JP4024495B2

JP4024495B2 - Semiconductor integrated circuit device

Info

Publication number: JP4024495B2
Application number: JP2001205346A
Authority: JP
Inventors: 修二池田
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: JP2002083882A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に、ＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)を有する半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体記憶装置としてのＳＲＡＭは、ワード線と一対の相補性データ線との交差部に、フリップフロップ回路と２個の転送用ＭＩＳＦＥＴ(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)とで構成されたメモリセルを備えている。
【０００３】
ＳＲＡＭのメモリセルのフリップフロップ回路は、情報蓄積部として構成され、１ビットの情報を記憶する。このメモリセルのフリップフロップ回路は、一例として一対のＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)インバータで構成される。ＣＭＯＳインバータのそれぞれは、ｎチャネル型の駆動用ＭＩＳＦＥＴとｐチャネル型の負荷用ＭＩＳＦＥＴとで構成される。また、転送用ＭＩＳＦＥＴはｎチャネル型で構成される。すなわち、このメモリセルは、６個のＭＩＳＦＥＴを使用した、いわゆる完全ＣＭＯＳ(Full Complementary Metal Oxide Semiconductor)型で構成される。
【０００４】
フリップフロップ回路を構成する一対のＣＭＯＳインバータの相互の入出力端子間は、一対の配線（以下、局所配線という）を介して交差結合される。一方のＣＭＯＳインバータの入出力端子には、一方の転送用ＭＩＳＦＥＴのソース領域が接続され、他方のＣＭＯＳインバータの入出力端子には、他方の転送用ＭＩＳＦＥＴのソース領域が接続される。一方の転送用ＭＩＳＦＥＴのドレイン領域には相補性データ線の一方が接続され、他方の転送用ＭＩＳＦＥＴのドレイン領域には相補性データ線の他方が接続される。一対の転送用ＭＩＳＦＥＴのそれぞれのゲート電極にはワード線が接続され、このワード線によって転送用ＭＩＳＦＥＴの導通、非導通が制御される。
【０００５】
ところで、近年の半導体記憶装置の大容量化に伴い、上述した完全ＣＭＯＳ型ＳＲＡＭのメモリセルの占有面積も縮小の一途を辿っている。しかし、メモリセルの占有面積が小さくなると、メモリセルの蓄積ノード容量（前記蓄積ノードＡ，Ｂに寄生するｐｎ接合容量やゲート容量）も小さくなり、蓄積電荷量が減少する。
【０００６】
この結果、半導体チップの表面に照射されたα線に起因するメモリセルの情報反転（いわゆるα線ソフトエラー）に対する耐性が低下し、メモリセルの安定動作を確保することが困難となる。従って、メモリセルの安定動作を低下させることなく微細化を促進するためには、蓄積電荷量を確保するための対策が不可欠となる。
【０００７】
特開昭６１−１２８５５７号公報は、メモリセルのフリップフロップ回路をｎチャネル型の駆動用ＭＩＳＦＥＴと負荷抵抗素子とで構成したＳＲＡＭに関するものであるが、この公報に開示されたＳＲＡＭは、メモリセルの上部に電源電圧（ＶCC)または基準電圧（ＶSS)に接続された多結晶シリコンの電極を配置し、この電極と蓄積ノードとこれらを挟む絶縁膜とで容量を形成することによって、蓄積ノード容量の増加を図っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＳＲＡＭのメモリセルをさらに微細化するためには、メモリセルの蓄積電荷量をより確実に確保するための新たな対策が不可欠である。
【０００９】
本発明の目的は、ＳＲＡＭのメモリセルの蓄積ノード容量を増やしてソフトエラー耐性を向上させることのできる技術を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、ＳＲＡＭのメモリセルを微細化することのできる技術を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、ＳＲＡＭのメモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することのできる技術を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、ＳＲＡＭのメモリセルの製造歩留り、信頼性を向上させることのできる技術を提供することにある。
【００１３】
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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願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。
（１）本発明の半導体集積回路装置は、駆動用ＭＩＳＦＥＴおよび負荷用ＭＩＳＦＥＴからなる一対のＣＭＯＳインバータで構成されたフリップフロップ回路と、前記フリップフロップ回路の一対の入出力端子に接続された一対の転送用ＭＩＳＦＥＴとでメモリセルを構成したＳＲＡＭにおいて、半導体基板の主面上に形成した第１導電層で前記駆動用ＭＩＳＦＥＴ、前記負荷用ＭＩＳＦＥＴおよび前記転送用ＭＩＳＦＥＴのそれぞれのゲート電極を形成し、前記第１導電層の上層に形成した第２導電層で前記一対のＣＭＯＳインバータの相互の入出力端子間を接続する一対の局所配線を形成し、前記第２導電層の上層に形成した第３導電層で前記駆動用ＭＩＳＦＥＴのソース領域に接続される基準電圧線を形成し、前記基準電圧線を前記一対の局所配線と重なるように配置するものである。
（２）本発明の半導体集積回路装置は、前記ＳＲＡＭにおいて、前記局所配線の一部を、前記駆動用ＭＩＳＦＥＴ、前記負荷用ＭＩＳＦＥＴまたは前記転送用ＭＩＳＦＥＴのいずれかのゲート電極上に延在させるものである。
（３）本発明の半導体集積回路装置は、前記ＳＲＡＭにおいて、前記局所配線の一部を、前記ＣＭＯＳインバータの入出力端子を構成する半導体領域上に延在するものである。
（４）本発明の半導体集積回路装置は、前記ＳＲＡＭにおいて、前記基準電圧線の上層に、前記基準電圧線を構成する前記第３導電層よりも低抵抗の導電材で構成された基準電圧供給用の第４導電層を形成し、それぞれのメモリセルに少なくとも１個以上設けた接続孔を通じて前記第４導電層と前記基準電圧線とを電気的に接続するものである。
（５）本発明の半導体集積回路装置は、前記ＳＲＡＭにおいて、前記第４導電層と前記基準電圧線とを接続する前記接続孔と、前記基準電圧線と前記駆動用ＭＩＳＦＥＴのソース領域とを接続する接続孔とを離間して配置するものである。
（６）本発明の半導体集積回路装置は、前記ＳＲＡＭにおいて、前記局所配線を高融点金属シリサイド膜で構成するものである。
（７）本発明の半導体集積回路装置は、前記ＳＲＡＭにおいて、前記転送用ＭＩＳＦＥＴのドレイン領域上に前記第２導電層の高融点金属シリサイド層を形成すると共に、前記高融点金属シリサイド層上に前記第３導電層のパッド層を形成し、前記パッド層および前記高融点金属シリサイド層を介して前記ドレイン領域にデータ線を接続するものである。
（８）本発明の半導体集積回路装置は、前記ＳＲＡＭにおいて、前記負荷用ＭＩＳＦＥＴのソース領域上に前記第２導電層の高融点金属シリサイド層を形成すると共に、前記高融点金属シリサイド層上に前記第３導電層のパッド層を形成し、前記パッド層および前記高融点金属シリサイド層を介して前記ソース領域に基準電圧を供給するものである。
（９）本発明の半導体集積回路装置は、前記ＳＲＡＭにおいて、前記負荷用ＭＩＳＦＥＴのソース領域に隣接する半導体基板の主面に前記ソース領域と異なる導電型のウエル給電用半導体領域を形成し、前記パッド層および前記高融点金属シリサイド層を介して前記ソース領域および前記ウエル給電用半導体領域に電源電圧を供給するものである。
（１０）本発明の半導体集積回路装置は、前記ＳＲＡＭにおいて、前記転送用ＭＩＳＦＥＴのゲート電極を前記第１導電層で構成する手段に代えて、前記第１導電層よりも上層の導電層で構成するものである。
（１１）本発明の半導体集積回路装置は、駆動用ＭＩＳＦＥＴおよび負荷用ＭＩＳＦＥＴからなる一対のＣＭＯＳインバータで構成されたフリップフロップ回路と、前記フリップフロップ回路の一対の入出力端子に接続された一対の転送用ＭＩＳＦＥＴとでメモリセルを構成したＳＲＡＭにおいて、半導体基板の主面上に形成した第１導電層で前記駆動用ＭＩＳＦＥＴ、前記負荷用ＭＩＳＦＥＴおよび前記転送用ＭＩＳＦＥＴのそれぞれのゲート電極を構成し、前記第１導電層の上層に形成した第２導電層で前記一対のＣＭＯＳインバータの相互の入出力端子間を接続する一対の局所配線を構成し、前記第２導電層の上層に形成した第３導電層で前記負荷用ＭＩＳＦＥＴのソース領域に接続される電源電圧線を構成し、前記電源電圧線を前記一対の局所配線と重なるように配置するものである。
（１２）本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、半導体基板上に互いに離間して形成された第１導電型の第１半導体領域と第２導電型の第２半導体領域とを接続する配線を形成する際、次の工程（ａ）〜（ｄ）を有するものである。
（ａ）前記第１半導体領域と前記第２半導体領域のそれぞれの表面に第１のシリコン層を選択的に形成する工程、
（ｂ）前記第１のシリコン層の上を含む半導体基板の全面に高融点金属膜を形成する工程、
（ｃ）前記高融点金属膜の上に第２のシリコン層を形成した後、前記第２のシリコン層を配線の形状にパターニングする工程、
（ｄ）前記半導体基板を熱処理して、前記第１のシリコン層、前記高融点金属膜および前記第２のシリコン層をシリサイド化した後、前記半導体基板上に残った未反応の前記高融点金属膜を除去する工程。
（１３）本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、駆動用ＭＩＳＦＥＴおよび負荷用ＭＩＳＦＥＴからなる一対のＣＭＯＳインバータで構成されたフリップフロップ回路と、前記フリップフロップ回路の一対の入出力端子に接続された一対の転送用ＭＩＳＦＥＴとでメモリセルを構成したＳＲＡＭの製造方法において、前記一対のＣＭＯＳインバータの相互の入出力端子間を接続する一対の局所配線を次の工程（ａ）〜（ｄ）で形成するものである。
（ａ）前記ＣＭＯＳインバータの入出力端子を構成する第１導電型の第１半導体領域と第２導電型の第２半導体領域のそれぞれの表面と、駆動用ＭＩＳＦＥＴおよび負荷用ＭＩＳＦＥＴのそれぞれのゲート電極の一部の表面とに第１のシリコン層を選択的に形成する工程、
（ｂ）前記第１のシリコン層の上を含む半導体基板の全面に高融点金属膜を形成する工程、
（ｃ）前記高融点金属膜の上に第２のシリコン層を形成した後、前記第２のシリコン層を局所配線の形状にパターニングする工程、
（ｄ）前記半導体基板を熱処理して、前記第１のシリコン層、前記高融点金属膜および前記第２のシリコン層をシリサイド化した後、前記半導体基板上に残った未反応の前記高融点金属膜を除去する工程。
（１４）本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記ＳＲＡＭの製造方法において、前記（ａ）工程に先立ち、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで前記駆動用ＭＩＳＦＥＴ、前記負荷用ＭＩＳＦＥＴのそれぞれのゲート電極の一部の表面を覆う厚い絶縁膜を除去する工程と、前記半導体基板の全面をエッチバックして前記第１半導体領域、前記第２半導体領域のそれぞれの表面を覆う薄い絶縁膜を除去すると共に、前記ゲート電極の側壁に前記薄い絶縁膜を残す工程とを有するものである。
（１５）本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記ＳＲＡＭの製造方法において、前記第１半導体領域、前記第２半導体領域のそれぞれの表面に形成される高融点金属シリサイド層の底面の高さを、前記駆動用ＭＩＳＦＥＴおよび負荷用ＭＩＳＦＥＴのゲート絶縁膜の上面よりも高くするものである。
（１６）本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記ＳＲＡＭの製造方法において、前記（ｃ）工程で前記第２のシリコン層を局所配線の形状にパターニングする際、前記駆動用ＭＩＳＦＥＴ、前記負荷用ＭＩＳＦＥＴのそれぞれの半導体領域のうち、前記ＣＭＯＳインバータの入出力端子を構成しない半導体領域上の少なくとも一部には、前記第２のシリコン層を残さないようにするものである。
（１７）本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記ＳＲＡＭの製造方法において、前記（ｄ）工程の後、前記局所配線の上層に基準電圧線または電源電圧線を形成し、前記局所配線と前記基準電圧線または前記電源電圧線との間に容量を形成するものである。
（１８）本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記ＳＲＡＭの製造方法において、前記（ｃ）工程で前記高融点金属膜の上に形成する第２のシリコン層の膜厚を、前記シリサイド化に必要な膜厚よりも厚くするものである。
（１９）本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記ＳＲＡＭの製造方法において、前記（ｃ）工程で前記高融点金属膜の上に第２のシリコン層を形成した後、前記第２のシリコン層の上に第２の高融点金属膜またはそのシリサイド膜を形成するものである。
（２０）本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、前記ＳＲＡＭの製造方法において、前記駆動用ＭＩＳＦＥＴ、前記転送用ＭＩＳＦＥＴ、前記負荷用ＭＩＳＦＥＴのそれぞれの半導体領域のうち、データ線、電源電圧線、基準電圧線のいずれかが接続される半導体領域の表面には、前記局所配線を形成する工程で同時に高融点金属シリサイド層を形成するものである。
【００１５】
上記した手段によれば、局所配線の上層に形成される基準電圧線をこの局所配線と重なるように配置することにより、基準電圧線と局所配線との間に容量が形成されるので、局所配線に接続された蓄積ノードの容量を増大させることができ、メモリセルのα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【００１６】
上記した手段によれば、局所配線の一部を駆動用ＭＩＳＦＥＴ、負荷用ＭＩＳＦＥＴあるいは転送用ＭＩＳＦＥＴのいずれかのゲート電極と重なるように配置することにより、蓄積ノード容量のゲート容量成分を増やすことができるので、メモリセルの蓄積ノード容量を増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【００１７】
上記した手段によれば、局所配線の一部をメモリセルの蓄積ノードと重なるように配置することにより、蓄積ノード容量の拡散層容量成分を増やすことができるので、メモリセルの蓄積ノード容量を増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【００１８】
上記した手段によれば、基準電圧線の上層に、それよりも低抵抗配線を配置し、それぞれのメモリセルに少なくとも１個以上設けた接続孔を通じて低抵抗配線から基準電圧線に給電を行うことにより、メモリセルごとに基準電圧の給電が可能となるので、基準電圧を安定化することができる。この結果、電源電圧の最小値（Ｖcc.min）が向上し、メモリセルのα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【００１９】
上記した手段によれば、低抵抗配線と基準電圧線とを接続する接続孔と、基準電圧線と駆動用ＭＩＳＦＥＴのソース領域とを接続する接続孔とを離間して配置することにより、これらの接続孔の重なりによる段差が回避され、接続孔形成領域を平坦化することができるので、これらの接続孔のコンタクト抵抗を低減してメモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。
【００２０】
上記した手段によれば、多結晶シリコン膜とその上に堆積した高融点金属膜とさらにその上に堆積した第２の多結晶シリコン膜との間でシリサイド化反応を生起させて局所配線を形成することにより、メモリセルの蓄積ノードを構成する半導体領域のシリコンが上記シリサイド反応に関与するのを防ぐことができるので、この半導体領域の接合リーク電流を低減してメモリセルの動作信頼性を向上させることができる。
【００２１】
上記した手段によれば、ゲート電極の一部に接続孔を形成する工程と、半導体領域を露出させる工程とを別けて行うことにより、接続孔と半導体領域とのマスク合わせ余裕が不要となるので、接続孔面積を縮小してメモリセルを高集積化することができる。また、局所配線と半導体領域との接続を側壁絶縁膜に対して自己整合で行うことにより、マスク合わせ余裕が不要となるので、メモリセルサイズを縮小して高集積化を実現することができる。
【００２２】
上記した手段によれば、メモリセルの蓄積ノード間を接続する一対の局所配線を高融点金属シリサイドで構成することにより、負荷用ＭＩＳＦＥＴの半導体領域中のｐ型不純物や、駆動用ＭＩＳＦＥＴの半導体領域中あるいはゲート電極中のｎ型不純物が局所配線を通じて相互拡散するのを防止することができるので、導電型の異なる半導体領域間および半導体領域とゲート電極との間をオーミックに、かつ低抵抗で接続することができ、メモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。
【００２３】
上記した手段によれば、上層の多結晶シリコン膜をエッチングする際のマスクとなるフォトレジストに合わせずれが生じた場合でも、下層の多結晶シリコン膜の削れを防ぐことができるので、上記フォトレジストの合わせ余裕を不要とすることができ、半導体領域の面積を縮小してメモリセルを高集積化することができる。
【００２４】
上記した手段によれば、メモリセルを構成する転送用ＭＩＳＦＥＴ、駆動用ＭＩＳＦＥＴ、負荷用ＭＩＳＦＥＴのそれぞれのソース領域、ドレイン領域の少なくとも一部の表面に低抵抗の高融点金属シリサイド層を形成することにより、ソース領域、ドレイン領域を低抵抗化することができるので、メモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。
【００２５】
上記した手段によれば、高融点金属シリサイド層の上に形成される多結晶シリコンのパッド層の導電型を考慮することなく、負荷用ＭＩＳＦＥＴのソース領域およびウエル給電用ドレイン領域と電源電圧線とをオーミックに接続することができるので、１つの接続孔を通じてこの負荷用ＭＩＳＦＥＴのソース領域およびウエル給電用ドレイン領域に同時に電源電圧を供給することができ、これにより、負荷用ＭＩＳＦＥＴのソース領域とウエル給電用ドレイン領域とを隣接して配置することができると共に、それらの面積を縮小することができるので、メモリセルを高集積化することができる。
【００２６】
上記した手段によれば、シリサイド化反応によって局所配線を形成する際、高融点金属シリサイド層の上に堆積する多結晶シリコン膜の膜厚をこのシリサイド化反応に必要な膜厚よりも厚く堆積することにより、局所配線の膜厚が厚くなり、その表面積が大きくなるので、局所配線とその上層の基準電圧線との間に形成される容量が大きくなり、これによって、メモリセルの蓄積ノード容量をさらに増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一の機能を有するものは同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２８】
図３は本実施の形態のＳＲＡＭのメモリセルの等価回路図である。図示のように、本実施の形態のＳＲＡＭのメモリセルは、一対の相補性データ線（データ線ＤＬ，データ線バーＤＬ）とワード線ＷＬとの交差部に配置された一対の駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂、一対の負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂および一対の転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂で構成されている。駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂および転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂はｎチャネル型で構成され、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂はｐチャネル型で構成されている。すなわち、このメモリセルは、４個のｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴと２個のｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴとを使った完全ＣＭＯＳ型で構成されている。
【００２９】
上記メモリセルを構成する６個のＭＩＳＦＥＴのうち、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁と負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁とはＣＭＯＳインバータ（ＩＮＶ₁）を構成し、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₂と負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₂とはＣＭＯＳインバータ（ＩＮＶ₂）を構成している。この一対のＣＭＯＳインバータ（ＩＮＶ₁,ＩＮＶ₂）の相互の入出力端子（蓄積ノードＡ，Ｂ）間は、一対の局所配線Ｌ₁,Ｌ₂を介して交差結合し、１ビットの情報を記憶する情報蓄積部としてのフリップフロップ回路を構成している。
【００３０】
上記フリップフロップ回路の一方の入出力端子（蓄積ノードＡ）は転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁のソース領域に接続され、他方の入出力端子（蓄積ノードＢ）は転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₂のソース領域に接続されている。転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁のドレイン領域はデータ線ＤＬに接続され、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₂のドレイン領域はデータ線バーＤＬに接続されている。
【００３１】
また、フリップフロップ回路の一端（負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のソース領域）は電源電圧（ＶCC）に接続され、他端（駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のソース領域）は基準電圧（ＶSS）に接続されている。電源電圧（ＶCC）は、例えば５Ｖであり、基準電圧（ＶSS）は、例えば０Ｖ（ＧＮＤ電位）である。
【００３２】
上記回路の動作を説明すると、一方のＣＭＯＳインバータ（ＩＮＶ₁)の蓄積ノードＡが高電位（“Ｈ”）であるときは、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₂がＯＮになるので、他方のＣＭＯＳインバータ（ＩＮＶ₂)の蓄積ノードＢが低電位（“Ｌ”）になる。従って、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁がＯＦＦになり、蓄積ノードＡの高電位（“Ｈ”）が保持される。すなわち、一対のＣＭＯＳインバータ（ＩＮＶ₁,ＩＮＶ₂)を交差結合させたラッチ回路によって相互の蓄積ノードＡ，Ｂの状態が保持され、電源電圧が印加されている間、情報が保存される。
【００３３】
転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のそれぞれのゲート電極にはワード線ＷＬが接続され、このワード線ＷＬによって転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂の導通、非導通が制御される。すなわち、ワード線ＷＬが高電位（“Ｈ”）であるときは、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂がＯＮになり、ラッチ回路と相補性データ線（データ線ＤＬ，バーＤＬ）とが電気的に接続されるので、蓄積ノードＡ，Ｂの電位状態（“Ｈ”または“Ｌ”）がデータ線ＤＬ，バーＤＬに現れ、メモリセルの情報として読み出される。
【００３４】
メモリセルに情報を書き込むには、ワード線ＷＬを“Ｈ”電位レベル、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂をＯＮ状態にしてデータ線ＤＬ，バーＤＬの情報を蓄積ノードＡ，Ｂに伝達する。また、メモリセルの情報を読み出すには、同じくワード線ＷＬを“Ｈ”電位レベル、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂をＯＮ状態にして蓄積ノードＡ，Ｂの情報をデータ線ＤＬ，バーＤＬに伝達する。
【００３５】
次に、上記メモリセルの具体的な構成を図１（メモリセルの略１個分を示す半導体基板の平面図）、図２（図１のII−II’線における半導体基板の断面図）および図３〜図７を用いて説明する。なお、図１および図４〜図７にはメモリセルの導電層のみを図示し、素子分離用絶縁膜や層間絶縁膜などの絶縁膜は図示しない。
【００３６】
メモリセルを構成する６個のＭＩＳＦＥＴは、ｐ^-型半導体基板１のフィールド絶縁膜２で周囲を囲まれた活性領域に形成されている。ｎチャネル型で構成される駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂および転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のそれぞれはｐ型ウエル３の活性領域に形成され、ｐチャネル型で構成される負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂はｎ型ウエル４の活性領域に形成されている。ｐ型ウエル３、ｎ型ウエル４のそれぞれは、半導体基板１上に形成されたｐ型エピタキシャルシリコン層５の主面に形成されている。
【００３７】
転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂は、ワード線ＷＬと一体に構成されたゲート電極６を有している。このゲート電極６（ワード線ＷＬ）は、多結晶シリコン膜（または多結晶シリコン膜と高融点金属シリサイド膜とを積層したポリサイド膜）で構成され、酸化シリコン膜で構成されたゲート絶縁膜７の上に形成されている。
【００３８】
上記転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、ｐ型ウエル３の活性領域に形成された低不純物濃度のｎ^-型半導体領域８および高不純物濃度のｎ⁺型半導体領域９で構成されている。すなわち、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、ＬＤＤ(Lightly Doped Drain)構造で構成されている。
【００３９】
フリップフロップ回路の一方のＣＭＯＳインバータ（ＩＮＶ₁）を構成する駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁および負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁は、共通のゲート電極１０ａを有しており、他方のＣＭＯＳインバータ（ＩＮＶ₂）を構成する駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₂および負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₂は、共通のゲート電極１０ｂを有している。これらのゲート電極１０ａ，１０ｂは、前記転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のゲート電極６（ワード線ＷＬ）と同じ多結晶シリコン膜で構成され、ゲート絶縁膜７の上に形成されている。ゲート電極６（ワード線ＷＬ）およびゲート電極１０ａ，１０ｂを構成する多結晶シリコン膜には、ｎ型の不純物（例えばリン（Ｐ））が導入されている。
【００４０】
駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、ｐ型ウエル３の活性領域に形成された低不純物濃度のｎ^-型半導体領域８および高不純物濃度のｎ⁺型半導体領域９で構成されている。すなわち、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、ＬＤＤ構造で構成されている。また、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、ｎ型ウエル４の活性領域に形成された低不純物濃度のｐ^-型半導体領域１１および高不純物濃度のｐ⁺型半導体領域１２で構成されている。すなわち、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のそれぞれのソース領域、ドレイン領域は、ＬＤＤ構造で構成されている。
【００４１】
メモリセルを構成する上記６個のＭＩＳＦＥＴの上層には、ゲート電極（６，１０ａ，１０ｂ）の上部および側壁を覆う酸化シリコンの絶縁膜１３および側壁絶縁膜（サイドウォールスペーサ）１４を介して一対の局所配線Ｌ₁,Ｌ₂が形成されている。この一対の局所配線Ｌ₁,Ｌ₂は、多結晶シリコン膜と高融点金属膜とを半導体基板１上で反応させて形成した高融点金属シリサイド膜、例えばコバルトシリサイド（ＣｏＳｉ_X）膜で構成されている。後述するように、一対の局所配線Ｌ₁，Ｌ₂は、側壁絶縁膜１４に対して自己整合的に形成される。また、側壁絶縁膜１４は、ゲート電極（６，１０ａ，１０ｂ）に対して自己整合的に形成される。
【００４２】
一方の局所配線Ｌ₁は、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁のドレイン領域（ｐ⁺型半導体領域１２）および駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁のドレイン領域(ｎ⁺型半導体領域９)に接続され、かつ絶縁膜１３に開孔された接続孔１５を通じて駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₂および負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₂のゲート電極１０ｂに接続されている。他方の局所配線Ｌ₂は、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₂のドレイン領域（ｐ⁺型半導体領域１２）および駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₂のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）に接続され、かつ絶縁膜１３に開孔された接続孔１５を通じて駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁および負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁のゲート電極１０ａに接続されている。
【００４３】
転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）の表面には、高融点金属シリサイド層、例えばコバルトシリサイド層１６が形成され、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₂のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）の表面にはこれと同じコバルトシリサイド層１６が形成されている。転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のドレイン領域には、このコバルトシリサイド層１６を介してデータ線ＤＬ，バーＤＬが接続される。コバルトシリサイド層１６は、後述するように局所配線Ｌ₁,Ｌ₂と同一の工程で形成される。
【００４４】
負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁のソース領域（ｐ⁺型半導体領域１２）およびこのソース領域に隣接して形成されたｎ⁺型半導体領域１８の表面には、高融点金属シリサイド層、例えばコバルトシリサイド層１７が形成され、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₂のソース領域（ｐ⁺型半導体領域１２）およびこのソース領域に隣接して形成されたｎ⁺型半導体領域１８の表面にもこれと同じコバルトシリサイド層１７が形成されている。負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のソース領域およびｎ⁺型半導体領域１８のそれぞれには、後述する電源電圧線を通じて電源電圧（Ｖcc）が供給される。コバルトシリサイド層１７は、後述するように局所配線Ｌ₁,Ｌ₂およびコバルトシリサイド層１６と同一の工程で形成される。
【００４５】
図４および図５は、上記一対の局所配線Ｌ₁,Ｌ₂およびその下層のゲート電極１０ａ，１０ｂのレイアウトを示す平面図である。
【００４６】
図４に示すように、一方の局所配線Ｌ₁は、その一部がゲート電極１０ａと重なるように延在し、他方の局所配線Ｌ₂は、その一部がゲート電極１０ｂと重なるように延在している。図には示さないが、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂は、その一部をゲート電極６（ワード線ＷＬ）と重なるように延在させてもよい。
【００４７】
このように、本実施の形態のＳＲＡＭのメモリセルは、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂の一部をレイアウトが許容する範囲で可能な限り、（駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁の）ゲート電極１０ａ、（駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₂、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₂の）ゲート電極１０ｂあるいは（転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂の）ゲート電極６（ワード線ＷＬ）と重なるように配置する。この構成により、蓄積ノード容量のゲート容量成分（Ｃ₁）（図３参照）を増やすことができるので、メモリセルの蓄積ノード容量を増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【００４８】
また、図５の網掛けパターンで示すように、一方の局所配線Ｌ₁は、その一部がメモリセルの蓄積ノードＡを構成する半導体領域（駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁のｎ⁺型半導体領域９および負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁のｐ⁺型半導体領域１２）と重なるように延在し、他方の局所配線Ｌ₂は、その一部がメモリセルの蓄積ノードＢを構成する半導体領域（駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₂のｎ⁺型半導体領域９および負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₂のｐ⁺型半導体領域１２）と重なるように延在している。
【００４９】
すなわち、本実施の形態のＳＲＡＭのメモリセルは、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂の一部をメモリセルの蓄積ノードＡ，Ｂと重なるように配置する。この構成により、蓄積ノード容量の拡散層容量成分を増やすことができるので、メモリセルの蓄積ノード容量を増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【００５０】
上記局所配線Ｌ₁,Ｌ₂の上層には、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜で構成された薄い絶縁膜１９を介して基準電圧線２０が形成されている。この基準電圧線２０は、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂の上部を覆うように配置されている。基準電圧線２０は、ｎ型の不純物（例えばＰ）を導入した多結晶シリコン膜で構成され、絶縁膜１９および絶縁膜（ゲート絶縁膜７と同層の絶縁膜）に開孔された接続孔２１（図１参照）を通じて駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のそれぞれのソース領域（ｎ⁺型半導体領域９）に接続されている。
【００５１】
転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）の上層には、上記基準電圧線２０と同じ多結晶シリコン膜で構成されたパッド層２２が形成されている。このパッド層２２は、絶縁膜１９に開孔された接続孔２３を通じて前記高融点金属シリサイド層１６と電気的に接続されている。また、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のそれぞれのソース領域（ｐ⁺型半導体領域１２）の上層には、上記基準電圧線２０と同じ多結晶シリコン膜で構成されたパッド層２４が形成されている。このパッド層２４は、絶縁膜１９に開孔された接続孔２５を通じて前記高融点金属シリサイド層１７と電気的に接続されている。
【００５２】
図６は、上記基準電圧線２０およびその下層の局所配線Ｌ₁,Ｌ₂のレイアウトを示す平面図、図７は同じく斜視図である。
【００５３】
図示のように、基準電圧線２０は、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂の上層のほぼ全域を覆うように形成されている。すなわち、本実施の形態のＳＲＡＭのメモリセルは、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂の上層に形成される基準電圧線２０をこの局所配線Ｌ₁,Ｌ₂と重なるように配置する。この構成により、基準電圧線２０、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂およびそれらを挟む薄い絶縁膜１９で容量（Ｃ₂）（図３参照）が形成されるので、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂に接続された蓄積ノードＡ，Ｂの容量を増大させることができ、メモリセルのα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【００５４】
上記基準電圧線２０の上層には、層間絶縁膜２６を介して第１層目のメタル配線が形成されている。層間絶縁膜２６は、例えば酸化シリコン膜とＢＰＳＧ(Boro Phospho Silicate Glass)膜との積層膜で構成されている。第１層目のメタル配線は、例えばアルミニウム（Ａｌ）合金で構成され、電源電圧線２７、サブ基準電圧線２８、サブワード線（またはデバイデッドワード線）２９およびパッド層３０などを構成している。
【００５５】
電源電圧線２７は、層間絶縁膜２６に開孔された接続孔３１を通じて前記パッド層２４と電気的に接続されている。サブ基準電圧線２８は、層間絶縁膜２６に開孔された接続孔３２（図１参照）を通じて基準電圧線２０と電気的に接続されている。サブワード線２９は、層間絶縁膜２６、絶縁膜１９，１３に開孔された接続孔（図示せず）を通じて前記ワード線ＷＬと電気的に接続されている。パッド層３０は、層間絶縁膜２６に開孔された接続孔３３を通じて前記パッド層２２と電気的に接続されている。
【００５６】
このように、本実施の形態のＳＲＡＭのメモリセルは、多結晶シリコン膜で構成された基準電圧線２０の上層に、多結晶シリコンよりも低抵抗のＡｌで構成されたサブ基準電圧線２８を配置し、それぞれのメモリセルに少なくとも１個以上設けた接続孔３２を通じてサブ基準電圧線２８から基準電圧線２０に給電を行う。この構成により、メモリセルごとに基準電圧（Ｖss）の給電が可能となるので、基準電圧（Ｖss）を安定化することができる。この結果、電源電圧（Ｖcc）の最小値（Ｖcc.min）が向上し、メモリセルのα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【００５７】
また、本実施の形態のＳＲＡＭのメモリセルは、図１に示すように、サブ基準電圧線２８と基準電圧線２０とを接続する前記接続孔３２と、基準電圧線２０と駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のソース領域（ｎ⁺型半導体領域９）とを接続する前記接続孔２１とを離間して配置する。この構成により、接続孔２１，３２の重なりによる段差が回避され、接続孔形成領域を平坦化することができるので、接続孔２１，３２のコンタクト抵抗を低減してメモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。
【００５８】
上記第１層目のメタル配線の上層には、層間絶縁膜３４を介して第２層目のメタル配線が形成されている。層間絶縁膜３４は、下層から順に酸化シリコン膜３４ａ、スピンオングラス(Spin On Glass)膜３４ｂ、酸化シリコン膜３４ｃを積層した３層膜で構成されている。第２層目のメタル配線は、例えばアルミニウム合金で構成され、前記データ線ＤＬ，バーＤＬを構成している。このデータ線ＤＬ，バーＤＬは、層間絶縁膜３４に開孔された接続孔３５を通じて前記パッド層３０と電気的に接続されている。
【００５９】
次に、上記のように構成された本実施の形態のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を説明する。なお、このメモリセルの製造方法を示す各図（図８〜図３９）のうち、断面図は前記図１のII−II’線に対応している。また、平面図にはメモリセルの導電層のみを図示し、各導電層間の絶縁膜の図示は省略する。
【００６０】
まず、図８に示すように、ｐ^-型単結晶シリコンからなる半導体基板１の上にｐ型のエピタキシャルシリコン層５を成長させた後、窒化シリコン膜を熱酸化のマスクに用いた周知のＬＯＣＯＳ法でエピタキシャルシリコン層５の表面に厚い酸化シリコン膜で構成されたフィールド絶縁膜２を形成する。続いて、フォトレジストをマスクにしたイオン注入法でエピタキシャルシリコン層５にｎ型不純物（Ｐ）およびｐ型不純物（ＢＦ₂)を導入した後、これらの不純物を引延し拡散してｐ型ウエル３およびｎ型ウエル４を形成する。次に、フィールド絶縁膜２で囲まれたｐ型ウエル３およびｎ型ウエル４のそれぞれの主面に膜厚９nm程度の薄い酸化シリコン膜で構成されたゲート絶縁膜７を形成する。
【００６１】
図９は上記フィールド絶縁膜２で囲まれた活性領域ＡＲ（メモリセル１個分）の平面パターンである。メモリセルは、同図に示す４個の＋印で囲まれた矩形の領域内に形成される。このメモリセルの大きさは、一例として４．０（μm）×２．８（μm）程度である。また、このメモリセル１６個分の活性領域ＡＲのパターンを図１０に示す。
【００６２】
次に、図１１、図１２に示すように、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のゲート電極６（ワード線ＷＬ）と、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂および負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のゲート電極１０ａ，１０ｂとを形成する。ゲート電極６（ワード線ＷＬ）およびゲート電極１０ａ，１０ｂは、半導体基板１の全面にＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法で膜厚１００nm適度の多結晶シリコン膜を堆積した後、その上にＣＶＤ法で酸化シリコン（膜厚１２０nm程度）の絶縁膜１３を堆積し、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでこの絶縁膜１３および多結晶シリコン膜をパターニングして形成する。図１３は、このゲート電極６（ワード線ＷＬ）およびゲート電極１０ａ，１０ｂのメモリセル１６個分のパターンである。
【００６３】
次に、図１４に示すように、フォトレジストをマスクにしたイオン注入法でｐ型ウエル３とｎ型ウエル４の一部とにｎ型不純物（リン（Ｐ），ヒ素（Ａｓ））を導入する。次に、上記フォトレジストを除去した後、図１５に示すように、フォトレジストをマスクにしたイオン注入法でｎ型ウエル４にｐ型不純物（フッ化ボロン（ＢＦ₂））を導入する。次に、上記フォトレジストを除去した後、半導体基板１の全面にＣＶＤ法で堆積した酸化シリコン膜をＲＩＥ(Reactive Ion Etching)法でパターニングして、図１６に示すように、ゲート電極６（ワード線ＷＬ）およびゲート電極１０ａ，１０ｂのそれぞれの側壁にそれらに対して自己整合的に側壁絶縁膜（サイドウォールスペーサ）１４を形成する。
【００６４】
次に、図１７に示すように、フォトレジストをマスクにしたイオン注入法でｐ型ウエル３とｎ型ウエル４の一部とにｎ型不純物（Ｐ，Ａｓ）を導入する。次に、上記フォトレジストを除去した後、図１８に示すように、フォトレジストをマスクにしたイオン注入法でｎ型ウエル４にｐ型不純物（ＢＦ₂）を導入する。
【００６５】
次に、上記フォトレジストを除去した後、上記ｎ型不純物およびｐ型不純物を熱拡散して、図１９に示すように、ｐ型ウエル３の主面に転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のそれぞれのソース領域、ドレイン領域（ｎ^-型半導体領域８、ｎ⁺型半導体領域９）を形成し、ｎ型ウエル４の主面に負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のソース領域、ドレイン領域（ｐ^-型半導体領域１１、ｐ⁺型半導体領域１２）を形成する。また、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のソース領域（ｐ⁺型半導体領域１２）に隣接したｎ型ウエル４の主面にウエル給電用のｎ⁺型半導体領域１８を形成する。
【００６６】
次に、図２０に示すように、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のゲート電極１０ａ，１０ｂの上を覆う前記絶縁膜１３に接続孔１５を形成し、ゲート電極１０ａ，１０ｂのそれぞれの一部を露出させる。
【００６７】
次に、上記フォトレジストを除去した後、図２１に示すように、半導体基板１の全面をエッチバックして、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のそれぞれのソース領域、ドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のソース領域、ドレイン領域（ｐ⁺型半導体領域１２）、ウエル給電用のｎ⁺型半導体領域１８のそれぞれの表面を覆う薄い絶縁膜（ゲート絶縁膜７と同層の絶縁膜）を除去し、ｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８を露出させる。
【００６８】
このように、本実施の形態の製造方法は、まずフォトレジストをマスクにしたドライエッチングでゲート電極１０ａ，１０ｂ上の絶縁膜１３に接続孔１５を形成し、次いで半導体基板１の全面をエッチバックしてｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２、ｎ⁺型半導体領域１８のそれぞれの表面を覆う絶縁膜を除去する。
【００６９】
すなわち、ゲート電極１０ａ，１０ｂの一部を露出させる工程と、ｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８を露出させる工程とを別けて行い、ｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８を側壁絶縁膜１４に対して自己整合的に露出させる。この構成により、接続孔１５とｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２、ｎ⁺型半導体領域１８とのマスク合わせ余裕が不要となるので、接続孔１５、ｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８の面積を縮小してメモリセルを高集積化することができる。
【００７０】
なお、マスク合わせに余裕がある場合には、上記手段に代えて、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでゲート電極１０ａ，１０ｂの一部、ｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８を同時に露出させてもよい。この場合は、前記エッチバック工程が不要となるので、メモリセルの製造工程を短縮することができる。
【００７１】
次に、図２２、図２３に示すように、上記工程で露出したゲート電極１０ａ，１０ｂの一部、ｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８のそれぞれの表面に選択ＣＶＤ法で膜厚４０nm程度の薄い多結晶シリコン膜３６を選択的に堆積する。すなわち、ゲート電極１０ａ，１０ｂ、ｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８の上にのみ多結晶シリコン膜３６を堆積し、酸化シリコン膜からなる絶縁膜１３，１４の上には堆積させないようにする。あるいは、半導体基板１の全面にＣＶＤ法で多結晶シリコン膜３６を堆積し、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでこの多結晶シリコン膜３６をパターニングすることにより、ゲート電極１０ａ，１０ｂの一部、ｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８のそれぞれの表面に多結晶シリコン膜３６を残すようにしてもよい。
【００７２】
次に、図２４に示すように、半導体基板１の全面にスパッタ法で膜厚２０nm程度の薄いＣｏ膜３７を堆積した後、図２５に示すように、半導体基板１の全面にＣＶＤ法またはスパッタ法で膜厚４０nm程度の薄い多結晶シリコン膜３８を堆積する。このように、本実施の形態の製造方法は、ゲート電極１０ａ，１０ｂの一部、ｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８のそれぞれの表面に多結晶シリコン膜３６、Ｃｏ膜３７、多結晶シリコン膜３８を堆積し、その他の領域（絶縁膜上）にはＣｏ膜３７、多結晶シリコン膜３８を堆積する。なお、上記Ｃｏ膜３７に代えて他の高融点金属膜、例えばＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａなどの薄膜を堆積してもよい。
【００７３】
次に、図２６に示すように、フォトレジスト３９をマスクにしたドライエッチングで上層の多結晶シリコン膜３８をパターニングし、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂を形成する領域、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のソース領域（ｐ⁺型半導体領域１２）およびこれに隣接するｎ⁺型半導体領域９のそれぞれの表面に多結晶シリコン膜３８を残す。
【００７４】
上記多結晶シリコン膜３８のエッチングマスクとなるフォトレジスト３９は、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）や負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のドレイン領域（ｐ⁺型半導体領域１２）の上部を完全に覆っていなくともよい。すなわち、図２６に示すように、フォトレジスト３９のマスク合わせずれによってｎ⁺型半導体領域９上の多結晶シリコン膜３８の一部（図の矢印で示す箇所）がエッチングされてしまっても支障はない。これは、多結晶シリコン膜３８の一部がエッチングされても、その下層のＣｏ膜３７がエッチングのストッパとなるので、ｎ⁺型半導体領域９やｐ⁺型半導体領域１２の表面の多結晶シリコン膜３６がエッチングされることはないからである。
【００７５】
特に限定はされないが、本実施の形態では、上記多結晶シリコン膜３８をエッチングする際、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のｎ⁺型半導体領域９（ソース領域、ドレイン領域）のうち、メモリセルの蓄積ノードＡ，Ｂを構成するｎ⁺型半導体領域９（ドレイン領域）上には多結晶シリコン膜３８を残すが、蓄積ノードＡ，Ｂを構成しないｎ⁺型半導体領域９（ソース領域）上には多結晶シリコン膜３８を残さない。このｎ⁺型半導体領域９（ソース領域）上の多結晶シリコン膜３８は、その全部を完全に除去する必要はなく、フォトレジスト３９のマスク合わせずれによって、その一部がエッチングされずに残っていても支障はない。
【００７６】
次に、上記フォトレジスト３９を除去した後、７００℃程度の不活性ガス雰囲気中で半導体基板１を熱処理し、多結晶シリコン膜３８とＣｏ膜３７と多結晶シリコン膜３６との間でシリサイド化反応を生じさせる。次に、多結晶シリコン膜３６，３８を堆積しなかった領域上に残った未反応のＣｏ膜３７をウェットエッチングで除去することにより、図２７、図２８に示すように、コバルトシリサイド膜で構成される局所配線Ｌ₁,Ｌ₂およびコバルトシリサイド層１６，１７，３６’が形成される。図２９は、この局所配線Ｌ₁,Ｌ₂、コバルトシリサイド層１６，１７，３６’のメモリセル１６個分のパターンである。
【００７７】
このように、本実施の形態の製造方法は、メモリセルの蓄積ノードＡ，Ｂ間を接続する一対の局所配線Ｌ₁,Ｌ₂をコバルトシリサイドで構成する。このコバルトシリサイドは、多結晶シリコンに比べて電気抵抗の小さい材料であると共に、Ｐ（リン）やＢ（ホウ素）などの不純物原子の拡散に対する有効な障壁となる材料である。従って、この構成により、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のドレイン領域（ｐ⁺型半導体領域１２）中のｐ型不純物や、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）あるいはゲート電極１０ａ，１０ｂ中のｎ型不純物がこの局所配線Ｌ₁,Ｌ₂を通じて相互拡散するのを防止することができるので、導電型の異なるｐ⁺型半導体領域１２と、ｎ⁺型半導体領域９およびゲート電極１０ａ，１０ｂとをオーミックに、かつ低抵抗で接続することができ、メモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。
【００７８】
また、本実施の形態の製造方法は、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂を形成する際、メモリセルの蓄積ノードＡ，Ｂを構成する駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）および負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のドレイン領域（ｐ⁺型半導体領域１２）のそれぞれの表面に選択的に多結晶シリコン膜３６を形成し、さらのその上にＣｏ膜３７および多結晶シリコン膜３８を形成してこの３層の間でシリサイド化反応を生じさせる。この構成により、メモリセルの蓄積ノードＡ，Ｂを構成する上記ｎ⁺型半導体領域９およびｐ⁺型半導体領域１２のシリコンが上記シリサイド化反応に関与するのを防ぐことができるので、コバルトシリサイド層１６，１７を浅く形成することができ、ｎ⁺型半導体領域９およびｐ⁺型半導体領域１２の接合リーク電流を低減してメモリセルの動作信頼性を向上させることができる。
【００７９】
これに対し、多結晶シリコン膜３６を設けることなく、Ｃｏ膜３７を直接ｎ⁺型半導体領域９およびｐ⁺型半導体領域１２に接触させた場合は、ｎ⁺型半導体領域９およびｐ⁺型半導体領域１２のシリコンがシリサイド化反応に関与するため、コバルトシリサイド層１６，１７が基板（ｐ型ウエル３、ｎ型ウエル４）中に深く形成されることとなり、ｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２から基板へリークする接合リーク電流が増大してしまう。
【００８０】
なお、上記ｎ⁺型半導体領域９およびｐ⁺型半導体領域１２のシリコンがシリサイド反応に関与しないようにするには、シリサイド化反応によって局所配線Ｌ₁,Ｌ₂を形成した後も、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂とその下層のｎ⁺型半導体領域９、ｐ⁺型半導体領域１２との間に、少なくともゲート絶縁膜７の膜厚以上の多結晶シリコン膜３６が残るようにその膜厚を制御するとよい。
【００８１】
また、上記の構成によれば、上層の多結晶シリコン膜３８をエッチングする際のマスクとなるフォトレジスト３９に合わせずれが生じた場合でも、メモリセルの蓄積ノードＡ，Ｂを構成するｎ⁺型半導体領域９およびｐ⁺型半導体領域１２上の多結晶シリコン膜３６の削れを防ぐことができる。従って、フォトレジスト３９の合わせ余裕が不要となるので、ｎ⁺型半導体領域９およびｐ⁺型半導体領域１２の面積を縮小してメモリセルを高集積化することができる。
【００８２】
また、本実施の形態の製造方法は、メモリセルを構成する６個のＭＩＳＦＥＴ（転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂）のそれぞれのソース領域、ドレイン領域の少なくとも一部の表面に低抵抗のコバルトシリサイド層１６（または１７）を形成する。この構成により、コバルトシリサイド層１６（または１７）を形成したソース領域、ドレイン領域を低抵抗化することができるので、メモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。
【００８３】
また、本実施の形態の製造方法は、上記多結晶シリコン膜３８をエッチングする際、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のｎ⁺型半導体領域９（ソース領域、ドレイン領域）のうち、メモリセルの蓄積ノードＡ，Ｂを構成しないｎ⁺型半導体領域９（ソース領域）上には多結晶シリコン膜３８を残さないようにする。この構成により、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のソース領域、ドレイン領域間が多結晶シリコン膜３８および局所配線Ｌ₁,Ｌ₂を通じて短絡する不具合を防止することができるので、ＳＲＡＭの製造歩留り、信頼性を向上させることができる。
【００８４】
また、本実施の形態の製造方法は、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂をゲート電極（６，１０ａ，１０ｂ）の側壁絶縁膜１４に対して自己整合的に形成する。この構成により、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂と、蓄積ノードＡ，Ｂを構成するｎ⁺型半導体領域９およびｐ⁺型半導体領域１２とを接続する際、それらの間のマスク合わせ余裕が不要となるので、図２８に示すように、ワード線ＷＬの延在する方向に沿った間隔Ｚ₁,Ｚ₂を縮小することができ、メモリセルサイズを縮小してメモリセルの高集積化を実現することができる。
【００８５】
次に、図３０に示すように、半導体基板１の全面にＣＶＤ法で絶縁膜１９を堆積する。この絶縁膜１９は、膜厚１０nm程度の酸化シリコン膜の上に膜厚１０nm程度の窒化シリコン膜を積層して形成する。
【００８６】
次に、図３１に示すように、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）上の上記絶縁膜１９を除去して接続孔２３を形成し、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のソース領域（ｐ⁺型半導体領域１２）およびこのソース領域に隣接するウエル給電用のｎ⁺型半導体領域１８のそれぞれの上の絶縁膜１９を除去して接続孔２５を形成する。また同図には示さないが、駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のソース領域（ｎ⁺型半導体領域９）上の絶縁膜１９を除去して接続孔２１を形成する。
【００８７】
次に、半導体基板１の全面にＣＶＤ法で膜厚７０nm程度の多結晶シリコン膜を堆積した後、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでこの多結晶シリコン膜をパターニングして、図３２、図３３に示すように、基準電圧線２０、パッド層２２およびパッド層２４を形成する。基準電圧線２０は局所配線Ｌ₁,Ｌ₂の上部を覆うように配置され、接続孔２１を通じて駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のソース領域（ｎ⁺型半導体領域９）に接続される。パッド層２２は接続孔２３を通じてコバルトシリサイド層１６に接続され、パッド層２４は接続孔２５を通じてコバルトシリサイド層１７に接続される。図３４は、この基準電圧線２０、パッド層２２，２４のメモリセル１６個分のパターンである。
【００８８】
次に、図３５に示すように、半導体基板１の全面にＣＶＤ法で層間絶縁膜２６を堆積する。この層間絶縁膜２６は、膜厚１５０nm程度の酸化シリコン膜の上に膜厚３００nm程度のＢＰＳＧ膜を積層し、次いでこのＢＰＳＧ膜をリフローにより平坦化して形成する。
【００８９】
次に、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで層間絶縁膜２６に接続孔３１，３３を形成した後、半導体基板１の全面にスパッタ法で膜厚３００nm程度のＡｌ合金膜を堆積し、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでこのＡｌ合金膜をパターニングして、図３６、図３７に示すように、層間絶縁膜２６上に電源電圧線２７、サブ基準電圧線２８、サブワード線２９およびパッド層３０を形成する。
【００９０】
このように、本実施の形態の製造方法は、層間絶縁膜２６に開孔した接続孔３１を通じて負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のソース領域（ｐ⁺型半導体領域１２）およびこのソース領域に隣接するウエル給電用のｎ⁺型半導体領域１８に電源電圧線２７を接続する際、あらかじめこのｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８の上に多結晶シリコンのパッド層２４を設けておく。また、層間絶縁膜２６に開孔した接続孔３３を通じて転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域６）にパッド層３０を接続する際、あらかじめこのｎ⁺型半導体領域６の上に多結晶シリコンのパッド層２２を設けておく。
【００９１】
この構成により、層間絶縁膜２６をエッチングして接続孔３１，３３を形成する際に、接続孔３１，３３の底部にコバルトシリサイド層１６，１７が露出することがないので、このコバルトシリサイド層１６，１７の削れを防止することができる。
【００９２】
また、本実施の形態の製造方法は、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のソース領域（ｐ⁺型半導体領域１２）およびこのソース領域に隣接するウエル給電用のｎ⁺型半導体領域１８と電源電圧線２７とを接続する際、あらかじめこのｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８の表面にコバルトシリサイド層１６を形成する。この構成により、コバルトシリサイド層１６の上に形成される多結晶シリコンのパッド層２４の導電型を考慮することなく、ｐ⁺型半導体領域１２およびｎ⁺型半導体領域１８と電源電圧線２７とをオーミックに接続することができるので、１つの接続孔３１を通じてこのｐ⁺型半導体領域１２とｎ⁺型半導体領域１８とに同時に電源電圧（Ｖcc）を供給することができる。従って、ｐ⁺型半導体領域１２とｎ⁺型半導体領域１８とを隣接して配置することができると共に、それらの面積を縮小することができるので、メモリセルを高集積化することができる。
【００９３】
次に、図３８に示すように、半導体基板１の全面に層間絶縁膜３４を堆積する。この層間絶縁膜３４は、ＣＶＤ法で堆積した膜厚５００nm程度の酸化シリコン膜３４ａの上に膜厚２５０nm程度のスピンオングラス膜３４ｂを回転塗布し、次いでこのスピンオングラス膜３４ｂの表面をエッチバックで平坦化した後、その上に膜厚４００nm程度の酸化シリコン膜３４ｃをＣＶＤ法で堆積して形成する。
【００９４】
その後、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで層間絶縁膜３４に接続孔３５を形成した後、半導体基板１の全面にスパッタ法でＡｌ合金膜を堆積し、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングでこのＡｌ合金膜をパターニングして、データ線ＤＬ，データ線バーＤＬを形成することにより、本実施の形態のＳＲＡＭのメモリセルが完成する。図３９は、このデータ線ＤＬ，データ線バーＤＬのメモリセル１６個分のパターンである。
【００９５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態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。
【００９６】
前記実施の形態では、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂を形成する際、メモリセルの蓄積ノードＡ，Ｂを構成する駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）および負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のドレイン領域（ｐ⁺型半導体領域１２）のそれぞれの表面に多結晶シリコン膜３６、Ｃｏ膜３７および多結晶シリコン膜３８を形成してこの３層の間でシリサイド化反応を生じさせたが、下層の多結晶シリコン膜３６は必ずしも必要ではなく、Ｃｏ膜３７とその上に堆積した多結晶シリコン膜３８との間でシリサイド化反応を生じさせて局所配線Ｌ₁,Ｌ₂を形成することもできる。
【００９７】
この場合は、上記ドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９，ｐ⁺型半導体領域１２）の表面に多結晶シリコン膜３６を選択的に堆積する工程が不要となるので、メモリセルの製造工程を少なくすることができる。ただし、この場合は、上記ドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９，ｐ⁺型半導体領域１２）の表面にＣｏ膜３７が直接堆積されることになるので、このドレイン領域のシリコンとＣｏ膜３７との間でシリサイド化反応が進行しないよう、上層の多結晶シリコン膜３８の膜厚を充分に厚く形成し、シリサイド化反応に必要なシリコンを多結晶シリコン膜３８から供給するようにしなければならない。
【００９８】
また、フォトレジストをマスクにしたドライエッチングで上層の多結晶シリコン膜３８をパターニングする際、上記ドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９，ｐ⁺型半導体領域１２）上の多結晶シリコン膜３８の一部がエッチングされると、ドレイン領域のシリコンとＣｏ膜３７との間でシリサイド化反応が進行してしまうため、マスク合わせ余裕を充分に確保し、多結晶シリコン膜３８がドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９，ｐ⁺型半導体領域１２）と充分重なるようにしてその削れを防ぐ必要がある。
【００９９】
また、シリサイド化反応によって局所配線Ｌ₁,Ｌ₂を形成する際、Ｃｏ膜３７の上に堆積する上記多結晶シリコン膜３８の膜厚をこのシリサイド化反応に必要な膜厚よりも厚く堆積し、コバルトシリサイド層の上に未反応の多結晶シリコン膜を残すようにしてもよい。あるいは、多結晶シリコン膜３８の上にさらに高融点金属膜や高融点金属シリサイド膜を堆積してもよい。このようにすると、図４０に示すように、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂の膜厚がコバルトシリサイド層単独の場合よりも厚くなるので、その表面積が大きくなる。この結果、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂とその上層の基準電圧線２０との間に形成される容量（Ｃ₂）を大きくすることができるので、メモリセルの蓄積ノード容量をさらに増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【０１００】
またこの場合は、図４０に示すように、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のドレイン領域（ｎ⁺型半導体領域９）の表面に形成されるコバルトシリサイド層１６や、負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のソース領域（ｐ⁺型半導体領域１２）の表面に形成されるコバルトシリサイド層１７の上にも未反応の多結晶シリコン膜が残る。この結果、コバルトシリサイド層１６，１７の上に基準電圧線２０と同層の多結晶シリコン膜でパッド層２２，２４を形成する必要がなくなり、この多結晶シリコン膜をパターニングして基準電圧線２０を形成する際のマスク合わせ余裕が不要となるので、メモリセルの面積を縮小することができる。また、基準電圧線２０と同層のパッド層２２，２４が不要になると、図４１に示すように、基準電圧線２０の占有面積を大きくすることができるので、メモリセルの蓄積ノード容量をさらに増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【０１０１】
前記実施の形態では、局所配線Ｌ₁,Ｌ₂とその上層の基準電圧線２０との間で容量（Ｃ）を形成したが、図４２に示すように、基準電圧線２０と同層の多結晶シリコン膜で形成される電源電圧供給用のパッド層２４の面積を拡大して局所配線Ｌ₁,Ｌ₂上を覆うように配置し、このパッド層２４と局所配線Ｌ₁,Ｌ₂との間で容量を形成してもよい。この場合、基準電圧線２０は駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂のソース領域（ｎ⁺型半導体領域９）の上層のみに残すようにする。
【０１０２】
前記実施の形態のＳＲＡＭのメモリセルは、転送用ＭＩＳＦＥＴＱｔ₁,Ｑｔ₂のゲート電極６（ワード線ＷＬ）を駆動用ＭＩＳＦＥＴＱｄ₁,Ｑｄ₂や負荷用ＭＩＳＦＥＴＱｐ₁,Ｑｐ₂のゲート電極１０ａ，１０ｂと同層の多結晶シリコン膜で構成したが、ゲート電極６（ワード線ＷＬ）は、ゲート電極１０ａ，１０ｂよりも上層の多結晶シリコン膜（例えば基準電圧線２０と同層の多結晶シリコン膜）で構成してもよい。この場合は、図４３に示すように、ゲート電極６（ワード線ＷＬ）とゲート電極１０ａ，１０ｂとを互いの一部が重なるように配置することができるので、メモリセルの面積を縮小してＳＲＡＭを高集積化することができる。
【０１０３】
【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。
【０１０４】
本発明によれば、局所配線の上層に形成される基準電圧線をこの局所配線と重なるように配置することにより、基準電圧線と局所配線との間に容量が形成されるので、局所配線に接続された蓄積ノードの容量を増大させることができ、メモリセルのα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【０１０５】
本発明によれば、局所配線の一部を駆動用ＭＩＳＦＥＴ、負荷用ＭＩＳＦＥＴあるいは転送用ＭＩＳＦＥＴのいずれかのゲート電極と重なるように配置することにより、蓄積ノード容量のゲート容量成分を増やすことができるので、メモリセルの蓄積ノード容量を増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【０１０６】
本発明によれば、局所配線の一部をメモリセルの蓄積ノードと重なるように配置することにより、蓄積ノード容量の拡散層容量成分を増やすことができるので、メモリセルの蓄積ノード容量を増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【０１０７】
本発明によれば、基準電圧線の上層に、それよりも低抵抗配線を配置し、それぞれのメモリセルに少なくとも１個以上設けた接続孔を通じて低抵抗配線から基準電圧線に給電を行うことにより、メモリセルごとに基準電圧の給電が可能となるので、基準電圧を安定化することができる。この結果、電源電圧の最小値（Ｖcc.min）が向上し、メモリセルのα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【０１０８】
本発明によれば、低抵抗配線と基準電圧線とを接続する接続孔と、基準電圧線と駆動用ＭＩＳＦＥＴのソース領域とを接続する接続孔とを離間して配置することにより、これらの接続孔の重なりによる段差が回避され、接続孔形成領域を平坦化することができるので、これらの接続孔のコンタクト抵抗を低減してメモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。
【０１０９】
本発明によれば、多結晶シリコン膜とその上に堆積した高融点金属膜とさらにその上に堆積した第２の多結晶シリコン膜との間でシリサイド化反応を生起させて局所配線を形成することにより、メモリセルの蓄積ノードを構成する半導体領域のシリコンが上記シリサイド反応に関与するのを防ぐことができるので、この半導体領域の接合リーク電流を低減してメモリセルの動作信頼性を向上させることができる。
【０１１０】
本発明によれば、ゲート電極の一部に接続孔を形成する工程と、半導体領域を露出させる工程とを別けて行うことにより、接続孔と半導体領域とのマスク合わせ余裕が不要となるので、接続孔面積を縮小してメモリセルを高集積化することができる。また、局所配線と半導体領域とを自己整合的に接続することにより、両者のマスク合わせ余裕が不要となるので、メモリセルサイズを縮小してメモリセルの高集積化を実現することができる。
【０１１１】
本発明によれば、メモリセルの蓄積ノード間を接続する一対の局所配線を高融点金属シリサイドで構成することにより、負荷用ＭＩＳＦＥＴの半導体領域中のｐ型不純物や、駆動用ＭＩＳＦＥＴの半導体領域中あるいはゲート電極中のｎ型不純物が局所配線を通じて相互拡散するのを防止することができるので、導電型の異なる半導体領域間および半導体領域とゲート電極との間をオーミックに、かつ低抵抗で接続することができ、メモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。
【０１１２】
本発明によれば、上層の多結晶シリコン膜をエッチングする際のマスクとなるフォトレジストに合わせずれが生じた場合でも、下層の多結晶シリコン膜の削れを防ぐことができるので、上記フォトレジストの合わせ余裕を不要とすることができ、半導体領域の面積を縮小してメモリセルを高集積化することができる。
【０１１３】
本発明によれば、メモリセルを構成する転送用ＭＩＳＦＥＴ、駆動用ＭＩＳＦＥＴ、負荷用ＭＩＳＦＥＴのそれぞれのソース領域、ドレイン領域の少なくとも一部の表面に低抵抗の高融点金属シリサイド層を形成することにより、ソース領域、ドレイン領域を低抵抗化することができるので、メモリセルの高速動作、低電圧動作を実現することができる。
【０１１４】
本発明によれば、高融点金属シリサイド層の上に形成される多結晶シリコンのパッド層の導電型を考慮することなく、負荷用ＭＩＳＦＥＴのソース領域およびウエル給電用ドレイン領域と電源電圧線とをオーミックに接続することができるので、１つの接続孔を通じてこの負荷用ＭＩＳＦＥＴのソース領域およびウエル給電用ドレイン領域に同時に電源電圧を供給することができる。これにより、負荷用ＭＩＳＦＥＴのソース領域とウエル給電用ドレイン領域とを隣接して配置することができると共に、それらの面積を縮小することができるので、メモリセルを高集積化することができる。
【０１１５】
本発明によれば、シリサイド化反応によって局所配線を形成する際、高融点金属シリサイド層の上に堆積する多結晶シリコン膜の膜厚をこのシリサイド化反応に必要な膜厚よりも厚く堆積することにより、局所配線の膜厚が厚くなり、その表面積が大きくなるので、局所配線とその上層の基準電圧線との間に形成される容量が大きくなる。これにより、メモリセルの蓄積ノード容量をさらに増やしてα線ソフトエラー耐性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるＳＲＡＭのメモリセルを示す平面図である。
【図２】図１のII−II' 線における半導体基板の要部断面図である。
【図３】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの等価回路図である。
【図４】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの局所配線とゲート電極との重なりを示す平面図である。
【図５】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの局所配線と蓄積ノードとの重なりを示す平面図である。
【図６】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの局所配線と基準電圧線との重なりを示す平面図である。
【図７】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの局所配線と基準電圧線との重なりを示す斜視図である。
【図８】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図９】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの活性領域を示す平面図である。
【図１０】本発明のＳＲＡＭのメモリセル１６個分の活性領域パターンを示す平面図である。
【図１１】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図１２】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
【図１３】本発明のＳＲＡＭのメモリセル１６個分のゲート電極（ワード線）パターンを示す平面図である。
【図１４】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図１５】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図１６】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図１７】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図１８】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図１９】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図２０】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図２１】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図２２】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図２３】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
【図２４】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図２５】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図２６】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図２７】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図２８】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
【図２９】本発明のＳＲＡＭのメモリセル１６個分の局所配線パターンを示す平面図である。
【図３０】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図３１】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図３２】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図３３】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
【図３４】本発明のＳＲＡＭのメモリセル１６個分の基準電圧線パターンを示す平面図である。
【図３５】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図３６】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図３７】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部平面図である。
【図３８】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図３９】本発明のＳＲＡＭのメモリセル１６個分のデータ線パターンを示す平面図である。
【図４０】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの他の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図４１】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの他の構成を示す半導体基板の要部平面図である。
【図４２】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの他の構成を示す半導体基板の要部平面図である。
【図４３】本発明のＳＲＡＭのメモリセルの他の構成を示す半導体基板の要部平面図である。
【符号の説明】
１半導体基板
２フィールド絶縁膜
３ｐ型ウエル
４ｎ型ウエル
５エピタキシャルシリコン層
６ａ，６ｂゲート電極
７ゲート絶縁膜
８ｎ^-型半導体領域
９ｎ⁺型半導体領域
１０ａ，１０ｂゲート電極
１１ｐ^-型半導体領域
１２ｐ⁺型半導体領域
１３絶縁膜
１４側壁絶縁膜（サイドウォールスペーサ）
１５接続孔
１６コバルトシリサイド層
１７コバルトシリサイド層
１８ｎ⁺型半導体領域
１９絶縁膜
２０基準電圧線
２１接続孔
２２パッド層
２３接続孔
２４パッド層
２５接続孔
２６層間絶縁膜
２７電源電圧線
２８サブ基準電圧線
２９サブワード線
３０パッド層
３１接続孔
３２接続孔
３３接続孔
３４層間絶縁膜
３４ａ酸化シリコン膜
３４ｂスピンオングラス膜
３４ｃ酸化シリコン膜
３５接続孔
３６多結晶シリコン膜
３６’コバルトシリサイド層
３７Ｃｏ膜
３８多結晶シリコン膜
３９フォトレジスト
ＡＲ活性領域
ＤＬデータ線
バーＤＬデータ線
Ｑｄ₁駆動用ＭＩＳＦＥＴ
Ｑｄ₂駆動用ＭＩＳＦＥＴ
Ｑｐ₁負荷用ＭＩＳＦＥＴ
Ｑｐ₂負荷用ＭＩＳＦＥＴ
Ｑｔ₁転送用ＭＩＳＦＥＴ
Ｑｔ₂転送用ＭＩＳＦＥＴ
ＷＬワード線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technique that is effective when applied to a semiconductor integrated circuit device having an SRAM (Static Random Access Memory).
[0002]
[Prior art]
An SRAM as a semiconductor memory device includes a memory cell including a flip-flop circuit and two transfer MISFETs (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistors) at an intersection between a word line and a pair of complementary data lines. ing.
[0003]
The flip-flop circuit of the SRAM memory cell is configured as an information storage unit and stores 1-bit information. As an example, the flip-flop circuit of the memory cell includes a pair of CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) inverters. Each of the CMOS inverters includes an n-channel type driving MISFET and a p-channel type load MISFET. The transfer MISFET is an n-channel type. That is, this memory cell is configured as a so-called full CMOS (Full Complementary Metal Oxide Semiconductor) type using six MISFETs.
[0004]
The mutual input / output terminals of the pair of CMOS inverters constituting the flip-flop circuit are cross-coupled via a pair of wirings (hereinafter referred to as local wirings). The source region of one transfer MISFET is connected to the input / output terminal of one CMOS inverter, and the source region of the other transfer MISFET is connected to the input / output terminal of the other CMOS inverter. One of the complementary data lines is connected to the drain region of one transfer MISFET, and the other of the complementary data lines is connected to the drain region of the other transfer MISFET. A word line is connected to each gate electrode of the pair of transfer MISFETs, and conduction and non-conduction of the transfer MISFETs are controlled by the word lines.
[0005]
By the way, with the increase in capacity of semiconductor memory devices in recent years, the area occupied by the memory cells of the above-mentioned complete CMOS SRAM has been steadily decreasing. However, when the area occupied by the memory cell is reduced, the storage node capacitance of the memory cell (pn junction capacitance and gate capacitance parasitic on the storage nodes A and B) is also reduced, and the amount of stored charge is reduced.
[0006]
As a result, the resistance to information inversion (so-called α-ray soft error) of the memory cell caused by α rays irradiated on the surface of the semiconductor chip is lowered, and it becomes difficult to ensure stable operation of the memory cells. Therefore, in order to promote miniaturization without degrading the stable operation of the memory cell, measures for securing the amount of accumulated charge are indispensable.
[0007]
Japanese Patent Laid-Open No. 61-128557 relates to an SRAM in which a flip-flop circuit of a memory cell is composed of an n-channel type driving MISFET and a load resistance element. The SRAM disclosed in this publication is a memory cell. An electrode of polycrystalline silicon connected to the power supply voltage (VCC) or the reference voltage (VSS) is arranged on the upper side of the capacitor, and a capacitor is formed by this electrode, the storage node, and an insulating film sandwiching these electrodes, whereby the storage node capacitance Is increasing.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to further miniaturize the SRAM memory cell, a new measure for ensuring the amount of charge stored in the memory cell more reliably is indispensable.
[0009]
An object of the present invention is to provide a technology capable of increasing the storage node capacity of an SRAM memory cell and improving soft error resistance.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a technique capable of miniaturizing SRAM memory cells.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a technique capable of realizing high speed operation and low voltage operation of SRAM memory cells.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the manufacturing yield and reliability of SRAM memory cells.
[0013]
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be described as follows.
(1) A semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a flip-flop circuit composed of a pair of CMOS inverters composed of a driving MISFET and a load MISFET, and a pair of input / output terminals connected to the flip-flop circuit. In the SRAM in which the memory cell is configured with the transfer MISFET, each gate electrode of the drive MISFET, the load MISFET, and the transfer MISFET is formed in the first conductive layer formed on the main surface of the semiconductor substrate. A pair of local wirings connecting the input / output terminals of the pair of CMOS inverters is formed by a second conductive layer formed on the first conductive layer, and a third layer formed on the second conductive layer. A reference voltage line connected to the source region of the driving MISFET is formed with a conductive layer, and the reference voltage line is connected to the one It is to place so as to overlap with the local interconnection.
(2) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, a part of the local wiring extends on any one of the gate electrode of the driving MISFET, the load MISFET, or the transfer MISFET. It is.
(3) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, a part of the local wiring extends on a semiconductor region constituting an input / output terminal of the CMOS inverter.
(4) In the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the SRAM, a reference voltage supply made of a conductive material having a resistance lower than that of the third conductive layer constituting the reference voltage line is formed above the reference voltage line. A fourth conductive layer is formed, and the fourth conductive layer and the reference voltage line are electrically connected through a connection hole provided in at least one of each memory cell.
(5) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, the connection hole connecting the fourth conductive layer and the reference voltage line, and the reference voltage line and the source region of the driving MISFET are connected. The connecting hole to be separated is disposed.
(6) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, the local wiring is composed of a refractory metal silicide film.
(7) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, the refractory metal silicide layer of the second conductive layer is formed on the drain region of the transfer MISFET, and the refractory metal silicide layer is formed on the refractory metal silicide layer. A pad layer of a third conductive layer is formed, and a data line is connected to the drain region via the pad layer and the refractory metal silicide layer.
(8) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, the refractory metal silicide layer of the second conductive layer is formed on the source region of the load MISFET, and the refractory metal silicide layer is formed on the refractory metal silicide layer. A pad layer of a third conductive layer is formed, and a reference voltage is supplied to the source region through the pad layer and the refractory metal silicide layer.
(9) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the SRAM, a well feeding semiconductor region having a conductivity type different from that of the source region is formed on a main surface of a semiconductor substrate adjacent to the source region of the load MISFET, A power supply voltage is supplied to the source region and the well power supply semiconductor region via a pad layer and the refractory metal silicide layer.
(10) The semiconductor integrated circuit device according to the present invention may be configured with a conductive layer above the first conductive layer in the SRAM, instead of means for configuring the gate electrode of the transfer MISFET with the first conductive layer. To do.
(11) A semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a flip-flop circuit composed of a pair of CMOS inverters comprising a driving MISFET and a load MISFET, and a pair of input / output terminals connected to the flip-flop circuit. In the SRAM in which the memory cell is configured with the transfer MISFET, each gate electrode of the drive MISFET, the load MISFET, and the transfer MISFET is configured with the first conductive layer formed on the main surface of the semiconductor substrate. A second conductive layer formed above the first conductive layer constitutes a pair of local wirings connecting the input / output terminals of the pair of CMOS inverters, and a third conductive layer formed above the second conductive layer. A power supply voltage line connected to the source region of the load MISFET is formed by a conductive layer, and the power supply voltage line is connected to the power supply voltage line. It is to arranged so as to overlap with the pair of local wiring.
(12) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the first conductive type first semiconductor region and the second conductive type second semiconductor region, which are formed on the semiconductor substrate so as to be separated from each other, are connected. When forming, it has the following process (a)-(d).
(A) selectively forming a first silicon layer on a surface of each of the first semiconductor region and the second semiconductor region;
(B) forming a refractory metal film on the entire surface of the semiconductor substrate including on the first silicon layer;
(C) after forming a second silicon layer on the refractory metal film, patterning the second silicon layer into a wiring shape;
(D) The unreacted refractory metal remaining on the semiconductor substrate after siliciding the first silicon layer, the refractory metal film, and the second silicon layer by heat-treating the semiconductor substrate Removing the film.
(13) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is connected to a flip-flop circuit composed of a pair of CMOS inverters composed of a driving MISFET and a load MISFET, and a pair of input / output terminals of the flip-flop circuit. In the method of manufacturing an SRAM in which a memory cell is configured with a pair of transfer MISFETs, a pair of local wirings connecting the input / output terminals of the pair of CMOS inverters are formed in the following steps (a) to (d). To form.
(A) The respective surfaces of the first and second conductivity type first semiconductor regions and the second conductivity type second semiconductor region constituting the input / output terminals of the CMOS inverter, and the gate electrodes of the driving MISFET and the load MISFET Selectively forming a first silicon layer on a part of the surface of
(B) forming a refractory metal film on the entire surface of the semiconductor substrate including on the first silicon layer;
(C) after forming a second silicon layer on the refractory metal film, patterning the second silicon layer into a shape of a local wiring;
(D) The unreacted refractory metal remaining on the semiconductor substrate after siliciding the first silicon layer, the refractory metal film, and the second silicon layer by heat-treating the semiconductor substrate Removing the film.
(14) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the SRAM manufacturing method, prior to the step (a), each of the driving MISFET and the load MISFET is performed by dry etching using a photoresist as a mask. Removing a thick insulating film covering a part of the surface of the gate electrode; and etching back the entire surface of the semiconductor substrate to form a thin insulating film covering the surfaces of the first semiconductor region and the second semiconductor region. And removing the thin insulating film on the side wall of the gate electrode.
(15) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the manufacturing method of the SRAM, the height of the bottom surface of the refractory metal silicide layer formed on the surface of each of the first semiconductor region and the second semiconductor region is increased. The height is made higher than the upper surfaces of the gate insulating films of the driving MISFET and the load MISFET.
(16) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in patterning the second silicon layer into a shape of a local wiring in the step (c), the driving MISFET, Of the respective semiconductor regions of the load MISFET, the second silicon layer is not left in at least a part of the semiconductor region that does not constitute the input / output terminal of the CMOS inverter.
(17) In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the method for manufacturing an SRAM, after the step (d), a reference voltage line or a power supply voltage line is formed in an upper layer of the local wiring, and the local wiring And a reference voltage line or a power supply voltage line.
(18) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the SRAM manufacturing method, the thickness of the second silicon layer formed on the refractory metal film in the step (c) is changed to the silicide. It is thicker than the film thickness required for conversion.
(19) In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the method for manufacturing an SRAM, after the second silicon layer is formed on the refractory metal film in the step (c), the second silicon layer is formed. A second refractory metal film or a silicide film thereof is formed on the silicon layer.
(20) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the method of manufacturing the SRAM, a data line and a power supply voltage line in each of the semiconductor regions of the driving MISFET, the transfer MISFET, and the load MISFET A refractory metal silicide layer is simultaneously formed on the surface of the semiconductor region to which any of the reference voltage lines is connected in the step of forming the local wiring.
[0015]
According to the above-described means, a capacitor is formed between the reference voltage line and the local wiring by arranging the reference voltage line formed in the upper layer of the local wiring so as to overlap the local wiring. The capacity of the storage node connected to the memory cell can be increased, and the resistance of the α-ray soft error of the memory cell can be improved.
[0016]
According to the above means, the gate capacitance component of the storage node capacitance can be increased by arranging a part of the local wiring so as to overlap the gate electrode of any one of the driving MISFET, the load MISFET, and the transfer MISFET. As a result, the storage node capacity of the memory cell can be increased to improve the α-ray soft error resistance.
[0017]
According to the above means, by arranging a part of the local wiring so as to overlap with the storage node of the memory cell, the diffusion layer capacitance component of the storage node capacitance can be increased, so the storage node capacitance of the memory cell is increased. As a result, the resistance to α-ray soft errors can be improved.
[0018]
According to the above-described means, a low-resistance wiring is disposed above the reference voltage line, and power is supplied from the low-resistance wiring to the reference voltage line through at least one connection hole provided in each memory cell. Thus, the reference voltage can be supplied to each memory cell, so that the reference voltage can be stabilized. As a result, the minimum value (Vcc.min) of the power supply voltage is improved, and the resistance to α-ray soft error of the memory cell can be improved.
[0019]
According to the above-described means, the connection hole connecting the low-resistance wiring and the reference voltage line and the connection hole connecting the reference voltage line and the source region of the driving MISFET are arranged apart from each other. A step due to the overlapping of the connection holes can be avoided and the connection hole formation region can be flattened, so that the contact resistance of these connection holes can be reduced, and high-speed operation and low-voltage operation of the memory cell can be realized.
[0020]
According to the above means, a local wiring is formed by causing a silicidation reaction between the polycrystalline silicon film, the refractory metal film deposited thereon, and the second polycrystalline silicon film deposited thereon. As a result, it is possible to prevent the silicon in the semiconductor region constituting the storage node of the memory cell from participating in the silicide reaction, so that the junction leakage current of the semiconductor region is reduced and the operation reliability of the memory cell is improved. Can be made.
[0021]
According to the above means, the mask alignment margin between the connection hole and the semiconductor region becomes unnecessary by performing the step of forming the connection hole in a part of the gate electrode and the step of exposing the semiconductor region separately. The memory cell can be highly integrated by reducing the connection hole area. Further, since the local wiring and the semiconductor region are connected in a self-aligned manner with respect to the sidewall insulating film, a mask alignment margin is not required, so that the memory cell size can be reduced and high integration can be realized.
[0022]
According to the above-described means, the pair of local wirings connecting the storage nodes of the memory cell are made of refractory metal silicide, so that the p-type impurity in the semiconductor region of the load MISFET or the semiconductor region of the driving MISFET N-type impurities in the inside or gate electrode can be prevented from interdiffusion through the local wiring, so that semiconductor regions of different conductivity types and between the semiconductor region and the gate electrode are connected ohmicly and with low resistance Thus, high-speed operation and low-voltage operation of the memory cell can be realized.
[0023]
According to the above-described means, even when misalignment occurs in the photoresist used as a mask when etching the upper polycrystalline silicon film, the lower polycrystalline silicon film can be prevented from being scraped. Therefore, the memory cell can be highly integrated by reducing the area of the semiconductor region.
[0024]
According to the above means, the low-resistance refractory metal silicide layer is formed on at least a part of the surface of each of the source region and the drain region of the transfer MISFET, the drive MISFET, and the load MISFET constituting the memory cell. Thus, the resistance of the source region and the drain region can be reduced, so that high speed operation and low voltage operation of the memory cell can be realized.
[0025]
According to the above-described means, the source region of the load MISFET, the drain region for well feeding, the power supply voltage line, and the like can be obtained without considering the conductivity type of the pad layer of polycrystalline silicon formed on the refractory metal silicide layer. Can be connected to the source region of the load MISFET and the drain region for supplying the well through one connection hole, whereby the source region and the well of the load MISFET can be supplied simultaneously. Since the power supply drain region can be disposed adjacent to each other and the area thereof can be reduced, the memory cells can be highly integrated.
[0026]
According to the above means, when forming the local wiring by the silicidation reaction, the polycrystalline silicon film deposited on the refractory metal silicide layer is deposited thicker than the film thickness necessary for the silicidation reaction. As a result, the film thickness of the local wiring is increased and the surface area thereof is increased, so that the capacitance formed between the local wiring and the reference voltage line in the upper layer is increased, thereby increasing the storage node capacity of the memory cell. It can be further increased to improve the alpha ray soft error resistance.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof is omitted.
[0028]
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the SRAM memory cell according to the present embodiment. As shown in the figure, the SRAM memory cell of the present embodiment has a pair of driving MISFETs Qd disposed at the intersections of a pair of complementary data lines (data line DL, data line bar DL) and a word line WL. ₁ , Qd ₂ , A pair of MISFETs Qp for load ₁ , Qp ₂ And a pair of transfer MISFETs Qt ₁ , Qt ₂ It consists of MISFET Qd for driving ₁ , Qd ₂ And transfer MISFETQt ₁ , Qt ₂ Is composed of an n-channel type, and a load MISFET Qp ₁ , Qp ₂ Is configured as a p-channel type. That is, this memory cell is composed of a complete CMOS type using four n-channel MISFETs and two p-channel MISFETs.
[0029]
Of the six MISFETs constituting the memory cell, the driving MISFET Qd ₁ And MISFET Qp for load ₁ Is a CMOS inverter (INV ₁ ) For driving MISFETQd ₂ And MISFET Qp for load ₂ Is a CMOS inverter (INV ₂ ). This pair of CMOS inverters (INV ₁ , INV ₂ ) Between the mutual input / output terminals (storage nodes A and B). ₁ , L ₂ And a flip-flop circuit as an information storage unit for storing 1-bit information.
[0030]
One input / output terminal (storage node A) of the flip-flop circuit is connected to the transfer MISFET Qt. ₁ And the other input / output terminal (storage node B) is connected to the transfer MISFETQt. ₂ Connected to the source area. MISFETQt for transfer ₁ Is connected to the data line DL, and the transfer MISFET Qt ₂ The drain region is connected to the data line bar DL.
[0031]
Also, one end of the flip-flop circuit (load MISFET Qp ₁ , Qp ₂ Is connected to the power supply voltage (VCC) and the other end (driving MISFET Qd). ₁ , Qd ₂ Source region) is connected to a reference voltage (VSS). The power supply voltage (VCC) is, for example, 5V, and the reference voltage (VSS) is, for example, 0V (GND potential).
[0032]
The operation of the above circuit will be described. One CMOS inverter (INV ₁ ) Storage node A is at a high potential ("H"), the driving MISFET Qd ₂ Is turned on, the other CMOS inverter (INV ₂ ) Storage node B becomes low potential ("L"). Therefore, the driving MISFET Qd ₁ Is turned OFF, and the high potential (“H”) of the storage node A is held. That is, a pair of CMOS inverters (INV ₁ , INV ₂ The state of the mutual storage nodes A and B is held by the latch circuit cross-coupled), and information is stored while the power supply voltage is applied.
[0033]
MISFETQt for transfer ₁ , Qt ₂ A word line WL is connected to each gate electrode of the MISFET Qt for transfer by the word line WL. ₁ , Qt ₂ The conduction and non-conduction are controlled. That is, when the word line WL is at a high potential (“H”), the transfer MISFET Qt ₁ , Qt ₂ Is turned ON, and the latch circuit and the complementary data lines (data lines DL and DL) are electrically connected, so that the potential state (“H” or “L”) of the storage nodes A and B is the data line. It appears in DL and bar DL and is read out as memory cell information.
[0034]
In order to write information into the memory cell, the word line WL is set to the “H” potential level, the transfer MISFET Qt. ₁ , Qt ₂ Is turned on to transmit the information on the data lines DL and bar DL to the storage nodes A and B. Similarly, in order to read out information of the memory cell, the word line WL is set to the “H” potential level, the transfer MISFET Qt. ₁ , Qt ₂ Is turned on, and the information of the storage nodes A and B is transmitted to the data lines DL and bars DL.
[0035]
Next, a specific configuration of the memory cell is shown in FIG. 1 (plan view of the semiconductor substrate showing approximately one memory cell), FIG. 2 (cross-sectional view of the semiconductor substrate taken along line II-II ′ in FIG. 1), and This will be described with reference to FIGS. 1 and 4 to 7 show only the conductive layer of the memory cell, and insulating films such as element isolation insulating films and interlayer insulating films are not shown.
[0036]
The six MISFETs constituting the memory cell are p ^- It is formed in an active region surrounded by a field insulating film 2 of the type semiconductor substrate 1. MISFET Qd for driving composed of n-channel type ₁ , Qd ₂ And transfer MISFETQt ₁ , Qt ₂ Each of which is formed in the active region of the p-type well 3 and is composed of a p-channel type MISFET Qp for loading. ₁ , Qp ₂ Is formed in the active region of the n-type well 4. Each of the p-type well 3 and the n-type well 4 is formed on the main surface of the p-type epitaxial silicon layer 5 formed on the semiconductor substrate 1.
[0037]
MISFETQt for transfer ₁ , Qt ₂ Has a gate electrode 6 integrally formed with the word line WL. The gate electrode 6 (word line WL) is formed of a polycrystalline silicon film (or a polycide film in which a polycrystalline silicon film and a refractory metal silicide film are stacked), and is formed of a gate insulating film 7 formed of a silicon oxide film. Formed on top.
[0038]
Transfer MISFETQt ₁ , Qt ₂ Each of the source region and the drain region of n has a low impurity concentration n formed in the active region of the p-type well 3. ^- Type semiconductor region 8 and high impurity concentration n ⁺ A type semiconductor region 9 is formed. That is, the transfer MISFET Qt ₁ , Qt ₂ Each of the source region and the drain region has an LDD (Lightly Doped Drain) structure.
[0039]
One CMOS inverter (INV) of the flip-flop circuit ₁ MISFETQd for driving constituting) ₁ And load MISFETQp ₁ Has a common gate electrode 10a and the other CMOS inverter (INV ₂ MISFETQd for driving constituting) ₂ And load MISFETQp ₂ Have a common gate electrode 10b. These gate electrodes 10a and 10b are connected to the transfer MISFETQt. ₁ , Qt ₂ The gate electrode 6 (word line WL) is made of the same polycrystalline silicon film, and is formed on the gate insulating film 7. An n-type impurity (for example, phosphorus (P)) is introduced into the polycrystalline silicon film constituting the gate electrode 6 (word line WL) and the gate electrodes 10a and 10b.
[0040]
MISFET Qd for driving ₁ , Qd ₂ Each of the source region and the drain region of n has a low impurity concentration n formed in the active region of the p-type well 3. ^- Type semiconductor region 8 and high impurity concentration n ⁺ A type semiconductor region 9 is formed. That is, the driving MISFET Qd ₁ , Qd ₂ Each of the source region and the drain region has an LDD structure. Also, MISFET Qp for load ₁ , Qp ₂ Each of the source region and the drain region of p has a low impurity concentration p formed in the active region of the n-type well 4. ^- Type semiconductor region 11 and p with high impurity concentration ⁺ A type semiconductor region 12 is formed. That is, MISFET Qp for load ₁ , Qp ₂ Each of the source region and the drain region has an LDD structure.
[0041]
A pair of silicon oxide insulating films 13 and sidewall insulating films (sidewall spacers) 14 covering the upper and sidewalls of the gate electrodes (6, 10a, 10b) are disposed on the upper layer of the six MISFETs constituting the memory cell. Local wiring L ₁ , L ₂ Is formed. This pair of local wiring L ₁ , L ₂ Is a refractory metal silicide film formed by reacting a polycrystalline silicon film and a refractory metal film on the semiconductor substrate 1, for example, cobalt silicide (CoSi). _X ) It consists of a film. As will be described later, a pair of local wirings L ₁ , L ₂ Is formed in a self-aligned manner with respect to the sidewall insulating film 14. The sidewall insulating film 14 is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrodes (6, 10a, 10b).
[0042]
One local wiring L ₁ Is the load MISFETQp ₁ Drain region (p ⁺ Type semiconductor region 12) and driving MISFET Qd ₁ Drain region (n ⁺ Drive MISFET Qd through a connection hole 15 connected to the type semiconductor region 9) and opened in the insulating film 13. ₂ And load MISFETQp ₂ Connected to the gate electrode 10b. The other local wiring L ₂ Is the load MISFETQp ₂ Drain region (p ⁺ Type semiconductor region 12) and driving MISFET Qd ₂ Drain region (n ⁺ Drive MISFET Qd through connection hole 15 connected to type semiconductor region 9) and opened in insulating film 13 ₁ And load MISFETQp ₁ Connected to the gate electrode 10a.
[0043]
MISFETQt for transfer ₁ Drain region (n ⁺ A refractory metal silicide layer, for example, a cobalt silicide layer 16 is formed on the surface of the type semiconductor region 9), and the transfer MISFET Qt ₂ Drain region (n ⁺ The same cobalt silicide layer 16 is formed on the surface of the type semiconductor region 9). MISFETQt for transfer ₁ , Qt ₂ The data line DL and the bar DL are connected to the drain region of this through the cobalt silicide layer 16. The cobalt silicide layer 16 is provided with a local wiring L as will be described later. ₁ , L ₂ Are formed in the same process.
[0044]
MISFET Qp for load ₁ Source region (p ⁺ Type semiconductor region 12) and n formed adjacent to this source region ⁺ A refractory metal silicide layer, for example, a cobalt silicide layer 17 is formed on the surface of the type semiconductor region 18, and the load MISFET Qp ₂ Source region (p ⁺ Type semiconductor region 12) and n formed adjacent to this source region ⁺ The same cobalt silicide layer 17 is also formed on the surface of the type semiconductor region 18. MISFET Qp for load ₁ , Qp ₂ Source region and n ⁺ A power supply voltage (Vcc) is supplied to each of the type semiconductor regions 18 through a power supply voltage line described later. As will be described later, the cobalt silicide layer 17 has a local wiring L. ₁ , L ₂ The cobalt silicide layer 16 is formed in the same process.
[0045]
4 and 5 show the pair of local wirings L. ₁ , L ₂ 2 is a plan view showing a layout of gate electrodes 10a and 10b underneath.
[0046]
As shown in FIG. 4, one local wiring L ₁ Extends so that a part thereof overlaps the gate electrode 10a, and the other local wiring L ₂ Extends so as to partially overlap the gate electrode 10b. Although not shown in the figure, the local wiring L ₁ , L ₂ May extend partly so as to overlap the gate electrode 6 (word line WL).
[0047]
As described above, the SRAM memory cell of the present embodiment has the local wiring L ₁ , L ₂ As much as possible within the range allowed by the layout (drive MISFETQd ₁ , MISFET Qp for load ₁ Gate electrode 10a, (driving MISFET Qd) ₂ , MISFET Qp for load ₂ Gate electrode 10b or (transfer MISFET Qt) ₁ , Qt ₂ Of the gate electrode 6 (word line WL). With this configuration, the gate capacitance component (C ₁ ) (See FIG. 3) can be increased, so that the storage node capacity of the memory cell can be increased to improve the resistance to α-ray soft error.
[0048]
Further, as shown by the shaded pattern in FIG. ₁ Is a semiconductor region (a MISFET Qd for driving) part of which constitutes the storage node A of the memory cell. ₁ N ⁺ Type semiconductor region 9 and load MISFET Qp ₁ P ⁺ Type semiconductor region 12) and the other local wiring L ₂ Is a semiconductor region (a driving MISFET Qd that partially forms the storage node B of the memory cell). ₂ N ⁺ Type semiconductor region 9 and load MISFET Qp ₂ P ⁺ Extending so as to overlap the type semiconductor region 12).
[0049]
That is, the SRAM memory cell of the present embodiment has the local wiring L ₁ , L ₂ Are arranged so as to overlap the storage nodes A and B of the memory cell. With this configuration, the diffusion layer capacitance component of the storage node capacitance can be increased, so that the storage node capacitance of the memory cell can be increased to improve the α-ray soft error resistance.
[0050]
Local wiring L ₁ , L ₂ In the upper layer, a reference voltage line 20 is formed through a thin insulating film 19 composed of a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film. The reference voltage line 20 is connected to the local wiring L ₁ , L ₂ It is arrange | positioned so that the upper part of may be covered. The reference voltage line 20 is composed of a polycrystalline silicon film into which an n-type impurity (for example, P) is introduced, and is a connection hole opened in the insulating film 19 and the insulating film (the same insulating film as the gate insulating film 7). 21 (see FIG. 1) for driving MISFET Qd ₁ , Qd ₂ Source regions (n ⁺ Type semiconductor region 9).
[0051]
MISFETQt for transfer ₁ , Qt ₂ Drain region (n ⁺ A pad layer 22 made of the same polycrystalline silicon film as the reference voltage line 20 is formed on the upper layer of the type semiconductor region 9). The pad layer 22 is electrically connected to the refractory metal silicide layer 16 through a connection hole 23 formed in the insulating film 19. Also, MISFET Qp for load ₁ , Qp ₂ Each source region (p ⁺ A pad layer 24 made of the same polycrystalline silicon film as the reference voltage line 20 is formed above the type semiconductor region 12). The pad layer 24 is electrically connected to the refractory metal silicide layer 17 through a connection hole 25 opened in the insulating film 19.
[0052]
FIG. 6 shows the reference voltage line 20 and the local wiring L below it. ₁ , L ₂ FIG. 7 is a perspective view showing the same layout.
[0053]
As illustrated, the reference voltage line 20 is connected to the local wiring L. ₁ , L ₂ It is formed so as to cover almost the entire area of the upper layer. That is, the SRAM memory cell of the present embodiment has the local wiring L ₁ , L ₂ The reference voltage line 20 formed in the upper layer of the local wiring L ₁ , L ₂ Arrange so as to overlap. With this configuration, the reference voltage line 20 and the local wiring L ₁ , L ₂ And the capacitance (C ₂ ) (See FIG. 3) is formed, the local wiring L ₁ , L ₂ The capacity of the storage nodes A and B connected to can be increased, and the resistance of the memory cell to α-ray soft error can be improved.
[0054]
A first level metal wiring is formed above the reference voltage line 20 via an interlayer insulating film 26. The interlayer insulating film 26 is composed of a laminated film of, for example, a silicon oxide film and a BPSG (Boro Phospho Silicate Glass) film. The first-layer metal wiring is made of, for example, an aluminum (Al) alloy, and constitutes a power supply voltage line 27, a sub-reference voltage line 28, a sub-word line (or divided word line) 29, a pad layer 30, and the like. .
[0055]
The power supply voltage line 27 is electrically connected to the pad layer 24 through a connection hole 31 opened in the interlayer insulating film 26. The sub reference voltage line 28 is electrically connected to the reference voltage line 20 through a connection hole 32 (see FIG. 1) opened in the interlayer insulating film 26. The sub word line 29 is electrically connected to the word line WL through a connection hole (not shown) formed in the interlayer insulating film 26 and the insulating films 19 and 13. The pad layer 30 is electrically connected to the pad layer 22 through a connection hole 33 opened in the interlayer insulating film 26.
[0056]
As described above, the SRAM memory cell according to the present embodiment has the sub-reference voltage line 28 made of Al having a lower resistance than that of polycrystalline silicon on the reference voltage line 20 made of a polycrystalline silicon film. The power is supplied from the sub reference voltage line 28 to the reference voltage line 20 through the connection hole 32 provided at least one in each memory cell. With this configuration, since the reference voltage (Vss) can be supplied to each memory cell, the reference voltage (Vss) can be stabilized. As a result, the minimum value (Vcc.min) of the power supply voltage (Vcc) is improved, and the resistance to α-ray soft error of the memory cell can be improved.
[0057]
Further, as shown in FIG. 1, the SRAM memory cell of the present embodiment includes the connection hole 32 for connecting the sub-reference voltage line 28 and the reference voltage line 20, the reference voltage line 20 and the driving MISFET Qd. ₁ , Qd ₂ Source region (n ⁺ The connection hole 21 for connecting to the mold semiconductor region 9) is spaced apart. With this configuration, a step due to the overlapping of the connection holes 21 and 32 can be avoided, and the connection hole forming region can be flattened. Therefore, the contact resistance of the connection holes 21 and 32 can be reduced, and the memory cell can operate at high speed and low voltage. Operation can be realized.
[0058]
A second-layer metal wiring is formed above the first-layer metal wiring via an interlayer insulating film 34. The interlayer insulating film 34 is composed of a three-layer film in which a silicon oxide film 34a, a spin on glass film 34b, and a silicon oxide film 34c are stacked in order from the lower layer. The second-layer metal wiring is made of, for example, an aluminum alloy, and constitutes the data lines DL and bars DL. The data lines DL and bars DL are electrically connected to the pad layer 30 through connection holes 35 formed in the interlayer insulating film 34.
[0059]
Next, a method for manufacturing the SRAM memory cell of the present embodiment configured as described above will be described. In each of the drawings (FIGS. 8 to 39) showing the manufacturing method of the memory cell, the cross-sectional view corresponds to the II-II ′ line in FIG. In the plan view, only the conductive layer of the memory cell is shown, and the insulating film between the conductive layers is not shown.
[0060]
First, as shown in FIG. ^- After a p-type epitaxial silicon layer 5 is grown on a semiconductor substrate 1 made of type single crystal silicon, a thick oxide is formed on the surface of the epitaxial silicon layer 5 by a well-known LOCOS method using a silicon nitride film as a thermal oxidation mask. A field insulating film 2 made of a silicon film is formed. Subsequently, an n-type impurity (P) and a p-type impurity (BF) are added to the epitaxial silicon layer 5 by an ion implantation method using a photoresist as a mask. ₂ Then, these impurities are stretched and diffused to form the p-type well 3 and the n-type well 4. Next, a gate insulating film 7 made of a thin silicon oxide film having a thickness of about 9 nm is formed on each main surface of the p-type well 3 and the n-type well 4 surrounded by the field insulating film 2.
[0061]
FIG. 9 is a plan pattern of the active region AR (for one memory cell) surrounded by the field insulating film 2. The memory cell is formed in a rectangular area surrounded by four + marks shown in FIG. As an example, the size of the memory cell is about 4.0 (μm) × 2.8 (μm). Further, FIG. 10 shows a pattern of the active region AR for 16 memory cells.
[0062]
Next, as shown in FIGS. 11 and 12, the transfer MISFET Qt ₁ , Qt ₂ Gate electrode 6 (word line WL) and driving MISFET Qd ₁ , Qd ₂ And load MISFETQp ₁ , Qp ₂ Gate electrodes 10a and 10b are formed. The gate electrode 6 (word line WL) and the gate electrodes 10a and 10b are deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method after depositing an appropriate polycrystalline silicon film having a thickness of 100 nm by the CVD method. An insulating film 13 of silicon oxide (film thickness of about 120 nm) is deposited, and the insulating film 13 and the polycrystalline silicon film are patterned by dry etching using a photoresist as a mask. FIG. 13 shows a pattern for 16 memory cells of the gate electrode 6 (word line WL) and the gate electrodes 10a and 10b.
[0063]
Next, as shown in FIG. 14, n-type impurities (phosphorus (P) and arsenic (As)) are introduced into the p-type well 3 and part of the n-type well 4 by ion implantation using a photoresist as a mask. To do. Next, after removing the photoresist, a p-type impurity (boron fluoride (BF) is implanted into the n-type well 4 by ion implantation using the photoresist as a mask, as shown in FIG. ₂ )). Next, after removing the photoresist, a silicon oxide film deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 is patterned by the RIE (Reactive Ion Etching) method, and as shown in FIG. 16, the gate electrode 6 (word Side wall insulating films (side wall spacers) 14 are formed on the side walls of the line WL) and the gate electrodes 10a and 10b in a self-aligning manner with respect to them.
[0064]
Next, as shown in FIG. 17, n-type impurities (P, As) are introduced into the p-type well 3 and part of the n-type well 4 by ion implantation using a photoresist as a mask. Next, after removing the photoresist, as shown in FIG. 18, p-type impurities (BF) are formed in the n-type well 4 by ion implantation using the photoresist as a mask. ₂ ).
[0065]
Next, after the photoresist is removed, the n-type impurity and the p-type impurity are thermally diffused, and as shown in FIG. ₁ , Qt ₂ , MISFET Qd for driving ₁ , Qd ₂ Source region and drain region (n ^- Type semiconductor region 8, n ⁺ Type semiconductor region 9) and a load MISFET Qp on the main surface of the n-type well 4 ₁ , Qp ₂ Source region and drain region (p ^- Type semiconductor region 11, p ⁺ Type semiconductor region 12) is formed. Also, MISFET Qp for load ₁ , Qp ₂ Source region (p ⁺ N for well feeding on the main surface of the n-type well 4 adjacent to the semiconductor region 12) ⁺ A type semiconductor region 18 is formed.
[0066]
Next, as shown in FIG. 20, driving MISFET Qd is performed by dry etching using a photoresist as a mask. ₁ , Qd ₂ A connection hole 15 is formed in the insulating film 13 covering the gate electrodes 10a and 10b, and a part of each of the gate electrodes 10a and 10b is exposed.
[0067]
Next, after removing the photoresist, as shown in FIG. 21, the entire surface of the semiconductor substrate 1 is etched back, and the driving MISFET Qd ₁ , Qd ₂ MISFET Qt for transfer ₁ , Qt ₂ Source region and drain region (n ⁺ Type semiconductor region 9), MISFET Qp for load ₁ , Qp ₂ Source region and drain region (p ⁺ Type semiconductor region 12), n for supplying well power ⁺ Removing a thin insulating film (insulating film in the same layer as the gate insulating film 7) covering each surface of the type semiconductor region 18; ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ The mold semiconductor region 18 is exposed.
[0068]
As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, first, the connection hole 15 is formed in the insulating film 13 on the gate electrodes 10a and 10b by dry etching using a photoresist as a mask, and then the entire surface of the semiconductor substrate 1 is etched back. N ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Type semiconductor region 12, n ⁺ The insulating film covering each surface of the type semiconductor region 18 is removed.
[0069]
That is, a step of exposing part of the gate electrodes 10a and 10b, and n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ N is performed separately from the step of exposing the semiconductor region 18, and n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ The type semiconductor region 18 is exposed in a self-aligned manner with respect to the sidewall insulating film 14. With this configuration, the connection holes 15 and n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Type semiconductor region 12, n ⁺ Since there is no need for a mask alignment margin with the type semiconductor region 18, the connection holes 15, n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ The memory cell can be highly integrated by reducing the area of the type semiconductor region 18.
[0070]
When there is a margin for mask alignment, instead of the above means, a part of the gate electrodes 10a, 10b, n by dry etching using a photoresist as a mask. ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ The type semiconductor region 18 may be exposed at the same time. In this case, the etching back process is not necessary, and the manufacturing process of the memory cell can be shortened.
[0071]
Next, as shown in FIGS. 22 and 23, part of the gate electrodes 10a and 10b exposed in the above process, n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ A thin polycrystalline silicon film 36 having a thickness of about 40 nm is selectively deposited on each surface of the type semiconductor region 18 by selective CVD. That is, the gate electrodes 10a, 10b, n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ The polycrystalline silicon film 36 is deposited only on the type semiconductor region 18 and is not deposited on the insulating films 13 and 14 made of a silicon oxide film. Alternatively, a polycrystalline silicon film 36 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a CVD method, and the polycrystalline silicon film 36 is patterned by dry etching using a photoresist as a mask, thereby forming a part of the gate electrodes 10a and 10b, n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ The polycrystalline silicon film 36 may be left on each surface of the type semiconductor region 18.
[0072]
Next, as shown in FIG. 24, a thin Co film 37 having a film thickness of about 20 nm is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by sputtering, and then the CVD method or sputtering is performed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. A thin polycrystalline silicon film 38 having a thickness of about 40 nm is deposited by the method. As described above, the manufacturing method according to the present embodiment includes a part of the gate electrodes 10a and 10b, n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ A polycrystalline silicon film 36, a Co film 37, and a polycrystalline silicon film 38 are deposited on the respective surfaces of the type semiconductor region 18, and a Co film 37 and a polycrystalline silicon film 38 are deposited in the other regions (on the insulating film). . Instead of the Co film 37, another refractory metal film, for example, a thin film such as W, Mo, Ti, or Ta may be deposited.
[0073]
Next, as shown in FIG. 26, the upper polycrystalline silicon film 38 is patterned by dry etching using the photoresist 39 as a mask, and the local wiring L ₁ , L ₂ Forming region, transfer MISFETQt ₁ , Qt ₂ Drain region (n ⁺ Type semiconductor region 9), MISFET Qp for load ₁ , Qp ₂ Source region (p ⁺ Type semiconductor region 12) and n adjacent thereto ⁺ A polycrystalline silicon film 38 is left on each surface of the type semiconductor region 9.
[0074]
The photoresist 39 serving as an etching mask for the polycrystalline silicon film 38 is a MISFET Qd for driving. ₁ , Qd ₂ Drain region (n ⁺ Type semiconductor region 9) and load MISFET Qp ₁ , Qp ₂ Drain region (p ⁺ The upper part of the type semiconductor region 12) may not be completely covered. That is, as shown in FIG. ⁺ Even if a part of the polycrystalline silicon film 38 on the type semiconductor region 9 (a portion indicated by an arrow in the drawing) is etched, there is no problem. This is because even if a part of the polycrystalline silicon film 38 is etched, the underlying Co film 37 serves as an etching stopper. ⁺ Type semiconductor region 9 and p ⁺ This is because the polycrystalline silicon film 36 on the surface of the type semiconductor region 12 is not etched.
[0075]
Although there is no particular limitation, in the present embodiment, when the polycrystalline silicon film 38 is etched, the driving MISFET Qd ₁ , Qd ₂ N ⁺ N constituting the storage nodes A and B of the memory cell in the type semiconductor region 9 (source region and drain region) ⁺ The polycrystalline silicon film 38 remains on the type semiconductor region 9 (drain region), but does not constitute the storage nodes A and B. ⁺ The polycrystalline silicon film 38 is not left on the type semiconductor region 9 (source region). This n ⁺ The polysilicon film 38 on the type semiconductor region 9 (source region) does not need to be completely removed, and even if a portion of the polycrystalline silicon film 38 remains unetched due to misalignment of the mask of the photoresist 39 There is no.
[0076]
Next, after removing the photoresist 39, the semiconductor substrate 1 is heat-treated in an inert gas atmosphere at about 700 ° C., and silicided between the polycrystalline silicon film 38, the Co film 37, and the polycrystalline silicon film 36. Cause a reaction. Next, the unreacted Co film 37 remaining on the region where the polycrystalline silicon films 36 and 38 are not deposited is removed by wet etching, thereby forming a cobalt silicide film as shown in FIGS. Local wiring L ₁ , L ₂ And cobalt silicide layers 16, 17, and 36 'are formed. FIG. 29 shows the local wiring L ₁ , L ₂ This is a pattern for 16 memory cells of the cobalt silicide layers 16, 17, 36 ′.
[0077]
As described above, the manufacturing method of the present embodiment uses a pair of local wirings L that connect the storage nodes A and B of the memory cell. ₁ , L ₂ Is made of cobalt silicide. Cobalt silicide is a material having a lower electrical resistance than polycrystalline silicon and a material serving as an effective barrier against the diffusion of impurity atoms such as P (phosphorus) and B (boron). Therefore, with this configuration, the load MISFET Qp ₁ , Qp ₂ Drain region (p ⁺ Type semiconductor region 12), p-type impurities, and driving MISFET Qd ₁ , Qd ₂ Drain region (n ⁺ Type semiconductor region 9) or n-type impurities in the gate electrodes 10a, 10b are caused by the local wiring L ₁ , L ₂ It is possible to prevent interdiffusion through the p. ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ The type semiconductor region 9 and the gate electrodes 10a and 10b can be connected to each other in an ohmic manner with a low resistance, and a high speed operation and a low voltage operation of the memory cell can be realized.
[0078]
Further, the manufacturing method of the present embodiment uses the local wiring L ₁ , L ₂ Is formed, the driving MISFET Qd constituting the storage nodes A and B of the memory cell is formed. ₁ , Qd ₂ Drain region (n ⁺ Type semiconductor region 9) and load MISFET Qp ₁ , Qp ₂ Drain region (p ⁺ A polycrystalline silicon film 36 is selectively formed on each surface of the type semiconductor region 12), and a Co film 37 and a polycrystalline silicon film 38 are formed thereon, and a silicidation reaction is performed between the three layers. Cause it to occur. With this configuration, the above n constituting the storage nodes A and B of the memory cell. ⁺ Type semiconductor region 9 and p ⁺ Since the silicon in the type semiconductor region 12 can be prevented from participating in the silicidation reaction, the cobalt silicide layers 16 and 17 can be formed shallowly, and n ⁺ Type semiconductor region 9 and p ⁺ The junction leakage current of the type semiconductor region 12 can be reduced and the operation reliability of the memory cell can be improved.
[0079]
On the other hand, without providing the polycrystalline silicon film 36, the Co film 37 is directly formed on the n film. ⁺ Type semiconductor region 9 and p ⁺ N in the case of contact with the type semiconductor region 12 ⁺ Type semiconductor region 9 and p ⁺ Since silicon in the type semiconductor region 12 is involved in the silicidation reaction, the cobalt silicide layers 16 and 17 are formed deep in the substrate (p-type well 3 and n-type well 4). ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Junction leakage current leaking from the type semiconductor region 12 to the substrate increases.
[0080]
The above n ⁺ Type semiconductor region 9 and p ⁺ In order to prevent silicon in the type semiconductor region 12 from participating in the silicidation reaction, the local wiring L ₁ , L ₂ After forming, local wiring L ₁ , L ₂ And n below it ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ The film thickness may be controlled so that at least the polycrystalline silicon film 36 equal to or larger than the film thickness of the gate insulating film 7 remains between the type semiconductor region 12.
[0081]
Further, according to the above configuration, even when a misalignment occurs in the photoresist 39 serving as a mask when etching the upper polycrystalline silicon film 38, the n constituting the storage nodes A and B of the memory cell is formed. ⁺ Type semiconductor region 9 and p ⁺ The polycrystalline silicon film 36 on the type semiconductor region 12 can be prevented from being scraped. Therefore, the alignment margin of the photoresist 39 becomes unnecessary, so that n ⁺ Type semiconductor region 9 and p ⁺ The memory cell can be highly integrated by reducing the area of the type semiconductor region 12.
[0082]
In addition, the manufacturing method of the present embodiment uses six MISFETs (transfer MISFETs Qt constituting the memory cell). ₁ , Qt ₂ , MISFET Qd for driving ₁ , Qd ₂ , MISFET Qp for load ₁ , Qp ₂ ), A low-resistance cobalt silicide layer 16 (or 17) is formed on the surface of at least a part of each of the source region and the drain region. With this configuration, the resistance of the source region and drain region in which the cobalt silicide layer 16 (or 17) is formed can be reduced, so that high speed operation and low voltage operation of the memory cell can be realized.
[0083]
Further, in the manufacturing method of the present embodiment, when the polycrystalline silicon film 38 is etched, the driving MISFET Qd ₁ , Qd ₂ N ⁺ N that do not constitute storage nodes A and B of the memory cell in the type semiconductor region 9 (source region and drain region) ⁺ The polycrystalline silicon film 38 is not left on the type semiconductor region 9 (source region). With this configuration, the driving MISFET Qd ₁ , Qd ₂ Between the source region and the drain region of the polycrystalline silicon film 38 and the local wiring L ₁ , L ₂ Therefore, it is possible to prevent a short circuit through the semiconductor device, thereby improving the manufacturing yield and reliability of the SRAM.
[0084]
Further, the manufacturing method of the present embodiment uses the local wiring L ₁ , L ₂ Are formed in a self-aligned manner with respect to the sidewall insulating film 14 of the gate electrodes (6, 10a, 10b). With this configuration, the local wiring L ₁ , L ₂ And n constituting storage nodes A and B ⁺ Type semiconductor region 9 and p ⁺ When connecting to the type semiconductor region 12, there is no need for a mask alignment margin between them, so as shown in FIG. 28, the interval Z along the extending direction of the word line WL ₁ , Z ₂ The memory cell size can be reduced and high integration of the memory cells can be realized.
[0085]
Next, as shown in FIG. 30, an insulating film 19 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by the CVD method. The insulating film 19 is formed by laminating a silicon nitride film having a thickness of about 10 nm on a silicon oxide film having a thickness of about 10 nm.
[0086]
Next, as shown in FIG. 31, transfer MISFET Qt is performed by dry etching using a photoresist as a mask. ₁ , Qt ₂ Drain region (n ⁺ The insulating film 19 on the type semiconductor region 9) is removed to form a connection hole 23, and a load MISFET Qp ₁ , Qp ₂ Source region (p ⁺ Type semiconductor region 12) and n for supplying a well adjacent to the source region ⁺ The insulating film 19 on each of the type semiconductor regions 18 is removed to form connection holes 25. Although not shown in the figure, the driving MISFET Qd ₁ , Qd ₂ Source region (n ⁺ The insulating film 19 on the type semiconductor region 9) is removed and a connection hole 21 is formed.
[0087]
Next, after depositing a polycrystalline silicon film having a film thickness of about 70 nm on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by CVD, the polycrystalline silicon film is patterned by dry etching using a photoresist as a mask. As shown, the reference voltage line 20, the pad layer 22, and the pad layer 24 are formed. The reference voltage line 20 is a local wiring L ₁ , L ₂ MISFET Qd for driving through the connection hole 21 ₁ , Qd ₂ Source region (n ⁺ Type semiconductor region 9). The pad layer 22 is connected to the cobalt silicide layer 16 through the connection hole 23, and the pad layer 24 is connected to the cobalt silicide layer 17 through the connection hole 25. FIG. 34 shows a pattern for 16 memory cells of the reference voltage line 20 and the pad layers 22 and 24.
[0088]
Next, as shown in FIG. 35, an interlayer insulating film 26 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by the CVD method. The interlayer insulating film 26 is formed by laminating a BPSG film having a thickness of about 300 nm on a silicon oxide film having a thickness of about 150 nm, and then planarizing the BPSG film by reflow.
[0089]
Next, after forming connection holes 31 and 33 in the interlayer insulating film 26 by dry etching using a photoresist as a mask, an Al alloy film having a film thickness of about 300 nm is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by sputtering. The Al alloy film is patterned by dry etching using as a mask, and as shown in FIGS. 36 and 37, a power supply voltage line 27, a sub reference voltage line 28, a sub word line 29, and a pad layer 30 are formed on the interlayer insulating film 26. Form.
[0090]
As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, the load MISFET Qp is connected through the connection hole 31 opened in the interlayer insulating film 26. ₁ , Qp ₂ Source region (p ⁺ Type semiconductor region 12) and n for supplying a well adjacent to the source region ⁺ When connecting the power supply voltage line 27 to the type semiconductor region 18, this p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ A pad layer 24 of polycrystalline silicon is provided on the type semiconductor region 18. Further, the transfer MISFET Qt is made through the connection hole 33 opened in the interlayer insulating film 26. ₁ , Qt ₂ Drain region (n ⁺ N) in advance when the pad layer 30 is connected to the type semiconductor region 6). ⁺ A pad layer 22 of polycrystalline silicon is provided on the type semiconductor region 6.
[0091]
With this configuration, when the connection holes 31 and 33 are formed by etching the interlayer insulating film 26, the cobalt silicide layers 16 and 17 are not exposed at the bottoms of the connection holes 31 and 33. , 17 can be prevented.
[0092]
In addition, the manufacturing method of the present embodiment uses the load MISFET Qp. ₁ , Qp ₂ Source region (p ⁺ Type semiconductor region 12) and n for supplying a well adjacent to the source region ⁺ The p-type semiconductor region 18 and the power supply voltage line 27 are connected in advance with this p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ A cobalt silicide layer 16 is formed on the surface of the type semiconductor region 18. With this configuration, the p-type conductivity of the polycrystalline silicon pad layer 24 formed on the cobalt silicide layer 16 is not considered, and p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ Since the p-type semiconductor region 18 and the power supply voltage line 27 can be connected to each other in an ohmic manner, this p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ A power supply voltage (Vcc) can be simultaneously supplied to the type semiconductor region 18. Therefore, p ⁺ Type semiconductor region 12 and n ⁺ Since the type semiconductor region 18 can be disposed adjacent to each other and the area thereof can be reduced, the memory cells can be highly integrated.
[0093]
Next, as shown in FIG. 38, an interlayer insulating film 34 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1. The interlayer insulating film 34 is formed by spin-coating a spin-on-glass film 34b having a thickness of about 250 nm on a silicon oxide film 34a having a thickness of about 500 nm deposited by CVD, and then etching back the surface of the spin-on-glass film 34b. After planarization, a silicon oxide film 34c having a thickness of about 400 nm is deposited thereon by CVD.
[0094]
Thereafter, after forming a connection hole 35 in the interlayer insulating film 34 by dry etching using a photoresist as a mask, an Al alloy film is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by sputtering, and this etching is performed by dry etching using a photoresist as a mask. By patterning the Al alloy film to form the data line DL and the data line bar DL, the SRAM memory cell of the present embodiment is completed. FIG. 39 shows a pattern for 16 memory cells of the data line DL and the data line bar DL.
[0095]
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
[0096]
In the embodiment, the local wiring L ₁ , L ₂ Is formed, the driving MISFET Qd constituting the storage nodes A and B of the memory cell is formed. ₁ , Qd ₂ Drain region (n ⁺ Type semiconductor region 9) and load MISFET Qp ₁ , Qp ₂ Drain region (p ⁺ The polycrystalline silicon film 36, the Co film 37 and the polycrystalline silicon film 38 are formed on the respective surfaces of the type semiconductor region 12) to cause a silicidation reaction between the three layers. 36 is not necessarily required, and a silicidation reaction is caused between the Co film 37 and the polycrystalline silicon film 38 deposited on the Co film 37 to cause local wiring L. ₁ , L ₂ Can also be formed.
[0097]
In this case, the drain region (n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Since the step of selectively depositing the polycrystalline silicon film 36 on the surface of the type semiconductor region 12) becomes unnecessary, the number of memory cell manufacturing steps can be reduced. However, in this case, the drain region (n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ Since the Co film 37 is directly deposited on the surface of the type semiconductor region 12), the upper polycrystalline silicon film 38 is formed so that the silicidation reaction does not proceed between the drain region silicon and the Co film 37. It is necessary to form a sufficiently thick film so that silicon necessary for the silicidation reaction is supplied from the polycrystalline silicon film 38.
[0098]
When the upper polycrystalline silicon film 38 is patterned by dry etching using a photoresist as a mask, the drain region (n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ When a portion of the polycrystalline silicon film 38 on the type semiconductor region 12) is etched, a silicidation reaction proceeds between the silicon in the drain region and the Co film 37, so that a sufficient mask alignment margin is secured. The polycrystalline silicon film 38 is formed in the drain region (n ⁺ Type semiconductor region 9, p ⁺ It is necessary to prevent the shaving by sufficiently overlapping the type semiconductor region 12).
[0099]
Further, the local wiring L is obtained by silicidation reaction. ₁ , L ₂ Is formed so that the thickness of the polycrystalline silicon film 38 deposited on the Co film 37 is larger than that required for the silicidation reaction, and unreacted polycrystalline silicon is deposited on the cobalt silicide layer. You may make it leave a film | membrane. Alternatively, a refractory metal film or a refractory metal silicide film may be further deposited on the polycrystalline silicon film 38. As a result, as shown in FIG. ₁ , L ₂ Since the film thickness becomes thicker than that of the cobalt silicide layer alone, the surface area thereof becomes large. As a result, the local wiring L ₁ , L ₂ And a reference voltage line 20 in the upper layer (C ₂ ) Can be increased, the storage node capacity of the memory cell can be further increased to improve the resistance to α-ray soft error.
[0100]
In this case, as shown in FIG. 40, the transfer MISFET Qt ₁ , Qt ₂ Drain region (n ⁺ Cobalt silicide layer 16 formed on the surface of the type semiconductor region 9) and the load MISFET Qp ₁ , Qp ₂ Source region (p ⁺ An unreacted polycrystalline silicon film also remains on the cobalt silicide layer 17 formed on the surface of the type semiconductor region 12). As a result, it is not necessary to form the pad layers 22 and 24 with a polycrystalline silicon film in the same layer as the reference voltage line 20 on the cobalt silicide layers 16 and 17, and the polycrystalline silicon film is patterned to reference voltage line 20. Since the mask alignment margin when forming the memory cell becomes unnecessary, the area of the memory cell can be reduced. Further, when the pad layers 22 and 24 in the same layer as the reference voltage line 20 are not required, the area occupied by the reference voltage line 20 can be increased as shown in FIG. 41, so that the storage node capacity of the memory cell is further increased. It can be increased to improve the resistance to α-ray soft errors.
[0101]
In the embodiment, the local wiring L ₁ , L ₂ As shown in FIG. 42, a power supply voltage supply pad formed of a polycrystalline silicon film in the same layer as the reference voltage line 20 is formed. The area of the layer 24 is enlarged and the local wiring L ₁ , L ₂ The pad layer 24 and the local wiring L are arranged so as to cover the top. ₁ , L ₂ A capacitance may be formed between the two. In this case, the reference voltage line 20 is the driving MISFET Qd. ₁ , Qd ₂ Source region (n ⁺ It should be left only in the upper layer of the type semiconductor region 9).
[0102]
The SRAM memory cell of the above embodiment has a transfer MISFET Qt. ₁ , Qt ₂ MISFET Qd for driving the gate electrode 6 (word line WL) of ₁ , Qd ₂ And load MISFETQp ₁ , Qp ₂ The gate electrode 6 (word line WL) is the same as the polycrystalline silicon film (for example, the reference voltage line 20) above the gate electrodes 10a and 10b. It may be composed of a layer of polycrystalline silicon film). In this case, as shown in FIG. 43, the gate electrode 6 (word line WL) and the gate electrodes 10a and 10b can be arranged so as to partially overlap each other. An SRAM can be highly integrated.
[0103]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
[0104]
According to the present invention, by arranging the reference voltage line formed in the upper layer of the local wiring so as to overlap the local wiring, a capacitance is formed between the reference voltage line and the local wiring. The capacity of the connected storage node can be increased, and the resistance of the memory cell to α-ray soft error can be improved.
[0105]
According to the present invention, the gate capacitance component of the storage node capacitance can be increased by arranging a part of the local wiring so as to overlap with the gate electrode of any one of the drive MISFET, the load MISFET, and the transfer MISFET. As a result, the storage node capacity of the memory cell can be increased to improve the α-ray soft error resistance.
[0106]
According to the present invention, since the diffusion layer capacitance component of the storage node capacitance can be increased by arranging a part of the local wiring so as to overlap the storage node of the memory cell, the storage node capacitance of the memory cell can be increased. α-ray soft error resistance can be improved.
[0107]
According to the present invention, a low-resistance wiring is disposed above the reference voltage line, and power is supplied from the low-resistance wiring to the reference voltage line through a connection hole provided in each memory cell. Since the reference voltage can be supplied to each memory cell, the reference voltage can be stabilized. As a result, the minimum value (Vcc.min) of the power supply voltage is improved, and the resistance to α-ray soft error of the memory cell can be improved.
[0108]
According to the present invention, the connection hole connecting the low-resistance wiring and the reference voltage line and the connection hole connecting the reference voltage line and the source region of the driving MISFET are separated from each other, thereby connecting these connection holes. A step due to the overlapping of holes is avoided, and the connection hole forming region can be flattened. Therefore, the contact resistance of these connection holes can be reduced, and high-speed operation and low-voltage operation of the memory cell can be realized.
[0109]
According to the present invention, a local wiring is formed by causing a silicidation reaction between a polycrystalline silicon film, a refractory metal film deposited thereon, and a second polycrystalline silicon film deposited thereon. As a result, it is possible to prevent the silicon in the semiconductor region constituting the storage node of the memory cell from participating in the silicidation, thereby reducing the junction leakage current in the semiconductor region and improving the operation reliability of the memory cell. be able to.
[0110]
According to the present invention, by performing the step of forming the connection hole in a part of the gate electrode and the step of exposing the semiconductor region, a mask alignment margin between the connection hole and the semiconductor region becomes unnecessary. The memory cell can be highly integrated by reducing the connection hole area. Further, since the local wiring and the semiconductor region are connected in a self-aligned manner, a mask alignment margin between the two becomes unnecessary, so that the memory cell size can be reduced and high integration of the memory cells can be realized.
[0111]
According to the present invention, the pair of local wirings connecting the storage nodes of the memory cell are made of refractory metal silicide, so that the p-type impurity in the semiconductor region of the load MISFET or the semiconductor region of the driving MISFET Alternatively, the n-type impurities in the gate electrode can be prevented from interdiffusion through the local wiring, so that the semiconductor regions having different conductivity types and between the semiconductor region and the gate electrode are connected in an ohmic manner with a low resistance. Therefore, high-speed operation and low-voltage operation of the memory cell can be realized.
[0112]
According to the present invention, even when a misalignment occurs in the photoresist serving as a mask when etching the upper polycrystalline silicon film, the lower polycrystalline silicon film can be prevented from being scraped. An alignment margin can be eliminated, and the area of the semiconductor region can be reduced, so that memory cells can be highly integrated.
[0113]
According to the present invention, a low-resistance refractory metal silicide layer is formed on at least a part of the surface of each of the source region and the drain region of the transfer MISFET, the drive MISFET, and the load MISFET constituting the memory cell. Since the resistance of the source region and the drain region can be reduced, high speed operation and low voltage operation of the memory cell can be realized.
[0114]
According to the present invention, the source region of the load MISFET, the drain region for well feeding, and the power supply voltage line are formed without considering the conductivity type of the pad layer of polycrystalline silicon formed on the refractory metal silicide layer. Since the connection can be made ohmic, the power supply voltage can be simultaneously supplied to the source region and the well power supply drain region of the load MISFET through one connection hole. As a result, the source region of the load MISFET and the well power supply drain region can be disposed adjacent to each other, and the area thereof can be reduced, so that the memory cells can be highly integrated.
[0115]
According to the present invention, when forming a local wiring by silicidation reaction, the polycrystalline silicon film deposited on the refractory metal silicide layer is deposited thicker than necessary for the silicidation reaction. As a result, the thickness of the local wiring is increased and the surface area thereof is increased, so that the capacitance formed between the local wiring and the reference voltage line on the upper layer is increased. As a result, the storage node capacity of the memory cell can be further increased to improve the α-ray soft error resistance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an SRAM memory cell according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of a principal part of a semiconductor substrate taken along the line II-II ′ of FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of an SRAM memory cell according to the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing an overlap between a local wiring and a gate electrode of an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 5 is a plan view showing an overlap between a local wiring of an SRAM memory cell of the present invention and an accumulation node;
FIG. 6 is a plan view showing an overlap between a local wiring and a reference voltage line of an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 7 is a perspective view showing an overlap between a local wiring and a reference voltage line of an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 8 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 9 is a plan view showing an active region of an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 10 is a plan view showing an active region pattern for 16 memory cells of the SRAM of the present invention;
FIG. 11 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 12 is a plan view of the essential part of the semiconductor substrate showing the method of manufacturing the SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 13 is a plan view showing gate electrode (word line) patterns for 16 memory cells of the SRAM of the present invention;
FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 15 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 16 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 17 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 18 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 19 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 20 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 21 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 22 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 23 is a plan view of the essential part of the semiconductor substrate, showing a method for manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 24 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate showing the method of manufacturing the SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 25 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate showing the method of manufacturing the SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 26 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate showing the method of manufacturing the SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 27 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method of manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 28 is a plan view of the essential part of the semiconductor substrate, showing a method for manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 29 is a plan view showing local wiring patterns for 16 memory cells of the SRAM of the present invention;
FIG. 30 is a cross-sectional view of the essential part of the semiconductor substrate showing the method for manufacturing the SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 31 is a cross sectional view of the essential part of the semiconductor substrate, showing a method for manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 32 is a cross sectional view of the essential part of the semiconductor substrate, showing a method for manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 33 is a plan view of the essential part of the semiconductor substrate, showing a method for manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
34 is a plan view showing reference voltage line patterns for 16 memory cells of the SRAM of the present invention; FIG.
FIG. 35 is a cross sectional view of the essential part of the semiconductor substrate, showing a method for manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 36 is a cross sectional view of the essential part of the semiconductor substrate, showing a method for manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 37 is a plan view of the essential part of the semiconductor substrate, showing a method for manufacturing an SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 38 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate showing the method of manufacturing the SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 39 is a plan view showing a data line pattern for 16 memory cells of the SRAM of the present invention;
FIG. 40 is a cross-sectional view of the essential part of the semiconductor substrate showing another method for manufacturing the SRAM memory cell according to the present invention;
FIG. 41 is a plan view of the essential part of the semiconductor substrate showing another configuration of the SRAM memory cell of the present invention;
42 is a substantial part plan view of a semiconductor substrate showing another structure of the SRAM memory cell according to the present invention; FIG.
FIG. 43 is a plan view of the essential part of the semiconductor substrate showing another configuration of the SRAM memory cell of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 Semiconductor substrate
2 Field insulation film
3 p-type well
4 n-type well
5 Epitaxial silicon layer
6a, 6b Gate electrode
7 Gate insulation film
8 n ^- Type semiconductor region
9 n ⁺ Type semiconductor region
10a, 10b Gate electrode
11 p ^- Type semiconductor region
12 p ⁺ Type semiconductor region
13 Insulating film
14 Side wall insulating film (side wall spacer)
15 Connection hole
16 Cobalt silicide layer
17 Cobalt silicide layer
18 n ⁺ Type semiconductor region
19 Insulating film
20 Reference voltage line
21 Connection hole
22 Pad layer
23 Connection hole
24 Pad layer
25 Connection hole
26 Interlayer insulation film
27 Power supply voltage line
28 Sub-reference voltage line
29 Subword line
30 pad layers
31 Connection hole
32 Connection hole
33 Connection hole
34 Interlayer insulation film
34a Silicon oxide film
34b Spin-on-glass film
34c Silicon oxide film
35 Connection hole
36 Polycrystalline silicon film
36 'cobalt silicide layer
37 Co film
38 Polycrystalline silicon film
39 photoresist
AR active region
DL data line
Bar DL data line
Qd ₁ MISFET for driving
Qd ₂ MISFET for driving
Qp ₁ MISFET for load
Qp ₂ MISFET for load
Qt ₁ MISFET for transfer
Qt ₂ MISFET for transfer
WL Word line

Claims

A semiconductor substrate having a main surface;
A memory cell having a first drive MISFET, a second drive MISFET, a first load MISFET, and a second load MISFET;
A first insulating film formed on the first and second conductive layers so as to cover the first and second driving MISFETs and the first and second load MISFETs;
First and second local wirings formed on the first insulating film;
A second insulating film formed on the first and second local wirings;
Formed on the second insulating film, a third conductive layer electrically connected to the source area of the first and second drive MISFET,
A first capacitive element including the first local wiring, the second insulating film, and the third conductive layer;
A second capacitive element including the second local wiring, the second insulating film, and the third conductive layer,
The first driving MISFET and the first load MISFET, and the second driving MISFET and the second load MISFET are arranged in a first direction apart from each other,
The gate electrode of the first driving MISFET and the gate electrode of the first load MISFET are integrally provided by the first conductive layer extending in the first direction on the main surface,
The gate electrode of the second driving MISFET and the gate electrode of the second load MISFET are integrally provided by the second conductive layer extending in the first direction on the main surface,
The source region, channel formation region and drain region of each of the first and second drive MISFETs, and the source region, channel formation region and drain region of each of the first and second load MISFETs are Provided on a semiconductor substrate,
The first local wiring extends in the first direction, and electrically connects the drain region of the first driving MISFET and the drain region of the first load MISFET,
The second local wiring extends in the first direction, and electrically connects the drain region of the second driving MISFET and the drain region of the second load MISFET,
The third conductive layer extends in a second direction orthogonal to the first direction, and is configured to cover substantially the entire area of the first and second local wirings. Semiconductor integrated circuit device.

2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the third conductive layer is
2. A semiconductor integrated circuit device, comprising: a channel forming region and a drain region of each of the first and second driving MISFETs.

A semiconductor substrate having a main surface;
A memory cell having a first drive MISFET, a second drive MISFET, a first load MISFET, and a second load MISFET;
A first insulating film formed on the first and second conductive layers so as to cover the first and second driving MISFETs and the first and second load MISFETs;
First and second local wirings formed on the first insulating film;
A second insulating film formed on the first and second local wirings;
Formed on the second insulating film, a third conductive layer electrically connected to the source area of the first and second drive MISFET,
A first capacitive element including the first local wiring, the second insulating film, and the third conductive layer;
A second capacitive element including the second local wiring, the second insulating film, and the third conductive layer,
The first drive MISFET and the first load MISFET, and the second drive MISFET and the second load MISFET are arranged in a first direction apart from each other,
The gate electrode of the first driving MISFET and the gate electrode of the first load MISFET are integrally provided by the first conductive layer extending in the first direction on the main surface,
The gate electrode of the second driving MISFET and the gate electrode of the second load MISFET are integrally provided by the second conductive layer extending in the first direction on the main surface,
The source region, channel formation region and drain region of each of the first and second drive MISFETs, and the source region, channel formation region and drain region of each of the first and second load MISFETs are Provided on a semiconductor substrate,
The first local wiring extends in the first direction, and electrically connects the drain region of the first driving MISFET and the drain region of the first load MISFET,
The second local wiring extends in the first direction, and electrically connects the drain region of the second driving MISFET and the drain region of the second load MISFET,
The third conductive layer extends in a second direction orthogonal to the first direction and is configured to cover the first local wiring and the second local wiring;
The third conductive layer is provided on the channel formation regions of the first and second driving MISFETs and on the channel formation regions of the first and second load MISFETs, and the first and second 2. A semiconductor integrated circuit device, comprising: a drain region of a second drive MISFET and a drain region of the first and second load MISFETs.

A semiconductor substrate having a main surface;
A memory cell having a first drive MISFET, a second drive MISFET, a first load MISFET, and a second load MISFET;
A first insulating film formed on the first and second conductive layers so as to cover the first and second driving MISFETs and the first and second load MISFETs;
First and second local wirings formed on the first insulating film;
A second insulating film formed on the first and second local wirings;
A third layer formed on the second insulating film and electrically connected to the source region of the first and second driving MISFETs or the source region of the first and second load MISFETs. A conductive layer;
A first capacitive element including the first local wiring, the second insulating film, and the third conductive layer;
A second capacitive element including the second local wiring, the second insulating film, and the third conductive layer,
The first driving MISFET and the first load MISFET, and the second driving MISFET and the second load MISFET are arranged in a first direction apart from each other,
The gate electrode of the first driving MISFET and the gate electrode of the first load MISFET are integrally provided by the first conductive layer extending in the first direction on the main surface,
The gate electrode of the second driving MISFET and the gate electrode of the second load MISFET are integrally provided by the second conductive layer extending in the first direction on the main surface,
The source region, channel formation region and drain region of each of the first and second drive MISFETs, and the source region, channel formation region and drain region of each of the first and second load MISFETs are Provided on a semiconductor substrate,
The first local wiring extends in the first direction, and electrically connects the drain region of the first driving MISFET and the drain region of the first load MISFET,
The second local wiring extends in the first direction, and electrically connects the drain region of the second driving MISFET and the drain region of the second load MISFET,
The third conductive layer covers the first local wiring and the second local wiring,
The first capacitor element is configured using an upper surface and a side wall of the first local wiring, and the second capacitor element is configured using an upper surface and a side wall of the second local wiring. A semiconductor integrated circuit device.

A semiconductor substrate having a main surface;
A memory cell having a first drive MISFET, a second drive MISFET, a first load MISFET, and a second load MISFET;
A first insulating film formed on the first conductive layer and the second conductive layer so as to cover the first and second drive MISFETs and the first and second load MISFETs;
A first local wiring and a second local wiring formed on the first insulating film;
A second insulating film formed on the first local wiring and the second local wiring;
A third layer formed on the second insulating film and electrically connected to the source region of the first and second driving MISFETs or the source region of the first and second load MISFETs. A conductive layer;
A first capacitive element including the first local wiring, the second insulating film, and the third conductive layer;
A second capacitive element including the second local wiring, the second insulating film, and the third conductive layer,
The first driving MISFET and the first load MISFET, and the second driving MISFET and the second load MISFET are arranged in a first direction apart from each other,
The gate electrode of the first driving MISFET and the gate electrode of the first load MISFET are integrally provided by the first conductive layer extending in the first direction on the main surface,
The gate electrode of the second driving MISFET and the gate electrode of the second load MISFET are integrally provided by the second conductive layer extending in the first direction on the main surface,
Source regions, channel formation regions and drain regions of the first and second driving MISFETs and the first and second load MISFETs are provided in the semiconductor substrate,
The first local wiring extends in the first direction, the drain region of the first driving MISFET, the drain region of the first load MISFET, and the second driving MISFET. Electrically connecting a gate electrode and the gate electrode of the second load MISFET;
The second local wiring extends in the first direction, the drain region of the second driving MISFET, the drain region of the second load MISFET, and the first driving MISFET. Electrically connecting a gate electrode and the gate electrode of the first load MISFET;
The third conductive layer extends in a second direction orthogonal to the first direction, and covers the first local wiring and the second local wiring. .

In the semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 1 to 5,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the third conductive layer is configured to cover the first local wiring and the second local wiring of memory cells adjacent in the first direction.

In the semiconductor integrated circuit device according to any one of claim 1 to 3, wherein the third conductive layer, the first local wiring and of the memory cells adjacent in a second direction perpendicular to said first direction A semiconductor integrated circuit device configured to cover substantially the entire area of the second local wiring.

In the semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 1 to 5,
The first driving MISFET and the first load MISFET form a first inverter circuit,
The second driving MISFET and the second load MISFET form a second inverter circuit,
The first and second inverter circuits are coupled to each other to form an SRAM flip-flop circuit,
The first drive MISFET and the second drive MISFET are n-channel MISFETs,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first load MISFET and the second load MISFET are p-channel MISFETs.

In the semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 1 to 3 ,
The first local wiring and the second local wiring include a refractory metal film or a refractory metal silicide film,
It said third conductive layer is configured to cover substantially the entire area of the first local wiring and the second local wiring of the memory cells adjacent in a second direction perpendicular to the first direction A semiconductor integrated circuit device.