JPH0637283A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH0637283A JPH0637283A JP4213772A JP21377292A JPH0637283A JP H0637283 A JPH0637283 A JP H0637283A JP 4213772 A JP4213772 A JP 4213772A JP 21377292 A JP21377292 A JP 21377292A JP H0637283 A JPH0637283 A JP H0637283A
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- thin film
- polycrystalline
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 消費電力が少なく且つデータ保持特性が優れ
ているにも拘らず、動作速度も速い半導体記憶装置を提
供する。 【構成】 メモリセルのフリップフロップの負荷素子に
なっているPMOSトランジスタ14のチャネル領域1
4aは多結晶Si膜37のみで形成されており、電源線
22は多結晶Si膜37と多結晶Si膜42との2層膜
で形成されている。このため、薄膜トランジスタ14の
遮断時におけるチャネルリーク電流は少なく、電源線2
2の電気抵抗は低い。
ているにも拘らず、動作速度も速い半導体記憶装置を提
供する。 【構成】 メモリセルのフリップフロップの負荷素子に
なっているPMOSトランジスタ14のチャネル領域1
4aは多結晶Si膜37のみで形成されており、電源線
22は多結晶Si膜37と多結晶Si膜42との2層膜
で形成されている。このため、薄膜トランジスタ14の
遮断時におけるチャネルリーク電流は少なく、電源線2
2の電気抵抗は低い。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本願の発明は、TFT負荷型SR
AMと称されている半導体記憶装置に関するものであ
る。
AMと称されている半導体記憶装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図8は、TFT負荷型SRAMのメモリ
セルの等価回路を示している。このメモリセルのフリッ
プフロップ11は駆動用のNMOSトランジスタ12、
13と負荷用のPMOSトランジスタ14、15とから
成っており、このフリップフロップ11と転送用のNM
OSトランジスタ16、17とでメモリセルが構成され
ている。
セルの等価回路を示している。このメモリセルのフリッ
プフロップ11は駆動用のNMOSトランジスタ12、
13と負荷用のPMOSトランジスタ14、15とから
成っており、このフリップフロップ11と転送用のNM
OSトランジスタ16、17とでメモリセルが構成され
ている。
【0003】NMOSトランジスタ12、13のソース
領域には接地線21が接続されており、PMOSトラン
ジスタ14、15のソース領域には電源線22が接続さ
れている。また、ワード線23がNMOSトランジスタ
16、17のゲート電極になっており、これらのNMO
Sトランジスタ16、17の各々の一方のソース・ドレ
イン領域に真補のビット線24、25が接続されてい
る。
領域には接地線21が接続されており、PMOSトラン
ジスタ14、15のソース領域には電源線22が接続さ
れている。また、ワード線23がNMOSトランジスタ
16、17のゲート電極になっており、これらのNMO
Sトランジスタ16、17の各々の一方のソース・ドレ
イン領域に真補のビット線24、25が接続されてい
る。
【0004】トランジスタ12〜17のうちで、NMO
Sトランジスタ12、13、16、17は半導体基板内
にチャネル領域が形成されているバルクトランジスタで
あるが、PMOSトランジスタ14、15はNMOSト
ランジスタ12、13等の上層に積層された多結晶Si
膜内にチャネル領域が形成されている薄膜トランジスタ
(TFT)である。
Sトランジスタ12、13、16、17は半導体基板内
にチャネル領域が形成されているバルクトランジスタで
あるが、PMOSトランジスタ14、15はNMOSト
ランジスタ12、13等の上層に積層された多結晶Si
膜内にチャネル領域が形成されている薄膜トランジスタ
(TFT)である。
【0005】図9、10は、この様なTFT負荷型SR
AMの一従来例のうちで、所謂ボトムゲート型のPMO
Sトランジスタ14、15の構造を示している。この一
従来例では、層間絶縁膜であるSiO2 膜31上で多結
晶Si膜32、33がPMOSトランジスタ14、15
のゲート電極のパターンに加工されている。多結晶Si
膜32、33はPMOSトランジスタ14、15のゲー
ト酸化膜になっているSiO2 膜34に覆われており、
多結晶Si膜33、32に達するコンタクト孔35、3
6がSiO2 膜34に形成されている。
AMの一従来例のうちで、所謂ボトムゲート型のPMO
Sトランジスタ14、15の構造を示している。この一
従来例では、層間絶縁膜であるSiO2 膜31上で多結
晶Si膜32、33がPMOSトランジスタ14、15
のゲート電極のパターンに加工されている。多結晶Si
膜32、33はPMOSトランジスタ14、15のゲー
ト酸化膜になっているSiO2 膜34に覆われており、
多結晶Si膜33、32に達するコンタクト孔35、3
6がSiO2 膜34に形成されている。
【0006】SiO2 膜34上では、多結晶Si膜3
2、33上を通過してコンタクト孔35、36上へ延び
るパターンに多結晶Si膜37、38が加工されてお
り、これらの多結晶Si膜37、38のうちで、SiO
2 膜34を介して多結晶Si膜32、33に対向してい
る領域がPMOSトランジスタ14、15のチャネル領
域14a、15aになっている。
2、33上を通過してコンタクト孔35、36上へ延び
るパターンに多結晶Si膜37、38が加工されてお
り、これらの多結晶Si膜37、38のうちで、SiO
2 膜34を介して多結晶Si膜32、33に対向してい
る領域がPMOSトランジスタ14、15のチャネル領
域14a、15aになっている。
【0007】また、多結晶Si膜37、38のうちで、
チャネル領域14a、15aよりもコンタクト孔35、
36側の領域がドレイン領域14b、15bになってお
り、コンタクト孔35、36とは反対側の領域がソース
領域及び電源線22になっている。
チャネル領域14a、15aよりもコンタクト孔35、
36側の領域がドレイン領域14b、15bになってお
り、コンタクト孔35、36とは反対側の領域がソース
領域及び電源線22になっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、薄膜トラン
ジスタであるPMOSトランジスタ14、15の遮断時
におけるチャネルリーク電流を低減させ、これによって
消費電力を少なくし且つデータ保持特性を高めるという
点からは、多結晶Si膜37、38の膜厚は薄い方が望
ましい(例えば、特開昭61−48975号公報)。
ジスタであるPMOSトランジスタ14、15の遮断時
におけるチャネルリーク電流を低減させ、これによって
消費電力を少なくし且つデータ保持特性を高めるという
点からは、多結晶Si膜37、38の膜厚は薄い方が望
ましい(例えば、特開昭61−48975号公報)。
【0009】しかし、上述の一従来例では、PMOSト
ランジスタ14、15のチャネル領域14a、15aと
電源線22とが同一の多結晶Si膜37、38で形成さ
れているので、多結晶Si膜37、38の膜厚を薄くす
ると、電源線22の電気抵抗が高くなって、動作速度が
低下する。
ランジスタ14、15のチャネル領域14a、15aと
電源線22とが同一の多結晶Si膜37、38で形成さ
れているので、多結晶Si膜37、38の膜厚を薄くす
ると、電源線22の電気抵抗が高くなって、動作速度が
低下する。
【0010】また、PMOSトランジスタ14、15の
閾値電圧を低くして導通時における電流を増大させ、こ
れによってデータ保持特性を高めるためには、ゲート酸
化膜であるSiO2 膜34の膜厚は薄い方が望ましい。
しかし、SiO2 膜34の膜厚を薄くすると、PMOS
トランジスタ14については、ゲート電極である多結晶
Si膜32の端縁部32aにおける耐圧が、電界集中や
多結晶Si膜37をCVD法で堆積させる前処理として
のエッチング等によって劣化し易く、信頼性が低下す
る。
閾値電圧を低くして導通時における電流を増大させ、こ
れによってデータ保持特性を高めるためには、ゲート酸
化膜であるSiO2 膜34の膜厚は薄い方が望ましい。
しかし、SiO2 膜34の膜厚を薄くすると、PMOS
トランジスタ14については、ゲート電極である多結晶
Si膜32の端縁部32aにおける耐圧が、電界集中や
多結晶Si膜37をCVD法で堆積させる前処理として
のエッチング等によって劣化し易く、信頼性が低下す
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体記憶装
置は、薄膜トランジスタ14、15を負荷素子とするフ
リップフロップ11を用いてメモリセルが構成されてい
る半導体記憶装置において、前記薄膜トランジスタ1
4、15のチャネル領域14a、15aは膜厚が相対的
に薄い半導体膜37、38で形成されており、前記薄膜
トランジスタ14、15のソース領域に電気的に接続さ
れている電源線22は膜厚が相対的に厚い半導体膜3
7、38、42で形成されていることを特徴としてい
る。
置は、薄膜トランジスタ14、15を負荷素子とするフ
リップフロップ11を用いてメモリセルが構成されてい
る半導体記憶装置において、前記薄膜トランジスタ1
4、15のチャネル領域14a、15aは膜厚が相対的
に薄い半導体膜37、38で形成されており、前記薄膜
トランジスタ14、15のソース領域に電気的に接続さ
れている電源線22は膜厚が相対的に厚い半導体膜3
7、38、42で形成されていることを特徴としてい
る。
【0012】請求項2の半導体記憶装置は、薄膜トラン
ジスタ14、15を負荷素子とするフリップフロップ1
1を用いてメモリセルが構成されている半導体記憶装置
において、前記薄膜トランジスタ14、15のゲート電
極32、33の端縁部とこの薄膜トランジスタ14、1
5のチャネル領域14a、15aが形成されている半導
体膜37、38との重畳部は互いに積層されているゲー
ト絶縁膜34と層間絶縁膜41とに覆われており、前記
ゲート電極32、33のうちで前記重畳部以外の部分は
前記ゲート絶縁膜34に覆われていることを特徴として
いる。
ジスタ14、15を負荷素子とするフリップフロップ1
1を用いてメモリセルが構成されている半導体記憶装置
において、前記薄膜トランジスタ14、15のゲート電
極32、33の端縁部とこの薄膜トランジスタ14、1
5のチャネル領域14a、15aが形成されている半導
体膜37、38との重畳部は互いに積層されているゲー
ト絶縁膜34と層間絶縁膜41とに覆われており、前記
ゲート電極32、33のうちで前記重畳部以外の部分は
前記ゲート絶縁膜34に覆われていることを特徴として
いる。
【0013】請求項3の半導体記憶装置は、薄膜トラン
ジスタ14、15を負荷素子とするフリップフロップ1
1を用いてメモリセルが構成されている半導体記憶装置
において、前記薄膜トランジスタ14、15のゲート電
極32、33及びこのゲート電極32、33と同一層の
第1の半導体膜51同士の間が絶縁膜52で埋められて
おり、前記ゲート電極32、33及び前記第1の半導体
膜51上と前記絶縁膜52上とに前記薄膜トランジスタ
14、15のゲート絶縁膜34とチャネル領域14a、
15aが形成されている第2の半導体膜37、38とが
順次に積層されていることを特徴としている。
ジスタ14、15を負荷素子とするフリップフロップ1
1を用いてメモリセルが構成されている半導体記憶装置
において、前記薄膜トランジスタ14、15のゲート電
極32、33及びこのゲート電極32、33と同一層の
第1の半導体膜51同士の間が絶縁膜52で埋められて
おり、前記ゲート電極32、33及び前記第1の半導体
膜51上と前記絶縁膜52上とに前記薄膜トランジスタ
14、15のゲート絶縁膜34とチャネル領域14a、
15aが形成されている第2の半導体膜37、38とが
順次に積層されていることを特徴としている。
【0014】請求項4の半導体記憶装置は、請求項1〜
3の何れか1項に記載の半導体記憶装置において、前記
薄膜トランジスタ14、15のゲート電極32、33が
その側面に導電性の側壁63を有しており、前記薄膜ト
ランジスタ14、15のゲート絶縁膜34とチャネル領
域14a、15aが形成されている半導体膜37、38
とが前記ゲート電極32、33上に順次に積層されてい
ることを特徴としている。
3の何れか1項に記載の半導体記憶装置において、前記
薄膜トランジスタ14、15のゲート電極32、33が
その側面に導電性の側壁63を有しており、前記薄膜ト
ランジスタ14、15のゲート絶縁膜34とチャネル領
域14a、15aが形成されている半導体膜37、38
とが前記ゲート電極32、33上に順次に積層されてい
ることを特徴としている。
【0015】請求項5の半導体記憶装置は、請求項1〜
3の何れか1項に記載の半導体記憶装置において、前記
薄膜トランジスタ14、15のゲート電極32、33と
同一層の第1の半導体膜51及び前記薄膜トランジスタ
14、15のチャネル領域14a、15aと同一層の第
2の半導体膜37、38の2層の半導体膜37、38、
51で、前記薄膜トランジスタ14、15のソース領域
に電気的に接続されている電源線22が形成されている
ことを特徴としている。
3の何れか1項に記載の半導体記憶装置において、前記
薄膜トランジスタ14、15のゲート電極32、33と
同一層の第1の半導体膜51及び前記薄膜トランジスタ
14、15のチャネル領域14a、15aと同一層の第
2の半導体膜37、38の2層の半導体膜37、38、
51で、前記薄膜トランジスタ14、15のソース領域
に電気的に接続されている電源線22が形成されている
ことを特徴としている。
【0016】
【作用】請求項1の半導体記憶装置では、膜厚が相対的
に薄い半導体膜37、38で薄膜トランジスタ14、1
5のチャネル領域14a、15aが形成されているの
で、この薄膜トランジスタ14、15の遮断時における
チャネルリーク電流が少ない。一方、膜厚が相対的に厚
い半導体膜37、38、42で電源線22が形成されて
いるので、この電源線22の電気抵抗が低い。
に薄い半導体膜37、38で薄膜トランジスタ14、1
5のチャネル領域14a、15aが形成されているの
で、この薄膜トランジスタ14、15の遮断時における
チャネルリーク電流が少ない。一方、膜厚が相対的に厚
い半導体膜37、38、42で電源線22が形成されて
いるので、この電源線22の電気抵抗が低い。
【0017】請求項2の半導体記憶装置では、薄膜トラ
ンジスタ14、15のゲート電極32、33の端縁部と
この薄膜トランジスタ14、15のチャネル領域14
a、15aが形成されている半導体膜37、38との重
畳部は、ゲート絶縁膜34のみならず層間絶縁膜41に
も覆われており、この部分における絶縁膜34、41の
膜厚が厚いので、この重畳部では電界集中等によるゲー
ト耐圧の劣化がない。一方、ゲート電極32、33のう
ちで重畳部以外の部分はゲート絶縁膜34にしか覆われ
ていないので、薄膜トランジスタ14、15の導通時に
おける電流は減少しない。
ンジスタ14、15のゲート電極32、33の端縁部と
この薄膜トランジスタ14、15のチャネル領域14
a、15aが形成されている半導体膜37、38との重
畳部は、ゲート絶縁膜34のみならず層間絶縁膜41に
も覆われており、この部分における絶縁膜34、41の
膜厚が厚いので、この重畳部では電界集中等によるゲー
ト耐圧の劣化がない。一方、ゲート電極32、33のう
ちで重畳部以外の部分はゲート絶縁膜34にしか覆われ
ていないので、薄膜トランジスタ14、15の導通時に
おける電流は減少しない。
【0018】請求項3の半導体記憶装置では、薄膜トラ
ンジスタ14、15のゲート電極32、33及びこのゲ
ート電極32、33と同一層の第1の半導体膜51同士
の間が絶縁膜52で平坦化されており、これらの上にゲ
ート絶縁膜34とチャネル領域14a、15aが形成さ
れている第2の半導体膜37、38とが順次に積層され
ている。このため、ゲート電極32、33の表面に沿う
様に第2の半導体膜37、38が形成されている場合の
様には電界集中等が生じにくく、この電界集中等による
ゲート耐圧の劣化がない。
ンジスタ14、15のゲート電極32、33及びこのゲ
ート電極32、33と同一層の第1の半導体膜51同士
の間が絶縁膜52で平坦化されており、これらの上にゲ
ート絶縁膜34とチャネル領域14a、15aが形成さ
れている第2の半導体膜37、38とが順次に積層され
ている。このため、ゲート電極32、33の表面に沿う
様に第2の半導体膜37、38が形成されている場合の
様には電界集中等が生じにくく、この電界集中等による
ゲート耐圧の劣化がない。
【0019】請求項4の半導体記憶装置では、薄膜トラ
ンジスタ14、15のゲート電極32、33のうちでチ
ャネル領域14a、15aが形成されている半導体膜3
7、38に対向している部分には鋭角の部分がないので
電界集中等が生じにくく、この電界集中等によるゲート
耐圧の劣化がない。また、薄膜トランジスタ14、15
のチャネル長を半導体膜32、33の加工寸法よりも側
壁の幅だけ増加させることができるので、薄膜トランジ
スタ14、15の短チャネル効果を抑制することができ
る。
ンジスタ14、15のゲート電極32、33のうちでチ
ャネル領域14a、15aが形成されている半導体膜3
7、38に対向している部分には鋭角の部分がないので
電界集中等が生じにくく、この電界集中等によるゲート
耐圧の劣化がない。また、薄膜トランジスタ14、15
のチャネル長を半導体膜32、33の加工寸法よりも側
壁の幅だけ増加させることができるので、薄膜トランジ
スタ14、15の短チャネル効果を抑制することができ
る。
【0020】請求項5の半導体記憶装置では、薄膜トラ
ンジスタ14、15のチャネル領域14a、15aと同
一層の第2の半導体膜37、38のみならず、ゲート電
極32、33と同一層の第1の半導体膜51によって
も、電源線22が形成されているので、電源線22の膜
厚が厚く、この電源線22の電気抵抗が低い。
ンジスタ14、15のチャネル領域14a、15aと同
一層の第2の半導体膜37、38のみならず、ゲート電
極32、33と同一層の第1の半導体膜51によって
も、電源線22が形成されているので、電源線22の膜
厚が厚く、この電源線22の電気抵抗が低い。
【0021】
【実施例】以下、本願の発明の第1〜第4実施例を、図
1〜8を参照しながら説明する。なお、図9、10に示
した一従来例と対応する構成部分には、同一の符号を付
してある。
1〜8を参照しながら説明する。なお、図9、10に示
した一従来例と対応する構成部分には、同一の符号を付
してある。
【0022】図1、2が、第1実施例を示している。こ
の第1実施例を製造するためには、図8に示したNMO
Sトランジスタ12、13、16、17等を従来公知の
工程で形成した後、図1(a)に示す様に、これらの上
層の層間絶縁膜であるSiO2 膜31上で膜厚が200
0Å程度の多結晶Si膜をCVD法で全面に堆積させ
る。
の第1実施例を製造するためには、図8に示したNMO
Sトランジスタ12、13、16、17等を従来公知の
工程で形成した後、図1(a)に示す様に、これらの上
層の層間絶縁膜であるSiO2 膜31上で膜厚が200
0Å程度の多結晶Si膜をCVD法で全面に堆積させ
る。
【0023】その後、この多結晶Si膜をパターニング
して、PMOSトランジスタ14、15のゲート電極に
なる多結晶Si膜32、33を得る。そして、膜厚が1
000Å程度のSiO2 膜41と膜厚が500〜100
0Å程度の多結晶Si膜42とを順次に全面に堆積させ
る。
して、PMOSトランジスタ14、15のゲート電極に
なる多結晶Si膜32、33を得る。そして、膜厚が1
000Å程度のSiO2 膜41と膜厚が500〜100
0Å程度の多結晶Si膜42とを順次に全面に堆積させ
る。
【0024】次に、図1(b)に示す様に、多結晶Si
膜42上にレジスト43を塗布し、PMOSトランジス
タ14、15のチャネル領域14a、15a及びコンタ
クト孔35、36に対応する部分のレジスト43を除去
するパターニングを行う。そして、このレジスト43を
マスクにして、多結晶Si膜42とSiO2 膜41とを
エッチングする。
膜42上にレジスト43を塗布し、PMOSトランジス
タ14、15のチャネル領域14a、15a及びコンタ
クト孔35、36に対応する部分のレジスト43を除去
するパターニングを行う。そして、このレジスト43を
マスクにして、多結晶Si膜42とSiO2 膜41とを
エッチングする。
【0025】次に、図1(c)に示す様に、レジスト4
3を除去した後、膜厚が400Å程度のSiO2 膜34
をCVD法で全面に堆積させ、更にレジスト44を塗布
する。そして、PMOSトランジスタ14、15のチャ
ネル領域14a、15aのパターンにレジスト44を残
す加工を行い、このレジスト44をマスクにして、Si
O2 膜34をエッチングする。
3を除去した後、膜厚が400Å程度のSiO2 膜34
をCVD法で全面に堆積させ、更にレジスト44を塗布
する。そして、PMOSトランジスタ14、15のチャ
ネル領域14a、15aのパターンにレジスト44を残
す加工を行い、このレジスト44をマスクにして、Si
O2 膜34をエッチングする。
【0026】次に、図1(d)に示す様に、レジスト4
4を除去した後、膜厚が200Å程度の多結晶Si膜を
CVD法で全面に堆積させ、この多結晶Si膜と多結晶
Si膜42とを同時にパターニングして、PMOSトラ
ンジスタ14、15のチャネル領域14a、15a、ド
レイン領域14b、15b及びソース領域と電源線22
とのパターンの多結晶Si膜37、38とその下層にの
み位置する多結晶Si膜42とを得る。
4を除去した後、膜厚が200Å程度の多結晶Si膜を
CVD法で全面に堆積させ、この多結晶Si膜と多結晶
Si膜42とを同時にパターニングして、PMOSトラ
ンジスタ14、15のチャネル領域14a、15a、ド
レイン領域14b、15b及びソース領域と電源線22
とのパターンの多結晶Si膜37、38とその下層にの
み位置する多結晶Si膜42とを得る。
【0027】その後、チャネル領域14a、15a以外
の多結晶Si膜37、38、42にP型の不純物を導入
してPMOSトランジスタ14、15を完成させ、更に
従来公知の工程を実行して、この第1実施例を完成させ
る。なお、この第1実施例では、PMOSトランジスタ
14、15が所謂ボトムゲート型であるが、必ずしもボ
トムゲート型である必要はなく、所謂トップゲート型で
あってもよい。
の多結晶Si膜37、38、42にP型の不純物を導入
してPMOSトランジスタ14、15を完成させ、更に
従来公知の工程を実行して、この第1実施例を完成させ
る。なお、この第1実施例では、PMOSトランジスタ
14、15が所謂ボトムゲート型であるが、必ずしもボ
トムゲート型である必要はなく、所謂トップゲート型で
あってもよい。
【0028】図3、4は、第2実施例を示している。こ
の第2実施例の製造に際しても、図3(a)に示す様
に、SiO2 膜41の堆積までは、上述の第1実施例を
製造する場合と同様の工程を実行する。
の第2実施例の製造に際しても、図3(a)に示す様
に、SiO2 膜41の堆積までは、上述の第1実施例を
製造する場合と同様の工程を実行する。
【0029】しかし、この第2実施例を製造するために
は、次に、図3(b)に示す様に、SiO2 膜41上に
レジスト45を塗布し、多結晶Si膜32、33の端縁
部と後に形成する多結晶Si膜37、38との重畳部に
対応する部分のレジスト45を残すパターニングを行
う。そして、このレジスト45をマスクにして、SiO
2 膜41をエッチングする。
は、次に、図3(b)に示す様に、SiO2 膜41上に
レジスト45を塗布し、多結晶Si膜32、33の端縁
部と後に形成する多結晶Si膜37、38との重畳部に
対応する部分のレジスト45を残すパターニングを行
う。そして、このレジスト45をマスクにして、SiO
2 膜41をエッチングする。
【0030】次に、図3(c)に示す様に、レジスト4
5を除去した後、膜厚が200〜400Å程度のSiO
2 膜34をCVD法で全面に堆積させ、更にレジスト4
6を塗布する。そして、コンタクト孔35、36に対応
する部分のレジスト46を除去するパターニングを行
い、このレジスト46をマスクにして、SiO2 膜34
をエッチングする。
5を除去した後、膜厚が200〜400Å程度のSiO
2 膜34をCVD法で全面に堆積させ、更にレジスト4
6を塗布する。そして、コンタクト孔35、36に対応
する部分のレジスト46を除去するパターニングを行
い、このレジスト46をマスクにして、SiO2 膜34
をエッチングする。
【0031】次に、図3(d)に示す様に、レジスト4
6を除去した後、多結晶Si膜をCVD法で全面に堆積
させ、この多結晶Si膜をパターニングして、PMOS
トランジスタ14、15のチャネル領域14a、15
a、ドレイン領域14b、15b及びソース領域と電源
線22とのパターンの多結晶Si膜37、38を得る。
この後は、第1実施例を製造する場合と同様の工程を実
行して、この第2実施例を完成させる。
6を除去した後、多結晶Si膜をCVD法で全面に堆積
させ、この多結晶Si膜をパターニングして、PMOS
トランジスタ14、15のチャネル領域14a、15
a、ドレイン領域14b、15b及びソース領域と電源
線22とのパターンの多結晶Si膜37、38を得る。
この後は、第1実施例を製造する場合と同様の工程を実
行して、この第2実施例を完成させる。
【0032】図5、6は、第3実施例を示している。こ
の第3実施例の製造に際しても、図5(a)に示す様
に、PMOSトランジスタ14、15のゲート電極等を
形成するための多結晶Si膜47を堆積させ、この多結
晶Si膜47上にレジスト48を塗布するまでは、上述
の第1及び第2実施例を製造する場合と同様の工程を実
行する。しかし、この第3実施例を製造するためには、
PMOSトランジスタ14、15のゲート電極のみなら
ず電源線22のパターンにもレジスト48を残す加工を
行う。
の第3実施例の製造に際しても、図5(a)に示す様
に、PMOSトランジスタ14、15のゲート電極等を
形成するための多結晶Si膜47を堆積させ、この多結
晶Si膜47上にレジスト48を塗布するまでは、上述
の第1及び第2実施例を製造する場合と同様の工程を実
行する。しかし、この第3実施例を製造するためには、
PMOSトランジスタ14、15のゲート電極のみなら
ず電源線22のパターンにもレジスト48を残す加工を
行う。
【0033】次に、レジスト48をマスクにして多結晶
Si膜47に対するRIEを行って、図5(b)に示す
様に、PMOSトランジスタ14、15のゲート電極に
なる多結晶Si膜32、33と電源線22の一部になる
多結晶Si膜51とを得る。そして、レジスト48を除
去した後、膜厚が3000Å程度のSiO2 膜52をC
VD法で全面に堆積させ、更にSOG膜53かレジスト
をSiO2 膜52上に回転塗布する。
Si膜47に対するRIEを行って、図5(b)に示す
様に、PMOSトランジスタ14、15のゲート電極に
なる多結晶Si膜32、33と電源線22の一部になる
多結晶Si膜51とを得る。そして、レジスト48を除
去した後、膜厚が3000Å程度のSiO2 膜52をC
VD法で全面に堆積させ、更にSOG膜53かレジスト
をSiO2 膜52上に回転塗布する。
【0034】次に、SOG膜53またはレジストとSi
O2 膜52との全面をRIEでエッチバックして、図5
(c)に示す様に、多結晶Si膜32、33、51間を
SiO2 膜52で平坦に埋める。
O2 膜52との全面をRIEでエッチバックして、図5
(c)に示す様に、多結晶Si膜32、33、51間を
SiO2 膜52で平坦に埋める。
【0035】次に、図5(d)に示す様に、膜厚が50
0Å程度のSiO2 膜34をCVD法で全面に堆積さ
せ、更にレジスト54を塗布する。そして、多結晶Si
膜32、33、51に対するコンタクト孔35、36、
55、56に対応する部分のレジスト54除去するパタ
ーニングを行い、このレジスト54をマスクにして、S
iO2 膜34に対するRIEを行う。
0Å程度のSiO2 膜34をCVD法で全面に堆積さ
せ、更にレジスト54を塗布する。そして、多結晶Si
膜32、33、51に対するコンタクト孔35、36、
55、56に対応する部分のレジスト54除去するパタ
ーニングを行い、このレジスト54をマスクにして、S
iO2 膜34に対するRIEを行う。
【0036】次に、図5(e)に示す様に、レジスト5
4を除去した後、多結晶Si膜57をCVD法で全面に
堆積させ、更にレジスト58を塗布する。そして、PM
OSトランジスタ14、15のチャネル領域14a、1
5a、ドレイン領域14b、15b及びソース領域のパ
ターンにレジスト58を加工する。
4を除去した後、多結晶Si膜57をCVD法で全面に
堆積させ、更にレジスト58を塗布する。そして、PM
OSトランジスタ14、15のチャネル領域14a、1
5a、ドレイン領域14b、15b及びソース領域のパ
ターンにレジスト58を加工する。
【0037】次に、レジスト58をマスクにして多結晶
Si膜57に対するRIEを行って、図5(f)に示す
様に、多結晶Si膜37、38を得る。この後は、第1
及び第2実施例を製造する場合と同様の工程を実行し
て、この第3実施例を完成させる。
Si膜57に対するRIEを行って、図5(f)に示す
様に、多結晶Si膜37、38を得る。この後は、第1
及び第2実施例を製造する場合と同様の工程を実行し
て、この第3実施例を完成させる。
【0038】以上の様にして製造した第3実施例では、
多結晶Si膜37、38のみならず、多結晶Si膜3
7、38と同一層の多結晶Si膜51によっても電源線
22が形成されているが、図1、2に示した第1実施例
における多結晶Si膜42の代わりに多結晶Si膜51
を用いてもよく、図3、4に示した第2実施例で多結晶
Si膜51を用いてもよい。
多結晶Si膜37、38のみならず、多結晶Si膜3
7、38と同一層の多結晶Si膜51によっても電源線
22が形成されているが、図1、2に示した第1実施例
における多結晶Si膜42の代わりに多結晶Si膜51
を用いてもよく、図3、4に示した第2実施例で多結晶
Si膜51を用いてもよい。
【0039】図7は、第4実施例の製造工程を示してい
る。この第4実施例の製造に際しても、図7(a)に示
す様に、PMOSトランジスタ14、15のゲート電極
等を形成するための多結晶Si膜47をCVD法で10
0nm程度の膜厚に堆積させるまでは、上述の第1〜第
3実施例を製造する場合と同様の工程を実行する。
る。この第4実施例の製造に際しても、図7(a)に示
す様に、PMOSトランジスタ14、15のゲート電極
等を形成するための多結晶Si膜47をCVD法で10
0nm程度の膜厚に堆積させるまでは、上述の第1〜第
3実施例を製造する場合と同様の工程を実行する。
【0040】しかし、この第4実施例を製造するために
は、膜厚が30nm程度のSiO2膜61をCVD法で
多結晶Si膜47上に堆積させ、このSiO2 膜61上
にレジスト62を塗布する。そして、PMOSトランジ
スタ14、15のゲート電極のパターンにレジスト62
を残す加工を行う。
は、膜厚が30nm程度のSiO2膜61をCVD法で
多結晶Si膜47上に堆積させ、このSiO2 膜61上
にレジスト62を塗布する。そして、PMOSトランジ
スタ14、15のゲート電極のパターンにレジスト62
を残す加工を行う。
【0041】次に、レジスト62をマスクにして、Si
O2 膜61と多結晶Si膜47とに対するRIEを行っ
て、図7(b)に示す様に、多結晶Si膜32、33を
得る。そして、レジスト62を除去した後、膜厚が10
0nm程度の多結晶Si膜63をCVD法で全面に堆積
させる。
O2 膜61と多結晶Si膜47とに対するRIEを行っ
て、図7(b)に示す様に、多結晶Si膜32、33を
得る。そして、レジスト62を除去した後、膜厚が10
0nm程度の多結晶Si膜63をCVD法で全面に堆積
させる。
【0042】次に、多結晶Si膜63の全面に対してR
IEを行い、更にSiO2 膜61を除去して、図7
(c)に示す様に、多結晶Si膜63から成る側壁を多
結晶Si膜32、33の側面に形成する。その後、図7
(d)に示す様に、膜厚が40nm程度のSiO2 膜3
4をCVD法で全面に堆積させ、更にレジスト46を塗
布する。そして、コンタクト孔35、36に対応する部
分のレジスト46を除去するパターニングを行う。
IEを行い、更にSiO2 膜61を除去して、図7
(c)に示す様に、多結晶Si膜63から成る側壁を多
結晶Si膜32、33の側面に形成する。その後、図7
(d)に示す様に、膜厚が40nm程度のSiO2 膜3
4をCVD法で全面に堆積させ、更にレジスト46を塗
布する。そして、コンタクト孔35、36に対応する部
分のレジスト46を除去するパターニングを行う。
【0043】次に、図7(e)に示す様に、レジスト4
6をマスクにして、SiO2 膜34に対するRIEを行
う。そして、レジスト46を除去した後、膜厚が20n
m程度の多結晶Si膜をCVD法で全面に堆積させ、こ
の多結晶Si膜をPMOSトランジスタ14、15のチ
ャネル領域14a、15a、ドレイン領域14b、15
b及びソース領域と電源線22とのパターンに加工し
て、多結晶Si膜37、38を得る。
6をマスクにして、SiO2 膜34に対するRIEを行
う。そして、レジスト46を除去した後、膜厚が20n
m程度の多結晶Si膜をCVD法で全面に堆積させ、こ
の多結晶Si膜をPMOSトランジスタ14、15のチ
ャネル領域14a、15a、ドレイン領域14b、15
b及びソース領域と電源線22とのパターンに加工し
て、多結晶Si膜37、38を得る。
【0044】この後は、第1〜第3実施例を製造する場
合と同様の工程を実行して、この第4実施例を完成させ
る。なお、既述の第1〜第3実施例においても、この第
4実施例と同様に、多結晶Si膜63から成る側壁を多
結晶Si膜32、33の側面に形成してもよい。
合と同様の工程を実行して、この第4実施例を完成させ
る。なお、既述の第1〜第3実施例においても、この第
4実施例と同様に、多結晶Si膜63から成る側壁を多
結晶Si膜32、33の側面に形成してもよい。
【0045】
【発明の効果】請求項1の半導体記憶装置では、メモリ
セルを構成しているフリップフロップの負荷素子である
薄膜トランジスタの遮断時におけるチャネルリーク電流
が少ないので、消費電力が少なく且つデータ保持特性が
優れているにも拘らず、電源線の電気抵抗が低いので、
動作速度が速い。
セルを構成しているフリップフロップの負荷素子である
薄膜トランジスタの遮断時におけるチャネルリーク電流
が少ないので、消費電力が少なく且つデータ保持特性が
優れているにも拘らず、電源線の電気抵抗が低いので、
動作速度が速い。
【0046】請求項2の半導体記憶装置では、薄膜トラ
ンジスタの導通時における電流が減少しないので、デー
タ保持特性が劣化しないにも拘らず、電界集中等による
ゲート耐圧の劣化がないので、信頼性が高い。
ンジスタの導通時における電流が減少しないので、デー
タ保持特性が劣化しないにも拘らず、電界集中等による
ゲート耐圧の劣化がないので、信頼性が高い。
【0047】請求項3の半導体記憶装置では、薄膜トラ
ンジスタで電界集中等によるゲート耐圧の劣化がないの
で、信頼性が高い。
ンジスタで電界集中等によるゲート耐圧の劣化がないの
で、信頼性が高い。
【0048】請求項4の半導体記憶装置では、薄膜トラ
ンジスタで電界集中等によるゲート耐圧の劣化がなく、
しかも薄膜トランジスタの短チャネル効果を抑制するこ
とができるので、信頼性が高い。
ンジスタで電界集中等によるゲート耐圧の劣化がなく、
しかも薄膜トランジスタの短チャネル効果を抑制するこ
とができるので、信頼性が高い。
【0049】請求項5の半導体記憶装置では、電源線の
電気抵抗が低いので、動作速度が速い。
電気抵抗が低いので、動作速度が速い。
【図1】本願の発明の第1実施例の製造工程を順次に示
しており、図2のI−I線に沿う位置における側断面図
である。
しており、図2のI−I線に沿う位置における側断面図
である。
【図2】第1実施例の平面図である。
【図3】第2実施例の製造工程を順次に示しており、図
4のIII−III線に沿う位置における側断面図であ
る。
4のIII−III線に沿う位置における側断面図であ
る。
【図4】第2実施例の平面図である。
【図5】第3実施例の製造工程を順次に示しており、図
6のV−V線に沿う位置における側断面図である。
6のV−V線に沿う位置における側断面図である。
【図6】第3実施例の平面図である。
【図7】第4実施例の製造工程を順次に示す側断面図で
ある。
ある。
【図8】本願の発明を適用し得るTFT負荷型SRAM
のメモリセルの等価回路図である。
のメモリセルの等価回路図である。
【図9】本願の発明の一従来例を示しており、図10の
IX−IX線に沿う位置における側断面図である。
IX−IX線に沿う位置における側断面図である。
【図10】一従来例の平面図である。
11 フリップフロップ 14 PMOSトランジスタ 14a チャネル領域 15 PMOSトランジスタ 15a チャネル領域 22 電源線 32 多結晶Si膜 33 多結晶Si膜 34 SiO2 膜 37 多結晶Si膜 38 多結晶Si膜 41 SiO2 膜 42 多結晶Si膜 51 多結晶Si膜 52 SiO2 膜 63 多結晶Si膜
Claims (5)
- 【請求項1】 薄膜トランジスタを負荷素子とするフリ
ップフロップを用いてメモリセルが構成されている半導
体記憶装置において、 前記薄膜トランジスタのチャネル領域は膜厚が相対的に
薄い半導体膜で形成されており、 前記薄膜トランジスタのソース領域に電気的に接続され
ている電源線は膜厚が相対的に厚い半導体膜で形成され
ていることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】 薄膜トランジスタを負荷素子とするフリ
ップフロップを用いてメモリセルが構成されている半導
体記憶装置において、 前記薄膜トランジスタのゲート電極の端縁部とこの薄膜
トランジスタのチャネル領域が形成されている半導体膜
との重畳部は互いに積層されているゲート絶縁膜と層間
絶縁膜とに覆われており、 前記ゲート電極のうちで前記重畳部以外の部分は前記ゲ
ート絶縁膜に覆われていることを特徴とする半導体記憶
装置。 - 【請求項3】 薄膜トランジスタを負荷素子とするフリ
ップフロップを用いてメモリセルが構成されている半導
体記憶装置において、 前記薄膜トランジスタのゲート電極及びこのゲート電極
と同一層の第1の半導体膜同士の間が絶縁膜で埋められ
ており、 前記ゲート電極及び前記第1の半導体膜上と前記絶縁膜
上とに前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜とチャネル
領域が形成されている第2の半導体膜とが順次に積層さ
れていることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項4】 前記薄膜トランジスタのゲート電極がそ
の側面に導電性の側壁を有しており、 前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜とチャネル領域が
形成されている半導体膜とが前記ゲート電極上に順次に
積層されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか
1項に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項5】 前記薄膜トランジスタのゲート電極と同
一層の第1の半導体膜及び前記薄膜トランジスタのチャ
ネル領域と同一層の第2の半導体膜の2層の半導体膜
で、前記薄膜トランジスタのソース領域に電気的に接続
されている電源線が形成されていることを特徴とする請
求項1〜3の何れか1項に記載の半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213772A JPH0637283A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213772A JPH0637283A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 半導体記憶装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0637283A true JPH0637283A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16644784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4213772A Pending JPH0637283A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637283A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010206154A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-09-16 | Hitachi Displays Ltd | 表示装置 |
-
1992
- 1992-07-17 JP JP4213772A patent/JPH0637283A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010206154A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-09-16 | Hitachi Displays Ltd | 表示装置 |
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