JPH06291283A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH06291283A
JPH06291283A JP5077304A JP7730493A JPH06291283A JP H06291283 A JPH06291283 A JP H06291283A JP 5077304 A JP5077304 A JP 5077304A JP 7730493 A JP7730493 A JP 7730493A JP H06291283 A JPH06291283 A JP H06291283A
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groove
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inverter
memory cell
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Abstract

(57)【要約】 【目的】スタティックメモリに於て、α粒子がメモリセ
ル内の拡散層領域を通過する際に、メモリセルのデータ
が失なわれるソフトエラーの発生を防ぐ。 【構成】メモリーセル内部の素子形成領域内に溝104
a,104bを形成した後、多結晶シリコンにより溝内
部に電荷蓄積電極を形成する。これにより、メモリーセ
ルノード部の拡散層面積を拡大することなく、ノード容
量を増やすことができる為、ソフトエラーの発生しにく
いスタティックラムを形成することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に関し、
特に高抵抗型メモリーセルを用いたスタチックメモリに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の半導体記憶装置をメモリ
ーセルが一対の転送用トランジスタと、一対の駆動トラ
ンジスタと、一対の負荷抵抗と、一対の溝部に設けられ
た接合容量とから成るMOS型SRAMを例にとり図
6,図7,図8および図9を参照して説明する。図6は
従来の半導体記憶装置のメモリーセルの平面図、図7は
図6のA−A線拡大断面図、図8は図6の平面図の一部
を分けて示す平面図、図9は従来のメモリーセルの回路
図である。
【0003】N型シリコン基板101表面部にPウェル
102が設けられ、その表面部にはフィールド酸化膜1
03に囲まれて素子形成領域115a,b,cが区画さ
れている。素子形成領域115a,b内には一対の溝1
04a,bが形成されており、素子形成領域115a,
b,c及び溝104a,bの内側表面にはそれぞれゲー
ト酸化膜105および容量誘電体膜105−C(105
と同時に形成)が設けられている。又、溝104a,b
内及び素子形成領域115a,b,cの所定の位置にN
型拡散層104−2D,106−1D,106−4a,
106−4b,106−1S,106−2a,106−
2bが形成された後、溝104a,b内部は酸化シリコ
ン膜107によって埋め込まれている。
【0004】フィールド酸化膜103上及びゲート酸化
膜105上には第1層の多結晶シリコン膜108a,
b,cから成るワード線W(転送用トランジスタT3,
T4のゲート電極)、駆動用トランジスタT2,T1の
ゲート電極108b,cが設けられている。素子形成領
域115a,b,cにおいてワード線108a(W),
ゲート電極108b,cと交差しない領域にはN型拡散
層106−4a,…が形成されている。ワード線108
a(W)と素子形成領域115cとにより転送用トラン
ジスタT3が、ワード線108a(W)と素子形成領域
115aとにより転送用トランジスタT4が形成されて
いる。
【0005】ワード線108a(W)をはさんでゲート
電極108bの反対側のN型拡散層106−2aにはビ
ット線109a(D1)との電気的接続のためのコンタ
クト孔110aが設けられ、ワード線108a(W)を
はさんでゲート電極108cの反対側のN型拡散層10
6−4aにはビット線109b(D2)との電気的接続
のためのコンタクト孔110bが設けられている。
【0006】アルミニウム系合金膜から成るビット線1
09a(D1),109b(D2)は対をなし逆相の関
係にある信号が取り出される。ビット線109a(D
1)直下には駆動トランジスタT2が設けられ、ビット
線109b直下には駆動トランジスタT1が設けられて
いる。駆動トランジスタT2及びT1はコンタクト孔1
11a,111bを介して各々フリップフロップ結合を
している。
【0007】転送用トランジスタT4におけるコンタク
ト孔110bがない側のN型拡散層106−4bは駆動
トランジスタT1のゲート電極108c及び駆動トラン
ジスタT2のドレイン側のN型拡散層106−2Dと接
続している。
【0008】第2層の多結晶シリコン膜112a,11
2bの一端(図6で平行斜線を施した低抵抗部)はビッ
ト線に平行な方向に所定ビット数毎に設けられたアルミ
ニウム系合金膜から成る電源配線(図示せず)と電気的
に接続される。
【0009】多結晶シリコン膜112a,112bの他
端はそれぞれコンタクト孔113a,113bを介して
駆動トランジスタT2,T1のゲート電極108b,1
08aに電気的に接続されている、。
【0010】多結晶シリコン膜112a,bは高抵抗の
多結晶シリコンにより形成されており、駆動トランジス
タT2,T1の負荷抵抗R1,R2として機能してい
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の半導体
記憶装置に於ては、メモリーセルの記憶ノードN1,N
2のN型拡散層106−2D,106−1D内に溝を掘
ることによりN型拡散層の表面積を増大させてメモリー
セルの記憶ノード容量C1,C2を増やしていたが、こ
のN型拡散層面積を増やす方法では、メモリーセルの記
憶ノード容量が増加すると同時にα粒子がN型拡散層内
を通過する危険性も増加してしまう為、ソフトエラーの
発生率を十分小さくすることが出来ないという問題点が
あった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板の
表面部の第1導電型半導体領域に選択的に形成された一
対の第1の第2導電型拡散層をソース・ドレイン領域と
して有するMOSトランジスタおよび負荷素子からそれ
ぞれ構成される第1のインバータおよび第2のインバー
タを有し、前記第1のインバータおよび第2のインバー
タのそれぞれ一方の入力端および出力端を他方の出力端
および入力端に交差接続したフリップ・フロップをメモ
リセルに有する半導体記憶装置において、前記第1導電
型半導体領域に設けられた溝、前記溝の表面部の前記第
1導電型半導体領域に選択的に形成された第2の第2導
電型拡散層、少なくとも前記溝部において前記第2の第
2導電型拡散層を被覆する容量誘電体膜、および前記容
量誘電体膜に被着された容量電極からそれぞれ構成され
る第1の溝キャパシタおよび第2の溝キャパシタを有
し、前記第1の溝キャパシタの前記容量電極および第2
の第2導電型拡散層がそれぞれ前記第2のインバータの
MOSトランジスタのゲート電極およびソース領域に接
続され、前記第2の溝キャパシタの前記容量電極および
第2の第2導電型拡散層がそれぞれ第1のインバータの
MOSトランジスタのゲート電極およびソース領域に接
続されているというものである。
【0013】
【実施例】次に本発明について、図面を参照して説明す
る。
【0014】図1は本発明の一実施例の半導体記憶装置
のメモリーセルの平面図、図2は図1のA−A線拡大断
面図、図3は図1の一部を分けて示す平面図、図4は回
路図である。
【0015】この実施例はN型シリコン基板101の表
面部のP型半導体領域(Pウェル102)に選択的に形
成された一対の第1のP型拡散層106−1D,106
−1S,106−2D,106−2Sをソース・ドレイ
ン領域として有する駆動トランジスタT1,T2および
負荷抵抗からそれぞれ構成される第1のインバータおよ
び第2のインバータを有し、前述の第1のインバータお
よび第2のインバータのそれぞれ一方の入力端および出
力端を他方の出力端および入力端に交差接続したフリッ
プ・フロップをメモリセルに有する半導体記憶装置にお
いて、Pウェル102に設けられた溝104b,104
a,溝104b,104aの表面部のPウェル102に
選択的に形成された第2のN型拡散層106−1SC,
106−2SC、少なくとも溝部104b,104aに
おいて第2のN型拡散層106−1SC,106−2S
Cをそれぞれ被覆する容量誘電体膜105−C,および
容量誘電体膜105−Cに被着された容量電極108C
−Cらをそれぞれ構成される第1の溝キャパシタC1A
および第2の溝キャパシタC2Aを有し、第1の溝キャ
パシタC1Aの容量電極および第2のN型拡散層106
−2SCがそれぞれ第2のインバータのMOSトランジ
スタT2のゲート電極108b(N型拡散層106−1
Dに接続されている)およびソース領域(106−2S
…接地線であるN型拡散層106−GNDにより106
−1Sに接続されている)に接続され、第2の溝キャパ
シタ2Aの容量電極および第2のN型拡散層がそれぞれ
第1のインバータのMOSトランジスタT1のゲート電
極108C(N型拡散層106−2Dに接続されてい
る)およびソース領域(106−1S…N型拡散層10
6−GNDにより106−2Sに接続)に接続されてい
る。
【0016】すなわち、本発明の一実施例の半導体記憶
装置のメモリーセルは、回路構成上は従来例として説明
したメモリーセルと変わりはない。その相違点は、従来
例ではメモリーセルのノード容量を増やす為にそれぞれ
の駆動トランジスタT1,T2のドレイン側に設けられ
ていた溝が、駆動トランジスタのソース側に形成される
点と、容量電極の一つとして第1層の多結晶シリコンが
用いられている点である。次に、第1層の多結晶シリコ
ン膜が形成されるまでの工程について説明をし、本発明
のメモリーセルの構成と従来例との相違点を一層明らか
にする。
【0017】N型シリコン基板101表面部にPウェル
102が設けられその表面にはフィールド酸化膜103
に囲まれて素子形成領域115a,b,cが区画されて
いる。
【0018】素子形成領域115a,b内にはそれぞれ
溝104a,104bが形成されており、素子形成領域
115a,b,c及び溝104a,104bの内側には
ゲート酸化膜105が設けられている。次に溝104
a,104b内及び素子形成領域115a,b,c内の
所望の位置にN型拡散層106−2SC,106−1S
C,…を形成する。N型拡散層106−1SC,106
−2SCはそれぞれ溝キャパシタC2A,C1Aの他方
の容量電極となる。
【0019】次にフィールド酸化膜103上、ゲート酸
化膜105上及び溝104a,104b内部に第1層の
多結晶シリコンから成るワード線108a(W)、ゲー
ト電極108b,c、容量電極(その一つは図2に10
8C−Cとして表示。)を同時に形成する。
【0020】以上説明した以外のメモリーセル構造は、
前述した従来例に於るそれと同様である。
【0021】溝キャパシタの電荷蓄積電極にN型拡散層
を使用していない(N型拡散層は電荷蓄積電極と対をな
すもう一方の容量電極で接地されている)ので、従来例
のようにN型拡散層をα粒子が通過することによる誤動
作の危険は除去される。
【0022】図5は本発明の第2の実施例の半導体記憶
装置のメモリーセルの断面図である。
【0023】第1の実施例との構造上の相違点は、溝内
部のメモリーセルノード容量に専用の容量誘電膜120
および容量電極119(第1層の多結晶シリコン膜)を
用いていることである。従って、第2層の多結晶シリコ
ン膜により駆動トランジスタゲート電極108bA,c
Aと、ワード線108aAを形成し、第3層の多結晶シ
リコン膜で抵抗素子112aA(R1),112bA
(R2)を形成する。
【0024】以上のように、電荷蓄積容量部にゲート酸
化膜105とは別の、誘電率の大きな容量誘電膜120
を用いることにより、トランジスタの特性に影響を与え
ることなく大きなセルノード容量を得ることができる利
点がある。
【0025】
【発明の効果】以上説明した様に本発明は、メモリーセ
ルを構成する駆動トランジスタのソース領域に溝を設け
てそこに溝キャパシタを形成したのでメモリーセルに於
るノード部の拡散層面積を拡大することなく十分なノー
ド容量が得ることが出来る。従って、ノード部の拡散層
面積を小さく抑え、同時に大きなノード容量を確保する
ことにより、α粒子によってひき起こされるソフトエラ
ーが発生しにくいメモリーセルを実現できるという効果
を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のメモリーセルの平面図
である。
【図2】図1のA−A線拡大断面図である。
【図3】図1の一部を分けて示す平面図である。
【図4】第1の実施例の回路図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示す断面図でる。
【図6】従来例のメモリーセルの平面図である。
【図7】図6のA−A線拡大断面図である。
【図8】図6の一部を分けて示す平面図である。
【図9】従来例の回路図である。
【符号の説明】
101 N型シリコン基板 102 Pウェル 103 フィールド酸化膜 104a,b 溝 105 ゲート酸化膜 105c 容量誘電体膜 106−1D,106−1S,106−2a,106−
2b N型拡散層 107 酸化シリコン膜 108a〜108c 第1層の多結晶シリコン膜(1
08a(W)はワード線,108bはT2のゲート電
極,108cはT1のゲート電極) 109a(D1),109b(D2) ビット線(ア
ルミニウム系合金膜) 110a,b コンタクト孔 111a,b ダイレクトコンタクト孔 112a(R1),112b(R2) 負荷抵抗(第
2層の多結晶シリコン膜) 113a,b コンタクト孔 114 窒化シリコン膜 115a,b,c 素子形成領域 116,117,118 層間絶縁膜 119 容量電極 120 容量誘電体膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の表面部の第1導電型半導体
    領域に選択的に形成された一対の第1の2導電型拡散層
    をソース・ドレイン領域として有するMOSトランジス
    タおよび負荷素子からそれぞれ構成される第1のインバ
    ータおよび第2のインバータを有し、前記第1のインバ
    ータおよび第2のインバータのそれぞれ一方の入力端お
    よび出力端を他方の出力端および入力端に交差接続した
    フリップ・フロップをメモリセルに有する半導体記憶装
    置において、前記第1導電型半導体領域に設けられた
    溝、前記溝の表面部の前記第1導電型半導体領域に選択
    的に形成された第2の第2導電型拡散層、少なくとも前
    記溝部において、前記第2の第2導電型拡散層を被覆す
    る容量誘電体膜、および前記容量誘電体膜に被着された
    容量電極からそれぞれ構成される第1の溝キャパシタお
    よび第2の溝キャパシタを有し、前記第1の溝キャパシ
    タの前記容量電極および第2の第2導電型拡散層がそれ
    ぞれ第2のインバータのMOSトランジスタのゲート電
    極およびソース領域に接続され、前記第2の溝キャパシ
    タの前記容量電極および第2の第2導電型拡散層がそれ
    ぞれ第1のインバータのMOSトランジスタのゲート電
    極およびソース領域に接続されていることを特徴とする
    半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 溝キャパシタの容量電極とMOSトラン
    ジスタのゲート電極がそれぞれ層次を異にする導電膜で
    構成される請求項1記載の半導体記憶装置。
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