0024】図4(a) ないし(c) に示す製造フ
ローにおいて、この第2の実施例装置では、まず、熱酸
化法によって、シリコン基板1での主面上に、絶縁膜と
なるSiO2膜6を形成し、かつCVD法によって、当
該SiO2膜3上の全面に、ポリシリコン膜7を堆積さ
せると共に、写真製版法,およびエッチング技術によっ
て、当該ポリシリコン膜7を選択成形させることで、そ
の所要部,つまり、この場合,TFTの形成対応部に、
TFTのゲート電極として独立させ、かつその外側面に
段差部7aを形成させる(同上,図4(a))。
【0025】ついで、熱酸化法によって、前記TFTの
ゲート電極となるポリシリコン膜7の外側面段差部7a
を含む全表面を熱酸化させて、TFTのゲート酸化膜と
なるSiO2膜3を形成し、かつCVD法によって、当
該SiO2膜3と、同SiO2膜3以外の表面に露出さ
れたまゝの前記SiO2膜6との全表面上に、後にTF
Tのチャネル領域,およびソース・ドレイン領域となる
ポリシリコン膜4を堆積させた上で、同様に、CVD法
によって、当該ポリシリコン膜4上の全面に、後に絶縁
性サイドウォールとなるSiO2膜5を積層形成させる
(同上,図4(b))。
【0026】さらに、異方性エッチング技術によって、
前記SiO2膜5をエッチング成形することで、前記ポ
リシリコン膜7での段差部7aに対応するところの,ポ
リシリコン膜4の段差相当部に絶縁性サイドウォール5
aが選択形成され、かつ当該絶縁性サイドウォール5a
に覆われた前記ポリシリコン膜7の該当部,換言すると
、段差部7aの外側面相当部に沿った状態で、前記Si
O2膜3を介してチャネル領域4bが形成されるのであ
り、引き続き、イオン注入技術によって、当該絶縁性サ
イドウォール5aをマスクに用い、前記ポリシリコン膜
4上の全面に、例えば、ボロン(B) などの p型不
純物を高濃度に注入し(同上,図4(c))て、TFT
のソース・ドレイン領域となるp+型の拡散層4aを選
択的に形成させるのであり、以上の各工程を経て、最終
的に前記図3に示す装置構成が得られるもので、当該第
2の実施例装置では、TFTが独立的に構成される。
【0027】従って、前記第1,および第2の各実施例
装置の場合には、段差部の側壁部に沿って設けられるチ
ャネル領域での側壁部,つまり、当該チャネル領域の側
壁対応部に絶縁性サイドウォールを形成させ、かつこの
絶縁性サイドウォールをマスクに用いるセルフアライン
によって、所要のソース・ドレイン領域を容易に形成し
得るのである。
【0028】
【発明の効果】以上,それぞれの各実施例により詳述し
たように、この発明に係る半導体装置によれば、SRA
Mのメモリセルに用いる薄膜トランジスタ構造において
、シリコン基板上に段差部を形成した後、当該段差部の
側壁部に沿ってチャネル領域を設け、また、このチャネ
ル領域の側壁対応部に酸化膜などの絶縁性サイドウォー
ルを形成させた状態で、各絶縁性サイドウォールをマス
クにしたイオン注入によって、所要の各ソース・ドレイ
ン領域をそれぞれに形成するようにしたから、結果的に
、従来装置の場合でのように、レジストパターンをマス
クにするソース・ドレイン領域の形成とは異なって、所
要のソース・ドレイン領域をセルフアラインで形成する
ことができるもので、これにより精度が高くて、しかも
電気的特性に優れた装置構成を容易に得られるという優
れた特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例をSRAMのメモリセ
ルに用いる薄膜トランジスタ構造に適用した場合の概要
構成を示す断面模式図である。
【図2】(a),(b) および(c) は同上第1の
実施例による装置構成の主要な製造工程を順次に示すそ
れぞれに断面模式図である。
【図3】この発明の第2の実施例をSRAMのメモリセ
ルに用いる薄膜トランジスタ構造に適用した場合の概要
構成を示す断面模式図である。
【図4】(a),(b) および(c) は同上第2の
実施例による装置構成の主要な製造工程を順次に示すそ
れぞれに断面模式図である。
【図5】従来のSRAMのメモリセルに用いる薄膜トラ
ンジスタ構造の一例による概要構成を示す断面模式図で
ある。
【図6】従来のSRAMのメモリセルに用いる薄膜トラ
ンジスタ構造の他の例による概要構成を示す断面模式図
である。
【図7】一般的なPチャネルTFTを用いたSRAMで
のメモリセルの等価回路図である。
【符号の説明】
1  p−型のシリコン基板 1a  段差部 2  ゲート電極となるn+型の拡散層3  ゲート酸
化膜となるSiO2膜 4  ポリシリコン膜 4a  ソース・ドレイン領域となるp+型の拡散層4
b  チャネル領域となるポリシリコン膜5  SiO
2膜 5a  絶縁性サイドウォール 6  絶縁膜となるSiO2膜 7  ゲート電極となるポリシリコン膜7a  段差部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  SRAMでのメモリセルに用いる薄膜
    トランジスタ構造であって、シリコン基板上に段差部を
    形成した上で、当該段差部の側壁部に沿ってチャネル領
    域を設けると共に、当該チャネル領域の側壁対応部に酸
    化膜などの絶縁性サイドウォールを形成させ、かつこの
    絶縁性サイドウォールをマスクにしたイオン注入により
    、所要のソース・ドレイン領域をセルフアラインで形成
    したことを特徴とする半導体装置。
JP3047910A 1991-03-13 1991-03-13 半導体装置 Pending JPH04297067A (ja)

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JP3047910A JPH04297067A (ja) 1991-03-13 1991-03-13 半導体装置

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6222753B1 (en) 1997-06-27 2001-04-24 Siemens Aktiengesellschaft SRAM cell arrangement and method for manufacturing same

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JPH02501251A (ja) * 1987-09-14 1990-04-26 モトローラ・インコーポレーテツド 集積回路用トレンチセル
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