JPH10222984A - Nチャンネル薄膜トランジスタ負荷装置を有するsram格納セルの構造及び製造方法 - Google Patents
Nチャンネル薄膜トランジスタ負荷装置を有するsram格納セルの構造及び製造方法Info
- Publication number
- JPH10222984A JPH10222984A JP9350773A JP35077397A JPH10222984A JP H10222984 A JPH10222984 A JP H10222984A JP 9350773 A JP9350773 A JP 9350773A JP 35077397 A JP35077397 A JP 35077397A JP H10222984 A JPH10222984 A JP H10222984A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistors
- thin film
- channel
- memory cell
- random access
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 14
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims 4
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 51
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/41—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
- G11C11/412—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger using field-effect transistors only
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B10/00—Static random access memory [SRAM] devices
- H10B10/12—Static random access memory [SRAM] devices comprising a MOSFET load element
- H10B10/125—Static random access memory [SRAM] devices comprising a MOSFET load element the MOSFET being a thin film transistor [TFT]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S257/00—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
- Y10S257/903—FET configuration adapted for use as static memory cell
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S257/00—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
- Y10S257/903—FET configuration adapted for use as static memory cell
- Y10S257/904—FET configuration adapted for use as static memory cell with passive components,, e.g. polysilicon resistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 供給電圧に依存することがなく電源から切断
することを必要とすることのない薄膜トランジスタを負
荷装置として使用したSRAMセル及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】 本発明によれば、SRAMセルは、反転
回路として作用する一対のNチャンネルトランジスタ
と、該セルに対し制御機能を行なう一対のNチャンネル
トランジスタと、SRAMセルのNチャンネルインバー
タトランジスタに対して負荷装置を提供すべくゲートと
ソースとが短絡されておりデプリションモードにある一
対のNチャンネル薄膜トランジスタとを有している。
することを必要とすることのない薄膜トランジスタを負
荷装置として使用したSRAMセル及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】 本発明によれば、SRAMセルは、反転
回路として作用する一対のNチャンネルトランジスタ
と、該セルに対し制御機能を行なう一対のNチャンネル
トランジスタと、SRAMセルのNチャンネルインバー
タトランジスタに対して負荷装置を提供すべくゲートと
ソースとが短絡されておりデプリションモードにある一
対のNチャンネル薄膜トランジスタとを有している。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路構成
体及びその製造方法に関するものであって、更に詳細に
は、NチャンネルデプリションTFT負荷装置を具備す
るSRAMセルの構成体及びその製造方法に関するもの
である。
体及びその製造方法に関するものであって、更に詳細に
は、NチャンネルデプリションTFT負荷装置を具備す
るSRAMセルの構成体及びその製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】CMOSスタティックRAMアクセスメ
モリ(SRAM)は、速度、低パワー及びリフレッシュ
の条件がないことの組合わせの結果として半導体及びコ
ンピュータ業界において使用されている。SRAMセル
のトランジスタはコンデンサが充電され且つ放電される
場合よりもより高速でスイッチさせることが可能である
ので、DRAMセルの場合よりも、SRAMセルの場合
には情報をより高速で書込且つ読み出すことが可能であ
る。然しながら、従来のSRAMセルの欠点は、このよ
うなセルがDRAMセルよりも大きな速度及び安定性を
達成するためにはより多くの面積を必要としていたとい
うことである。
モリ(SRAM)は、速度、低パワー及びリフレッシュ
の条件がないことの組合わせの結果として半導体及びコ
ンピュータ業界において使用されている。SRAMセル
のトランジスタはコンデンサが充電され且つ放電される
場合よりもより高速でスイッチさせることが可能である
ので、DRAMセルの場合よりも、SRAMセルの場合
には情報をより高速で書込且つ読み出すことが可能であ
る。然しながら、従来のSRAMセルの欠点は、このよ
うなセルがDRAMセルよりも大きな速度及び安定性を
達成するためにはより多くの面積を必要としていたとい
うことである。
【0003】SRAMセルは、2つのNチャンネルトラ
ンジスタと2つのPチャンネルトランジスタとを具備す
る交差結合させたCMOSインバータを使用して形成す
ることが可能である。典型的に、該セルは、スタンダー
ドのSRAMセルの場合には2つのNチャンネル制御ゲ
ートによって及び2ポートメモリ装置の場合には4つの
制御ゲートを使用してアクセスされる。
ンジスタと2つのPチャンネルトランジスタとを具備す
る交差結合させたCMOSインバータを使用して形成す
ることが可能である。典型的に、該セルは、スタンダー
ドのSRAMセルの場合には2つのNチャンネル制御ゲ
ートによって及び2ポートメモリ装置の場合には4つの
制御ゲートを使用してアクセスされる。
【0004】Pチャンネルトランジスタを他の装置で置
換することによってSRAMセルを改善するための多く
の試みがなされている。例えば、ある場合には、Pチャ
ンネルトランジスタは、抵抗性負荷装置としてポリシリ
コン抵抗の連続したダイオードで置換されている。然し
ながら、連続したダイオードの抵抗値はより低い電圧及
びより低い温度において著しく増加する。例えば、抵抗
値は、80℃の場合と比べて0℃においては10倍高い
場合がある。
換することによってSRAMセルを改善するための多く
の試みがなされている。例えば、ある場合には、Pチャ
ンネルトランジスタは、抵抗性負荷装置としてポリシリ
コン抵抗の連続したダイオードで置換されている。然し
ながら、連続したダイオードの抵抗値はより低い電圧及
びより低い温度において著しく増加する。例えば、抵抗
値は、80℃の場合と比べて0℃においては10倍高い
場合がある。
【0005】更に、SRAMセルの機能テスト期間中に
発生する主要な単一ビット障害は低温における低電圧で
のデータ維持である。これらの単一ビット障害は、格納
即ち記憶ノードにおけるリーク電流の量が、低電圧及び
低温期間中において連続ダイオード抵抗によって供給す
ることの可能な電流の量を超える場合に発生する。
発生する主要な単一ビット障害は低温における低電圧で
のデータ維持である。これらの単一ビット障害は、格納
即ち記憶ノードにおけるリーク電流の量が、低電圧及び
低温期間中において連続ダイオード抵抗によって供給す
ることの可能な電流の量を超える場合に発生する。
【0006】この問題を解決するための1つの試みは、
連続ダイオードの全体的な抵抗値を減少させることであ
った。然しながら、1個のセルの負荷抵抗値が減少され
る場合には、スタンバイ電流の量が著しく上昇し、従っ
てそのセルの電力散逸を増加させることとなる。
連続ダイオードの全体的な抵抗値を減少させることであ
った。然しながら、1個のセルの負荷抵抗値が減少され
る場合には、スタンバイ電流の量が著しく上昇し、従っ
てそのセルの電力散逸を増加させることとなる。
【0007】別の従来技術のアプローチは、負荷装置と
してポリシリコン抵抗装置を使用することであった。こ
の場合には、連続抵抗値ダイオードアプローチの場合よ
りも電圧依存性は低いものであるが、高温抵抗値と比較
して低温度におけるより高い抵抗値の場合には尚且つ温
度依存性が蔓延している。
してポリシリコン抵抗装置を使用することであった。こ
の場合には、連続抵抗値ダイオードアプローチの場合よ
りも電圧依存性は低いものであるが、高温抵抗値と比較
して低温度におけるより高い抵抗値の場合には尚且つ温
度依存性が蔓延している。
【0008】PチャンネルMOSFET装置は格納(記
憶)ノードのリークを維持するために低オフ電流及び高
オン電流を供給する。然しながら、プルダウントランジ
スタが高いリークを示す場合には、スタンバイ電流を減
少させるためにVccを電気的に切断せねばならない。
更に、Pチャンネル装置の場合には、セル面積が上述し
たその他の装置の場合よりもかなり大きい。このような
セル及びその製造方法については米国特許第5,18
7,114号に記載されている。
憶)ノードのリークを維持するために低オフ電流及び高
オン電流を供給する。然しながら、プルダウントランジ
スタが高いリークを示す場合には、スタンバイ電流を減
少させるためにVccを電気的に切断せねばならない。
更に、Pチャンネル装置の場合には、セル面積が上述し
たその他の装置の場合よりもかなり大きい。このような
セル及びその製造方法については米国特許第5,18
7,114号に記載されている。
【0009】SRAMセルにおける負荷装置の問題の幾
つかを解決するための別の従来技術の試みは、負荷装置
としてPチャンネル薄膜トランジスタを使用することで
あった。然しながら、PチャンネルTFTは低オフ電流
及び高オン電流で製造することが困難であり、且つオン
及びオフ電流を制御する上で大きな影響を有するドレイ
ン注入の整合オフセットを必要とするものである。更
に、PチャンネルTFTは連続ダイオード負荷構成の場
合よりも少なくとも50%大きなセル面積を有してい
る。
つかを解決するための別の従来技術の試みは、負荷装置
としてPチャンネル薄膜トランジスタを使用することで
あった。然しながら、PチャンネルTFTは低オフ電流
及び高オン電流で製造することが困難であり、且つオン
及びオフ電流を制御する上で大きな影響を有するドレイ
ン注入の整合オフセットを必要とするものである。更
に、PチャンネルTFTは連続ダイオード負荷構成の場
合よりも少なくとも50%大きなセル面積を有してい
る。
【0010】電圧変動から比較的影響を受けることがな
く、ソース/ドレインオフセットを必要とすることがな
く、プルダウントランジスタが高いリーク電流を示す場
合にVccラインを切断させることを必要とすることが
なく、且つ低Vccから高Vccへの電流を制御するこ
とによって電力及びエネルギを節約することの可能なS
RAMセルに対する必要性が存在している。
く、ソース/ドレインオフセットを必要とすることがな
く、プルダウントランジスタが高いリーク電流を示す場
合にVccラインを切断させることを必要とすることが
なく、且つ低Vccから高Vccへの電流を制御するこ
とによって電力及びエネルギを節約することの可能なS
RAMセルに対する必要性が存在している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、Nチャンネル薄膜トランジスタ負荷装置を
具備するSRAMセル及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、Nチャンネル薄膜トランジスタ負荷装置を
具備するSRAMセル及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、改良さ
れたSRAMセルが提供され、それは、反転回路として
作用する一対のNチャンネルトランジスタと、該セルに
対して制御機能を達成する一対のNチャンネルトランジ
スタと、該SRAMセルのNチャンネルインバータトラ
ンジスタに対する負荷装置を提供すべくゲートとソース
とが短絡されているデプリションモードにある一対の薄
膜トランジスタとを有している。
れたSRAMセルが提供され、それは、反転回路として
作用する一対のNチャンネルトランジスタと、該セルに
対して制御機能を達成する一対のNチャンネルトランジ
スタと、該SRAMセルのNチャンネルインバータトラ
ンジスタに対する負荷装置を提供すべくゲートとソース
とが短絡されているデプリションモードにある一対の薄
膜トランジスタとを有している。
【0013】本発明に基づいてSRAMセルを製造する
方法は、活性及びフィールド分離層を形成し、ゲート電
極を画定し且つパスゲート及びプルダウントランジスタ
を形成し、TEOSを付着形成し、共用コンタクト1
(SC1)をパターン形成し且つエッチングし、ポリシ
リコン層2を付着形成し、NチャンネルTFT用のゲー
ト電極及び局所的相互接続を形成し、所望のシート抵抗
(ρ)へ燐を注入し、所定温度で所定時間にわたりアニ
ーリングし、ポリシリコン層2をパターン形成すると共
にエッチングし、NチャンネルTFT用のゲート誘電体
を形成するために所定厚さにTEOSを付着形成し、所
定時間にわたり所定温度でアニーリングし、共用コンタ
クト2(SC2)をパターン形成すると共にエッチング
し、ポリシリコン層3を付着形成し、ポリシリコン層3
をパターン形成すると共にエッチングし、Nチャンネル
TFT注入を全体的に行ない、TFTをパターン形成
し、N+TFTソース/ドレインを注入し、誘電体を付
着形成し、コンタクト及びメタル相互接続を付与する、
上記各ステップを有している。
方法は、活性及びフィールド分離層を形成し、ゲート電
極を画定し且つパスゲート及びプルダウントランジスタ
を形成し、TEOSを付着形成し、共用コンタクト1
(SC1)をパターン形成し且つエッチングし、ポリシ
リコン層2を付着形成し、NチャンネルTFT用のゲー
ト電極及び局所的相互接続を形成し、所望のシート抵抗
(ρ)へ燐を注入し、所定温度で所定時間にわたりアニ
ーリングし、ポリシリコン層2をパターン形成すると共
にエッチングし、NチャンネルTFT用のゲート誘電体
を形成するために所定厚さにTEOSを付着形成し、所
定時間にわたり所定温度でアニーリングし、共用コンタ
クト2(SC2)をパターン形成すると共にエッチング
し、ポリシリコン層3を付着形成し、ポリシリコン層3
をパターン形成すると共にエッチングし、Nチャンネル
TFT注入を全体的に行ない、TFTをパターン形成
し、N+TFTソース/ドレインを注入し、誘電体を付
着形成し、コンタクト及びメタル相互接続を付与する、
上記各ステップを有している。
【0014】本発明に基づくSRAMセルは事実上供給
電圧に依存するものではなく、プルダウントランジスタ
が高いリーク電流を有する場合であっても供給電圧を電
気的に切断させることを必要とするものではなく、且つ
負荷装置がSRAMセル内において定電流源として作用
することが可能であるという利点を有している。
電圧に依存するものではなく、プルダウントランジスタ
が高いリーク電流を有する場合であっても供給電圧を電
気的に切断させることを必要とするものではなく、且つ
負荷装置がSRAMセル内において定電流源として作用
することが可能であるという利点を有している。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に説明する処理ステップ及び
構成は、集積回路を製造するための完全な処理の流れを
構成するものではない。本発明は、従来技術において現
在使用されている集積回路製造技術に関連して実施する
ことが可能なものであり、従って本発明を理解するのに
必要と思われる重要な処理ステップについて特に説明す
る。製造過程における集積回路の一部の断面を概略的に
示した添付の図面は縮尺通りに描いたものではなく、本
発明の重要な特徴をより良く示すために適宜拡縮して示
してある。
構成は、集積回路を製造するための完全な処理の流れを
構成するものではない。本発明は、従来技術において現
在使用されている集積回路製造技術に関連して実施する
ことが可能なものであり、従って本発明を理解するのに
必要と思われる重要な処理ステップについて特に説明す
る。製造過程における集積回路の一部の断面を概略的に
示した添付の図面は縮尺通りに描いたものではなく、本
発明の重要な特徴をより良く示すために適宜拡縮して示
してある。
【0016】図1を参照すると、従来のSRAMセルが
示されており、その場合に、PチャンネルTFTトラン
ジスタが負荷装置として使用されている。トランジスタ
T1及びT2はPチャンネルトランジスタであって、そ
れらは、セル内の、夫々プルダウントランジスタT3及
びT4に対する負荷装置として作用する。トランジスタ
T5及びT6はSRAMセルの制御トランジスタであ
る。図1の従来の回路は本発明の背景として従来技術の
項において前述した欠点を有している。
示されており、その場合に、PチャンネルTFTトラン
ジスタが負荷装置として使用されている。トランジスタ
T1及びT2はPチャンネルトランジスタであって、そ
れらは、セル内の、夫々プルダウントランジスタT3及
びT4に対する負荷装置として作用する。トランジスタ
T5及びT6はSRAMセルの制御トランジスタであ
る。図1の従来の回路は本発明の背景として従来技術の
項において前述した欠点を有している。
【0017】次に、図2を参照して、本発明を実施化し
たSRAMセル20について説明する。セル20は、夫
々負荷装置26及び28を具備するプルダウントランジ
スタ22及び24から構成されている交差結合されたイ
ンバータを有しており、プルダウントランジスタ22及
び24はNチャンネル装置であり、且つ負荷トランジス
タ26及び28はデプリションモードNチャンネル薄膜
トランジスタであって、それらのゲートとソースとは共
通接続している。トランジスタ30及び32は本セルを
メモリアレイ50におけるビット線及びワード線へ接続
させる制御トランジスタである(図6参照)。
たSRAMセル20について説明する。セル20は、夫
々負荷装置26及び28を具備するプルダウントランジ
スタ22及び24から構成されている交差結合されたイ
ンバータを有しており、プルダウントランジスタ22及
び24はNチャンネル装置であり、且つ負荷トランジス
タ26及び28はデプリションモードNチャンネル薄膜
トランジスタであって、それらのゲートとソースとは共
通接続している。トランジスタ30及び32は本セルを
メモリアレイ50におけるビット線及びワード線へ接続
させる制御トランジスタである(図6参照)。
【0018】次に図3及び4を参照すると、従来のSR
AMセル及び本発明に基づくSRAMセルの電流/電圧
特性が示されている。図3のグラフにおいて示されてい
る実線の直線は連続型ダイオードによって形成されるよ
うな抵抗性負荷を表わしている。注意すべきであるが、
負荷の電流電圧特性はVccが変化すると共に直線的に
変化可能である。
AMセル及び本発明に基づくSRAMセルの電流/電圧
特性が示されている。図3のグラフにおいて示されてい
る実線の直線は連続型ダイオードによって形成されるよ
うな抵抗性負荷を表わしている。注意すべきであるが、
負荷の電流電圧特性はVccが変化すると共に直線的に
変化可能である。
【0019】同様に、ダイオード負荷を電流対電圧特性
を有する点線で示してあり、それは大略S字状形状であ
る。注意すべきであるが、電圧が0からセルが不安定に
なる点まで電流は低く、次いで、電圧がVccに近付く
に従い電流はより迅速に増加する。
を有する点線で示してあり、それは大略S字状形状であ
る。注意すべきであるが、電圧が0からセルが不安定に
なる点まで電流は低く、次いで、電圧がVccに近付く
に従い電流はより迅速に増加する。
【0020】対照的に、図4は本発明に基づくSRAM
セルの電流対電圧特性を示している。電圧が0からある
比較的低い値へ増加するに従い電流が初期的に上昇した
後に、Vccがその低い電圧から最大のVccへ変化す
る場合に電流の量は比較的一定に留まる。これは著しく
安定なセルを与えており且つセルにおける電圧依存性を
取除いている。それは、更に、従来のセルよりも著しく
小さな電流の排出を有するセルを与えている。
セルの電流対電圧特性を示している。電圧が0からある
比較的低い値へ増加するに従い電流が初期的に上昇した
後に、Vccがその低い電圧から最大のVccへ変化す
る場合に電流の量は比較的一定に留まる。これは著しく
安定なセルを与えており且つセルにおける電圧依存性を
取除いている。それは、更に、従来のセルよりも著しく
小さな電流の排出を有するセルを与えている。
【0021】次に図5を参照して、本発明に基づくSR
AMセルの物理的構造及びその製造方法について説明す
る。活性領域52及び分離領域54を基板50に形成す
る。次いで、ゲート酸化物53及びゲート電極55(第
一ポリシリコン層)を付着形成する。次いで、分離層5
7、TFTゲート電極58及びTFTゲート酸化物56
を付着形成する。次いで、ゲート電極58の上にソース
/ドレイン層60を付着形成する。
AMセルの物理的構造及びその製造方法について説明す
る。活性領域52及び分離領域54を基板50に形成す
る。次いで、ゲート酸化物53及びゲート電極55(第
一ポリシリコン層)を付着形成する。次いで、分離層5
7、TFTゲート電極58及びTFTゲート酸化物56
を付着形成する。次いで、ゲート電極58の上にソース
/ドレイン層60を付着形成する。
【0022】次に、本発明に基づいて負荷装置としてN
チャンネルデプリションモードトランジスタを使用する
6トランジスタSRAM格納(記憶)セルを製造するプ
ロセスについて説明する。
チャンネルデプリションモードトランジスタを使用する
6トランジスタSRAM格納(記憶)セルを製造するプ
ロセスについて説明する。
【0023】活性及びフィールド分離層を形成する。次
いで、ゲート酸化物及びゲート電極層を付着形成する。
パスゲート及びプルダウントランジスタ、層結晶シリコ
ンP1用のトランジスタ画定を形成する。次いで、約1
000Åと2000Åとの間のTEOSからなる層を付
着形成する。次いで、共用コンタクト1(SC1)をパ
ターン形成し且つエッチングする。次いで、ポリシリコ
ン層P2を付着形成し、それは局所的相互接続及びNチ
ャンネルTFT用のゲート電極を包含している。次い
で、燐をイオン注入して所望のシート抵抗を達成する。
次いで、本構成体を約30分の間約800℃と850℃
との間でアニーリングする。
いで、ゲート酸化物及びゲート電極層を付着形成する。
パスゲート及びプルダウントランジスタ、層結晶シリコ
ンP1用のトランジスタ画定を形成する。次いで、約1
000Åと2000Åとの間のTEOSからなる層を付
着形成する。次いで、共用コンタクト1(SC1)をパ
ターン形成し且つエッチングする。次いで、ポリシリコ
ン層P2を付着形成し、それは局所的相互接続及びNチ
ャンネルTFT用のゲート電極を包含している。次い
で、燐をイオン注入して所望のシート抵抗を達成する。
次いで、本構成体を約30分の間約800℃と850℃
との間でアニーリングする。
【0024】次いで、ポリシリコン層P2をパターン形
成し且つエッチングする。次いで、約200Åと600
Åとの間のTEOSの層を付着形成して約30分の間約
800℃と850℃との間においてNチャンネルTFT
用のゲート誘電体膜を形成する。次いで、層共用コンタ
クト2(SC2)をパターン形成し且つエッチングす
る。ポリシリコン層P3を付着形成し、次いでパターン
形成すると共にエッチングする。次いで、所望のドレイ
ン電流を得るために適宜の砒素又は燐で本構成体全体に
わたり一様にN型のTFTチャンネル注入を行なう。N
+ソース/ドレイン層をパターン形成し、且つ適宜のド
ーズの砒素又は燐をN+ソース/ドレイン層内に注入さ
せて所望のドレイン電流を達成する。最後に、コンタク
ト及び金属相互接続を形成して回路を完成する。
成し且つエッチングする。次いで、約200Åと600
Åとの間のTEOSの層を付着形成して約30分の間約
800℃と850℃との間においてNチャンネルTFT
用のゲート誘電体膜を形成する。次いで、層共用コンタ
クト2(SC2)をパターン形成し且つエッチングす
る。ポリシリコン層P3を付着形成し、次いでパターン
形成すると共にエッチングする。次いで、所望のドレイ
ン電流を得るために適宜の砒素又は燐で本構成体全体に
わたり一様にN型のTFTチャンネル注入を行なう。N
+ソース/ドレイン層をパターン形成し、且つ適宜のド
ーズの砒素又は燐をN+ソース/ドレイン層内に注入さ
せて所望のドレイン電流を達成する。最後に、コンタク
ト及び金属相互接続を形成して回路を完成する。
【0025】図6を参照して、本発明を実施化したSR
AMセルアレイについて説明する。アレイ70は行及び
列の形態で配列させた多数のセル20(図2参照)を有
している。各セルは、ワード線72,...,74へ接
続すると共に一対のビット線82,...,84へ接続
している。
AMセルアレイについて説明する。アレイ70は行及び
列の形態で配列させた多数のセル20(図2参照)を有
している。各セルは、ワード線72,...,74へ接
続すると共に一対のビット線82,...,84へ接続
している。
【0026】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 負荷装置としてPチャンネルトランジスタを
使用した従来のSRAMセルを示した概略図。
使用した従来のSRAMセルを示した概略図。
【図2】 本発明に基づくSRAMセルを示した概略
図。
図。
【図3】 従来のSRAMセルに対する電流・電圧特性
を示したグラフ図。
を示したグラフ図。
【図4】 本発明に基づくSRAMセルの電流・電圧特
性を示したグラフ図。
性を示したグラフ図。
【図5】 本発明に基づくSRAMセルを示した概略断
面図。
面図。
【図6】 本発明を実施したSRAMセルアレイを示し
た概略図。
た概略図。
20 SRAMセル 22,24 プルダウントランジスタ 26,28 負荷装置 30,32 制御トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロイ エヌ. ニューエン アメリカ合衆国, テキサス 75007, カーロルトン, ブライトン ドライブ 1724
Claims (13)
- 【請求項1】 スタティックランダムアクセスメモリセ
ルにおいて、 第一及び第二Nチャンネルトランジスタが設けられてお
り、前記トランジスタの各々の第一要素は第一電圧源へ
接続しており、 前記第一及び第二トランジスタの各々の第二要素は夫々
のNチャンネル薄膜トランジスタの第一要素へ接続して
おり、前記第一及び第二トランジスタは、夫々、前記第
二及び第一トランジスタの第二要素へ交差結合されてい
る制御要素を有している、ことを特徴とするスタティッ
クランダムアクセスメモリセル。 - 【請求項2】 請求項1において、前記薄膜トランジス
タの各々が夫々の第一要素を第二電圧源へ接続してお
り、且つ前記薄膜トランジスタの各々は、夫々、これら
薄膜トランジスタの第二要素及び前記反対の第二及び第
一トランジスタの制御要素へ接続している制御要素を有
していることを特徴とするスタティックランダムアクセ
スメモリセル。 - 【請求項3】 請求項1において、前記薄膜トランジス
タの各々のNチャンネルがデプリションモードNチャン
ネルであることを特徴とするスタティックランダムアク
セスメモリセル。 - 【請求項4】 請求項1において、更に、前記セルを入
力及び出力データ線へ接続させる第一及び第二制御トラ
ンジスタが設けられていることを特徴とするスタティッ
クランダムアクセスメモリセル。 - 【請求項5】 1つ又はそれ以上のSRAMメモリセル
を有するスタティックランダムアクセスメモリセルアレ
イにおいて、各このようなメモリセルが、 各々が第一電圧源へ接続している第一要素を具備する第
一及び第二Nチャンネルトランジスタを有しており、 前記第一及び第二トランジスタの各々の第二要素が夫々
のNチャンネル薄膜トランジスタの第一要素へ接続して
おり、前記第一及び第二トランジスタが夫々第二及び第
一トランジスタの第二要素へ交差結合されている制御要
素を具備している、ことを特徴とするスタティックラン
ダムアクセスメモリセルアレイ。 - 【請求項6】 請求項5において、前記薄膜トランジス
タの各々が夫々の第一要素を第二電圧源へ接続してお
り、且つ前記薄膜トランジスタの各々がこのような薄膜
トランジスタの第二要素及び夫々反対の第二及び第一ト
ランジスタの制御要素へ接続している制御要素を具備し
ていることを特徴とするスタティックランダムアクセス
メモリセルアレイ。 - 【請求項7】 請求項5において、前記薄膜トランジス
タの各々のNチャンネルがデプリションモードNチャン
ネルであることを特徴とするスタティックランダムアク
セスメモリセルアレイ。 - 【請求項8】 請求項5において、更に、前記セルを入
力及び出力データ線へ接続させるための第一及び第二制
御トランジスタが設けられていることを特徴とするスタ
ティックランダムアクセスメモリセルアレイ。 - 【請求項9】 半導体装置構成体を製造する方法におい
て、 活性及びフィールド分離領域を形成し、 ゲート酸化物層及びゲート電極層を付着形成し、 パスゲート用のトランジスタ及びプルダウン装置を形成
し、 第一厚さを有する第一TEOS層を付着形成し、 第一共用コンタクト層をパターン形成すると共にエッチ
ングし、 要素間の相互接続及びNチャンネルTFT用のゲート電
極を形成するために第一ポリシリコン層を付着形成し、 所定の導電度を得るために燐を注入し、 本構成体を所定時間にわたり所定温度でアニーリング
し、 第二ポリシリコン層を付着形成し、 前記第二ポリシリコン層をパターン形成すると共にエッ
チングし、 Nチャンネル薄膜トランジスタ用のゲート誘電体を形成
するために第二厚さを有するTEOSの第二層を付着形
成し、 本構成体を所定時間にわたり所定温度でアニーリング
し、 第二共用コンタクト層をパターン形成するとともにエッ
チングし、 第三ポリシリコン層を付着形成し、 前記第三ポリシリコン層をパターン形成すると共にエッ
チングし、 NチャンネルTFT注入を全体にわたって行ない、 前記TFTをパターン形成し、 N+TFTソース・ドレインを注入し、 誘電体層を付着形成し、 コンタクを他の回路へ接続させる、上記各ステップを有
することを特徴とする方法。 - 【請求項10】 請求項9において、前記付着形成した
TEOSの厚さが1000Åと2000Åとの間である
ことを特徴とする方法。 - 【請求項11】 請求項9において、前記付着形成した
TEOSの厚さが200Åと600Åとの間であること
を特徴とする方法。 - 【請求項12】 請求項9において、前記アニーリング
時間が25分と35分との間であることを特徴とする方
法。 - 【請求項13】 請求項9において、前記アニーリング
温度が800℃と850℃との間であることを特徴とす
る方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/774911 | 1996-12-27 | ||
| US08/774,911 US5870330A (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Method of making and structure of SRAM storage cell with N channel thin film transistor load devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10222984A true JPH10222984A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=25102664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9350773A Pending JPH10222984A (ja) | 1996-12-27 | 1997-12-19 | Nチャンネル薄膜トランジスタ負荷装置を有するsram格納セルの構造及び製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5870330A (ja) |
| JP (1) | JPH10222984A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066971A (en) * | 1997-10-02 | 2000-05-23 | Motorola, Inc. | Integrated circuit having buffering circuitry with slew rate control |
| US7301206B2 (en) * | 2003-08-01 | 2007-11-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Semiconductor-on-insulator SRAM configured using partially-depleted and fully-depleted transistors |
| WO2006012444A2 (en) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Duke University | Low-power, p-channel enhancement-type metal-oxide semiconductor field-effect transistor (pmosfet) sram cells |
| US7372720B1 (en) * | 2005-02-16 | 2008-05-13 | Altera Corporation | Methods and apparatus for decreasing soft errors and cell leakage in integrated circuit structures |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2523488B2 (ja) * | 1986-04-18 | 1996-08-07 | 株式会社日立製作所 | 半導体記憶装置 |
| US5135888A (en) * | 1989-01-18 | 1992-08-04 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Field effect device with polycrystalline silicon channel |
| US5196233A (en) * | 1989-01-18 | 1993-03-23 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method for fabricating semiconductor circuits |
| DE69121629T2 (de) * | 1990-04-27 | 1997-02-13 | Nippon Electric Co | Dünnfilmtransistor mit Schottky-Sperrschicht |
| US5187114A (en) * | 1991-06-03 | 1993-02-16 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method of making SRAM cell and structure with polycrystalline P-channel load devices |
| JP2830535B2 (ja) * | 1991-08-30 | 1998-12-02 | 日本電気株式会社 | Cmos型sramおよびその製造方法 |
| US5364810A (en) * | 1992-07-28 | 1994-11-15 | Motorola, Inc. | Methods of forming a vertical field-effect transistor and a semiconductor memory cell |
| JP2887032B2 (ja) | 1992-10-30 | 1999-04-26 | シャープ株式会社 | 薄膜トランジスタ回路およびその製造方法 |
| JP3126573B2 (ja) * | 1993-12-24 | 2001-01-22 | シャープ株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| US5514617A (en) * | 1994-06-27 | 1996-05-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. | Method of making a variable resistance polysilicon conductor for an SRAM device |
| JP2601202B2 (ja) * | 1994-07-05 | 1997-04-16 | 日本電気株式会社 | 半導体記憶装置 |
| US5521861A (en) * | 1994-10-20 | 1996-05-28 | At&T Corp. | High-speed high-density SRAM cell |
| JPH08204029A (ja) * | 1995-01-23 | 1996-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| US5599729A (en) * | 1995-09-14 | 1997-02-04 | Lg Semicon Co., Ltd. | Static random access memory cell and method of fabricating the same |
| US5731232A (en) * | 1996-11-08 | 1998-03-24 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method for concurrently making thin-film-transistor (TFT) gate electrodes and ohmic contacts at P/N junctions for TFT-static random |
-
1996
- 1996-12-27 US US08/774,911 patent/US5870330A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-11-26 US US08/979,580 patent/US6251713B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-19 JP JP9350773A patent/JPH10222984A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6251713B1 (en) | 2001-06-26 |
| US5870330A (en) | 1999-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6291276B1 (en) | Cross coupled thin film transistors and static random access memory cell | |
| US5266507A (en) | Method of fabricating an offset dual gate thin film field effect transistor | |
| US5635731A (en) | SRAM cell with no PN junction between driver and load transistors and method of manufacturing the same | |
| US5057898A (en) | Double-gated semiconductor memory device | |
| JPH1174378A (ja) | Sramセル及びその製造方法 | |
| US7253047B2 (en) | Semiconductor processing methods of forming transistors, semiconductor processing methods of forming dynamic random access memory circuitry, and related integrated circuitry | |
| US6008080A (en) | Method of making a low power SRAM | |
| US6834019B2 (en) | Isolation device over field in a memory device | |
| US5281843A (en) | Thin-film transistor, free from parasitic operation | |
| US5592011A (en) | Single layer thin film transistor static random access memory cell | |
| JP3039245B2 (ja) | 半導体メモリ装置 | |
| US5691217A (en) | Semiconductor processing method of forming a pair of field effect transistors having different thickness gate dielectric layers | |
| US4504743A (en) | Semiconductor resistor element | |
| US4251876A (en) | Extremely low current load device for integrated circuit | |
| JPH07302847A (ja) | Sramメモリセル | |
| JPH10222984A (ja) | Nチャンネル薄膜トランジスタ負荷装置を有するsram格納セルの構造及び製造方法 | |
| US6090654A (en) | Method for manufacturing a static random access memory cell | |
| KR100215851B1 (ko) | 반도체 소자의 구조 | |
| KR0170311B1 (ko) | 스태틱 랜덤 억세스 메모리 및 그 제조방법 | |
| US5027186A (en) | Semiconductor device | |
| KR100338816B1 (ko) | Sram의 mos 트랜지스터 및 박막 트랜지스터의게이트전극 형성방법 | |
| KR100273504B1 (ko) | 반도체기억장치 및 그 제조방법과 사용방법 | |
| JP3249938B2 (ja) | 低電力sramの製造方法 | |
| KR0138319B1 (ko) | 스태틱 랜덤 억세스 메모리소자 및 그 제조방법 | |
| US20030122172A1 (en) | Random access memory cell and method for fabricating same |