JPH08148653A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置およびその製造方法

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JPH08148653A
JPH08148653A JP6282356A JP28235694A JPH08148653A JP H08148653 A JPH08148653 A JP H08148653A JP 6282356 A JP6282356 A JP 6282356A JP 28235694 A JP28235694 A JP 28235694A JP H08148653 A JPH08148653 A JP H08148653A
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JP
Japan
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mosfet
region
forming
integrated circuit
circuit device
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Withdrawn
Application number
JP6282356A
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English (en)
Inventor
Yutaka Hoshino
裕 星野
Hideaki Nakamura
英明 中村
Shuji Ikeda
修二 池田
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Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低電圧動作ができるSRAMを備えている半
導体集積回路装置と、それを容易に製造することができ
る製造方法を提供する。 【構成】 SRAMのメモリセルを構成している転送用
MOSFETの周辺のチャネルストッパ19の不純物濃
度は、駆動用MOSFETの周辺のチャネルストッパ1
8の不純物濃度よりも低く、転送用MOSFETのしき
い電圧は駆動用MOSFETのしきい電圧よりも小さ
く、駆動用MOSFETのチャネル領域に埋め込み拡散
層25を設け、グランド線として金属配線層62と上層
配線層64とからなる2層構造のものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置お
よびその製造技術に関し、特に、SRAM(Static Ran
dom Access Memory)の低電圧動作を達成することに適用
して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】SRAMは、記憶状態が安定しており、
MOSFETを主要素子としているものであるため、高
集積化がしやすく、しかも消費電力の小さい半導体集積
回路装置を得ることができるものである。
【0003】なお、SRAMに関する文献としては、例
えばW・マリ著、啓学出版株式会社発行「図説超LSI
工学」(1990年12月15日発行)p284〜p2
91に記載がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記SRA
Mにおいては、以下に述べるような種々の問題点がある
ことを本発明者は見い出した。
【0005】すなわち、SRAMの動作電圧は、5Vで
あるのが普通である。現状の製造技術では、5V以下の
3Vの動作電圧とするためには、フルCMOS(Comple
mentary Metal Oxide Semiconductor)の構造を採用する
か、メモリセルを大きくして、βレシオを上げる方法を
採用することが考えられる。
【0006】しかしながら、動作電圧を低減するため
に、メモリセルを大きくして、βレシオを上げる方法を
採用することにより、集積度が低下し、実用性に欠ける
という問題点が発生することを本発明者は見い出した。
【0007】本発明の目的は、メモリセルサイズを大き
くすることなく、低電圧動作を備えているSRAMを有
する半導体集積回路装置を提供することにある。
【0008】本発明の他の目的は、メモリセルサイズを
大きくすることなく、低電圧動作を備えているSRAM
を有する半導体集積回路装置を容易に製作することがで
きる製造技術を提供することにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明において開示され
る発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、以下
の通りである。
【0011】(1)本発明の半導体集積回路装置は、S
RAMのメモリセルを構成している転送用MOSFET
の周辺のチャネルストッパの不純物濃度は、SRAMの
メモリセルを構成している駆動用MOSFETの周辺の
チャネルストッパの不純物濃度よりも低く、前記転送用
MOSFETのしきい電圧は、前記駆動用MOSFET
のしきい電圧よりも小さく、前記駆動用MOSFETの
チャネル領域には、埋め込み拡散層が設けられているも
のである。
【0012】(2)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、半導体基板におけるSRAMのメモリセルを構
成する転送用MOSFETの形成領域の周辺のフィール
ド酸化シリコン膜の形成領域およびSRAMのメモリセ
ルを構成する駆動用MOSFETの形成領域の周辺のフ
ィールド酸化シリコン膜の形成領域にチャネルストッパ
用の不純物をイオン打ち込みした後、前記半導体基板に
おける前記転送用MOSFETの形成領域の周辺のフィ
ールド酸化シリコン膜の形成領域の上にフォトレジスト
膜を形成した後、前記駆動用MOSFETの形成領域の
周辺のフィールド酸化シリコン膜の形成領域にチャネル
ストッパ用の不純物をイオン打ち込みする工程と、前記
駆動用MOSFETのチャネル領域に不純物をイオン打
ち込みした後、熱処理を行って前記チャネル領域と同一
導電型の埋め込み拡散層を形成する工程と、前記駆動用
MOSFETの形成領域の上に絶縁膜を形成した後、前
記絶縁膜の上から不純物をイオン注入して前記駆動用M
OSFETにおけるソース・ドレインとなる半導体領域
を形成する工程とを有するものである。
【0013】
【作用】
(1)前記した本発明の半導体集積回路装置によれば、
SRAMのメモリセルを構成している転送用MOSFE
Tの周辺のチャネルストッパの不純物濃度は他の領域の
チャネルストッパの不純物濃度よりも低いことに加えて
前記転送用MOSFETのしきい電圧は駆動用MOSF
ETのしきい電圧よりも小さいことにより、前記転送用
MOSFETにおいては、その基板効果定数の低減化が
できる。
【0014】また、転送用MOSFETの周辺のチャネ
ルストッパの不純物濃度は他の領域のチャネルストッパ
の不純物濃度よりも低いことにより、転送用MOSFE
Tの占有面積を小さくしても、転送用MOSFETのチ
ャネル領域にチャネルストッパを形成する際の不純物が
浸入するのを防止できるために、転送用MOSFETを
小占有面積とすることができると共にチャネル領域の不
純物濃度を調整することによりしきい電圧を低下させる
ことができる。
【0015】また、前記転送用MOSFETにおける実
動作時で考えられるバックバイアス印加時の前記転送用
MOSFETのしきい電圧を下げることができる。これ
により、データ線から記憶ノードへ書き込みされる電位
の前記転送用MOSFETのしきい電圧の落ちを減らす
ことができる。
【0016】さらに、前記駆動用MOSFETにおいて
は、そのチャネル領域に埋め込み拡散層が設けられてい
ることにより、しきい電圧を低下させることなく高ドー
ズのソース・ドレインとなる半導体領域を設けることが
できるので、前記駆動用MOSFETのしきい電圧を高
くすることができると共にソース・ドレイン電流
(IDS)を大きくすることができる。
【0017】そのため、前記駆動用MOSFETのしき
い電圧が高いこととβレシオ(駆動用MOSFETのI
DS/転送用MOSFETのIDS)が大きくなるために、
メモリセルの安定性が向上し、低電圧動作ができるよう
になる。
【0018】(2)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法によれば、転送用MOSFETの形成領域の周辺の
フィールド酸化シリコン膜の形成領域および駆動用MO
SFETの形成領域の周辺のフィールド酸化シリコン膜
の形成領域にチャネルストッパ用の不純物をイオン打ち
込みする工程と、前記転送用MOSFETの形成領域の
周辺のフィールド酸化シリコン膜の形成領域の上にフォ
トレジスト膜を形成する工程と、前記駆動用MOSFE
Tの形成領域の周辺のフィールド酸化シリコン膜の形成
領域にチャネルストッパ用の不純物をイオン打ち込みす
る工程とを有することにより、2回のイオン打ち込み工
程を採用して、前記転送用MOSFETの周辺のチャネ
ルストッパの不純物濃度を前記駆動用MOSFETの周
辺のチャネルストッパの不純物濃度よりも低く形成でき
る。
【0019】さらに、前記駆動用MOSFETのチャネ
ル領域に不純物をイオン打ち込みした後、熱処理を行っ
て前記チャネル領域と同一導電型の埋め込み拡散層を形
成する工程と、前記絶縁膜の上から不純物をイオン注入
して前記駆動用MOSFETにおけるソース・ドレイン
となる半導体領域を形成する工程とを有することによ
り、前記駆動用MOSFETのソース・ドレインとなる
半導体領域のイオン打ち込みに際しては、スルー膜とし
て機能する絶縁膜を形成した状態で行っているために、
高ドーズ量のイオン打ち込みであっても前記半導体領域
に結晶欠陥は発生しない状態で高ドーズ量のイオン打ち
込みができる。さらに前記埋め込み層を形成しているた
めに、前記駆動用MOSFETのしきい電圧を高くでき
ると共にソース・ドレイン電流(IDS)を大きくするこ
とができる。
【0020】そのために、前記駆動用MOSFETのし
きい電圧を高くしかもβレシオも大きくできるので、低
電圧動作のSRAMを容易な製造工程により製作でき
る。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。なお、実施例を説明するための全図におい
て同一機能を有するものは同一の符号を付し、重複説明
は省略する。
【0022】図1〜図41は、本発明の一実施例である
SRAMを有する半導体集積回路装置の製造工程を示す
断面図である。同図を用いて、本発明の半導体集積回路
装置およびその具体的な製造方法について説明する。
【0023】まず、図1に示すように、例えばn型のシ
リコン単結晶などからなる半導体基板1の表面に熱酸化
処理により薄膜の酸化シリコン膜2を形成した後、その
表面に熱酸化用のマスクとなる窒化シリコン膜3をCV
D法により堆積する。
【0024】次に、図2に示すように、窒化シリコン膜
3を所定の膜厚になるように形成した後、その上にフォ
トレジスト膜4を形成する。その後、フォトリソグラフ
ィ技術を用いて、n型ウエル領域を形成する領域のフォ
トレジスト膜4を取り除いた後、フォトレジスト膜4を
エッチング用マスクとして使用して、表面が露出してい
る窒化シリコン膜3をエッチングすることにより取り除
く。
【0025】次に、図3に示すように、フォトレジスト
膜4をエッチング用マスクとして使用して、表面が露出
している酸化シリコン膜2をエッチングすることにより
取り除いた後、リン(P)などのn型不純物5をイオン
注入法により半導体基板1にイオン打ち込みする。
【0026】次に、図4に示すように、不要となったフ
ォトレジスト膜4を取り除いた後、窒化シリコン膜3を
熱酸化用マスクとして使用して、表面が露出している半
導体基板1を熱酸化して厚膜の酸化シリコン膜6を形成
する。
【0027】次に、図5に示すように、不要となった窒
化シリコン膜3を取り除く作業を行う。
【0028】次に、図6に示すように、半導体基板1に
おけるp型ウエル領域を形成する領域に例えばフッ化ホ
ウ素(BF2)などからなるp型不純物7をイオン注入法
によりイオン打ち込みする。この場合、酸化シリコン膜
6は、酸化シリコン膜2よりも3倍以上の厚膜であるこ
とにより、イオン注入用のマスクとしての機能をはたし
ている。
【0029】次に、図7に示すように、半導体基板1の
熱処理(例えば、1200℃で180分間)を行って、
イオン打ち込みで導入したn型不純物5(図3参照)お
よびp型不純物7(図6参照)を熱拡散して、n型ウエ
ル領域8およびp型ウエル領域9を形成する。
【0030】なお、図7を含む本実施例における断面図
において、図示上の明確さより、必要に応じ半導体基板
1におけるpn接合領域を点線により表示している。
【0031】次に、不要となった酸化シリコン膜2,6
を取り除いた後、図8に示すように、半導体基板1の表
面に新たに酸化シリコン膜10を20nm程度の膜厚を
もってCVD法により形成する。
【0032】次に、図9に示すように、酸化シリコン膜
10の表面に窒化シリコン膜11を140nm程度の膜
厚をもってCVD法により形成する。
【0033】次に、図10に示すように、窒化シリコン
膜11の表面にフォトレジスト膜12を形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いて、MOSFETの形成領
域上のフォトレジスト膜を残すようにフォトレジスト膜
12を取り除き、そのフォトレジスト膜12をエッチン
グ用マスクとして使用して表面が露出している窒化シリ
コン膜11をエッチングすることにより取り除く。
【0034】次に、図11に示すように、不要となった
フォトレジスト膜12を取り除いた後、n型ウエル領域
8の上にフォトレジスト膜13を被覆する。
【0035】次に、フォトレジスト膜13および窒化シ
リコン膜11をマスクとして使用して、素子分離用絶縁
膜の下にチャネルストッパを形成するための1回目のイ
オン打ち込みを行う。すなわち、p型不純物であるBF
2 14をイオン注入法によりp型ウエル領域9にイオン
打ち込みする。
【0036】イオン打ち込みの条件としては、イオン打
ち込みエネルギーは、例えば40KeV、不純物ドーズ
量は、例えば4×1013/cm2 とする。
【0037】次に、フォトレジスト膜13を取り除いた
後、図12に示すように、新たにフォトレジスト膜15
を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて、素子分離
用絶縁膜を形成する領域のフォトレジスト膜15を取り
除く作業を行う。
【0038】フォトレジスト膜15が残存している領域
は、本実施例の主要な意図の1つである。すなわち、S
RAMにおける転送用MOSFET(図12に図示され
ている4個の窒化シリコン膜11の左から2番目の窒化
シリコン膜11およびその周辺の領域)におけるソース
・ドレイン形成領域には、フォトレジスト膜15が設け
られている。
【0039】また、n型ウエル領域8の上にもフォトレ
ジスト膜15が設けられている。なお、転送用MOSF
ETのアイソレーションをメモリセルにおける他の駆動
用MOSFETなどのアイソレーションの最小寸法より
大きく設定して、転送用MOSFETの特性を向上させ
る対策を採用していることにより、それらの周辺に形成
されるフィールド酸化シリコン膜の領域をそれに対応す
るように形成するものである。
【0040】次に、フォトレジスト膜15および窒化シ
リコン膜11をマスクとして使用して、素子分離用絶縁
膜の下にチャネルストッパを形成するための2回目のイ
オン打ち込みを行う。すなわち、p型不純物であるBF
2 16をイオン注入法によりp型ウエル領域9にイオン
打ち込みする。
【0041】イオン打ち込みの条件としては、イオン打
ち込みエネルギーは、例えば40KeV、不純物ドーズ
量は、例えば2×1013/cm2 とする。
【0042】前記2回目の不純物イオンは、転送用MO
SFETの形成領域の周辺のチャネルストッパの形成領
域には、打ち込まれていない。
【0043】そのため、転送用MOSFETの形成領域
の周辺のチャネルストッパの形成領域の不純物量は、例
えば1回目のイオン打ち込み量である4×1013/cm
2 となり、他の領域にイオン打ち込みされている2回目
のイオン打ち込み量である2×1013/cm3 はイオン
打ち込みされておらず、他の領域よりも不純物濃度が低
いチャネルストッパとなるものである。
【0044】次に、不要となったフォトレジスト膜15
を取り除いた後、図13に示すように、例えば1000
℃程度の熱酸化処理を行い、素子分離用絶縁膜となる膜
厚が例えば500nm程度のフィールド酸化シリコン膜
17を形成する。
【0045】前記熱酸化処理により、フィールド酸化シ
リコン膜17の下にp型の半導体領域であるチャネルス
トッパ18が形成される。
【0046】図13において、符号19は、転送用MO
SFETの形成領域の周辺におけるチャネルストッパ1
8の領域を示すものである。これは、前記p型不純物で
あるBF2 16(図12参照)がイオン打ち込みされて
いない領域のチャネルストッパ18であり、他の領域は
前記p型不純物であるBF2 16がイオン打ち込みされ
ているチャネルストッパ18である。
【0047】そのため、符号19で示した領域のチャネ
ルストッパ18の領域は、他の領域のチャネルストッパ
18の不純物濃度よりも低い値を有するものを形成して
いることになる。
【0048】次に、図14に示すように、不要となった
窒化シリコン膜11(図13参照)を取り除く。
【0049】次に、酸化シリコン膜10を取り除いた
後、図15に示すように、新たに熱酸化処理を行って、
例えば30nm程度のゲート絶縁膜の一部となるゲート
酸化シリコン膜20を形成する。
【0050】次に、図16に示すように、転送用MOS
FETの形成領域に、イオン打ち込み用マスクとなるフ
ォトレジスト膜21を選択的に形成する。
【0051】次に、フォトレジスト膜21およびフィー
ルド酸化シリコン膜17をマスクとして使用して、素子
形成領域におけるチャネル領域のしきい電圧(Vth)調
整を行うための1回目のイオン打ち込みを行う。すなわ
ち、p型不純物であるBF22をイオン注入法により
n型ウエル領域8およびp型ウエル領域9にイオン打ち
込みする。
【0052】イオン打ち込みの条件としては、イオン打
ち込みエネルギーは、例えば80KeV、不純物ドーズ
量は、例えば7.0×1011/cm2 とする。
【0053】次に、フォトレジスト膜21を取り除いた
後、図17に示すように、フィールド酸化シリコン膜1
7をマスクとして使用して、素子形成領域におけるチャ
ネル領域のしきい電圧調整を行うための2回目のイオン
打ち込みを行う。すなわち、p型不純物であるBF2
3をイオン注入法によりn型ウエル領域8およびp型ウ
エル領域9にイオン打ち込みする。
【0054】イオン打ち込みの条件としては、イオン打
ち込みエネルギーは、例えば80KeV、不純物ドーズ
量は、例えば1.1×1012/cm2 とする。
【0055】前述した2回に分けてのチャネル領域のし
きい電圧調整を行うイオン打ち込み工程は、本実施例の
主要な意図の1つである。すなわち、SRAMにおける
転送用MOSFETにおけるチャネル領域には、2回目
のイオン打ち込み工程のみであり、他の領域のMOSF
ETにおけるチャネル領域には1回目と2回目のイオン
打ち込み工程が遂行されている。
【0056】すなわち、前記1回目のイオン打ち込み
は、転送用MOSFETの形成領域の周辺におけるチャ
ネルストッパの形成領域には、打ち込まれていない。
【0057】そのため、転送用MOSFETの形成領域
のチャネル領域の不純物量は、例えば2回目のイオン打
ち込み量である1.1×1012/cm2 となり、他の領域
に1回目のイオン打ち込みされている量である7.0×1
11/cm2 はイオン打ち込みされておらず、他の領域
よりも不純物濃度が低いチャネル領域となるものであ
る。
【0058】次に、図18に示すように、SRAMにお
ける駆動用MOSFETの形成領域におけるp型の埋め
込み拡散層25を形成する工程を行う。すなわち、p型
の埋め込み拡散層25の形成領域に開口部を有するフォ
トレジスト膜24を形成した後、それをマスクとして使
用して、例えばp型不純物であるホウ素(B)25aを
イオン注入法によりp型ウエル領域9に例えばイオン打
ち込みエネルギーを240KeVとしてイオン打ち込み
する。
【0059】その後、例えばn型不純物であるヒ素(A
s)25bをイオン注入法によりp型ウエル領域9に例
えばイオン打ち込みエネルギーを100KeVとしてイ
オン打ち込みする。
【0060】次に、不要となったフォトレジスト膜24
を取り除いた後、図19に示すように、熱酸化処理を行
って、例えば18nm程度のゲート絶縁膜となるゲート
酸化シリコン膜27を形成する。
【0061】次に、図20に示すように、駆動用MOS
FETの形成領域における右側に開口部を有するフォト
レジスト膜28を形成する。その後、フォトレジスト膜
28をエッチング用マスクとして使用して、ゲート酸化
シリコン膜27の一部をエッチングすることにより取り
除く。
【0062】次に、不要となったフォトレジスト膜28
を取り除いた後、図21に示すように、例えばn型不純
物であるリン(P)を含有している多結晶シリコン膜2
9をCVD法により例えば120nm程度の膜厚をもっ
て形成する。
【0063】次に、図22に示すように、熱処理を行っ
て、多結晶シリコン膜29に含有されているリンをp型
ウエル領域9に拡散して、コンタクト領域となるn型拡
散層30を形成する。
【0064】次に、図23に示すように、ゲート電極と
なる導電層31を形成する。これは、タングステンシリ
サイドなどからなる導電膜をCVD法またはスパッタリ
ング法などを用いて形成するものである。
【0065】次に、図24に示すように、例えばTEO
S(テトラエトキシシラン)と酸素の反応(TEOS系
反応)を採用したCVD法によってステップカバレッジ
の優れている絶縁膜32を例えば170nm程度の膜厚
をもって形成する。
【0066】次に、図25に示すように、フォトリソグ
ラフィ技術を用いて、選択エッチングを行ってそれぞれ
のゲート電極を形成した後、アニール処理を行って特性
を安定化させる。
【0067】次に、図26に示すように、n型ウエル領
域8の上にフォトレジスト膜33を形成した後、フォト
レジスト膜33をマスクとして使用して、例えばn型不
純物であるリン34を、例えばイオン打ち込みエネルギ
ーを50KeVとしてイオン打ち込みし、p型ウエル領
域9に形成するMOSFETにおけるソースおよびドレ
インとなるn型半導体領域35を形成する。
【0068】次に、図27に示すように、p型ウエル領
域9の上にフォトレジスト膜36を形成した後、フォト
レジスト膜36をマスクとして使用して、例えばp型不
純物であるBF2 37を、例えばイオン打ち込みエネル
ギーを60KeVとしてイオン打ち込みし、n型ウエル
領域8に形成するMOSFETにおけるソースおよびド
レインとなるp型半導体領域38を形成する。
【0069】次に、不要となったフォトレジスト膜36
を取り除いた後、図28に示すように、例えばTEOS
と酸素の反応を採用したCVD法によってステップカバ
レッジの優れている絶縁膜39を、例えば20nm程度
の膜厚をもって形成する。
【0070】同図において、図25等に示した絶縁膜3
2と、その上に形成された絶縁膜39とは、同一の材質
であることにより、図25等に示した絶縁膜32と図2
8に示した絶縁膜39との積層膜を符号39として示し
ている。
【0071】次に、図29に示すように、駆動用MOS
FETの形成領域に開口部を有するフォトレジスト膜4
0を形成した後、そのフォトレジスト膜40をマスクと
して、例えばn型不純物であるリン41をイオン注入法
により例えばイオン打ち込みエネルギーを50KeVと
してイオン打ち込みする。この場合、絶縁膜39は、イ
オン打ち込みの際のスルー膜の機能を有する。
【0072】次に、不要となったフォトレジスト膜40
を取り除いた後、図30に示すように、例えばTEOS
と酸素の反応を採用したCVD法によってステップカバ
レッジの優れている絶縁膜を例えば430nm程度の膜
厚をもって形成した後、その表面から順次エッチング
(エッチバック)することにより、ゲート電極の側壁に
サイドウォールスペーサ42を形成する。
【0073】次に、図31に示すように、例えばTEO
Sと酸素の反応を採用したCVD法によってステップカ
バレッジの優れている絶縁膜43を、例えば20nm程
度の膜厚をもって形成する。
【0074】同図において、図30等で示した絶縁膜3
9と、それの上に形成された絶縁膜43とは、同一の材
質であることにより、絶縁膜39と絶縁膜43との積層
膜を符号43として示している。
【0075】次に、図32に示すように、n型ウエル領
域8の上をフォトレジスト膜44により被覆した後、そ
のフォトレジスト膜44をマスクとして、例えばn型不
純物であるヒ素(As)45をイオン注入法により、例
えばイオン打ち込みエネルギーを80KeVとしてイオ
ン打ち込みすることにより、LDD(Lightly DopedDra
in)構造のソースおよびドレインとなる半導体領域46
を形成する。
【0076】この場合、図31に示した絶縁膜43は、
イオン打ち込みの際のスルー膜の機能を有する。
【0077】次に、図33に示すように、p型ウエル領
域9の上をフォトレジスト膜47により被覆した後、そ
のフォトレジスト膜47をマスクとして、例えばp型不
純物であるBF2 48をイオン注入法により、例えばイ
オン打ち込みエネルギーを80KeVとしてイオン打ち
込みすることにより、LDD構造のソースおよびドレイ
ンとなる半導体領域49を形成する。
【0078】この場合、絶縁膜43は、イオン打ち込み
の際のスルー膜の機能を有する。
【0079】次に、例えば900℃程度、10分間程度
の熱処理を行って、イオン打ち込みしたヒ素45および
BF2 48をアニールして熱拡散を行う。
【0080】次に、図34に示すように、例えばTEO
Sと酸素の反応を採用したCVD法によってステップカ
バレッジの優れている絶縁膜50を、例えば150nm
程度の膜厚をもって形成する。同図において、図31等
で示した絶縁膜43と、それの上に形成された絶縁膜5
0とは、同一の材質であることにより、絶縁膜43と絶
縁膜50との積層膜を符号50として示している。
【0081】次に、半導体領域の上の絶縁膜50にコン
タクト孔を形成した後、全面に多結晶シリコン膜51を
CVD法により、例えば100nm程度の膜厚をもって
形成した後、不要な多結晶シリコン膜51をフォトリソ
グラフィ技術を用いて選択的にエッチングすることによ
り取り除く。この多結晶シリコン膜51は、SRAMに
おける抵抗素子として使用するものである。
【0082】次に、図35に示すように、例えば850
℃程度、10分間程度の熱酸化処理を行って薄膜の酸化
シリコン膜52を形成する。
【0083】次に、図36に示すように、多結晶シリコ
ン膜51の右側に開口部を有するフォトレジスト膜53
を被覆した後、そのフォトレジスト膜53をマスクとし
て例えばp型不純物であるBF2 54をイオン注入法に
より、例えばイオン打ち込みエネルギーを60KeVと
してイオン打ち込みする。
【0084】次に、図37に示すように、多結晶シリコ
ン膜51の抵抗素子となる領域をフォトレジスト膜55
により被覆した後、そのフォトレジスト膜55をマスク
として、例えばn型不純物であるヒ素56をイオン注入
法により、例えばイオン打ち込みエネルギーを30Ke
Vとしてイオン打ち込みする。
【0085】次に、図38に示すように、例えばTEO
Sと酸素の反応を採用したCVD法によって層間絶縁膜
としての絶縁膜57を、例えば150nm程度の膜厚を
もって形成する。同図において、図37等に示した薄膜
である絶縁膜51は、それの上に形成された絶縁膜57
と積層されているため、絶縁膜57として示している部
分もある。
【0086】次に、層間絶縁膜としてのBPSG(Boro
Phospho Silicate Glass)膜58を例えば450nm程
度の膜厚をもって形成する。
【0087】次に、層間絶縁膜としての絶縁膜57およ
びBPSG膜58に、コンタクト孔を形成する。
【0088】次に、n型ウエル領域8の上にフォトレジ
スト膜59を被覆した後、表面が露出しているコンタク
ト孔に、例えばリン60をイオン注入法により、例えば
イオン打ち込みエネルギーを50KeVとしてイオン打
ち込みすることにより、コンタクト領域を低抵抗化す
る。
【0089】次に、図39に示すように、不要となった
フォトレジスト膜59を取り除いた後、金属配線層61
およびグランド線62などの電気配線層を低抵抗材料で
ある金属配線層により形成する。
【0090】この金属配線層61およびグランド線62
などの電気配線層として使用されている金属配線層は、
例えばMoSix 層とAl−Cu−Si層とMoSix
層との3層構造のものをスパッタリングなどにより形成
する。
【0091】なお、図39においては、グランド線62
の一部が図示されており、他の領域のグランド線62に
対しては図示を省略しているが、グランド線62と同一
工程により形成されている金属配線層61およびそのコ
ンタクト孔の形状と類似した形状をもって形成されてい
るものである。
【0092】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、
金属配線層61およびグランド線62などの電気配線層
を選択的にエッチングすることにより配線パターン化す
る。
【0093】この場合、グランド線62の線幅は、コン
タクト孔の径の4倍以上の値とすることにより、線幅が
大きくなることによりグランド線62としての電気配線
層の抵抗値が小さくなるために低抵抗体のものとするこ
とができる。
【0094】また、抵抗素子である多結晶シリコン膜5
1の上にもグランド線62を金属配線層61などの電気
配線層と同一の工程により形成している。
【0095】このグランド線62は、抵抗素子としての
多結晶シリコン膜51の上に配置されているものである
ことにより、この後の製造工程において抵抗素子として
の多結晶シリコン膜51にプロセスダメージがないよう
にするための保護膜として機能することができるもので
ある。
【0096】また、グランド線62の線幅は、コンタク
ト孔の径の4倍以上の値とすることにより、線幅の広い
グランド線62とすることができるために抵抗素子とし
ての多結晶シリコン膜51を被覆する面積を大きくする
ことができることにより、この後の製造工程において抵
抗素子としての多結晶シリコン膜51にプロセスダメー
ジがないようにするための保護膜として機能を十分に高
めることができるという効果をも有するものである。
【0097】次に、図40に示すように、層間絶縁膜6
3を形成する。この層間絶縁膜63は、例えばプラズマ
CVD法により形成する300nm程度の酸化シリコン
膜と、例えば115nm程度のSOG(Spin On Glass)
膜と、例えばプラズマCVD法により形成する115n
m程度の酸化シリコン膜との3層膜からなる。
【0098】次に、層間絶縁膜63に、上層配線層用の
コンタクト孔を形成する。
【0099】次に、上層配線層64を低抵抗な材料であ
る金属配線層により形成する。この上層配線層64とな
る金属配線層は、例えばMoSix 層とAl−Cu−S
i層とMoSix 層との3層構造のものをスパッタリン
グなどにより形成する。
【0100】なお、上層配線層64の一部はグランド線
62に接続されておりグランド線としての機能を有する
ものである。また、上層配線層64の一部は、抵抗素子
としての多結晶シリコン膜51の上に配置されているも
のであることにより、この後の製造工程において抵抗素
子としての多結晶シリコン膜51にプロセスダメージが
ないようにするための保護膜として機能することができ
るものである。
【0101】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、
上層配線層64を選択的エッチングすることにより配線
パターンを形成する。この場合、グランド線62と上層
配線層64とコンタクト孔を通して導通していることに
より、グランド線62および上層配線層64とからなる
グランド線となり、そのグランド線は低抵抗体のものと
なっている。
【0102】また、金属配線層61とコンタクト孔を通
して導通して配置されている上層配線層64の一部は、
抵抗素子である多結晶シリコン膜51を被覆している形
態とすることができることにより、この領域の上層配線
層64はこの後の製造工程において抵抗素子としての多
結晶シリコン膜51にプロセスダメージがないようにす
るための保護膜として機能することができるものであ
る。
【0103】次に、図41に示すように、パッシベーシ
ョン膜68を形成する。すなわち、酸化シリコン膜65
を、例えば600nm程度の膜厚をもって、例えばプラ
ズマCVD法によるTEOS系反応により形成した後、
例えばプラズマCVD法により窒化シリコン膜66を1.
2μm程度の膜厚をもって形成し、その後、例えばコー
ティングにより有機絶縁膜67を2.3μm程度の膜厚を
もって形成する。
【0104】図42は、本実施例における半導体集積回
路装置に備えられているSRAMのメモリセルを示す等
価回路図である。
【0105】図43は、本実施例における半導体集積回
路装置に備えられているSRAMの4個のメモリセルを
対称的に配置したもののパターンレイアウトを示す要部
平面図である。
【0106】図44は、本実施例における半導体集積回
路装置に備えられているSRAMのメモリセルにおける
抵抗素子およびグランド線を主に図示したパターンレイ
アウトを示す概略平面図である。
【0107】図42〜図44において、D1,D2 は駆動
用MOSFETを示し、T1,T2 は転送用MOSFET
を示している。また、R1,R2 は抵抗素子、DL1,DL
2 はデータ線、WLはワード線、Vccは電源電圧線、V
ssはグランド線(基準電圧線)を示している。
【0108】また、図43において、69は、半導体基
板の上に形成された例えば酸化シリコン膜などからなる
フィールド絶縁膜のパターンレイアウトを示している。
【0109】70は、ワード線WLのパターンレイアウ
トを示している。
【0110】71は、転送用MOSFETT1 における
フィールド絶縁膜69に囲まれている活性領域のパター
ンレイアウトを示している。
【0111】転送用MOSFETT1 におけるゲート電
極は活性領域71の上のワード線70の領域であり、ソ
ースは図43におけるゲート電極の下側の領域の活性領
域71であり、ドレインは図43におけるゲート電極の
上側の領域の活性領域71である。
【0112】また、ドレインとしての活性領域71に
は、図43において図示を省略しているが活性領域71
の上に形成されている絶縁膜におけるコンタクト孔を通
してデータ線DL1 が接続されている。
【0113】72は、転送用MOSFETT2 における
フィールド絶縁膜69に囲まれている活性領域のパター
ンレイアウトを示している。
【0114】転送用MOSFETT2 におけるゲート電
極は活性領域72の上のワード線70の領域であり、ソ
ースは図43におけるゲート電極の下側の領域の活性領
域72であり、ドレインは図43におけるゲート電極の
上側の領域の活性領域72である。
【0115】また、ドレインとしての活性領域72に
は、図示を省略しているが活性領域72の上に形成され
ている絶縁膜におけるコンタクト孔を通してデータ線D
2 が接続されている。
【0116】73は、駆動用MOSFETD1 における
フィールド絶縁膜69に囲まれている活性領域のパター
ンレイアウトを示している。また、74は、駆動用MO
SFETD1 におけるゲート電極のパターンレイアウト
を示している。
【0117】駆動用MOSFETD1 におけるソースは
ゲート電極74の図43における右側の領域の活性領域
73であり、ドレインはゲート電極74の図43におけ
る左側の領域の活性領域73である。また、活性領域7
3は、近隣のメモリセルの活性領域と連結している。
【0118】75は、駆動用MOSFETD2 における
フィールド絶縁膜69に囲まれている活性領域のパター
ンレイアウトを示している。また、76は、駆動用MO
SFETD2 におけるゲート電極のパターンレイアウト
を示している。
【0119】駆動用MOSFETD2 におけるソースは
ゲート電極76の図43における左側の領域の活性領域
75であり、ドレインはゲート電極76の図43におけ
る右側の領域の活性領域75である。また、活性領域7
5は、近隣のメモリセルの活性領域72などの活性領域
と連結している。
【0120】また、図44において、77は、抵抗素子
1 のパターンレイアウトを示している。78は、抵抗
素子R1 とその下の絶縁膜の下に配置されている活性領
域71を電気接続するために絶縁膜に形成されているコ
ンタクト孔を示している。
【0121】79は、抵抗素子R2 のパターンレイアウ
トを示している。80は、抵抗素子R2 とその下の絶縁
膜の下に配置されている活性領域72を電気接続するた
めに絶縁膜に形成されているコンタクト孔を示してい
る。
【0122】また、81は、グランド線Vssのパターン
レイアウトを示している。82は、グランド線Vssとそ
の下の絶縁膜の下に配置されている活性領域75を電気
接続するために絶縁膜に形成されているコンタクト孔を
示している。
【0123】なお、グランド線Vssは、図39〜図41
に示すグランド線62に相当するものであり、例えばM
oSix 層とAl−Cu−Si層とMoSix 層との3
層構造のものをスパッタリングなどにより形成している
低抵抗体の金属配線層である。
【0124】また、グランド線Vssの線幅Aは、図45
に詳細に示すように、コンタクト孔82の径aの4倍以
上の値とすることにより、線幅Aが大きくなることによ
りグランド線Vssとしての電気配線層の抵抗値が小さく
なるために低抵抗体のものとすることができる。
【0125】このグランド線Vssは、抵抗素子R1 およ
び抵抗素子R2 の上に配置されているものであることに
より、この後の製造工程において抵抗素子R1 および抵
抗素子R2 にプロセスダメージがないようにするための
保護膜として機能することができるものである。
【0126】さらに、グランド線Vssの線幅Aは、コン
タクト孔82の径aの4倍以上の値とすることにより、
線幅Aの広いグランド線Vssとすることができるために
抵抗素子R1 および抵抗素子R2 を被覆する面積を大き
くすることができることにより、この後の製造工程にお
いて抵抗素子R1 および抵抗素子R2 にプロセスダメー
ジがないようにするための保護膜として機能を十分に高
めることができるという効果を有するものである。
【0127】本実施例における転送用MOSFETは、
チャネルストッパ用イオン打ち込みおよびしきい電圧調
整用イオン打ち込みをフォトリソグラフィ工程の追加に
より打ち分けし、転送用MOSFETの領域に打ち込ま
れる不純物のドーズ量を低減している。
【0128】すなわち、転送用MOSFETの形成領域
を小占有面積化してもチャネルストッパ用のイオン打ち
込みされた不純物を低濃度としていることにより、その
不純物が転送用MOSFETにおけるチャネル領域に必
要以上に延在することが防止できるために、その不純物
により転送用MOSFETにおけるしきい電圧が変化す
るという現象を防止できる。
【0129】その結果、転送用MOSFETにおけるし
きい電圧をチャネルストッパ用不純物に影響されること
なく低下させることができるので、書き込み時の動作電
圧が低くても駆動用MOSFET側に十分な書き込み電
圧を供給できるなどの効果を達成できる。
【0130】それゆえ、転送用MOSFETの形成領域
を小占有面積化できると共に低電圧動作ができるものと
なる。
【0131】また、本実施例における転送用MOSFE
Tは、しきい電圧調整用イオン打ち込みをフォトリソグ
ラフィ工程の追加により打ち分けし、転送用MOSFE
Tの領域に打ち込まれる不純物のドーズ量を低減してい
ることにより、転送用MOSFETにおけるしきい電圧
を低下させることができる。
【0132】その結果、書き込み時の電圧を低下させて
も駆動用MOSFET側に十分な書き込み電圧を供給で
きるなどの効果を達成できるので、低電圧動作ができる
ものとなる。
【0133】また、転送用MOSFETのアイソレーシ
ョンをメモリセルにおける他の駆動用MOSFETなど
のアイソレーションの最小寸法より大きく設定して、転
送用MOSFETの特性を向上させる対策を採用してい
ることにより、それらの周辺に形成されているフィール
ド絶縁膜の領域をそれに対応するように形成している。
【0134】そのため、転送用MOSFETの基板効果
定数を低減でき、転送用MOSFETの低しきい電圧化
ができる。具体的には、例えば0.4V以上で、0.55V
以下とすることができる。
【0135】また、転送用MOSFETにおける実動作
時で考えられるバックバイアス印加時の転送用MOSF
ETのしきい電圧を下げることができる。これにより、
データ線から記憶ノードへ書き込みされる電位の転送用
MOSFETのしきい電圧の落ちを減らすことができ
る。
【0136】本実施例における駆動用MOSFETは、
そのしきい電圧を高くかつソース・ドレイン電流
(IDS)を大きくする必要があることにより、p型の埋
め込み拡散層を形成していることと、高ドーズのソース
・ドレインとなる半導体領域のイオン打ち込みを行って
いる。具体的には、しきい電圧を0.55V以上にして高
しきい電圧のものとしている。
【0137】駆動用MOSFETのソース・ドレインと
なる半導体領域のイオン打ち込みに際しては、スルー膜
として機能する絶縁膜を形成した状態で行っている。こ
のことにより、高ドーズ量のイオン打ち込みであっても
半導体領域に結晶欠陥は発生しない。
【0138】駆動用MOSFETのしきい電圧が高いこ
とにより、メモリセルの安定性が良くなり、低電圧動作
ができるようになる。
【0139】また、高い温度条件においても、テーリン
グ電流が大きくなりデータリテンションを起こすという
現象を改善することができる。
【0140】さらに、テーリング電流に対する対策とし
て、メモリセルの情報の書き込み動作、保持動作および
読み出し動作などを制御する周辺回路の回路的な調整に
より、データ線の低レベルの電位を0Vから例えば0.2
Vなどの所定の電位にする先行技術においても適用され
ている態様とすることができるものである。
【0141】この場合においても、テーリング電流が流
れないようにするためにメモリセルにおけるMOSFE
Tのしきい電圧をある程度高く設定する必要があるが、
本実施例におけるメモリセルにおけるMOSFETのし
きい電圧は高くしていることにより、テーリング電流が
流れるのを防止することができる。
【0142】その結果、データ線の低レベルの電位を0
Vから例えば0.2Vなどの所定の電位にすることによ
り、メモリセルにおける記憶保持がテーリング電流の影
響により不安定になるということが解消できるものとな
る。
【0143】また、駆動用MOSFETのソース・ドレ
インとなる半導体領域のイオン打ち込みの打ち込み量を
高くしていることにより、駆動用MOSFETのIDS
増やし、βレシオ(駆動用MOSFETのIDS/転送用
MOSFETのIDS)を大きくしている。具体的には、
設計上βレシオを例えば4.5以上、実質的に3以上とし
ている。
【0144】そのため、βレシオが大きいために、メモ
リセルの安定性は増大し、低電圧動作ができるようにな
る。
【0145】さらに、駆動用MOSFETのソース・ド
レインとなる半導体領域のイオン打ち込みの打ち込み量
が多くなるため、駆動用MOSFETのしきい電圧は低
くなる。しかしながら、これを補償するために、p型の
埋め込み拡散層を設けている。
【0146】すなわち、図46は本実施例における駆動
用MOSFETのモデルを示す断面図であり、同図にお
いてp型のウエル領域83の表面部にゲート絶縁膜86
を介してゲート電極87が形成されており、p型のウエ
ル領域83にはソースおよびドレインとなるn型の半導
体領域85および高不純物濃度のp型の埋め込み拡散層
84が形成されている。
【0147】したがって、駆動用MOSFETのIDS
増やすための対策としてソース・ドレインとなるn型の
半導体領域85のイオン打ち込みの打ち込み量を多くす
ると駆動用MOSFETのしきい電圧は低下することに
なる。
【0148】そこで、p型の埋め込み拡散層84を設け
ることにより、ソース・ドレインとなるn型の半導体領
域85からの空乏層の延びをp型の埋め込み拡散層84
により抑圧することができることにより、駆動用MOS
FETのIDSを増やすための対策を講じていても駆動用
MOSFETのしきい電圧が低下するのを防止すること
ができる。
【0149】そのため、駆動用MOSFETのしきい電
圧の低下は防止でき、高いしきい電圧を得ることができ
る。この点からも、メモリセルの安定性は増大し、低電
圧動作ができるようになる。また、これはソフトエラー
対策に対しても有効である。
【0150】本実施例におけるグランド線は、低抵抗化
のために、金属配線層を用いた2層プロセスを用いてお
り、その配線幅をコンタクト孔の径の4倍以上としてい
る。
【0151】そのため、グランド線の抵抗を小さくで
き、メモリセルのノードを十分に下げることができる。
これにより、低電圧動作ができるようになると共に、メ
モリセルの安定性を向上させることができる。
【0152】すなわち、グランド線は、先行技術におい
て製造工程の容易性などの理由よりCVD法により形成
できる多結晶シリコン膜を用いているが本実施例におい
ては金属配線層を使用し、しかもグランド線の低抵抗化
および小占有面積化を達成するために2層構造としてい
るものである。
【0153】その結果、グランド線の抵抗を小さくでき
ることにより、メモリセルのノードを十分に下げること
ができ、書き込み時における駆動用MOSFETのドレ
イン電圧を低く押さえることができるなどの効果が達成
でき、例えば3V以下の低電圧の動作電圧をもってメモ
リセルを動作させることができる。
【0154】また、本実施例におけるグランド線は、金
属配線層を用いた2層プロセスを用いており、その配線
幅をコンタクト孔の径の4倍以上としている金属層であ
り、後工程のプロセスダメージから抵抗素子を守るため
に抵抗素子用の多結晶シリコン膜を被覆しているもので
ある。
【0155】そのため、抵抗素子である多結晶シリコン
膜は、グランド線すなわち2層プロセスにより形成した
金属配線層により被覆されていることにより、後工程の
プロセスダメージから保護されるようになっている。そ
の結果、特性の優れた抵抗素子を形成することができ
る。
【0156】すなわち、抵抗素子である多結晶シリコン
膜はグランド線により被覆されていることにより、抵抗
素子である多結晶シリコン膜を形成した後、その上に形
成される例えばパッシベーション膜としての酸化シリコ
ン膜をプラズマCVD法によるTEOS系反応により形
成するなどの工程において、反応ガスに含まれている水
素ガスなどが抵抗素子である多結晶シリコン膜に添加さ
れるのをグランド線により阻止することができる。
【0157】その結果、抵抗素子である多結晶シリコン
膜を後工程のプロセスダメージから保護することができ
る。
【0158】また、抵抗素子である多結晶シリコン膜を
後工程のプロセスダメージから保護することができるこ
とにより、先行技術における抵抗素子である多結晶シリ
コン膜に比較して高抵抗化し小占有面積化と低電流動作
化を行っても抵抗素子としての抵抗値の変化がほとんど
ない優れた抵抗素子とすることができるために、小占有
面積をもってメモリセルサイズを小さくできると共に特
性の優れた抵抗素子とすることができる。
【0159】したがって、本実施例のSRAMにおける
メモリセルサイズを大きくすることなく、SRAMの動
作電圧を低電圧に、例えば具体的には3V以下にするこ
とができる。
【0160】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。具体的に
は、SOI(Silicon on Insulator)型の半導体集積回
路装置およびその製造方法などにも適用できる。
【0161】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0162】(1)本発明の半導体集積回路装置によれ
ば、SRAMのメモリセルを構成している転送用MOS
FETの周辺のチャネルストッパの不純物濃度は他の領
域のチャネルストッパの不純物濃度よりも低いことに加
えて転送用MOSFETのしきい電圧は駆動用MOSF
ETのしきい電圧よりも小さいことにより、転送用MO
SFETにおいては、その基板効果定数の低減化ができ
る。
【0163】また、転送用MOSFETの周辺のチャネ
ルストッパの不純物濃度は他の領域のチャネルストッパ
の不純物濃度よりも低いことにより、転送用MOSFE
Tの占有面積を小さくしても、転送用MOSFETのチ
ャネル領域にチャネルストッパを形成する際の不純物が
浸入するのを防止できるために、転送用MOSFETを
小占有面積とすることができると共にチャネル領域の不
純物濃度を調整することによりしきい電圧を低下させる
ことができる。
【0164】また、転送用MOSFETにおける実動作
時で考えられるバックバイアス印加時の転送用MOSF
ETのしきい電圧を下げることができる。これにより、
データ線から記憶ノードへ書き込みされる電位の転送用
MOSFETのしきい電圧の落ちを減らすことができ
る。
【0165】また、駆動用MOSFETにおいては、そ
のチャネル領域に埋め込み拡散層が設けられていること
により、しきい電圧を低下させることなく高ドーズのソ
ース・ドレインとなる半導体領域を設けることができる
ので、駆動用MOSFETのしきい電圧を高くできると
共にソース・ドレイン電流(IDS)を大きくできる。
【0166】そのため、駆動用MOSFETのしきい電
圧が高いこととβレシオ(駆動用MOSFETのIDS
転送用MOSFETのIDS)が大きくなるために、メモ
リセルの安定性は増大し、低電圧動作ができる。
【0167】さらに、転送用MOSFETの基板効果定
数を低減でき、転送用MOSFETの低しきい電圧化が
できる。具体的には、0.4V以上で、0.55V以下とす
ることができる。また、駆動用MOSFETは、そのし
きい電圧が高いことにより、メモリセルの安定性が良く
なり、低電圧動作ができる。また、高い温度条件におい
ても、テーリング電流が大きくなりデータリテンション
を起こすという現象は改善できる。さらに、グランド線
は、低抵抗化のために、金属配線層を用いた2層プロセ
スを用いており、その配線幅をコンタクト孔の径の4倍
以上としている。したがって、SRAMのメモリセルに
おけるメモリセルサイズを大きくすることなく、SRA
Mの動作電圧を低電圧とすることができる。
【0168】(2)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法によれば、転送用MOSFETの形成領域の周辺の
フィールド酸化シリコン膜の形成領域および駆動用MO
SFETの形成領域の周辺のフィールド酸化シリコン膜
の形成領域にチャネルストッパ用の不純物をイオン打ち
込みする工程と、転送用MOSFETの形成領域の周辺
のフィールド酸化シリコン膜の形成領域の上にフォトレ
ジスト膜を形成する工程と、駆動用MOSFETの形成
領域の周辺のフィールド酸化シリコン膜の形成領域にチ
ャネルストッパ用の不純物をイオン打ち込みする工程と
を有することにより、2回のイオン打ち込み工程を採用
して、転送用MOSFETの周辺のチャネルストッパの
不純物濃度を駆動用MOSFETの周辺のチャネルスト
ッパの不純物濃度よりも低く形成できる。
【0169】さらに、駆動用MOSFETのチャネル領
域に不純物をイオン打ち込みした後、熱処理を行って前
記チャネル領域と同一導電型の埋め込み拡散層を形成す
る工程と、絶縁膜の上から不純物をイオン注入して駆動
用MOSFETにおけるソース・ドレインとなる半導体
領域を形成する工程とを有することにより、駆動用MO
SFETのソース・ドレインとなる半導体領域のイオン
打ち込みに際しては、スルー膜として機能する絶縁膜を
形成した状態で行っているために、高ドーズ量のイオン
打ち込みであっても半導体領域に結晶欠陥は発生しない
状態で簡単に高ドーズ量のイオン打ち込みができる。さ
らに埋め込み層を形成しているために、駆動用MOSF
ETのしきい電圧を高くできると共にソース・ドレイン
電流(IDS)を大きくできる。
【0170】そのために、本発明の半導体集積回路装置
の製造方法によれば、チャネルストッパを形成するため
の不純物のイオン打ち込みを2工程に分け、駆動用MO
SFETのしきい電圧を高めるためにチャネル領域に不
純物をイオン打ち込みすることにより埋め込み拡散層を
形成し、駆動用MOSFETのしきい電圧を高くしかも
βレシオも大きくできるので、低電圧動作のSRAMを
容易な製造工程により製作できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
【図3】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
【図4】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
【図5】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
【図6】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
【図7】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
【図8】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
【図9】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造工程を示す断面図である。
【図10】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図11】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図12】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図13】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図14】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図15】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図16】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図17】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図18】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図19】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図20】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図21】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図22】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図23】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図24】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図25】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図26】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図27】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図28】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図29】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図30】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図31】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図32】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図33】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図34】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図35】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図36】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図37】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図38】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図39】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図40】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図41】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造工程を示す断面図である。
【図42】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
に備えられているSRAMのメモリセルを示す等価回路
図である。
【図43】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
に備えられているSRAMの4個のメモリセルを対称的
に配置したもののパターンレイアウトを示す要部平面図
である。
【図44】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
に備えられているSRAMのメモリセルにおける抵抗素
子およびグランド線を主に図示したパターンレイアウト
を示す概略平面図である。
【図45】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
に備えられているSRAMのメモリセルにおけるグラン
ド線のパターンレイアウトを示す概略平面図である。
【図46】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
に備えられているSRAMのメモリセルにおける駆動用
MOSFETのモデルを示す断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 酸化シリコン膜 3 窒化シリコン膜 4 フォトレジスト膜 5 n型不純物 6 酸化シリコン膜 7 p型不純物 8 n型ウエル領域 9 p型ウエル領域 10 酸化シリコン膜 11 窒化シリコン膜 12 フォトレジスト膜 13 フォトレジスト膜 14 BF2 15 フォトレジスト膜 16 BF2 17 フィールド酸化シリコン膜 18 チャネルストッパ 19 転送用MOSFETの形成領域周辺におけるチャ
ネルストッパの領域 20 ゲート酸化シリコン膜 21 フォトレジスト膜 22 BF2 23 BF2 24 フォトレジスト膜 25 埋め込み拡散層 25a ホウ素 25b ヒ素 27 ゲート酸化シリコン膜 28 フォトレジスト膜 29 多結晶シリコン膜 30 n型拡散層 31 導電層 32 絶縁膜 33 フォトレジスト膜 34 リン 35 n型半導体領域 36 フォトレジスト膜 37 BF2 38 p型半導体領域 39 絶縁膜 40 フォトレジスト膜 41 リン 42 サイドウォールスペーサ 43 絶縁膜 44 フォトレジスト膜 45 ヒ素 46 半導体領域 47 フォトレジスト膜 48 BF2 49 半導体領域 50 絶縁膜 51 多結晶シリコン膜 52 酸化シリコン膜 53 フォトレジスト膜 54 BF2 55 フォトレジスト膜 56 ヒ素 57 絶縁膜 58 BPSG 59 フォトレジスト膜 60 リン 61 金属配線層 62 グランド線 63 層間絶縁膜 64 上層配線層 65 酸化シリコン膜 66 窒化シリコン膜 67 有機絶縁膜 68 パッシベーション膜 69 フィールド絶縁膜 70 ワード線 71 活性領域 72 活性領域 73 活性領域 74 ゲート電極 75 活性領域 76 ゲート電極 77 抵抗素子 78 コンタクト孔 79 抵抗素子 80 コンタクト孔 81 グランド線 82 コンタクト孔 83 ウエル領域 84 埋め込み拡散層 85 半導体領域 86 ゲート絶縁膜 87 ゲート電極 A グランド線の線幅 a コンタクト孔の径 DL1 データ線 DL2 データ線 R1 抵抗素子 R2 抵抗素子 D1 駆動用MOSFET D2 駆動用MOSFET T1 転送用MOSFET T2 転送用MOSFET Vcc 電源電圧線 Vss グランド線(基準電圧線) WL ワード線
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/8244 27/11 (72)発明者 中村 英明 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 池田 修二 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SRAMのメモリセルを構成している転
    送用MOSFETおよび駆動用MOSFETを備えてい
    る半導体集積回路装置であって、前記転送用MOSFE
    Tの周辺のチャネルストッパの不純物濃度は前記駆動用
    MOSFETの周辺のチャネルストッパの不純物濃度よ
    りも低く、前記転送用MOSFETのしきい電圧は前記
    駆動用MOSFETのしきい電圧よりも小さく、前記駆
    動用MOSFETのチャネル領域には埋め込み拡散層が
    設けられていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 SRAMのメモリセルを構成している転
    送用MOSFETおよび駆動用MOSFETを備えてい
    る半導体集積回路装置であって、前記転送用MOSFE
    Tの周辺のチャネルストッパの不純物濃度は前記駆動用
    MOSFETの周辺のチャネルストッパの不純物濃度よ
    りも低く、前記転送用MOSFETのしきい電圧は前記
    駆動用MOSFETのしきい電圧よりも小さく、前記駆
    動用MOSFETのチャネル領域には埋め込み拡散層が
    設けられており、層間絶縁膜の上下に配置されている2
    層の金属配線層からなるグランド線を有することを特徴
    とする半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 SRAMのメモリセルを構成している転
    送用MOSFET、駆動用MOSFETおよび抵抗素子
    を備えている半導体集積回路装置であって、前記転送用
    MOSFETの周辺のチャネルストッパの不純物濃度は
    前記駆動用MOSFETの周辺のチャネルストッパの不
    純物濃度よりも低く、前記転送用MOSFETのしきい
    電圧は前記駆動用MOSFETのしきい電圧よりも小さ
    く、前記駆動用MOSFETのチャネル領域には埋め込
    み拡散層が設けられており、層間絶縁膜の上下に配置さ
    れている2層の金属配線層からなるグランド線を有し、
    前記抵抗素子の上には前記金属配線層と同層の金属配線
    層が設けられていることを特徴とする半導体集積回路装
    置。
  4. 【請求項4】 前記グランド線における層間絶縁膜の下
    に設けられている金属配線層の線幅は、前記金属配線層
    に通じているコンタクト孔の径の4倍以上であることを
    特徴とする請求項2または3記載の半導体集積回路装
    置。
  5. 【請求項5】 前記転送用MOSFETのしきい電圧
    は、0.4V以上で0.55V以下であり、前記駆動用MO
    SFETのしきい電圧は0.55V以上であることを特徴
    とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体集積
    回路装置。
  6. 【請求項6】 前記SRAMにおけるβレシオは、3以
    上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項
    に記載の半導体集積回路装置。
  7. 【請求項7】 SRAMのメモリセルを構成している転
    送用MOSFETおよび駆動用MOSFETを備えてい
    る半導体集積回路装置の製造方法であって、 半導体基板における前記転送用MOSFETの形成領域
    の周辺のフィールド酸化シリコン膜の形成領域および前
    記駆動用MOSFETの形成領域の周辺のフィールド酸
    化シリコン膜の形成領域にチャネルストッパ用の不純物
    をイオン打ち込みする工程と、 前記半導体基板における前記転送用MOSFETの形成
    領域の周辺のフィールド酸化シリコン膜の形成領域の上
    にフォトレジスト膜を形成した後、前記駆動用MOSF
    ETの形成領域の周辺のフィールド酸化シリコン膜の形
    成領域にチャネルストッパ用の不純物をイオン打ち込み
    する工程と、 前記駆動用MOSFETのチャネル領域に不純物をイオ
    ン打ち込みした後、熱処理を行って前記チャネル領域と
    同一導電型の埋め込み拡散層を形成する工程と、 前記駆動用MOSFETの形成領域の上に絶縁膜を形成
    した後、前記絶縁膜の上から不純物をイオン注入して前
    記駆動用MOSFETにおけるソース・ドレインとなる
    半導体領域を形成する工程とを有することを特徴とする
    半導体集積回路装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 SRAMのメモリセルを構成している転
    送用MOSFETおよび駆動用MOSFETを備えてい
    る半導体集積回路装置の製造方法であって、 半導体基板における前記転送用MOSFETの形成領域
    の周辺のフィールド酸化シリコン膜の形成領域および前
    記駆動用MOSFETの形成領域の周辺のフィールド酸
    化シリコン膜の形成領域にチャネルストッパ用の不純物
    をイオン打ち込みする工程と、 前記半導体基板における前記転送用MOSFETの形成
    領域の周辺のフィールド酸化シリコン膜の形成領域の上
    にフォトレジスト膜を形成した後、前記駆動用MOSF
    ETの形成領域の周辺のフィールド酸化シリコン膜の形
    成領域にチャネルストッパ用の不純物をイオン打ち込み
    する工程と、 前記駆動用MOSFETのチャネル領域に不純物をイオ
    ン打ち込みした後、熱処理を行って前記チャネル領域と
    同一導電型の埋め込み拡散層を形成する工程と、 前記駆動用MOSFETの形成領域の上に絶縁膜を形成
    した後、前記絶縁膜の上から不純物をイオン注入して前
    記駆動用MOSFETにおけるソース・ドレインとなる
    半導体領域を形成する工程と、 前記半導体基板の上にグランド線となる1層目の金属配
    線層を形成した後、前記金属配線層の上に層間絶縁膜を
    形成し、前記金属配線層と前記層間絶縁膜におけるコン
    タクト孔を通して電気接続されている前記グランド線に
    おける2層目の金属配線層を形成する工程とを有するこ
    とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 SRAMのメモリセルを構成している転
    送用MOSFET、駆動用MOSFETおよび抵抗素子
    を備えている半導体集積回路装置の製造方法であって、 半導体基板における前記転送用MOSFETの形成領域
    の周辺のフィールド酸化シリコン膜の形成領域および前
    記駆動用MOSFETの形成領域の周辺のフィールド酸
    化シリコン膜の形成領域にチャネルストッパ用の不純物
    をイオン打ち込みする工程と、 前記半導体基板における前記転送用MOSFETの形成
    領域の周辺のフィールド酸化シリコン膜の形成領域の上
    にフォトレジスト膜を形成した後、前記駆動用MOSF
    ETの形成領域の周辺のフィールド酸化シリコン膜の形
    成領域にチャネルストッパ用の不純物をイオン打ち込み
    する工程と、 前記駆動用MOSFETのチャネル領域に不純物をイオ
    ン打ち込みした後、熱処理を行って前記チャネル領域と
    同一導電型の埋め込み拡散層を形成する工程と、 前記駆動用MOSFETの形成領域の上に絶縁膜を形成
    した後、前記絶縁膜の上から不純物をイオン注入して前
    記駆動用MOSFETにおけるソース・ドレインとなる
    半導体領域を形成する工程と、 前記半導体基板の上にグランド線となる1層目の金属配
    線層を形成した後、前記金属配線層の上に層間絶縁膜を
    形成し、前記金属配線層と前記層間絶縁膜におけるコン
    タクト孔を通して電気接続されている前記グランド線に
    おける2層目の金属配線層を形成する工程と、 前記グランド線となる2層の前記金属配線層を形成する
    際に、抵抗素子の上に前記2層の前記金属配線層を形成
    する工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装
    置の製造方法。
JP6282356A 1994-11-17 1994-11-17 半導体集積回路装置およびその製造方法 Withdrawn JPH08148653A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002270701A (ja) * 2001-03-13 2002-09-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2010268006A (ja) * 2010-08-20 2010-11-25 Hitachi Ltd 半導体集積回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002270701A (ja) * 2001-03-13 2002-09-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
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