JPH05299610A - Semiconductor integrated circuit device and formation thereof - Google Patents
Semiconductor integrated circuit device and formation thereofInfo
- Publication number
- JPH05299610A JPH05299610A JP4107071A JP10707192A JPH05299610A JP H05299610 A JPH05299610 A JP H05299610A JP 4107071 A JP4107071 A JP 4107071A JP 10707192 A JP10707192 A JP 10707192A JP H05299610 A JPH05299610 A JP H05299610A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- gate electrode
- film
- semiconductor
- main surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 987
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 100
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 687
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 271
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 885
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 302
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 302
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 149
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 140
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 124
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 116
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 86
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 43
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 43
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 34
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1511
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 514
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 282
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 273
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 234
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 134
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 110
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 75
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 69
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 69
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 67
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 66
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 63
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 62
- 238000003491 array Methods 0.000 description 61
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 61
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 61
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 60
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 59
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 57
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 57
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 55
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 description 49
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 46
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 43
- 108090000699 N-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 40
- 102000004129 N-Type Calcium Channels Human genes 0.000 description 40
- 230000008569 process Effects 0.000 description 37
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 36
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 30
- 108010075750 P-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 25
- 230000006870 function Effects 0.000 description 24
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 20
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 19
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 18
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 17
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 17
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 16
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 15
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 13
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000005260 alpha ray Effects 0.000 description 11
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 11
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 11
- 108010020053 Staphylococcus warneri lipase 2 Proteins 0.000 description 10
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 10
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 9
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 8
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 7
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 7
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 7
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 3
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 3
- 241000270322 Lepidosauria Species 0.000 description 2
- 241000080590 Niso Species 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910008486 TiSix Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に、SRAM(Static Random Access Mem
ory)を備えた半導体集積回路装置に適用して有効な技術
に関する。The present invention relates to relates to a semiconductor integrated circuit device, in particular, SRAM (S tatic R andom A ccess M em
The present invention relates to a technique effectively applied to a semiconductor integrated circuit device having an ory).
【0002】[0002]
【従来の技術】特開平3−234055号公報に揮発性
半導体記憶装置としてのSRAMが記載されている。こ
の種のSRAMは相補性データ線とワード線との交差部
毎に1〔bit〕 の情報を記憶するメモリセルが配置され
る。2. Description of the Related Art An SRAM as a volatile semiconductor memory device is described in JP-A-3-234055. In this kind of SRAM, a memory cell for storing 1 [bit] of information is arranged at each intersection of a complementary data line and a word line.
【0003】前記メモリセルはフリップフロップ回路及
び2個の転送用MOSFET(Metal Oxide Semicon
ductor Field Effect Transistor)で構成される。転
送用MOSFETは、フリップフロップ回路の入出力端
子に一方の半導体領域を接続し、相補性データ線に他方
の半導体領域を接続する。この転送用MOSFETは、
ゲート電極をワード線に接続し、このワード線で導通、
非導通が制御される。フリップフロップ回路は、情報蓄
積部として構成され、2個の駆動用MOSFET及び2
個の負荷用MOSFETで構成される。駆動用MOSF
ETは、一方の転送用MOSFETの一方の半導体領域
にドレイン領域を接続し、基準電圧線(ソース線)にソ
ース領域を接続する。駆動用MOSFETのゲート電極
は他方の転送用MOSFETの一方の半導体領域に接続
される。負荷用MOSFETは、一方の転送用MOSF
ETの一方の半導体領域にドレイン領域を接続し、電源
電圧配線(ソース線)にソース領域を接続する。[0003] The memory cell flip-flop circuits and two transfer MOSFET (M etal O xide S emicon
composed of a ductor F ield E ffect T ransistor) . The transfer MOSFET connects one semiconductor region to the input / output terminal of the flip-flop circuit and connects the other semiconductor region to the complementary data line. This transfer MOSFET is
Connect the gate electrode to the word line and conduct with this word line,
Non-conduction is controlled. The flip-flop circuit is configured as an information storage unit and includes two driving MOSFETs and two driving MOSFETs.
It is composed of individual load MOSFETs. Driving MOSF
The ET connects the drain region to one semiconductor region of one transfer MOSFET and connects the source region to the reference voltage line (source line). The gate electrode of the driving MOSFET is connected to one semiconductor region of the other transfer MOSFET. The load MOSFET is one transfer MOSF
The drain region is connected to one semiconductor region of ET, and the source region is connected to the power supply voltage wiring (source line).
【0004】前記メモリセルの転送用MOSFET、駆
動用MOSFETのいずれもnチャネル導電型で構成さ
れる。メモリセルの負荷用MOSFETはpチャネル導
電型で構成される。つまり、メモリセルは完全相補型M
OSFET(フルCMOS:Complementary Metal O
xide Semiconductor Field Effect Transistor)で
構成される。Both the transfer MOSFET and the drive MOSFET of the memory cell are of n-channel conductivity type. The load MOSFET of the memory cell is of p-channel conductivity type. That is, the memory cell is a completely complementary M
OSFET (full CMOS: C omplementary M etal O
consisting of xide S emiconductor F ield E ffect T ransistor).
【0005】前記転送用MOSFETは所謂LDD(Li
ghtly Doped Drain)構造が採用される。LDD構造が
採用される転送用MOSFETは、ドレイン領域の高い
不純物濃度のn型半導体領域のチャネル形成領域側に低
い不純物濃度のn型半導体領域が構成される。つまり、
LDD構造が採用される転送用MOSFETは、ドレイ
ン領域の近傍の電界強度を緩和し、ホットキャリアの発
生を減少し、経時的なしきい値電圧の劣化を防止できる
ので、メモリセルの情報書込み特性、情報読出し特性の
いずれの向上も図れる。The transfer MOSFET is a so-called LDD ( L i
The ghtly D oped D rain structure is adopted. In the transfer MOSFET adopting the LDD structure, an n-type semiconductor region having a low impurity concentration is formed on the channel forming region side of the n-type semiconductor region having a high impurity concentration in the drain region. That is,
The transfer MOSFET adopting the LDD structure can relax the electric field strength near the drain region, reduce the generation of hot carriers, and prevent the deterioration of the threshold voltage with time. Any improvement in information read characteristics can be achieved.
【0006】駆動用MOSFETは所謂DDD(Doubl
e Diffused Drain)構造が採用される。前記DDD構
造が採用される駆動用MOSFETは、ソース領域、ド
レイン領域の夫々の低い不純物濃度に設定されるn型半
導体領域の電流経路に相当する領域の拡散寸法が、不純
物の物理的な拡散速度差で決まる微小な寸法に設定でき
るので、電流経路に付加される寄生抵抗を減少できる。
つまり、DDD構造が採用される駆動用MOSFETは
駆動能力(ドライバビリティ)の向上が図れ、メモリセ
ルの情報保持特性(データリテンション特性)の向上が
図れる。The driving MOSFET is a so-called DDD ( D oubl
e D iffused D rain) structure is employed. In the driving MOSFET adopting the DDD structure, the diffusion dimension of the region corresponding to the current path of the n-type semiconductor region set to the low impurity concentration of the source region and the drain region is the physical diffusion speed of the impurity. Since the size can be set to a minute size determined by the difference, the parasitic resistance added to the current path can be reduced.
That is, the driving MOSFET adopting the DDD structure can improve the drivability and can improve the information retention characteristic (data retention characteristic) of the memory cell.
【0007】前記負荷用MOSFETは、前記駆動用M
OSFETの上部に配置され、所謂SOI(Silicon O
n Insulator又はThin Film Transistor)構造が採用
される。負荷用MOSFETは、ゲート電極の表面上に
ゲート絶縁膜を介在してチャネル形成領域が配置され、
このチャネル形成領域の一端側にソース領域、他端側に
ドレイン領域が接続される。ゲート電極は下層の多結晶
珪素膜で形成され、チャネル形成領域、ソース領域及び
ドレイン領域は上層の多結晶珪素膜で形成される。The load MOSFET is the drive M
Placed on top of OSFET, so-called SOI (S ilicon O
n I nsulator or Thin Film Transistor) structure is employed. In the load MOSFET, a channel forming region is arranged on the surface of the gate electrode with a gate insulating film interposed.
The source region is connected to one end of the channel forming region and the drain region is connected to the other end. The gate electrode is formed of a lower polycrystalline silicon film, and the channel forming region, the source region and the drain region are formed of an upper polycrystalline silicon film.
【0008】前記メモリセルは、行列状に複数個規則的
に配列され、メモリセルアレイを構成する。メモリセル
アレイの外周囲においては周辺回路が配置される。周辺
回路はメモリセルの回路動作を直接制御する直接周辺回
路、この直接周辺回路の回路動作を制御する間接周辺回
路の夫々を主体に構成される。直接周辺回路としてはデ
コーダ回路、ドライバー回路、センスアンプ回路等を含
む。間接周辺回路としては入出力回路、アドレスバッフ
ァ回路等を含む。前記周辺回路は、低消費電力化及び回
路動作の高速化を主目的として、相補型MOSFETを
主体に構成される。A plurality of the memory cells are regularly arranged in a matrix to form a memory cell array. Peripheral circuits are arranged around the outer periphery of the memory cell array. The peripheral circuits mainly include a direct peripheral circuit that directly controls the circuit operation of the memory cell and an indirect peripheral circuit that controls the circuit operation of the direct peripheral circuit. The direct peripheral circuit includes a decoder circuit, a driver circuit, a sense amplifier circuit and the like. The indirect peripheral circuit includes an input / output circuit and an address buffer circuit. The peripheral circuit is mainly composed of complementary MOSFETs for the purpose of low power consumption and high-speed circuit operation.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、SRAM
の開発に先立ち、以下の問題点を見出した。The inventor of the present invention has found that the SRAM
Prior to the development of, the following problems were discovered.
【0010】(1)SRAMは、p型半導体基板で構成
され、アンダーシュート対策を主目的として、n型ウエ
ル分離領域の主面にp型ウエル領域を構成する2重ウエ
ル構造を採用し、このn型ウエル分離領域内のp型ウエ
ル領域の主面にメモリセルアレイが配置される。2重ウ
エル構造は、n型ウエル分離領域の断面構造がp型ウエ
ル領域を含む2重の拡散領域で構成されることからこの
ように呼ばれるが、n型ウエル分離領域の外周囲にn型
ウエル領域が配置される場合はこのn型ウエル領域を含
めて3重ウエル構造と呼ばれる。前述の2重ウエル構造
はp型半導体基板、n型ウエル分離領域、p型ウエル領
域の夫々の間のpn接合部にポテンシャルバリア領域を
形成できる。つまり、p型半導体基板にα線が入射し、
このα線の入射で少数キャリアが発生した場合、この少
数キャリアはメモリセルアレイが配置されたp型ウエル
領域への侵入が阻止されるので、α線ソフトエラー耐性
の高いSRAMが構成できる。(1) The SRAM is composed of a p-type semiconductor substrate, and has a double well structure in which a p-type well region is formed on the main surface of the n-type well isolation region for the purpose of preventing undershoot. The memory cell array is arranged on the main surface of the p-type well region in the n-type well isolation region. The double well structure is so called because the cross-sectional structure of the n-type well isolation region is composed of double diffusion regions including the p-type well region. When the regions are arranged, this n-type well region is called a triple well structure. The double well structure described above can form a potential barrier region at the pn junction between the p-type semiconductor substrate, the n-type well isolation region, and the p-type well region. That is, α rays are incident on the p-type semiconductor substrate,
When minority carriers are generated by the incidence of α rays, the minority carriers are prevented from invading the p-type well region in which the memory cell array is arranged, so that an SRAM with high α-ray soft error resistance can be constructed.
【0011】SRAMにn型半導体基板を採用した場合
は、n型半導体基板とメモリセルアレイが配置されるp
型ウエル領域との間に1つのpn接合部しか形成できな
いので、n型半導体基板に少数キャリアが発生すると、
p型ウエル領域への少数キャリアの侵入が予測され、α
線ソフトエラー耐性が若干低下すると考えられる。When an n-type semiconductor substrate is used for the SRAM, the p-type semiconductor substrate on which the n-type semiconductor substrate and the memory cell array are arranged.
Since only one pn junction can be formed with the type well region, if minority carriers are generated in the n-type semiconductor substrate,
Intrusion of minority carriers into the p-type well region is predicted, and α
It is considered that the line soft error resistance is slightly reduced.
【0012】前記n型ウエル分離領域内のp型ウエル領
域、n型ウエル分離領域外のp型ウエル領域の夫々は、
SRAMの製造プロセス上、製造プロセスの工程数の増
加を避ける目的で同一工程において形成される。Each of the p-type well region inside the n-type well isolation region and the p-type well region outside the n-type well isolation region is
In the SRAM manufacturing process, they are formed in the same process in order to avoid an increase in the number of manufacturing process steps.
【0013】しかしながら、前記n型ウエル分離領域内
のp型ウエル領域の表面の不純物濃度はn型ウエル分離
領域の表面の不純物濃度で低下され(食われ)、このp
型ウエル領域の表面の不純物濃度がn型ウエル分離領域
外のp型ウエル領域の表面の不純物濃度に比べて低下す
る。このため、メモリセルの転送用MOSFET、駆動
用MOSFETの夫々のしきい値電圧が低下し、ノイズ
マージンが劣化するので(メモリセルに記憶された情報
がノイズで反転する確率が高くなるので)、SRAMの
情報保持特性が劣化する。However, the impurity concentration on the surface of the p-type well region in the n-type well isolation region is lowered (eroded) by the impurity concentration on the surface of the n-type well isolation region.
The impurity concentration on the surface of the type well region is lower than the impurity concentration on the surface of the p-type well region outside the n-type well isolation region. For this reason, the threshold voltage of each of the transfer MOSFET and the drive MOSFET of the memory cell is lowered, and the noise margin is deteriorated (because the information stored in the memory cell is more likely to be inverted by noise). The information retention characteristic of the SRAM deteriorates.
【0014】また、前記問題点を解決するために、p型
ウエル領域の表面の不純物濃度を全体的に高く設定する
と、n型ウエル分離領域外のp型ウエル領域の表面の不
純物濃度が高くなる。このため、このp型ウエル領域の
主面に配置される周辺回路のnチャネル型MOSFET
のしきい値電圧が逆に上昇し、スイッチング動作速度が
低下するので、SRAMの回路動作速度が劣化する。In order to solve the above problem, if the impurity concentration on the surface of the p-type well region is set to be high overall, the impurity concentration on the surface of the p-type well region outside the n-type well isolation region becomes high. .. Therefore, the n-channel MOSFET of the peripheral circuit arranged on the main surface of the p-type well region
On the contrary, the threshold voltage rises and the switching operation speed decreases, so that the circuit operation speed of the SRAM deteriorates.
【0015】(2)前述の問題点(1)に記載されるn
型ウエル分離領域はp型ウエル領域、n型ウエル領域の
夫々の拡散深さに比べて深く拡散されるので、n型ウエ
ル分離領域の表面の不純物濃度が低下する。このため、
n型ウエル分離領域の表面の不純物濃度が低下した領域
において、n型ウエル分離領域内のp型ウエル領域とp
型半導体基板との間の絶縁耐圧が劣化する。(2) n described in the above problem (1)
Since the type well isolation region is diffused deeper than the respective diffusion depths of the p type well region and the n type well region, the impurity concentration on the surface of the n type well isolation region is lowered. For this reason,
In the region where the impurity concentration on the surface of the n-type well isolation region is lowered, the p-type well region and the p-type well region in the n-type well isolation region are formed.
Withstand voltage between the semiconductor substrate and the semiconductor substrate deteriorates.
【0016】(3)前記SRAMのメモリセルの負荷用
MOSFETはゲート電極の表面上にゲート絶縁膜を介
在してチャネル形成領域、ソース領域及びドレイン領域
が配置される。ゲート電極は、多結晶珪素膜を堆積後
に、微細加工を目的として異方性エッチングによるパタ
ーンニングを施して形成される。ゲート絶縁膜は、膜厚
の均一化を主目的として、CVD法で堆積した酸化珪素
膜又はそれを主体とする積層膜が使用される。(3) In the load MOSFET of the memory cell of the SRAM, a channel forming region, a source region and a drain region are arranged on the surface of the gate electrode with a gate insulating film interposed. The gate electrode is formed by depositing a polycrystalline silicon film and then performing patterning by anisotropic etching for the purpose of fine processing. As the gate insulating film, a silicon oxide film deposited by a CVD method or a laminated film mainly containing the silicon oxide film is used mainly for the purpose of making the film thickness uniform.
【0017】しかしながら、前記負荷用MOSFETの
ゲート電極の表面の上面と側面との間の角部の形状が異
方性エッチングに基づき鋭い形状に形成される。特に、
負荷用MOSFETはSOI構造が採用され、下地の段
差形状が存在する領域上にゲート電極が形成されるの
で、下地の段差形状にゲート電極の端部が位置する場合
にはゲート電極の表面の角部の形状は鋭角を有する鋭い
形状に形成される。このため、ゲート電極の表面の角部
において電界集中が発生し、若しくはゲート電極の表面
の角部に沿って形成されたゲート絶縁膜の膜質が劣化
し、負荷用MOSFETのゲート絶縁膜の絶縁耐圧が著
しく劣化する。However, the shape of the corner between the upper surface and the side surface of the gate electrode of the load MOSFET is formed into a sharp shape by anisotropic etching. In particular,
Since the load MOSFET adopts the SOI structure and the gate electrode is formed on the region where the underlying stepped shape exists, when the end of the gate electrode is located in the underlying stepped shape, the corner of the surface of the gate electrode is formed. The part is formed in a sharp shape having an acute angle. Therefore, electric field concentration occurs at the corners of the surface of the gate electrode, or the film quality of the gate insulating film formed along the corners of the surface of the gate electrode deteriorates, and the dielectric strength of the gate insulating film of the load MOSFET is increased. Is significantly deteriorated.
【0018】また、最悪の場合、負荷用MOSFETの
ゲート電極とソース領域若しくはドレイン領域との間に
短絡が発生する。つまり、メモリセルの一方の負荷用M
OSFETのドレイン領域に結線される情報蓄積ノード
に電源電圧が供給されるとともに、本来供給しないはず
の他方の負荷用MOSFETのドレイン領域に結線され
る情報蓄積ノードに電源電圧が供給され、スタンバイ電
流不良が発生する。In the worst case, a short circuit occurs between the gate electrode of the load MOSFET and the source or drain region. That is, one load M of the memory cell
The power supply voltage is supplied to the information storage node connected to the drain region of the OSFET, and the power supply voltage is supplied to the information storage node connected to the drain region of the other load MOSFET, which should not be supplied originally, thereby causing a standby current failure. Occurs.
【0019】(4)前記SRAMのメモリセルの駆動用
MOSFETのドレイン領域(情報蓄積ノードに相当す
る)には負荷用MOSFETのドレイン領域が接続され
る。この駆動用MOSFETのドレイン領域と負荷用M
OSFETのドレイン領域との間の接続に際してはメモ
リセル内の他の負荷用MOSFETのゲート電極から引
き出された電極(同一層の多結晶珪素膜)を介在して行
われる。駆動用MOSFETのドレイン領域、電極の夫
々の接続は駆動用MOSFETのドレイン領域の主面上
を被覆する層間絶縁膜に形成された開口(接続孔)を通
して行われる。(4) The drain region of the load MOSFET is connected to the drain region (corresponding to an information storage node) of the driving MOSFET of the memory cell of the SRAM. The drain region of this driving MOSFET and the load M
The connection with the drain region of the OSFET is performed via an electrode (polycrystalline silicon film in the same layer) extracted from the gate electrode of another load MOSFET in the memory cell. The drain region of the driving MOSFET and the electrode are connected to each other through an opening (connection hole) formed in the interlayer insulating film covering the main surface of the drain region of the driving MOSFET.
【0020】この駆動用MOSFETのドレイン領域へ
の電極の接続構造は以下の製造プロセスにより形成され
る。まず、p型半導体基板のn型ウエル分離領域内に形
成されたp型ウエル領域の(100)結晶面に設定され
た主面に駆動用MOSFETを形成する。次に、この駆
動用MOSFETのドレイン領域の主面上に層間絶縁膜
を形成する。層間絶縁膜はCVD法で堆積した酸化珪素
膜で形成される。次に、前記層間絶縁膜の駆動用MOS
FETのドレイン領域の主面上に開口を形成する。次
に、層間絶縁膜の表面上の全面に一部において開口を通
してドレイン領域の主面に接触する多結晶珪素層を形成
する。多結晶珪素膜はCVD法で堆積され、この多結晶
珪素膜にはその堆積中又はその堆積後に抵抗値を低減す
るn型不純物が導入される。次に、前記多結晶珪素膜に
パターンニングを施し、このパターンニングされた電極
に結晶化を目的として熱処理を施すことにより、負荷用
MOSFETのゲート電極及び前述の電極を形成する。The connection structure of the electrode to the drain region of this driving MOSFET is formed by the following manufacturing process. First, a driving MOSFET is formed on the main surface set in the (100) crystal plane of the p-type well region formed in the n-type well isolation region of the p-type semiconductor substrate. Next, an interlayer insulating film is formed on the main surface of the drain region of this driving MOSFET. The interlayer insulating film is formed of a silicon oxide film deposited by the CVD method. Next, the MOS for driving the interlayer insulating film
An opening is formed on the main surface of the drain region of the FET. Then, a polycrystalline silicon layer is formed on the entire surface of the interlayer insulating film, the polycrystalline silicon layer being in contact with the main surface of the drain region through an opening at a part thereof. The polycrystalline silicon film is deposited by the CVD method, and an n-type impurity that reduces the resistance value is introduced into the polycrystalline silicon film during or after the deposition. Next, the polycrystalline silicon film is subjected to patterning, and the patterned electrode is subjected to heat treatment for the purpose of crystallization to form the gate electrode of the load MOSFET and the above-mentioned electrode.
【0021】しかしながら、前記駆動用MOSFETの
ドレイン領域の主面に接続される電極は多結晶珪素膜の
パターンニング後に結晶化を目的とした熱処理が施され
るので、熱処理後の冷却によって電極に体積収縮が発生
する。この電極の体積収縮に基づく応力は、電極の多結
晶珪素膜と層間絶縁膜の酸化珪素膜との間に熱膨張係数
差が存在するので、層間絶縁膜の開口端であって駆動用
MOSFETのドレイン領域の主面に集中する。このた
め、このドレイン領域の主面からドレイン領域とp型ウ
エル領域とのpn接合部を横切って結晶欠陥が発生する
ので、メモリセルの情報蓄積ノードのリーク電流量が増
大し、SRAMのスタンバイ電流量が増大する。また、
SRAMのメモリセルの情報保持特性が劣化する。前述
の結晶欠陥は、p型ウエル領域の主面が(100)結晶
面に設定されるので、(111)結晶面に沿って発生す
ることが、本発明者によって確認されている。However, since the electrode connected to the main surface of the drain region of the driving MOSFET is subjected to heat treatment for the purpose of crystallization after patterning of the polycrystalline silicon film, the electrode is voluminous by cooling after the heat treatment. Shrinkage occurs. The stress due to the volume contraction of the electrode has a difference in thermal expansion coefficient between the polycrystalline silicon film of the electrode and the silicon oxide film of the interlayer insulating film. Concentrate on the main surface of the drain region. Therefore, a crystal defect occurs from the main surface of the drain region across the pn junction between the drain region and the p-type well region, so that the amount of leak current at the information storage node of the memory cell increases and the standby current of the SRAM is increased. The amount increases. Also,
The information retention characteristic of the SRAM memory cell deteriorates. It has been confirmed by the present inventor that the above-mentioned crystal defects occur along the (111) crystal plane because the main surface of the p-type well region is set to the (100) crystal plane.
【0022】(5)前記SRAMのメモリセルの転送用
MOSFET、周辺回路のnチャネル型MOSFETの
夫々はLDD構造が採用される。LDD構造が採用され
るMOSFETは以下の製造プロセスにより形成され
る。(5) The transfer MOSFET of the SRAM memory cell and the n-channel MOSFET of the peripheral circuit each have an LDD structure. The MOSFET adopting the LDD structure is formed by the following manufacturing process.
【0023】まず、p型ウエル領域の主面上にゲート絶
縁膜を介在してゲート電極を形成する。次に、前記ゲー
ト電極若しくはこのゲート電極をパターンニングするマ
スクを使用し、p型ウエル領域の主面に低い不純物濃度
でn型不純物を導入する。次に、前記ゲート電極のゲー
ト長方向の側壁にサイドウォールスペーサを形成する。
サイドウォールスペーサは、CVD法で全面に酸化珪素
膜を堆積し、この堆積した膜厚に相当する分、酸化珪素
膜の全面に異方性エッチングを施すことにより、ゲート
電極の側壁だけに形成できる。次に、前記サイドウォー
ルスペーサ及びゲート電極をマスクとして使用し、p型
ウエル領域の主面に高い不純物濃度でn型不純物を導入
する。n型不純物の導入はいずれの場合も不純物濃度の
制御性が高いイオン打込みで行われる。次に、前述の導
入されたn型不純物に引き伸し拡散を施し、LDD構造
を採用するMOSFETの低い不純物濃度のn型半導体
領域及び高い不純物濃度のn型半導体領域を形成する。First, a gate electrode is formed on the main surface of the p-type well region with a gate insulating film interposed. Next, using the gate electrode or a mask for patterning the gate electrode, an n-type impurity is introduced into the main surface of the p-type well region at a low impurity concentration. Next, a sidewall spacer is formed on the sidewall of the gate electrode in the gate length direction.
The sidewall spacer can be formed only on the sidewall of the gate electrode by depositing a silicon oxide film on the entire surface by the CVD method and performing anisotropic etching on the entire surface of the silicon oxide film by an amount corresponding to the deposited film thickness. .. Next, using the sidewall spacer and the gate electrode as a mask, an n-type impurity is introduced into the main surface of the p-type well region at a high impurity concentration. In any case, the introduction of the n-type impurity is performed by ion implantation with high controllability of the impurity concentration. Next, the introduced n-type impurity is stretched and diffused to form an n-type semiconductor region having a low impurity concentration and an n-type semiconductor region having a high impurity concentration in the MOSFET adopting the LDD structure.
【0024】しかしながら、前記LDD構造を採用する
MOSFETはSRAMの製造プロセス中の温度サイク
ルによってゲート電極に体積収縮が発生する。このゲー
ト電極の体積収縮は、ゲート電極の側壁のサイドウォー
ルスペーサの開放端(ゲート電極の側壁に接触する側と
反対側)において、ソース領域、ドレイン領域の夫々の
主面に応力集中を発生する。また、このソース領域、ド
レイン領域の夫々の主面の応力集中が発生する部分は、
特に高い不純物濃度のn型不純物がイオン打込みで導入
されるので、n型不純物の導入に基づくダメージが発生
する。このため、このソース領域、ドレイン領域の夫々
の主面からp型ウエル領域との間のpn接合部を横切っ
て結晶欠陥が発生する。メモリセルの転送用MOSFE
Tにおいて、ソース領域又はドレイン領域がメモリセル
の情報蓄積ノードとして使用される場合は、情報蓄積ノ
ードのリーク電流量が増大し、SRAMのスタンバイ電
流量が増大する。また、SRAMのメモリセルの情報保
持特性が劣化する。前述の問題点(4)と同様に、結晶
欠陥は(111)結晶面に沿って発生することが、本発
明者によって確認されている。However, in the MOSFET adopting the LDD structure, volume contraction occurs in the gate electrode due to the temperature cycle during the SRAM manufacturing process. The volume contraction of the gate electrode causes stress concentration on the main surfaces of the source region and the drain region at the open end of the side wall of the gate electrode (the side opposite to the side contacting the side wall of the gate electrode). .. In addition, the stress concentration portion of each main surface of the source region and the drain region is
Since the n-type impurity having a particularly high impurity concentration is introduced by ion implantation, damage due to the introduction of the n-type impurity occurs. Therefore, a crystal defect is generated across the pn junction between the main surface of each of the source region and the drain region and the p-type well region. Memory cell transfer memory
At T, when the source region or the drain region is used as the information storage node of the memory cell, the amount of leak current of the information storage node increases and the amount of standby current of the SRAM increases. In addition, the information retention characteristic of the memory cell of the SRAM deteriorates. It has been confirmed by the present inventor that crystal defects are generated along the (111) crystal plane, similarly to the problem (4).
【0025】本発明の目的は、以下のとおりである。The objects of the present invention are as follows.
【0026】(1)2重ウエル構造(又は3重ウエル構
造)を採用する半導体集積回路装置において、ウエル分
離領域内のウエル領域の主面に配置された回路の動作上
の信頼性の向上を図り、かつウエル分離領域外のウエル
領域の主面に配置された回路の動作速度の高速化を図
る。(1) In a semiconductor integrated circuit device adopting a double well structure (or a triple well structure), it is possible to improve the operational reliability of the circuit arranged on the main surface of the well region in the well isolation region. In addition, the operating speed of the circuit arranged on the main surface of the well region outside the well isolation region is increased.
【0027】(2)ウエル分離領域内のウエル領域にメ
モリセルが配置されるSRAMを有する半導体集積回路
装置において、前記SRAMの情報保持特性の向上を図
る。(2) In a semiconductor integrated circuit device having an SRAM in which memory cells are arranged in the well region in the well isolation region, the information holding characteristic of the SRAM is improved.
【0028】(3)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、集積度の向上を図る。(3) To improve the degree of integration in a semiconductor integrated circuit device which employs a double well structure.
【0029】(4)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、ウエル分離領域内のウエル領域と
基板との間の耐圧の向上を図る。(4) In a semiconductor integrated circuit device adopting a double well structure, the breakdown voltage between the well region in the well isolation region and the substrate is improved.
【0030】(5)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、製造プロセスの工程数を削減す
る。(5) In the semiconductor integrated circuit device adopting the double well structure, the number of steps in the manufacturing process is reduced.
【0031】(6)SOI構造を採用するMISFET
(Metal Insulator SemiconductorField Effect
Transistor)を有する半導体集積回路装置において、
前記MISFETのゲート絶縁膜の絶縁耐圧の向上を図
る。(6) MISFET adopting SOI structure
(MetalInsulatorSemiconductorFieldEffect
Transistor) in a semiconductor integrated circuit device,
To improve the withstand voltage of the gate insulating film of the MISFET
It
【0032】(7)前記目的(6)を達成するととも
に、前記MISFETのゲート絶縁膜の膜厚の制御性の
向上を図る。(7) The above object (6) is achieved and the controllability of the film thickness of the gate insulating film of the MISFET is improved.
【0033】(8)前記目的(6)を達成するととも
に、前記半導体集積回路装置の製造プロセスの工程数を
削減する。(8) The object (6) is achieved and the number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device is reduced.
【0034】(9)前記目的(6)を達成するととも
に、前記半導体集積回路装置の表面の平担化を図る。(9) The object (6) is achieved, and the surface of the semiconductor integrated circuit device is flattened.
【0035】(10)SOI構造を採用するMISFE
Tでメモリセルを構成するSRAMを有する半導体集積
回路装置において、スタンバイ電流不良を防止する。(10) MISFE adopting SOI structure
In a semiconductor integrated circuit device having an SRAM having a memory cell of T, a standby current defect is prevented.
【0036】(11)MISFETのソース領域又はド
レイン領域に電極が接続される半導体集積回路装置にお
いて、前記接続領域の結晶欠陥の発生を防止する。(11) In a semiconductor integrated circuit device in which electrodes are connected to the source region or the drain region of the MISFET, the occurrence of crystal defects in the connection region is prevented.
【0037】(12)MISFETのソース領域又はド
レイン領域に電極が接続される半導体集積回路装置にお
いて、製造プロセスの工程数を削減する。(12) In the semiconductor integrated circuit device in which the electrodes are connected to the source region or the drain region of the MISFET, the number of manufacturing process steps is reduced.
【0038】(13)メモリセルの駆動用MISFET
のドレイン領域に負荷素子が接続されるSRAMを有す
る半導体集積回路装置において、低消費電力化を図る。(13) MISFET for driving memory cell
In the semiconductor integrated circuit device having the SRAM in which the load element is connected to the drain region of, the power consumption is reduced.
【0039】(14)メモリセルの駆動用MISFET
のドレイン領域に負荷素子が接続されるSRAMを有す
る半導体集積回路装置において、前記メモリセルの情報
保持特性の向上を図る。(14) MISFET for driving memory cell
In a semiconductor integrated circuit device having an SRAM in which a load element is connected to the drain region of the memory cell, the information retention characteristic of the memory cell is improved.
【0040】(15)MISFETのゲート電極の側壁
にサイドウォールスペーサが形成され、このサイドウォ
ールスペーサをマスクとしてソース領域、ドレイン領域
の夫々を形成する半導体集積回路装置において、前記M
ISFETのソース領域、ドレイン領域の夫々に発生す
る結晶欠陥の発生を防止する。(15) In the semiconductor integrated circuit device, wherein a sidewall spacer is formed on the sidewall of the gate electrode of the MISFET, and the sidewall spacer is used as a mask to form the source region and the drain region, respectively.
The generation of crystal defects occurring in the source region and the drain region of the ISFET is prevented.
【0041】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。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.
【0042】[0042]
【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簡単に説明すれば下
記のとおりである。Among the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
【0043】(1)第1導電型の半導体基板の主面の第
1領域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記
半導体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されか
つ前記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体
領域が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面
に第1導電型の第3半導体領域が構成され、前記第2半
導体領域、第3半導体領域の夫々の主面に夫々第1導電
型チャネルMISFETが構成される半導体集積回路装
置において、前記第3半導体領域の表面の不純物濃度
が、前記第2半導体領域の表面の不純物濃度と同等又は
それに比べて高く設定される。(1) A first semiconductor region of a second conductivity type is formed in a first region of a main surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a second semiconductor region of the first conductivity type is formed in a second region of the main surface of the semiconductor substrate. A second semiconductor region that is formed and has a higher impurity concentration than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region, and the second semiconductor region is formed. , A semiconductor integrated circuit device in which a first conductivity type channel MISFET is formed on each main surface of the third semiconductor region, the impurity concentration of the surface of the third semiconductor region is the impurity concentration of the surface of the second semiconductor region. Is set equal to or higher than.
【0044】(2)前記手段(1)に記載される半導体
集積回路装置はSRAMが搭載され、前記第1半導体領
域の主面の第3半導体領域の主面に構成される第1導電
型チャネルMISFETはSRAMのメモリセルのフリ
ップフロップ回路を構成し、前記第2半導体領域の主面
に構成される第1導電型チャネルMISFETは前記S
RAMのメモリセルを直接若しくは間接に駆動する周辺
回路を構成する。(2) The semiconductor integrated circuit device according to the above-mentioned means (1) is equipped with an SRAM, and the first conductivity type channel is formed on the main surface of the third semiconductor region of the main surface of the first semiconductor region. The MISFET constitutes a flip-flop circuit of an SRAM memory cell, and the first conductivity type channel MISFET formed on the main surface of the second semiconductor region is the S-type.
A peripheral circuit that directly or indirectly drives the memory cell of the RAM is configured.
【0045】(3)前記手段(1)又は手段(2)に記
載される第3半導体領域は前記第1半導体領域に対して
自己整合で構成される。(3) The third semiconductor region described in the means (1) or (2) is formed in self-alignment with the first semiconductor region.
【0046】(4)第1導電型の半導体基板の主面の第
1領域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記
半導体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されか
つ前記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体
領域が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面
に第1導電型の第3半導体領域が構成される半導体集積
回路装置において、前記第1半導体領域の主面の前記第
3半導体領域の外周囲に沿った領域に、第2導電型で形
成されかつ第1半導体領域の不純物濃度に比べて不純物
濃度が高い第4半導体領域を構成する。(4) A second conductive type first semiconductor region is formed in the first region of the main surface of the first conductive type semiconductor substrate, and a first conductive type is formed in the second region of the main surface of the semiconductor substrate. A semiconductor integrated circuit device in which a second semiconductor region formed and having a higher impurity concentration than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region. A fourth semiconductor region formed of the second conductivity type and having a higher impurity concentration than that of the first semiconductor region in a region of the main surface of the first semiconductor region along the outer periphery of the third semiconductor region. Make up.
【0047】(5)第1導電型の半導体基板の主面の第
1領域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記
半導体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されか
つ前記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体
領域が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面
に第1導電型の第3半導体領域が構成される半導体集積
回路装置の形成方法において、前記半導体基板の主面
上に前記第1領域が開口された第1マスクを形成する工
程、前記第1マスクを使用し、前記半導体基板の主面
に第2導電型の第1不純物を導入し、この第1不純物を
拡散し、前記第2導電型の第1半導体領域を形成する工
程、前記第1マスクを使用し、前記第1半導体領域の
主面に第1導電型の第2不純物を導入する工程、前記
第1マスクを除去し、前記半導体基板の主面上に前記第
2領域が開口された第2マスク、又は前記第2領域及び
第1領域が開口された第2マスクを形成する工程、前
記第2マスクを使用し、前記半導体基板の主面に第1導
電型の第3不純物を導入し、この第3不純物、前記第2
不純物の夫々を拡散し、第2半導体領域、第3半導体領
域の夫々を形成する工程の夫々を具備する。(5) A first semiconductor region of the second conductivity type is formed in the first region of the main surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type, and a first conductivity type is formed in the second region of the main surface of the semiconductor substrate. In a semiconductor integrated circuit device, a second semiconductor region formed and having a higher impurity concentration than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region. In the forming method, a step of forming a first mask having an opening in the first region on the main surface of the semiconductor substrate, the first mask is used, and a second conductive type first mask is formed on the main surface of the semiconductor substrate. A step of introducing an impurity and diffusing the first impurity to form a first semiconductor region of the second conductivity type; and using the first mask, a main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type is formed. Introducing a second impurity, removing the first mask, Forming a second mask in which the second region is opened or a second mask in which the second region and the first region are opened on the main surface of the conductor substrate; and using the second mask, the semiconductor A third impurity of the first conductivity type is introduced into the main surface of the substrate, and the third impurity, the second impurity
Each step of diffusing each of the impurities to form each of the second semiconductor region and the third semiconductor region is provided.
【0048】(6)第1導電型の半導体基板の主面の第
1領域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記
半導体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されか
つ前記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体
領域が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面
に第1導電型の第3半導体領域が構成される半導体集積
回路装置の形成方法において、前記半導体基板の主面
上に前記第1領域が開口された第1マスクを形成する工
程、前記第1マスクを使用し、前記半導体基板の主面
に第2導電型の第1不純物を導入するとともに、第1導
電型で形成されかつ前記第1不純物に対して拡散速度が
遅い第2不純物を導入する工程、前記第1マスクを除
去し、前記半導体基板の主面上に前記第2領域が開口さ
れた第2マスク、又は前記第2領域及び第1領域が開口
された第2マスクを形成する工程、前記第2マスクを
使用し、前記半導体基板の主面に第1導電型の第3不純
物を導入し、この第3不純物、前記第1不純物、第2不
純物の夫々を拡散し、第2半導体領域、第1半導体領
域、第3半導体領域の夫々を形成する工程の夫々を具備
する。(6) A second conductive type first semiconductor region is formed in the first region of the main surface of the first conductive type semiconductor substrate, and the first conductive type is formed in the second region of the main surface of the semiconductor substrate. In a semiconductor integrated circuit device, a second semiconductor region formed and having a higher impurity concentration than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region. In the forming method, a step of forming a first mask having an opening in the first region on the main surface of the semiconductor substrate, the first mask is used, and a second conductive type first mask is formed on the main surface of the semiconductor substrate. Introducing an impurity and introducing a second impurity that is of the first conductivity type and has a slow diffusion rate with respect to the first impurity; removing the first mask; and removing the first mask on the main surface of the semiconductor substrate. A second mask in which the second region is opened, or before Forming a second mask having openings in the second region and the first region; using the second mask, introducing a third impurity of the first conductivity type into the main surface of the semiconductor substrate; And diffusing each of the first impurity and the second impurity to form each of the second semiconductor region, the first semiconductor region, and the third semiconductor region.
【0049】(7)チャネル形成領域又はゲート電極の
表面上に、ゲート絶縁膜を介在し、前記チャネル形成領
域又はゲート電極を横切るゲート電極又はチャネル形成
領域が構成されるMISFETを有する半導体集積回路
装置の形成方法において、基板上の全面に半導体層又
はゲート電極層を堆積し、この半導体層又はゲート電極
層にパターンニングを施し、チャネル形成領域又はゲー
ト電極を形成する工程、前記チャネル形成領域又はゲ
ート電極の膜厚の一部をその表面から酸化し若しくは窒
化し、自然酸化珪素膜の膜厚に比べて厚い膜厚の酸化膜
若しくは窒化膜を形成するとともに、前記チャネル形成
領域又はゲート電極の表面の角部の形状を緩和する工
程、前記チャネル形成領域又はゲート電極の表面上に
ゲート絶縁膜を形成する工程、前記チャネル形成領域
又はゲート電極の表面の上側及び側面に、前記ゲート絶
縁膜を介在し、前記チャネル形成領域又はゲート電極を
横切るゲート電極又はチャネル形成領域を形成する工程
の夫々を具備する。(7) A semiconductor integrated circuit device having a MISFET in which a gate insulating film is provided on the surface of a channel forming region or a gate electrode and a gate electrode or a channel forming region which crosses the channel forming region or the gate electrode is formed. Forming a channel forming region or a gate electrode by depositing a semiconductor layer or a gate electrode layer on the entire surface of the substrate, patterning the semiconductor layer or the gate electrode layer, and forming the channel forming region or the gate electrode. A part of the film thickness of the electrode is oxidized or nitrided from the surface to form an oxide film or a nitride film having a film thickness larger than that of the native silicon oxide film, and the channel formation region or the surface of the gate electrode. And a step of forming a gate insulating film on the surface of the channel formation region or the gate electrode. , The upper and side surfaces of the channel forming region or the gate electrode, and interposing the gate insulating film comprises a respective step of forming the channel formation region or the gate electrode or the channel forming region across the gate electrode.
【0050】(8)前記手段(7)に記載される工程
のゲート絶縁膜を形成する工程は、工程のチャネル形
成領域又はゲート電極の表面の酸化膜若しくは窒化膜を
除去した後に、チャネル形成領域又はゲート電極の表面
に新たにゲート絶縁膜を形成する工程である。(8) In the step of forming the gate insulating film in the step described in the means (7), the channel forming region in the step or the oxide film or the nitride film on the surface of the gate electrode is removed, and then the channel forming region is formed. Alternatively, this is a step of newly forming a gate insulating film on the surface of the gate electrode.
【0051】(9)前記手段(7)に記載される工程
のゲート絶縁膜を形成する工程は、工程のチャネル形
成領域又はゲート電極の表面の酸化膜若しくは窒化膜で
ゲート絶縁膜を形成する工程、又はその酸化膜若しくは
窒化膜の表面上に新たに絶縁膜を堆積した複合膜でゲー
ト絶縁膜を形成する工程である。(9) In the step of forming the gate insulating film in the step described in the above means (7), the step of forming the gate insulating film by the oxide film or the nitride film on the surface of the channel forming region or the gate electrode in the step Or a step of forming a gate insulating film with a composite film in which an insulating film is newly deposited on the surface of the oxide film or the nitride film.
【0052】(10)チャネル形成領域又はゲート電極
の表面上に、ゲート絶縁膜を介在し、前記チャネル形成
領域又はゲート電極を横切るゲート電極又はチャネル形
成領域が構成されるMISFETを有する半導体集積回
路装置の形成方法において、基板上の全面に半導体層
又はゲート電極層を堆積し、この半導体層又はゲート電
極層にパターンニングを施し、チャネル形成領域又はゲ
ート電極を形成する工程、前記チャネル形成領域又は
ゲート電極の側面にサイドウォールスペーサを形成する
工程、前記チャネル形成領域又はゲート電極の膜厚の
一部をその表面から酸化し若しくは窒化し、自然酸化珪
素膜の膜厚に比べて厚い膜厚の酸化膜若しくは窒化膜を
形成するとともに、前記チャネル形成領域又はゲート電
極の表面の角部の形状を緩和する工程、前記チャネル
形成領域又はゲート電極の表面上にゲート絶縁膜を形成
する工程、前記チャネル形成領域又はゲート電極の表
面の上側及び側面に、前記ゲート絶縁膜を介在し、前記
チャネル形成領域又はゲート電極を横切るゲート電極又
はチャネル形成領域を形成する工程の夫々を具備する。(10) A semiconductor integrated circuit device having a MISFET in which a gate insulating film is provided on the surface of a channel forming region or a gate electrode and a gate electrode or a channel forming region which crosses the channel forming region or the gate electrode is formed. Forming a channel forming region or a gate electrode by depositing a semiconductor layer or a gate electrode layer on the entire surface of the substrate, patterning the semiconductor layer or the gate electrode layer, and forming the channel forming region or the gate electrode. A step of forming a side wall spacer on the side surface of the electrode, a part of the film thickness of the channel formation region or the gate electrode is oxidized or nitrided from the surface, and an oxide film having a film thickness larger than that of the native silicon oxide film is formed. A film or a nitride film is formed, and the shape of the corner of the channel formation region or the surface of the gate electrode is changed. The step of forming a gate insulating film on the surface of the channel forming region or the gate electrode, the channel forming region with the gate insulating film interposed on the upper and side surfaces of the surface of the channel forming region or the gate electrode. Alternatively, each step of forming a gate electrode or a channel formation region across the gate electrode is provided.
【0053】(11)前記手段(7)乃至手段(10)
のいずれかに記載される半導体集積回路装置はSRAM
が搭載され、前記MISFETはSRAMのメモリセル
のフリップフロップ回路の負荷用MISFETを構成す
る。(11) Means (7) to (10)
The semiconductor integrated circuit device described in any one of
Is mounted, and the MISFET constitutes a load MISFET of the flip-flop circuit of the SRAM memory cell.
【0054】(12)第1導電型の第1半導体領域の主
面に形成された第2導電型の第2半導体領域の主面に、
この第2半導体領域の主面上の絶縁膜に形成された開口
を通して珪素膜が接続される半導体集積回路装置の製造
方法において、前記第1導電型の第1半導体領域の主
面に第2導電型の第2半導体領域を形成する工程、前
記第2半導体領域の主面上に絶縁膜を形成する工程、
前記絶縁膜の第2半導体領域上に開口を形成するととも
に、前記開口内に相当する領域であって第1半導体領域
の主面に前記第2半導体領域と同一導電型でかつ第2半
導体領域に比べて深い接合深さを有する第3半導体領域
を形成する工程、前記絶縁膜上の全面にこの絶縁膜に
形成された開口を通して第2半導体領域、第3半導体領
域の夫々の主面に接触する珪素膜をCVD法で堆積し、
この珪素膜にパターンニングを施し、電極又は配線を形
成する工程の夫々を具備する。(12) On the main surface of the second semiconductor region of the second conductivity type formed on the main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type,
In a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which a silicon film is connected through an opening formed in an insulating film on the main surface of the second semiconductor region, a second conductive film is formed on the main surface of the first conductive type first semiconductor region. Forming a second semiconductor region of the mold, forming an insulating film on the main surface of the second semiconductor region,
An opening is formed on the second semiconductor region of the insulating film, and a region corresponding to the inside of the opening has the same conductivity type as the second semiconductor region on the main surface of the first semiconductor region and the second semiconductor region. A step of forming a third semiconductor region having a deeper junction depth, and contacting the respective main surfaces of the second semiconductor region and the third semiconductor region through an opening formed in the insulating film on the entire surface of the insulating film. Deposit a silicon film by the CVD method,
Each step of patterning this silicon film to form an electrode or wiring is provided.
【0055】(13)第1導電型の第1半導体領域の主
面に形成された第2導電型の第2半導体領域の主面に、
この第2半導体領域の主面上の絶縁膜に形成された開口
を通して珪素膜が接続される半導体集積回路装置の製造
方法において、前記第1導電型の第1半導体領域の主
面に第2導電型の第2半導体領域を形成する工程、前
記第2半導体領域の主面上に絶縁膜を形成する工程、
前記絶縁膜の第2半導体領域上に開口を形成する工程、
前記絶縁膜上の全面にこの絶縁膜に形成された開口を
通して第2半導体領域の主面に接触する珪素膜を堆積す
る工程、前記珪素膜の結晶化を行う高温度アニールを
行う工程、前記珪素膜にパターンニングを施し、電極
又は配線を形成する工程の夫々を具備する。(13) On the main surface of the second semiconductor region of the second conductivity type formed on the main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type,
In a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which a silicon film is connected through an opening formed in an insulating film on the main surface of the second semiconductor region, a second conductive film is formed on the main surface of the first conductive type first semiconductor region. Forming a second semiconductor region of the mold, forming an insulating film on the main surface of the second semiconductor region,
Forming an opening on the second semiconductor region of the insulating film,
Depositing a silicon film in contact with the main surface of the second semiconductor region through an opening formed in the insulating film on the entire surface of the insulating film; performing high temperature annealing for crystallizing the silicon film; Each step of patterning the film to form an electrode or wiring is provided.
【0056】(14)前記手段(12)又は手段(1
3)に記載される半導体集積回路装置はSRAMが搭載
され、前記第2半導体領域は前記SRAMのメモリセル
のフリップフロップ回路の駆動用MISFETのドレイ
ン領域であり、前記電極は電源電圧に接続される。(14) Means (12) or means (1)
The semiconductor integrated circuit device described in 3) has an SRAM mounted therein, the second semiconductor region is a drain region of a driving MISFET of a flip-flop circuit of a memory cell of the SRAM, and the electrode is connected to a power supply voltage. ..
【0057】(15)MISFETを有する半導体集積
回路装置の製造方法において、第1導電型の半導体領
域の主面上にゲート絶縁膜を介在してゲート電極を形成
する工程、前記ゲート電極のゲート長方向の側壁に絶
縁性を有するサイドウォールスペーサを形成する工程、
少なくとも前記サイドウォールスペーサの表面上を被
覆するマスクを形成する工程、前記第1導電型の半導
体領域の主面の前記ゲート電極、サイドウォールスペー
サ及びマスク以外の領域に第2導電型の不純物をイオン
打込みで導入するとともに、この第2導電型の不純物で
第2導電型のソース領域、ドレイン領域の夫々を形成
し、MISFETを形成する工程の夫々を具備する。(15) In a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a MISFET, a step of forming a gate electrode on the main surface of a semiconductor region of the first conductivity type with a gate insulating film interposed, and a gate length of the gate electrode. Forming a sidewall spacer having an insulating property on the side wall in the direction,
Forming a mask covering at least the surface of the sidewall spacer, and ion-implanting a second conductivity type impurity in a region other than the gate electrode, the sidewall spacer and the mask on the main surface of the first conductivity type semiconductor region. Each of the steps includes the step of introducing by implantation, forming the second conductivity type source region and the drain region with the second conductivity type impurity, and forming the MISFET.
【0058】[0058]
【作用】上述した手段(1)によれば、以下の作用効果
が得られる。 (1)前記第1半導体領域の主面に構成される第3半導
体領域の表面の不純物濃度が高く設定され(第1半導体
領域の不純物濃度で表面の不純物濃度が低下する分、第
3半導体領域の表面の不純物濃度を高める方向に補正さ
れ)、この第3半導体領域の主面の第1導電型チャネル
MISFETのしきい値電圧を高められるので、前記第
1導電型チャネルMISFETのカットオフ電流を低減
でき、半導体集積回路装置のリーク電流の低減が図れ
る。 (2)前記第2半導体領域の表面の不純物濃度が前記第
1半導体領域の主面に構成される第3半導体領域の表面
の不純物濃度に対して独立に低く設定され、この第2半
導体領域の主面の第1導電型チャネルMISFETのし
きい値電圧を低くできるので、前記第1導電型チャネル
MISFETのスイッチング動作速度を速め、半導体集
積回路装置の回路動作上の高速化が図れる。According to the above-mentioned means (1), the following operational effects can be obtained. (1) The impurity concentration of the surface of the third semiconductor region formed on the main surface of the first semiconductor region is set high (the impurity concentration of the surface is reduced by the impurity concentration of the first semiconductor region, the third semiconductor region is reduced). Of the first conductivity type channel MISFET on the main surface of the third semiconductor region is increased, so that the cutoff current of the first conductivity type channel MISFET is increased. It is possible to reduce the leak current of the semiconductor integrated circuit device. (2) The impurity concentration of the surface of the second semiconductor region is independently set lower than the impurity concentration of the surface of the third semiconductor region formed on the main surface of the first semiconductor region. Since the threshold voltage of the first conductivity type channel MISFET on the main surface can be lowered, the switching operation speed of the first conductivity type channel MISFET can be increased and the circuit operation speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.
【0059】上述した手段(2)によれば、前記手段
(1)の作用効果の他に、以下の作用効果が得られる。 (1)前記メモリセルのフリップフロップ回路(情報蓄
積部)の情報蓄積ノードに蓄積された情報のリークが低
減され反転が防止できるので、SRAMの情報保持特性
の向上が図れる。 (2)前記周辺回路の回路動作速度を速くでき、メモリ
セルの情報書込み動作速度、情報読出し動作速度のいず
れも速くでき(アクセスタイムの高速化が図れ)るの
で、SRAMの回路動作上の高速化が図れる。According to the above-mentioned means (2), the following function and effect can be obtained in addition to the function and effect of the means (1). (1) Since the leak of the information stored in the information storage node of the flip-flop circuit (information storage section) of the memory cell is reduced and the inversion can be prevented, the information holding characteristic of the SRAM can be improved. (2) Since the circuit operation speed of the peripheral circuit can be increased, and both the information write operation speed and the information read operation speed of the memory cell can be increased (the access time can be increased), the SRAM circuit operation speed can be increased. Can be realized.
【0060】上述した手段(3)によれば、前記手段
(1)又は手段(2)の作用効果の他に、前記第1半導
体領域の配置位置に対する前記第3半導体領域の配置位
置が、製造プロセス上のマスク合せ余裕寸法に相当する
分、縮小できるので、半導体基板の主面上での無駄な領
域を排除し、半導体集積回路装置の集積度の向上が図れ
る。According to the above-mentioned means (3), in addition to the function and effect of the means (1) or (2), the arrangement position of the third semiconductor region with respect to the arrangement position of the first semiconductor region is manufactured. Since the size can be reduced by the amount corresponding to the mask alignment margin in the process, useless areas on the main surface of the semiconductor substrate can be eliminated, and the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device can be improved.
【0061】上述した手段(4)によれば、前記第1半
導体領域の主面の前記第3半導体領域の外周囲の不純物
濃度(この部分は第1半導体領域の拡散で不純物濃度が
低下する)が第4半導体領域で高められ、第1半導体領
域と第3半導体領域とのpn接合部から第1半導体領域
中に伸びる空乏領域の伸びを低減できるので、前記第1
半導体領域の主面の第3半導体領域と半導体基板との間
の接合耐圧の向上が図れる。この接合耐圧が向上すれ
ば、前記第1半導体領域の主面の第3半導体領域と半導
体基板との間の離隔寸法、つまり第1半導体領域の主面
の第3半導体領域の外周囲の占有面積を縮小できるの
で、半導体基板の主面上での無駄な領域を排除し、半導
体集積回路装置の集積度の向上が図れる。According to the above-mentioned means (4), the impurity concentration around the outer periphery of the third semiconductor region on the main surface of the first semiconductor region (the impurity concentration in this portion is reduced by diffusion of the first semiconductor region). Is increased in the fourth semiconductor region and the extension of the depletion region extending from the pn junction between the first semiconductor region and the third semiconductor region into the first semiconductor region can be reduced.
The junction breakdown voltage between the third semiconductor region on the main surface of the semiconductor region and the semiconductor substrate can be improved. If the junction breakdown voltage is improved, the distance between the third semiconductor region on the main surface of the first semiconductor region and the semiconductor substrate, that is, the occupied area of the outer periphery of the third semiconductor region on the main surface of the first semiconductor region. Since it is possible to reduce the size, it is possible to eliminate a useless area on the main surface of the semiconductor substrate and improve the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device.
【0062】上述した手段(5)によれば、以下の作用
効果が得られる。 (1)前記半導体基板の主面の第1領域に第1半導体領
域を形成する第1マスクを使用し、前記第3半導体領域
を形成した(第1不純物を導入する第1マスクを使用し
て第2不純物を導入した)ので、前記第3半導体領域を
形成するマスクを形成する工程に相当する分、半導体集
積回路装置の製造プロセスの工程数を削減できる。 (2)前記半導体基板の主面の第2領域に導入された第
3不純物を拡散し、第2半導体領域を形成する工程を利
用し、第1領域に導入された第2不純物を拡散し、第3
半導体領域を形成したので、前記第2不純物を拡散し第
3半導体領域を形成する工程に相当する分、半導体集積
回路装置の製造プロセスの工程数を削減できる。 (3)前記半導体基板の主面の第1領域の第1半導体領
域の主面に形成される第3半導体領域、第2領域の第2
半導体領域の夫々が別々の工程で形成されるので、前記
第3半導体領域、第2半導体領域の夫々の不純物濃度を
夫々独立に制御できる。 (4)前記半導体基板の主面の第1領域に第1半導体領
域を形成する第1マスクを使用し、前記第3半導体領域
を形成した(同一の第1マスクを使用し、第1半導体領
域、第3半導体領域の夫々を形成した)ので、前記第1
半導体領域の配置位置に対して前記第3半導体領域の配
置位置が自己整合で形成され、前記第1半導体領域の配
置位置に対する前記第3半導体領域の配置位置が製造プ
ロセス上のマスク合せ余裕寸法に相当する分縮小でき
る。According to the above-mentioned means (5), the following operational effects can be obtained. (1) A first mask for forming a first semiconductor region is used in a first region of a main surface of the semiconductor substrate, and a third semiconductor region is formed (using a first mask for introducing a first impurity). Since the second impurity is introduced), the number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced by the amount corresponding to the step of forming the mask for forming the third semiconductor region. (2) Diffusing the third impurity introduced into the second region of the main surface of the semiconductor substrate to form the second semiconductor region, diffusing the second impurity introduced into the first region, Third
Since the semiconductor region is formed, the number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced by the amount corresponding to the step of diffusing the second impurity and forming the third semiconductor region. (3) A third semiconductor region formed on the main surface of the first semiconductor region of the first region of the main surface of the semiconductor substrate and a second semiconductor region of the second region
Since the semiconductor regions are formed in separate steps, the impurity concentrations of the third semiconductor region and the second semiconductor region can be independently controlled. (4) A first mask for forming a first semiconductor region is used in the first region of the main surface of the semiconductor substrate, and the third semiconductor region is formed (using the same first mask, the first semiconductor region , And each of the third semiconductor regions are formed)
The placement position of the third semiconductor region is formed in self alignment with respect to the placement position of the semiconductor region, and the placement position of the third semiconductor region with respect to the placement position of the first semiconductor region is a mask alignment margin dimension in a manufacturing process. It can be reduced by a corresponding amount.
【0063】上述した手段(6)によれば、前記手段
(5)の作用効果の他に、以下の作用効果が得られる。 (1)前記半導体基板の主面の第2領域に導入された第
3不純物を拡散し、第2半導体領域を形成する工程を利
用し、第1領域に導入された第1不純物を拡散し、第1
半導体領域を形成するとともに、第1領域に導入された
第2不純物を拡散し、第3半導体領域を形成したので、
前記第1不純物、第2不純物の夫々を拡散し第1半導体
領域、第3半導体領域の夫々を形成する工程に相当する
分、半導体集積回路装置の製造プロセスの工程数を削減
できる。 (2)前記第2不純物の拡散速度は第1不純物の拡散速
度に比べて遅いので、この拡散速度差を利用し、第1不
純物の拡散で形成される第1半導体領域の主面に第2不
純物の拡散で形成される第3半導体領域を形成できる。According to the above-mentioned means (6), the following function and effect can be obtained in addition to the function and effect of the means (5). (1) diffusing the third impurity introduced into the second region of the main surface of the semiconductor substrate and forming the second semiconductor region, diffusing the first impurity introduced into the first region, First
Since the semiconductor region is formed and the second impurity introduced into the first region is diffused to form the third semiconductor region,
The number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced by an amount corresponding to the step of diffusing each of the first impurity and the second impurity to form each of the first semiconductor region and the third semiconductor region. (2) Since the diffusion rate of the second impurity is slower than the diffusion rate of the first impurity, the difference in the diffusion rate is used to make the second surface on the main surface of the first semiconductor region formed by the diffusion of the first impurity. A third semiconductor region formed by diffusion of impurities can be formed.
【0064】上述した手段(7)によれば、以下の作用
効果が得られる。 (1)前記下層に相当する半導体層又はゲート電極層を
パターンニングした際に発生するMISFETのチャネ
ル形成領域又はゲート電極の表面の角部の形状が表面の
酸化又は窒化で緩和される。 (2)前記作用効果(1)の結果、前記MISFETの
下層のチャネル形成領域又はゲート電極の表面の角部で
の電界集中を低減できるので、MISFETのゲート絶
縁膜の前記角部の領域での絶縁耐圧の劣化を防止でき
る。 (3)また、前記作用効果(1)の結果、前記MISF
ETの下層のチャネル形成領域又はゲート電極の表面の
角部での膜質の劣化を防止できるので、MISFETの
ゲート絶縁膜の前記角部の領域での絶縁耐圧の劣化を防
止できる。According to the above-mentioned means (7), the following operational effects can be obtained. (1) The shape of the corner portion of the surface of the channel formation region or the gate electrode of the MISFET generated when the semiconductor layer or the gate electrode layer corresponding to the lower layer is patterned is relaxed by the oxidation or nitridation of the surface. (2) As a result of the action and effect (1), electric field concentration can be reduced in the channel formation region in the lower layer of the MISFET or in the corner portion of the surface of the gate electrode, so that in the corner region of the gate insulating film of the MISFET. It is possible to prevent the breakdown voltage from deteriorating. (3) Further, as a result of the action and effect (1), the MISF
Since it is possible to prevent the deterioration of the film quality in the channel formation region of the lower layer of ET or in the corner portion of the surface of the gate electrode, it is possible to prevent the deterioration of the withstand voltage in the corner portion region of the gate insulating film of the MISFET.
【0065】上述した手段(8)によれば、前記チャネ
ル形成領域又はゲート電極の表面に形成された酸化膜若
しくは窒化膜に対して独立の工程で新たにゲート絶縁膜
を形成するので、前記ゲート絶縁膜の膜厚の制御性を向
上できる。According to the above-mentioned means (8), since the gate insulating film is newly formed in an independent process for the oxide film or the nitride film formed on the surface of the channel forming region or the gate electrode, the gate insulating film is formed. The controllability of the thickness of the insulating film can be improved.
【0066】上述した手段(9)によれば、前記ゲート
絶縁膜を形成する工程に際して、前段の工程で形成さ
れたチャネル形成領域又はゲート電極の表面の酸化膜若
しくは窒化膜を除去しないので、この除去工程に相当す
る分、半導体集積回路装置の製造プロセスの工程数を削
減できる。According to the above-mentioned means (9), in the step of forming the gate insulating film, the oxide film or the nitride film on the surface of the channel forming region or the gate electrode formed in the previous step is not removed. The number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced by the amount corresponding to the removing step.
【0067】上述した手段(10)によれば、前記手段
(7)の作用効果の他に、前記下層に相当する半導体層
又はゲート電極層をパターンニングした際に発生するM
ISFETのチャネル形成領域又はゲート電極の側面の
段差形状がサイドウォールスペーサで緩和される。According to the above-mentioned means (10), in addition to the effect of the above-mentioned means (7), M generated when the semiconductor layer or the gate electrode layer corresponding to the lower layer is patterned.
The step shape on the side surface of the channel formation region or the gate electrode of the ISFET is relaxed by the sidewall spacer.
【0068】上述した手段(11)によれば、前記SR
AMのメモリセルのフリップフロップ回路の負荷用MI
SFETにおいて、ゲート電極とチャネル形成領域(又
はソース領域若しくはドレイン領域)との間の短絡を防
止できるので、スタンバイ電流不良を防止できる。According to the above-mentioned means (11), the SR
MI for load of flip-flop circuit of AM memory cell
In the SFET, it is possible to prevent a short circuit between the gate electrode and the channel formation region (or the source region or the drain region), so that it is possible to prevent a standby current defect.
【0069】上述した手段(12)によれば、以下の作
用効果が得られる。 (1)前記工程の珪素膜の堆積中の際の高温度アニー
ル又は珪素膜の堆積後に行われる高温度アニール(いず
れもアルミニウムの融点よりも高い温度のアニール)後
の冷却に基づく珪素膜の体積収縮で発生する、前記絶縁
膜の開口端から前記第1半導体領域と第2半導体領域と
の間のpn接合部を横切る結晶欠陥を、第3半導体領域
内に取り込むことができる。 (2)前記工程の絶縁膜に開口を形成するマスク、第
3半導体領域を形成する不純物の打込みマスクの夫々を
兼用できるので、前記不純物の打込みマスクに相当する
分、マスク形成工程を削減でき、半導体集積回路装置の
製造プロセスの工程数を削減できる。According to the above-mentioned means (12), the following operational effects can be obtained. (1) Volume of a silicon film based on cooling after high temperature annealing during the deposition of the silicon film in the above process or high temperature annealing performed after the deposition of the silicon film (both are annealing at a temperature higher than the melting point of aluminum) A crystal defect that occurs due to the contraction and that crosses the pn junction between the first semiconductor region and the second semiconductor region from the opening end of the insulating film can be captured in the third semiconductor region. (2) Since a mask for forming an opening in the insulating film and a mask for implanting impurities for forming the third semiconductor region in the above step can both be used, the mask forming step can be reduced by the amount corresponding to the mask for implanting impurities. The number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced.
【0070】上述した手段(13)によれば、以下の作
用効果が得られる。 (1)前記工程で絶縁膜上の全面に珪素膜を堆積した
後、工程の珪素膜にパターンニングを施す前に、この
珪素膜に結晶化を目的する高温度アニールを施し、この
珪素膜が冷却するときの体積収縮に基づく応力を珪素膜
の全体に分散し、前記第2半導体領域の主面であって絶
縁膜に形成された開口端に発生する前記応力の集中を低
減できるので、前記珪素膜の体積収縮で、前記絶縁膜の
開口端から前記第1半導体領域と第2半導体領域との間
のpn接合部を横切る結晶欠陥が発生することを防止で
きる。 (2)前記工程の珪素膜にパターンニングを施した後
に行われていた前記工程の珪素膜の結晶化を行う高温
度アニールを行う工程を、前記工程の珪素膜を堆積し
た後、前記工程の珪素膜にパターンニングを施す工程
前に入れ変えただけなので、半導体集積回路装置の製造
プロセスの工程数の増加を防止できる。According to the above-mentioned means (13), the following operational effects can be obtained. (1) After the silicon film is deposited on the entire surface of the insulating film in the above process, and before the silicon film of the process is subjected to patterning, this silicon film is annealed at a high temperature for the purpose of crystallization. Since stress due to volume contraction during cooling can be dispersed in the entire silicon film and concentration of the stress generated at the opening end formed in the insulating film on the main surface of the second semiconductor region can be reduced. The volume shrinkage of the silicon film can prevent a crystal defect from crossing the pn junction between the first semiconductor region and the second semiconductor region from the opening end of the insulating film. (2) The step of performing the high temperature annealing for crystallizing the silicon film in the step, which has been performed after the patterning of the silicon film in the step, is performed after the silicon film in the step is deposited. Since the silicon film is simply replaced before the patterning step, it is possible to prevent an increase in the number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.
【0071】上述した手段(14)によれば、以下の作
用効果が得られる。 (1)前記SRAMのメモリセルの情報蓄積ノードに供
給される電源のリーク電流が低減できるので、SRAM
のスタンバイ電流の消費電力化が図れる。 (2)前記SRAMのメモリセルの情報蓄積ノードに供
給される電源のリーク電流が低減できるので、メモリセ
ルの情報保持特性の向上が図れる。 (3)前記手段(12)に記載されるSRAMにおい
て、メモリセルの駆動用MISFETのドレイン領域に
第3半導体領域が付加され、この第3半導体領域に相当
する分、前記ドレイン領域の表面の電極に接続される領
域の不純物濃度を高められるので、電極(珪素膜)に導
入される抵抗値を低減する不純物の不純物濃度を下げる
ことができ(オーミック接続に必要な不純物濃度は第3
半導体領域で確保される)、電極からのドレイン領域へ
の不純物の滲みだしを低減できる。According to the above-mentioned means (14), the following operational effects can be obtained. (1) Since the leak current of the power supply supplied to the information storage node of the memory cell of the SRAM can be reduced, the SRAM
Power consumption of the standby current can be reduced. (2) Since the leak current of the power supply supplied to the information storage node of the memory cell of the SRAM can be reduced, the information retention characteristic of the memory cell can be improved. (3) In the SRAM described in the means (12), a third semiconductor region is added to the drain region of the driving MISFET of the memory cell, and an electrode on the surface of the drain region corresponding to the third semiconductor region. Since the impurity concentration of the region connected to the can be increased, the impurity concentration of the impurity that reduces the resistance value introduced into the electrode (silicon film) can be reduced (the impurity concentration required for ohmic connection is the third
It is ensured in the semiconductor region), and the seeping of impurities from the electrode to the drain region can be reduced.
【0072】上述した手段(15)によれば、前記ゲー
ト電極の体積変化(サイドウォールスペーサとの間の熱
膨張係数差が異なることに起因)でサイドウォールスペ
ーサの開放端に発生する最大応力が集中する領域に対し
て、ソース領域、ドレイン領域の夫々を形成する第2導
電型の不純物の打込みに基づくダメージが発生する領域
を前記マスクの膜厚に相当する分ずらすことができる
(最大応力集中領域、ダメージ発生領域の夫々を分散で
きる)ので、前記サイドウォールスペーサの開放端の領
域であって、前記第1半導体領域の主面、ソース領域若
しくはドレイン領域に発生する結晶欠陥、又は前記第1
半導体領域とソース領域若しくはドレイン領域との間の
pn接合部を横切り発生する結晶欠陥を防止できる。According to the above-mentioned means (15), the maximum stress generated at the open end of the side wall spacer due to the volume change of the gate electrode (due to the difference in the coefficient of thermal expansion with the side wall spacer) is reduced. Regions in which damages due to implantation of the second conductivity type impurities forming the source region and the drain region are generated with respect to the concentrated regions can be shifted by an amount corresponding to the film thickness of the mask (maximum stress concentration). Region and damage-causing region), crystal defects occurring in the main surface of the first semiconductor region, the source region or the drain region in the open end region of the sidewall spacer, or the first region.
It is possible to prevent crystal defects that occur across the pn junction between the semiconductor region and the source or drain region.
【0073】以下、本発明の構成について、本発明をS
RAMに適用した一実施例とともに説明する。The present invention will be described below in terms of the constitution of the present invention.
A description will be given with an embodiment applied to a RAM.
【0074】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。In all the drawings for explaining the embodiments, those having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.
【0075】[0075]
【実施例】(実 施 例 1)本発明の実施例1である高
速版SRAMの全体の概略構成を図1(チップレイアウ
ト図)で示す。(Embodiment 1) FIG. 1 (chip layout diagram) shows an overall schematic configuration of a high-speed SRAM which is Embodiment 1 of the present invention.
【0076】図1に示すSRAM(半導体ペレット)は
4〔Mbit〕 の大容量で構成される。このSRAMは、
図示しないが、DIP構造,SOP構造等、リードが封
止体の対向する2辺の夫々に夫々複数本配列されるデュ
アルインライン方式を採用する樹脂封止型半導体装置に
封止される。SRAMは平面形状が長方形状で構成され
る。本実施例のSRAMは、長方形状の長辺(図1中、
上辺、下辺の夫々)が17.41〔mm〕、短辺(図1
中、右辺、左辺の夫々)が7.55〔mm〕で夫々構成
される。The SRAM (semiconductor pellet) shown in FIG. 1 has a large capacity of 4 [Mbit]. This SRAM is
Although not shown, a DIP structure, an SOP structure, or the like is encapsulated in a resin-encapsulated semiconductor device that employs a dual in-line method in which a plurality of leads are arranged on each of two opposing sides of the encapsulation body. The SRAM has a rectangular planar shape. The SRAM of this embodiment has a rectangular long side (in FIG. 1,
The upper and lower sides are 17.41 mm and the short sides (Fig. 1)
Each of the middle, right side, and left side) is 7.55 mm.
【0077】前記SRAMの回路システム搭載面の中央
領域、具体的には長方形状の互いに対向する2つの長辺
の中央領域であって左側の短辺から右側の短辺に向って
(以下、X方向という。又上側の長辺から下側の長辺に
向う方向はY方向という。)、複数個の外部端子(ボン
ディングパッド)BPが配置される。この外部端子BP
は前述のリードの内部リード(インナーリード)に電気
的に接続される。複数個の外部端子BPの夫々には、例
えばアドレス信号、チップセレクト信号、アウトプット
イネーブル信号、ライトイネーブル信号、入出力データ
信号の夫々が印加される。また、外部端子BPには電源
電圧Vcc、基準電圧Vssの夫々が印加される(SRAM
の外部から電源が供給される)。電源電圧Vccは例えば
回路の動作電圧5〔V〕、基準電圧Vssは例えば回路の
接地電圧0〔V〕である。The central area of the circuit system mounting surface of the SRAM, specifically, the central area of two long sides of a rectangular shape facing each other, from the left short side to the right short side (hereinafter, X In addition, a plurality of external terminals (bonding pads) BP are arranged, in which the direction from the upper long side to the lower long side is called the Y direction. This external terminal BP
Is electrically connected to the inner lead of the above-mentioned lead. For example, an address signal, a chip select signal, an output enable signal, a write enable signal, and an input / output data signal are applied to each of the plurality of external terminals BP. Further, the power supply voltage Vcc and the reference voltage Vss are applied to the external terminal BP (SRAM
Power is supplied from outside). The power supply voltage Vcc is, for example, the operating voltage of the circuit 5 [V], and the reference voltage Vss is, for example, the ground voltage 0 [V] of the circuit.
【0078】前記SRAMは電源電圧変換回路(降圧電
源回路又はレギュレータ)VRCが搭載される。電源電
圧変換回路VRCは、SRAMの外部から供給される電
源電圧Vcc(5〔V〕)をSRAMの内部において降圧
し、低消費電力化を主目的として、SRAMの周辺回路
の一部に降圧された降圧電源電圧Vddを供給する。電源
電圧Vddは本実施例のSRAMにおいて4〔V〕が使用
される。電源電圧変換回路VRCは、SRAMの回路シ
ステム搭載面に2個搭載され、左側の短辺の中央領域、
右側の短辺の中央領域の夫々に近接した位置において、
夫々が配置される。A power supply voltage conversion circuit (step-down power supply circuit or regulator) VRC is mounted on the SRAM. The power supply voltage conversion circuit VRC steps down the power supply voltage Vcc (5 [V]) supplied from the outside of the SRAM inside the SRAM, and drops it to a part of the peripheral circuit of the SRAM mainly for the purpose of low power consumption. The step-down power supply voltage Vdd is supplied. As the power supply voltage Vdd, 4 [V] is used in the SRAM of this embodiment. Two power supply voltage conversion circuits VRC are mounted on the circuit system mounting surface of the SRAM, and the central region of the short side on the left side,
At a position close to each of the central regions on the right short side,
Each is arranged.
【0079】前記SRAMの回路システム搭載面の複数
個配列された外部端子BPの上側、下側の夫々の領域に
は、アドレスバッファ回路、プリデコーダ回路等、周辺
回路のうち間接周辺回路の一部RCが夫々配置される。
この間接周辺回路RCは、図2(B)(電源供給系統を
示すブロック回路図)に示すように、電源電圧変換回路
VRCで降圧された降圧電源電圧Vddが供給される。間
接周辺回路RC以外の間接周辺回路及び直接周辺回路を
含む周辺回路、具体的にはデコーダ回路(Xデコーダ回
路XDEC、Yデコーダ回路YDEC)、コントロール
回路CC、センスアンプ回路SA、出力バッファ回路、
メモリセルアレイの夫々は基本的には外部からの電源電
圧Vccが供給される。つまり、図1中、SRAMは、外
部端子BP、電源電圧変換回路VRC及び間接周辺回路
RCを取り囲む仮想的に作図した一点鎖線で囲まれた領
域内に配置される回路に電源電圧変換回路VRCで降圧
された降圧電源電圧Vddが供給される。A part of an indirect peripheral circuit of peripheral circuits such as an address buffer circuit and a predecoder circuit is provided in each of the upper and lower regions of the external terminals BP arranged on the circuit system mounting surface of the SRAM. RCs are arranged respectively.
As shown in FIG. 2B (block circuit diagram showing the power supply system), the indirect peripheral circuit RC is supplied with the step-down power supply voltage Vdd stepped down by the power supply voltage conversion circuit VRC. Peripheral circuits including indirect peripheral circuits other than the indirect peripheral circuit RC and direct peripheral circuits, specifically, decoder circuits (X decoder circuit XDEC, Y decoder circuit YDEC), control circuit CC, sense amplifier circuit SA, output buffer circuit,
Each of the memory cell arrays is basically supplied with a power supply voltage Vcc from the outside. That is, in FIG. 1, the SRAM has the power supply voltage conversion circuit VRC in a circuit arranged in a region surrounded by the virtually drawn dashed line surrounding the external terminal BP, the power supply voltage conversion circuit VRC, and the indirect peripheral circuit RC. The stepped down power supply voltage Vdd is supplied.
【0080】図1中、SRAMの回路システム搭載面に
おいて、長方形状の上側の長辺と間接周辺回路RCとの
間に2個のメモリブロックMB1及びMB2が配置され
る。同様に、下側の長辺と間接周辺回路RCとの間に2
個のメモリブロックMB3及びMB4が配置される。つ
まり、SRAMは合計4個のメモリブロックMBが配置
される。メモリブロックMB1、MB3の夫々は長方形
状の左側の短辺に沿ってY方向に順次配列され、メモリ
ブロックMB2、MB4の夫々は長方形状の右側の短辺
に沿ってY方向に順次配列される。In FIG. 1, two memory blocks MB1 and MB2 are arranged between the rectangular long upper side and the indirect peripheral circuit RC on the circuit system mounting surface of the SRAM. Similarly, 2 is provided between the lower long side and the indirect peripheral circuit RC.
Memory blocks MB3 and MB4 are arranged. That is, a total of four memory blocks MB are arranged in the SRAM. Each of the memory blocks MB1 and MB3 is sequentially arranged in the Y direction along the short side on the left side of the rectangular shape, and each of the memory blocks MB2 and MB4 is sequentially arranged in the Y direction along the short side of the right side of the rectangular shape. ..
【0081】前記SRAMの回路システム搭載面におい
て、メモリブロックMB1及びMB2と前記間接周辺回
路RCとの間には、Yスイッチ回路Y−SW、Yデコー
ダ回路YDEC及びセンスアンプ回路SAが配置され
る。同様に、メモリブロックMB3及びMB4と前記間
接周辺回路RCとの間にはYスイッチ回路Y−SW、Y
デコーダ回路YDEC及びセンスアンプ回路SAが配置
される。On the circuit system mounting surface of the SRAM, a Y switch circuit Y-SW, a Y decoder circuit YDEC, and a sense amplifier circuit SA are arranged between the memory blocks MB1 and MB2 and the indirect peripheral circuit RC. Similarly, Y switch circuits Y-SW and Y are provided between the memory blocks MB3 and MB4 and the indirect peripheral circuit RC.
A decoder circuit YDEC and a sense amplifier circuit SA are arranged.
【0082】前記4個のメモリブロックMB1〜MB4
の夫々は、図1に示すように、夫々X方向に配列された
8個のメモリマットMMに分割される。つまり、SRA
Mは、8個のメモリマットMMに分割されたメモリブロ
ックMBが4個配置されるので、合計32個のメモリマ
ットMMに分割される。前記4個のメモリブロックMB
1〜MB4の夫々には、夫々、X方向に配列された左側
の4個のメモリマットMMと右側の4個のメモリマット
MMとの間に1個のXデコーダ回路XDECが配置され
る。The four memory blocks MB1 to MB4
1 is divided into eight memory mats MM arranged in the X direction, respectively, as shown in FIG. That is, SRA
Since M has four memory blocks MB divided into eight memory mats MM, M is divided into a total of 32 memory mats MM. The four memory blocks MB
In each of 1 to MB4, one X decoder circuit XDEC is arranged between four memory mats MM on the left side and four memory mats MM on the right side arranged in the X direction.
【0083】また、前記メモリブロックMB1とMB2
との間、メモリブロックMB3とMB4との間の夫々に
は夫々冗長データ線(Y系冗長回路)SDBが配置され
る。1個の冗長データ線SDBは、4本の冗長入出力デ
ータ線が配置され、この冗長入出力データ線に夫々4本
の冗長データ線が接続されるので、合計、16本の冗長
データ線が配置される。また、メモリブロックMB1〜
MB4の夫々のYスイッチ回路Y−SW及びYデコーダ
回路YDEC側においては冗長ワード線(X系冗長回
路)SWBが配置される。冗長ワード線SWBはメモリ
ブロックMB毎に夫々4本の冗長サブワード線が配置さ
れる。In addition, the memory blocks MB1 and MB2
Between the memory blocks MB3 and MB4, a redundant data line (Y-based redundant circuit) SDB is arranged. Since one redundant data line SDB is provided with four redundant input / output data lines, and four redundant data lines are connected to each redundant input / output data line, a total of 16 redundant data lines are provided. Will be placed. In addition, the memory blocks MB1 to MB1
A redundant word line (X system redundant circuit) SWB is arranged on the side of each Y switch circuit Y-SW and Y decoder circuit YDEC of MB4. In the redundant word line SWB, four redundant sub word lines are arranged for each memory block MB.
【0084】前記4個のメモリブロックMB1〜MB4
のうち、1個のメモリブロックMBの8個に分割された
メモリマットMMの夫々は、図2(A)(要部拡大ブロ
ック図)に示すように、X方向に配列された4個のメモ
リセルアレイMAYで構成される。この4個のメモリセ
ルアレイMAYの夫々はメモリマットMMにおいてX方
向に配列される。つまり、SRAMは、4個のメモリブ
ロックMB1〜MB4の夫々を夫々8個のメモリマット
MMに分割し、この8個のメモリマットMMの夫々を夫
々4個のメモリセルアレイMAYで構成したので、合計
128個のメモリセルアレイMAYを配置する。The four memory blocks MB1 to MB4
Among them, each of the memory mats MM divided into eight of the one memory block MB has four memories arranged in the X direction as shown in FIG. 2A (enlarged block diagram of a main part). It is composed of a cell array MAY. Each of the four memory cell arrays MAY is arranged in the X direction in the memory mat MM. That is, in the SRAM, each of the four memory blocks MB1 to MB4 is divided into eight memory mats MM, and each of the eight memory mats MM is composed of four memory cell arrays MAY. 128 memory cell arrays MAY are arranged.
【0085】前記128個のメモリセルアレイMAYの
うち、1個のメモリセルアレイMAYは、図3(要部拡
大ブロック図)に示すように、さらに4個のサブメモリ
セルアレイSMAYに分割される。この4個に分割され
たサブメモリセルアレイSMAYの夫々はX方向に配列
される。サブメモリセルアレイSMAYはX方向(ワー
ド線延在方向)に配列された16個のメモリセルMCで
構成される。つまり、1個のメモリセルアレイMAY
は、X方向に16個のメモリセルMCを配列したサブメ
モリセルアレイSMAYを4個配置するので、合計64
個(64〔bit〕)のメモリセルMCが配列される。ま
た、1個のメモリセルアレイMAYは、Y方向(相補性
データ線延在方向)に514個(514〔bit〕)のメモ
リセルMCが配列される。Y方向に配列された514個
のメモリセルMCのうち512個(512〔bit〕)は正
規の(実際に情報を記憶する)メモリセルMCとして構
成され、残りの2個(2〔bit〕)は冗長用のメモリセル
MC(冗長ワード線SWB)として構成される。Of the 128 memory cell arrays MAY, one memory cell array MAY is further divided into four sub memory cell arrays SMEY, as shown in FIG. 3 (enlarged block diagram of the main part). The sub memory cell arrays SMEY divided into four are arranged in the X direction. The sub memory cell array SMEY is composed of 16 memory cells MC arranged in the X direction (word line extending direction). That is, one memory cell array MAY
Has four sub-memory cell arrays SMEY in which 16 memory cells MC are arranged in the X-direction, a total of 64
(64 [bit]) memory cells MC are arranged. Further, in one memory cell array MAY, 514 (514 [bit]) memory cells MC are arranged in the Y direction (complementary data line extending direction). Of the 514 memory cells MC arranged in the Y direction, 512 (512 [bit]) are configured as regular (actually storing information) memory cells MC, and the remaining two (2 [bit]) Are configured as redundant memory cells MC (redundant word lines SWB).
【0086】前記図2(A)及び図3に示すように、1
個のメモリマットMMの左側の2個のメモリセルアレイ
MAYと右側の2個のメモリセルアレイMAYとの間に
はワードドライバー回路WDRが配置される。前記図1
に示すSRAMの1個のメモリブロックMBの合計8個
のメモリマットMMの夫々の合計8個のワードドライバ
ー回路WDRは、X方向において左側の4個のメモリマ
ットMMと右側の4個のメモリマットMMとの間に配置
されたXデコーダ回路XDECで選択される。つまり、
1個のメモリブロックMB内において、1個のXデコー
ダ回路XDECは8個のメモリマットMMの合計8個の
ワードドライバー回路WDRのうちの1個を選択する。As shown in FIG. 2 (A) and FIG. 3, 1
A word driver circuit WDR is arranged between the two memory cell arrays MAY on the left side and the two memory cell arrays MAY on the right side of each memory mat MM. FIG. 1
The eight word driver circuits WDR of each of the eight memory mats MM of the one memory block MB of the SRAM shown in FIG. 4 include four memory mats MM on the left side and four memory mats on the right side in the X direction. It is selected by the X decoder circuit XDEC arranged between the MM and the MM. That is,
In one memory block MB, one X decoder circuit XDEC selects one out of a total of eight word driver circuits WDR of eight memory mats MM.
【0087】前記図3に示すように、ワードドライバー
回路WDRはメインワード線MWLを介してXデコーダ
回路XDECで選択される。また、ワードドライバー回
路WDRはそれ毎に配置されたアドレス信号線ALで選
択される。前記メインワード線MWLは、メモリセルア
レイMAY上をX方向に延在し、4個(4〔bit〕)のメ
モリセルMC毎にY方向に複数本配置される。アドレス
信号線ALは、Y方向に延在し、X方向に複数本配置さ
れる。アドレス信号線ALは、メモリマットMMにおい
て、ワードドライバー回路WDRの右側に配置された2
個のメモリセルアレイMAYのメモリセルMCを選択す
るのに8本、左側に配置された2個のメモリセルアレイ
MAYに配置されたメモリセルMCを選択するのに8
本、合計16本配置される。As shown in FIG. 3, the word driver circuit WDR is selected by the X decoder circuit XDEC via the main word line MWL. The word driver circuit WDR is selected by the address signal line AL arranged for each word driver circuit WDR. The main word line MWL extends in the X direction on the memory cell array MAY, and a plurality of main word lines MWL are arranged in the Y direction for every four (4 [bit]) memory cells MC. The address signal lines AL extend in the Y direction and are arranged in the X direction. The address signal line AL is arranged on the right side of the word driver circuit WDR in the memory mat MM.
8 to select the memory cells MC of the memory cell array MAY, and 8 to select the memory cells MC of the two memory cell arrays MAY arranged on the left side.
A total of 16 books will be arranged.
【0088】前記図2(A)及び図3に示すように、メ
モリマットMMにおいて、ワードドライバー回路WDR
は、4個のメモリセルアレイMAYのうちの1つのメモ
リセルアレイMAY上を延在する第1ワード線WL1及
び第2ワード線WL2を選択する。第1ワード線WL1
及び第2ワード線WL2はメモリセルアレイMAY毎
(4個のサブメモリセルアレイSMAY毎)に配置され
る。第1ワード線WL1、第2ワード線WL2の夫々は
互いに離隔し、かつ実質的に平行にX方向に延在する。
この第1ワード線WL1及び第2ワード線WL2はY方
向に配列された1個のメモリセルMC毎に配置される。
つまり、1個のメモリセルMCには同一選択信号が印加
される2本の第1ワード線WL1及び第2ワード線WL
2が接続される。As shown in FIGS. 2A and 3, in the memory mat MM, the word driver circuit WDR
Selects the first word line WL1 and the second word line WL2 extending over one of the four memory cell arrays MAY. First word line WL1
The second word line WL2 is arranged for each memory cell array MAY (for each four sub memory cell arrays SMEY). The first word line WL1 and the second word line WL2 are separated from each other and extend substantially parallel to each other in the X direction.
The first word line WL1 and the second word line WL2 are arranged for each one memory cell MC arranged in the Y direction.
That is, the two first word lines WL1 and the second word lines WL to which the same selection signal is applied to one memory cell MC.
2 are connected.
【0089】前記図2(A)、図3の夫々に示すワード
ドライバー回路WDRの右側に配置された2個のメモリ
セルアレイMAYのうち、ワードドライバー回路WDR
に近い側のメモリセルアレイMAYを延在する第1ワー
ド線WL1及び第2ワード線WL2は第2サブワード線
SWL2を介してワードドライバー回路WDRで選択さ
れる。ワードドライバー回路WDRから遠く離れたメモ
リセルアレイMAYを延在する第1ワード線WL1及び
第2ワード線WL2は第1サブワード線SWL1を介し
てワードドライバー回路WDRで選択される。第1サブ
ワード線SWL1、第2サブワード線SWL2の夫々は
互いに離隔し、かつ平行にX方向に延在する。第1サブ
ワード線SWL1及び第2サブワード線SWL2は、前
記第1ワード線WL1及び第2ワード線WL2と同様
に、Y方向に配列された1個のメモリセルMC毎に配置
される。前記第1サブワード線SWL1は、ワードドラ
イバー回路WDRに近い側の1個のメモリセルアレイM
AY上を延在し、遠く離れた他のメモリセルアレイMA
Yに配置された第1ワード線WL1及び第2ワード線W
L2とワードドライバー回路WDRとの間を接続する。Of the two memory cell arrays MAY arranged on the right side of the word driver circuit WDR shown in FIGS. 2A and 3 respectively, the word driver circuit WDR
The first word line WL1 and the second word line WL2 extending in the memory cell array MAY on the side closer to are selected by the word driver circuit WDR via the second sub-word line SWL2. The first word line WL1 and the second word line WL2 extending in the memory cell array MAY far away from the word driver circuit WDR are selected by the word driver circuit WDR via the first sub-word line SWL1. The first sub-word line SWL1 and the second sub-word line SWL2 are separated from each other and extend in parallel in the X direction. The first sub-word line SWL1 and the second sub-word line SWL2 are arranged for each one memory cell MC arranged in the Y direction, like the first word line WL1 and the second word line WL2. The first sub-word line SWL1 has one memory cell array M on the side closer to the word driver circuit WDR.
Another memory cell array MA that extends over AY and is far away
First word line WL1 and second word line W arranged in Y
Connect between L2 and the word driver circuit WDR.
【0090】ワードドライバー回路WDRの左側に配置
された2個のメモリセルアレイMAYの夫々には右側と
同様に第1ワード線WL1及び第2ワード線WL2が配
置される。この第1ワード線WL1及び第2ワード線W
L2は第1サブワード線SWL1又は第2サブワード線
SWL2を介してワードドライバー回路WDRに接続さ
れる。In each of the two memory cell arrays MAY arranged on the left side of the word driver circuit WDR, the first word line WL1 and the second word line WL2 are arranged similarly to the right side. The first word line WL1 and the second word line W
L2 is connected to the word driver circuit WDR via the first sub-word line SWL1 or the second sub-word line SWL2.
【0091】前記図2(A)に示すように、メモリマッ
トMMにおいて、4個のメモリセルアレイMAYの夫々
の上側には夫々毎に分割されたロード回路LOADが配
置される。4個のメモリセルアレイMAYの夫々の下側
には夫々毎に分割されたYデコーダ回路YDEC及びY
スイッチ回路Y−SWが配置される。また、4個のメモ
リセルアレイMAYの夫々の下側には夫々毎に分割され
たセンスアンプ回路SAが配置される。このセンスアン
プ回路SAは、1個のメモリセルアレイMAYに対して
4個配置され、4〔bit〕 の情報(4個のメモリセルM
Cに記憶された情報)を一度に出力できる。前記ワード
ドライバー回路WDRの下側にはコントロール回路CC
が配置される。また、図2(A)に示すメモリマットM
Mにおいて、ワードドライバー回路WDRの左側、右側
の夫々に配置された2個のメモリセルアレイMAY間に
は、図3及び図4(要部拡大ブロック図)に示すよう
に、ウエルコンタクト領域PWC1、メモリセルアレイ
MAY間の連結用結線等を含むつなぎセルが配置され
る。As shown in FIG. 2 (A), in the memory mat MM, the load circuits LOAD divided respectively are arranged above the four memory cell arrays MAY. Below each of the four memory cell arrays MAY, Y decoder circuits YDEC and Y are divided respectively.
A switch circuit Y-SW is arranged. Further, a sense amplifier circuit SA divided for each of the four memory cell arrays MAY is arranged below each memory cell array MAY. Four sense amplifier circuits SA are arranged for one memory cell array MAY, and 4 [bit] information (four memory cells M
The information stored in C) can be output at one time. A control circuit CC is provided below the word driver circuit WDR.
Are placed. In addition, the memory mat M shown in FIG.
In M, between the two memory cell arrays MAY arranged on the left side and the right side of the word driver circuit WDR, as shown in FIGS. A connecting cell including a connecting connection between the cell arrays MAY is arranged.
【0092】前記図2(A)及び図3に示すように、メ
モリマットMMにおいて、メモリセルアレイMAYには
相補性データ線DLが配置される。相補性データ線DL
は、前記メインワード線MWL、サブワード線SWL、
ワード線WLの夫々の延在方向と交差(実質的に直交)
するY方向に延在する。相補性データ線DLは互いに離
隔しかつ平行にY方向に延在する第1データ線DL1及
び第2データ線DL2の2本で構成される。この相補性
データ線DLは、図3に示すように、X方向に配列され
たメモリセルMC毎に配置される。相補性データ線DL
の上側の一端側は図2(A)に示すロード回路LOAD
に接続される。相補性データ線DLの下側の他端側はY
スイッチ回路Y−SWを介してセンスアンプ回路SAに
接続される。As shown in FIGS. 2A and 3, the complementary data lines DL are arranged in the memory cell array MAY in the memory mat MM. Complementary data line DL
Is the main word line MWL, the sub word line SWL,
Crosses the respective extending directions of the word lines WL (substantially orthogonal)
It extends in the Y direction. The complementary data line DL is composed of two data lines, a first data line DL1 and a second data line DL2, which are spaced apart from each other and extend in parallel in the Y direction. As shown in FIG. 3, the complementary data line DL is arranged for each memory cell MC arranged in the X direction. Complementary data line DL
One end side of the upper side of the load circuit LOAD shown in FIG.
Connected to. The other end side below the complementary data line DL is Y
It is connected to the sense amplifier circuit SA via the switch circuit Y-SW.
【0093】前記SRAMの回路システム搭載面に搭載
される直接周辺回路及び間接周辺回路を含む周辺回路、
サブメモリセルアレイSMAYに配列されるメモリセル
MCの夫々は基本的に相補型MISFETで構成され
る。具体的なSRAMの断面構造は後述するが(図6、
図10及び図11を参照)、SRAMは単結晶珪素から
なるp- 型半導体基板(Psub)1を主体に構成される。
本実施例において、SRAMはp- 型半導体基板1の回
路システム搭載面となる主面が(100)結晶面(結晶
学的に等価となる結晶面も含む)に設定される。また、
p- 型半導体基板1は、主面の(100)結晶面の面方
位を所定の面方位例えば〔010〕面方位(結晶学的に
等価となる面方位も含む)の方向に 2.5度以上15度
以下に傾けた、所謂オフアングルウエーハから形成され
る。本実施例のSRAMにおいては4度オフアングルウ
エーハからp- 型半導体基板1が形成される。Peripheral circuits including direct peripheral circuits and indirect peripheral circuits mounted on the circuit system mounting surface of the SRAM,
Each of the memory cells MC arranged in the sub memory cell array SMEY is basically composed of a complementary MISFET. A specific cross-sectional structure of the SRAM will be described later (see FIG. 6,
10 and 11), the SRAM mainly comprises a p-type semiconductor substrate (Psub) 1 made of single crystal silicon.
In this embodiment, the main surface of the SRAM, which is the circuit system mounting surface of the p--type semiconductor substrate 1, is set to the (100) crystal plane (including crystallographically equivalent crystal planes). Also,
In the p − type semiconductor substrate 1, the plane orientation of the (100) crystal plane of the principal plane is 2.5 degrees in a predetermined plane orientation, for example, a [010] plane orientation (including a crystallographically equivalent plane orientation). It is formed of a so-called off-angle wafer inclined at 15 degrees or less. In the SRAM of this embodiment, the p-type semiconductor substrate 1 is formed from a 4 ° off-angle wafer.
【0094】前記図3及び図4に破線で囲み符号3iを
付けて示すように、メモリセルアレイMAYが配置され
る領域において、p- 型半導体基板1の主面部にはn-
型ウエル分離領域(Niso)3iが配置される。n- 型ウ
エル分離領域3iは、その断面構造については図6及び
図10を使用し後述するが、α線がp- 型半導体基板1
内に入射した際に発生する少数キャリアがメモリセルア
レイMAYの領域に侵入することを防止する、所謂アン
ダーシュート対策(α線ソフトエラー耐性の向上)を主
目的として構成される。As shown in FIG. 3 and FIG. 4 by enclosing the reference numeral 3i in a broken line, in the region where the memory cell array MAY is arranged, n − is formed on the main surface portion of the p − type semiconductor substrate 1.
A type well isolation region (Niso) 3i is arranged. The cross sectional structure of the n-type well isolation region 3i will be described later with reference to FIGS. 6 and 10, but the α-ray shows the p-type semiconductor substrate 1
The main purpose is to prevent the so-called undershoot (improve the α-ray soft error resistance), which prevents the minority carriers generated when entering the inside from entering the area of the memory cell array MAY.
【0095】前記n- 型ウエル分離領域3iの主面部に
はメモリセルアレイMAYが配置されるp- 型ウエル領
域(Pwell)2Mが配置される。また、メモリセルアレ
イMAY以外の領域、具体的には間接周辺回路及び直接
周辺回路を含む周辺回路が配置される領域、つまりn-
型ウエル分離領域3iの外周囲においてp- 型半導体基
板1の主面の互いに異なる領域にはp- 型ウエル領域
(Pwell)2、n- 型ウエル領域(Nwell)3の夫々が
配置される。p- 型ウエル領域2の主面には周辺回路を
構成するnチャネルMISFETが主体に配置される。
n- 型ウエル領域3の主面には周辺回路を構成するpチ
ャネルMISFETが主体に配置される。つまり、本実
施例のSRAMは、p- 型半導体基板1の主面にn- 型
ウエル分離領域3iを構成し、このn- 型ウエル分離領
域3iの主面にp- 型ウエル領域2Mを構成した2重ウ
エル構造(又はn- 型ウエル領域3を含めた3重ウエル
構造)が採用される。また、本実施例のSRAMは、p
- 型半導体基板1の主面にp- 型ウエル領域2、n- 型
ウエル領域3の夫々を配置した所謂ツインウエル構造で
構成される。A p--type well region (Pwell) 2M in which the memory cell array MAY is arranged is arranged on the main surface of the n--type well isolation region 3i. An area other than the memory cell array MAY, specifically, an area in which peripheral circuits including indirect peripheral circuits and direct peripheral circuits are arranged, that is, n-
A p--type well region (Pwell) 2 and an n--type well region (Nwell) 3 are arranged in different regions of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1 around the outer periphery of the type well isolation region 3i. An n-channel MISFET forming a peripheral circuit is mainly arranged on the main surface of the p-type well region 2.
A p-channel MISFET forming a peripheral circuit is mainly arranged on the main surface of the n-type well region 3. That is, in the SRAM of this embodiment, the n-type well isolation region 3i is formed on the main surface of the p- type semiconductor substrate 1, and the p- type well region 2M is formed on the main surface of the n- type well isolation region 3i. The double well structure (or the triple well structure including the n-type well region 3) is adopted. In addition, the SRAM of this embodiment has p
A p-type well region 2 and an n-type well region 3 are arranged on the main surface of the --type semiconductor substrate 1 to form a so-called twin well structure.
【0096】前記図3及び図4に示すように、前記SR
AMのメモリマットMMにおいて、ワードドライバー回
路WDRの左側に配置された2個のメモリセルアレイM
AYは1個のn- 型ウエル分離領域3iの主面に配置さ
れた1個のp- 型ウエル領域2Mの主面に配置される。
メモリセルアレイMAY(この場合、実質的にメモリセ
ルMCが配置された領域を示す)の外周囲であって、p
- 型ウエル領域2Mの周辺領域にはこのp- 型ウエル領
域2Mの輪郭に沿って平面リング形状で形成されるガー
ドリング領域P−GRが配置される。このガードリング
領域P−GRはp- 型ウエル領域2Mに固定の基準電圧
Vssを供給する。As shown in FIGS. 3 and 4, the SR
In the memory mat MM of AM, two memory cell arrays M arranged on the left side of the word driver circuit WDR.
AY is arranged on the main surface of one p @-type well region 2M arranged on the main surface of one n @-type well isolation region 3i.
In the outer periphery of the memory cell array MAY (in this case, a region in which the memory cells MC are substantially arranged) is provided, and p
A guard ring region P-GR formed in a plane ring shape is arranged along the contour of the p-type well region 2M in the peripheral region of the -type well region 2M. The guard ring region P-GR supplies a fixed reference voltage Vss to the p-type well region 2M.
【0097】前記ワードドライバー回路WDRの左側に
配置された2個のメモリセルアレイMAYの夫々の間に
おいて、p- 型ウエル領域2Mの主面にはウエルコンタ
クト領域PWC1が配置される。このウエルコンタクト
領域PWC1は、Y方向において、複数個のメモリセル
MC毎に1個の割合(例えば、2個のメモリセルMC毎
に1個の割合)で配置され、複数個配列される。Between the two memory cell arrays MAY arranged on the left side of the word driver circuit WDR, a well contact region PWC1 is arranged on the main surface of the p--type well region 2M. The well contact regions PWC1 are arranged in the Y direction at a rate of one for each of the plurality of memory cells MC (for example, one for each of the two memory cells MC), and are arranged in plurality.
【0098】同様に、前記メモリマットMMにおいて、
ワードドライバー回路WDRの右側に配置された2個の
メモリセルアレイMAYは1個のn- 型ウエル分離領域
3iの主面に配置された1個のp- 型ウエル領域2Mの
主面に配置される。このp-型ウエル領域2Mの周辺領
域にはガードリング領域P−GRが配置され、固定の基
準電圧Vssが供給される。ワードドライバー回路WDR
の右側に配置された2個のメモリセルアレイMAYの夫
々の間において、p- 型ウエル領域2Mの主面にはウエ
ルコンタクト領域PWC1が配置される。Similarly, in the memory mat MM,
The two memory cell arrays MAY arranged on the right side of the word driver circuit WDR are arranged on the main surface of one p--type well region 2M arranged on the main surface of one n--type well isolation region 3i. .. A guard ring region P-GR is arranged in the peripheral region of the p-type well region 2M, and a fixed reference voltage Vss is supplied. Word driver circuit WDR
Between each of the two memory cell arrays MAY arranged on the right side of, the well contact region PWC1 is arranged on the main surface of the p-type well region 2M.
【0099】また、同図3及び図4に示すように、メモ
リセルアレイMAYにおいて、4個に分割されたサブメ
モリセルアレイSMAYの夫々の間にはウエルコンタク
ト領域PWC2が配置される。このウエルコンタクト領
域PWC2は、前述のウエルコンタクト領域PWC1と
同様に、Y方向において、複数個のメモリセルMC毎に
1個の割合(例えば、2個のメモリセルMC毎に1個の
割合)で配置され、複数個配列される。Further, as shown in FIGS. 3 and 4, in the memory cell array MAY, a well contact region PWC2 is arranged between each of the four sub memory cell arrays SMEY. Similar to the well contact region PWC1 described above, the well contact region PWC2 has a ratio of one for each of the plurality of memory cells MC in the Y direction (for example, one for every two memory cells MC). Arranged and arranged in plural.
【0100】前記メモリセルアレイMAY間に配置され
るウエルコンタクト領域PWC1、サブメモリセルアレ
イSMAY間に配置されるウエルコンタクト領域PWC
2の夫々は、p- 型ウエル領域2Mに固定の基準電圧V
ssを供給し、このp- 型ウエル領域2Mの電位を安定化
する目的で配置される。A well contact region PWC1 arranged between the memory cell array MAY and a well contact region PWC arranged between the sub memory cell arrays SMAY.
2 is a reference voltage V fixed to the p-type well region 2M.
It is arranged for the purpose of supplying ss and stabilizing the potential of the p-type well region 2M.
【0101】図4に示すように、メモリマットMMのワ
ードドライバー回路WDRが配置される領域にはp- 型
ウエル領域2、n- 型ウエル領域3の夫々がX方向にお
いて複数個交互に配置される。このワードドライバー回
路WDRが配置されるp- 型ウエル領域2の周辺領域に
はガードリング領域P−GRが配置され、n- 型ウエル
領域3の周辺領域にはガードリング領域N−GRが配置
される。As shown in FIG. 4, a plurality of p--type well regions 2 and a plurality of n--type well regions 3 are alternately arranged in the X direction in a region of the memory mat MM where the word driver circuits WDR are arranged. It A guard ring region P-GR is arranged in the peripheral region of the p- type well region 2 in which the word driver circuit WDR is arranged, and a guard ring region N-GR is arranged in the peripheral region of the n- type well region 3. It
【0102】前記図3に示すメモリセルアレイMAYの
サブメモリセルアレイSMAYに配置された1個のメモ
リセルMCは、図5(メモリセルの回路図)に示すよう
に、ワード線WLと相補性データ線DLとの交差部毎に
配置される。つまり、メモリセルMCは第1ワード線W
L1及び第2ワード線WL2と第1データ線DL1及び
第2データ線DL2との交差部に配置される。メモリセ
ルMCはフリップフロップ回路と2個の転送用MISF
ETQt1及びQt2とで構成される。フリップフロッ
プ回路は情報蓄積部として構成され、このメモリセルM
Cは1〔bit〕の情報“1”又は“0”を記憶する。One memory cell MC arranged in the sub memory cell array SMEY of the memory cell array MAY shown in FIG. 3 has a word line WL and a complementary data line as shown in FIG. 5 (circuit diagram of the memory cell). It is arranged at each intersection with DL. That is, the memory cell MC has the first word line W
It is arranged at the intersection of L1 and the second word line WL2 and the first data line DL1 and the second data line DL2. The memory cell MC includes a flip-flop circuit and two transfer MISFs.
ETQt1 and Qt2. The flip-flop circuit is configured as an information storage unit, and this memory cell M
C stores 1 [bit] of information "1" or "0".
【0103】前記メモリセルMCの2個の転送用MIS
FETQt1、Qt2の夫々はフリップフロップ回路の
一対の入出力端子の夫々に夫々一方の半導体領域を接続
する。転送用MISFETQt1の他方の半導体領域は
第1データ線DL1に接続され、ゲート電極は第1ワー
ド線WL1に接続される。転送用MISFETQt2の
他方の半導体領域は第2データ線DL2に接続され、ゲ
ート電極は第2ワード線WL2に接続される。この2個
の転送用MISFEETQt1、Qt2の夫々はnチャ
ネル型で構成される。Two transfer MISs of the memory cell MC
Each of the FETs Qt1 and Qt2 connects one semiconductor region to each of the pair of input / output terminals of the flip-flop circuit. The other semiconductor region of the transfer MISFET Qt1 is connected to the first data line DL1 and the gate electrode is connected to the first word line WL1. The other semiconductor region of the transfer MISFET Qt2 is connected to the second data line DL2, and the gate electrode is connected to the second word line WL2. Each of the two transfer MISFEETs Qt1 and Qt2 is an n-channel type.
【0104】前記フリップフロップ回路は2個の駆動用
MISFETQd1及びQd2と2個の負荷用MISF
ETQp1及びQp2とで構成される。駆動用MISF
ETQd1、Qd2の夫々はnチャネル型で構成され
る。負荷用MISFETQp1、Qp2の夫々はpチャ
ネル型で構成される。つまり、本実施例のSRAMのメ
モリセルMCは完全相補型MISFET(所謂フルCM
OS)構造で構成される。The flip-flop circuit includes two drive MISFETs Qd1 and Qd2 and two load MISFETs.
ETQp1 and Qp2. MISF for drive
Each of ETQd1 and Qd2 is an n-channel type. Each of the load MISFETs Qp1 and Qp2 is a p-channel type. That is, the memory cell MC of the SRAM of this embodiment is a completely complementary MISFET (so-called full CM).
OS) structure.
【0105】前記駆動用MISFETQd1、負荷用M
ISFETQp1の夫々は、互いのドレイン領域を接続
し、かつ互いのゲート電極を接続し、相補型MISFE
Tを構成する。同様に、駆動用MISFETQd2、負
荷用MISFETQp2の夫々は、互いのドレイン領域
を接続し、かつ互いのゲート電極を接続し、相補型MI
SFETを構成する。駆動用MISFETQd1、負荷
用MISFETQp1の夫々のドレイン領域(入出力端
子)は、転送用MISFETQt1の一方の半導体領域
に接続されるとともに、駆動用MISFETQd2、負
荷用MISFETQp2の夫々のゲート電極に接続され
る。駆動用MISFETQd2、負荷用MISFETQ
p2の夫々のドレイン領域(入出力端子)は、転送用M
ISFETQt2の一方の半導体領域に接続されるとと
もに、駆動用MISFETQd1、負荷用MISFET
Qp1の夫々のゲート電極に接続される。駆動用MIS
FETQd1、Qd2の夫々のソース領域は基準電圧V
ss(例えば0〔V〕)に接続される。負荷用MISFE
TQp1、Qp2の夫々のソース領域は電源電圧Vcc
(例えば5〔V〕)に接続される。The driving MISFET Qd1 and the load M
Each of the ISFETs Qp1 connects their drain regions and their gate electrodes to each other, and has a complementary MISFE
Configure T. Similarly, the drive MISFET Qd2 and the load MISFET Qp2 are connected to each other's drain regions and to each other's gate electrodes.
Configure SFET. The drain regions (input / output terminals) of the drive MISFET Qd1 and the load MISFET Qp1 are connected to one semiconductor region of the transfer MISFET Qt1 and also to the gate electrodes of the drive MISFET Qd2 and the load MISFET Qp2. Drive MISFETQd2, load MISFETQ
The drain regions (input / output terminals) of p2 are M for transfer.
It is connected to one semiconductor region of the ISFET Qt2, and also has a driving MISFET Qd1 and a load MISFET.
It is connected to each gate electrode of Qp1. MIS for drive
The source region of each of the FETs Qd1 and Qd2 is the reference voltage V
It is connected to ss (for example, 0 [V]). MISFE for load
The source regions of TQp1 and Qp2 are the power supply voltage Vcc.
(For example, 5 [V]).
【0106】前記メモリセルMCのフリップフロップ回
路の一対の入出力端子間、つまり2つの情報蓄積ノード
間には容量素子Cが構成される。容量素子Cは、一方の
電極を一方の情報蓄積ノードに、他方の電極を他方の情
報蓄積ノードに夫々接続する。この容量素子Cは、基本
的には情報蓄積ノードの電荷蓄積量を増加し、α線ソフ
トエラー耐性を高める目的で構成される。また、容量素
子Cは、夫々の電極を2つの情報蓄積ノードの間に接続
したので、2個所の情報蓄積ノードの夫々に独立に2個
の容量素子を構成する場合に比べて、約半分の平面々積
で構成できる。つまり、この容量素子Cは、メモリセル
MCの占有面積を縮小できるので、SRAMの集積度を
向上できる。A capacitive element C is formed between a pair of input / output terminals of the flip-flop circuit of the memory cell MC, that is, between two information storage nodes. The capacitor C has one electrode connected to one information storage node and the other electrode connected to the other information storage node. The capacitive element C is basically configured for the purpose of increasing the charge storage amount of the information storage node and enhancing the α-ray soft error resistance. Further, since each electrode of the capacitive element C is connected between the two information storage nodes, the capacity of the capacitive element C is about half that of the case where two capacitive elements are independently formed in each of the two information storage nodes. It can be composed of plane products. That is, since the capacitive element C can reduce the area occupied by the memory cell MC, the integration degree of the SRAM can be improved.
【0107】このように構成されるSRAMは、まず、
前記図1、図2(A)及び図3に示すように、Xデコー
ダ回路XDECでY方向に配置された複数本のうちの1
本のメインワード線MWLが選択されるとともに、メモ
リブロックMBの複数個のメモリマットMMに配置され
た複数個のワードドライバー回路WDRのうちの1個が
選択される。このメインワード線MWL、ワードドライ
バー回路WDRの夫々の選択により、1個のメモリマッ
トMMのワードドライバー回路WDRの右側に延在する
4組のサブワード線SWL及び左側に延在する4組のサ
ブワード線SWLが選択される。そして、選択されたワ
ードドライバー回路WDRヘのアドレス信号(Y系アド
レス信号)に基づき、ワードドライバー回路WDRの右
側、左側のいずれかの4組のサブワード線SWLのうち
のいずれか1本のサブワード線SWLが選択され、この
サブワード線SWLに接続され、かつ1個のサブメモリ
セルアレイSMAYを延在する2本の第1ワード線WL
1及び第2ワード線WL2が選択される。つまり、SR
AMは、第1ワード線WL1及び第2ワード線WL2を
その延在方向に複数個分割し、この複数個に分割された
うちの1組の第1ワード線WL1及び第2ワード線WL
2をワードドライバー回路WDR及びXデコーダ回路X
DECで選択する、デバイデッドワードライン方式が採
用される。デバイデッドワードライン方式の採用は、選
択されたワード線WLの充放電々流量を低減できるの
で、SRAMの低消費電力化が図れる。The SRAM having the above-mentioned structure is as follows.
As shown in FIG. 1, FIG. 2A, and FIG. 3, one of a plurality of X decoder circuits XDEC arranged in the Y direction.
The main word line MWL is selected and one of the word driver circuits WDR arranged in the memory mats MM of the memory block MB is selected. By selecting each of the main word line MWL and the word driver circuit WDR, four sets of sub word lines SWL extending to the right side of the word driver circuit WDR of one memory mat MM and four sets of sub word lines extending to the left side SWL is selected. Then, based on the address signal (Y-system address signal) to the selected word driver circuit WDR, one of the four subword lines SWL on either the right side or the left side of the word driver circuit WDR is selected. SWL is selected, two first word lines WL connected to this sub word line SWL and extending one sub memory cell array SMEY
The first and second word lines WL2 are selected. That is, SR
The AM divides the first word line WL1 and the second word line WL2 into a plurality of pieces in the extending direction, and a set of the first word line WL1 and the second word line WL among the plurality of pieces.
2 is a word driver circuit WDR and an X decoder circuit X
The divided word line method selected by DEC is adopted. By adopting the divided word line method, the flow rate of charge / discharge of the selected word line WL can be reduced, so that the power consumption of the SRAM can be reduced.
【0108】また、SRAMは、前記図2(A)及び図
3に示すように、前記ワードドライバー回路WDRの一
端側に配置された2個のうちの一方のメモリセルアレイ
MAYを延在する第1ワード線WL1及び第2ワード線
WL2を第2サブワード線SWL2を介してワードドラ
イバー回路WDRに接続し、他方のメモリセルアレイM
AYを延在する第1ワード線WL1及び第2ワード線W
L2を第1サブワード線SWL1を介してワードドライ
バー回路WDRに接続する。つまり、SRAMは、メモ
リセルアレイMAYにそれ毎に分割されたワード線WL
及び分割された複数本のワード線WL間を接続するサブ
ワード線SWLを配置する、ダブルワードライン方式が
採用される。ダブルワードライン方式の採用は、サブワ
ード線SWLに相当する分、ワードドライバー回路WD
Rとワード線WLとの間の抵抗値を低減できるので、選
択されたワード線WLの充放電速度を速め、SRAMの
回路動作速度の高速化が図れる。As shown in FIGS. 2A and 3, the SRAM has a first memory cell array MAY extending from one of the two memory cell arrays MAY arranged at one end of the word driver circuit WDR. The word line WL1 and the second word line WL2 are connected to the word driver circuit WDR via the second sub-word line SWL2, and the other memory cell array M
First word line WL1 and second word line W extending AY
L2 is connected to the word driver circuit WDR via the first sub-word line SWL1. That is, the SRAM has word lines WL divided into memory cell arrays MAY.
Also, a double word line system is adopted in which sub word lines SWL connecting between the plurality of divided word lines WL are arranged. The adoption of the double word line system corresponds to the sub word line SWL, and the word driver circuit WD
Since the resistance value between R and the word line WL can be reduced, the charge / discharge speed of the selected word line WL can be increased and the circuit operation speed of the SRAM can be increased.
【0109】前記SRAMのメモリセルアレイMAYの
周辺領域に配置されたXデコーダ回路XDEC、Yデコ
ーダ回路YDEC、Yスイッチ回路Y−SW、センスア
ンプ回路SA、ロード回路LOAD等はSRAMの周辺
回路を構成する。この周辺回路はメモリセルMCの情報
の書込み動作、情報の保持動作、情報の読出し動作等を
直接的に又は間接的に制御する。The X decoder circuit XDEC, the Y decoder circuit YDEC, the Y switch circuit Y-SW, the sense amplifier circuit SA, the load circuit LOAD, etc. arranged in the peripheral region of the memory cell array MAY of the SRAM constitute a peripheral circuit of the SRAM. .. This peripheral circuit directly or indirectly controls the information writing operation, information holding operation, information reading operation, etc. of the memory cell MC.
【0110】次に、前記SRAMのメモリセルMC及び
メモリセルアレイMAYの具体的構造について説明す
る。メモリセルMCの完成状態の平面構造は図7(平面
図)に、製造プロセス中の各製造工程毎に示す平面構造
は図8(A)及び図8(B)(平面図)に夫々示す。メ
モリセルMCの完成状態の断面構造は図6(図7のIー
I切断線で切った断面図)に示す。Next, the specific structure of the memory cell MC and the memory cell array MAY of the SRAM will be described. The planar structure of the memory cell MC in the completed state is shown in FIG. 7 (plan view), and the planar structure shown for each manufacturing step in the manufacturing process is shown in FIG. 8 (A) and FIG. 8 (B) (plan view), respectively. The sectional structure of the completed state of the memory cell MC is shown in FIG. 6 (a sectional view taken along the line II of FIG. 7).
【0111】図6及び図7に示すように、SRAMは前
述のように単結晶珪素からなるp-型半導体基板1を主
体に構成される。このp- 型半導体基板1のメモリセル
アレイMAYの領域の主面部にはn- 型ウエル分離領域
3iが構成され、このn- 型ウエル分離領域3iの主面
部にはp- 型ウエル領域2Mが構成される。また、メモ
リセルアレイMAYの領域以外の領域においては、前述
のように、p- 型半導体基板1の主面部にp- 型ウエル
領域2、n- 型ウエル領域3の夫々が構成される。As shown in FIGS. 6 and 7, the SRAM is mainly composed of the p--type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon as described above. An n--type well isolation region 3i is formed on the main surface of the memory cell array MAY region of the p--type semiconductor substrate 1, and a p--type well region 2M is formed on the main surface of the n--type well isolation region 3i. To be done. In regions other than the region of the memory cell array MAY, as described above, the p − type well region 2 and the n − type well region 3 are formed on the main surface of the p − type semiconductor substrate 1.
【0112】図13(基板及びウエル領域の不純物濃度
分布図)に、p- 型半導体基板1、n- 型ウエル分離領
域3i、p- 型ウエル領域2M、p- 型ウエル領域2、
n-型ウエル領域3の夫々の不純物濃度を示す。前記図
13に示す横軸はp- 型半導体基板1の主面からの深さ
〔μm〕を示し、縦軸は不純物濃度〔atoms/cm3〕を示
す。FIG. 13 (impurity concentration distribution chart of the substrate and the well region) shows the p--type semiconductor substrate 1, the n--type well isolation region 3i, the p--type well region 2M, the p--type well region 2,
The respective impurity concentrations of the n-type well region 3 are shown. The horizontal axis shown in FIG. 13 represents the depth [μm] from the main surface of the p − type semiconductor substrate 1, and the vertical axis represents the impurity concentration [atoms / cm 3 ].
【0113】図13に示すように、p- 型半導体基板1
は、1×1015〔atoms/cm3〕程度の不純物濃度で形成
され、6〜12〔Ωcm〕の抵抗値に設定される。As shown in FIG. 13, p--type semiconductor substrate 1
Is formed with an impurity concentration of about 1 × 10 15 [atoms / cm 3 ] and is set to a resistance value of 6 to 12 [Ωcm].
【0114】前記n- 型ウエル分離領域3iは、p- 型
半導体基板1の不純物濃度に比べて高くかつn- 型ウエ
ル領域3の不純物濃度に比べて低い、例えば1015〜1
016〔atoms/cm3〕程度の不純物濃度に設定される。こ
のn- 型ウエル分離領域3iとp- 型半導体基板1との
間のpn接合部の深さ、つまりn- 型ウエル分離領域3
iの接合深さ(xj)は約4〜5〔μm〕に設定され
る。The n--type well isolation region 3i is higher than the impurity concentration of the p--type semiconductor substrate 1 and lower than the impurity concentration of the n--type well region 3, for example, 10 15 -1.
The impurity concentration is set to about 0 16 [atoms / cm 3 ]. The depth of the pn junction between the n--type well isolation region 3i and the p--type semiconductor substrate 1, that is, the n--type well isolation region 3
The junction depth (xj) of i is set to about 4 to 5 [μm].
【0115】前記n- 型ウエル分離領域3iの主面のp
- 型ウエル領域2Mは、p- 型半導体基板1の不純物濃
度に比べて高い、例えば1016〜1017〔atoms/cm3〕
程度に表面の不純物濃度が設定される。p- 型ウエル領
域2Mの接合深さは、p- 型ウエル領域2Mのp型不純
物の拡散がn- 型ウエル分離領域3iのn型不純物の存
在で抑制されるので、n- 型ウエル分離領域3iの接合
深さ又はp- 型ウエル領域2の拡散深さに比べて浅くな
り、例えば約2〔μm〕程度に設定される。また、p-
型ウエル領域2Mはn- 型ウエル分離領域3iの主面に
構成されるので、p- 型ウエル領域2Mの表面の不純物
濃度がn- 型ウエル分離領域3iのn型不純物の存在で
低下するが、図13に示すように、p- 型ウエル領域2
Mの表面の不純物濃度はn- 型ウエル分離領域3iの外
周囲に配置されたp- 型ウエル領域2の表面の不純物濃
度と同等に(又はそれに比べて高く)設定される。P of the main surface of the n--type well isolation region 3i
The -type well region 2M is higher than the impurity concentration of the p-type semiconductor substrate 1, for example, 10 16 to 10 17 [atoms / cm 3 ].
The impurity concentration on the surface is set to some extent. The junction depth of the p--type well region 2M is the n--type well isolation region because the diffusion of the p-type impurity in the p--type well region 2M is suppressed by the presence of the n-type impurity in the n--type well isolation region 3i. It is shallower than the junction depth of 3i or the diffusion depth of the p-type well region 2, and is set to about 2 [μm], for example. Also, p-
Since the type well region 2M is formed on the main surface of the n--type well isolation region 3i, the impurity concentration on the surface of the p--type well region 2M decreases due to the presence of the n-type impurity in the n--type well isolation region 3i. , P--type well region 2 as shown in FIG.
The impurity concentration on the surface of M is set to be equal to (or higher than) the impurity concentration on the surface of the p--type well region 2 arranged around the outer periphery of the n--type well isolation region 3i.
【0116】前記n- 型ウエル分離領域3iの外周囲の
n- 型ウエル領域3は、n- 型ウエル分離領域3iの不
純物濃度に比べて高い、例えば1017〔atoms/cm3〕程
度に表面の不純物濃度が設定される。このn- 型ウエル
領域3の接合深さは前記n-型ウエル分離領域3iの接
合深さと同等の深さに設定される。The n-type well region 3 around the outer periphery of the n-type well isolation region 3i has a surface higher than the impurity concentration of the n-type well isolation region 3i, for example, about 10 17 [atoms / cm 3 ]. The impurity concentration of is set. The junction depth of the n-type well region 3 is set to the same depth as the junction depth of the n-type well isolation region 3i.
【0117】また、前記n- 型ウエル分離領域3iの外
周囲のp- 型ウエル領域2は、p-型半導体基板1の不
純物濃度に比べて高く、前述のp- 型ウエル領域2Mの
表面の不純物濃度と同等の表面の不純物濃度に設定され
る。このp- 型ウエル領域2の拡散深さは、同一導電型
であるp- 型半導体基板1の拡散速度に律則され(n型
不純物が存在しない領域に拡散され)るので、前述のp
- 型ウエル領域2Mの拡散深さに比べて深く、例えば約
4〜5〔μm〕程度に設定される。The p-type well region 2 around the n-type well isolation region 3i is higher than the impurity concentration of the p-type semiconductor substrate 1 and the surface of the p-type well region 2M. The surface impurity concentration is set to be equal to the impurity concentration. The diffusion depth of the p-type well region 2 is regulated by the diffusion rate of the p-type semiconductor substrate 1 having the same conductivity type (diffused into a region where n-type impurities do not exist).
The depth is set deeper than the diffusion depth of the -type well region 2M, for example, about 4 to 5 [μm].
【0118】前記メモリセルアレイMAYが配置された
(n- 型ウエル分離領域3iの主面の)p- 型ウエル領
域2Mの非活性領域の主面上には、図6、図7及び図8
(A)に示すように、素子分離絶縁膜(フィールド酸化
珪素膜)4が構成される。また、前記p- 型ウエル領域
2Mの非活性領域の主面部つまり素子分離絶縁膜4下に
はp型チャネルストッパ領域5が構成される。同様に、
n- 型ウエル分離領域3iの外周囲のp- 型ウエル領域
2の非活性領域の主面には素子分離絶縁膜4及びp型チ
ャネルストッパ領域5が構成される(図11参照)。ま
た、n- 型ウエル領域3の非活性領域の主面には素子分
離絶縁膜4が構成される。n- 型ウエル領域3の非活性
領域の主面部は、p- 型ウエル領域2、2Mの夫々に比
べて反転領域が発生しにくく、素子分離が確実に行える
ので、製造プロセスの工程数を削減する目的で、基本的
にn型チャネルストッパ領域は設けない。6, 7, and 8 are formed on the main surface of the inactive region of the p--type well region 2M (on the main surface of the n--type well isolation region 3i) in which the memory cell array MAY is arranged.
As shown in (A), an element isolation insulating film (field silicon oxide film) 4 is formed. A p-type channel stopper region 5 is formed under the main surface portion of the inactive region of the p-type well region 2M, that is, below the element isolation insulating film 4. Similarly,
An element isolation insulating film 4 and a p-type channel stopper region 5 are formed on the main surface of the inactive region of the p-type well region 2 around the n-type well isolation region 3i (see FIG. 11). An element isolation insulating film 4 is formed on the main surface of the inactive region of the n-type well region 3. Compared to the p-type well regions 2 and 2M, the inversion region is less likely to occur in the main surface portion of the inactive region of the n-type well region 3 and element isolation can be reliably performed, thus reducing the number of steps in the manufacturing process. For this purpose, basically no n-type channel stopper region is provided.
【0119】前記SRAMの1個のメモリセルMCはp
- 型ウエル領域2Mの活性領域の主面に構成される。活
性領域は素子分離絶縁膜4(特に素子分離絶縁膜4の端
部)及びp型チャネルストッパ領域5で周囲を囲まれ規
定された領域内に構成される。メモリセルMCのうち、
2個の駆動用MISFETQd1、Qd2の夫々は、図
6、図7、図8(A)及び図8(B)に示すように、素
子分離絶縁膜4で周囲を規定された領域内において、p
- 型ウエル領域2Mの主面に構成される。駆動用MIS
FETQd1、Qd2の夫々は、主にp- 型ウエル領域
2M、ゲート絶縁膜6、ゲート電極7、ソース領域及び
ドレイン領域を主体に構成される。One memory cell MC of the SRAM is p
-Configured on the main surface of the active region of the well region 2M. The active region is formed in a defined region surrounded by the element isolation insulating film 4 (particularly the end portion of the element isolation insulating film 4) and the p-type channel stopper region 5. Of the memory cells MC,
Each of the two driving MISFETs Qd1 and Qd2 has p in the region defined by the element isolation insulating film 4 as shown in FIGS. 6, 7, 8A and 8B.
-Configured on the main surface of the well region 2M. MIS for drive
Each of the FETs Qd1 and Qd2 mainly includes the p-type well region 2M, the gate insulating film 6, the gate electrode 7, the source region and the drain region.
【0120】前記駆動用MISFETQd1、Qd2の
夫々は夫々のゲート長(Lg)方向を実質的に平行に設
定し、夫々のゲート長方向はX方向(又はワード線WL
の延在方向)に一致する。前記素子分離絶縁膜4(及び
p型チャネルストッパ領域5)は主にこの駆動用MIS
FETQd1、Qd2の夫々のゲート幅(Lw)を規定
する位置に構成される。The gate length (Lg) directions of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 are set to be substantially parallel to each other, and the gate length directions thereof are the X direction (or the word line WL).
(Extending direction) of. The element isolation insulating film 4 (and the p-type channel stopper region 5) is mainly formed in the driving MIS.
The FETs Qd1 and Qd2 are arranged at positions that define the respective gate widths (Lw).
【0121】前記p- 型ウエル領域2Mは駆動用MIS
FETQd1、Qd2の夫々のチャネル形成領域を構成
する。The p--type well region 2M is a driving MIS.
Each of the FETs Qd1 and Qd2 constitutes a channel forming region.
【0122】前記ゲート電極7は活性領域においてp-
型ウエル領域2Mのチャネル形成領域上にゲート絶縁膜
6を介して構成される。ゲート電極7の一端側は、少な
くとも製造プロセスにおけるマスク合せ余裕寸法に相当
する分、素子分離絶縁膜4上にY方向に突出する。駆動
用MISFETQd1のゲート電極7の他端側は素子分
離絶縁膜4上を通って駆動用MISFETQd2のドレ
イン領域上までY方向に延在する。同様に、駆動用MI
SFETQd2のゲート電極7の一端側は素子分離絶縁
膜4上に突出し、他端側は素子分離絶縁膜4上を通って
駆動用MISFETQd1のドレイン領域上までY方向
に延在する。The gate electrode 7 is p- in the active region.
The gate insulating film 6 is formed on the channel forming region of the mold well region 2M. One end side of the gate electrode 7 protrudes in the Y direction on the element isolation insulating film 4 by at least the amount corresponding to the mask alignment margin dimension in the manufacturing process. The other end of the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd1 extends in the Y direction through the element isolation insulating film 4 and onto the drain region of the driving MISFET Qd2. Similarly, drive MI
One end side of the gate electrode 7 of the SFET Qd2 projects on the element isolation insulating film 4, and the other end side extends in the Y direction through the element isolation insulating film 4 and onto the drain region of the driving MISFET Qd1.
【0123】ゲート電極7は、第1層目のゲート材形成
工程で形成され、例えば単層構造の多結晶珪素膜で形成
される。この多結晶珪素膜には抵抗値を低減するn型不
純物例えばP(又はAs)が導入される。単層構造で構
成されるゲート電極7は、その膜厚を薄膜化できるの
で、上層の導電層の下地となる層間絶縁膜の表面の平担
化を図れる。The gate electrode 7 is formed in the first-layer gate material forming step, and is formed of, for example, a polycrystalline silicon film having a single layer structure. An n-type impurity such as P (or As) that reduces the resistance value is introduced into this polycrystalline silicon film. Since the thickness of the gate electrode 7 having a single-layer structure can be reduced, the surface of the interlayer insulating film serving as the base of the upper conductive layer can be flattened.
【0124】ソース領域、ドレイン領域の夫々は夫々低
い不純物濃度のn型半導体領域10及びその主面部に設
けられた高い不純物濃度のn+ 型半導体領域11で構成
される。この不純物濃度が異なる2種類のn型半導体領
域10、n+ 型半導体領域11の夫々は、前記ゲート電
極7のゲート長方向の側部において、このゲート電極7
(後述するが、正確にはゲート電極7、サイドウォール
スペーサ9及びこのサイドウォールスペーサ9を被覆す
るマスク9T)に対して自己整合で形成される。つま
り、駆動用MISFETQd1、Qd2の夫々のソース
領域、ドレイン領域の夫々は所謂DDD構造で構成され
る。このDDD構造のソース領域、ドレイン領域の夫々
は、p- 型ウエル領域2Mの活性領域の主面部におい
て、図8(A)に符号DDDを付けて示す一点鎖線で囲
まれた領域内に構成される。Each of the source region and the drain region is composed of an n type semiconductor region 10 having a low impurity concentration and an n + type semiconductor region 11 having a high impurity concentration provided on the main surface thereof. The two types of n-type semiconductor regions 10 and n + -type semiconductor regions 11 having different impurity concentrations are formed on the side of the gate electrode 7 in the gate length direction.
(To be precise, as will be described later, the gate electrode 7, the side wall spacers 9 and the mask 9T covering the side wall spacers 9 are formed in self alignment. That is, each of the source region and the drain region of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 has a so-called DDD structure. Each of the source region and the drain region of this DDD structure is formed in a region surrounded by a dashed line indicated by DDD in FIG. 8A on the main surface of the active region of the p-type well region 2M. It
【0125】前記ソース領域、ドレイン領域の夫々はn
型半導体領域10が例えばn型不純物であるPで形成さ
れる。n+ 型半導体領域11は、前記Pに比べて拡散速
度が遅いn型不純物であるAsで形成する。製造プロセ
スにおいて、同一マスクを使用して同一製造工程で2種
類のn型不純物を導入した場合、n型半導体領域10、
n+ 型半導体領域11の夫々の拡散距離の差は2種類の
n型不純物の夫々の拡散速度差に律則される。DDD構
造を採用する駆動用MISFETQd1、Qd2の夫々
において、n+ 型半導体領域11とチャネル形成領域と
の間のn型半導体領域10のゲート長方向の実質的な寸
法は、n型半導体領域10の拡散距離からn+ 型半導体
領域11の拡散距離を差し引いた寸法に相当する。この
n型半導体領域10は、ゲート長方向の実質的な寸法が
後述するLDD構造の低い不純物濃度のn型半導体領域
(17)のゲート長方向の寸法に比べて小さく、しかも
LDD構造の低い不純物濃度のn型半導体領域(17)
に比べて不純物濃度が高い。つまり、駆動用MISFE
TQd1、Qd2の夫々は、ソース領域−ドレイン領域
間の電流経路において、n型半導体領域10に付加され
る寄生抵抗がLDD構造のn型半導体領域(17)に比
べて小さいので、後述するLDD構造を採用する転送用
MISFETQt1、Qt2の夫々に比べて駆動能力
(ドライバビリティ)を高くできる。Each of the source region and the drain region is n
The type semiconductor region 10 is formed of P which is an n-type impurity, for example. The n + type semiconductor region 11 is formed of As, which is an n type impurity having a slower diffusion rate than P. In the manufacturing process, when two types of n-type impurities are introduced in the same manufacturing process using the same mask, the n-type semiconductor region 10,
The difference in diffusion distance between the n + type semiconductor regions 11 is governed by the difference in diffusion rate between the two types of n type impurities. In each of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 adopting the DDD structure, the substantial dimension in the gate length direction of the n-type semiconductor region 10 between the n + -type semiconductor region 11 and the channel forming region is the same as that of the n-type semiconductor region 10. This corresponds to the dimension obtained by subtracting the diffusion distance of the n + type semiconductor region 11 from the diffusion distance. The n-type semiconductor region 10 has a substantial dimension in the gate length direction smaller than the dimension in the gate length direction of an n-type semiconductor region (17) having a low impurity concentration in the LDD structure, which will be described later, and further has a low LDD structure impurity. Concentration n-type semiconductor region (17)
The impurity concentration is higher than that of. In other words, drive MISFE
In each of TQd1 and Qd2, in the current path between the source region and the drain region, the parasitic resistance added to the n-type semiconductor region 10 is smaller than that of the n-type semiconductor region (17) of the LDD structure, so that the LDD structure described later is used. The drive capability can be made higher than that of each of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 adopting the.
【0126】前記ゲート電極7のゲート長方向の側壁に
はサイドウォールスペーサ9が構成される。サイドウォ
ールスペーサ9は、ゲート電極7に対して自己整合で形
成され、例えば酸化珪素膜等の絶縁膜で形成される。Sidewall spacers 9 are formed on the side walls of the gate electrode 7 in the gate length direction. The sidewall spacer 9 is formed in self-alignment with the gate electrode 7, and is formed of, for example, an insulating film such as a silicon oxide film.
【0127】前記ゲート電極7上部の上層の導電層(1
3)が配置された領域には、符号を付けないが、絶縁膜
が構成される。この絶縁膜は、下層のゲート電極7、上
層の導電層(13)の夫々を電気的に分離し、又ゲート
電極7の表面の酸化を防止することを主目的として形成
され、例えば酸化珪素膜で形成される。The conductive layer (1 above the gate electrode 7)
An insulating film is formed in the region where 3) is arranged, although no reference numeral is attached. This insulating film is formed mainly for the purpose of electrically separating the lower gate electrode 7 and the upper conductive layer (13) and preventing the surface of the gate electrode 7 from being oxidized. For example, a silicon oxide film. Is formed by.
【0128】前記メモリセルMCは図7及び図8
((A)及び(B)を含み総称的に示す場合は図番のみ
を示す。以下、同様。)に符号MCを付けて二点鎖線で
囲まれた平面形状が長方形状で規定される領域内におい
て配置される。メモリセルMCの一方の駆動用MISF
ETQd1の平面形状はメモリセルMCの中心点CP
(長方形状の対角線の交点)に対する駆動用MISFE
TQd2の平面形状の点対称で構成される。なお、前記
中心点CPは、説明の便宜上、仮想的に作図した点であ
り、SRAMのメモリセルMCに実際にパターンとして
形成された点ではない。The memory cell MC is shown in FIGS.
(In the case of generically including (A) and (B), only the drawing number is shown. The same applies to the following.) A region in which the planar shape surrounded by a chain double-dashed line is defined by a rectangular shape Placed inside. MISF for driving one side of the memory cell MC
The plane shape of ETQd1 is the center point CP of the memory cell MC.
Driving MISFE for (intersection of rectangular diagonal lines)
It is configured by point symmetry of the plane shape of TQd2. The center point CP is a point that is virtually drawn for convenience of description, and is not a point that is actually formed as a pattern in the memory cell MC of the SRAM.
【0129】図7及び図8に示すように、メモリセルア
レイMAY又はサブメモリセルアレイSMAYにおい
て、メモリセルMCの駆動用MISFETQd1、Qd
2の夫々の平面形状は、この駆動用MISFETQdの
ゲート長方向と一致するX方向に隣接する他のメモリセ
ルMCとの間のX1−X3軸又はX2−X4軸に対す
る、前記他のメモリセルMCの駆動用MISFETQd
1、Qd2の夫々の平面形状の線対称で構成される。同
様に、メモリセルMCの駆動用MISFETQd1、Q
d2の夫々の平面形状は、この駆動用MISFETQd
のゲート幅方向と一致するY方向に隣接する他のメモリ
セルMCとの間のX1−X2軸又はX3−X4軸に対す
る、前記他のメモリセルMCの駆動用MISFETQd
1、Qd2の夫々の平面形状の線対称で構成される。つ
まり、メモリセルMCの駆動用MISFETQdはX方
向、Y方向の夫々においてメモリセルMCの配列のメモ
リセルMC毎に線対称の形状で構成される。As shown in FIGS. 7 and 8, in the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMAY, the driving MISFETs Qd1 and Qd of the memory cell MC.
Each of the two planar shapes of the second memory cell MC is different from the other memory cell MC with respect to the X1-X3 axis or the X2-X4 axis with another memory cell MC adjacent in the X direction that coincides with the gate length direction of the driving MISFET Qd. Driving MISFET Qd
1 and Qd2 are formed in line symmetry with respect to their planar shapes. Similarly, the driving MISFETs Qd1 and Qd of the memory cell MC are
The plane shape of each d2 is the driving MISFET Qd.
MISFETQd for driving the other memory cell MC with respect to the X1-X2 axis or the X3-X4 axis between the memory cell MC and another memory cell MC adjacent in the Y direction that coincides with the gate width direction of the other memory cell MC.
1 and Qd2 are formed in line symmetry with respect to their planar shapes. That is, the driving MISFET Qd of the memory cell MC is formed in a line-symmetrical shape for each memory cell MC in the arrangement of the memory cells MC in the X direction and the Y direction.
【0130】X方向に配列されたメモリセルMCの駆動
用MISFETQdのうち、隣接するメモリセルMCの
駆動用MISFETQdの夫々の互いに向い合うソース
領域同士は一体に構成される(図9(B)参照)。つま
り、隣接する一方のメモリセルMCの駆動用MISFE
TQdのソース領域で他方のメモリセルMCの駆動用M
ISFETQdのソース領域を構成し、駆動用MISF
ETQdのソース領域の占有面積を縮小する。また、一
方のメモリセルMCの駆動用MISFETQdのソース
領域とそれと向い合う他方のメモリセルMCの駆動用M
ISFETQdのソース領域との間には素子分離絶縁膜
4(及びp型チャネルストッパ領域5)を介在しないの
で、この素子分離絶縁膜4に相当する分、メモリセルM
Cの占有面積を縮小できる。Of the driving MISFETs Qd of the memory cells MC arranged in the X direction, the mutually facing source regions of the driving MISFETs Qd of the adjacent memory cells MC are integrally formed (see FIG. 9B). ). That is, the driving MISFE of one of the adjacent memory cells MCs
M for driving the other memory cell MC in the source region of TQd
The source region of the ISFET Qd is configured to drive MISF
The area occupied by the source region of ETQd is reduced. Also, the source region of the driving MISFET Qd of one memory cell MC and the driving region M of the other memory cell MC facing the source region.
Since the element isolation insulating film 4 (and the p-type channel stopper region 5) is not interposed between the source region of the ISFET Qd and the memory cell M corresponding to the element isolation insulating film 4.
The area occupied by C can be reduced.
【0131】前記メモリセルMCの2個の転送用MIS
FETQt1、Qt2の夫々は、図6、図7及び図8に
示すように、素子分離絶縁膜4で周囲を規定された領域
内において、p- 型ウエル領域2Mの主面に構成され
る。転送用MISFETQt1、Qt2の夫々は、主に
p- 型ウエル領域2M、ゲート絶縁膜12、ゲート電極
13、ソース領域及びドレイン領域を主体に構成され
る。Two transfer MISs of the memory cell MC
As shown in FIGS. 6, 7 and 8, each of the FETs Qt1 and Qt2 is formed on the main surface of the p − type well region 2M in the region defined by the element isolation insulating film 4. Each of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 is mainly composed mainly of the p--type well region 2M, the gate insulating film 12, the gate electrode 13, the source region and the drain region.
【0132】前記転送用MISFETQt1、Qt2の
夫々は夫々のゲート長(Lg)方向を実質的に平行に設
定し、夫々のゲート長方向はY方向(又は相補性データ
線DLの延在方向)に一致する。すなわち、転送用MI
SFETQt1、Qt2の夫々のゲート長方向と駆動用
MISFETQd1、Qd2のゲート長方向とはほぼ直
角に交差する。前記素子分離絶縁膜4(及びp型チャネ
ルストッパ領域5)は主にこの転送用MISFETQt
1、Qt2の夫々のゲート幅(Lw)を規定する位置に
構成される。The respective gate length (Lg) directions of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 are set substantially parallel to each other, and the respective gate length directions are set in the Y direction (or the extending direction of the complementary data line DL). Match. That is, the transfer MI
The gate length direction of each of the SFETs Qt1 and Qt2 and the gate length direction of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 intersect at a substantially right angle. The element isolation insulating film 4 (and the p-type channel stopper region 5) is mainly formed by the transfer MISFET Qt.
The gate widths (Lw) of 1 and Qt2 are defined.
【0133】前記p- 型ウエル領域2Mは転送用MIS
FETQt1、Qt2の夫々のチャネル形成領域を構成
する。The p--type well region 2M is a transfer MIS.
The respective channel forming regions of the FETs Qt1 and Qt2 are formed.
【0134】前記ゲート電極13は活性領域においてp
- 型ウエル領域2Mのチャネル形成領域上にゲート絶縁
膜12を介して構成される。ゲート電極13は、第2層
目のゲート材形成工程で形成され、例えば多結晶珪素膜
13A、多結晶珪素膜13B及び高融点金属珪化膜13
Cの夫々を順次積層した3層の積層構造(所謂ポリサイ
ド構造)で構成される。下層の多結晶珪素膜13Aには
抵抗値を低減するn型不純物例えばP(又はAs)が導
入される。中間層の多結晶珪素膜13Bには抵抗値を低
減するn型不純物例えばP(又はAs)が導入される。
上層の高融点金属珪化膜13Cは例えばWSix(xは
例えば2)で形成される。このゲート電極13は、上層
の高融点金属珪化膜13Cの比抵抗値が下層の多結晶珪
素膜13A、中間層の多結晶珪素膜13Bの夫々に比べ
て小さいので、信号伝達速度の高速化を図れる。また、
ゲート電極13は、多結晶珪素膜13A、多結晶珪素膜
13B及び高融点金属珪化膜13Cの積層構造で構成さ
れ、合計の断面々積を増加し、抵抗値を低減できるの
で、信号伝達速度の高速化をより一層図れる。なお、前
記ゲート電極13の上層の高融点金属珪化膜13Cは前
記WSixの他にMoSix、TiSix又はTaSi
xを使用してもよい。The gate electrode 13 is p in the active region.
The gate insulating film 12 is formed on the channel forming region of the -type well region 2M. The gate electrode 13 is formed in the second layer gate material forming step, and for example, the polycrystalline silicon film 13A, the polycrystalline silicon film 13B, and the refractory metal silicide film 13 are formed.
Each of the Cs is sequentially laminated to form a three-layer laminated structure (so-called polycide structure). An n-type impurity such as P (or As) that reduces the resistance value is introduced into the lower polycrystalline silicon film 13A. An n-type impurity such as P (or As) that reduces the resistance value is introduced into the polycrystalline silicon film 13B of the intermediate layer.
The upper refractory metal silicide film 13C is formed of, for example, WSix (x is 2). In this gate electrode 13, the specific resistance value of the upper refractory metal silicide film 13C is smaller than that of each of the lower polycrystalline silicon film 13A and the intermediate polycrystalline silicon film 13B, so that the signal transmission speed can be increased. Can be achieved. Also,
The gate electrode 13 has a laminated structure of a polycrystalline silicon film 13A, a polycrystalline silicon film 13B, and a refractory metal silicide film 13C, and can increase the total cross-sectional area and the resistance value. Higher speed can be achieved. The refractory metal silicide film 13C, which is the upper layer of the gate electrode 13, is formed of MoSix, TiSix, or TaSi in addition to the WSix.
x may be used.
【0135】前記ゲート電極13のゲート幅寸法は、図
8(A)に示すように、前記駆動用MISFETQdの
ゲート電極7のゲート幅寸法に比べて小さく構成され
る。すなわち、転送用MISFETQtは駆動用MIS
FETQdに比べて駆動能力を小さく構成し、メモリセ
ルMCのβレシオを稼ぐことができるので、メモリセル
MCは情報蓄積ノードに記憶された情報を安定に保持で
きる。As shown in FIG. 8A, the gate width of the gate electrode 13 is smaller than the gate width of the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd. That is, the transfer MISFET Qt is the drive MIS.
Since the driving capability is smaller than that of the FET Qd and the β ratio of the memory cell MC can be increased, the memory cell MC can stably hold the information stored in the information storage node.
【0136】前記ソース領域、ドレイン領域の夫々は、
図6に示すように、高い不純物濃度のn+ 型半導体領域
18及びそれとチャネル形成領域との間に設けられた低
い不純物濃度のn型半導体領域17を主体に構成され
る。この不純物濃度が異なる2種類のうち、n型半導体
領域17はゲート電極13のゲート長方向の側部におい
てこのゲート電極13に対して自己整合で形成される。
n型半導体領域17は、チャネル形成領域とのpn接合
部において不純物濃度勾配が緩くなる、n型不純物例え
ばPで形成される。n+ 型半導体領域18はゲート電極
13のゲート長方向の側部においてサイドウォールスペ
ーサ16に対して(実際には、前述の駆動用MISFE
TQdと同様に、サイドウォールスペーサ16を被覆す
るマスクに対して)自己整合で形成される。n+ 型半導
体領域18は、p- 型ウエル領域2Mとの接合部の深さ
(接合深さ)を浅くできるn型不純物例えばAsで形成
される。つまり、転送用MISFETQt1、Qt2の
夫々はLDD構造で構成される。このLDD構造を採用
する転送用MISFETQt1、Qt2の夫々は、ドレ
イン領域の近傍において電界強度を緩和できるので、ホ
ットキャリアの発生量を低減し、経時的なしきい値電圧
の変動を低減できる。Each of the source region and the drain region is
As shown in FIG. 6, the n + type semiconductor region 18 having a high impurity concentration and the n type semiconductor region 17 having a low impurity concentration provided between the n + type semiconductor region 18 and the channel forming region are mainly configured. Of the two types having different impurity concentrations, the n-type semiconductor region 17 is formed on the side portion of the gate electrode 13 in the gate length direction in self-alignment with the gate electrode 13.
The n-type semiconductor region 17 is formed of an n-type impurity, such as P, whose impurity concentration gradient is gentle at the pn junction with the channel formation region. The n + type semiconductor region 18 is formed on the side portion of the gate electrode 13 in the gate length direction with respect to the sidewall spacer 16 (actually, the driving MISFE described above is used.
Like TQd, it is self-aligned (to the mask that covers the sidewall spacers 16). The n + type semiconductor region 18 is formed of an n type impurity such as As that can make the depth of the junction with the p − type well region 2M (junction depth) shallow. That is, each of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 has an LDD structure. Since each of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 adopting this LDD structure can relax the electric field strength in the vicinity of the drain region, it is possible to reduce the amount of hot carriers generated and to reduce the change in the threshold voltage over time.
【0137】前記サイドウォールスペーサ16はゲート
電極13の側壁にそれに対して自己整合で形成される。
サイドウォールスペーサ16は例えば酸化珪素膜等の絶
縁膜で形成される。The sidewall spacers 16 are formed on the sidewalls of the gate electrode 13 in a self-aligned manner.
The sidewall spacers 16 are formed of an insulating film such as a silicon oxide film.
【0138】前記ゲート電極13上部には絶縁膜15が
構成される。絶縁膜15は、主に下層のゲート電極1
3、上層の導電層(23)の夫々を電気的に分離し、例
えば酸化珪素膜で形成される。この絶縁膜15は、前記
ゲート電極7の上部に設けられた絶縁膜に比べて厚い膜
厚で形成される。An insulating film 15 is formed on the gate electrode 13. The insulating film 15 is mainly the lower layer gate electrode 1
3. The upper conductive layer (23) is electrically separated from each other and is formed of, for example, a silicon oxide film. The insulating film 15 is formed to have a larger film thickness than the insulating film provided on the gate electrode 7.
【0139】前記図8(A)に示すように、転送用MI
SFETQt1の一方のソース領域又はドレイン領域
は、駆動用MISFETQd1のドレイン領域に一体に
構成される。転送用MISFETQt1、駆動用MIS
FETQd1の夫々は夫々のゲート長方向(又はゲート
幅方向)を交差させているので、一体に構成された部分
を中心に、駆動用MISFETQd1の活性領域はX方
向(ゲート長方向と一致する方向)に向って、転送用M
ISFETQt1の活性領域はY方向(ゲート長方向と
一致する方向)に向って夫々形成される。すなわち、転
送用MISFETQt1、駆動用MISFETQd1の
夫々の活性領域は平面形状がほぼL字形状で構成され
る。同様に、前記転送用MISFETQt2の一方のソ
ース領域又はドレイン領域は、駆動用MISFETQd
2のドレイン領域に一体に構成される。すなわち、転送
用MISFETQt2、駆動用MISFETQd2の夫
々の活性領域は平面形状がほぼL字形状で構成される。
素子分離絶縁膜4(及びp型チャネルストッパ領域5)
は、一体に構成された転送用MISFETQt及び駆動
用MISFETQdの外周囲つまり前述のL字形状の活
性領域の周囲に沿ってこの領域を規定する位置に構成さ
れる。As shown in FIG. 8A, the transfer MI is
One source region or drain region of the SFETQt1 is integrally formed with the drain region of the driving MISFETQd1. Transfer MISFET Qt1, drive MIS
Since each of the FETs Qd1 intersects the gate length direction (or the gate width direction), the active region of the driving MISFET Qd1 is in the X direction (direction coinciding with the gate length direction) around the integrally formed portion. Toward M for transfer
The active regions of the ISFET Qt1 are formed in the Y direction (direction matching the gate length direction). That is, each of the active regions of the transfer MISFET Qt1 and the drive MISFET Qd1 is formed into a substantially L-shaped plane. Similarly, one of the source region and the drain region of the transfer MISFET Qt2 has a driving MISFET Qd.
The two drain regions are integrally formed. That is, each of the active regions of the transfer MISFET Qt2 and the drive MISFET Qd2 is configured to have a substantially L-shaped planar shape.
Element isolation insulating film 4 (and p-type channel stopper region 5)
Are arranged at positions that define the transfer MISFET Qt and the driving MISFET Qd, which are integrally formed, along the outer periphery thereof, that is, the periphery of the L-shaped active region described above.
【0140】前記転送用MISFETQt1、Qt2の
夫々の平面形状は、メモリセルMC内において、前記駆
動用MISFETQd1、Qd2の夫々の関係と同様
に、中心点CPに対して点対称で構成される。すなわ
ち、図8(A)に示すように、メモリセルMCは、転送
用MISFETQt1及びそれに一体化された駆動用M
ISFETQd1、転送用MISFETQt2及びそれ
に一体化された駆動用MISFETQd2の夫々が中心
点CPに対して点対称で構成される(メモリセル内点対
称形状)。メモリセルMCは、転送用MISFETQt
1及び駆動用MISFETQd1、転送用MISFET
Qt2及び駆動用MISFETQd2の夫々の平面形状
が、アンバランスな形状でなく、同一形状で構成され
る。メモリセルMCは、転送用MISFETQt1、Q
t2の夫々の間に駆動用MISFETQd1及びQd2
を配置し、この駆動用MISFETQd1、Qd2の夫
々を向い合せて配置する。つまり、メモリセルMCの転
送用MISFETQt1及び駆動用MISFETQd
1、転送用MISFETQt2及び駆動用MISFET
Qd2の夫々は、駆動用MISFETQd1、Qd2の
夫々の間に配置される素子分離絶縁膜4及びp型チャネ
ルストッパ領域5のみで分離され、この素子分離絶縁膜
4の幅寸法のみで離隔寸法が律則される。The plane shapes of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 are point-symmetrical with respect to the center point CP in the memory cell MC, similar to the relationship between the drive MISFETs Qd1 and Qd2. That is, as shown in FIG. 8A, the memory cell MC includes a transfer MISFET Qt1 and a drive M integrated with the transfer MISFET Qt1.
The ISFET Qd1, the transfer MISFET Qt2, and the driving MISFET Qd2 integrated with the ISFET Qd1 are point-symmetrical with respect to the center point CP (point-symmetrical shape in memory cell). The memory cell MC is a transfer MISFET Qt.
1 and driving MISFET Qd1, transfer MISFET
The planar shapes of Qt2 and the driving MISFET Qd2 are not the unbalanced shape but the same shape. The memory cell MC has transfer MISFETs Qt1 and Qt.
During each of t2, the driving MISFETs Qd1 and Qd2
Are arranged, and the driving MISFETs Qd1 and Qd2 are arranged facing each other. That is, the transfer MISFET Qt1 and the drive MISFET Qd of the memory cell MC.
1. Transfer MISFET Qt2 and drive MISFET
Each of Qd2 is separated only by the element isolation insulating film 4 and the p-type channel stopper region 5 arranged between each of the driving MISFETs Qd1 and Qd2, and the isolation dimension is limited only by the width dimension of the element isolation insulating film 4. Is regulated.
【0141】図7及び図8に示すように、メモリセルア
レイMAY又はサブメモリセルアレイSMAYにおい
て、メモリセルMCの転送用MISFETQt1、Qt
2の夫々の平面形状は、この転送用MISFETQtの
ゲート長方向と一致するY方向に隣接する他のメモリセ
ルMCとの間のX1−X2軸又はX3−X4軸に対す
る、前記他のメモリセルMCの転送用MISFETQt
1、Qt2の夫々の平面形状の線対称で構成される。同
様に、メモリセルMCの転送用MISFETQt1、Q
t2の夫々の平面形状は、この転送用MISFETQt
のゲート幅方向と一致するX方向に隣接する他のメモリ
セルMCとの間のX1−X3軸又はX2−X4軸に対す
る、前記他のメモリセルMCの転送用MISFETQt
1、Qt2の夫々の平面形状の線対称で構成される。つ
まり、メモリセルMCの転送用MISFETQtはX方
向、Y方向の夫々においてメモリセルMCの配列のメモ
リセルMC毎に線対称の形状で構成される。As shown in FIGS. 7 and 8, in the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY, the transfer MISFETs Qt1 and Qt of the memory cell MC.
The respective planar shapes of 2 are the other memory cells MC with respect to the X1-X2 axis or the X3-X4 axis with another memory cell MC adjacent in the Y direction that coincides with the gate length direction of the transfer MISFET Qt. Transfer MISFET Qt
1 and Qt2 are formed in line symmetry with respect to their planar shapes. Similarly, transfer MISFETs Qt1 and Qt of the memory cell MC
Each plane shape of t2 is the transfer MISFET Qt.
MISFETQt of the other memory cell MC with respect to the X1-X3 axis or the X2-X4 axis between the memory cell MC and the other memory cell MC adjacent in the X direction that matches the gate width direction of the other memory cell MC.
1 and Qt2 are formed in line symmetry with respect to their planar shapes. That is, the transfer MISFET Qt of the memory cell MC is configured in a line-symmetrical shape for each memory cell MC in the array of the memory cells MC in the X direction and the Y direction.
【0142】Y方向に配列されたメモリセルMCの転送
用MISFETQtのうち、隣接するメモリセルMCの
転送用MISFETQtの夫々の互いに向い合う他方の
ドレイン領域又はソース領域同士は一体に構成される
(図9(B)参照)。つまり、隣接する一方のメモリセ
ルMCの転送用MISFETQtの他方のドレイン領域
又はソース領域で他方のメモリセルMCの転送用MIS
FETQtの他方のドレイン領域又はソース領域を構成
し、転送用MISFETQtの他方のドレイン領域又は
ソース領域の占有面積が縮小できる。また、一方のメモ
リセルMCの転送用MISFETQtの他方のドレイン
領域又はソース領域とそれと向い合う他方のメモリセル
MCの転送用MISFETQtの他方のドレイン領域又
はソース領域との間には素子分離絶縁膜4を介在しない
ので、この素子分離絶縁膜4に相当する分、メモリセル
MCの占有面積が縮小できる。Of the transfer MISFETs Qt of the memory cells MC arranged in the Y direction, the other drain or source regions of the transfer MISFETs Qt of the adjacent memory cells MC facing each other are integrally formed (see FIG. 9 (B)). That is, the transfer MIS of the other memory cell MC in the other drain region or source region of the transfer MISFET Qt of the adjacent one memory cell MC.
By configuring the other drain region or source region of the FET Qt, the occupied area of the other drain region or source region of the transfer MISFET Qt can be reduced. In addition, the element isolation insulating film 4 is provided between the other drain region or source region of the transfer MISFET Qt of one memory cell MC and the other drain region or source region of the other transfer MISFET Qt of the other memory cell MC facing it. Therefore, the area occupied by the memory cell MC can be reduced by the amount corresponding to the element isolation insulating film 4.
【0143】前記メモリセルMCの転送用MISFET
Qt1、Qt2の夫々のゲート電極13は、前記図7及
び図8に示すように、そのゲート幅方向と一致するX方
向において、ワード線(WL)13に接続される。ワー
ド線13は、ゲート電極13と一体に構成され、同一導
電層で構成される。メモリセルMCのうち、転送用MI
SFETQt1のゲート電極13には第1ワード線(W
L1)13が接続され、第1ワード線13は素子分離絶
縁膜4上をX方向に実質的に直線で延在する。転送用M
ISFETQt2のゲート電極13には第2ワード線
(WL2)13が接続され、第2ワード線13はX方向
に実質的に直線で延在する。つまり、1個のメモリセル
MCには、互いに離隔し、かつ同一X方向に平行に延在
する2本の第1ワード線13及び第2ワード線13が配
置される。メモリセルアレイMAYにおいて、前記第1
ワード線13及び第2ワード線13の平面形状は、前述
のX1−X3軸、X2−X4軸の夫々に対して、X方向
に線対称で構成される。また、第1ワード線13及び第
2ワード線13の平面形状は、X1−X2軸、X3−X
4軸の夫々に対して、Y方向に線対称で構成される。MISFET for transfer of the memory cell MC
Each of the gate electrodes 13 of Qt1 and Qt2 is connected to the word line (WL) 13 in the X direction that coincides with the gate width direction thereof, as shown in FIGS. 7 and 8. The word line 13 is formed integrally with the gate electrode 13 and is formed of the same conductive layer. Of the memory cells MC, transfer MI
The gate electrode 13 of the SFET Qt1 has a first word line (W
L1) 13 is connected, and the first word line 13 extends on the element isolation insulating film 4 in a substantially straight line in the X direction. Transfer M
The second word line (WL2) 13 is connected to the gate electrode 13 of the ISFET Qt2, and the second word line 13 extends substantially linearly in the X direction. That is, in one memory cell MC, two first word lines 13 and two second word lines 13 that are separated from each other and extend in parallel in the same X direction are arranged. In the memory cell array MAY, the first
The planar shapes of the word line 13 and the second word line 13 are line-symmetrical in the X direction with respect to the X1-X3 axis and the X2-X4 axis described above. The planar shapes of the first word line 13 and the second word line 13 are X1-X2 axis and X3-X.
It is configured to be line-symmetric in the Y direction with respect to each of the four axes.
【0144】前記第1ワード線(WL1)13は、図6
及び図8(A)に示すように、メモリセルMCの駆動用
MISFETQd1のゲート電極7のゲート幅方向と一
致する方向において素子分離絶縁膜4上に突出する部分
と交差する。同様に、第2ワード線(WL2)は、駆動
用MISFETQd2のゲート電極7のゲート幅方向と
一致する方向において素子分離絶縁膜4上に突出する部
分と交差する。The first word line (WL1) 13 is shown in FIG.
Further, as shown in FIG. 8A, it intersects with a portion protruding above the element isolation insulating film 4 in a direction coinciding with the gate width direction of the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd1 of the memory cell MC. Similarly, the second word line (WL2) intersects with a portion protruding above the element isolation insulating film 4 in a direction coinciding with the gate width direction of the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd2.
【0145】また、前記メモリセルMCに配置された第
1ワード線(WL1)13、第2ワード線(WL2)1
3の夫々の間には基準電圧線(ソース線:Vss)13が
配置される。基準電圧線13は、メモリセルMCにおい
て1本配置され、メモリセルMCの駆動用MISFET
Qd1及びQd2に共通のソース線として構成される。
基準電圧線13は、前記ワード線13と同一導電層で構
成され、このワード線13と離隔し、かつ素子分離絶縁
膜4上をX方向に実質的に直線で延在する。メモリセル
アレイMAY又はサブメモリセルアレイSMAYにおい
て、基準電圧線13の平面形状は、X1−X3軸、X2
−X4軸の夫々に対して、X方向に線対称で構成され
る。また、基準電圧線13の平面形状は、X1−X2
軸、X3−X4軸の夫々に対して、Y方向に線対称で構
成される。Also, the first word line (WL1) 13 and the second word line (WL2) 1 arranged in the memory cell MC.
A reference voltage line (source line: Vss) 13 is arranged between each of the three. One reference voltage line 13 is arranged in the memory cell MC, and the driving MISFET of the memory cell MC.
It is configured as a common source line for Qd1 and Qd2.
The reference voltage line 13 is formed of the same conductive layer as the word line 13, is separated from the word line 13, and extends on the element isolation insulating film 4 in a substantially straight line in the X direction. In the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY, the planar shape of the reference voltage line 13 is X1-X3 axis, X2
It is configured to be line-symmetric in the X direction with respect to each of the −X4 axes. The planar shape of the reference voltage line 13 is X1-X2.
The axis and the X3-X4 axis are line-symmetrical in the Y direction.
【0146】前記基準電圧線13は、図6及び図8
(A)に示すように、メモリセルMCの駆動用MISF
ETQd1、Qd2の夫々の間の素子分離絶縁膜4上に
おいて、この駆動用MISFETQd1、Qd2の夫々
のゲート電極7のゲート幅方向と一致する方向に突出す
る部分と交差する。The reference voltage line 13 is shown in FIG. 6 and FIG.
As shown in (A), the drive MISF of the memory cell MC.
On the element isolation insulating film 4 between each of the ETQd1 and Qd2, it intersects with a portion of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 protruding in a direction corresponding to the gate width direction of the respective gate electrode 7.
【0147】前記基準電圧線13は、図6、図7及び図
8(A)に示すように、駆動用MISFETQd1、Q
d2の夫々のソース領域(n+ 型半導体領域11)に接
続される。基準電圧線13は、特に、図8(A)に示す
ように、駆動用MISFETQdのソース領域上に転送
用MISFETQtのゲート絶縁膜12を形成する工程
と同一工程で形成される絶縁膜12に形成された接続孔
14を通して接続される。基準電圧線13は前述のよう
に3層の積層構造で構成され、前記接続孔14は基準電
圧線13の下層の多結晶珪素膜13Aを形成した後にこ
の多結晶珪素膜13Aにも形成される。つまり、基準電
圧線13は、前記下層の多結晶珪素膜13A及びその下
層の絶縁膜12に形成された接続孔14を通して、中間
層の多結晶珪素膜13Bを直接ソース領域に接続し、こ
の中間層の多結晶珪素膜13Bを通して上層の高融点金
属珪化膜13Cがソース領域に接続される。The reference voltage line 13 is, as shown in FIGS. 6, 7 and 8A, the driving MISFETs Qd1 and Qd.
It is connected to each source region (n + type semiconductor region 11) of d2. The reference voltage line 13 is formed on the insulating film 12 formed in the same step as the step of forming the gate insulating film 12 of the transfer MISFET Qt on the source region of the driving MISFET Qd, as shown in FIG. 8A. Connection is made through the connected connection hole 14. The reference voltage line 13 has a laminated structure of three layers as described above, and the connection hole 14 is formed in the polycrystalline silicon film 13A after forming the polycrystalline silicon film 13A in the lower layer of the reference voltage line 13. . That is, the reference voltage line 13 connects the polycrystalline silicon film 13B of the intermediate layer directly to the source region through the connection hole 14 formed in the polycrystalline silicon film 13A of the lower layer and the insulating film 12 of the lower layer. The upper refractory metal silicide film 13C is connected to the source region through the layer polycrystalline silicon film 13B.
【0148】この基準電圧線13の駆動用MISFET
Qdのソース領域への接続構造は、後に製造プロセスの
説明において形成工程の順序は説明するが、下層の多結
晶珪素膜13Aを形成した後に、この下層の多結晶珪素
膜13A及び絶縁膜12に接続孔14を形成するので、
フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を行う際
に、転送用MISFETQtのゲート絶縁膜12の表面
を下層の多結晶珪素膜13Aで保護できる。つまり、転
送用MISFETQtのゲート絶縁膜12の膜質の劣化
が防止できるので、ゲート絶縁膜12の絶縁耐圧を向上
できる。MISFET for driving this reference voltage line 13
The connection structure of Qd to the source region will be described later in the description of the manufacturing process, and the order of the forming steps will be described later. Since the connection hole 14 is formed,
When performing the photolithography technique and the etching technique, the surface of the gate insulating film 12 of the transfer MISFET Qt can be protected by the lower polycrystalline silicon film 13A. That is, since the film quality of the gate insulating film 12 of the transfer MISFET Qt can be prevented from being deteriorated, the withstand voltage of the gate insulating film 12 can be improved.
【0149】また、基準電圧線13の駆動用MISFE
TQdのソース領域への接続構造は、前記ソース領域と
上層の高融点金属珪化膜13Cとの直接の接続を廃止
し、両者間に中間層の多結晶珪素膜13Bを介在したの
で、ソース領域と基準電圧線13との接触抵抗値を低減
できる。基準電圧線13の中間層の多結晶珪素膜13B
は、この接触抵抗値を低減する目的で、下層の多結晶珪
素膜13Aに比べて抵抗値を低減する不純物が多く導入
される。逆に、基準電圧線13の下層の多結晶珪素膜1
3Aは、転送用MISFETQtのゲート絶縁膜12の
絶縁耐圧を向上する目的で、中間層の多結晶珪素膜13
Bに比べて抵抗値を低減する不純物が少なく導入され
る。Further, the driving MISFE of the reference voltage line 13
The connection structure of TQd to the source region is such that the direct connection between the source region and the refractory metal silicide film 13C in the upper layer is abolished, and the polycrystalline silicon film 13B in the intermediate layer is interposed between the source region and the source region. The contact resistance value with the reference voltage line 13 can be reduced. Polycrystalline silicon film 13B as an intermediate layer of the reference voltage line 13
For the purpose of reducing the contact resistance value, a large amount of impurities for reducing the resistance value are introduced as compared with the lower polycrystalline silicon film 13A. On the contrary, the polycrystalline silicon film 1 under the reference voltage line 13
3A is an intermediate polycrystalline silicon film 13 for the purpose of improving the withstand voltage of the gate insulating film 12 of the transfer MISFET Qt.
Compared to B, less impurities that reduce the resistance value are introduced.
【0150】前記メモリセルMCに配置された容量素子
Cは、図6、図7及び図8(B)に示すように、主に第
1電極7、誘電体膜21、第2電極23の夫々を順次積
層して構成される。つまり、容量素子Cはスタックド
(積層)構造で構成される。メモリセルMCには主に2
個の容量素子Cが配置され、この2個の容量素子Cはメ
モリセルMCの情報蓄積ノード間に並列に接続され配置
される。As shown in FIGS. 6, 7 and 8B, the capacitive element C arranged in the memory cell MC mainly includes the first electrode 7, the dielectric film 21, and the second electrode 23, respectively. Are sequentially laminated. That is, the capacitive element C has a stacked structure. 2 mainly in the memory cell MC
A plurality of capacitance elements C are arranged, and these two capacitance elements C are connected and arranged in parallel between the information storage nodes of the memory cells MC.
【0151】前記容量素子Cの第1電極7は駆動用MI
SFETQdのゲート電極(第1層目のゲート材形成工
程で形成された多結晶珪素膜)の一部で構成される。つ
まり、メモリセルMCの一方の駆動用MISFETQd
1のゲート電極7は2個のうちの一方の容量素子Cの第
1電極7を構成する。他方の駆動用MISFETQd2
のゲート電極7は他方の容量素子Cの第1電極7を構成
する。The first electrode 7 of the capacitive element C is a driving MI.
It is composed of a part of the gate electrode of the SFET Qd (polycrystalline silicon film formed in the first layer gate material forming step). That is, one driving MISFET Qd of the memory cell MC
The one gate electrode 7 constitutes the first electrode 7 of one of the two capacitive elements C. The other driving MISFET Qd2
Of the gate electrode 7 constitutes the first electrode 7 of the other capacitive element C.
【0152】誘電体膜21は前記第1電極(ゲート電
極)7上に構成される。誘電体膜21は、第1電極7以
外の領域にも構成されるが、第1電極7上において、第
1ワード線(WL1)13、基準電圧線13の夫々で規
定される領域、及び第2ワード線(WL2)13、基準
電圧線13の夫々で規定される領域が容量素子Cの実質
的な誘電体膜21として使用される。この誘電体膜21
は例えば酸化珪素膜で形成される。The dielectric film 21 is formed on the first electrode (gate electrode) 7. The dielectric film 21 is formed in a region other than the first electrode 7, but on the first electrode 7, a region defined by each of the first word line (WL1) 13 and the reference voltage line 13, and A region defined by each of the two word lines (WL2) 13 and the reference voltage line 13 is used as a substantial dielectric film 21 of the capacitive element C. This dielectric film 21
Is formed of, for example, a silicon oxide film.
【0153】第2電極23は前記第1電極7上に誘電体
膜21を介して構成される。第2電極23は前記誘電体
膜21とほぼ同様にワード線(WL)13、基準電圧線
13の夫々で規定される領域が容量素子Cの実質的な第
2電極23として使用される。第2電極23は、第3層
目のゲート材形成工程で形成され、例えば単層の多結晶
珪素膜で形成される。この多結晶珪素膜には抵抗値を低
減するn型不純物例えばP(又はAs)が導入される。The second electrode 23 is formed on the first electrode 7 with the dielectric film 21 interposed therebetween. Similar to the dielectric film 21, the second electrode 23 has a region defined by each of the word line (WL) 13 and the reference voltage line 13, which is used as a substantial second electrode 23 of the capacitive element C. The second electrode 23 is formed in the third layer gate material forming step, and is formed of, for example, a single-layer polycrystalline silicon film. An n-type impurity such as P (or As) that reduces the resistance value is introduced into this polycrystalline silicon film.
【0154】つまり、前記容量素子Cは、駆動用MIS
FETQd1のゲート電極7を第1電極7とし、駆動用
MISFETQd1の領域に配置された容量素子Cと、
駆動用MISFETQd2のゲート電極7を第1電極7
とし、駆動用MISFETQd2の領域に配置された容
量素子Cとで構成される。この容量素子Cの第2電極2
3は、後述するが、負荷用MISFETQpのゲート電
極23としても構成される。また、容量素子Cの第2電
極23は、負荷用MISFETQpのドレイン領域(実
際にはn型チャネル形成領域26N)と転送用MISF
ETQtの一方の半導体領域、駆動用MISFETQd
のドレイン領域、駆動用MISFETQdのゲート電極
7の夫々とを接続する導電層(中間導電層若しくは連結
用導電層)23としても構成される。That is, the capacitive element C is the driving MIS.
The gate electrode 7 of the FET Qd1 is used as the first electrode 7, and the capacitive element C is arranged in the region of the driving MISFET Qd1.
The gate electrode 7 of the driving MISFET Qd2 is replaced with the first electrode 7
And the capacitive element C arranged in the region of the driving MISFET Qd2. The second electrode 2 of this capacitive element C
3, which will be described later, is also configured as the gate electrode 23 of the load MISFET Qp. The second electrode 23 of the capacitive element C is connected to the drain region of the load MISFET Qp (actually the n-type channel forming region 26N) and the transfer MISF.
One semiconductor region of ETQt, driving MISFET Qd
Is also configured as a conductive layer (intermediate conductive layer or coupling conductive layer) 23 that connects the drain region of the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd.
【0155】前記駆動用MISFETQd1の領域に配
置された一方の容量素子Cの第2電極23は、駆動用M
ISFETQd1のドレイン領域(11)、転送用MI
SFETQt1の一方の半導体領域(18)、駆動用M
ISFETQd2のゲート電極7の夫々に接続される。
これらの接続は、容量素子Cの第2電極23を駆動用M
ISFETQd1のゲート長方向と一致するX方向に引
き出した、前記第2電極23と同一層でかつ一体に構成
された導電層23で行われる。導電層23は絶縁膜(誘
電体膜21と同一層)21、絶縁膜12等を除去して形
成された接続孔(開口)22を通して前記ドレイン領域
(11)、一方の半導体領域(18)、ゲート電極7の
夫々に接続される。同様に、前記駆動用MISFETQ
d2の領域に配置された他方の容量素子Cの第2電極2
3は駆動用MISFETQd2のドレイン領域(1
1)、転送用MISFETQt2の一方の半導体領域
(18)、駆動用MISFETQd1のゲート電極7の
夫々に接続される。これらの接続は、容量素子Cの第2
電極23を駆動用MISFETQd2のゲート長方向と
一致する方向に引き出した導電層23で行われる。導電
層23は接続孔22を通して前記ドレイン領域(1
1)、一方の半導体領域(18)、ゲート電極7の夫々
に接続される。The second electrode 23 of the one capacitance element C arranged in the region of the driving MISFET Qd1 has the driving M.
Drain region (11) of ISFET Qd1, transfer MI
One semiconductor region (18) of SFETQt1, drive M
It is connected to each of the gate electrodes 7 of the ISFET Qd2.
These connections connect the second electrode 23 of the capacitive element C to the driving M
The conductive layer 23 is formed in the same layer as and integrally with the second electrode 23, which is drawn out in the X direction that coincides with the gate length direction of the ISFET Qd1. The conductive layer 23 includes the insulating film (the same layer as the dielectric film 21) 21, the connection hole (opening) 22 formed by removing the insulating film 12 and the like, the drain region (11), one semiconductor region (18), It is connected to each of the gate electrodes 7. Similarly, the driving MISFET Q
The second electrode 2 of the other capacitive element C arranged in the region of d2
3 is a drain region (1 of the driving MISFET Qd2
1), one semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt2, and the gate electrode 7 of the drive MISFET Qd1. These connections are the second of the capacitive element C.
This is performed by the conductive layer 23 in which the electrode 23 is drawn out in a direction that coincides with the gate length direction of the driving MISFET Qd2. The conductive layer 23 is connected to the drain region (1
1), one of the semiconductor regions (18) and the gate electrode 7 are connected.
【0156】前記転送用MISFETQtの一方の半導
体領域(18)、駆動用MISFETQdのドレイン領
域(11)、駆動用MISFETQdのゲート電極7の
夫々と導電層23との間の接続構造は図12(要部拡大
断面図)に詳細に示す。図12に示すように、接続孔2
2で周囲を規定された領域内において、p- 型ウエル領
域2Mの主面部には高い不純物濃度に設定されたn+ 型
半導体領域21Nが構成される。このn+ 型半導体領域
21Nは、後述するが、絶縁膜21に接続孔22を形成
するエッチングマスクを不純物導入マスクとして使用
し、n型不純物を導入することにより形成されるので、
若干の横方向の拡散はあるが、接続孔22の平面形状と
ほぼ同等の平面形状で構成される。なお、ゲート電極7
が存在する領域は、不純物導入の条件によってはこのゲ
ート電極7が不純物導入マスクになるので、ゲート電極
7下において、n+ 型半導体領域21Nは構成されな
い。The connection structure between one of the semiconductor regions (18) of the transfer MISFET Qt, the drain region (11) of the driving MISFET Qd, the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd and the conductive layer 23 is shown in FIG. The details are shown in the enlarged sectional view). As shown in FIG. 12, the connection hole 2
In the region whose periphery is defined by 2, an n @ + type semiconductor region 21N having a high impurity concentration is formed in the main surface of the p @-type well region 2M. As will be described later, the n + type semiconductor region 21N is formed by introducing an n type impurity using an etching mask for forming the connection hole 22 in the insulating film 21 as an impurity introduction mask.
Although there is some lateral diffusion, it has a planar shape that is almost the same as the planar shape of the connection hole 22. The gate electrode 7
The gate electrode 7 serves as an impurity introduction mask depending on the condition of impurity introduction, so that the n + -type semiconductor region 21N is not formed under the gate electrode 7.
【0157】前記n+ 型半導体領域11、18の夫々
は、本実施例において例えば 0.2〜0.3〔μm〕程
度の接合深さで形成されるが、前記n+ 型半導体領域2
1Nは前記n+ 型半導体領域11、18の夫々の接合深
さに比べて深い接合深さ例えば0.35〜0.45〔μ
m〕程度に設定される。つまり、n+ 型半導体領域21
Nは、n+ 型半導体領域11又は18(p- 型半導体基
板1)の前記接続孔22の端部からn+ 型半導体領域1
1又は18とp- 型半導体基板1との間のpn接合部を
横切り発生する結晶欠陥を取り込める程度の深さで形成
される。結晶欠陥は導電層23の体積収縮、導電層(多
結晶珪素膜)23と絶縁膜(酸化珪素膜)との間の熱膨
張係数の違い等が主要な要因となって発生するが、特に
メモリセルMCにおいてはn+ 型半導体領域11、18
の夫々と導電層23との間の接続部分に駆動用MISF
ETQdのゲート電極(多結晶珪素膜)7の体積収縮も
加わり、結晶欠陥の発生が多発するので、n+ 型半導体
領域21Nの配置は有効である。Each of the n + type semiconductor regions 11 and 18 is formed with a junction depth of, for example, about 0.2 to 0.3 [μm] in the present embodiment.
1N is a junction depth deeper than the junction depth of each of the n + type semiconductor regions 11 and 18, for example, 0.35 to 0.45 [μ
m] is set. That is, the n + type semiconductor region 21
N is from the end of the connection hole 22 of the n + type semiconductor region 11 or 18 (p − type semiconductor substrate 1) to the n + type semiconductor region 1
1 or 18 and the p-type semiconductor substrate 1 are formed to a depth enough to capture the crystal defects generated across the pn junction. Crystal defects mainly occur due to the volume contraction of the conductive layer 23, the difference in thermal expansion coefficient between the conductive layer (polycrystalline silicon film) 23 and the insulating film (silicon oxide film), etc. In the cell MC, n + type semiconductor regions 11 and 18
For driving MISF at the connection between each of the above and the conductive layer 23.
Since the volumetric shrinkage of the gate electrode (polycrystalline silicon film) 7 of ETQd is also added and crystal defects frequently occur, the arrangement of the n + type semiconductor region 21N is effective.
【0158】また、前記図1に示すように、メモリセル
MCにおいて、同様な接続構造が転送用MISFETQ
tの他方の半導体領域であるn+ 型半導体領域18と相
補性データ線(DL)33を接続する際の中間導電層2
3との間の接続部分に存在するので、この接続部分にも
n+ 型半導体領域21Nが構成される。また、言換すれ
ば、後述するSRAMの製造プロセス上、転送用MIS
FETQtの一方、他方の夫々の半導体領域であるn+
型半導体領域18の表面上に同一製造工程で接続孔22
が形成されるので、転送用MISFETQtの一方、他
方の夫々の半導体領域の領域に夫々n+ 型半導体領域2
1Nが形成される。Further, as shown in FIG. 1, in the memory cell MC, a similar connection structure has a transfer MISFETQ.
Intermediate conductive layer 2 when connecting complementary data line (DL) 33 to n + type semiconductor region 18 which is the other semiconductor region of t
Since it exists at the connection portion between the n-type semiconductor regions 3 and 3, the n + type semiconductor region 21N is also formed at this connection portion. In other words, in the SRAM manufacturing process described later, the transfer MIS is used.
N + which is one of the semiconductor regions of the FETQt and the other of the FETQt
The connection hole 22 is formed on the surface of the semiconductor region 18 in the same manufacturing process.
Are formed, the n + type semiconductor regions 2 are formed in the semiconductor regions of the transfer MISFET Qt, respectively.
1N is formed.
【0159】前記メモリセルアレイMAY又はサブメモ
リセルアレイSMAYにおいて、X方向に配列されたメ
モリセルMCの容量素子Cは、図7及び図8(B)に示
すX1−X3軸又はX2−X4軸に対して、第2電極2
3(及び導電層23)の平面形状が線対称で構成され
る。また、Y方向に配列されたメモリセルMCの容量素
子Cは、前述の駆動用MISFETQd及び転送用MI
SFETQtの線対称の配列と異なり、第2電極23の
平面形状が非線対称で構成される。つまり、X方向に配
列された複数個のメモリセルMCの夫々の容量素子Cの
第2電極23の配列に対して、Y方向に隣接する次段の
X方向に配列された複数個のメモリセルMCの容量素子
Cは、前記前段の第2電極23と同様に、第2電極23
の平面形状をX方向に線対称で構成するとともに、第2
電極23の平面形状が前記前段のメモリセルMCの配列
に対して1個のメモリセルMC分(1メモリセルピッチ
分)だけX方向にずらして構成される。メモリセルアレ
イMAYにおいて、前述のメモリセルMCの容量素子C
の第2電極23(及び導電層23)の配列は、後述する
が、主に第2電極23の上層に形成される電源電圧線
(Vcc:26P)及び負荷用MISFETQpの平面形
状がY方向に対して非線対称で構成されるので、これに
律則され非線対称で構成される。In the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY, the capacitance elements C of the memory cells MC arranged in the X direction are relative to the X1-X3 axis or the X2-X4 axis shown in FIGS. 7 and 8B. The second electrode 2
The planar shape of 3 (and the conductive layer 23) is axisymmetric. The capacitive elements C of the memory cells MC arranged in the Y direction are the same as the above-mentioned drive MISFET Qd and transfer MI.
Unlike the line-symmetrical arrangement of the SFETs Qt, the planar shape of the second electrode 23 is non-line-symmetrical. That is, with respect to the arrangement of the second electrodes 23 of the respective capacitive elements C of the plurality of memory cells MC arranged in the X direction, the plurality of memory cells arranged in the X direction of the next stage adjacent in the Y direction. The capacitive element C of the MC has the same structure as the second electrode 23 of the preceding stage.
The plane shape of the is linearly symmetric in the X direction, and the second
The planar shape of the electrode 23 is formed by shifting in the X direction by one memory cell MC (one memory cell pitch) with respect to the array of the memory cells MC in the preceding stage. In the memory cell array MAY, the capacitive element C of the aforementioned memory cell MC
The arrangement of the second electrodes 23 (and the conductive layers 23) will be described later. The plane shape of the power supply voltage line (Vcc: 26P) and the load MISFET Qp formed mainly on the upper layer of the second electrode 23 is in the Y direction. On the other hand, it is composed of non-line symmetry, so it is composed of non-line symmetry.
【0160】前記メモリセルMCの2個の負荷用MIS
FETQp1、Qp2の夫々は、図6、図7及び図8
(B)に示すように、駆動用MISFETQdの領域上
に構成される。負荷用MISFETQp1は駆動用MI
SFETQd2の領域上に構成され、負荷用MISFE
TQp2は駆動用MISFETQd1上に構成される。
この負荷用MISFETQpは所謂SOI構造(又はT
FT構造)で構成される。負荷用MISFETQp1、
Qp2の夫々は駆動用MISFETQd1、Qd2の夫
々のゲート長方向と一致する方向にゲート長方向をほぼ
直交させ配置される。この負荷用MISFETQp1、
Qp2の夫々は、主にn型チャネル形成領域26N、ゲ
ート絶縁膜24、24G、ゲート電極23、ソース領域
26P及びドレイン領域26Pで構成される。Two load MISs of the memory cell MC
Each of the FETs Qp1 and Qp2 is shown in FIG. 6, FIG. 7 and FIG.
As shown in (B), it is formed on the region of the driving MISFET Qd. The load MISFET Qp1 is a drive MI.
It is formed on the area of the SFET Qd2 and has a load MISFE.
The TQp2 is formed on the driving MISFET Qd1.
This load MISFET Qp has a so-called SOI structure (or T
FT structure). MISFET Qp1 for load,
Each of Qp2 is arranged so that the gate length direction thereof is substantially orthogonal to the direction in which the gate length direction of each of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 coincides. This load MISFET Qp1,
Each of Qp2 is mainly composed of an n-type channel forming region 26N, gate insulating films 24 and 24G, a gate electrode 23, a source region 26P and a drain region 26P.
【0161】前記ゲート電極23は前記容量素子Cの第
2電極(第3層目のゲート材形成工程で形成される多結
晶珪素膜)23で構成される。つまり、駆動用MISF
ETQd1の領域に配置された一方の容量素子Cの第2
電極23は負荷用MISFETQp2のゲート電極23
を構成する。駆動用MISFETQd2の領域に配置さ
れた他方の容量素子Cの第2電極23は負荷用MISF
ETQp1のゲート電極23を構成する。The gate electrode 23 is composed of the second electrode (polycrystalline silicon film formed in the third layer gate material forming step) 23 of the capacitive element C. That is, the drive MISF
The second of the one capacitive element C arranged in the region of ETQd1
The electrode 23 is the gate electrode 23 of the load MISFET Qp2.
Make up. The second electrode 23 of the other capacitive element C arranged in the region of the driving MISFET Qd2 is the load MISF.
The gate electrode 23 of ETQp1 is formed.
【0162】前記図12に示すように、負荷用MISF
ETQpのゲート電極23(導電層23、中間導電層2
3のいずれも含む)は、パターンニング後にゲート電極
23の膜厚の一部を表面から酸化(若しくは窒化)し、
表面の角部(ゲート電極23の表面の上面とパターンニ
ングされた表面の側面との間の角部、図12中、符号2
3Cを付けて示す部分)23Cの断面形状が鋭い突出し
た形状からまるみをおびた断面形状に緩和される。ゲー
ト電極23の表面の酸化は、1〜3〔nm〕の膜厚を有
する自然酸化珪素膜が形成される程度では充分な断面形
状の改善がなされないので、ゲート電極23の表面上に
自然酸化珪素膜の膜厚に比べて厚い膜厚となる酸化珪素
膜が形成できる程度に行われる。また、ゲート電極23
は導体領域として残存させる必要があるので、ゲート電
極23の表面からの酸化はゲート電極23の膜厚の一部
に限られる。つまり、ゲート電極23の表面の酸化は、
自然酸化珪素膜の膜厚以上の膜厚の酸化珪素膜が形成で
きる程度において行われ、しかもゲート電極23の膜厚
の一部に限られる。本実施例のSRAMにおいては、ゲ
ート電極23の表面に5〜15〔nm〕程度の膜厚を有
する酸化珪素膜が形成できる酸化が行われる。As shown in FIG. 12, the load MISF is used.
ETQp gate electrode 23 (conductive layer 23, intermediate conductive layer 2
(Including all 3), a part of the film thickness of the gate electrode 23 is oxidized (or nitrided) from the surface after patterning,
Corner of the surface (corner between the upper surface of the surface of the gate electrode 23 and the side surface of the patterned surface, reference numeral 2 in FIG. 12)
The cross-sectional shape of the portion 23C (shown with 3C) is relaxed from a sharp projecting shape to a rounded cross-sectional shape. Since the oxidation of the surface of the gate electrode 23 does not sufficiently improve the cross-sectional shape to the extent that a native silicon oxide film having a film thickness of 1 to 3 [nm] is formed, the surface of the gate electrode 23 is naturally oxidized. It is performed to such an extent that a silicon oxide film having a thickness larger than that of the silicon film can be formed. In addition, the gate electrode 23
Is necessary to remain as a conductor region, the oxidation from the surface of the gate electrode 23 is limited to a part of the film thickness of the gate electrode 23. That is, the oxidation of the surface of the gate electrode 23 is
It is performed to the extent that a silicon oxide film having a film thickness equal to or larger than that of the natural silicon oxide film can be formed, and is limited to a part of the film thickness of the gate electrode 23. In the SRAM of this embodiment, oxidation is performed so that a silicon oxide film having a film thickness of about 5 to 15 [nm] can be formed on the surface of the gate electrode 23.
【0163】同図12に示すように、負荷用MISFE
TQpのゲート電極23は、駆動用MISFETQdの
ゲート電極7上、このゲート電極7上に比べて高い位置
を有するワード線13上、基準電圧線(Vss)13上
等、p- 型ウエル領域2Mの主面からの高さが異なる領
域にわたって配置される。ゲート電極23の端部が下地
形状の段差の領域に位置する場合には、ゲート電極23
のパターンニングが微細加工を目的として異方性エッチ
ングで行われるので、ゲート電極23の表面の角部23
Cの断面形状が鋭角をもつ鋭い突出した形状を有する断
面形状で形成される。したがって、前述のゲート電極2
3の表面の膜厚の一部の酸化に基づく、ゲート電極23
の表面の角部23Cの断面形状の改善は特にSOI構造
で構成される負荷用MISFETQpを有するSRAM
において有効である。As shown in FIG. 12, the load MISFE is used.
The gate electrode 23 of TQp is on the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd, on the word line 13 having a higher position than the gate electrode 7, on the reference voltage line (Vss) 13, and in the p-type well region 2M. They are arranged over regions having different heights from the main surface. When the end portion of the gate electrode 23 is located in the stepped region of the base shape, the gate electrode 23
Patterning is performed by anisotropic etching for the purpose of microfabrication, the corner portion 23 of the surface of the gate electrode 23
The cross-sectional shape of C is formed to have a sharp protruding shape with an acute angle. Therefore, the above-mentioned gate electrode 2
Of the gate electrode 23 based on the oxidation of part of the film thickness of the surface of No. 3
The improvement of the cross-sectional shape of the corner portion 23C of the surface of the SRAM is particularly the SRAM having the load MISFET Qp having the SOI structure.
Is effective in.
【0164】このゲート電極23の表面の角部23Cの
断面形状の改善は、この角部23Cの領域での電界集中
を低減でき、又この角部23Cに沿って形成されるゲー
ト絶縁膜24の膜質を向上でき、結果として、ゲート絶
縁膜24の絶縁耐圧の向上が図れる。The improvement of the cross-sectional shape of the corner portion 23C on the surface of the gate electrode 23 can reduce the electric field concentration in the area of the corner portion 23C, and the gate insulating film 24 formed along the corner portion 23C. The film quality can be improved, and as a result, the withstand voltage of the gate insulating film 24 can be improved.
【0165】前記ゲート電極23(同様に、導電層2
3、中間導電層23の夫々も含む)の表面の側面にはサ
イドウォールスペーサ24Sが構成される。サイドウォ
ールスペーサ24Sは、例えばCVD法で酸化珪素膜を
堆積し、この堆積された膜厚に相当する分、前記酸化珪
素膜に異方性エッチングを施し、ゲート電極23の側面
にのみ形成される。このサイドウォールスペーサ24S
は、前述のゲート電極23の表面の角部23Cの断面形
状の改善が図れるので、前述と同様に、ゲート絶縁膜2
4の絶縁耐圧を向上できる。The gate electrode 23 (similarly to the conductive layer 2
3, a side wall spacer 24S is formed on the side surface of the surface of each of the intermediate conductive layers 23). The sidewall spacer 24S is formed only on the side surface of the gate electrode 23 by depositing a silicon oxide film by, for example, a CVD method, and anisotropically etching the silicon oxide film by an amount corresponding to the deposited film thickness. .. This sidewall spacer 24S
Can improve the cross-sectional shape of the corner portion 23C on the surface of the gate electrode 23 described above.
The withstand voltage of 4 can be improved.
【0166】前記ゲート絶縁膜24は、本実施例のSR
AMの負荷用MISFETQpにおいて、ゲート電極2
3の表面から自然酸化珪素膜(図示しない)、酸化珪素
膜24G、酸化珪素膜24Fの夫々を順次積層した3層
構造で構成される。ゲート絶縁膜24の下層の自然酸化
珪素膜は、SRAMの製造プロセスにおいて、ゲート電
極23である多結晶珪素膜の堆積工程からゲート絶縁膜
24の上層の酸化珪素膜24Fを形成する工程までが同
一真空系内で行われる場合は排除できるが、途中に大気
中への開放がある場合にはほぼ確実に形成される。自然
酸化珪素膜は前述のように非常に薄い膜厚で形成され
る。中間層の酸化珪素膜24Gは前述のゲート電極23
の表面の角部23Cの断面形状を改善する目的において
前述の膜厚で形成される。上層の酸化珪素膜24Fは、
CVD法で堆積した酸化珪素膜で形成され、例えば50
〜70〔nm〕程度の膜厚で形成される。The gate insulating film 24 is the SR of this embodiment.
In the load MISFET Qp of AM, the gate electrode 2
3 has a three-layer structure in which a natural silicon oxide film (not shown), a silicon oxide film 24G, and a silicon oxide film 24F are sequentially laminated from the surface of No. 3. The natural silicon oxide film below the gate insulating film 24 is the same in the SRAM manufacturing process from the step of depositing the polycrystalline silicon film that is the gate electrode 23 to the step of forming the silicon oxide film 24F above the gate insulating film 24. It can be eliminated if it is carried out in a vacuum system, but it is almost certainly formed if there is an opening to the atmosphere in the middle. The natural silicon oxide film is formed with a very thin film thickness as described above. The intermediate silicon oxide film 24G is the gate electrode 23 described above.
For the purpose of improving the cross-sectional shape of the corner portion 23C on the surface of, the above-mentioned film thickness is formed. The upper silicon oxide film 24F is
It is formed of a silicon oxide film deposited by the CVD method, for example, 50
It is formed with a film thickness of about 70 [nm].
【0167】なお、前記ゲート絶縁膜24は、中間層の
酸化珪素膜24Gに変えて、窒化珪素膜を使用してもよ
い。つまり、この場合、前述のゲート電極23の表面の
角部23Cの断面形状の改善は窒化により行われる。ま
た、ゲート絶縁膜24は、中間層の酸化珪素膜24Gを
除去した後に、この除去された領域にCVD法で酸化珪
素膜24Fを堆積し、この酸化珪素膜24Fを主体とし
て構成してもよい。この場合、自然酸化珪素膜の膜厚は
非常に薄く、酸化珪素膜24Fの膜厚でゲート絶縁膜2
4の全体の膜厚がほぼ決定され、しかも酸化珪素膜24
Fは下地のゲート電極(多結晶珪素膜)23の結晶粒に
影響されずに均一な膜厚で形成できるので、ゲート絶縁
膜24の膜厚の制御性は極めて高い。As the gate insulating film 24, a silicon nitride film may be used instead of the intermediate silicon oxide film 24G. That is, in this case, the improvement of the cross-sectional shape of the corner portion 23C on the surface of the gate electrode 23 is performed by nitriding. Further, the gate insulating film 24 may be mainly composed of the silicon oxide film 24F by removing the intermediate silicon oxide film 24G and then depositing the silicon oxide film 24F by the CVD method in the removed region. . In this case, the natural silicon oxide film is very thin, and the gate insulating film 2 has the same thickness as the silicon oxide film 24F.
4 is almost determined, and the silicon oxide film 24
Since F can be formed with a uniform film thickness without being affected by the crystal grains of the underlying gate electrode (polycrystalline silicon film) 23, the controllability of the film thickness of the gate insulating film 24 is extremely high.
【0168】n型チャネル形成領域26Nは前記ゲート
電極23上にゲート絶縁膜24を介して構成される。n
型チャネル形成領域26Nはそのゲート長方向を駆動用
MISFETQdのゲート幅方向と一致する方向にほぼ
一致させ配置される。n型チャネル形成領域26Nは、
第4層目のゲート材形成工程で形成され、例えば多結晶
珪素膜で構成される。多結晶珪素膜には負荷用MISF
ETQpのしきい値電圧をエンハンスメント型に設定す
るn型不純物(例えばP)が導入される。負荷用MIS
FETQpは、動作時(ON動作時)、情報蓄積ノード
に電源電圧Vccを充分に供給でき、情報を安定に保持で
きる。また、負荷用MISFETQpは、非動作時(O
FF動作時)、情報蓄積ノードへの電源電圧Vccの供給
をほぼ確実に遮断できるので、スタンバイ電流量が低減
でき、低消費電力化が図れる。この点、負荷用MISF
ETQpは負荷用高抵抗素子に比べて異なる(負荷用高
抵抗素子は常時微小電流が流れる)。The n-type channel forming region 26N is formed on the gate electrode 23 with the gate insulating film 24 interposed therebetween. n
The type channel formation region 26N is arranged so that its gate length direction substantially coincides with the direction in which it coincides with the gate width direction of the driving MISFET Qd. The n-type channel formation region 26N is
It is formed in the gate material forming step of the fourth layer and is made of, for example, a polycrystalline silicon film. MISF for load is used for the polycrystalline silicon film.
An n-type impurity (for example, P) that sets the threshold voltage of ETQp to the enhancement type is introduced. MIS for load
The FET Qp can sufficiently supply the power supply voltage Vcc to the information storage node during operation (ON operation), and can stably hold information. In addition, the load MISFET Qp is
During the FF operation), since the supply of the power supply voltage Vcc to the information storage node can be cut off almost certainly, the standby current amount can be reduced and the power consumption can be reduced. This point, MISF for load
ETQp is different from that of the high resistance element for load (a minute current always flows through the high resistance element for load).
【0169】前記ソース領域26Pは前記n型チャネル
形成領域26Nの一端側(ソース領域側)に一体に構成
されかつ同一導電層で形成されたp型導電層(26P)
で構成される。つまり、ソース領域(p型導電層)26
Pは第4層目のゲート材形成工程で形成された多結晶珪
素膜で形成され、多結晶珪素膜にはp型不純物(例えば
BF2 )が導入される。ソース領域26Pは、図8
(B)に符号26Pを付けて一点鎖線で囲まれた領域内
において構成される(一部は電源電圧線26Pとして構
成される)。前記ドレイン領域26Pは、n型チャネル
形成領域26Nの他端側(ドレイン側)に一体に構成さ
れ、ソース領域26Pと同様に、同一導電層で形成され
たp型導電層(26P)で構成される。ドレイン領域2
6Pは符号26Pを付けて一点鎖線で囲まれた領域内に
おいて構成される。つまり、後述する製造プロセスにお
いては、一点鎖線で囲まれた領域26P内に、ソース領
域及びドレイン領域26Pを形成するp型不純物が導入
され、それ以外の領域はn型チャネル形成領域26Nと
して構成される。The source region 26P is a p-type conductive layer (26P) integrally formed on one end side (source region side) of the n-type channel forming region 26N and formed of the same conductive layer.
Composed of. That is, the source region (p-type conductive layer) 26
P is formed of a polycrystalline silicon film formed in the fourth layer gate material forming step, and a p-type impurity (for example, BF 2 ) is introduced into the polycrystalline silicon film. The source region 26P is shown in FIG.
It is configured in a region surrounded by an alternate long and short dash line with reference numeral 26P attached to (B) (a part is configured as a power supply voltage line 26P). The drain region 26P is integrally formed on the other end side (drain side) of the n-type channel forming region 26N, and like the source region 26P, is formed of a p-type conductive layer (26P) formed of the same conductive layer. It Drain region 2
6P is formed in a region surrounded by a chain line with reference numeral 26P. That is, in the manufacturing process described later, the p-type impurity forming the source region and the drain region 26P is introduced into the region 26P surrounded by the alternate long and short dash line, and the other region is formed as the n-type channel forming region 26N. It
【0170】前記負荷用MISFETQp1のドレイン
領域26Pは、転送用MISFETQt1の一方の半導
体領域、駆動用MISFETQd1のドレイン領域及び
駆動用MISFETQd2のゲート電極7に接続され
る。同様に、負荷用MISFETQp2のドレイン領域
26Pは、転送用MISFETQt2の一方の半導体領
域、駆動用MISFETQd2のドレイン領域及び駆動
用MISFETQd1のゲート電極7に接続される。こ
れらの接続は前記導電層23を介して行われる。The drain region 26P of the load MISFET Qp1 is connected to one semiconductor region of the transfer MISFET Qt1, the drain region of the drive MISFET Qd1 and the gate electrode 7 of the drive MISFET Qd2. Similarly, the drain region 26P of the load MISFET Qp2 is connected to one semiconductor region of the transfer MISFET Qt2, the drain region of the drive MISFET Qd2, and the gate electrode 7 of the drive MISFET Qd1. These connections are made through the conductive layer 23.
【0171】また、負荷用MISFETQpのドレイン
領域26Pはn型チャネル形成領域26Nを介してゲー
ト電極23から離隔される。換言すれば、負荷用MIS
FETQpはゲート電極23とドレイン領域26Pとが
重なりを持たずに離隔される。つまり、負荷用MISF
ETQpのドレイン領域26P側はオフセット構造で構
成される。このオフセット構造の負荷用MISFETQ
pはn型チャネル形成領域26N−ドレイン領域26P
間のブレークダウン耐圧を向上できる。すなわち、この
オフセット構造は、ドレイン領域26Pとゲート電極2
3によってチャージが誘起されるn型チャネル形成領域
26Nとを離隔することによって、ドレイン領域26P
とn型チャネル形成領域26Nとのpn接合部のブレー
クダウン耐圧を向上できる。本実施例の場合、負荷用M
ISFETQpは 約0.6〔μm〕又はそれ以上の寸法
のオフセット寸法(離隔寸法)で構成される。The drain region 26P of the load MISFET Qp is separated from the gate electrode 23 via the n-type channel forming region 26N. In other words, the load MIS
In the FET Qp, the gate electrode 23 and the drain region 26P are separated without overlapping. That is, the load MISF
The drain region 26P side of ETQp has an offset structure. Load MISFETQ with this offset structure
p is an n-type channel forming region 26N−drain region 26P
The breakdown withstand voltage can be improved. That is, this offset structure has the drain region 26P and the gate electrode 2
3 is separated from the n-type channel forming region 26N in which the charge is induced by the drain region 26P.
The breakdown voltage of the pn junction between the n-type channel forming region 26N and the n-type channel forming region 26N can be improved. In the case of this embodiment, the load M
The ISFET Qp is composed of an offset dimension (separation dimension) of about 0.6 [μm] or more.
【0172】前記導電層23は前述のように容量素子C
の第2電極23を引き出して構成される(第3層目のゲ
ート材形成工程で形成された多結晶珪素膜)。導電層2
3は負荷用MISFETQpのゲート電極23と同一導
電層で形成される。この導電層23は層間絶縁膜24に
形成された接続孔25を通して上層の負荷用MISFE
TQpのp型ドレイン領域26Pに接続される。また、
前述のように、導電層23は接続孔22を通して転送用
MISFETQtの一方の半導体領域(18)、駆動用
MISFETQdのドレイン領域(11)及びゲート電
極7に接続される。このように構成される導電層23
は、導電層23の膜厚、及び導電層23の上側の接続孔
25の位置と下側の接続孔22の位置との間の寸法に相
当する分、負荷用MISFETQpのドレイン領域26
Pの他端側、転送用MISFETQtの一方の半導体領
域(18)及び駆動用MISFETQdのドレイン領域
(11)の夫々の間を離隔できる。導電層23はn型不
純物が導入された多結晶珪素膜で形成されるので、前記
p型ドレイン領域26Pを形成するp型不純物の前記一
方の半導体領域(18)、ドレイン領域(11)の夫々への
拡散距離を導電層23で増加できる。つまり、導電層2
3は、転送用MISFETQt、駆動用MISFETQ
dの夫々のチャネル形成領域に、負荷用MISFETQ
pのドレイン領域26Pのp型不純物が拡散されること
を低減し、転送用MISFETQt、駆動用MISFE
TQdの夫々のしきい値電圧の変動を防止できる。前記
導電層23は、負荷用MISFETQpのゲート電極2
3、容量素子Cの第2電極23の夫々と同一導電層(同
一製造工程)で形成されるので、構造上導電層数を低減
でき、又、製造プロセスの製造工程数を削減できる。As described above, the conductive layer 23 is the capacitive element C.
Of the second electrode 23 (polycrystalline silicon film formed in the third layer gate material forming step). Conductive layer 2
3 is formed of the same conductive layer as the gate electrode 23 of the load MISFET Qp. The conductive layer 23 passes through a connection hole 25 formed in the interlayer insulating film 24 and is used as an upper load MISFE.
It is connected to the p-type drain region 26P of TQp. Also,
As described above, the conductive layer 23 is connected to the one semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt, the drain region (11) of the driving MISFET Qd, and the gate electrode 7 through the connection hole 22. Conductive layer 23 configured in this way
Corresponds to the film thickness of the conductive layer 23 and the dimension between the position of the connection hole 25 on the upper side of the conductive layer 23 and the position of the connection hole 22 on the lower side of the conductive layer 23, and is the drain region 26 of the load MISFET Qp.
The other end of P, the one semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt, and the drain region (11) of the driving MISFET Qd can be separated from each other. Since the conductive layer 23 is formed of a polycrystalline silicon film into which an n-type impurity is introduced, each of the one semiconductor region (18) and the drain region (11) of the p-type impurities forming the p-type drain region 26P is formed. The diffusion distance to the conductive layer 23 can be increased. That is, the conductive layer 2
3 is a transfer MISFETQt, a drive MISFETQ
In each channel formation region of d, the load MISFETQ
The diffusion of p-type impurities in the p drain region 26P is reduced, and the transfer MISFET Qt and the drive MISFE are reduced.
It is possible to prevent the variation of each threshold voltage of TQd. The conductive layer 23 is the gate electrode 2 of the load MISFET Qp.
3. Since the second electrode 23 of the capacitive element C is formed of the same conductive layer (the same manufacturing process), the number of conductive layers can be structurally reduced, and the number of manufacturing steps in the manufacturing process can be reduced.
【0173】図6、図7及び図8(B)に示すように、
前記負荷用MISFETQpのソース領域(p型導電層
26P)には電源電圧線(Vcc)26Pが接続される。
電源電圧線26Pは前記ソース領域であるp型導電層2
6Pと一体に構成されかつ同一導電層で構成される。つ
まり、電源電圧線26Pは第4層目のゲート材形成工程
で形成された多結晶珪素膜で形成され、この多結晶珪素
膜には抵抗値を低減するp型不純物(例えばBF2 )が
導入される。As shown in FIGS. 6, 7 and 8B,
A power supply voltage line (Vcc) 26P is connected to the source region (p-type conductive layer 26P) of the load MISFET Qp.
The power supply voltage line 26P is the p-type conductive layer 2 which is the source region.
6P and the same conductive layer. That is, the power supply voltage line 26P is formed of the polycrystalline silicon film formed in the fourth layer gate material forming step, and p-type impurities (for example, BF 2 ) for reducing the resistance value are introduced into this polycrystalline silicon film. To be done.
【0174】前記電源電圧線(Vcc)26Pはメモリセ
ルMC内に2本配置される。この2本の電源電圧線26
Pは、メモリセルアレイMAY又はサブメモリセルアレ
イSMAYにおいて、互いに離隔しかつ同一のX方向に
ほぼ平行に延在する。メモリセルMCに配置される一方
の電源電圧線26Pは、負荷用MISFETQp2のソ
ース領域と一体に構成され、第1ワード線(WL1)1
3上をその延在方向と一致する方向に沿って延在する。
他方の電源電圧線26Pは、負荷用MISFETQp1
のソース領域と一体に構成され、第2ワード線(WL
2)13上をその延在方向と一致する方向に沿って延在
する。Two power supply voltage lines (Vcc) 26P are arranged in the memory cell MC. These two power supply voltage lines 26
In the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY, Ps are separated from each other and extend substantially parallel to the same X direction. One power supply voltage line 26P arranged in the memory cell MC is formed integrally with the source region of the load MISFET Qp2, and the first word line (WL1) 1
3 extends along a direction coinciding with the extending direction.
The other power supply voltage line 26P is connected to the load MISFET Qp1.
Of the second word line (WL
2) Extend on 13 along a direction coinciding with the extending direction.
【0175】前記図7及び図8(B)に示すように、メ
モリセルMCにおいて、一方の電源電圧線26PはX方
向に延在するとともに、転送用MISFETQt1の他
方の半導体領域(18)と相補性データ線DLの第1デ
ータ線(DL1:33)との接続部分(後述する中間導
電層29)をY方向に迂回する。つまり、一方の電源電
圧線26Pは、メモリセルMCの負荷用MISFETQ
p1と前記接続部分との間を通過せず、この接続部分と
Y方向に隣接する(図8(B)中、上側に配置された)
他のメモリセルMCの負荷用MISFETQp1との間
を通過し迂回する。また、一方の電源電圧線26Pは前
記Y方向に隣接する(図8(B)中、上側に配置され
た)他のメモリセルMCの一方の電源電圧線26Pと兼
用される。他方の電源電圧線26Pは、同様に、X方向
に延在するとともに、転送用MISFETQt2の他方
の半導体領域(18)と相補性データ線DLの第2デー
タ線(DL2:33)との接続部分(後述する中間導電
層29)をY方向に迂回する。他方の電源電圧線26P
はメモリセルMCの負荷用MISFETQp2と前記接
続部分との間を迂回し、この接続部分とY方向に隣接す
る(図8(B)中、下側に配置された)他のメモリセル
MCの負荷用MISFETQp2との間は通過しない。
また、同様に他方の電源電圧線26Pは前記Y方向に隣
接する(図8(B)中、下側に配置された)他のメモリ
セルMCの他方の電源電圧線26Pと兼用される。つま
り、1個のメモリセルMCには2本の電源電圧線26P
が配置されるが、この2本の電源電圧線26Pの夫々は
Y方向の上下に隣接する他のメモリセルMCの夫々の電
源電圧線26Pと兼用されるので、1個のメモリセルM
Cには実質的に1本の電源電圧線26Pが配置されるこ
とになる。As shown in FIGS. 7 and 8B, in the memory cell MC, one power supply voltage line 26P extends in the X direction and is complementary to the other semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt1. The connection portion (intermediate conductive layer 29 described later) of the sex data line DL with the first data line (DL1: 33) is detoured in the Y direction. That is, one power supply voltage line 26P is connected to the load MISFETQ of the memory cell MC.
It does not pass between p1 and the connecting portion and is adjacent to this connecting portion in the Y direction (arranged on the upper side in FIG. 8B).
It passes between the other memory cell MC and the load MISFET Qp1 to bypass the memory cell MC. Further, one power supply voltage line 26P is also used as one power supply voltage line 26P of another memory cell MC adjacent in the Y direction (arranged on the upper side in FIG. 8B). Similarly, the other power supply voltage line 26P extends in the X direction and is a connection portion between the other semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt2 and the second data line (DL2: 33) of the complementary data line DL. (Intermediate conductive layer 29 described later) is detoured in the Y direction. The other power supply voltage line 26P
Is a load of another memory cell MC that bypasses between the load MISFET Qp2 of the memory cell MC and the connecting portion and is adjacent to this connecting portion in the Y direction (arranged on the lower side in FIG. 8B). It does not pass between the MISFET Qp2 for use.
Similarly, the other power supply voltage line 26P is also used as the other power supply voltage line 26P of another memory cell MC adjacent to the Y direction (arranged on the lower side in FIG. 8B). That is, one memory cell MC has two power supply voltage lines 26P.
However, since each of the two power supply voltage lines 26P also serves as the power supply voltage line 26P of another memory cell MC that is vertically adjacent in the Y direction, one memory cell M
In C, substantially one power supply voltage line 26P is arranged.
【0176】前記メモリセルMCに配置された2本の電
源電圧線26Pは、前記メモリセルアレイMAY又はサ
ブメモリセルアレイSMAYにおいて、図8(B)に示
すX1−X3軸又はX2−X4軸に対して、平面形状が
X方向に線対称で構成される。また、メモリセルMCに
配置された2本の電源電圧線26Pは、前述の駆動用M
ISFETQd及び転送用MISFETQtの線対称の
配列と異なり、かつ容量素子Cの第2電極23の配列と
同様に、平面形状がY方向に非線対称で構成される。つ
まり、X方向に配列された複数個のメモリセルMCを延
在する電源電圧線26Pの平面形状に対して、Y方向に
隣接する次段のX方向に配列されたメモリセルMCを延
在する電源電圧線26Pは、前記前段のメモリセルMC
を延在する電源電圧線26Pと同様にX方向に線対称で
構成されるとともに、前記前段のメモリセルMCを延在
する電源電圧線26Pに対して1個のメモリセルMC分
(1メモリセルピッチ)だけ列方向にずらして構成され
る。メモリセルアレイMAY又はサブメモリセルアレイ
SMAYにおいて、電源電圧線26Pの転送用MISF
ETQtの他方の半導体領域と相補性データ線DLとの
接続部分(中間導電層29)の迂回は同一Y方向である
上側ですべて行われる。The two power supply voltage lines 26P arranged in the memory cells MC correspond to the X1-X3 axis or the X2-X4 axis shown in FIG. 8B in the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY. , The plane shape is line-symmetric in the X direction. Further, the two power supply voltage lines 26P arranged in the memory cell MC are
Different from the line-symmetrical arrangement of the ISFET Qd and the transfer MISFET Qt, and like the arrangement of the second electrode 23 of the capacitive element C, the planar shape is configured to be non-axisymmetric in the Y direction. That is, with respect to the planar shape of the power supply voltage line 26P extending the plurality of memory cells MC arranged in the X direction, the memory cells MC arranged in the X direction of the next stage adjacent in the Y direction are extended. The power supply voltage line 26P is the memory cell MC of the preceding stage.
Of the power supply voltage line 26P extending in the same manner as the power supply voltage line 26P extending in the X direction, and one memory cell MC (1 memory cell Pitch) is shifted in the column direction. In the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMAY, the transfer MISF of the power supply voltage line 26P
The detour of the connection portion (intermediate conductive layer 29) between the other semiconductor region of ETQt and the complementary data line DL is all performed on the upper side in the same Y direction.
【0177】前述のメモリセルMCに配置された容量素
子Cのうち、駆動用MISFETQd1上に配置された
容量素子Cの第2電極23(及び導電層23)は、図8
(B)に示すように、一方の電源電圧線26Pを前記接
続部分(中間導電層29)において、上側の他のメモリ
セルMCへ迂回させ、前記接続部分と負荷用MISFE
TQp1との間の離隔寸法を縮小しているので、この縮
小した寸法に相当する分、メモリセルMCの平面形状が
縮小される。また、メモリセルMCの駆動用MISFE
TQd2上に配置された容量素子Cの第2電極23(及
び導電層23)は、他方の電源電圧線26Pを前記接続
部分(中間導電層29)において、このメモリセルMC
内へ迂回させ、前記接続部分と負荷用MISFETQp
2との間に他方の電源電圧線26Pを通過させるので、
この他方の電源電圧線26Pの通過に相当する分、メモ
リセルMCの平面形状が増大する。つまり、電源電圧線
26Pは、集積度を向上する目的でメモリセルMC上を
必ず延在する(メモリセルMCの占有面積を利用する)
ので、この電源電圧線26PがメモリセルMC上を迂回
する側である、駆動用MISFETQd2上に配置され
た容量素子Cの第2電極23(及び導電層23)の平面
形状を基準にした場合、駆動用MISFETQd1上に
配置された容量素子Cの第2電極23(及び導電層2
3)の平面形状は電源電圧線26PがメモリセルMC上
を迂回しないので縮小される。したがって、メモリセル
MCの容量素子Cの第2電極23(及び導電層23)
は、X方向(X1−X2軸又はX3−X4軸)に線対称
で配置した場合には、駆動用MISFETQd2上に配
置される第2電極23の平面形状ですべての(駆動用M
ISFETQd1上の)第2電極23の平面形状が律則
され、メモリセルMCの占有面積が増大するが、前述の
ように、電源電圧線26PはY方向に非線対称で配置さ
れることにより、駆動用MISFETQd1上の第2電
極23の平面形状が縮小され、この縮小に相当する分、
メモリセルMCの占有面積が縮小できる。The second electrode 23 (and the conductive layer 23) of the capacitive element C arranged on the driving MISFET Qd1 among the capacitive elements C arranged in the memory cell MC described above is as shown in FIG.
As shown in (B), one power supply voltage line 26P is diverted to the other memory cell MC on the upper side in the connection portion (intermediate conductive layer 29), and the connection portion and the load MISFE.
Since the distance from TQp1 is reduced, the planar shape of the memory cell MC is reduced by the amount corresponding to this reduced dimension. In addition, MISFE for driving the memory cell MC
The second electrode 23 (and the conductive layer 23) of the capacitive element C disposed on the TQd2 connects the other power supply voltage line 26P to the memory cell MC at the connection portion (intermediate conductive layer 29).
To the inside, and the connection part and the load MISFET Qp
Since the other power supply voltage line 26P is passed between 2 and
The planar shape of the memory cell MC increases by the amount corresponding to the passage of the other power supply voltage line 26P. That is, the power supply voltage line 26P always extends over the memory cell MC for the purpose of improving the degree of integration (uses the area occupied by the memory cell MC).
Therefore, when the plane shape of the second electrode 23 (and the conductive layer 23) of the capacitive element C arranged on the driving MISFET Qd2, which is the side where the power supply voltage line 26P bypasses the memory cell MC, is used as a reference, The second electrode 23 (and the conductive layer 2) of the capacitive element C arranged on the driving MISFET Qd1.
The plane shape of 3) is reduced because the power supply voltage line 26P does not bypass the memory cell MC. Therefore, the second electrode 23 (and the conductive layer 23) of the capacitive element C of the memory cell MC
Are linearly symmetric in the X direction (X1-X2 axis or X3-X4 axis), all of the (drive M) in the planar shape of the second electrode 23 placed on the drive MISFET Qd2.
Although the planar shape of the second electrode 23 (on the ISFET Qd1) is regulated and the occupied area of the memory cell MC increases, as described above, the power supply voltage line 26P is arranged non-axisymmetrically in the Y direction. The planar shape of the second electrode 23 on the driving MISFET Qd1 is reduced, and an amount corresponding to this reduction is
The area occupied by the memory cell MC can be reduced.
【0178】前記メモリセルMCにおいては、第1層目
の導電層7、第2層目の導電層13、第3層目の導電層
23及び第4層目の導電層26を含む、合計4層の所謂
ゲート材が構成される。図6及び図8(C)(特定の導
電層のパターンを示す平面図)に示すように、メモリセ
ルMCにおいて、第2層目の導電層13は転送用MIS
FETQtのゲート電極13、ワード線13及び基準電
圧線13として構成される。ワード線(その一部にはゲ
ート電極13を含む)13、基準電圧線13の夫々は、
同一導電層であるので、SRAMの製造プロセス上、フ
ォトリソグラフィ技術の最小加工寸法又はそれ以上の寸
法をもって離隔され、夫々、X方向にほぼ平行に延在す
る。メモリセルMCにおいて、第3層目の導電層23は
負荷用MISFETQpのゲート電極23、導電層2
3、中間導電層23及び容量素子Cの第2電極23とし
て構成される。メモリセルMCにおいて、第4層目の導
電層26は負荷用MISFETQpのn型チャネル形成
領域26N、p型ソース領域26P、p型ドレイン領域
26P及び電源電圧線26Pとして構成される。負荷用
MISFETQp1、Qp2の夫々は、ゲート長方向を
Y方向に一致させ、同一導電層であるので、SRAMの
製造プロセス上、フォトリソグラフィ技術の最小加工寸
法又はそれ以上の寸法をもって離隔され、夫々、Y方向
にほぼ平行に延在する。In the memory cell MC, a total of 4 layers including the first conductive layer 7, the second conductive layer 13, the third conductive layer 23, and the fourth conductive layer 26. The so-called gate material of the layer is constituted. As shown in FIGS. 6 and 8C (plan views showing patterns of specific conductive layers), in the memory cell MC, the second conductive layer 13 is the transfer MIS.
It is configured as a gate electrode 13, a word line 13 and a reference voltage line 13 of the FET Qt. Each of the word line (including a gate electrode 13 in a part thereof) 13 and the reference voltage line 13 is
Since they are the same conductive layer, they are separated from each other by the minimum processing dimension of the photolithography technique or more in the manufacturing process of the SRAM, and extend substantially parallel to the X direction. In the memory cell MC, the third conductive layer 23 is the gate electrode 23 of the load MISFET Qp and the conductive layer 2
3, the intermediate conductive layer 23, and the second electrode 23 of the capacitive element C. In the memory cell MC, the fourth conductive layer 26 is configured as the n-type channel forming region 26N, the p-type source region 26P, the p-type drain region 26P and the power supply voltage line 26P of the load MISFET Qp. Since the load MISFETs Qp1 and Qp2 have the same gate length direction in the Y direction and are the same conductive layer, they are separated from each other by a minimum processing dimension of the photolithography technique or a dimension larger than that in the SRAM manufacturing process. It extends substantially parallel to the Y direction.
【0179】このように構成される複数層の導電層1
3、23及び26が積層されるメモリセルMCにおいて
は、前記図8(C)に示すように、下層の第2層目の導
電層13、中間層の第3層目の導電層23の夫々は、別
々の導電層に形成されるので、フォトリソグラフィ技術
の最小加工寸法よりも小さい微細な寸法Lmをもって離
隔することが許容される。換言すれば、メモリセルMC
は、占有面積を縮小し、SRAMの集積度の向上を図る
ことを主目的として、複数層の導電層13、23、26
の夫々を微細な寸法Lmをもって積極的に近接させるこ
とが行われる。ところが、微細な寸法Lmをもって離隔
された第2層目の導電層13と第3層目の導電層23と
の間に、前記微細な寸法Lmの約2分の1よりも薄い膜
厚を有する層間絶縁膜(21)が均一な膜厚で形成され
る(例えばCVD法で堆積される)と、微細な寸法Lm
の領域内において開口寸法が小さくかつ深い溝(断面形
状がクレバス形状になる溝)が発生する。第4層目の導
電層26はCVD法で堆積される多結晶珪素膜で形成さ
れるので、前記溝内に多結晶珪素膜が埋込まれ、第4層
目の導電層26のパターンニングの際のエッチング工程
において除去しきれない。つまり、負荷用MISFET
Qp1、Qp2の夫々は、夫々の間の下層の第2層目の
導電層13と中間層の第3層目の導電層23との間の微
細な寸法Lmの領域に発生した溝にエッチング残りとし
て残存する多結晶珪素膜を通して短絡する。A plurality of conductive layers 1 configured as described above
In the memory cell MC in which 3, 23, and 26 are stacked, as shown in FIG. 8C, the lower second conductive layer 13 and the intermediate third conductive layer 23 are respectively formed. Are formed in separate conductive layers, so that they can be separated with a fine dimension Lm smaller than the minimum processing dimension of the photolithography technique. In other words, the memory cell MC
Has a plurality of conductive layers 13, 23, 26 mainly for the purpose of reducing the occupied area and improving the integration degree of SRAM.
Each of them is positively brought close to each other with a fine dimension Lm. However, between the conductive layer 13 of the second layer and the conductive layer 23 of the third layer, which are separated by the fine dimension Lm, the film thickness is thinner than about one half of the fine dimension Lm. When the interlayer insulating film (21) is formed to have a uniform film thickness (eg, deposited by the CVD method), the fine dimension Lm
In the region (1), a groove having a small opening size and a deep groove (a groove having a crevasse shape in cross section) is generated. Since the fourth conductive layer 26 is formed of a polycrystalline silicon film deposited by the CVD method, the polycrystalline silicon film is buried in the groove, and the fourth conductive layer 26 is patterned. It cannot be completely removed in the etching process. In other words, load MISFET
Each of Qp1 and Qp2 is left unetched in a groove formed in a region of a minute dimension Lm between the second conductive layer 13 of the lower layer and the third conductive layer 23 of the intermediate layer. As a result, a short circuit occurs through the remaining polycrystalline silicon film.
【0180】本実施例のSRAMのメモリセルMCは、
負荷用MISFETQp1、Qp2の夫々の間に発生す
る溝を打ち切ることを主目的として、同図8(C)に符
号OSを付けて示すように、第2層目の導電層13、第
3層目の導電層23の夫々の間に微細な寸法Lmで離隔
される部分が存在する場合は第2層目の導電層13の上
部に第3層目の導電層23の少なくとも一部を重ね合せ
る(図8(C)中、重ね合せた領域は斜線を施して示
す)。図8(C)中、符号NSは、第2層目の導電層1
3、第3層目の導電層23の夫々が微細な寸法Lmをも
って離隔され、エッチング残りが発生する可能性がある
領域を示すが、前記第2層目の導電層13、第3層目の
導電層23の夫々の重ね合せは領域NSを横切る形状
(エッチング残りは一部分に発生するが、このエッチン
グ残りを途中で遮断する形状)で行われる。The memory cell MC of the SRAM of this embodiment is
With the main purpose being to cut off the grooves generated between the load MISFETs Qp1 and Qp2, as shown by the symbol OS in FIG. 8C, the second conductive layer 13 and the third conductive layer 13 are formed. When there is a portion separated by a fine dimension Lm between the respective conductive layers 23, the at least a part of the third conductive layer 23 is superposed on the second conductive layer 13 ( In FIG. 8C, the overlapped region is shown by hatching.) In FIG. 8C, reference numeral NS indicates the second conductive layer 1
3 shows a region where the conductive layer 23 of the third layer is separated from each other with a fine dimension Lm and an etching residue may occur. The conductive layer 13 of the second layer and the conductive layer 23 of the third layer are shown. The respective superpositions of the conductive layers 23 are performed in a shape that crosses the region NS (a shape in which the etching residue is partially generated, but the etching residue is cut off in the middle).
【0181】前記メモリセルMCの転送用MISFET
Qtの他方の半導体領域(18)は、図6及び図7に示
すように、相補性データ線(DL)33に接続される。
メモリセルMCの一方の転送用MISFETQt1は相
補性データ線33の第1データ線(DL1)に接続され
る。他方の転送用MISFETQt2は相補性データ線
33の第2データ線(DL2)に接続される。この転送
用MISFETQtの他方の半導体領域、相補性データ
線33の夫々の接続は、下層側から上層側に向って順次
積層された中間導電層23、29の夫々を介して行われ
る。MISFET for transfer of the memory cell MC
The other semiconductor region (18) of Qt is connected to the complementary data line (DL) 33, as shown in FIGS.
One transfer MISFET Qt1 of the memory cell MC is connected to the first data line (DL1) of the complementary data line 33. The other transfer MISFET Qt2 is connected to the second data line (DL2) of the complementary data line 33. The other semiconductor region of the transfer MISFET Qt and the complementary data line 33 are connected to each other through the intermediate conductive layers 23 and 29 sequentially stacked from the lower layer side toward the upper layer side.
【0182】前記中間導電層23は、図6、図7及び図
8(B)に示すように、層間絶縁膜21上に構成され
る。この中間導電層23の一部は、サイドウォールスペ
ーサ16で規定された領域内において、前記層間絶縁膜
21に形成された接続孔22を通して転送用MISFE
TQtの他方の半導体領域(18)に接続される。前記
接続孔22はサイドウォールスペーサ16で規定される
領域よりも大きい(ゲート電極12側に大きい)開口サ
イズで構成される。前記サイドウォールスペーサ16は
前述のように転送用MISFETQtのゲート電極12
の側壁にそれに対して自己整合で形成される。つまり、
中間導電層23の一部はサイドウォールスペーサ16に
律則された位置にかつそれに対して自己整合で転送用M
ISFETQtの他方の半導体領域に接続される。中間
導電層23の他部は、少なくとも、この中間導電層23
と上層の中間導電層29との製造プロセスのマスク合せ
余裕寸法に相当する分、層間絶縁膜21上に引き出され
る。この中間導電層23は、転送用MISFETQtの
他方の半導体領域、中間導電層23の夫々に製造プロセ
スのマスク合せずれが生じる場合でも、このマスク合せ
ずれを吸収し、転送用MISFETQtの他方の半導体
領域にそれに対して自己整合で中間導電層23を見かけ
上接続できる。The intermediate conductive layer 23 is formed on the interlayer insulating film 21, as shown in FIGS. 6, 7 and 8B. A part of the intermediate conductive layer 23 is transferred through the connection hole 22 formed in the interlayer insulating film 21 in the region defined by the sidewall spacer 16 to transfer MISFE.
It is connected to the other semiconductor region (18) of TQt. The connection hole 22 has an opening size larger than the region defined by the sidewall spacer 16 (larger on the gate electrode 12 side). As described above, the sidewall spacers 16 serve as the gate electrodes 12 of the transfer MISFET Qt.
Formed on the sidewalls of the same in a self-aligned manner. That is,
A part of the intermediate conductive layer 23 is at a position regulated by the sidewall spacer 16 and self-aligned with the position for transfer M.
It is connected to the other semiconductor region of the ISFET Qt. The other part of the intermediate conductive layer 23 is at least the intermediate conductive layer 23.
And an amount corresponding to the mask alignment margin dimension in the manufacturing process of the upper intermediate conductive layer 29 and the upper intermediate conductive layer 29 are drawn onto the interlayer insulating film 21. The intermediate conductive layer 23 absorbs the mask misalignment in the manufacturing process even if the semiconductor misalignment of the transfer MISFET Qt and the intermediate conductive layer 23 occur, and the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt is absorbed. In contrast, the intermediate conductive layer 23 can be apparently connected by self-alignment.
【0183】前記中間導電層23は前記負荷用MISF
ETQpのゲート電極23、容量素子Cの第2電極2
3、導電層23の夫々と同一導電層で構成される。つま
り、第3層目のゲート材形成工程で形成される多結晶珪
素膜で形成され、この多結晶珪素膜には抵抗値を低減す
るn型不純物が導入される。The intermediate conductive layer 23 is the load MISF.
ETQp gate electrode 23, capacitive element C second electrode 2
3 and the conductive layers 23 are formed of the same conductive layer. That is, it is formed of a polycrystalline silicon film formed in the third layer gate material forming step, and an n-type impurity that reduces the resistance value is introduced into this polycrystalline silicon film.
【0184】前記中間導電層29は、図6及び図7に示
すように、層間絶縁膜27上に構成される。中間導電層
29の一端側は層間絶縁膜27に形成された接続孔28
を通して前記中間導電層23に接続される。この中間導
電層23は前述のように転送用MISFETQtの他方
の半導体領域に接続される。中間導電層29の他端側
は、X方向に引き出され、層間絶縁膜30に形成された
接続孔31を通して相補性データ線33に接続される。The intermediate conductive layer 29 is formed on the interlayer insulating film 27, as shown in FIGS. One end of the intermediate conductive layer 29 has a connection hole 28 formed in the interlayer insulating film 27.
Through to the intermediate conductive layer 23. The intermediate conductive layer 23 is connected to the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt as described above. The other end of the intermediate conductive layer 29 is drawn out in the X direction and connected to the complementary data line 33 through a connection hole 31 formed in the interlayer insulating film 30.
【0185】前記転送用MISFETQt1の他方の半
導体領域に一端側が接続される中間導電層29は、転送
用MISFETQt2の他方の半導体領域上をY方向に
延在する相補性データ線33のうちの第1データ線(D
L1)33下までX方向に引き出され、この引き出され
た領域において第1データ線33に接続される。同様
に、転送用MISFETQt2の他方の半導体領域に一
端側が接続される中間導電層29は、転送用MISFE
TQt1の他方の半導体領域上をY方向に延在する相補
性データ線33のうちの第2データ線(DL2)33下
までX方向に引き出され、この引き出された領域におい
て第2データ線33に接続される。つまり、中間導電層
29は、メモリセルMCの転送用MISFETQt1、
Qt2の夫々とそれとX方向において反転位置に延在す
る第1データ線33、第2データ線33の夫々とを接続
する交差配線構造を構成する。The intermediate conductive layer 29 whose one end side is connected to the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt1 is the first of the complementary data lines 33 extending in the Y direction on the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt2. Data line (D
L1) It is led out in the X direction to the bottom of 33, and is connected to the first data line 33 in this pulled out region. Similarly, the intermediate conductive layer 29 whose one end side is connected to the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt2 is formed of the transfer MISFE.
The complementary data lines 33 extending in the Y direction on the other semiconductor region of TQt1 are led out in the X direction down to the second data line (DL2) 33, and in the pulled out region, the second data line 33 Connected. That is, the intermediate conductive layer 29 includes the transfer MISFET Qt1 of the memory cell MC,
A cross wiring structure that connects each of Qt2 and each of the first data line 33 and the second data line 33 extending to the inversion position in the X direction is configured.
【0186】中間導電層29は、その形成方法について
は後述するが、製造プロセスの第1層目の金属材形成工
程で形成された高融点金属膜例えばW膜で形成される。
このW膜は前記多結晶珪素膜、高融点金属珪化膜の夫々
に比べて比抵抗値が小さい。The intermediate conductive layer 29 is formed of a refractory metal film, for example, a W film formed in the metal material forming step of the first layer of the manufacturing process, the forming method of which will be described later.
The W film has a smaller specific resistance value than the polycrystalline silicon film and the refractory metal silicide film.
【0187】この中間導電層29の下地となる層間絶縁
膜27は、図6に示すように、酸化珪素膜27A、BP
SG膜27Bの夫々を順次積層した複合膜で構成され
る。層間絶縁膜27の上層のBPSG膜27Bは、グラ
スフローが施され、表面に平担化処理が施される。As shown in FIG. 6, the interlayer insulating film 27, which is the base of the intermediate conductive layer 29, is made of silicon oxide films 27A and BP.
It is composed of a composite film in which the SG films 27B are sequentially laminated. The BPSG film 27B, which is the upper layer of the interlayer insulating film 27, is subjected to glass flow, and the surface is subjected to flattening processing.
【0188】前記層間絶縁膜30は、図6に示すよう
に、堆積型の酸化珪素膜30A、塗布型の酸化珪素膜3
0B、堆積型の酸化珪素膜30Cの夫々を順次積層した
3層の積層構造で構成される。下層の酸化珪素膜30
A、上層の酸化珪素膜30Cの夫々は、後述するが、テ
トラエソキシシラン(TEOS:Tetra Ethoxy Silan
e)ガスをソースガスとするプラズマCVD法で堆積さ
れる。下層の酸化珪素膜30Aは、下地の段差形状に沿
って均一な膜厚で堆積され、特に下地の段差形状の凹部
分において、この凹部分の上側でのオーバーハング形状
が発生しずらい。つまり、下層の酸化珪素膜30Aは前
記オーバーハング形状に基づく巣の発生を低減できる。
中間層の酸化珪素膜30Bは、スピンオングラス(Spi
n On Glass)法で塗布され、ベーク処理が施された
後、全面エッチング(エッチバック)される。この中間
層の酸化珪素膜30Bは、下層の酸化珪素膜30Aの表
面の段差形状部分に集中的に形成され(残存し)、層間
絶縁膜30の表面の平担化を図れる。中間層の酸化珪素
膜30Bは、基本的に前述の中間導電層29と相補性デ
ータ線33とを接続する接続孔31の領域を除く、下層
の酸化珪素膜30Aの表面上の段差部分に形成される。
つまり、中間層の酸化珪素膜30Bが含有する水分に基
づく、相補性データ線(アルミニウム合金)33の腐食
が防止できる。上層の酸化珪素膜30Cは、中間層であ
る酸化珪素膜30Bの表面を被覆し、この酸化珪素膜3
0Bの膜質の劣化を防止できる。As shown in FIG. 6, the interlayer insulating film 30 is composed of a deposition type silicon oxide film 30A and a coating type silicon oxide film 3.
0B and the deposition type silicon oxide film 30C are sequentially laminated, and each layer has a three-layer laminated structure. Lower silicon oxide film 30
A, Each of the upper layer of the silicon oxide film 30C, as described later, tetra lizard silane (TEOS: T etra E thoxy S ilan
e) It is deposited by a plasma CVD method using a gas as a source gas. The lower silicon oxide film 30A is deposited with a uniform film thickness along the stepped shape of the base, and particularly in the recessed part of the stepped shape of the base, the overhang shape above the recessed portion is unlikely to occur. That is, the lower silicon oxide film 30A can reduce the generation of cavities due to the overhang shape.
The intermediate silicon oxide film 30B is formed on the spin-on-glass ( S pi
coated with n O n G lass) method, after the baking process is performed, it is entirely etched (etch back). The intermediate silicon oxide film 30B is intensively formed (remains) on the step-shaped portion of the surface of the lower silicon oxide film 30A, and the surface of the interlayer insulating film 30 can be flattened. The intermediate silicon oxide film 30B is basically formed on the stepped portion on the surface of the lower silicon oxide film 30A except the region of the connection hole 31 which connects the intermediate conductive layer 29 and the complementary data line 33. To be done.
That is, it is possible to prevent the complementary data line (aluminum alloy) 33 from being corroded due to the moisture contained in the intermediate silicon oxide film 30B. The upper silicon oxide film 30C covers the surface of the intermediate silicon oxide film 30B.
The deterioration of the film quality of 0B can be prevented.
【0189】前記相補性データ線(DL)33は、図6
に示すように、層間絶縁膜30上に構成される。この相
補性データ線33は前記接続孔31を通して中間導電層
29の引き出された部分に接続される。相補性データ線
33は製造プロセスの第2層目の金属材形成工程で形成
される。相補性データ線33は下層の金属膜33A、中
間層のアルミニウム合金膜33B、上層の金属膜33C
の夫々を順次積層した3層の積層構造で構成される。前
記下層の金属膜33Aは、基本的に、転送用MISFE
TQtの他方の半導体領域(18)や中間導電層23の
珪素(Si)、中間層のアルミニウム合金膜33Bのア
ルミニウム(AL)の夫々の相互拡散を防止し、所謂ア
ロイスパイクを防止するバリアメタル膜として形成す
る。下層の金属膜33Aは例えばTiW膜で形成する。
前記中間層のアルミニウム合金膜33Bは多結晶珪素
膜、高融点金属膜、高融点金属珪化膜の夫々に比べて比
抵抗値が小さい。アルミニウム合金膜33BはCu、S
iの少なくともいずれか一方が添加されたアルミニウム
で構成される。Cuは基本的にエレクトロマイグレーシ
ョン耐性を向上できる作用を有する。Siは基本的にア
ロイスパイクを防止できる作用を有する。上層の金属膜
33Cは、基本的に、中間層のアルミニウム合金膜33
Bのアルミニウムヒルロック現象を防止することを目的
として構成される。また、上層の金属膜33Cは、フォ
トリソグラフィ技術でのパターンニングの際の露光工程
において、中間層のアルミニウム合金膜33Bの表面の
反射率を低減し、回析現象(ハレーション)を防止する
目的で形成される。The complementary data line (DL) 33 is shown in FIG.
As shown in, it is formed on the interlayer insulating film 30. The complementary data line 33 is connected to the extended portion of the intermediate conductive layer 29 through the connection hole 31. The complementary data line 33 is formed in the metal material forming step of the second layer of the manufacturing process. The complementary data line 33 includes a lower metal film 33A, an intermediate aluminum alloy film 33B, and an upper metal film 33C.
Each of these is sequentially laminated to form a three-layer laminated structure. The lower metal film 33A is basically a transfer MISFE.
A barrier metal film for preventing mutual diffusion of the other semiconductor region (18) of TQt, silicon (Si) of the intermediate conductive layer 23, and aluminum (AL) of the aluminum alloy film 33B of the intermediate layer, and so-called alloy spike. To form as. The lower metal film 33A is formed of, for example, a TiW film.
The aluminum alloy film 33B of the intermediate layer has a smaller specific resistance value than the polycrystalline silicon film, the refractory metal film, and the refractory metal silicide film. The aluminum alloy film 33B is made of Cu, S
It is made of aluminum to which at least one of i is added. Cu basically has the effect of improving electromigration resistance. Si basically has the function of preventing alloy spikes. The upper metal film 33C is basically the intermediate aluminum alloy film 33.
It is configured for the purpose of preventing the aluminum hilllock phenomenon of B. Further, the upper metal film 33C is used for the purpose of reducing the reflectance of the surface of the intermediate aluminum alloy film 33B and preventing the diffraction phenomenon (halation) in the exposure process at the time of patterning by the photolithography technique. It is formed.
【0190】なお、相補性データ線33は、アルミニウ
ム合金膜33Bをアルミニウム膜で、或いは下層の金属
膜33Aを廃止して単層のアルミニウム合金膜で構成し
てもよい。The complementary data line 33 may be formed by using the aluminum alloy film 33B as an aluminum film or by removing the lower metal film 33A and forming a single-layer aluminum alloy film.
【0191】前記相補性データ線33は、図7に示すよ
うに、メモリセルMC上をY方向に延在する。相補性デ
ータ線33のうちの一方の第1データ線(DL1)33
はメモリセルMCの駆動用MISFETQd1、転送用
MISFETQt2及び負荷用MISFETQp2上を
Y方向に延在する。他方の第2データ線(DL2)33
はメモリセルMCの駆動用MISFETQd2、転送用
MISFETQt1及び負荷用MISFETQp1上を
Y方向に延在する。つまり、相補性データ線33の第1
データ線33、第2データ線33の夫々は互いに離隔し
かつほぼ平行にY方向に延在する。The complementary data line 33 extends in the Y direction on the memory cell MC as shown in FIG. One of the complementary data lines 33, the first data line (DL1) 33
Extends in the Y direction on the driving MISFET Qd1, the transfer MISFET Qt2, and the load MISFET Qp2 of the memory cell MC. The other second data line (DL2) 33
Extends in the Y direction on the driving MISFET Qd2, the transfer MISFET Qt1 and the load MISFET Qp1 of the memory cell MC. That is, the first complementary data line 33
The data line 33 and the second data line 33 are separated from each other and extend substantially parallel to each other in the Y direction.
【0192】同図7に示すように、メモリセルアレイM
AY又はサブメモリセルアレイMAYにおいて、X方向
に配列されたメモリセルMCの相補性データ線33の平
面形状はX1−X3軸又はX2−X4軸に対して線対称
で配置される。Y方向に配列されたメモリセルMCの相
補性データ線33の平面形状はX1−X2軸又はX3−
X4軸に対して線対称で配置される。As shown in FIG. 7, the memory cell array M
In the AY or sub memory cell array MAY, the complementary data lines 33 of the memory cells MC arranged in the X direction are arranged in line symmetry with respect to the X1-X3 axis or the X2-X4 axis. The planar shape of the complementary data line 33 of the memory cells MC arranged in the Y direction is X1-X2 axis or X3-.
They are arranged in line symmetry with respect to the X4 axis.
【0193】前記メモリセルMC上には、図6及び図7
に示すように、メインワード線(MWL)29及びサブ
ワード線(SWL1)29が配置される。メインワード
線29、サブワード線29の夫々は、同一導電層(第1
層目の金属材形成工程で形成される高融点金属膜)で構
成され、前記中間導電層29と同一導電層で構成され
る。つまり、メインワード線29、サブワード線29の
夫々はワード線(WL)13と相補性データ線33との
間の層に構成される。メインワード線29、サブワード
線29の夫々は、メモリセルMCの転送用MISFET
Qt1に接続される中間導電層29と転送用MISFE
TQt2に接続される中間導電層29との間に配置され
る。メインワード線29、サブワード線29の夫々は互
いに離隔し、かつメモリセルアレイMAYをほぼ平行に
X方向に延在する。On the memory cell MC, as shown in FIGS.
As shown in, the main word line (MWL) 29 and the sub word line (SWL1) 29 are arranged. Each of the main word line 29 and the sub word line 29 has the same conductive layer (first
It is made of a high melting point metal film formed in the metal material forming step of the second layer, and is made of the same conductive layer as the intermediate conductive layer 29. That is, each of the main word line 29 and the sub word line 29 is formed in a layer between the word line (WL) 13 and the complementary data line 33. Each of the main word line 29 and the sub word line 29 has a transfer MISFET for the memory cell MC.
Intermediate conductive layer 29 connected to Qt1 and transfer MISFE
It is arranged between the intermediate conductive layer 29 connected to TQt2. The main word line 29 and the sub word line 29 are separated from each other, and the memory cell array MAY extends substantially in parallel in the X direction.
【0194】前述の図2(A)及び図3に示すように、
メインワード線29はY方向に配列された4個(4〔bi
t〕 )のメモリセルMC毎に1本配置される。1本のメ
インワード線29は、前記図1に示すメモリブロックM
Bの4個のメモリマットMMの合計16個のメモリセル
アレイMAY上を延在するので、抵抗値を低減する目的
でサブワード線29に比べて配線幅寸法が太く構成され
る。As shown in FIGS. 2A and 3 described above,
There are four main word lines 29 (4 [bi
t]), one is arranged for each memory cell MC. One main word line 29 corresponds to the memory block M shown in FIG.
Since the four memory mats MM of B extend over a total of 16 memory cell arrays MAY, the wiring width is made thicker than that of the sub word line 29 for the purpose of reducing the resistance value.
【0195】サブワード線(SWL1)29は、前述の
図2(A)及び図3に示すように、メモリマットMMの
ワードドライバー回路WDRに近接する側に配置された
メモリセルアレイMAYにおいて、Y方向に配列された
1個のメモリセルMC毎に1本配置される。サブワード
線29は、1個のメモリセルアレイMAYを延在する程
度の長さで、前記メインワード線29に比べて延在する
長さが短いので、メインワード線29に比べて配線幅寸
法が細く構成される。図6及び図7に示すように、メイ
ンワード線29、サブワード線29の夫々は、メモリセ
ルMCに接続される基準電圧線(Vss)13をワード線
(WL)13と同一導電層で構成し、この基準電圧線1
3を延在させていた導電層を空領域としたので、この空
領域(2本の配線を配置できる程度の領域)を利用して
配置される。つまり、メモリセルMCは、ワード線(W
L)13及び基準電圧線13の他に、X方向にデバイデ
ッドワードライン方式で使用するメインワード線29及
びダブルワードライン方式で使用するサブワード線29
の2本のワード線が延在できる。As shown in FIGS. 2A and 3 described above, the sub word line (SWL1) 29 is arranged in the Y direction in the memory cell array MAY arranged on the side close to the word driver circuit WDR of the memory mat MM. One is arranged for each arranged memory cell MC. The sub-word line 29 has a length that extends over one memory cell array MAY and is shorter than the main word line 29. Therefore, the wiring width is smaller than that of the main word line 29. Composed. As shown in FIGS. 6 and 7, in each of the main word line 29 and the sub word line 29, the reference voltage line (Vss) 13 connected to the memory cell MC is formed of the same conductive layer as the word line (WL) 13. , This reference voltage line 1
Since the conductive layer extending 3 has been used as an empty region, it is arranged using this empty region (a region where two wirings can be arranged). That is, the memory cell MC has a word line (W
L) 13 and the reference voltage line 13, a main word line 29 used in the divided word line system in the X direction and a sub word line 29 used in the double word line system.
2 word lines can be extended.
【0196】前記メモリセルMCの相補性データ線33
上を含む基板全面(外部端子BPの領域は除く)には、
図6に示すように、ファイナルパッシベーション膜(最
終保護膜)34が構成される。このファイナルパッシベ
ーション膜34は、その構造を詳細に示さないが、酸化
珪素膜、窒化珪素膜、樹脂膜の夫々を順次積層した3層
の積層構造で構成される。Complementary data line 33 of the memory cell MC
On the entire surface of the substrate including the above (excluding the area of the external terminal BP),
As shown in FIG. 6, a final passivation film (final protective film) 34 is formed. The final passivation film 34 has a three-layer laminated structure in which a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a resin film are sequentially laminated, though its structure is not shown in detail.
【0197】ファイナルパッシベーション膜34の下層
の酸化珪素膜は、さらに3層の積層構造で構成され、前
記層間絶縁膜30と同様の構造で構成される。すなわ
ち、下層の酸化珪素膜は、テトラエソキシシランガスを
ソースガスとするCVD法で堆積された酸化珪素膜、塗
布後にエッチングが施された酸化珪素膜、テトラエソキ
シシランガスをソースガスとするCVD法で堆積された
酸化珪素膜の夫々で形成される。つまり、下層の酸化珪
素膜は、表面の平担化を図り、上層の窒化珪素膜に巣が
発生することを防止する。中間層の窒化珪素膜はプラズ
マCVD法で形成される。この中間層の窒化珪素膜は耐
湿性を高める作用がある。上層の樹脂膜は例えばポリイ
ミド系樹脂で形成される。この樹脂膜は、樹脂封止型半
導体装置の樹脂封止部に微量に含有される放射性元素か
ら放出されるα線を遮蔽し、SRAMのα線ソフトエラ
ー耐性を向上できる。また、樹脂膜は、前記樹脂封止部
に含有されるフィラーでファイナルパッシベーション膜
34等の層間膜にクラックが発生することを防止する。The silicon oxide film below the final passivation film 34 has a laminated structure of three layers and has the same structure as the interlayer insulating film 30. That is, the lower silicon oxide film is a silicon oxide film deposited by a CVD method using tetraethoxysilane gas as a source gas, a silicon oxide film etched after coating, and a CVD method using a tetraethoxysilane gas as a source gas. Formed of each of the silicon oxide films. That is, the lower silicon oxide film flattens the surface and prevents the formation of cavities in the upper silicon nitride film. The intermediate silicon nitride film is formed by the plasma CVD method. The intermediate silicon nitride film has the function of increasing the moisture resistance. The upper resin film is formed of, for example, a polyimide resin. This resin film shields alpha rays emitted from a small amount of radioactive elements contained in the resin encapsulation portion of the resin encapsulation type semiconductor device, and can improve the alpha ray soft error resistance of SRAM. Further, the resin film prevents the filler contained in the resin sealing portion from causing cracks in the interlayer film such as the final passivation film 34.
【0198】次に、SRAMのメモリマットMMのメモ
リセルアレイMAYの周辺領域(端部)において、ウエ
ル構造及びメモリセルMCの構造について説明する。Next, the well structure and the structure of the memory cell MC in the peripheral region (end portion) of the memory cell array MAY of the memory mat MM of SRAM will be described.
【0199】前記図2(A)、図3及び図4に示すSR
AMのメモリマットMMのメモリセルアレイMAY又は
サブメモリセルアレイSMAYの周辺構造は、図9(周
辺領域の拡大平面図)及び図10(要部断面図)に示
す。図9中、図9(A)は素子分離絶縁膜4で周囲の形
状を規定された活性領域の平面形状を示す。図9(B)
は前記活性領域に重ね合せた駆動用MISFETQd及
び転送用MISFETQtの平面形状を示す。図9
(C)は前記活性領域、駆動用MISFETQd及び転
送用MISFETQtに重ね合せた負荷用MISFET
Qpの平面形状を示す。図9(D)は前記活性領域、駆
動用MISFETQd、転送用MISFETQt及び負
荷用MISFETQpに重ね合せたサブワード線(SW
L)29、メインワード線(MWL)29及び相補性デ
ータ線(DL)33の平面形状を示す。SR shown in FIGS. 2 (A), 3 and 4
The peripheral structure of the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY of the memory mat MM of AM is shown in FIG. 9 (enlarged plan view of the peripheral region) and FIG. 10 (main part sectional view). In FIG. 9, FIG. 9A shows the planar shape of the active region whose peripheral shape is defined by the element isolation insulating film 4. FIG. 9 (B)
Shows the planar shapes of the driving MISFET Qd and the transfer MISFET Qt which are superposed on the active region. Figure 9
(C) is a load MISFET superposed on the active region, the driving MISFET Qd and the transfer MISFET Qt.
The plane shape of Qp is shown. FIG. 9D shows a sub word line (SW) superposed on the active region, the driving MISFET Qd, the transfer MISFET Qt, and the load MISFET Qp.
L) 29, main word line (MWL) 29, and complementary data line (DL) 33 are shown in plan view.
【0200】前記図9(A)に示すように、メモリセル
アレイMAY又はサブメモリセルアレイSMAYの中央
領域において、X方向及びY方向に隣接する4個のメモ
リセルMCの一部の活性領域は一体に構成され、平面形
状がリング形状で構成される。具体的には、同図9
(A)に符号MC2を付けて示すメモリセルMC2を中
心として、このメモリセルMC2、その右側に隣接する
メモリセルMC、これら2個のメモリセルMCの下側に
隣接する2個のメモリセルMC、合計4個のメモリセル
MCにおいて、4個のメモリセルMCの夫々の一方の転
送用MISFETQt及び一方の駆動用MISFETQ
d、合計4個の転送用MISFETQt及び4個の駆動
用MISFETQdの活性領域は一体に構成され、リン
グ形状の活性領域が構成される(図9(A)において一
部を塗りつぶした領域)。As shown in FIG. 9A, in the central area of the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY, some active areas of the four memory cells MC adjacent in the X and Y directions are integrally formed. The plane shape is a ring shape. Specifically, FIG.
With the memory cell MC2 indicated by the reference numeral MC2 in (A) as the center, this memory cell MC2, the memory cell MC adjacent to the right side thereof, and the two memory cells MC adjacent to the lower side of these two memory cells MC. , Of the four memory cells MC in total, one transfer MISFET Qt and one drive MISFET Q of each of the four memory cells MC
d, the active regions of the total of four transfer MISFETs Qt and the four drive MISFETs Qd are integrally configured to form a ring-shaped active region (a partially filled region in FIG. 9A).
【0201】換言すれば、前記4個の転送用MISFE
TQt、4個の駆動用MISFETQdの夫々(合計8
個のMISFET)は、互いに向い合うソース領域又は
ドレイン領域を一体に構成し、電気的にも直列接続され
たリング形状で構成される。つまり、X方向、Y方向の
夫々に隣接する4個のメモリセルMCにおいて、メモリ
セルMCの一方の転送用MISFETQt及び駆動用M
ISFETQdで構成される一方のL字形状の活性領域
を互いに連続させ、かつ活性領域の延在する方向(直列
に接続された複数個のMISFETのゲート長方向と一
致する方向)に終端がなく、活性領域のパターンが閉じ
るリング形状で構成される。リング形状の活性領域の互
いに対向する内枠側、外枠側の夫々(転送用MISFE
TQt、駆動用MISFETQdの夫々のゲート幅を規
定する領域)は素子分離絶縁膜4及びp型チャネルスト
ッパ領域5で規定される。前記4個のメモリセルMCの
夫々の転送用MISFETQtはゲート長方向をY方向
に一致させ、駆動用MISFETQdはゲート長方向を
X方向に一致させているので、前記リング形状は円形状
や楕円形状よりもむしろ方形状(長方形状)に近い平面
形状で構成される。In other words, the above-mentioned four transfer MISFEs
TQt and each of the four driving MISFETs Qd (total 8
Each MISFET) has a source region or a drain region facing each other integrally, and is also electrically connected in series in a ring shape. That is, in the four memory cells MC adjacent to each other in the X direction and the Y direction, one transfer MISFET Qt and the driving M of the memory cell MC.
One L-shaped active region composed of the ISFET Qd is continuous with each other, and there is no termination in the direction in which the active regions extend (direction coinciding with the gate length direction of a plurality of MISFETs connected in series), The pattern of the active area is composed of a closed ring shape. The inner frame side and the outer frame side of the ring-shaped active region facing each other (transfer MISFE
Regions defining the gate widths of TQt and the driving MISFET Qd) are defined by the element isolation insulating film 4 and the p-type channel stopper region 5. The transfer MISFET Qt of each of the four memory cells MC has the gate length direction aligned with the Y direction, and the drive MISFET Qd has the gate length direction aligned with the X direction. Therefore, the ring shape is circular or elliptical. Rather, it is configured by a planar shape that is close to a rectangular shape (rectangular shape).
【0202】前記リング形状で構成された活性領域はX
方向(転送用MISFETQtのゲート幅方向又は駆動
用MISFETQdのゲート長方向と一致する方向)に
同一形状でかつ同一ピッチで複数個配列される。このX
方向に隣接する複数個のリング形状の活性領域の夫々の
間は、素子分離絶縁膜4(及びp型チャネルストッパ領
域5)が配置され、電気的に分離される。リング形状の
活性領域のY方向(転送用MISFETQtのゲート長
方向又は駆動用MISFETQdのゲート幅方向と一致
する方向)に隣接する次段のリング形状の活性領域は、
前段の配列と同様に、X方向に同一形状でかつ同一ピッ
チで複数個配列されるとともに、前段の配列に対してX
方向に2分の1ピッチ(ハーフピッチ)だけずらして配
列される。つまり、前記リング形状の活性領域は、図9
(A)に示すように、メモリセルアレイMAY(又はサ
ブメモリセルアレイSMAY)において千鳥り形状に周
期性を確保し配列される。The active region formed in the ring shape is X
In the direction (direction matching the gate width direction of the transfer MISFET Qt or the gate length direction of the driving MISFET Qd), a plurality of shapes are arranged at the same pitch. This X
The element isolation insulating film 4 (and the p-type channel stopper region 5) is disposed between each of the plurality of ring-shaped active regions adjacent to each other in the direction, and is electrically isolated. The ring-shaped active region at the next stage adjacent to the ring-shaped active region in the Y direction (the direction matching the gate length direction of the transfer MISFET Qt or the gate width direction of the driving MISFET Qd) is
Similar to the array in the previous stage, a plurality of arrays having the same shape and the same pitch in the X direction are arranged and X
They are arranged so as to be offset by a half pitch (half pitch) in the direction. That is, the ring-shaped active region has the shape shown in FIG.
As shown in (A), the memory cell array MAY (or the sub-memory cell array SMEY) is arranged in a zigzag manner while ensuring periodicity.
【0203】前記図9(A)及び図10に示すように、
メモリセルアレイMAY(又サブメモリセルアレイSM
AY)の終端、つまりメモリセルアレイMAYの端部で
あって、メモリセルアレイMAYの外周囲に配置された
ガードリング領域P−GRに近接する領域においては、
前記リング形状の活性領域の配列の周期性の乱れを緩め
るレイアウトが施される。具体的には、図9(A)及び
図10に示すように、メモリセルアレイMAYとガード
リング領域P−GRとの間に、メモリセルアレイMAY
の中央領域に配置されたリング形状の活性領域の一部の
形状と同一又は類似の形状のダミー活性領域4D1〜4
D3の夫々が配置される。As shown in FIG. 9 (A) and FIG.
Memory cell array MAY (also sub memory cell array SM
AY), that is, at the end of the memory cell array MAY and in the area close to the guard ring area P-GR arranged on the outer periphery of the memory cell array MAY,
A layout is provided to relax the periodic irregularity of the array of ring-shaped active regions. Specifically, as shown in FIGS. 9A and 10, the memory cell array MAY is provided between the memory cell array MAY and the guard ring region P-GR.
Dummy active regions 4D1-4 having the same or similar shape as a part of the ring-shaped active regions arranged in the central region of
Each of D3 is arranged.
【0204】前記図4に示すメモリマットMMの2個の
メモリセルアレイMAYの周囲を取り囲むガードリング
領域P−GRは、図9(A)及び図10に示すように、
p-型ウエル領域2Mの主面の周辺領域において、素子
分離絶縁膜4で周囲を規定された(一部は活性領域4D
で規定された)領域に構成される。ガードリング領域P
−GRは、p- 型ウエル領域2Mの主面部に形成された
p+ 型半導体領域40を主体に構成され、p- 型ウエル
領域2Mに固定の基準電圧Vssを供給する。The guard ring region P-GR surrounding the two memory cell arrays MAY of the memory mat MM shown in FIG. 4 is, as shown in FIG. 9A and FIG.
In the peripheral region of the main surface of the p − type well region 2M, the periphery is defined by the element isolation insulating film 4 (a part is the active region 4D).
(Specified by the)) area. Guard ring area P
The −GR is mainly composed of the p + type semiconductor region 40 formed on the main surface of the p − type well region 2M, and supplies a fixed reference voltage Vss to the p − type well region 2M.
【0205】前記ガードリング領域P−GRは、図9
(D)及び図10に示すように、基準電圧線(Vss)2
9を介在して基準電圧線(Vss)33が電気的に接続さ
れる。基準電圧線29は、前述のメインワード線(MW
L)29、サブワード線(SWL)29等と同一導電層
で形成され、メモリセルアレイMAYの周囲に沿って延
在する。基準電圧線29は層間絶縁膜27に形成された
接続孔28を通してガードリング領域P−GRに接続さ
れる。基準電圧線33は相補性データ線(DL)33と
同一導電層で形成される。メモリセルアレイMAY内は
相補性データ線33がY方向に延在するので、基準電圧
線33は、相補性データ線33との接触を避けるために
Y方向に延在する。基準電圧線33は層間絶縁膜30に
形成された接続孔31を通して下層の基準電圧線29に
接続される。The guard ring region P-GR is shown in FIG.
As shown in (D) and FIG. 10, the reference voltage line (Vss) 2
The reference voltage line (Vss) 33 is electrically connected via the line 9. The reference voltage line 29 is the main word line (MW
L) 29, sub-word line (SWL) 29, etc. are formed of the same conductive layer and extend along the periphery of the memory cell array MAY. The reference voltage line 29 is connected to the guard ring region P-GR through a connection hole 28 formed in the interlayer insulating film 27. The reference voltage line 33 is formed of the same conductive layer as the complementary data line (DL) 33. Since the complementary data line 33 extends in the Y direction in the memory cell array MAY, the reference voltage line 33 extends in the Y direction to avoid contact with the complementary data line 33. The reference voltage line 33 is connected to the reference voltage line 29 in the lower layer through a connection hole 31 formed in the interlayer insulating film 30.
【0206】また、図9及び図10に示すように、メモ
リセルアレイMAYは基本的にn−型ウエル分離領域3
iの主面のp− 型ウエル領域2Mの主面に配置され、
このメモリセルアレイMAYが配置されたp- 型ウエル
領域2Mの外周囲であってn-型ウエル分離領域3iの
主面にはn- 型ウエル領域3が構成される。このn- 型
ウエル分離領域3iの主面に配置されたn- 型ウエル領
域3は、前述の図13に示すように、n- 型ウエル分離
領域3iの表面の不純物濃度に比べて高い不純物濃度に
設定されるので、n- 型ウエル分離領域3iの主面の不
純物濃度を高く設定できる(不純物濃度を高める方向に
補正できる)。換言すれば、n- 型ウエル分離領域3i
のp- 型ウエル領域2Mの外周囲の主面は、n- 型ウエ
ル領域3の不純物濃度が加算され、高い不純物濃度に設
定される。この結果、2重ウエル構造におけるn- 型ウ
エル分離領域3iの主面のp- 型ウエル領域2Mとn-
型ウエル分離領域3iの外周囲のp- 型半導体基板1と
の間の絶縁分離耐圧の向上が図れる。As shown in FIGS. 9 and 10, the memory cell array MAY basically has the n-type well isolation region 3.
is arranged on the main surface of the p − -type well region 2M on the main surface of i,
An n-type well region 3 is formed on the outer periphery of the p-type well region 2M in which the memory cell array MAY is arranged and on the main surface of the n-type well isolation region 3i. The n-type well region 3 arranged on the main surface of the n-type well isolation region 3i has a higher impurity concentration than that of the surface of the n-type well isolation region 3i as shown in FIG. Therefore, the impurity concentration of the main surface of the n-type well isolation region 3i can be set high (correction can be made to increase the impurity concentration). In other words, the n-type well isolation region 3i
The impurity concentration of the n-type well region 3 is added to the main surface of the outer peripheral portion of the p-type well region 2M, which is set to a high impurity concentration. As a result, the p-type well regions 2M and n-of the main surface of the n-type well isolation region 3i in the double well structure are formed.
It is possible to improve the dielectric isolation breakdown voltage between the p-type semiconductor substrate 1 and the outer periphery of the type well isolation region 3i.
【0207】前記図9(A)及び図10に示すように、
n- 型ウエル領域3の周辺領域にはガードリング領域N
−GRが配置される。ガードリング領域N−GRは、n
- 型ウエル領域3の主面の周辺領域において、素子分離
絶縁膜4で周囲を規定された領域に構成される。ガード
リング領域N−GRは、n- 型ウエル領域3の主面部に
形成されたn+ 型半導体領域11及び18を主体に構成
され、n- 型ウエル領域3に固定の電源電圧Vccを供給
する。As shown in FIG. 9 (A) and FIG.
A guard ring region N is formed in the peripheral region of the n-type well region 3.
-GR is placed. The guard ring region N-GR is n
In the peripheral region of the main surface of the -type well region 3, the region is defined by the element isolation insulating film 4. The guard ring region N-GR is mainly composed of the n + type semiconductor regions 11 and 18 formed in the main surface portion of the n- type well region 3 and supplies a fixed power supply voltage Vcc to the n- type well region 3. .
【0208】前記ガードリング領域N−GRは、図9
(D)及び図10に示すように、電源電圧線(Vcc)2
9を介在して電源電圧線(Vcc)33が電気的に接続さ
れる。この電源電圧線29は基準電圧線29と同一導電
層で形成され、電源電圧線33は基準電圧線33と同一
導電層で形成される。The guard ring region N-GR is shown in FIG.
(D) and as shown in FIG. 10, the power supply voltage line (Vcc) 2
The power supply voltage line (Vcc) 33 is electrically connected via the line 9. The power supply voltage line 29 is formed of the same conductive layer as the reference voltage line 29, and the power supply voltage line 33 is formed of the same conductive layer as the reference voltage line 33.
【0209】また、図9(B)に示すように、メモリセ
ルアレイMAYは、端部での周期性の乱れを緩めるため
に、ダミーゲート電極7Dが配置される。このダミーゲ
ート電極7Dは、メモリセルアレイMAYの端部におい
て配置され、メモリセルアレイMAYの中央領域に配置
されたメモリセルMCの駆動用MISFETQdのゲー
ト電極7の平面形状と同一又は類似の平面形状を具備し
て構成される。同様に、メモリセルアレイMAYの端部
での周期性の乱れを緩めるために、ダミーワード線13
D1、ダミー基準電圧線13D2の夫々が配置される。
このダミーワード線13D1、ダミー基準電圧線13D
2の夫々はメモリセルアレイMAYの端部において配置
され、メモリセルアレイMAYの中央領域に配置された
ワード線13、基準電圧線13の夫々の平面形状と同一
又は類似の平面形状を具備して構成される。Further, as shown in FIG. 9B, in the memory cell array MAY, dummy gate electrodes 7D are arranged in order to reduce the disturbance of the periodicity at the end. The dummy gate electrode 7D is arranged at the end portion of the memory cell array MAY and has the same or similar plane shape as the plane shape of the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd of the memory cell MC arranged in the central region of the memory cell array MAY. Configured. Similarly, in order to reduce the disturbance of the periodicity at the end of the memory cell array MAY, the dummy word line 13
Each of D1 and the dummy reference voltage line 13D2 is arranged.
The dummy word line 13D1 and the dummy reference voltage line 13D
2 are arranged at the ends of the memory cell array MAY, and are configured to have the same or similar planar shape as the planar shape of the word line 13 and the reference voltage line 13 arranged in the central region of the memory cell array MAY. It
【0210】次に、前述のSRAMの周辺回路を構成す
る相補型MISFETの具体的な構造について、図11
(要部拡大断面図)を使用し、簡単に説明する。Next, FIG. 11 shows the specific structure of the complementary MISFET which constitutes the peripheral circuit of the SRAM described above.
A brief description will be given using (enlarged cross-sectional view of a main part).
【0211】SRAMの直接周辺回路、間接周辺回路の
夫々を含む周辺回路の相補型MISFETは、図11に
示すように、p- 型半導体基板1の主面のp- 型ウエル
領域2及びn- 型ウエル領域3に配置される。つまり、
周辺回路の相補型MISFETは、前記メモリセルアレ
イMAYが配置されたp- 型ウエル領域2Mを有するn
- 型ウエル分離領域3iの外周囲において、p- 型ウエ
ル領域2及びn- 型ウエル領域3に配置される。As shown in FIG. 11, the complementary MISFET of the peripheral circuit including the direct peripheral circuit and the indirect peripheral circuit of the SRAM has the p-type well region 2 and the n-type well region 2 on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 as shown in FIG. It is arranged in the mold well region 3. That is,
The complementary MISFET of the peripheral circuit has an n-type well region 2M in which the memory cell array MAY is arranged.
The p-type well region 2 and the n-type well region 3 are arranged around the outer periphery of the -type well isolation region 3i.
【0212】前記相補型MISFETのうち、nチャネ
ルMISFETQnは、非活性領域の素子分離絶縁膜4
及びp型チャネルストッパ領域5で周囲を囲まれた領域
内において、p- 型ウエル領域2の主面に配置される。
つまり、nチャネルMISFETQnはp- 型ウエル領
域2(チャネル形成領域)、ゲート絶縁膜12、ゲート
電極13、ソース領域及びドレイン領域を主体に構成さ
れる。nチャネルMISFETQnは前記メモリセルM
Cの転送用MISFETQtとほぼ同一構造で構成さ
れ、nチャネルMISFETQnのゲート電極13は転
送用MISFETQtのゲート電極13と同一導電層で
構成される。また、同様に、nチャネルMISFETQ
nはLDD構造で構成され、ソース領域、ドレイン領域
の夫々は夫々低い不純物濃度のn型半導体領域17及び
高い不純物濃度のn+ 型半導体領域18で構成される。Of the complementary MISFETs, the n-channel MISFET Qn is the element isolation insulating film 4 in the inactive region.
And in the region surrounded by the p-type channel stopper region 5 on the main surface of the p-type well region 2.
That is, the n-channel MISFET Qn is mainly composed of the p-type well region 2 (channel forming region), the gate insulating film 12, the gate electrode 13, the source region and the drain region. The n-channel MISFET Qn is the memory cell M.
The gate electrode 13 of the n-channel MISFET Qn is formed of the same conductive layer as the gate electrode 13 of the transfer MISFET Qt. Similarly, the n-channel MISFETQ
n has an LDD structure, and each of the source region and the drain region is composed of an n-type semiconductor region 17 having a low impurity concentration and an n + -type semiconductor region 18 having a high impurity concentration.
【0213】前記nチャネルMISFETQnはソース
領域、ドレイン領域の少なくともいずれか一方のn+ 型
半導体領域18に配線29、又は配線29を通して配線
33が電気的に接続される。In the n-channel MISFET Qn, a wiring 29 or a wiring 33 is electrically connected to the n + type semiconductor region 18 of at least one of the source region and the drain region through the wiring 29.
【0214】また、前記相補型MISFETのうち、p
チャネルMISFETQpは、非活性領域の素子分離絶
縁膜4で周囲を囲まれた領域内において、n- 型ウエル
領域3の主面に配置される。つまり、pチャネルMIS
FETQpはn- 型ウエル領域3(チャネル形成領
域)、ゲート絶縁膜12、ゲート電極13、ソース領域
及びドレイン領域を主体に構成される。pチャネルMI
SFETQpは、チャネル導電型は異なるが、前記nチ
ャネルMISFETQnとほぼ同一構造で構成される。
つまり、pチャネルMISFETQpは、LDD構造で
構成され、ソース領域、ドレイン領域の夫々が低い不純
物濃度のp型半導体領域39及び高い不純物濃度のn+
型半導体領域40で構成される。Of the complementary MISFETs, p
The channel MISFET Qp is arranged on the main surface of the n--type well region 3 in the region surrounded by the element isolation insulating film 4 in the inactive region. That is, p-channel MIS
The FET Qp mainly includes an n-type well region 3 (channel forming region), a gate insulating film 12, a gate electrode 13, a source region and a drain region. p channel MI
Although the SFET Qp has a different channel conductivity type, it has substantially the same structure as the n-channel MISFET Qn.
That is, the p-channel MISFET Qp has an LDD structure, and the source region and the drain region each have a low impurity concentration p-type semiconductor region 39 and a high impurity concentration n +.
It is composed of the type semiconductor region 40.
【0215】前記pチャネルMISFETQpはソース
領域、ドレイン領域の少なくともいずれか一方のp+ 型
半導体領域40に配線29、又は配線29を通して配線
33が電気的に接続される。In the p-channel MISFET Qp, the wiring 29 or the wiring 33 is electrically connected to the p + type semiconductor region 40 of at least one of the source region and the drain region through the wiring 29.
【0216】前記SRAMのメモリセルアレイMAYの
メモリセルMCの転送用MISFETQt、駆動用MI
SFETQdの夫々が配置されるp- 型ウエル領域2M
は周辺回路の相補型MISFETのnチャネルMISF
ETQnが配置されるp- 型ウエル領域2の表面の不純
物濃度に対して独立に表面の不純物濃度が設定される。
つまり、p- 型ウエル領域2Mの表面の不純物濃度は、
p- 型ウエル領域2の表面の不純物濃度と同等かそれに
比べて高く設定することができ、結果的にメモリセルM
Cの転送用MISFETQt、駆動用MISFETQd
の夫々のしきい値電圧を高められる。このメモリセルM
Cの転送用MISFETQt、駆動用MISFETQd
の夫々のしきい値電圧が高く設定できると、ノイズに対
する誤動作を防止できるので、メモリセルMCの情報蓄
積ノードに保持された情報を安定に保持できる。The transfer MISFET Qt and the drive MI of the memory cell MC of the SRAM memory cell array MAY.
P-type well region 2M in which each of SFETQd is arranged
Is the n-channel MISF of the complementary MISFET of the peripheral circuit
The impurity concentration on the surface is set independently of the impurity concentration on the surface of p @-type well region 2 in which ETQn is arranged.
That is, the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2M is
The impurity concentration on the surface of the p-type well region 2 can be set to be equal to or higher than that, and as a result, the memory cell M can be set.
C transfer MISFETQt, drive MISFETQd
The threshold voltage of each can be raised. This memory cell M
C transfer MISFETQt, drive MISFETQd
If each of the threshold voltages can be set high, malfunction due to noise can be prevented, so that the information held in the information storage node of the memory cell MC can be stably held.
【0217】また、前記nチャネルMISFETQnが
配置されるp- 型ウエル領域2の表面の不純物濃度はメ
モリセルMCの転送用MISFETQt、駆動用MIS
FETQdの夫々が配置されるp- 型ウエル領域2Mの
不純物濃度に対して独立に表面の不純物濃度が設定され
る。つまり、p- 型ウエル領域2の表面の不純物濃度
は、p- 型ウエル領域2Mの表面の不純物濃度と同等か
それに比べて低く設定することができ、結果的にnチャ
ネルMISFETQnのしきい値電圧を低くできる。こ
のnチャネルMISFETQnのしきい値電圧を低く設
定できると、このnチャネルMISFETQnの動作速
度を高速化できる。The impurity concentration on the surface of the p-type well region 2 in which the n-channel MISFETQn is arranged is determined by the transfer MISFETQt and the driving MIS of the memory cell MC.
The impurity concentration of the surface is set independently of the impurity concentration of the p-type well region 2M in which each of the FETs Qd is arranged. That is, the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2 can be set to be equal to or lower than the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2M, and as a result, the threshold voltage of the n-channel MISFET Qn can be set. Can be lowered. If the threshold voltage of the n-channel MISFETQn can be set low, the operating speed of the n-channel MISFETQn can be increased.
【0218】次に、前述のSRAMの具体的な製造方法
について、図14(メモリセルアレイの中央領域におい
て各工程毎に示す要部断面図)及び図15(メモリセル
アレイの端部において各工程毎に示す要部断面図)を用
いて簡単に説明する。Next, regarding a specific method of manufacturing the above-described SRAM, FIG. 14 (a cross-sectional view of an essential part showing each step in the central region of the memory cell array) and FIG. 15 (each step at the end of the memory cell array). A brief description will be given with reference to the cross-sectional view of the main part shown).
【0219】《ウエル分離領域の形成工程》まず、単結
晶珪素からなるp- 型半導体基板1を用意する(図14
(A)及び図15(A)参照)。このp- 型半導体基板
1は、前述のように、主面を(100)結晶面に設定
し、しかも所謂オフアングルウエーハが使用される。<< Step of Forming Well Separation Region >> First, the p--type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon is prepared (FIG. 14).
(A) and FIG. 15 (A)). As described above, the p − type semiconductor substrate 1 has the main surface set to the (100) crystal plane, and a so-called off-angle wafer is used.
【0220】次に、前記p- 型半導体基板1の主面上に
酸化珪素膜50を形成する。酸化珪素膜50は、例えば
熱酸化法で形成し、20〜25〔nm〕程度の膜厚で形
成する。Next, a silicon oxide film 50 is formed on the main surface of the p--type semiconductor substrate 1. The silicon oxide film 50 is formed by, for example, a thermal oxidation method and has a film thickness of about 20 to 25 [nm].
【0221】次に、図14(A)及び図15(A)に示
すように、前記p- 型半導体基板1のn- 型ウエル分離
領域3iの形成領域の主面上に前記酸化珪素膜50を介
して窒化珪素膜51を形成する。この窒化珪素膜51は
耐酸化マスクとして使用される。窒化珪素膜51は、例
えばCVD法で堆積し、40〜60〔nm〕程度の膜厚
で形成される。窒化珪素膜は、その堆積後にフォトリソ
グラフィ技術で形成されたマスクを使用し、エッチング
技術によってパターンニングされる。Next, as shown in FIGS. 14A and 15A, the silicon oxide film 50 is formed on the main surface of the formation region of the n--type well isolation region 3i of the p--type semiconductor substrate 1. A silicon nitride film 51 is formed through. This silicon nitride film 51 is used as an oxidation resistant mask. The silicon nitride film 51 is deposited by, for example, a CVD method and is formed to have a film thickness of about 40 to 60 [nm]. The silicon nitride film is patterned by an etching technique using a mask formed by a photolithography technique after the deposition.
【0222】次に、前記窒化珪素膜51を耐酸化マスク
として使用し、この窒化珪素膜51以外の領域つまりn
- 型ウエル分離領域3iの形成領域以外の領域において
p-型半導体基板1の主面上の酸化珪素膜50を厚い膜
厚の酸化珪素膜50Mに成長させる。この酸化珪素膜5
0Mは、前述の酸化珪素膜50との膜厚差を利用して不
純物を導入する不純物導入マスクとして使用する目的
で、例えば120〜150〔nm〕程度の膜厚で形成さ
れる。この不純物導入マスクとして使用される酸化珪素
膜50Mは耐酸化マスクとして使用された窒化珪素膜5
1に対して自己整合で形成される。この後、前記窒化珪
素膜51は除去される。Next, the silicon nitride film 51 is used as an oxidation resistant mask, and the region other than the silicon nitride film 51, that is, n.
In a region other than the region where the -type well isolation region 3i is formed, the silicon oxide film 50 on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 is grown to a thick silicon oxide film 50M. This silicon oxide film 5
0M is formed with a film thickness of, for example, about 120 to 150 [nm] for the purpose of using it as an impurity introduction mask for introducing impurities by utilizing the film thickness difference from the above-mentioned silicon oxide film 50. The silicon oxide film 50M used as the impurity introduction mask is the silicon nitride film 5 used as the oxidation resistant mask.
1 is self-aligned. After that, the silicon nitride film 51 is removed.
【0223】次に、前記酸化珪素膜50Mを不純物導入
マスクとして使用し、p- 型半導体基板1の主面のn-
型ウエル分離領域3iの形成領域にn型不純物を導入
し、このn型不純物に引き伸し拡散を施し、n- 型ウエ
ル分離領域3iを形成する(図14(B)及び図15
(B)参照)。前記n型不純物は、例えば1012〜10
13〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度のPを使用し、50
〜70〔KeV〕程度のエネルギのイオン打込みで導入
される。導入されたn型不純物は、1100〜1300
〔℃〕程度の温度で約150〜200〔分〕の引き伸し
拡散が行われる。Next, using the silicon oxide film 50M as an impurity introduction mask, n − of the main surface of the p − type semiconductor substrate 1 is formed.
An n-type impurity is introduced into the formation region of the type well isolation region 3i, and the n-type impurity is expanded and diffused to form the n-type well isolation region 3i (FIGS. 14B and 15).
(See (B)). The n-type impurities are, for example, 10 12 to 10 10.
Use P with an impurity concentration of about 13 [atoms / cm 2 ] and
It is introduced by ion implantation with an energy of about 70 [KeV]. The introduced n-type impurities are 1100 to 1300.
At a temperature of about [° C.], stretch diffusion of about 150 to 200 [min] is performed.
【0224】次に、図14(B)及び図15(B)に示
すように、n- 型ウエル分離領域3iを形成するn型不
純物の不純物導入マスクとして使用した酸化珪素膜50
Mを使用し(同一マスクを使用し)、n- 型ウエル分離
領域3iの主面部にp型不純物2Mpを導入する。p型
不純物2Mpは、n- 型ウエル分離領域3iを形成する
酸化珪素膜50Mを使用し導入されるので、n- 型ウエ
ル分離領域3iに対して自己整合で形成される。しか
も、p型不純物2Mpは、n- 型ウエル分離領域3iを
形成する酸化珪素膜50Mを使用し導入されるので、不
純物導入マスクを兼用することになり、p型不純物2M
pを導入するためだけに形成される不純物導入マスクを
形成する工程を廃止できる。なお、p型不純物2Mpは
メモリセルアレイMAYが配置されるp- 型ウエル領域
2Mを形成するが、p型不純物2Mpの引き伸し拡散は
後述するp- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3の夫
々の引き伸し拡散を利用して行われる。Next, as shown in FIGS. 14B and 15B, the silicon oxide film 50 used as the impurity introduction mask of the n-type impurity for forming the n--type well isolation region 3i.
Using M (using the same mask), a p-type impurity 2Mp is introduced into the main surface portion of the n-type well isolation region 3i. Since the p-type impurity 2Mp is introduced using the silicon oxide film 50M forming the n-type well isolation region 3i, it is formed in self-alignment with the n-type well isolation region 3i. Moreover, since the p-type impurity 2Mp is introduced by using the silicon oxide film 50M forming the n-type well isolation region 3i, the p-type impurity 2Mp also serves as an impurity introduction mask.
The step of forming an impurity introduction mask formed only for introducing p can be eliminated. The p-type impurity 2Mp forms the p-type well region 2M in which the memory cell array MAY is arranged. It is carried out by utilizing the expansion and diffusion of each.
【0225】前記p型不純物2Mpは、例えば1012〜
1013〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度のBF2 を使用
し、50〜70〔KeV〕程度のエネルギのイオン打込
みで導入される。The p-type impurity 2Mp is, for example, 10 12 to
BF 2 having an impurity concentration of about 10 13 [atoms / cm 2 ] is used, and ion implantation is performed with an energy of about 50 to 70 [KeV].
【0226】次に、前記酸化珪素膜50、50Mの夫々
を除去する。Next, each of the silicon oxide films 50 and 50M is removed.
【0227】《ウエル形成工程》次に、前記n- 型ウエ
ル分離領域3iの主面上を含むp- 型半導体基板1の主
面上の全面に酸化珪素膜52を形成する。酸化珪素膜5
2は、例えば熱酸化法で形成し、40〜50〔nm〕程
度の膜厚で形成する。<< Well Forming Step >> Next, a silicon oxide film 52 is formed on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the main surface of the n--type well isolation region 3i. Silicon oxide film 5
2 is formed by, for example, a thermal oxidation method, and is formed with a film thickness of about 40 to 50 [nm].
【0228】次に、前記n- 型ウエル分離領域3iの主
面のp型不純物2Mpが導入された領域(この領域は前
記酸化珪素膜52を形成する熱酸化工程の際に、p型不
純物2Mpが若干拡散され、p- 型ウエル領域2Mが形
成される)上、n- 型ウエル分離領域3i以外であって
p- 型半導体基板1の主面のp- 型ウエル領域2の形成
領域上の夫々に窒化珪素膜53を形成する。この窒化珪
素膜53は不純物導入マスク及び耐酸化マスクとして使
用される。窒化珪素膜53は、例えばCVD法で堆積
し、40〜60〔nm〕程度の膜厚で形成される。窒化
珪素膜53は、その堆積後にフォトリソグラフィ技術で
形成されたマスクを使用し、エッチング技術によってパ
ターンニングされる。Next, a region of the main surface of the n--type well isolation region 3i in which the p-type impurity 2Mp is introduced (this region is formed by the p-type impurity 2Mp during the thermal oxidation step for forming the silicon oxide film 52). Is slightly diffused to form the p-type well region 2M), and on the formation region of the p-type well region 2 on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 except the n-type well isolation region 3i. A silicon nitride film 53 is formed on each of them. This silicon nitride film 53 is used as an impurity introduction mask and an oxidation resistant mask. The silicon nitride film 53 is deposited by, for example, a CVD method and is formed to have a film thickness of about 40 to 60 [nm]. The silicon nitride film 53 is patterned by the etching technique using a mask formed by the photolithography technique after the deposition.
【0229】次に、図14(C)及び図15(C)に示
すように、前記窒化珪素膜53を不純物導入マスクとし
て使用し、p- 型半導体基板1のn- 型ウエル領域3の
形成領域の主面部に、n型不純物3nを導入する。n型
不純物3nは、同図15(C)に示すように、p型不純
物2Mpが導入された領域(p- 型ウエル領域2Mの形
成領域)の外周囲であって、n- 型ウエル分離領域3i
の主面にも導入される。n型不純物3nは、例えば1×
1013〜3×1014〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度の
Pを使用し、120〜130〔KeV〕程度のエネルギ
のイオン打込みで導入される。n型不純物3nは前記酸
化珪素膜52を通してp- 型半導体基板1の主面部に導
入される。Next, as shown in FIGS. 14C and 15C, the silicon nitride film 53 is used as an impurity introduction mask to form the n--type well region 3 of the p--type semiconductor substrate 1. An n-type impurity 3n is introduced into the main surface of the region. As shown in FIG. 15C, the n-type impurity 3n is the outer periphery of the region into which the p-type impurity 2Mp is introduced (the formation region of the p-type well region 2M), and is the n-type well isolation region. 3i
It is also introduced on the main surface of. The n-type impurity 3n is, for example, 1 ×
P is used with an impurity concentration of about 10 13 to 3 × 10 14 [atoms / cm 2 ] and is introduced by ion implantation with an energy of about 120 to 130 [KeV]. The n-type impurity 3n is introduced into the main surface portion of the p-type semiconductor substrate 1 through the silicon oxide film 52.
【0230】次に、前記窒化珪素膜53を耐酸化マスク
として使用し、p- 型半導体基板1のn型不純物3nが
導入された領域、n- 型ウエル分離領域3iのn型不純
物3nが導入された領域の夫々において、酸化珪素膜5
2を成長し、膜厚の厚い酸化珪素膜52Mを形成する。
この酸化珪素膜52Mの成長は前記窒化珪素膜53を耐
酸化マスクとして使用した熱酸化法で行う。前記酸化珪
素膜52Mは130〜140〔nm〕程度の膜厚に形成
される。この後、前記窒化珪素膜53は除去される。Next, using the silicon nitride film 53 as an oxidation resistant mask, the region of the p--type semiconductor substrate 1 into which the n-type impurity 3n is introduced and the n--type well isolation region 3i of the n-type impurity 3n are introduced. In each of the formed regions, the silicon oxide film 5 is formed.
2 is grown to form a thick silicon oxide film 52M.
The growth of the silicon oxide film 52M is performed by a thermal oxidation method using the silicon nitride film 53 as an oxidation resistant mask. The silicon oxide film 52M is formed to have a film thickness of about 130 to 140 [nm]. After that, the silicon nitride film 53 is removed.
【0231】次に、図14(D)及び図15(D)に示
すように、前記成長させた酸化珪素膜52Mを不純物導
入マスクとして使用し、p- 型半導体基板1の主面のp
- 型ウエル領域2の形成領域の主面部、n- 型ウエル分
離領域3iのp- 型ウエル領域2Mの主面部の夫々にp
型不純物2pを導入する。p型不純物2pは、1×10
13〜3×1013〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度のBF
2 を使用し、50〜70〔KeV〕程度のエネルギのイ
オン打込みで導入される。p型不純物2pは前記酸化珪
素膜52を通してp- 型半導体基板1、p- 型ウエル領
域2Mの夫々の主面部に導入される。Next, as shown in FIGS. 14D and 15D, the grown silicon oxide film 52M is used as an impurity introduction mask, and the p − -type semiconductor substrate 1 is covered with p
The main surface portion of the formation region of the -type well region 2 and the main surface portion of the p-type well region 2M of the n-type well isolation region 3i are respectively p-typed.
A type impurity 2p is introduced. p-type impurity 2p is 1 × 10
BF with an impurity concentration of about 13 to 3 × 10 13 [atoms / cm 2 ].
2 is used and is introduced by ion implantation with an energy of about 50 to 70 [KeV]. The p-type impurity 2p is introduced into the main surface portion of each of the p--type semiconductor substrate 1 and the p--type well region 2M through the silicon oxide film 52.
【0232】次に、図14(E)及び図15(E)に示
すように、p- 型半導体基板1の主面部に導入されたn
型不純物3n、p型不純物2p、n- 型ウエル分離領域
3iの主面部に導入されたp型不純物2Mpの夫々に引
き伸し拡散を施し、n型不純物3nの拡散でn- 型ウエ
ル領域3、p型不純物2pの拡散でp- 型ウエル領域
2、p型不純物2Mpの拡散でp- 型ウエル領域2Mの
夫々が形成される。つまり、この工程が完了すると、p
- 型半導体基板1の主面部にn- 型ウエル分離領域3i
及びp- 型ウエル領域2Mで形成される2重ウエル構造
が完成し、p- 型半導体基板1の主面の互いに異なる領
域にn- 型ウエル領域3、p- 型ウエル領域2の夫々が
形成されるツインウエル構造が完成する。前記引き伸し
拡散は例えば1100〜1300〔℃〕の温度で約10
0〜200〔分〕行われる。この後、前記酸化珪素膜5
2は除去される。Next, as shown in FIGS. 14E and 15E, n introduced into the main surface portion of the p--type semiconductor substrate 1 is introduced.
Each of the p-type impurity 3n, the p-type impurity 2p, and the p-type impurity 2Mp introduced into the main surface portion of the n-type well isolation region 3i is stretched and diffused. , P − type well region 2 is formed by diffusion of p type impurity 2p, and p − type well region 2M is formed by diffusion of p type impurity 2Mp. That is, when this process is completed, p
In the main surface of the --type semiconductor substrate 1, an n--type well isolation region 3i is formed.
And the double well structure formed by the p- type well region 2M is completed, and the n- type well region 3 and the p- type well region 2 are formed in different regions of the main surface of the p- type semiconductor substrate 1. The completed twin well structure is completed. The stretching diffusion is about 10 at a temperature of 1100 to 1300 [° C.], for example.
It is carried out for 0 to 200 minutes. After this, the silicon oxide film 5
2 is removed.
【0233】《素子分離領域の形成工程》次に、前記p
- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3、p- 型ウエル
領域2Mの夫々の主面上を含むp- 型半導体基板1の全
面に酸化珪素膜を形成する。この酸化珪素膜は、熱酸化
法で形成し、例えば約15〜20〔nm〕程度の膜厚で
形成する。<< Device Isolation Region Forming Step >> Next, p
A silicon oxide film is formed on the entire surface of the p − type semiconductor substrate 1 including the main surfaces of the − type well region 2, the n − type well region 3 and the p − type well region 2M. This silicon oxide film is formed by a thermal oxidation method, and has a film thickness of, for example, about 15 to 20 [nm].
【0234】次に、前述のp- 型ウエル領域2、n- 型
ウエル領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の活性領域
の形成領域の主面上に窒化珪素膜を形成する。窒化珪素
膜は不純物導入マスク及び耐酸化マスクとして使用され
る。窒化珪素膜は、例えばCVD法で堆積し、100〜
150〔nm〕程度の膜厚で形成する。窒化珪素膜は、
フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を使用し、
パターンニングされる。Then, a silicon nitride film is formed on the main surface of the active region forming regions of the p--type well region 2, n--type well region 3 and p--type well region 2M. The silicon nitride film is used as an impurity introduction mask and an oxidation resistant mask. The silicon nitride film is deposited by, for example, a CVD method,
It is formed with a film thickness of about 150 [nm]. The silicon nitride film is
Using photolithography technology and etching technology,
Patterned.
【0235】次に、前記窒化珪素膜がパターンニングさ
れると、この窒化珪素膜から露出する非活性領域におい
て、酸化珪素膜又はその一部が除去されるので、この非
活性領域に新たに酸化珪素膜を再度形成する。この新た
に形成された酸化珪素膜は、例えば熱酸化法で形成し、
8〜12〔nm〕程度の膜厚で形成する。この新たに形
成された酸化珪素膜は、窒化珪素膜をパターンニングし
た際のエッチングダメージの除去、不純物導入の際の汚
染防止等の目的で形成される。Next, when the silicon nitride film is patterned, the silicon oxide film or a part thereof is removed in the inactive region exposed from the silicon nitride film, so that the inactive region is newly oxidized. The silicon film is formed again. This newly formed silicon oxide film is formed by, for example, a thermal oxidation method,
It is formed with a film thickness of about 8 to 12 [nm]. The newly formed silicon oxide film is formed for the purpose of removing etching damage when the silicon nitride film is patterned and preventing contamination when introducing impurities.
【0236】次に、前記窒化珪素膜を不純物導入マスク
として使用し、p- 型ウエル領域2、p- 型ウエル領域
2Mの夫々の非活性領域(素子分離領域)の形成領域に
p型不純物を導入する。p型不純物は、例えば1013〜
1014〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度のBF2 を使用
し、30〜50〔KeV〕程度のエネルギのイオン打込
みで導入される。このp型不純物は前記酸化珪素膜を通
してp- 型ウエル領域2、p- 型ウエル領域2Mの夫々
の主面部に導入される。なお、n- 型ウエル領域3の主
面部は、フォトリソグラフィ技術で形成されるマスク
(図示しない)で被覆され、p型不純物は導入されな
い。p型不純物の導入後はこのマスクは除去される。Next, using the silicon nitride film as an impurity introduction mask, p-type impurities are added to the formation regions of the inactive regions (element isolation regions) of the p--type well region 2 and the p--type well region 2M. Introduce. The p-type impurity is, for example, 10 13 to
BF 2 having an impurity concentration of about 10 14 [atoms / cm 2 ] is used, and ion implantation is performed with energy of about 30 to 50 [KeV]. This p-type impurity is introduced into the main surface portions of the p-type well region 2 and the p-type well region 2M through the silicon oxide film. The main surface of the n-type well region 3 is covered with a mask (not shown) formed by a photolithography technique, and p-type impurities are not introduced. This mask is removed after the introduction of the p-type impurity.
【0237】次に、前記窒化珪素膜を耐酸化マスクとし
て使用し、前記p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域
3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の非活性領域の主面上
の酸化珪素膜を成長させ、素子分離絶縁膜4を形成する
(図14(F)及び図15(F)参照)。前記素子分離
絶縁膜4は、例えば熱酸化法(基板の選択熱酸化法)で
形成された酸化珪素膜で形成され、400〜500〔n
m〕程度の膜厚で形成される。Next, using the silicon nitride film as an oxidation resistant mask, on the main surface of each inactive region of the p--type well region 2, n--type well region 3 and p--type well region 2M. A silicon oxide film is grown to form the element isolation insulating film 4 (see FIGS. 14F and 15F). The element isolation insulating film 4 is formed of, for example, a silicon oxide film formed by a thermal oxidation method (selective thermal oxidation method of the substrate), and has a thickness of 400 to 500 [n.
The film thickness is about m].
【0238】前記素子分離絶縁膜4を形成する熱処理工
程が施されると、予じめp- 型ウエル領域2、p- 型ウ
エル領域2Mの夫々の非活性領域に夫々導入されたp型
不純物に引き伸し拡散が施され、図14(F)及び図1
5(F)に示すように、p型チャネルストッパ領域5が
形成される。When the heat treatment process for forming the element isolation insulating film 4 is performed, p-type impurities introduced into the respective inactive regions of the p-type well region 2 and the p-type well region 2M are respectively introduced. 14F and FIG.
As shown in FIG. 5 (F), p-type channel stopper region 5 is formed.
【0239】前記素子分離絶縁膜4及びp型チャネルス
トッパ領域5を形成した後に、耐酸化マスクとして使用
した窒化珪素膜が除去される。After forming the element isolation insulating film 4 and the p-type channel stopper region 5, the silicon nitride film used as the oxidation resistant mask is removed.
【0240】なお、これ以後の製造プロセスにおいて
は、メモリセルアレイMAYのメモリセルMCの製造プ
ロセスが利用される(同一製造プロセスの部分がある)
ので、メモリセルアレイMAYにおいては図面を使用し
かつ主体的に説明し、周辺回路においては図面を使用せ
ずにメモリセルアレイMAYの製造プロセスと基本的に
異なる部分についてのみ説明する。In the manufacturing process thereafter, the manufacturing process of the memory cell MC of the memory cell array MAY is used (there is a part of the same manufacturing process).
Therefore, the memory cell array MAY will be described mainly with reference to the drawings, and the peripheral circuits will be described without reference to the drawings, only the parts that are basically different from the manufacturing process of the memory cell array MAY.
【0241】《第1ゲート絶縁膜の形成工程》次に、前
記p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3、p- 型ウ
エル領域2Mの夫々の活性領域の主面上の酸化珪素膜を
除去する。この酸化珪素膜を除去する工程により、p-
型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3、p- 型ウエル領
域2Mの夫々の活性領域の主面が露出する。<< Formation Step of First Gate Insulating Film >> Next, a silicon oxide film on the main surface of each active region of the p--type well region 2, n--type well region 3 and p--type well region 2M. To remove. By the step of removing the silicon oxide film, p-
The main surfaces of the active regions of the type well region 2, the n-type well region 3 and the p-type well region 2M are exposed.
【0242】次に、前記p- 型ウエル領域2、n- 型ウ
エル領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の活性領域の
主面上に新たに酸化珪素膜を形成する。酸化珪素膜は主
に不純物導入の際の汚染防止、及び前記窒化珪素膜の除
去の際に除去しきれない素子分離絶縁膜4の端部の窒化
珪素膜所謂ホワイトリボンの除去を目的として形成す
る。酸化珪素膜は、例えば熱酸化法で形成され、18〜
20〔nm〕程度の膜厚で形成する。Next, a new silicon oxide film is formed on the main surfaces of the active regions of the p--type well region 2, the n--type well region 3 and the p--type well region 2M. The silicon oxide film is formed mainly for the purpose of preventing contamination at the time of introducing impurities and removing the so-called white ribbon of the silicon nitride film at the end of the element isolation insulating film 4 which cannot be completely removed at the time of removing the silicon nitride film. . The silicon oxide film is formed by, for example, a thermal oxidation method and has a thickness of 18 to
It is formed with a film thickness of about 20 [nm].
【0243】次に、p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル
領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の活性領域の主面
部にしきい値電圧調整用不純物を導入する。このしきい
値電圧調整用不純物としてはp型不純物例えばBF2 を
使用する。このBF2 は、イオン打込みで導入され、例
えば40〜50〔KeV〕程度のエネルギで1012〜1
013〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で導入される。こ
のBF2 は前記酸化珪素膜を通してp- 型ウエル領域
2、n- 型ウエル領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々
の主面部に導入される。Then, threshold voltage adjusting impurities are introduced into the main surface portions of the active regions of the p--type well region 2, the n--type well region 3, and the p--type well region 2M. A p-type impurity such as BF 2 is used as the threshold voltage adjusting impurity. This BF 2 is introduced by ion implantation and is, for example, 10 12 to 1 at an energy of about 40 to 50 [KeV].
The impurity concentration is about 0 13 [atoms / cm 2 ]. This BF 2 is introduced into the main surface portions of the p − type well region 2, the n − type well region 3 and the p − type well region 2M through the silicon oxide film.
【0244】次に、前記p- 型ウエル領域2、n- 型ウ
エル領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の活性領域の
主面上の酸化珪素膜を除去し、p- 型ウエル領域2、n
- 型ウエル領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の活性
領域の主面を露出する。この後、この露出されたp- 型
ウエル領域2、n- 型ウエル領域3、p- 型ウエル領域
2Mの夫々の活性領域の主面上にゲート絶縁膜6を形成
する。ゲート絶縁膜6は、熱酸化法で形成し、13〜1
5〔nm〕程度の膜厚で形成する。ゲート絶縁膜6はメ
モリセルアレイMAYのメモリセルMCの駆動用MIS
FETQdのゲート絶縁膜6として使用される。Next, the silicon oxide film on the main surface of each active region of the p--type well region 2, the n--type well region 3 and the p--type well region 2M is removed, and the p--type well region 2 is removed. , N
The main surfaces of the active regions of the -type well region 3 and the p-type well region 2M are exposed. Thereafter, a gate insulating film 6 is formed on the main surfaces of the active regions of the exposed p--type well region 2, n--type well region 3 and p--type well region 2M. The gate insulating film 6 is formed by a thermal oxidation method,
It is formed with a film thickness of about 5 [nm]. The gate insulating film 6 is a MIS for driving the memory cells MC of the memory cell array MAY.
It is used as the gate insulating film 6 of the FET Qd.
【0245】《第1層目ゲート材の形成工程》次に、前
記ゲート絶縁膜6上を含むp- 型半導体基板1の主面上
の全面に多結晶珪素膜(7)を堆積する。この多結晶珪
素膜は第1層目のゲート材形成工程により形成される。
多結晶珪素膜は、CVD法で堆積し、この堆積中に抵抗
値を低減する不純物を導入した所謂ドープドポリシリコ
ンで形成される。この多結晶珪素膜はジシラン(Si2
H6)及びフォスフィン(PH3 )をソースガスとする
CVD法で堆積される。本実施例の場合、前記多結晶珪
素膜はn型不純物であるPが導入され、Pは1020〜1
021〔atoms/cm3〕程度の不純物濃度に導入される。ま
た、この多結晶珪素膜はメモリセルMCにおいて駆動用
MISFETQdのゲート電極7、容量素子Cの第1電
極7の夫々として使用する場合において比較的薄い膜厚
約100〔nm〕の膜厚で形成される。多結晶珪素膜
は、駆動用MISFETQdのゲート電極7等として使
用する場合に動作速度を損なわない程度において、その
上層に形成される誘電体膜(21)又は下地のゲート絶
縁膜(6)の絶縁耐圧を確保でき、薄膜化による上層の
平担化が図れる。<< First Layer Gate Material Forming Step >> Next, a polycrystalline silicon film (7) is deposited on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the gate insulating film 6. This polycrystalline silicon film is formed in the first layer gate material forming step.
The polycrystalline silicon film is formed by so-called doped polysilicon, which is deposited by the CVD method, and an impurity for reducing the resistance value is introduced during the deposition. This polycrystalline silicon film is made of disilane (Si 2
It is deposited by a CVD method using H 6 ) and phosphine (PH 3 ) as source gases. In the case of the present embodiment, P, which is an n-type impurity, is introduced into the polycrystalline silicon film, and P is 10 20 -1.
The impurity concentration is about 0 21 [atoms / cm 3 ]. The polycrystalline silicon film is formed to have a relatively thin film thickness of about 100 [nm] when used as the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd and the first electrode 7 of the capacitive element C in the memory cell MC. To be done. The polycrystalline silicon film is an insulator for the dielectric film (21) formed thereabove or the underlying gate insulating film (6) as long as it does not impair the operating speed when used as the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd. The withstand voltage can be secured and the upper layer can be made flat by thinning.
【0246】前記第1層目のゲート材形成工程で形成さ
れた多結晶珪素膜を形成した後に、この多結晶珪素膜に
熱処理が施される。この熱処理は、例えば窒素(N2 )
ガス中、700〜950〔℃〕の温度で8〜12〔分〕
程度行い、多結晶珪素膜に導入されたPの活性化及び膜
質の安定化を図る。After the polycrystalline silicon film formed in the gate material forming step of the first layer is formed, this polycrystalline silicon film is heat-treated. This heat treatment is performed by using, for example, nitrogen (N 2 )
8 to 12 [min] at a temperature of 700 to 950 [° C] in gas
After that, the P introduced into the polycrystalline silicon film is activated and the quality of the film is stabilized.
【0247】次に、前記多結晶珪素膜上を含むp- 型半
導体基板1の主面上の全面に絶縁膜(符号を付けない)
を形成する。この絶縁膜は下層の多結晶珪素膜、上層の
導電層(13)の夫々を電気的に分離する。絶縁膜は無
機シラン(SiH4 又はSiH2Cl2)をソースガス、
酸化窒素(N2O )ガスをキャリアガスとするCVD法
で堆積された酸化珪素膜で形成する。酸化珪素膜は約8
00〔℃〕の温度で堆積される。絶縁膜は例えば130
〜160〔nm〕程度の膜厚で形成される。Next, an insulating film (no reference numeral) is formed on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the polycrystalline silicon film.
To form. This insulating film electrically separates the lower polycrystalline silicon film and the upper conductive layer (13) from each other. The insulating film uses inorganic silane (SiH 4 or SiH 2 Cl 2 ) as a source gas,
It is formed of a silicon oxide film deposited by a CVD method using a nitrogen oxide (N 2 O) gas as a carrier gas. Silicon oxide film is about 8
It is deposited at a temperature of 00 [° C.]. The insulating film is, for example, 130
It is formed with a film thickness of about 160 nm.
【0248】次に、前記絶縁膜、多結晶珪素膜の夫々を
順次パターンニングし、多結晶珪素膜により、ゲート電
極7を形成する(図14(G)参照)。パターンニング
は、フォトリソグラフィ技術で形成されたマスクを使用
し、例えばRIE等の異方性エッチングで行う。ゲート
電極7はメモリセルMCの駆動用MISFETQd等の
ゲート電極7として構成される。また、ゲート電極7を
形成する工程により、図示しないが、前述の図9(B)
に示すメモリセルアレイMAYのダミーゲート電極7
D、周辺回路を構成するMISFETのゲート電極7等
も形成される。Next, the insulating film and the polycrystalline silicon film are sequentially patterned to form a gate electrode 7 of the polycrystalline silicon film (see FIG. 14G). The patterning is performed by anisotropic etching such as RIE using a mask formed by a photolithography technique. The gate electrode 7 is configured as the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd or the like of the memory cell MC. In addition, although not shown, the above-described FIG.
Of the memory cell array MAY shown in FIG.
D, the gate electrode 7 of the MISFET forming the peripheral circuit, etc. are also formed.
【0249】《第1ソース領域及びドレイン領域の形成
工程》次に、前記ゲート電極7及びその上部に形成され
た絶縁膜の側壁にサイドウォールスペーサ9を形成す
る。サイドウォールスペーサ9は、前記絶縁膜上を含む
p- 型半導体基板1の主面上の全面に酸化珪素膜を堆積
し、この堆積した膜厚に相当する分、この酸化珪素膜の
全面をエッチングすることにより形成される。酸化珪素
膜は、前述と同様に、無機シランガスをソースガスとす
るCVD法で堆積され、例えば140〜160〔nm〕
程度の膜厚で形成される。エッチングはRIE等の異方
性エッチングを使用する。<< Step of Forming First Source Region and Drain Region >> Next, sidewall spacers 9 are formed on the sidewalls of the gate electrode 7 and the insulating film formed thereon. The sidewall spacer 9 is formed by depositing a silicon oxide film on the entire main surface of the p − type semiconductor substrate 1 including the insulating film, and etching the entire surface of the silicon oxide film by an amount corresponding to the deposited film thickness. It is formed by The silicon oxide film is deposited by a CVD method using an inorganic silane gas as a source gas as described above, and has a thickness of, for example, 140 to 160 [nm].
It is formed with a film thickness of about a certain degree. For the etching, anisotropic etching such as RIE is used.
【0250】次に、前記サイドウォールスペーサ9を形
成するエッチングの際に、ゲート電極7及びサイドウォ
ールスペーサ9が形成された以外の領域のp- 型ウエル
領域2Mの活性領域の主面が露出するので、この露出し
た領域に酸化珪素膜(符号は付けない)を形成する。こ
の酸化珪素膜は主に不純物導入の際の汚染防止、不純物
導入に基づく活性領域の主面のダメージの防止等の目的
で使用される。この酸化珪素膜は、例えば熱酸化法で形
成され、8〜12〔nm〕程度の膜厚で形成される。Next, during the etching for forming the sidewall spacer 9, the main surface of the active region of the p--type well region 2M in the region other than the region where the gate electrode 7 and the sidewall spacer 9 are formed is exposed. Therefore, a silicon oxide film (no reference numeral is formed) is formed in this exposed region. This silicon oxide film is mainly used for the purpose of preventing contamination when introducing impurities, and preventing damage to the main surface of the active region due to the introduction of impurities. This silicon oxide film is formed by, for example, a thermal oxidation method and has a film thickness of about 8 to 12 [nm].
【0251】次に、図14(G)に示すように、前記ゲ
ート電極7(実際にはその上層の酸化珪素膜)上、サイ
ドウォールスペーサ9の表面上の夫々を含むp- 型半導
体基板1の主面上の全面に絶縁膜9Tを形成する。絶縁
膜9Tは、サイドウォールスペーサ9の開放端(ゲート
電極7の側壁に接触する側と反対側の端部であって、こ
の後の工程のn型不純物の導入領域を規定する部分)に
おいてp- 型ウエル領域2Mの主面に発生する最大応力
が集中する位置に対して、不純物(半導体領域10、1
1、17、18の夫々を形成するn型不純物)を導入す
る際にp- 型ウエル領域2Mの主面にダメージが発生す
る位置をずらすことを主目的として形成される。前記サ
イドウォールスペーサ9の開放端においてp- 型ウエル
領域2Mの主面に発生する最大応力の集中は、サイドウ
ォールスペーサ(酸化珪素膜)9とゲート電極(多結晶
珪素膜)7との熱膨張係数差に基づく、ゲート電極7の
体積収縮に起因する。前記最大応力が集中する位置、不
純物の導入に基づくダメージが発生する位置の夫々が一
致した場合にはサイドウォールスペーサ9の開放端から
p- 型ウエル領域2Mの主面に結晶欠陥が発生する。前
記絶縁膜9Tは、無機シランガスをソースガスとするC
VD法で堆積され、例えば15〜25〔nm〕程度の膜
厚で形成される。Next, as shown in FIG. 14G, the p--type semiconductor substrate 1 including the gate electrode 7 (actually the upper silicon oxide film) and the surface of the sidewall spacer 9 is formed. An insulating film 9T is formed on the entire main surface of the. The insulating film 9T is p at the open end of the sidewall spacer 9 (the end opposite to the side in contact with the side wall of the gate electrode 7 and defining the n-type impurity introduction region in the subsequent step). The impurity (semiconductor region 10, 1
The main purpose is to shift the position where damage occurs on the main surface of the p--type well region 2M when introducing the n-type impurities forming each of 1, 17, and 18). The concentration of the maximum stress generated on the main surface of the p − type well region 2M at the open end of the sidewall spacer 9 is caused by the thermal expansion of the sidewall spacer (silicon oxide film) 9 and the gate electrode (polycrystalline silicon film) 7. This is due to the volume contraction of the gate electrode 7 based on the coefficient difference. When the position where the maximum stress is concentrated and the position where the damage is caused by the introduction of impurities coincide with each other, a crystal defect occurs from the open end of the sidewall spacer 9 to the main surface of the p--type well region 2M. The insulating film 9T is C using inorganic silane gas as a source gas.
It is deposited by the VD method and is formed to have a film thickness of, for example, about 15 to 25 [nm].
【0252】次に、図示しないが、メモリセルアレイM
AYの転送用MISFETQt、周辺回路のnチャネル
MISFETQn、pチャネルMISFETQpの夫々
(DDD構造の形成領域は除く)の形成領域において、
不純物導入マスクを形成する。メモリセルアレイMAY
において、不純物導入マスクは、前記図8(A)に符号
DDDを付けて一点鎖線で囲まれた領域外に形成され
る。不純物導入マスクは例えばフォトリソグラフィ技術
で形成される。Next, although not shown, the memory cell array M
In the formation regions of the AY transfer MISFET Qt, the n-channel MISFET Qn of the peripheral circuit, and the p-channel MISFET Qp (excluding the formation region of the DDD structure),
An impurity introduction mask is formed. Memory cell array MAY
8A, the impurity introduction mask is formed outside the region surrounded by the alternate long and short dash line with the reference numeral DDD in FIG. The impurity introduction mask is formed by photolithography, for example.
【0253】次に、前記不純物導入マスク(主に、前記
符号DDDを付けたマスク)を使用し、メモリセルアレ
イMAYの駆動用MISFETQdの形成領域において
p-型ウエル領域2Mの主面部にn型不純物を導入す
る。このn型不純物は、主にDDD構造を採用する駆動
用MISFETQdのソース領域、ドレイン領域の夫々
の低い不純物濃度のn型半導体領域10を形成し、拡散
速度が速いPを使用する。Pは、イオン打込みを使用
し、例えば30〜40〔KeV〕程度のエネルギで10
14〜1015〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で導入され
る。Pの導入に際しては、前記不純物導入マスク(DD
D)とともに、ゲート電極7、その側壁に形成されたサ
イドウォールスペーサ9及びこのサイドウォールスペー
サ9の表面に沿って形成された絶縁膜9Tも不純物導入
マスクとして使用される。前記Pの導入後、前記不純物
導入マスクは除去される。Next, using the impurity introduction mask (mainly the mask with the reference numeral DDD), an n-type impurity is formed in the main surface portion of the p--type well region 2M in the formation region of the driving MISFET Qd of the memory cell array MAY. To introduce. This n-type impurity forms the n-type semiconductor region 10 having a low impurity concentration in each of the source region and the drain region of the driving MISFET Qd which mainly adopts the DDD structure, and P having a high diffusion rate is used. P uses ion implantation, for example, with an energy of about 30 to 40 [KeV], 10
It is introduced at an impurity concentration of about 14 to 10 15 [atoms / cm 2 ]. When introducing P, the impurity introduction mask (DD
Together with D), the gate electrode 7, the side wall spacer 9 formed on the side wall thereof, and the insulating film 9T formed along the surface of the side wall spacer 9 are also used as an impurity introduction mask. After the introduction of P, the impurity introduction mask is removed.
【0254】次に、前記n型不純物としてのPに引き伸
し拡散を施し、図14(H)に示すように、低い不純物
濃度のn型半導体領域10を形成する。このn型半導体
領域10は、サイドウォールスペーサ9を不純物導入マ
スクとして使用するので、駆動用MISFETQdの形
成領域において、チャネル形成領域側への拡散量がサイ
ドウォールスペーサ9で律則される。つまり、n型半導
体領域10は、ゲート電極7を不純物導入マスクとして
使用した場合に比べて、サイドウォールスペーサ9の膜
厚に相当する分、チャネル形成領域側への拡散量を低減
できる。このチャネル形成領域側への拡散量の低減は、
駆動用MISFETQdの実効的なゲート長寸法(チャ
ネル長寸法)を増加できるので、駆動用MISFETQ
dの短チャネル効果を防止できる。Next, P as the n-type impurity is stretched and diffused to form an n-type semiconductor region 10 having a low impurity concentration as shown in FIG. In this n-type semiconductor region 10, since the sidewall spacer 9 is used as an impurity introduction mask, the amount of diffusion to the channel formation region side is regulated by the sidewall spacer 9 in the formation region of the driving MISFET Qd. That is, the n-type semiconductor region 10 can reduce the amount of diffusion toward the channel formation region side by an amount corresponding to the film thickness of the sidewall spacer 9, as compared with the case where the gate electrode 7 is used as an impurity introduction mask. The reduction of the diffusion amount to the channel formation region side is
Since the effective gate length dimension (channel length dimension) of the driving MISFET Qd can be increased, the driving MISFET Qd
The short channel effect of d can be prevented.
【0255】また、前述のように、n型半導体領域10
を形成するn型不純物は、サイドウォールスペーサ9の
表面に絶縁膜9Tを形成し、この絶縁膜9Tを主体とす
る不純物導入マスクを使用し、p- 型ウエル領域2Mの
主面部に導入される。つまり、サイドウォールスペーサ
9の開放端においてp- 型ウエル領域2Mの主面に発生
する最大応力の集中の位置に対して、n型不純物の導入
の際にp- 型ウエル領域2Mの主面部にダメージが発生
する位置がずらせる。As described above, the n-type semiconductor region 10
The n-type impurity forming the is formed into the insulating film 9T on the surface of the sidewall spacer 9, and is introduced into the main surface portion of the p--type well region 2M by using the impurity introduction mask mainly including this insulating film 9T. .. That is, at the position where the maximum stress generated in the main surface of the p-type well region 2M at the open end of the sidewall spacer 9 is concentrated, the main surface portion of the p-type well region 2M is introduced when the n-type impurity is introduced. Displace the position where damage occurs.
【0256】《第2ゲート絶縁膜の形成工程》次に、メ
モリセルアレイMAYの転送用MISFETQt、周辺
回路のnチャネルMISFETQn、pチャネルMIS
FETQpの夫々の形成領域において、p- 型ウエル領
域2M、p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3の夫
々の活性領域の主面部にしきい値電圧調整用不純物を導
入する。しきい値電圧調整用不純物としてはp型不純物
例えばBF2 を使用する。BF2 は、イオン打込みを使
用し、例えば40〜60〔KeV〕程度のエネルギで1
012〜1013〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で導入さ
れる。BF2 は活性領域の主面上に形成された酸化珪素
膜を通してp- 型ウエル領域2M、p- 型ウエル領域
2、n- 型ウエル領域3の夫々の主面部に導入される。<< Step of Forming Second Gate Insulating Film >> Next, the transfer MISFET Qt of the memory cell array MAY, the n-channel MISFET Qn of the peripheral circuit, and the p-channel MIS.
In each forming region of the FET Qp, a threshold voltage adjusting impurity is introduced into the main surface portion of each active region of the p--type well region 2M, the p--type well region 2 and the n--type well region 3. A p-type impurity such as BF 2 is used as the threshold voltage adjusting impurity. BF 2 uses ion implantation, for example, with energy of about 40 to 60 [KeV]
It is introduced at an impurity concentration of about 0 12 to 10 13 [atoms / cm 2 ]. BF 2 is introduced into the main surface portions of the p − type well region 2M, the p − type well region 2 and the n − type well region 3 through a silicon oxide film formed on the main surface of the active region.
【0257】次に、前記メモリセルアレイMAYの転送
用MISFETQt、周辺回路のnチャネルMISFE
TQn、pチャネルMISFETQpの夫々の形成領域
において、p- 型ウエル領域2M、p- 型ウエル領域
2、n- 型ウエル領域3の夫々の活性領域の主面上の酸
化珪素膜を除去し、その主面を露出する。Next, the transfer MISFET Qt of the memory cell array MAY and the n-channel MISFE of the peripheral circuit.
In the respective formation regions of TQn and p-channel MISFETQp, the silicon oxide film on the main surface of each active region of p--type well region 2M, p--type well region 2 and n--type well region 3 is removed, and The main surface is exposed.
【0258】次に、この露出されたp- 型ウエル領域2
M、p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3の夫々の
活性領域の主面上にゲート絶縁膜12を形成する。ゲー
ト絶縁膜12は、熱酸化法で形成し、例えば13〜14
〔nm〕程度の膜厚で形成する。ゲート絶縁膜12は、
メモリセルMCの転送用MISFETQt、周辺回路の
nチャネルMISFETQn、pチャネルMISFET
Qpの夫々のゲート絶縁膜として使用される。Next, the exposed p--type well region 2 is formed.
A gate insulating film 12 is formed on the main surface of each active region of the M, p-type well region 2 and the n-type well region 3. The gate insulating film 12 is formed by a thermal oxidation method, for example, 13 to 14
It is formed with a film thickness of about [nm]. The gate insulating film 12 is
MISFETQt for transfer of memory cell MC, n-channel MISFETQn of peripheral circuit, p-channel MISFET
Used as each gate insulating film of Qp.
【0259】《第2層目ゲート材の形成工程》次に、前
記ゲート絶縁膜12上を含むp- 型半導体基板1の主面
上の全面に多結晶珪素膜13A(3層構造の電極層のう
ちの下層)を堆積する。この多結晶珪素膜13Aは第2
層目のゲート材形成工程により形成される。多結晶珪素
膜13Aは、前記ゲート電極7の多結晶珪素膜と同様
に、Si2H6及びPH3 をソースガスとするCVD法で
堆積される。本実施例の場合、多結晶珪素膜13Aは、
下地のゲート絶縁膜13Aの絶縁耐圧を向上する目的
で、例えば1×1020〜3×1020〔atoms/cm3〕程度
の不純物濃度にPが導入される。また、多結晶珪素膜1
3Aは、上層の平担化を図る目的で、例えば30〜50
〔nm〕程度の薄い膜厚で形成される。<< Step of Forming Second Layer Gate Material >> Next, a polycrystalline silicon film 13A (electrode layer having a three-layer structure) is formed on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the gate insulating film 12. Bottom layer). This polycrystalline silicon film 13A is the second
It is formed by the gate material forming step of the first layer. The polycrystalline silicon film 13A is deposited by the CVD method using Si 2 H 6 and PH 3 as the source gas, like the polycrystalline silicon film of the gate electrode 7. In the case of this embodiment, the polycrystalline silicon film 13A is
For the purpose of improving the withstand voltage of the underlying gate insulating film 13A, P is introduced at an impurity concentration of, for example, about 1 × 10 20 to 3 × 10 20 [atoms / cm 3 ]. In addition, the polycrystalline silicon film 1
3A is, for example, 30 to 50 for the purpose of flattening the upper layer.
It is formed with a thin film thickness of about [nm].
【0260】次に、メモリセルアレイMAYのメモリセ
ルMCの駆動用MISFETQdのソース領域(10)
上、ソース領域と基準電圧線(Vss、13)との接続領
域において、多結晶珪素膜13A、その下層のゲート絶
縁膜12の夫々を順次除去し、接続孔14を形成する。
接続孔14は、フォトリソグラフィ技術で形成されたマ
スクを使用し、例えばRIE等の異方性エッチングを施
して形成する。この接続孔14は駆動用MISFETQ
dのソース領域、基準電圧線(13)の夫々の間を接続
する。清浄なゲート絶縁膜12を形成した後に、直接、
ゲート絶縁膜12上に多結晶珪素膜13Aを形成し、こ
の後に接続孔14を形成するので、前記接続孔14を形
成するマスクは直接ゲート絶縁膜12の表面に接触しな
い。つまり、この接続孔14を形成する工程は、マスク
の形成及びマスクの剥離に基づく、ゲート絶縁膜12の
汚染を生じないので、ゲート絶縁膜12の絶縁耐圧が劣
化しない。Next, the source region (10) of the driving MISFET Qd of the memory cell MC of the memory cell array MAY.
In the connection region between the upper source region and the reference voltage line (Vss, 13), the polycrystalline silicon film 13A and the gate insulating film 12 therebelow are sequentially removed to form a connection hole 14.
The connection hole 14 is formed by performing anisotropic etching such as RIE using a mask formed by photolithography. This connection hole 14 is for driving MISFETQ.
The source region of d and the reference voltage line (13) are connected to each other. After forming a clean gate insulating film 12, directly
Since the polycrystalline silicon film 13A is formed on the gate insulating film 12 and the connection hole 14 is formed after this, the mask forming the connection hole 14 does not directly contact the surface of the gate insulating film 12. That is, in the step of forming the connection hole 14, the gate insulating film 12 is not contaminated due to the formation of the mask and the peeling of the mask, so that the withstand voltage of the gate insulating film 12 does not deteriorate.
【0261】次に、前記多結晶珪素膜13A上を含むp
- 型半導体基板1の主面上の全面に、多結晶珪素膜13
B、高融点金属珪化膜13Cの夫々を順次形成する。こ
の多結晶珪素膜13Bは第2層目のゲート材形成工程に
より形成される。多結晶珪素膜13Bは、前記ゲート電
極7の多結晶珪素膜と同様に、Si2H6及びPH3 をソ
ースガスとするCVD法で堆積される。本実施例の場
合、多結晶珪素膜13Bは、基準電圧線(13)として
直接ソース領域(10)の表面に接続されるので、この
接続の際の接触抵抗値を向上する目的で、例えば4×1
020〜6×1020〔atoms/cm3〕程度の不純物濃度にP
が導入される。つまり、中間層の多結晶珪素膜13Bは
下層の多結晶珪素膜13Aに導入されるPの不純物濃度
に比べて高い不純物濃度にPが導入される。また、多結
晶珪素膜13Bは、上層の平担化を図る目的で、例えば
30〜50〔nm〕程度の薄い膜厚で形成される。前記
高融点金属珪化膜13Cは第2層目のゲート材形成工程
で形成される。高融点金属珪化膜13Cの一部は、前記
接続孔14を通し、中間層の多結晶珪素膜13Bを介在
し、駆動用MISFETQdのソース領域に接続され
る。高融点金属珪化膜13CはCVD法又はスパッタ法
で堆積したWSi2 で形成する。WSi2 は量産的には
安定性の高いゲート材である。高融点金属珪化膜13C
は、比抵抗値が多結晶珪素膜13A、13Bの夫々に比
べて小さいので、又上層の段差形状の成長を抑えるため
に、例えば80〜100〔nm〕程度の比較的薄い膜厚
で形成される。Next, p including the polycrystalline silicon film 13A is formed.
The polycrystalline silicon film 13 is formed on the entire main surface of the-type semiconductor substrate 1.
B and the refractory metal silicide film 13C are sequentially formed. The polycrystalline silicon film 13B is formed by the gate material forming step of the second layer. The polycrystalline silicon film 13B is deposited by the CVD method using Si 2 H 6 and PH 3 as the source gas, like the polycrystalline silicon film of the gate electrode 7. In the case of the present embodiment, the polycrystalline silicon film 13B is directly connected to the surface of the source region (10) as the reference voltage line (13), and therefore, for the purpose of improving the contact resistance value in this connection, for example, 4 × 1
P to an impurity concentration of about 0 20 to 6 × 10 20 [atoms / cm 3 ].
Will be introduced. That is, P is introduced into the intermediate polycrystalline silicon film 13B at a higher impurity concentration than the impurity concentration of P introduced into the lower polycrystalline silicon film 13A. The polycrystalline silicon film 13B is formed with a thin film thickness of, for example, about 30 to 50 [nm] for the purpose of flattening the upper layer. The refractory metal silicide film 13C is formed in the second layer gate material forming step. A part of the refractory metal silicide film 13C is connected to the source region of the driving MISFET Qd through the connection hole 14 and the intermediate polycrystalline silicon film 13B. The refractory metal silicide film 13C is formed of WSi 2 deposited by the CVD method or the sputtering method. WSi 2 is a highly stable gate material in mass production. Refractory metal silicide film 13C
Has a smaller specific resistance than the polycrystalline silicon films 13A and 13B, and is formed with a relatively thin film thickness of, for example, about 80 to 100 [nm] in order to suppress the growth of the step shape of the upper layer. It
【0262】次に、前記高融点金属珪化膜13C上を含
むp- 型半導体基板1の主面上の全面に絶縁膜15を形
成する。この絶縁膜15は例えば200〜400〔n
m〕程度の膜厚で形成される。絶縁膜15は、例えば有
機シラン(Si(OC2H5)4)をソースガスとする、高
温度(例えば700〜850〔℃〕)、低圧力(例えば
1.0〔torr〕)のCVD法で堆積された酸化珪素膜で
形成する。Next, an insulating film 15 is formed on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the refractory metal silicide film 13C. This insulating film 15 is, for example, 200 to 400 [n
The film thickness is about m]. The insulating film 15 uses, for example, organic silane (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) as a source gas, and has a high temperature (eg, 700 to 850 [° C.]) and a low pressure (eg, 1.0 [torr]) CVD method. It is formed of a silicon oxide film deposited by.
【0263】次に、図14(I)に示すように、前記絶
縁膜15、高融点金属珪化膜13C、多結晶珪素膜13
B、多結晶珪素膜13Aの夫々に順次パターンニングを
施し、多結晶珪素膜13A、13B及び高融点金属珪化
膜13Cで構成された積層構造のゲート電極13を形成
する。ゲート電極13はメモリセルMCの転送用MIS
FETQt、周辺回路のnチャネルMISFETQn、
pチャネルMISFETQpの夫々のゲート電極として
使用される。また、ゲート電極13を形成する工程と同
一製造工程で、ワード線(WL)13、基準電圧線(V
ss)13の夫々が形成される。前記パターンニングは、
フォトリソグラフィ技術で形成されたマスクを使用し、
RIE等の異方性エッチングで行う。また、ゲート電極
13を形成する工程により、前述の図9(B)に示すダ
ミーワード線13D1等が形成される。Next, as shown in FIG. 14I, the insulating film 15, the refractory metal silicide film 13C, the polycrystalline silicon film 13 are formed.
B and the polycrystalline silicon film 13A are sequentially patterned to form a gate electrode 13 having a laminated structure composed of the polycrystalline silicon films 13A and 13B and the refractory metal silicide film 13C. The gate electrode 13 is a transfer MIS of the memory cell MC.
FETQt, n-channel MISFETQn of peripheral circuit,
It is used as each gate electrode of the p-channel MISFET Qp. In the same manufacturing process as the process of forming the gate electrode 13, the word line (WL) 13 and the reference voltage line (V
ss) 13 are formed respectively. The patterning is
Using a mask formed by photolithography technology,
Anisotropic etching such as RIE is performed. Further, the dummy word line 13D1 and the like shown in FIG. 9B described above are formed by the step of forming the gate electrode 13.
【0264】《第2ソース領域及びドレイン領域の形成
工程》次に、メモリセルアレイMAYのメモリセルMC
の転送用MISFETQt、駆動用MISFETQd、
周辺回路のnチャネルMISFETQnの夫々の形成領
域において、p- 型ウエル領域2Mの活性領域の主面部
にn型不純物を導入する。このn型不純物は、LDD構
造の低い不純物濃度のn型半導体領域(17)を形成す
る目的で導入され、ドレイン領域近傍での電界強度を弱
めるために不純物濃度勾配がAsに比べて緩いPを使用
する。Pは、イオン打込みを使用し、例えば40〜60
〔KeV〕程度のエネルギで1×1013〜3×10
13〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で導入される。P
は、メモリセルMCの転送用MISFETQt、nチャ
ネルMISFETQnの夫々の形成領域においてゲート
電極13(実際には絶縁膜15又はそれをパターンニン
グするマスク)を不純物導入マスクとして、駆動用MI
SFETQdの形成領域においてゲート電極7(実際に
は絶縁膜9T)を不純物導入マスクとして夫々使用し、
このゲート電極13、7の夫々に対して自己整合で導入
される。<< Step of Forming Second Source Region and Drain Region >> Next, the memory cell MC of the memory cell array MAY.
Transfer MISFETQt, drive MISFETQd,
In each formation region of the n channel MISFETQn of the peripheral circuit, an n type impurity is introduced into the main surface portion of the active region of the p--type well region 2M. This n-type impurity is introduced for the purpose of forming the n-type semiconductor region (17) having a low impurity concentration of the LDD structure, and the impurity concentration gradient is set to be P gentler than As in order to weaken the electric field strength near the drain region. use. P uses ion implantation, for example 40-60
1 × 10 13 to 3 × 10 with energy of about [KeV]
It is introduced with an impurity concentration of about 13 [atoms / cm 2 ]. P
Is a driving MI using the gate electrode 13 (actually the insulating film 15 or a mask for patterning the same) as an impurity introduction mask in the formation regions of the transfer MISFET Qt and the n-channel MISFET Qn of the memory cell MC.
In the formation region of the SFET Qd, the gate electrode 7 (actually the insulating film 9T) is used as an impurity introduction mask,
The gate electrodes 13 and 7 are introduced in a self-aligned manner.
【0265】この後、熱処理を施し、前記Pに引き伸し
拡散を施し、低い不純物濃度のn型半導体領域17を形
成する(図14(J)参照)。熱処理は、例えば、アル
ゴン(Ar)中、900〜1000〔℃〕の高温度で約
15〜25〔分〕行う。この熱処理に基づき、前記n型
半導体領域17は、転送用MISFETQt、nチャネ
ルMISFETQnの夫々のチャネル形成領域側への拡
散量が増加し、製造プロセスの完了後にゲート電極13
に適度に重なり合う。After that, a heat treatment is performed to extend and diffuse the P to form the n-type semiconductor region 17 having a low impurity concentration (see FIG. 14J). The heat treatment is performed, for example, in argon (Ar) at a high temperature of 900 to 1000 [° C.] for about 15 to 25 [minutes]. Based on this heat treatment, in the n-type semiconductor region 17, the diffusion amount to the channel formation region side of each of the transfer MISFET Qt and the n-channel MISFET Qn increases, and the gate electrode 13 is completed after the manufacturing process is completed.
Moderately overlaps.
【0266】次に、図示しないが、周辺回路のpチャネ
ルMISFETQpの形成領域において、n- 型ウエル
領域3の活性領域の主面部に、p型不純物を導入する。
このp型不純物はLDD構造の低い不純物濃度のp型半
導体領域(39)を形成する目的で導入される(図11
参照)。p型不純物はBF2 を使用する。このBF
2は、イオン打込みを使用し、例えば30〜50〔Ke
V〕程度のエネルギで3×1012〜7×1012〔atoms
/cm2〕程度の不純物濃度で導入される。BF2 は、ゲ
ート電極13を不純物導入マスクとして使用し、このゲ
ート電極13に対して自己整合で導入される。このp型
不純物の導入により、pチャネルMISFETQpのL
DD構造を構成する低い不純物濃度のp型半導体領域3
9が形成される。p型不純物はn型不純物に比べて拡散
速度が速いので、p型半導体領域は、熱処理を施さなく
ても、ゲート電極13と充分な重なり合いを形成でき
る。Next, although not shown, in the formation region of p channel MISFETQp of the peripheral circuit, p type impurities are introduced into the main surface portion of the active region of n--type well region 3.
This p-type impurity is introduced for the purpose of forming a p-type semiconductor region (39) having a low impurity concentration in the LDD structure (FIG. 11).
reference). BF 2 is used as the p-type impurity. This BF
2 uses ion implantation, for example, 30 to 50 [Ke
V] energy of 3 × 10 12 to 7 × 10 12 [atoms
/ Cm 2 ]. BF 2 is introduced in self-alignment with the gate electrode 13 using the gate electrode 13 as an impurity introduction mask. By introducing this p-type impurity, L of the p-channel MISFET Qp
Low impurity concentration p-type semiconductor region 3 forming a DD structure
9 is formed. Since the diffusion rate of p-type impurities is higher than that of n-type impurities, the p-type semiconductor region can form a sufficient overlap with the gate electrode 13 without heat treatment.
【0267】次に、前述のゲート電極13、絶縁膜15
の夫々の側壁にサイドウォールスペーサ16を形成す
る。サイドウォールスペーサ16は、絶縁膜15上を含
むp-型半導体基板1の主面上の全面に酸化珪素膜を堆
積し、この堆積した膜厚に相当する分、この酸化珪素膜
の全面をエッチングすることにより形成される。酸化珪
素膜は、前述と同様に無機シランガスをソースガスとす
るCVD法で堆積され、例えば250〜300〔nm〕
程度の膜厚で形成する。エッチングはRIE等の異方性
エッチングを使用する。Next, the above-mentioned gate electrode 13 and insulating film 15 are formed.
Sidewall spacers 16 are formed on the respective side walls. The sidewall spacer 16 is formed by depositing a silicon oxide film on the entire main surface of the p − type semiconductor substrate 1 including the insulating film 15, and etching the entire surface of the silicon oxide film by an amount corresponding to the deposited film thickness. It is formed by The silicon oxide film is deposited by a CVD method using an inorganic silane gas as a source gas as described above, and is, for example, 250 to 300 [nm].
It is formed with a film thickness of about. For the etching, anisotropic etching such as RIE is used.
【0268】次に、サイドウォールスペーサ16を形成
するエッチングの際に、ゲート電極13及びサイドウォ
ールスペーサ16が形成された以外の領域のp- 型ウエ
ル領域2M、p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3
の夫々の活性領域の主面が露出するので、この露出した
領域を含むp- 型半導体基板1の主面上の全面に酸化珪
素膜(符号は付けない)を形成する。この酸化珪素膜
は、前述の絶縁膜9Tと同様に、サイドウォールスペー
サ16の表面に沿っても形成される。前記酸化珪素膜
は、不純物導入の際の汚染防止、不純物導入に基づく活
性領域の主面のダメージ防止等の目的で使用される。ま
た、この酸化珪素膜は、前記絶縁膜9Tと同様にサイド
ウォールスペーサ16の開放端でのp- 型ウエル領域2
Mの主面の最大応力の集中の位置に対して、後の工程で
導入される不純物(半導体領域18、40の夫々を形成
する夫々の不純物)の導入の際に発生するダメージの領
域の位置をずらす目的でも使用される。前記酸化珪素膜
は、例えば熱酸化法で形成され、10〜20〔nm〕程
度の膜厚で形成される。Next, at the time of etching for forming the sidewall spacers 16, the p--type well regions 2M, p--type well regions 2, n-- in the regions other than the regions where the gate electrodes 13 and the sidewall spacers 16 are formed. Type well region 3
Since the main surface of each active region is exposed, a silicon oxide film (no reference numeral is formed) is formed on the entire main surface of p--type semiconductor substrate 1 including the exposed region. This silicon oxide film is formed along the surface of the sidewall spacer 16 as in the above-described insulating film 9T. The silicon oxide film is used for the purpose of preventing contamination when introducing impurities and preventing damage to the main surface of the active region due to the introduction of impurities. Further, this silicon oxide film is formed in the p-type well region 2 at the open end of the sidewall spacer 16 like the insulating film 9T.
The position of the region of damage generated when the impurities (the respective impurities forming the semiconductor regions 18 and 40 respectively) introduced in the subsequent step are introduced with respect to the position of the maximum stress concentration on the main surface of M. Also used for the purpose of shifting. The silicon oxide film is formed by, for example, a thermal oxidation method and has a film thickness of about 10 to 20 [nm].
【0269】次に、メモリセルアレイMAYのメモリセ
ルMCの転送用MISFETQt、駆動用MISFET
Qd、周辺回路のnチャネルMISFETQnの夫々の
形成領域において、p- 型ウエル領域2M、p- 型ウエ
ル領域2の夫々の活性領域の主面部にn型不純物を導入
する。n型不純物はpn接合深さを浅くする目的でPに
比べて拡散速度が遅いAsを使用する。Asは、イオン
打込みを使用し、例えば30〜50〔KeV〕程度のエ
ネルギで1×1015〜5×1015〔atoms/cm2〕程度の
不純物濃度で導入される。このAsは、ゲート電極7、
13、サイドウォールスペーサ9、16及び絶縁膜9T
等を不純物導入マスクとして使用し、これらに対して自
己整合で導入される。Next, the transfer MISFET Qt and the drive MISFET of the memory cell MC of the memory cell array MAY.
In each of the formation regions of Qd and the n-channel MISFET Qn of the peripheral circuit, an n-type impurity is introduced into the main surface portion of each active region of the p-type well region 2M and the p-type well region 2. As the n-type impurity, As having a slower diffusion rate than P is used for the purpose of making the pn junction depth shallow. As is ion-implanted and is introduced with an energy of about 30 to 50 [KeV] and an impurity concentration of about 1 × 10 15 to 5 × 10 15 [atoms / cm 2 ]. This As is the gate electrode 7,
13, side wall spacers 9 and 16 and insulating film 9T
Etc. are used as an impurity introduction mask, and they are introduced in self-alignment with respect to them.
【0270】この後、熱処理を施し、前記n型不純物に
引き伸し拡散を施し、図14(J)に示すように、高い
不純物濃度のn+ 型半導体領域11、18の夫々を形成
する。熱処理は、例えば窒素ガス中、800〜900
〔℃〕の高温度で、約15〜20〔分〕行う。前記n+
型半導体領域11、18の夫々はソース領域及びドレイ
ン領域として使用される。Thereafter, heat treatment is performed to stretch and diffuse the n-type impurities to form n + -type semiconductor regions 11 and 18 having high impurity concentrations, respectively, as shown in FIG. The heat treatment is, for example, 800 to 900 in nitrogen gas.
It is carried out at a high temperature of [° C] for about 15 to 20 minutes. N +
Each of the type semiconductor regions 11 and 18 is used as a source region and a drain region.
【0271】前記n+ 型半導体領域11を形成する工程
により、メモリセルMCのDDD構造を採用する駆動用
MISFETQdが完成し、n+ 型半導体領域18を形
成する工程により、LDD構造を採用する転送用MIS
FETQtが完成する。また、n+ 型半導体領域18を
形成する工程により、周辺回路のLDD構造を採用する
nチャネルMISFETQnが完成する(図11参
照)。また、図9及び図10に示すように、前記n+ 型
半導体領域11及び18を形成することにより、n- 型
ウエル領域3の周辺領域に配置されるn+ 型半導体領域
11及び18で形成されるガードリング領域N−GRが
完成する。By the step of forming the n + type semiconductor region 11, the driving MISFET Qd adopting the DDD structure of the memory cell MC is completed, and by the step of forming the n + type semiconductor region 18, the transfer adopting the LDD structure is performed. For MIS
FETQt is completed. Further, the n-channel MISFET Qn adopting the LDD structure of the peripheral circuit is completed by the process of forming the n + type semiconductor region 18 (see FIG. 11). Further, as shown in FIGS. 9 and 10, by forming the n + type semiconductor regions 11 and 18, the n + type semiconductor regions 11 and 18 arranged in the peripheral region of the n− type well region 3 are formed. The guard ring region N-GR is completed.
【0272】《第3層目のゲート材形成工程》次に、p
- 型半導体基板1の主面上の全面にエッチングを施し、
主に、メモリセルアレイMAYのメモリセルMCの駆動
用MISFETQdのゲート電極7上に形成された絶縁
膜を除去する。この絶縁膜の除去は、前記ゲート電極1
3、ワード線13、基準電圧線13の夫々の上部に形成
された絶縁膜15及びサイドウォールスペーサ16をエ
ッチングマスクとして使用して行われる(それらマスク
に規定された領域が除去される)。つまり、ゲート電極
13、ワード線13、基準電圧線13の夫々の下部に存
在する絶縁膜は残存する。この絶縁膜の除去は主にメモ
リセルMCの容量素子Cの第1電極7となる駆動用MI
SFETQdのゲート電極7の表面を露出する目的で行
われる。ゲート電極7つまり第1電極7の上部の絶縁膜
は前述のように酸化珪素膜で形成され、ゲート電極13
等の上部の絶縁膜15及びサイドウォールスペーサ16
は前述のように酸化珪素膜で形成され、エッチング速度
差は確保できないが、絶縁膜15及びサイドウォールス
ペーサ16の膜厚が厚く形成されるので、この絶縁膜1
5及びサイドウォールスペーサ16は残存する状態にお
いて、第1電極7上の絶縁膜のみを除去できる。<< Third Layer Gate Material Forming Step >> Next, p
Etching the whole main surface of the -type semiconductor substrate 1,
The insulating film formed on the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd of the memory cell MC of the memory cell array MAY is mainly removed. The removal of this insulating film is performed by the gate electrode 1
3, the insulating film 15 and the sidewall spacers 16 formed on the word line 13 and the reference voltage line 13, respectively, are used as an etching mask (the regions defined by these masks are removed). That is, the insulating film existing under each of the gate electrode 13, the word line 13, and the reference voltage line 13 remains. This removal of the insulating film is mainly performed by the drive MI which becomes the first electrode 7 of the capacitive element C of the memory cell MC.
This is performed for the purpose of exposing the surface of the gate electrode 7 of the SFET Qd. The insulating film above the gate electrode 7, that is, the first electrode 7 is formed of the silicon oxide film as described above, and
Insulating film 15 and side wall spacers 16 above
Is formed of a silicon oxide film as described above, and an etching rate difference cannot be secured, but since the insulating film 15 and the sidewall spacers 16 are formed to be thick, this insulating film 1
5 and the sidewall spacers 16 can remove only the insulating film on the first electrode 7 in a state where they remain.
【0273】次に、前記ゲート電極7つまり第1電極7
の露出された表面上を含むp- 型半導体基板1の主面上
の全面に絶縁膜21を形成する。この絶縁膜21は主に
メモリセルMCの容量素子Cの誘電体膜21として使用
される。絶縁膜21は例えば無機シランをソースガスと
するCVD法で堆積した酸化珪素膜で形成する。容量素
子Cの第1電極7は、Si2H6をソースガスとするCV
D法で堆積され、表面を平担化できるので、絶縁膜21
は絶縁耐圧を向上でき、その結果、絶縁膜21の膜厚は
薄くできる。また、絶縁膜21は、単層の酸化珪素膜で
形成されるので薄い膜厚で形成でき、例えば40〜50
〔nm〕程度の薄い膜厚で形成される。Next, the gate electrode 7, that is, the first electrode 7
An insulating film 21 is formed on the entire main surface of the p- type semiconductor substrate 1 including the exposed surface of the. The insulating film 21 is mainly used as the dielectric film 21 of the capacitive element C of the memory cell MC. The insulating film 21 is formed of, for example, a silicon oxide film deposited by a CVD method using inorganic silane as a source gas. The first electrode 7 of the capacitive element C is a CV whose source gas is Si 2 H 6.
The insulating film 21 is deposited by the D method and can flatten the surface.
The withstand voltage can be improved, and as a result, the film thickness of the insulating film 21 can be reduced. Further, since the insulating film 21 is formed of a single-layer silicon oxide film, it can be formed with a thin film thickness, for example, 40 to 50.
It is formed with a thin film thickness of about [nm].
【0274】次に、メモリセルMCの転送用MISFE
TQtの一方の半導体領域(18)及び他方の半導体領
域(18)上において、前記絶縁膜21及びその下層の
絶縁膜を除去し、接続孔22を形成する(図14(K)
参照)。転送用MISFETQtの一方の半導体領域上
に形成された接続孔22は、この一方の半導体領域、駆
動用MISFETQdのドレイン領域(11)、ゲート
電極7、容量素子Cの第2電極(23)の夫々を接続す
る(メモリセルMCの4素子の結線点となる)目的で形
成される。転送用MISFETQtの他方の半導体領域
上に形成された接続孔22は、この他方の半導体領域、
中間導電層(23)の夫々を接続する目的で形成され
る。この後者の絶縁膜22に形成される接続孔22は、
転送用MISFETQtのゲート電極13の側壁に設け
られたサイドウォールスペーサ16よりもゲート電極1
3側に大きい開口サイズで形成される。つまり、絶縁膜
21に形成された接続孔22内にはサイドウォールスペ
ーサ16の表面が露出し、他方の半導体領域(18)上
の実質的な接続孔22の開口サイズはサイドウォールス
ペーサ16で規定される。したがって、実質的な接続孔
22のゲート電極13側の開口位置は、サイドウォール
スペーサ16がゲート電極13に対して自己整合で形成
されるので、結果的にゲート電極13に対して自己整合
で規定される。接続孔22は、フォトリソグラフィ技術
で形成されるマスク(図14(K)中、符号22Mを付
け破線でマスクの一部を示す)を使用し、RIE等の異
方性エッチングで絶縁膜21を除去することにより形成
される。また、絶縁膜21は、その膜厚が前述のように
薄いので、等方性エッチングを使用し、接続孔22を形
成してもよい。Next, transfer MISFE of the memory cell MC
On one semiconductor region (18) and the other semiconductor region (18) of TQt, the insulating film 21 and the underlying insulating film are removed to form a connection hole 22 (FIG. 14 (K)).
reference). The connection hole 22 formed on one semiconductor region of the transfer MISFET Qt includes the one semiconductor region, the drain region (11) of the driving MISFET Qd, the gate electrode 7, and the second electrode (23) of the capacitor C, respectively. Are formed for the purpose of connecting (the connection points of the four elements of the memory cell MC). The connection hole 22 formed on the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt is
It is formed for the purpose of connecting each of the intermediate conductive layers (23). The connection hole 22 formed in the latter insulating film 22 is
The gate electrode 1 is more than the side wall spacer 16 provided on the side wall of the gate electrode 13 of the transfer MISFET Qt.
It is formed with a large opening size on the 3 side. That is, the surface of the sidewall spacer 16 is exposed in the connection hole 22 formed in the insulating film 21, and the opening size of the substantial connection hole 22 on the other semiconductor region (18) is defined by the sidewall spacer 16. To be done. Therefore, since the sidewall spacer 16 is formed in self-alignment with the gate electrode 13, the opening position of the contact hole 22 on the gate electrode 13 side is substantially defined in self-alignment with the gate electrode 13. To be done. For the connection hole 22, a mask formed by a photolithography technique (in FIG. 14K, reference numeral 22M is attached and a part of the mask is shown by a broken line) is used, and the insulating film 21 is formed by anisotropic etching such as RIE. It is formed by removing. Further, since the insulating film 21 has a thin film thickness as described above, the connection hole 22 may be formed by using isotropic etching.
【0275】次に、前記接続孔22を形成した前述のマ
スク(図14(K)中、符号22Mを付け破線で示すマ
スク)を使用し、このマスクで周囲を規定される領域内
において(前記接続孔22と実質的に同一パターンで実
質的に同一位置において)、p- 型半導体基板1の主面
部にn型不純物を導入し、図14(K)に示すように、
n+ 型半導体領域21Nを形成する。このn+ 型半導体
領域21Nは、接続孔22の開口端においてp- 型半導
体基板1の主面から発生する結晶欠陥を取り込める程度
の深さで形成される。n+ 型半導体領域21Nを形成す
るn型不純物は、例えば拡散速度がAsに比べて速いP
を使用し、1014〜1015〔atoms/cm2〕程度の不純物
濃度で120〜130〔KeV〕程度のエネルギのイオ
ン打込みで導入される。前述の転送用MISFETQt
のn+ 型半導体領域18、駆動用MISFETQdのn
+ 型半導体領域11の夫々の接合深さは約0.2〜0.3
〔μm〕程度で形成される。これに対して、前記条件下
で形成されるn+ 型半導体領域21Nは、前記n+ 型半
導体領域11、18の夫々の接合深さに比べて深い接合
深さ、例えば約0.3〜0.4〔μm〕程度の接合深さで
形成される。Next, using the above-mentioned mask in which the connection hole 22 is formed (the mask indicated by the broken line 22M in FIG. 14K) and shown in the area defined by the mask (the above-mentioned mask). 14 (K), by introducing an n-type impurity into the main surface portion of the p − -type semiconductor substrate 1 at substantially the same pattern and substantially the same position as the connection hole 22.
An n + type semiconductor region 21N is formed. The n + type semiconductor region 21N is formed to a depth such that crystal defects generated from the main surface of the p − type semiconductor substrate 1 can be captured at the opening end of the connection hole 22. The n-type impurity forming the n + -type semiconductor region 21N has, for example, P whose diffusion rate is faster than that of As.
Is used for ion implantation with an impurity concentration of about 10 14 to 10 15 [atoms / cm 2 ] and an energy of about 120 to 130 [KeV]. The above-mentioned transfer MISFET Qt
N + type semiconductor region 18 of drive n of drive MISFET Qd
The junction depth of each + type semiconductor region 11 is about 0.2 to 0.3.
It is formed in the order of [μm]. On the other hand, the n + type semiconductor region 21N formed under the above conditions has a deeper junction depth than the n + type semiconductor regions 11 and 18, respectively, for example, about 0.3 to 0. It is formed with a junction depth of about 0.4 [μm].
【0276】また、n+ 型半導体領域21Nは、絶縁膜
21に接続孔22を形成するマスク(22M)を利用し
て形成されるので、接続孔22を形成するマスクの他に
別のマスクを形成する必要がなくなり、製造プロセスの
工程数を削減できる。Since the n + type semiconductor region 21N is formed by using the mask (22M) for forming the contact hole 22 in the insulating film 21, another mask other than the mask for forming the contact hole 22 is used. Since it is not necessary to form it, the number of manufacturing process steps can be reduced.
【0277】また、前記接続孔22内において、p- 型
半導体基板1の主面部に、転送用MISFETQtのn
+ 型半導体領域18、駆動用MISFETQdのn+ 型
半導体領域11の夫々に加えて、n+ 型半導体領域21
Nが付加され、n+ 型半導体領域11、18及び21N
の合成された表面の不純物濃度を高くできるので、後の
工程で形成される導電層23との接触抵抗値を低減でき
る。換言すれば、導電層23は多結晶珪素膜で形成さ
れ、この多結晶珪素膜は飽和領域若しくはそれに近い程
度までn型不純物が導入されるが、この多結晶珪素膜に
導入されるn型不純物の不純物濃度を低減できる。導電
層23に導入されるn型不純物の不純物濃度が低減でき
ると、導電層23からp- 型半導体基板1側へのn型不
純物の湧きだし(拡散)を低減でき、例えば転送用MI
SFETQtの低い不純物濃度のn型半導体領域(LD
D部)17が高い不純物濃度の領域に変換されること
(見かけ上、n型半導体領域17が高い不純物濃度のn
+ 型半導体領域18に食われること)を防止できる。In the connection hole 22, the n-type transfer MISFET Qt is formed on the main surface of the p--type semiconductor substrate 1.
In addition to the + type semiconductor region 18 and the n + type semiconductor region 11 of the driving MISFET Qd, an n + type semiconductor region 21
N is added to the n + type semiconductor regions 11, 18 and 21N.
Since the impurity concentration of the synthesized surface can be increased, the contact resistance value with the conductive layer 23 formed in a later step can be reduced. In other words, the conductive layer 23 is formed of a polycrystalline silicon film, and the n-type impurity is introduced into the polycrystalline silicon film to the saturation region or to a degree close to the saturation region. The impurity concentration of can be reduced. If the impurity concentration of the n-type impurities introduced into the conductive layer 23 can be reduced, the flow-out (diffusion) of the n-type impurities from the conductive layer 23 to the p-type semiconductor substrate 1 side can be reduced.
N-type semiconductor region (LD with low impurity concentration of SFET Qt
The D part 17 is converted into a region having a high impurity concentration (apparently, the n-type semiconductor region 17 has a high impurity concentration n).
(Eating by the + type semiconductor region 18) can be prevented.
【0278】また、前記n+ 型半導体領域21Nは、前
記絶縁膜21を形成し、前記マスク(22M)を形成し
た後、接続孔22を形成する前に、前記絶縁膜21を通
してn型不純物を導入することにより形成してもよい。
この場合、前述のように、製造プロセスの工程数を削減
できるとともに、n型不純物の導入に際して絶縁膜21
が存在するので、n型不純物の導入にともなう汚染を防
止でき、又p- 型半導体基板1の主面(実際にはn+ 型
半導体領域11、18のいずれかの主面)のダメージの
発生を防止できる。In the n + type semiconductor region 21N, after the insulating film 21 is formed, the mask (22M) is formed, and before the connection hole 22 is formed, an n type impurity is passed through the insulating film 21. You may form by introducing.
In this case, as described above, the number of steps of the manufacturing process can be reduced, and the insulating film 21 can be introduced when the n-type impurity is introduced.
Is present, the contamination due to the introduction of the n-type impurity can be prevented, and the main surface of the p- type semiconductor substrate 1 (actually, the main surface of the n + type semiconductor regions 11 and 18) is damaged. Can be prevented.
【0279】次に、前記誘電体膜となる絶縁膜21上を
含むp- 型半導体基板1の主面上の全面に多結晶珪素膜
(23)を堆積する(図14(L)参照)。この多結晶
珪素膜は第3層目のゲート材形成工程で形成される。多
結晶珪素膜の一部は前記接続孔22を通して前記転送用
MISFETQtの一方の半導体領域(18)、駆動用
MISFETQdのドレイン領域(11)及びゲート電
極7に接続される。この多結晶珪素膜は負荷用MISF
ETQpのゲート電極(23)、容量素子Cの第2電極
(23)、導電層(23)、中間導電層(23)の夫々
として使用される。特に、多結晶珪素膜は、前記負荷用
MISFETQpのゲート電極(23)及び容量素子C
の第2電極(23)として使用されるので、前述と同様
にSi2H6及びPH3 をソースガスとするCVD法で堆
積される(ドープドポリシリコン)。CVD法での多結
晶珪素膜の堆積温度は約680〜720〔℃〕に設定さ
れる。多結晶珪素膜は、上層の段差形状の成長を抑える
ために、例えば60〜80〔nm〕程度の薄い膜厚で形
成され、1020〜1021〔atoms/cm3〕程度の不純物濃
度にPが導入される。Then, a polycrystalline silicon film (23) is deposited on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the insulating film 21 serving as the dielectric film (see FIG. 14L). This polycrystalline silicon film is formed in the gate material forming step of the third layer. A part of the polycrystalline silicon film is connected to the one semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt, the drain region (11) of the driving MISFET Qd, and the gate electrode 7 through the connection hole 22. This polycrystalline silicon film is a load MISF
It is used as the gate electrode (23) of the ETQp, the second electrode (23) of the capacitive element C, the conductive layer (23), and the intermediate conductive layer (23). In particular, the polycrystalline silicon film is used as the gate electrode (23) of the load MISFET Qp and the capacitive element C.
Since it is used as the second electrode (23) of (3), it is deposited by the CVD method using Si 2 H 6 and PH 3 as the source gas in the same manner as described above (doped polysilicon). The deposition temperature of the polycrystalline silicon film by the CVD method is set to about 680 to 720 [° C.]. The polycrystalline silicon film is formed with a thin film thickness of, for example, about 60 to 80 [nm] in order to suppress the growth of the step shape of the upper layer, and has a P concentration of about 10 20 to 10 21 [atoms / cm 3 ]. Will be introduced.
【0280】次に、前記多結晶珪素膜にパターンニング
を施し、負荷用MISFETQpのゲート電極23、容
量素子Cの第2電極23、導電層23、中間導電層23
の夫々を形成する。この多結晶珪素膜のパターンニング
は、例えばフォトリソグラフィ技術で形成されたマスク
を使用し、RIE等の異方性エッチングを施して形成す
る。Next, the polycrystalline silicon film is patterned to form the gate electrode 23 of the load MISFET Qp, the second electrode 23 of the capacitive element C, the conductive layer 23, and the intermediate conductive layer 23.
Form each of. This polycrystalline silicon film is patterned by using a mask formed by, for example, a photolithography technique and performing anisotropic etching such as RIE.
【0281】前記第2電極23を形成する工程により、
第1電極7、誘電体膜21、第2電極23の夫々を順次
積層した容量素子Cが完成する。By the step of forming the second electrode 23,
The capacitive element C in which the first electrode 7, the dielectric film 21, and the second electrode 23 are sequentially laminated is completed.
【0282】次に、前記負荷用MISFETQpのゲー
ト電極23、容量素子Cの第2電極23、導電層23、
中間導電層23の夫々の表面に熱酸化処理を施し、夫々
の表面に酸化珪素膜24Gを形成する(図14(L)参
照)。熱酸化処理は、800〜900〔℃〕の酸素ガス
雰囲気(O2 dry )中、約15〜25〔分〕行われ、酸
化珪素膜24Gは前述のように5〜15〔nm〕程度の
膜厚で形成される。この酸化珪素膜24Gの形成によ
り、ゲート電極23、容量素子Cの第2電極23、導電
層23、中間導電層23の夫々の表面の角部(前記図1
2に示す角部23Cに相当する)の断面形状を改善でき
る。この酸化珪素膜24Gは、本実施例のSRAMにお
いては、後の工程で形成される負荷用MISFETQp
のゲート絶縁膜(24)としても使用される。Next, the gate electrode 23 of the load MISFET Qp, the second electrode 23 of the capacitive element C, the conductive layer 23,
Each surface of the intermediate conductive layer 23 is subjected to thermal oxidation treatment to form a silicon oxide film 24G on each surface (see FIG. 14L). The thermal oxidation treatment is performed in an oxygen gas atmosphere (O 2 dry) of 800 to 900 ° C. for about 15 to 25 minutes, and the silicon oxide film 24G has a thickness of about 5 to 15 nm as described above. Formed in thickness. Due to the formation of the silicon oxide film 24G, the corner portions of the respective surfaces of the gate electrode 23, the second electrode 23 of the capacitive element C, the conductive layer 23, and the intermediate conductive layer 23 (see FIG.
The cross-sectional shape of the corner portion 23C shown in 2) can be improved. In the SRAM of this embodiment, this silicon oxide film 24G is used for the load MISFET Qp formed in a later step.
It is also used as a gate insulating film (24).
【0283】《第3ソース領域及びドレイン領域の形成
工程》次に、周辺回路のpチャネルMISFETQpの
形成領域において、n- 型ウエル領域3の活性領域の主
面部にp型不純物を導入する(図11参照)。p型不純
物はBF2 を使用する。BF2 は、イオン打込みを使用
し、例えば50〜70〔KeV〕程度のエネルギで2×
1015〜6×1015〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で
導入される。BF2 は、ゲート電極13及びサイドウォ
ールスペーサ16を不純物導入マスクとして使用し、こ
のゲート電極13及びサイドウォールスペーサ16に対
して自己整合で導入される。このp型不純物を導入する
ことにより、高い不純物濃度のp+ 型半導体領域40が
形成され、周辺回路のLDD構造を採用するpチャネル
MISFETQpが完成する。<< Step of Forming Third Source Region and Drain Region >> Next, in the formation region of the p-channel MISFET Qp of the peripheral circuit, p-type impurities are introduced into the main surface portion of the active region of the n--type well region 3 (see FIG. 11). BF 2 is used as the p-type impurity. BF 2 uses ion implantation and is 2 × with energy of, for example, about 50 to 70 [KeV].
The impurity concentration is about 10 15 to 6 × 10 15 [atoms / cm 2 ]. BF 2 is introduced in self-alignment with the gate electrode 13 and the sidewall spacer 16 using the gate electrode 13 and the sidewall spacer 16 as an impurity introduction mask. By introducing this p-type impurity, the p + -type semiconductor region 40 having a high impurity concentration is formed, and the p-channel MISFET Qp adopting the LDD structure of the peripheral circuit is completed.
【0284】また、前記p+ 型半導体領域40はメモリ
セルアレイMAYの外周囲であってp- 型ウエル領域2
Mの周辺領域の主面部にも形成され、このp+ 型半導体
領域40はガードリング領域P−GRを形成する(図1
0参照)。The p + type semiconductor region 40 is the outer periphery of the memory cell array MAY and is located in the p − type well region 2.
Also formed on the main surface of the peripheral region of M, this p + type semiconductor region 40 forms a guard ring region P-GR (FIG. 1).
0).
【0285】次に、図14(L)に示すように、前記負
荷用MISFETQpのゲート電極23、容量素子Cの
第2電極23、導電層23、中間導電層23の夫々の側
壁にサイドウォールスペーサ(前記図12において符号
24Sを付けて示す)を形成する。このサイドウォール
スペーサ24Sは、前記ゲート電極23、第2電極23
等の側壁の急峻な段差形状を緩和し、上層の平担化(特
に、負荷用MISFETQpのチャネル形成領域26N
を含む第4層目ゲート材の平担化)を図る目的で形成さ
れる。サイドウォールスペーサ24Sは、ゲート電極2
3の上層を含むp- 型半導体基板1の主面上の全面に酸
化珪素膜を堆積し、この堆積した膜厚に相当する分、R
IE等の異方性エッチングを施すことで形成する。サイ
ドウォールスペーサ24Sの酸化珪素膜は、例えば無機
シランをソースガスとするCVD法で堆積され、80〜
120〔nm〕程度の膜厚で堆積される。Next, as shown in FIG. 14L, sidewall spacers are provided on the side walls of the gate electrode 23 of the load MISFET Qp, the second electrode 23 of the capacitive element C, the conductive layer 23, and the intermediate conductive layer 23, respectively. (Indicated by reference numeral 24S in FIG. 12) are formed. The side wall spacer 24S includes the gate electrode 23 and the second electrode 23.
The steep step shape of the side wall is relaxed to flatten the upper layer (especially, the channel forming region 26N of the load MISFET Qp).
Is formed for the purpose of flattening the fourth-layer gate material including the above. The side wall spacer 24S is the gate electrode 2
3, a silicon oxide film is deposited on the entire main surface of the p − type semiconductor substrate 1 including the upper layer of No. 3, and the amount corresponding to the deposited film thickness is R
It is formed by performing anisotropic etching such as IE. The silicon oxide film of the sidewall spacer 24S is deposited by, for example, a CVD method using inorganic silane as a source gas,
It is deposited with a film thickness of about 120 [nm].
【0286】また、本実施例のSRAMにおいては、前
述の負荷用MISFETQpのゲート電極23、容量素
子Cの第2電極23、導電層23、中間導電層23の夫
々の表面の角部23Cの断面形状を改善する酸化珪素膜
24Gを形成する工程をサイドウォールスペーサ24S
を形成した後に行ってもよい。Further, in the SRAM of this embodiment, the cross section of the corner portion 23C on the surface of each of the gate electrode 23 of the load MISFET Qp, the second electrode 23 of the capacitive element C, the conductive layer 23, and the intermediate conductive layer 23 described above. The step of forming the silicon oxide film 24G for improving the shape is performed by the sidewall spacer 24S.
It may be performed after the formation of.
【0287】《第3ゲート絶縁膜の形成工程》次に、前
記ゲート電極23、第2電極23、導電層23、中間導
電層23の夫々の上部を含むp- 型半導体基板1の主面
上の全面に絶縁膜24を形成する。絶縁膜24は、下層
の前記ゲート電極23等の導電層、上層の導電層(2
6)の夫々を電気的に分離するとともに、負荷用MIS
FETQpのゲート絶縁膜24として使用される。絶縁
膜24は、前述の容量素子Cの誘電体膜21等と同様
に、無機シランガスをソースガスとするCVD法で堆積
した酸化珪素膜で形成する。絶縁膜24は、絶縁耐圧を
確保するとともに、負荷用MISFETQpの導通特性
(ON特性)を確保する目的で、例えば50〜70〔n
m〕程度の膜厚で形成する。<< Step of Forming Third Gate Insulating Film >> Next, on the main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the upper portions of the gate electrode 23, the second electrode 23, the conductive layer 23, and the intermediate conductive layer 23, respectively. An insulating film 24 is formed on the entire surface of the. The insulating film 24 includes a conductive layer such as the lower gate electrode 23 and an upper conductive layer (2
Each of 6) is electrically separated and the load MIS
It is used as the gate insulating film 24 of the FET Qp. The insulating film 24 is formed of a silicon oxide film deposited by a CVD method using an inorganic silane gas as a source gas, like the dielectric film 21 of the capacitive element C described above. The insulating film 24 has, for example, 50 to 70 [n] for the purpose of ensuring the withstand voltage and ensuring the conduction characteristic (ON characteristic) of the load MISFET Qp.
The film thickness is about m].
【0288】《第4層目のゲート材形成工程》次に、メ
モリセルアレイMAYのメモリセルMCの導電層23の
上部において、前記絶縁膜24に接続孔25を形成す
る。接続孔25は下層の導電層23、上層の導電層(2
6、実際には負荷用MISFETQpのn型チャネル形
成領域26N)の夫々を接続する目的で形成される。<< Fourth Layer Gate Material Forming Step >> Next, a connection hole 25 is formed in the insulating film 24 above the conductive layer 23 of the memory cell MC of the memory cell array MAY. The connection holes 25 are formed by the lower conductive layer 23 and the upper conductive layer (2
6. Actually, it is formed for the purpose of connecting each of the n-type channel forming regions 26N) of the load MISFET Qp.
【0289】次に、前記絶縁膜24上を含む全面に多結
晶珪素膜を形成する。この多結晶珪素膜は第4層目のゲ
ート材形成工程により形成される。多結晶珪素膜は負荷
用MISFETQpのn型チャネル形成領域(26
N)、ソース領域(26P)、電源電圧線(Vcc:26
P)の夫々を形成する。多結晶珪素膜は、前述の多結晶
珪素膜(7、13A、13B、23の夫々)と異なり、
Si2H6をソースガスとするCVD法で堆積した所謂ノ
ンドープドポリシリコンで形成する。この多結晶珪素膜
は例えば30〜50〔nm〕程度の薄い膜厚で形成す
る。つまり、多結晶珪素膜は、結晶粒が膜厚の均一性に
影響を及ぼさない膜厚よりも厚い膜厚で形成され、かつ
負荷用MISFETQpのリーク電流を低減できる膜厚
よりも薄い膜厚で形成される。Next, a polycrystalline silicon film is formed on the entire surface including the insulating film 24. This polycrystalline silicon film is formed by the gate material forming step of the fourth layer. The polycrystalline silicon film serves as an n-type channel forming region (26
N), source region (26P), power supply voltage line (Vcc: 26)
Form each of P). The polycrystalline silicon film is different from the above-mentioned polycrystalline silicon films (7, 13A, 13B and 23, respectively).
It is formed of so-called non-doped polysilicon deposited by a CVD method using Si 2 H 6 as a source gas. This polycrystalline silicon film is formed with a thin film thickness of, for example, about 30 to 50 nm. That is, the polycrystalline silicon film is formed with a film thickness larger than the film thickness of the crystal grains that does not affect the uniformity of the film thickness and smaller than the film thickness that can reduce the leakage current of the load MISFET Qp. It is formed.
【0290】《第4ソース領域及びドレイン領域の形成
工程》次に、図示しないが、前記多結晶珪素膜(26)
上に絶縁膜を形成する。この絶縁膜は、後の工程で不純
物を導入する際に発生する汚染防止、表面のダメージの
緩和等を目的として形成される。絶縁膜は、例えば熱酸
化法で形成した酸化珪素膜で形成し、4〜6〔nm〕程
度の薄い膜厚で形成する。また、この絶縁膜は酸素ガス
雰囲気を使用する熱酸化法の使用で形成されるので、酸
素ガス雰囲気中の酸素が多結晶珪素膜中の珪素の未結合
手(ダングリングボンド)と結合し、この未結合手を低
減できる。この未結合手を低減することにより、負荷用
MISFETQpのソース領域−ドレイン領域間に流れ
る電流量を増加でき、負荷用MISFETQpの電流−
電圧特性の向上が図れる。<< Formation Step of Fourth Source Region and Drain Region >> Next, although not shown, the polycrystalline silicon film (26) is formed.
An insulating film is formed thereover. This insulating film is formed for the purpose of preventing contamination that occurs when impurities are introduced in a later step and mitigating surface damage. The insulating film is formed of, for example, a silicon oxide film formed by a thermal oxidation method, and has a thin film thickness of about 4 to 6 [nm]. Further, since this insulating film is formed by using a thermal oxidation method using an oxygen gas atmosphere, oxygen in the oxygen gas atmosphere is bonded to a dangling bond of silicon in the polycrystalline silicon film, This dangling bond can be reduced. By reducing the dangling bonds, the amount of current flowing between the source region and the drain region of the load MISFET Qp can be increased, and the current of the load MISFET Qp-
The voltage characteristics can be improved.
【0291】次に、前記多結晶珪素膜の全面にしきい値
電圧調整用不純物を導入する。このしきい値電圧調整用
不純物はn型不純物例えばPを使用する。Pは負荷用M
ISFETQpのしきい値電圧をエンハンスメント型に
する目的で導入される。エンハンスメント型のしきい値
電圧は1017〜1018〔atoms/cm3〕程度の不純物濃度
で得られる。したがって、Pは、イオン打込みを使用
し、20〜40〔KeV〕程度のエネルギで約1012〜
1013〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で導入される。
多結晶珪素膜に導入されるPの不純物濃度が1018〔at
oms/cm3〕を越えた場合、多結晶珪素膜はしきい値電圧
が上昇する(絶対値で大きくなる)ので高抵抗素子とし
て作用する。つまり、負荷用MISFETQpは、非導
通時(OFF時)において、n型チャネル形成領域(2
6N)でのリーク電流分に相当する電流しかメモリセル
MCの情報蓄積ノード領域に電源電圧Vccを供給できな
いので、情報の保持特性が劣化する。また、多結晶珪素
膜に導入されるPの不純物濃度をさらに増加し、しきい
値電圧を上昇させると、リーク電流量が増大する。この
リーク電流の増大は消費電力化の妨げになる。前記しき
い値電圧調整用不純物を導入する工程により、n型チャ
ネル形成領域26Nが形成される(図14(M)参
照)。Next, a threshold voltage adjusting impurity is introduced into the entire surface of the polycrystalline silicon film. An n-type impurity such as P is used as the threshold voltage adjusting impurity. P is for load M
It is introduced for the purpose of enhancing the threshold voltage of ISFET Qp. The enhancement type threshold voltage is obtained with an impurity concentration of about 10 17 to 10 18 [atoms / cm 3 ]. Therefore, P uses ion implantation and has an energy of about 20 to 40 [KeV] and is about 10 12 to
It is introduced with an impurity concentration of about 10 13 [atoms / cm 2 ].
The impurity concentration of P introduced into the polycrystalline silicon film is 10 18 [at
oms / cm 3 ], the polycrystalline silicon film acts as a high resistance element because the threshold voltage rises (becomes larger in absolute value). That is, the load MISFET Qp has the n-type channel formation region (2
Since the power supply voltage Vcc can be supplied to the information storage node region of the memory cell MC only in a current corresponding to the leakage current in 6N), the information retention characteristic deteriorates. Further, when the impurity concentration of P introduced into the polycrystalline silicon film is further increased and the threshold voltage is increased, the amount of leak current increases. This increase in leak current hinders power consumption. An n-type channel formation region 26N is formed by the step of introducing the threshold voltage adjusting impurities (see FIG. 14M).
【0292】次に、メモリセルアレイMAYのメモリセ
ルMCの負荷用MISFETQpのソース領域(26
P)の形成領域及び電源電圧線(Vcc:26P)の形成
領域において、前記多結晶珪素膜(26)にp型不純物
を導入する。p型不純物は、例えばBF2 を使用し、前
記図7及び図8(B)に符号26Pを付けて一点鎖線で
囲まれた領域内に導入される。このBF2 は、イオン打
込みを使用し、例えば20〜40〔KeV〕程度のエネ
ルギで1014〜1015〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度
で導入される。p型不純物の導入に際してはフォトリソ
グラフィ技術で形成されたマスクを使用する。Next, the source region (26 of the load MISFET Qp of the memory cell MC of the memory cell array MAY).
In the formation region of P) and the formation region of the power supply voltage line (Vcc: 26P), p-type impurities are introduced into the polycrystalline silicon film (26). As the p-type impurity, for example, BF 2 is used, and is introduced into the region surrounded by the alternate long and short dash line with reference numeral 26P in FIGS. 7 and 8B. This BF 2 is introduced by ion implantation, for example, with an energy of about 20 to 40 [KeV] and an impurity concentration of about 10 14 to 10 15 [atoms / cm 2 ]. A mask formed by a photolithography technique is used for introducing the p-type impurity.
【0293】次に、前記多結晶珪素膜(26)の表面に
形成された酸化珪素膜を除去する。段差形状を有する下
地の絶縁膜(ゲート絶縁膜)24の表面上に形成される
多結晶珪素膜の表面は前記下地の段差形状が伝達され
る。この多結晶珪素膜の段差形状が伝達された表面に形
成される酸化珪素膜は、平担な領域においては異方性エ
ッチングで除去できるが、段差の領域においては膜厚が
見かけ上厚くなるので、異方性エッチングでは除去でき
ない。したがって、多結晶珪素膜の表面上に形成された
酸化珪素膜は、平担な領域、段差の領域のいずれにおい
ても除去する目的で、等方性エッチングが使用され、こ
の等方性エッチングで除去される。等方性エッチングで
除去しない場合は、段差の領域において酸化珪素膜が除
去されず、この酸化珪素膜がエッチングマスクとなっ
て、下層の多結晶珪素膜のパターンニング工程におい
て、多結晶珪素膜のエッチング残りが発生する。Next, the silicon oxide film formed on the surface of the polycrystalline silicon film (26) is removed. The stepped shape of the underlying layer is transmitted to the surface of the polycrystalline silicon film formed on the surface of the underlying insulating film (gate insulating film) 24 having the stepped shape. The silicon oxide film formed on the surface of the polycrystalline silicon film to which the step shape has been transferred can be removed by anisotropic etching in the flat area, but the film thickness in the step area becomes apparently thick. However, it cannot be removed by anisotropic etching. Therefore, the silicon oxide film formed on the surface of the polycrystalline silicon film is isotropically etched for the purpose of removing both the flat region and the step region. To be done. If it is not removed by isotropic etching, the silicon oxide film is not removed in the step region, and this silicon oxide film serves as an etching mask to form the polycrystalline silicon film in the patterning step of the lower polycrystalline silicon film. Etching residue occurs.
【0294】次に、図14(M)に示すように、前記多
結晶珪素膜にパターンニングを施し、n型チャネル形成
領域26N、ソース領域26P、電源電圧線26Pの夫
々を形成する。多結晶珪素膜のパターンニングは、例え
ばフォトリソグラフィ技術で形成されたマスクを使用
し、RIE等の異方性エッチングで行う。前記n型チャ
ネル形成領域26N及びソース領域26Pが形成される
と、メモリセルMCの負荷用MISFETQpが完成す
る。また、この負荷用MISFETQpの完成により、
メモリセルMCが完成する。Next, as shown in FIG. 14M, the polycrystalline silicon film is patterned to form an n-type channel forming region 26N, a source region 26P and a power supply voltage line 26P. The patterning of the polycrystalline silicon film is performed by anisotropic etching such as RIE using a mask formed by photolithography, for example. When the n-type channel forming region 26N and the source region 26P are formed, the load MISFET Qp of the memory cell MC is completed. Also, with the completion of this load MISFET Qp,
The memory cell MC is completed.
【0295】《第1層目金属配線形成工程》次に、前記
メモリセルMC上を含む全面に層間絶縁膜27を形成す
る。層間絶縁膜27は酸化珪素膜27A、BPSG膜2
7Bの夫々を順次積層した2層の積層構造で構成され
る。<< First Layer Metal Wiring Forming Step >> Next, an interlayer insulating film 27 is formed on the entire surface including the memory cell MC. The interlayer insulating film 27 is formed of the silicon oxide film 27A and the BPSG film 2
7B, each of which has a laminated structure of two layers.
【0296】下層の酸化珪素膜27Aは上層のBPSG
膜27Bに含有されるB、Pの夫々の下層側への漏れを
防止する目的で形成される。酸化珪素膜27Aは例えば
Si(OC2H5)4 をソースガスとする、高温度(例えば
600〜800〔℃〕)、低圧力(例えば 1.0〔tor
r〕)のCVD法で堆積される。酸化珪素膜27Aは例
えば140〜160〔nm〕程度の膜厚で形成される。The lower silicon oxide film 27A is formed of the upper BPSG film.
It is formed for the purpose of preventing leakage of B and P contained in the film 27B to the lower layer side. The silicon oxide film 27A uses, for example, Si (OC 2 H 5 ) 4 as a source gas, and has a high temperature (for example, 600 to 800 [° C.]) and a low pressure (for example, 1.0 [tor].
r]) is deposited by the CVD method. The silicon oxide film 27A is formed with a film thickness of, for example, about 140 to 160 [nm].
【0297】上層のBPSG膜27Bは表面を平担化し
て上層の段差形状の成長を抑える目的で形成される。B
PSG膜27Bは主に無機シラン(例えばSiH4 )を
ソースガスとするCVD法で堆積される。BPSG膜2
7Bは、例えば280〜320〔nm〕程度の膜厚で堆
積後、グラスフローを施し、表面が平担化される。グラ
スフローは、例えば窒素ガス中、800〜900〔℃〕
の高温度で約10〔分〕行う。The upper BPSG film 27B is formed for the purpose of flattening the surface and suppressing the growth of the step shape of the upper layer. B
The PSG film 27B is mainly deposited by a CVD method using an inorganic silane (for example, SiH 4 ) as a source gas. BPSG film 2
7B is deposited with a film thickness of, for example, about 280 to 320 [nm], and then glass flow is performed to flatten the surface. The glass flow is, for example, 800 to 900 [° C] in nitrogen gas.
At a high temperature of about 10 minutes.
【0298】次に、前記層間絶縁膜27に接続孔28を
形成する。接続孔28は、メモリセルアレイMAYにお
いて、メモリセルMCの転送用MISFETQtの他方
の半導体領域(18)上に形成された中間導電層23上
に形成される。また、接続孔28は、メモリセルアレイ
MAYの周辺領域、つまりガードリング領域P−GRの
p+ 型半導体領域40の上部、ガードリング領域N−G
Rのn+ 型半導体領域11及び18の上部の夫々にも形
成される。接続孔28は、フォトリソグラフィ技術で形
成されたマスクを使用し、RIE等の異方性エッチング
で形成する。Next, a connection hole 28 is formed in the interlayer insulating film 27. The connection hole 28 is formed on the intermediate conductive layer 23 formed on the other semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt of the memory cell MC in the memory cell array MAY. Further, the connection hole 28 is formed in the peripheral region of the memory cell array MAY, that is, in the upper part of the p + type semiconductor region 40 of the guard ring region P-GR, in the guard ring region N-G.
The n + type semiconductor regions 11 and 18 of R are also formed on the respective upper portions. The connection hole 28 is formed by anisotropic etching such as RIE using a mask formed by photolithography.
【0299】次に、前記層間絶縁膜27上を含む全面に
高融点金属膜29を形成する。高融点金属膜29は第1
層目の金属配線形成工程で形成される。この高融点金属
膜29は例えばスパッタ法で堆積したW膜で形成する。
W膜は、CVD法で堆積した場合、段差形状部分でのス
テップカバレッジは良好であるが、層間絶縁膜27の表
面から剥がれ易い。スパッタ法で堆積されるW膜は、層
間絶縁膜27の表面での接着性が高い利点があるが、ス
テップカバレッジが悪く、しかも膜厚が厚いと内部応力
が増大する欠点がある。そこで、本実施例のSRAM
は、W膜の接着性が高い利点を生かし、W膜の下地の層
間絶縁膜27の表面を平担化して(BPSG膜27Bを
使用しグラスフローを施す)ステップカバレッジに対処
し、W膜を薄膜化して内部応力に対処する。W膜は金属
配線としては薄い例えば280〜320〔nm〕程度の
膜厚で形成する。Next, a refractory metal film 29 is formed on the entire surface including the interlayer insulating film 27. The refractory metal film 29 is the first
It is formed in the metal wiring forming process of the first layer. The refractory metal film 29 is formed of, for example, a W film deposited by a sputtering method.
When deposited by the CVD method, the W film has good step coverage in the step-shaped portion, but is easily peeled off from the surface of the interlayer insulating film 27. The W film deposited by the sputtering method has an advantage that it has high adhesiveness on the surface of the interlayer insulating film 27, but has a drawback that step coverage is poor and, if the film thickness is large, internal stress increases. Therefore, the SRAM of this embodiment
Takes advantage of the high adhesiveness of the W film, flattens the surface of the interlayer insulating film 27 underlying the W film (steps of glass flow using the BPSG film 27B), and copes with the step coverage of the W film. Deal with internal stress by making it thinner. The W film is formed as a thin metal wiring with a film thickness of, for example, about 280 to 320 [nm].
【0300】次に、図14(N)に示すように、前記高
融点金属膜29にパターンニングを施し、メモリセルア
レイMAYにおいて、メインワード線(MWL)29、
サブワード線(SWL)29、中間導電層29の夫々を
形成する。前記中間導電層29の一部は接続孔28を通
して下層の中間導電層23に接続される。この中間導電
層23はメモリセルMCの転送用MISFETQtの他
方の半導体領域(18)に接続される。また、メモリセ
ルアレイMAY以外の領域において、例えばガードリン
グ領域P−GRのp+ 型半導体領域40の上部において
は基準電圧線(Vss)29として形成され、ガードリン
グ領域N−GRのn+ 型半導体領域11及び18の上部
においては電源電圧線(Vcc)29として形成される
(前記図10及び図9(D)参照)。前記高融点金属膜
29のパターンニングは、例えばフォトリソグラフィ技
術で形成されたマスクを使用し、異方性エッチングで行
う。Next, as shown in FIG. 14N, the refractory metal film 29 is patterned to form a main word line (MWL) 29 in the memory cell array MAY.
The sub-word line (SWL) 29 and the intermediate conductive layer 29 are formed respectively. A part of the intermediate conductive layer 29 is connected to the lower intermediate conductive layer 23 through the connection hole 28. The intermediate conductive layer 23 is connected to the other semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt of the memory cell MC. Further, in regions other than the memory cell array MAY, for example, in the upper part of the p + type semiconductor region 40 of the guard ring region P-GR, the reference voltage line (Vss) 29 is formed, and the n + type semiconductor of the guard ring region N-GR is formed. A power supply voltage line (Vcc) 29 is formed above the regions 11 and 18 (see FIGS. 10 and 9D). The refractory metal film 29 is patterned by anisotropic etching using a mask formed by photolithography, for example.
【0301】《第2層目金属配線の形成工程》次に、前
記メインワード線29、サブワード線29、中間導電層
29等の上部を含む全面に層間絶縁膜30を形成する。
層間絶縁膜30は、酸化珪素膜30A、酸化珪素膜30
B、酸化珪素膜30Cの夫々を順次積層した3層の積層
構造で形成される。<< Step of Forming Second Layer Metal Wiring >> Next, an interlayer insulating film 30 is formed on the entire surface including the main word lines 29, the sub word lines 29, the intermediate conductive layer 29 and the like.
The interlayer insulating film 30 includes a silicon oxide film 30A and a silicon oxide film 30.
B and the silicon oxide film 30C are sequentially laminated to form a three-layer laminated structure.
【0302】下層の酸化珪素膜30Aはテトラエソキシ
シランガス(TEOS:Si(OC2H5)4)をソースガ
スとするプラズマCVD法で堆積される。酸化珪素膜3
0Aは、平担部、段差部の夫々での膜厚を均一に形成で
き、例えばメインワード線29、サブワード線29の夫
々の間の凹部(最小配線間隔に相当する)を埋込みその
表面上を平担化する場合に、オーバーハング形状がほと
んど発生しないので、所謂巣の発生が生じない。この酸
化珪素膜30Aは、前記最小配線間隔を埋込みその表面
を平担化する目的で、最小配線間隔の2分の1以上の膜
厚、例えば400〜600〔nm〕程度の膜厚で形成す
る。The lower silicon oxide film 30A is deposited by the plasma CVD method using tetraethoxysilane gas (TEOS: Si (OC 2 H 5 ) 4 ) as a source gas. Silicon oxide film 3
0A can form a uniform film thickness in each of the flat portion and the step portion. For example, a concave portion (corresponding to the minimum wiring interval) between the main word line 29 and the sub word line 29 is buried and the surface thereof is covered. In the case of flattening, almost no overhang shape is generated, so a so-called nest is not generated. The silicon oxide film 30A is formed with a film thickness that is ½ or more of the minimum wiring interval, for example, about 400 to 600 [nm], for the purpose of filling the minimum wiring interval and flattening its surface. .
【0303】中間層の酸化珪素膜30Bは、スピンオン
グラス法を使用し、例えば200〜300〔nm〕程度
の膜厚で塗布し、ベーク処理を施した後、全面エッチン
グされる。この酸化珪素膜30Bは主に層間絶縁膜30
の表面の平担化を目的として形成される。前記全面エッ
チングは、下層の導電層(29)、上層の導電層(3
3)の夫々の接続部分(接続孔31内)には残存させ
ず、かつ段差部分に残存させる条件下で行われる。The silicon oxide film 30B of the intermediate layer is applied by spin-on-glass method to a film thickness of, for example, about 200 to 300 [nm], baked, and then entirely etched. The silicon oxide film 30B is mainly used for the interlayer insulating film 30.
Is formed for the purpose of flattening the surface of the. The entire surface etching is performed by using the lower conductive layer (29) and the upper conductive layer (3).
It is carried out under the condition that it is not left in the respective connection portions (inside the connection holes 31) of 3) and is left in the step portions.
【0304】上層の酸化珪素膜30Cは、下層の酸化珪
素膜30Aと同様に、テトラエソキシシランガスをソー
スガスとするプラズマCVD法で堆積される。この酸化
珪素膜30Cは例えば300〜500〔nm〕程度の膜
厚で形成する。酸化珪素膜30Cは、主に、層間絶縁膜
30としての上下配線層間の絶縁分離に必要な膜厚を確
保するとともに、中間層の酸化珪素膜30Bを被覆し、
この中間層の酸化珪素膜30Bの膜質の劣化を防止する
目的で形成される。Like the lower silicon oxide film 30A, the upper silicon oxide film 30C is deposited by the plasma CVD method using tetraethoxysilane gas as a source gas. The silicon oxide film 30C is formed to have a film thickness of, for example, about 300 to 500 [nm]. The silicon oxide film 30C mainly secures a film thickness necessary for insulation separation between upper and lower wiring layers as the interlayer insulating film 30, and covers the intermediate silicon oxide film 30B,
It is formed for the purpose of preventing the deterioration of the film quality of the intermediate silicon oxide film 30B.
【0305】次に、前記層間絶縁膜30に接続孔31を
形成する。接続孔31は、例えばフォトリソグラフィ技
術で形成されたマスクを使用し、RIE等の異方性エッ
チングで形成する。Next, a connection hole 31 is formed in the interlayer insulating film 30. The connection hole 31 is formed by anisotropic etching such as RIE using a mask formed by photolithography, for example.
【0306】次に、図14(O)に示すように、メモリ
セルアレイMAYにおいて、前記層間絶縁膜30上に相
補性データ線(DL)33を形成する。また、前記図9
(D)及び図10に示すように、メモリセルアレイMA
Yの周辺領域において、例えばガードリング領域P−G
Rのp+ 型半導体領域40上において基準電圧線(Vs
s)33、ガードリング領域N−GRのn+ 型半導体領
域11及び18上において電源電圧線(Vcc)33の夫
々を形成する。Next, as shown in FIG. 14 (O), complementary data lines (DL) 33 are formed on the interlayer insulating film 30 in the memory cell array MAY. Also, in FIG.
As shown in (D) and FIG. 10, the memory cell array MA
In the peripheral area of Y, for example, the guard ring area P-G
A reference voltage line (Vs
s) 33, the power supply voltage line (Vcc) 33 is formed on the n + type semiconductor regions 11 and 18 of the guard ring region N-GR.
【0307】前記相補性データ線33(及び配線33)
は第2層目の金属配線形成工程で形成される。相補性デ
ータ線33は接続孔31を通して下層の中間導電層29
に接続される。相補性データ線33は、下層の金属膜3
3A、中間層のアルミニウム合金膜33B、上層の金属
膜33Cの夫々を順次積層した2層の積層構造で形成さ
れる。下層の金属膜33Aは、例えばスパッタ法で堆積
されたTiW膜で形成され、30〜50〔nm〕程度の
膜厚で形成される。この下層の金属膜33Aは、主にバ
リアメタル膜として機能するので、TiW膜以外の膜、
例えばTiN膜等で形成してもよい。この中間層のアル
ミニウム合金膜33Bは、スパッタ法で堆積された、C
u、Siの少なくともいずれか一方が添加されたアルミ
ニウムで形成され、700〜900〔nm〕程度の膜厚
で形成される。上層の金属膜33Cは、例えばスパッタ
法で堆積されたTiW膜で形成され、例えば150〜2
50〔nm〕程度の膜厚で形成される。この上層の金属
膜33Cは、主に中間層のアルミニウム合金膜33Bを
パターンニングする際の回析現象を防止する(光反射率
を低下し、ハレーション効果を防止する)目的で、又ア
ルミニウムヒルロックを防止する目的で形成される。The complementary data line 33 (and the wiring 33)
Is formed in the second-layer metal wiring forming process. The complementary data line 33 passes through the connection hole 31 and is connected to the lower intermediate conductive layer 29.
Connected to. The complementary data line 33 is connected to the lower metal film 3
3A, an aluminum alloy film 33B as an intermediate layer, and a metal film 33C as an upper layer are sequentially laminated to form a two-layer laminated structure. The lower metal film 33A is formed of, for example, a TiW film deposited by a sputtering method and has a film thickness of about 30 to 50 [nm]. Since the lower metal film 33A mainly functions as a barrier metal film, a film other than the TiW film,
For example, it may be formed of a TiN film or the like. The intermediate aluminum alloy film 33B is formed by sputtering, and C
It is formed of aluminum to which at least one of u and Si is added, and has a film thickness of about 700 to 900 [nm]. The upper metal film 33C is formed of, for example, a TiW film deposited by a sputtering method, and is, for example, 150 to 2
It is formed with a film thickness of about 50 [nm]. The upper metal film 33C is mainly for the purpose of preventing a diffraction phenomenon (reducing the light reflectance and preventing the halation effect) when patterning the aluminum alloy film 33B of the intermediate layer, and also for aluminum hilllock. It is formed for the purpose of preventing.
【0308】《ファイナルパッシベーション膜の形成工
程》次に、前述の図6、図10及び図11に示すよう
に、前記相補性データ線33上を含む全面にファイナル
パッシベーション膜34を形成する。ファイナルパッシ
ベーション膜34は、詳細な構造を示していないが、酸
化珪素膜、窒化珪素膜、樹脂膜の夫々を順次積層した3
層の積層構造で構成される。<Final Passivation Film Forming Step> Next, as shown in FIGS. 6, 10 and 11, the final passivation film 34 is formed on the entire surface including the complementary data lines 33. Although the final passivation film 34 does not show a detailed structure, a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a resin film are sequentially laminated on each other.
It is composed of a layered structure.
【0309】下層の酸化珪素膜は、さらに3層の積層構
造で形成され、前述の層間絶縁膜30と同様の構造で形
成される。つまり、下層の酸化珪素膜は、テトラエソキ
シシランガスをソースガスとするプラズマCVD法で堆
積した酸化珪素膜、塗布後にエッチングされ段差部にの
み残存させた酸化珪素膜、テトラエソキシシランガスを
ソースガスとするプラズマCVD法で堆積した酸化珪素
膜の夫々を順次積層し形成される。下層の酸化珪素膜の
下層、上層の夫々の酸化珪素膜は、相補性データ線33
のアルミニウム合金膜33Bを形成した後に形成される
ので、低温度例えば約400〔℃〕以下で生成できる前
述のCVD法を使用する。この下層の酸化珪素膜の下層
の酸化珪素膜は例えば400〜600〔nm〕程度の膜
厚で形成され、中間層の酸化珪素膜は200〜300
〔nm〕程度の膜厚で形成され、上層の酸化珪素膜は7
00〜900〔nm〕程度の膜厚で形成される。The lower silicon oxide film is formed to have a laminated structure of three layers, and has the same structure as the above-described interlayer insulating film 30. That is, the lower silicon oxide film is a silicon oxide film deposited by a plasma CVD method using tetraethoxysilane gas as a source gas, a silicon oxide film that is etched after application and remains only in the step portion, and tetraethoxysilane gas as a source gas. The silicon oxide films deposited by the plasma CVD method are sequentially laminated. Each of the lower and upper silicon oxide films is a complementary data line 33.
Since it is formed after the aluminum alloy film 33B is formed, the above-mentioned CVD method that can be formed at a low temperature, for example, about 400 [° C.] or lower is used. The lower silicon oxide film is formed to have a thickness of, for example, about 400 to 600 [nm], and the intermediate silicon oxide film is formed to have a thickness of 200 to 300.
The upper silicon oxide film is formed with a film thickness of about [nm].
It is formed with a film thickness of about 00 to 900 [nm].
【0310】中間層の窒化珪素膜は主に耐湿性を向上す
る目的で形成される。この中間層の窒化珪素膜は、例え
ばプラズマCVD法で堆積され、1.0〜1.4〔μm〕
程度の膜厚で形成される。The intermediate silicon nitride film is formed mainly for the purpose of improving moisture resistance. The intermediate silicon nitride film is deposited by, for example, a plasma CVD method and is 1.0 to 1.4 [μm].
It is formed with a film thickness of about a certain degree.
【0311】上層の樹脂膜は、例えばポリイミド系樹脂
膜で形成され、主にα線を遮蔽する目的で形成される。
この上層の樹脂膜は例えば2.2〜2.4〔μm〕程度の
膜厚で形成される。The upper resin film is formed of, for example, a polyimide resin film, and is mainly formed for the purpose of blocking α rays.
The upper resin film is formed to have a film thickness of, for example, about 2.2 to 2.4 [μm].
【0312】これら一連の製造プロセスが施されると、
本実施例のSRAMは完成する。When these series of manufacturing processes are performed,
The SRAM of this embodiment is completed.
【0313】なお、本発明は、前述のSRAMにおい
て、前記n- 型ウエル分離領域3iのメモリセルアレイ
MAYが配置されたp- 型ウエル領域2Mの主面部にこ
のp-型ウエル領域2Mの不純物濃度に比べて高い不純
物濃度を有する埋込型のp+ 型半導体領域を構成しても
よい。この埋込型のp+ 型半導体領域は、所謂α線ソフ
トエラー耐性を向上する、少数キャリアに対するポテン
シャルバリア領域として作用する。埋込型のp+ 型半導
体領域は、例えば、前述のSRAMの製造プロセスにお
いて、図14(G)に示すn型半導体領域10を形成し
た後に、メモリセルアレイMAYが開口されたマスクを
形成し、このマスクを使用し、p型不純物をp- 型ウエ
ル領域2Mの主面部に導入することにより形成できる。
p型不純物は、一価のBを使用し、1013〔atoms/c
m2〕程度の不純物濃度で200〜250〔KeV〕程度
の所謂高エネルギのイオン打込みで導入される。この条
件下で形成される埋込型のp+ 型半導体領域は、メモリ
セルMCの転送用MISFETQtのn+ 型半導体領域
18、駆動用MISFETQdのn+ 型半導体領域11
の夫々の不純物濃度のピーク値よりも深い領域に不純物
濃度のピーク値が設定される。According to the present invention, in the SRAM described above, the impurity concentration of the p--type well region 2M is formed in the main surface portion of the p--type well region 2M in which the memory cell array MAY of the n--type well isolation region 3i is arranged. A buried p + type semiconductor region having a higher impurity concentration than that of the above may be formed. The buried p + type semiconductor region functions as a potential barrier region for minority carriers, which improves so-called α-ray soft error resistance. In the buried p + type semiconductor region, for example, in the above-described SRAM manufacturing process, after forming the n type semiconductor region 10 shown in FIG. 14G, a mask having the memory cell array MAY opened is formed, It can be formed by using this mask and introducing a p-type impurity into the main surface portion of the p-type well region 2M.
Monovalent B is used as the p-type impurity, and 10 13 [atoms / c
It is introduced by so-called high energy ion implantation of about 200 to 250 [KeV] with an impurity concentration of about m 2 ]. The buried p + type semiconductor region formed under these conditions is the n + type semiconductor region 18 of the transfer MISFET Qt of the memory cell MC and the n + type semiconductor region 11 of the driving MISFET Qd.
The peak value of the impurity concentration is set in a region deeper than the peak value of the respective impurity concentrations.
【0314】また、本発明は、メモリセルMCの情報蓄
積ノードとなる転送用MISFETQtのn+ 型半導体
領域18、駆動用MISFETQdのn+ 型半導体領域
11の夫々の下部に、それらとpn接合をもってかつそ
れらと同様にゲート電極7及び13を不純物導入マスク
の主体として使用し、イオン打込みでp型不純物を導入
し、前記埋込型のp+ 型半導体領域を形成してもよい。Further, the present invention has a pn junction with the n + type semiconductor region 18 of the transfer MISFET Qt and the n + type semiconductor region 11 of the driving MISFET Qd, which are the information storage nodes of the memory cell MC, and a pn junction therewith. Further, similarly to them, the gate electrodes 7 and 13 may be used as the main body of the impurity introduction mask, and p-type impurities may be introduced by ion implantation to form the buried p + -type semiconductor region.
【0315】また、本発明は、前記SRAMにおいて、
n- 型ウエル分離領域3iのメモリセルアレイMAYが
配置されたp- 型ウエル領域2Mの外周囲の主面に形成
されたn- 型ウエル領域3の主面には、しきい値電圧が
高くなるので、基本的にpチャネルMISFETを配置
しないレイアウトが採用される。また、この領域に積極
的にしきい値電圧が高いpチャネルMISFETを配置
してもよい。Further, in the present invention, in the SRAM,
The threshold voltage becomes high on the main surface of the n--type well region 3 formed on the outer peripheral main surface of the p--type well region 2M in which the memory cell array MAY of the n--type well isolation region 3i is arranged. Therefore, a layout in which the p-channel MISFET is not arranged is basically adopted. Further, a p-channel MISFET having a high threshold voltage may be positively arranged in this region.
【0316】また、本発明は、前記SRAMのメモリセ
ルMCの転送用MISFETQtのn+ 型半導体領域1
8、駆動用MISFETQdのn+ 型半導体領域11、
ゲート電極7、導電層23の夫々の接続領域において、
前述の結晶欠陥の発生を低減するために、以下の製造プ
ロセスを採用してもよい。つまり、前述の図14(K)
に示す絶縁膜21を形成し、接続孔22を形成し、この
後、n+ 型半導体領域21Nは形成せずに、基板全面に
多結晶珪素膜(23)を形成し、この多結晶珪素膜に熱
処理を施してから多結晶珪素膜のパターンニングを行
い、導電層23を形成する。前記多結晶珪素膜に熱処理
を施すと、多結晶珪素膜の全体で熱処理後の体積収積が
発生するので、接続孔22の領域だけに応力が集中しな
い。The present invention also relates to the n + type semiconductor region 1 of the transfer MISFET Qt of the SRAM memory cell MC.
8, n + type semiconductor region 11 of the driving MISFET Qd,
In each connection region of the gate electrode 7 and the conductive layer 23,
The following manufacturing process may be adopted in order to reduce the occurrence of the above-mentioned crystal defects. That is, FIG. 14 (K) described above.
Forming the insulating film 21 and forming the connection hole 22, and thereafter forming the polycrystalline silicon film (23) over the entire surface of the substrate without forming the n + type semiconductor region 21N. Then, the polycrystalline silicon film is patterned to form the conductive layer 23. When the polycrystalline silicon film is subjected to the heat treatment, volumetric volume after the heat treatment occurs in the entire polycrystalline silicon film, so that stress is not concentrated only in the region of the connection hole 22.
【0317】また、本発明は、前記SRAMのメモリセ
ルMCの転送用MISFETQtのn+ 型半導体領域1
8、駆動用MISFETQdのn+ 型半導体領域11の
夫々の引き伸し拡散の際、熱処理を充分に行い、接合深
さを深くし、接続孔22の領域における結晶欠陥をn+
型半導体領域11、18の夫々の内部に取り込んでもよ
い。この場合、前述のn+ 型半導体領域21Nの形成工
程は廃止できる。The present invention also relates to the n + type semiconductor region 1 of the transfer MISFET Qt of the SRAM memory cell MC.
8. When each of the n + type semiconductor regions 11 of the driving MISFET Qd is stretched and diffused, the heat treatment is sufficiently performed to deepen the junction depth, and the crystal defects in the region of the connection hole 22 are n +.
It may be incorporated in each of the type semiconductor regions 11 and 18. In this case, the above-described step of forming the n + type semiconductor region 21N can be omitted.
【0318】また、本発明は、前記SRAMのメモリセ
ルMCにおいて、負荷用MISFETQpのn型チャネ
ル形成領域26N、p型ソース領域26P、p型ドレイ
ン領域26Pの夫々を第3層目のゲート材形成工程で形
成し、ゲート電極23を第4層目のゲート材形成工程で
形成してもよい。この場合、第3層目のゲート材形成工
程は、多結晶珪素膜に限らず、単結晶珪素膜、非晶質珪
素膜のいずれも含むつまり半導体層が形成されればよ
い。同様に、第4層目のゲート材形成工程は、多結晶珪
素膜に限定されず、高融点金属膜、高融点金属珪化膜、
又は多結晶珪素膜上に高融点金属珪化膜を積層したポリ
サイド膜を形成すればよい。Further, in the present invention, in the memory cell MC of the SRAM, the n-type channel forming region 26N, the p-type source region 26P and the p-type drain region 26P of the load MISFET Qp are formed as the third-layer gate material. The gate electrode 23 may be formed in the step, and the gate electrode 23 may be formed in the gate material forming step of the fourth layer. In this case, the gate material forming step of the third layer is not limited to the polycrystalline silicon film, and it suffices to form the semiconductor layer including both the single crystal silicon film and the amorphous silicon film. Similarly, the gate material forming step of the fourth layer is not limited to the polycrystalline silicon film, but includes a refractory metal film, a refractory metal silicide film,
Alternatively, a polycide film in which a refractory metal silicide film is laminated on the polycrystalline silicon film may be formed.
【0319】以上説明したように、本実施例のSRAM
によれば、以下の効果が得られる。As described above, the SRAM of this embodiment
According to the above, the following effects can be obtained.
【0320】(1)p- 型半導体基板1の主面の第1領
域にn- 型ウエル分離領域3iが構成され、前記p- 型
半導体基板1の主面の第2領域にp- 型ウエル領域2が
構成されるとともに、前記n- 型ウエル分離領域3iの
主面にp- 型ウエル領域2Mが構成され、p- 型ウエル
領域2、p- 型ウエル領域2Mの夫々の主面に夫々nチ
ャネルMISFETが構成されるSRAMにおいて、前
記p- 型ウエル領域2Mの表面の不純物濃度が、前記p
- 型ウエル領域2の表面の不純物濃度と同等又はそれに
比べて高く設定される。(1) An n--type well isolation region 3i is formed in the first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1, and a p--type well is formed in the second region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1. The region 2 is formed, and the p − type well region 2M is formed on the main surface of the n − type well isolation region 3i. The p − type well region 2 and the p − type well region 2M are respectively formed on the main faces. In an SRAM having an n-channel MISFET, the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2M is p-type.
The impurity concentration on the surface of the well region 2 is set to be equal to or higher than that.
【0321】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記n- 型ウエル分離領域3iの主面に構成
されるp- 型ウエル領域2Mの表面の不純物濃度が高く
設定され(n- 型ウエル分離領域3iの不純物濃度で表
面の不純物濃度が低下する分、p- 型ウエル領域2Mの
表面の不純物濃度を高める方向に補正され)、このp-
型ウエル領域2Mの主面のメモリセルMCのnチャネル
MISFETのしきい値電圧を高められるので、前記n
チャネルMISFETのカットオフ電流を低減でき、S
RAMのリーク電流の低減が図れる。(2)前記p- 型
ウエル領域2の表面の不純物濃度が前記n- 型ウエル分
離領域3iの主面に構成されるp- 型ウエル領域2Mの
表面の不純物濃度に対して独立に低く設定され、このp
- 型ウエル領域2の主面の周辺回路のnチャネルMIS
FETのしきい値電圧を低くできるので、前記nチャネ
ルMISFETのスイッチング動作速度を速め、SRA
Mの回路動作上の高速化が図れる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) The impurity concentration of the surface of the p--type well region 2M formed on the main surface of the n--type well isolation region 3i is set to be high (the impurity concentration of the surface is equal to the impurity concentration of the n--type well isolation region 3i). The lowering amount is corrected to increase the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2M).
Since the threshold voltage of the n-channel MISFET of the memory cell MC on the main surface of the type well region 2M can be increased,
The cutoff current of the channel MISFET can be reduced, and S
The leak current of the RAM can be reduced. (2) The impurity concentration on the surface of the p-type well region 2 is set independently of the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2M formed on the main surface of the n-type well isolation region 3i. , This p
-N-channel MIS of peripheral circuit on main surface of type well region 2
Since the threshold voltage of the FET can be lowered, the switching operation speed of the n-channel MISFET can be increased and the SRA
The circuit operation speed of M can be increased.
【0322】(2)前記手段(1)に記載されるSRA
Mにおいて、前記n- 型ウエル分離領域3iの主面のp
- 型ウエル領域2Mの主面に構成されるnチャネルMI
SFETはSRAMのメモリセルMCのフリップフロッ
プ回路を構成し、前記p- 型ウエル領域2の主面に構成
されるnチャネルMISFETは前記SRAMのメモリ
セルMCを直接若しくは間接に駆動する周辺回路を構成
する。(2) SRA described in the means (1)
In M, p of the main surface of the n--type well isolation region 3i
-N-channel MI formed on the main surface of the well region 2M
The SFET constitutes a flip-flop circuit of the SRAM memory cell MC, and the n-channel MISFET formed on the main surface of the p-type well region 2 constitutes a peripheral circuit which directly or indirectly drives the SRAM memory cell MC. To do.
【0323】この構成により、前記手段(1)の作用効
果の他に、以下の作用効果が得られる。(1)前記メモ
リセルMCのフリップフロップ回路(情報蓄積部)の情
報蓄積ノードに蓄積された情報のリークが低減されこの
結果反転が防止できるので、SRAMの情報保持特性の
向上が図れる。(2)前記周辺回路の回路動作速度を速
くでき、メモリセルの情報書込み動作速度、情報読出し
動作速度のいずれも速くでき(アクセスタイムの高速化
が図れ)るので、SRAMの回路動作上の高速化が図れ
る。(3)前記手段(1)又は手段(2)に記載される
p- 型ウエル領域2Mはn- 型ウエル分離領域3iに対
して自己整合で構成される。With this structure, in addition to the function and effect of the means (1), the following function and effect can be obtained. (1) Leakage of the information stored in the information storage node of the flip-flop circuit (information storage unit) of the memory cell MC is reduced, and as a result, inversion can be prevented, so that the information retention characteristic of the SRAM can be improved. (2) Since the circuit operation speed of the peripheral circuit can be increased, and both the information write operation speed and the information read operation speed of the memory cell can be increased (the access time can be increased), the SRAM circuit operation speed can be increased. Can be realized. (3) The p-type well region 2M described in the means (1) or (2) is self-aligned with the n-type well isolation region 3i.
【0324】この構成により、前記手段(1)又は手段
(2)の作用効果の他に、前記n-型ウエル分離領域3
iの配置位置に対する前記p- 型ウエル領域2Mの配置
位置が、製造プロセス上のマスク合せ余裕寸法に相当す
る分、縮小できるので、p-型半導体基板1の主面上で
の無駄な領域を排除し、SRAMの集積度の向上が図れ
る。With this structure, in addition to the function and effect of the means (1) or (2), the n-type well isolation region 3 is formed.
Since the arrangement position of the p − type well region 2M with respect to the arrangement position of i can be reduced by an amount corresponding to the mask alignment margin in the manufacturing process, a useless area on the main surface of the p − type semiconductor substrate 1 can be saved. Therefore, the integration degree of SRAM can be improved.
【0325】(4)p- 型半導体基板1の主面の第1領
域にn- 型ウエル分離領域3iが構成され、前記p- 型
半導体基板1の主面の第2領域にp- 型ウエル領域2が
構成されるとともに、前記n- 型ウエル分離領域3iの
主面にp- 型ウエル領域2Mが構成されるSRAMにお
いて、前記n- 型ウエル分離領域3iの主面の前記p-
型ウエル領域2Mの外周囲に沿った領域にn- 型ウエル
領域3を構成する。(4) The n--type well isolation region 3i is formed in the first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1, and the p--type well is formed in the second region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1. In the SRAM in which the region 2 is formed and the p − type well region 2M is formed on the main surface of the n − type well isolation region 3i, the p − of the main surface of the n − type well isolation region 3i is formed.
An n-type well region 3 is formed in a region along the outer periphery of the type well region 2M.
【0326】この構成により、前記n- 型ウエル分離領
域3iの主面のp- 型ウエル領域2Mの外周囲の不純物
濃度(この部分はn- 型ウエル分離領域3iの深い拡散
で不純物濃度が低下する)がn- 型ウエル領域3で高め
られ、n- 型ウエル領域3とp- 型ウエル領域2Mとの
pn接合部からn- 型ウエル分離領域3i中に伸びる空
乏領域の伸びを低減できるので、前記n- 型ウエル分離
領域3iの主面のp-型ウエル領域2Mとp- 型半導体
基板1との間の接合耐圧の向上が図れる。この接合耐圧
が向上すれば、前記n- 型ウエル分離領域3iの主面の
p- 型ウエル領域2Mとp- 型半導体基板1との間の離
隔寸法、つまりn- 型ウエル分離領域3iの主面のp-
型ウエル領域2Mの外周囲の占有面積を縮小できるの
で、p- 型半導体基板1の主面上での無駄な領域を排除
し、SRAMの集積度の向上が図れる。With this structure, the impurity concentration around the outer periphery of the p--type well region 2M on the main surface of the n--type well isolation region 3i (in this portion, the impurity concentration is lowered by the deep diffusion of the n--type well isolation region 3i). Is increased in the n-type well region 3 and the depletion region extending from the pn junction between the n-type well region 3 and the p-type well region 2M into the n-type well isolation region 3i can be reduced. The junction breakdown voltage between the p-type well region 2M on the main surface of the n-type well isolation region 3i and the p-type semiconductor substrate 1 can be improved. If this junction breakdown voltage is improved, the distance between the p-type well region 2M on the main surface of the n-type well isolation region 3i and the p-type semiconductor substrate 1, that is, the main dimension of the n-type well isolation region 3i. Surface p-
Since the area occupied by the outer periphery of the type well region 2M can be reduced, useless regions on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 can be eliminated and the degree of integration of the SRAM can be improved.
【0327】(5)p- 型半導体基板1の主面の第1領
域にn- 型ウエル分離領域3iが構成され、前記p- 型
半導体基板1の主面の第2領域にp- 型ウエル領域2が
構成されるとともに、前記n- 型ウエル分離領域3iの
主面にp- 型ウエル領域2Mが構成されるSRAMの形
成方法において、前記p- 型半導体基板1の主面上に
前記第1領域が開口された第1マスク(50M)を形成
する工程、前記第1マスク(50M)を使用し、前記
p- 型半導体基板1の主面にn型の第1不純物を導入
し、この第1不純物を拡散し、前記n- 型ウエル分離領
域3iを形成する工程、前記第1マスク(50M)を
使用し、前記n- 型ウエル分離領域3iの主面にp型の
第2不純物(2Mp)を導入する工程、前記第1マス
ク(50M)を除去し、前記p- 型半導体基板1の主面
上に前記第2領域が開口された第2マスク、又は前記第
2領域及び第1領域が開口された第2マスク(52M)
を形成する工程、前記第2マスク(52M)を使用
し、前記p- 型半導体基板1の主面にp型の第3不純物
(2p)を導入し、この第3不純物(2p)、前記第2
不純物(2Mp)の夫々を拡散し、p- 型ウエル領域
2、p- 型ウエル領域2Mの夫々を形成する工程の夫々
を具備する。(5) The n--type well isolation region 3i is formed in the first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1, and the p--type well is formed in the second region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1. In the method of forming an SRAM in which the region 2 is formed and the p − type well region 2M is formed on the main surface of the n − type well isolation region 3i, the first surface is formed on the main surface of the p − type semiconductor substrate 1. Forming a first mask (50M) having an opening in one region, using the first mask (50M), introducing an n-type first impurity into the main surface of the p--type semiconductor substrate 1, and Diffusing a first impurity to form the n-type well isolation region 3i, the first mask (50M) is used, and a p-type second impurity ( 2Mp), removing the first mask (50M), A second mask having the second region opened on the main surface of the conductor substrate 1, or a second mask (52M) having the second region and the first region opened.
Forming the third impurity (2p), the second mask (52M) is used, and a p-type third impurity (2p) is introduced into the main surface of the p − -type semiconductor substrate 1. Two
Each step of diffusing each of the impurities (2 Mp) and forming each of the p--type well region 2 and the p--type well region 2M is provided.
【0328】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記p- 型半導体基板1の主面の第1領域に
n- 型ウエル分離領域3iを形成する第1マスク(50
M)を使用し、前記p- 型ウエル領域2Mを形成した
(第1不純物を導入する第1マスク50Mを使用して第
2不純物2Mpを導入した)ので、前記p- 型ウエル領
域2Mを形成するマスクを形成する工程に相当する分、
SRAMの製造プロセスの工程数を削減できる。(2)
前記p- 型半導体基板1の主面の第2領域に導入された
第3不純物(2p)を拡散し、p- 型ウエル領域2を形
成する工程を利用し、第1領域に導入された第2不純物
(2Mp)を拡散し、p- 型ウエル領域2Mを形成した
ので、前記第2不純物を拡散しp- 型ウエル領域2Mを
形成する工程に相当する分、SRAMの製造プロセスの
工程数を削減できる。(3)前記p- 型半導体基板1の
主面の第1領域のn- 型ウエル分離領域3iの主面に形
成されるp- 型ウエル領域2M、第2領域のp- 型ウエ
ル領域2の夫々が別々の工程で形成されるので、前記p
- 型ウエル領域2M、p- 型ウエル領域2の夫々の不純
物濃度を夫々独立に制御できる。(4)前記p- 型半導
体基板1の主面の第1領域にn- 型ウエル分離領域3i
を形成する第1マスク(50M)を使用し、前記p- 型
ウエル領域2Mを形成した(同一の第1マスク50Mを
使用し、n- 型ウエル分離領域3i、p- 型ウエル領域
2Mの夫々を形成した)ので、前記n-型ウエル分離領
域3iの配置位置に対して前記p- 型ウエル領域2Mの
配置位置が自己整合で形成され、前記n- 型ウエル分離
領域3iの配置位置に対する前記p- 型ウエル領域2M
の配置位置が製造プロセス上のマスク合せ余裕寸法に相
当する分縮小できる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) A first mask (50) for forming an n--type well isolation region 3i in a first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1.
M) is used to form the p-type well region 2M (the second mask 2Mp is introduced using the first mask 50M for introducing the first impurity), so that the p-type well region 2M is formed. Corresponding to the process of forming the mask,
The number of steps in the SRAM manufacturing process can be reduced. (2)
Using the process of diffusing the third impurity (2p) introduced into the second region of the main surface of the p − type semiconductor substrate 1 to form the p − type well region 2, the first impurity introduced into the first region is used. Since two impurities (2Mp) are diffused to form the p-type well region 2M, the number of steps in the SRAM manufacturing process is reduced by the amount corresponding to the step of diffusing the second impurity to form the p-type well region 2M. Can be reduced. (3) The p--type well region 2M formed on the main surface of the n--type well isolation region 3i in the first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1 and the p--type well region 2 of the second region are formed. Since each is formed in a separate process, the p
The impurity concentrations of the − type well region 2M and the p− type well region 2 can be controlled independently. (4) The n--type well isolation region 3i is formed in the first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1.
A p-type well region 2M is formed by using a first mask (50M) for forming the n-type well isolation region 3i and the p-type well region 2M. Therefore, the arrangement position of the p-type well region 2M is formed in self-alignment with the arrangement position of the n-type well isolation region 3i, and the arrangement position of the n-type well isolation region 3i is formed. p-type well region 2M
The arrangement position of can be reduced by the amount corresponding to the mask alignment margin in the manufacturing process.
【0329】(6)ゲート電極23の表面上にゲート絶
縁膜24を介在し前記ゲート電極23を横切るn型チャ
ネル形成領域26Nが構成される負荷用MISFETQ
pをメモリセルMCに有するSRAMの形成方法におい
て、基板上の全面にゲート電極層(23)を堆積し、
このゲート電極層にパターンニングを施し、ゲート電極
23を形成する工程、前記ゲート電極23の膜厚の一
部をその表面から酸化し、自然酸化珪素膜の膜厚に比べ
て厚い膜厚の酸化珪素膜24Gを形成するとともに、前
記ゲート電極23の表面の角部23Cの形状を緩和する
工程、ゲート電極23の表面上にゲート絶縁膜24を
形成する工程、ゲート電極23の表面の上側及び側面
に、前記ゲート絶縁膜24を介在し、前記ゲート電極2
3を横切るn型チャネル形成領域26Nを形成する工程
の夫々を具備する。(6) Load MISFETQ in which an n-type channel forming region 26N is formed on the surface of the gate electrode 23 with the gate insulating film 24 interposed therebetween and crossing the gate electrode 23.
In a method of forming an SRAM having p in a memory cell MC, a gate electrode layer (23) is deposited on the entire surface of a substrate,
The step of patterning this gate electrode layer to form the gate electrode 23, oxidizing part of the film thickness of the gate electrode 23 from its surface, and oxidizing it to a film thickness larger than that of the native silicon oxide film. Forming the silicon film 24G and relaxing the shape of the corner portion 23C of the surface of the gate electrode 23, forming the gate insulating film 24 on the surface of the gate electrode 23, upper and side surfaces of the surface of the gate electrode 23 To the gate electrode 2 with the gate insulating film 24 interposed.
3, and each of the steps of forming an n-type channel formation region 26N that crosses 3 is provided.
【0330】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記下層に相当するゲート電極層(23)を
パターンニングした際に発生する負荷用MISFETQ
pのゲート電極23の表面の角部23Cの形状が表面の
酸化で緩和される。(2)前記作用効果(1)の結果、
負荷用MISFETQpの下層のゲート電極23の表面
の角部23Cでの電界集中を低減できるので、負荷用M
ISFETQpのゲート絶縁膜24の前記角部23Cの
領域での絶縁耐圧の劣化を防止できる。(3)また、前
記作用効果(1)の結果、前記負荷用MISFETQp
の下層のゲート電極23の表面の角部23Cでの膜質の
劣化を防止できるので、負荷用MISFETQpのゲー
ト絶縁膜24の前記角部23Cの領域での絶縁耐圧の劣
化を防止できる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) Load MISFETQ generated when the gate electrode layer (23) corresponding to the lower layer is patterned
The shape of the corner portion 23C of the surface of the gate electrode 23 of p is relaxed by the oxidation of the surface. (2) As a result of the action and effect (1),
Since the electric field concentration at the corner portion 23C of the surface of the gate electrode 23 below the load MISFET Qp can be reduced, the load M is reduced.
It is possible to prevent deterioration of the withstand voltage in the region of the corner portion 23C of the gate insulating film 24 of the ISFET Qp. (3) Further, as a result of the action and effect (1), the load MISFET Qp
Since it is possible to prevent the film quality from deteriorating at the corner portion 23C on the surface of the lower gate electrode 23, it is possible to prevent the breakdown voltage from degrading in the region of the corner portion 23C of the gate insulating film 24 of the load MISFET Qp.
【0331】(7)前記手段(6)に記載される工程
のゲート絶縁膜24を形成する工程は、工程のゲート
電極23の表面の酸化珪素膜24Gを除去した後に、ゲ
ート電極23の表面に新たにゲート絶縁膜24を形成す
る工程である。(7) In the step of forming the gate insulating film 24 in the step described in the means (6), the surface of the gate electrode 23 is removed after the silicon oxide film 24G on the surface of the gate electrode 23 is removed. This is a step of newly forming the gate insulating film 24.
【0332】この構成により、前記ゲート電極23の表
面に形成された酸化珪素膜24Gに対して独立の工程で
新たにゲート絶縁膜24を形成するので、前記ゲート絶
縁膜24の膜厚の制御性を向上できる。With this structure, since the gate insulating film 24 is newly formed in an independent process with respect to the silicon oxide film 24G formed on the surface of the gate electrode 23, the controllability of the film thickness of the gate insulating film 24 is improved. Can be improved.
【0333】(8)前記手段(6)に記載される工程
のゲート絶縁膜24を形成する工程は、工程のゲート
電極23の表面の酸化珪素膜24Gでゲート絶縁膜24
を形成する工程、又はその酸化珪素膜24Gの表面上に
新たに絶縁膜24Fを堆積した複合膜でゲート絶縁膜2
4を形成する工程である。(8) In the step of forming the gate insulating film 24 in the step described in the means (6), the silicon oxide film 24G on the surface of the gate electrode 23 in the step is used as the gate insulating film 24.
Or a composite film in which an insulating film 24F is newly deposited on the surface of the silicon oxide film 24G.
4 is a step of forming.
【0334】この構成により、前記ゲート絶縁膜24を
形成する工程に際して、前段の工程で形成されたゲー
ト電極23の表面の酸化珪素膜24Gを除去しないの
で、この除去工程に相当する分、SRAMの製造プロセ
スの工程数を削減できる。With this structure, in the step of forming the gate insulating film 24, the silicon oxide film 24G on the surface of the gate electrode 23 formed in the previous step is not removed. The number of steps in the manufacturing process can be reduced.
【0335】(9)ゲート電極23の表面上にゲート絶
縁膜24を介在し前記ゲート電極23を横切るn型チャ
ネル形成領域26Nが構成される負荷用MISFETQ
pをメモリセルMCに有するSRAMの形成方法におい
て、基板上の全面にゲート電極層(23)を堆積し、
このゲート電極層にパターンニングを施し、ゲート電極
23を形成する工程、前記ゲート電極23の側面にサ
イドウォールスペーサ24Sを形成する工程、前記ゲ
ート電極23の膜厚の一部をその表面から酸化し、自然
酸化珪素膜の膜厚に比べて厚い膜厚の酸化珪素膜24G
を形成するとともに、前記ゲート電極23の表面の角部
23Cの形状を緩和する工程、前記ゲート電極23の
表面上にゲート絶縁膜24を形成する工程、前記ゲー
ト電極23の表面の上側及び側面に前記ゲート絶縁膜2
4を介在し前記ゲート電極23を横切るn型チャネル形
成領域26Nを形成する工程の夫々を具備する。(9) Load MISFETQ in which an n-type channel forming region 26N is formed on the surface of the gate electrode 23 across the gate insulating film 24 and across the gate electrode 23.
In a method of forming an SRAM having p in a memory cell MC, a gate electrode layer (23) is deposited on the entire surface of a substrate,
This gate electrode layer is patterned to form the gate electrode 23, the sidewall spacer 24S is formed on the side surface of the gate electrode 23, and a part of the film thickness of the gate electrode 23 is oxidized from the surface thereof. , The silicon oxide film 24G having a thickness larger than that of the natural silicon oxide film
And a step of relaxing the shape of the corner portion 23C of the surface of the gate electrode 23, a step of forming a gate insulating film 24 on the surface of the gate electrode 23, and an upper surface and a side surface of the surface of the gate electrode 23. The gate insulating film 2
4, and an n-type channel forming region 26N is formed so as to cross the gate electrode 23.
【0336】この構成により、前記手段(6)の作用効
果の他に、前記下層に相当するゲート電極層23をパタ
ーンニングした際に発生する負荷用MISFETQpの
ゲート電極23の側面の段差形状がサイドウォールスペ
ーサ24Sで緩和される。With this configuration, in addition to the function and effect of the means (6), the step shape of the side surface of the gate electrode 23 of the load MISFET Qp, which occurs when the gate electrode layer 23 corresponding to the lower layer is patterned, has a side shape. It is alleviated by the wall spacer 24S.
【0337】(10)前記手段(6)乃至手段(10)
のいずれかに記載されるSRAMにおいて、前記負荷用
MISFETQpはメモリセルMCのフリップフロップ
回路を構成する。(10) Means (6) to (10)
In the SRAM described in any one of 1, the load MISFET Qp constitutes a flip-flop circuit of the memory cell MC.
【0338】この構成により、前記SRAMのメモリセ
ルMCのフリップフロップ回路の負荷用MISFETQ
pにおいて、ゲート電極23とn型チャネル形成領域2
6N(又はp型ソース領域26P若しくはp型ドレイン
領域26P)との間の短絡を防止できるので、スタンバ
イ電流不良を防止できる。With this configuration, the load MISFETQ of the flip-flop circuit of the memory cell MC of the SRAM is formed.
In p, the gate electrode 23 and the n-type channel formation region 2
Since a short circuit with 6N (or p-type source region 26P or p-type drain region 26P) can be prevented, a standby current defect can be prevented.
【0339】(11)p- 型ウエル領域2Mの主面に形
成されたメモリセルMCの駆動用MISFETQdのn
+ 型半導体領域11の主面に、このn+ 型半導体領域1
1の主面上の絶縁膜21に形成された接続孔22を通し
て珪素膜で形成された導電層23が接続されるSRAM
の製造方法において、前記p- 型ウエル領域2Mの主
面にn+ 型半導体領域11を形成する工程、前記n+
型半導体領域11の主面上に絶縁膜21を形成する工
程、前記絶縁膜21のn+ 型半導体領域11上に接続
孔22を形成するとともに、前記接続孔22内に相当す
る領域であってp-型ウエル領域2Mの主面に前記n+
型半導体領域11と同一導電型でかつn+ 型半導体領域
11に比べて深い接合深さを有するn+ 型半導体領域2
1Nを形成する工程、前記絶縁膜21上の全面にこの
絶縁膜21に形成された接続孔22を通してn+ 型半導
体領域11、n+ 型半導体領域21Nの夫々の主面に接
触する珪素膜(23)をCVD法で堆積し、この珪素膜
にパターンニングを施し、導電層23を形成する工程の
夫々を具備する。(11) n of the driving MISFET Qd of the memory cell MC formed on the main surface of the p--type well region 2M
The n + type semiconductor region 1 is formed on the main surface of the + type semiconductor region 11.
SRAM to which a conductive layer 23 formed of a silicon film is connected through a connection hole 22 formed in an insulating film 21 on the first main surface of the SRAM 1.
Forming the n + type semiconductor region 11 on the main surface of the p− type well region 2M,
A step of forming an insulating film 21 on the main surface of the type semiconductor region 11, and forming a connection hole 22 on the n + type semiconductor region 11 of the insulating film 21 and a region corresponding to the inside of the connection hole 22. The n + is formed on the main surface of the p-type well region 2M.
N + type semiconductor region 2 having the same conductivity type as that of type semiconductor region 11 and having a deeper junction depth than n + type semiconductor region 11
In the step of forming 1N, a silicon film (which contacts the respective main surfaces of the n + type semiconductor region 11 and the n + type semiconductor region 21N through the contact hole 22 formed in the insulating film 21 on the entire surface of the insulating film 21 ( 23) is deposited by the CVD method, the silicon film is patterned, and the conductive layer 23 is formed.
【0340】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記工程の珪素膜の堆積中の際の高温度ア
ニール又は珪素膜の堆積後に行われる高温度アニール
(いずれもアルミニウムの融点よりも高い温度のアニー
ル)後の冷却に基づく珪素膜の体積収縮で発生する、前
記絶縁膜22の接続孔22の端部から前記p- 型ウエル
領域2Mとn+ 型半導体領域11との間のpn接合部を
横切る結晶欠陥を、n+型半導体領域21N内に取り込
むことができる。(2)前記工程の絶縁膜21に接続
孔22を形成するマスク22Mを、n+ 型半導体領域2
1Nを形成する不純物の打込みマスクに兼用できるの
で、前記不純物の打込みマスクに相当する分、マスク形
成工程を削減でき、SRAMの製造プロセスの工程数を
削減できる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) Volume of a silicon film based on cooling after high temperature annealing during the deposition of the silicon film in the above process or high temperature annealing performed after the deposition of the silicon film (both are annealing at a temperature higher than the melting point of aluminum) A crystal defect which is generated by the contraction and which crosses the pn junction between the p @-type well region 2M and the n @ + type semiconductor region 11 from the end of the connection hole 22 of the insulating film 22 is formed in the n @ + type semiconductor region 21N. Can be taken in. (2) The mask 22M for forming the contact hole 22 in the insulating film 21 in the above step is formed on the n + type semiconductor region 2
Since it can be used also as an impurity implantation mask for forming 1N, the mask forming step can be reduced by the amount corresponding to the impurity implantation mask, and the number of steps of the SRAM manufacturing process can be reduced.
【0341】(12)p- 型ウエル領域2Mの主面に形
成されたメモリセルMCの駆動用MISFETQdのn
+ 型半導体領域11の主面に、このn+ 型半導体領域1
1の主面上の絶縁膜21に形成された接続孔22を通し
て珪素膜で形成される導電層23が接続されるSRAM
の製造方法において、前記p- 型ウエル領域2Mの主
面にn+ 型半導体領域11を形成する工程、前記n+
型半導体領域11の主面上に絶縁膜21を形成する工
程、前記絶縁膜21のn+ 型半導体領域11上に接続
孔22を形成する工程、前記絶縁膜21上の全面にこ
の絶縁膜21に形成された接続孔22を通してn+ 型半
導体領域11の主面に接触する珪素膜(23)を堆積す
る工程、前記珪素膜の結晶化を行う高温度アニールを
行う工程、前記珪素膜にパターンニングを施し、前記
導電層23を形成する工程の夫々を具備する。(12) n of the driving MISFET Qd of the memory cell MC formed on the main surface of the p--type well region 2M
The n + type semiconductor region 1 is formed on the main surface of the + type semiconductor region 11.
SRAM to which a conductive layer 23 formed of a silicon film is connected through a connection hole 22 formed in the insulating film 21 on the first main surface
Forming the n + type semiconductor region 11 on the main surface of the p− type well region 2M,
Forming an insulating film 21 on the main surface of the type semiconductor region 11, forming a contact hole 22 on the n + type semiconductor region 11 of the insulating film 21, and forming the insulating film 21 on the entire surface of the insulating film 21. A step of depositing a silicon film (23) in contact with the main surface of the n + type semiconductor region 11 through the connection hole 22 formed in the step, a step of performing high temperature annealing for crystallizing the silicon film, and a pattern on the silicon film. And the step of forming the conductive layer 23.
【0342】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記工程で絶縁膜21上の全面に珪素膜
(23)を堆積した後、工程の珪素膜にパターンニン
グを施す前に、この珪素膜に結晶化を目的する高温度ア
ニールを施し、この珪素膜が冷却するときの体積収縮に
基づく応力を珪素膜の全体に分散し、前記n+ 型半導体
領域11の主面であって絶縁膜21に形成された接続孔
22の開口端に発生する前記応力の集中を低減できるの
で、前記珪素膜の体積収縮で、前記絶縁膜21の接続孔
22の開口端から前記p- 型半導体基板1とn+ 型半導
体領域11との間のpn接合部を横切る結晶欠陥が発生
することを防止できる。(2)前記工程の珪素膜にパ
ターンニングを施した後に行われていた前記工程の珪
素膜の結晶化を行う高温度アニールを行う工程を、前記
工程の珪素膜を堆積した後、前記工程の珪素膜にパ
ターンニングを施す工程前に入れ変えただけなので、S
RAMの製造プロセスの工程数の増加を防止できる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) After depositing the silicon film (23) on the entire surface of the insulating film 21 in the above step, and before subjecting the silicon film in the step to patterning, the silicon film is subjected to high temperature annealing for the purpose of crystallization, The stress due to the volume contraction when the silicon film is cooled is dispersed in the entire silicon film, and is generated at the opening end of the connection hole 22 formed in the insulating film 21 on the main surface of the n + type semiconductor region 11. Since the concentration of the stress that occurs due to the volume contraction of the silicon film can be reduced, the pn junction between the p − -type semiconductor substrate 1 and the n + -type semiconductor region 11 from the opening end of the connection hole 22 of the insulating film 21 can be reduced. It is possible to prevent the occurrence of crystal defects that cross the portion. (2) The step of performing the high temperature annealing for crystallizing the silicon film in the step, which has been performed after the patterning of the silicon film in the step, is performed after the silicon film in the step is deposited. Since we only changed the silicon film before the patterning process, S
It is possible to prevent an increase in the number of steps in the RAM manufacturing process.
【0343】(13)前記手段(11)又は手段(1
2)に記載されるSRAMにおいて、前記n+ 型半導体
領域11はSRAMのメモリセルMCのフリップフロッ
プ回路の駆動用MISFETQdのドレイン領域であ
り、前記導電層23は電源電圧Vccに接続される。(13) Means (11) or Means (1)
In the SRAM described in 2), the n + type semiconductor region 11 is the drain region of the driving MISFET Qd of the flip-flop circuit of the memory cell MC of SRAM, and the conductive layer 23 is connected to the power supply voltage Vcc.
【0344】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記SRAMのメモリセルMCの情報蓄積ノ
ードに供給される電源のリーク電流が低減できるので、
SRAMのスタンバイ電流の消費電力化が図れる。
(2)前記SRAMのメモリセルMCの情報蓄積ノード
に供給される電源のリーク電流が低減できるので、メモ
リセルMCの情報保持特性の向上が図れる。(3)前記
手段(11)に記載されるSRAMにおいて、メモリセ
ルMCの駆動用MISFETQdのドレイン領域にn+
型半導体領域21Nが付加され、このn+ 型半導体領域
21Nに相当する分、前記ドレイン領域の表面の導電層
23に接続される領域の不純物濃度を高められるので、
導電層23(多結晶珪素膜)に導入される抵抗値を低減
するn型不純物の不純物濃度を下げることができ(オー
ミック接続に必要な不純物濃度はn+型半導体領域21
Nで確保される)、導電層23からのドレイン領域への
不純物の滲みだしを低減できる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) Since the leak current of the power supply supplied to the information storage node of the memory cell MC of the SRAM can be reduced,
The standby current consumption of the SRAM can be reduced.
(2) Since the leak current of the power supply supplied to the information storage node of the memory cell MC of the SRAM can be reduced, the information retention characteristic of the memory cell MC can be improved. (3) In the SRAM described in the means (11), n + is formed in the drain region of the driving MISFET Qd of the memory cell MC.
Since the type semiconductor region 21N is added, the impurity concentration of the region connected to the conductive layer 23 on the surface of the drain region can be increased by the amount corresponding to the n + type semiconductor region 21N.
The impurity concentration of the n-type impurity that reduces the resistance value introduced into the conductive layer 23 (polycrystalline silicon film) can be reduced (the impurity concentration required for ohmic connection is the n + -type semiconductor region 21).
It is possible to reduce the leakage of impurities from the conductive layer 23 to the drain region.
【0345】(14)メモリセルMCの駆動用MISF
ETQd(転送用MISFETQt、周辺回路のnチャ
ネルMISFETQn、pチャネルMISFETQpの
夫々も同様)を有するSRAMの製造方法において、
p- 型ウエル領域2Mの主面上にゲート絶縁膜6を介在
してゲート電極7を形成する工程、前記ゲート電極7
のゲート長方向の側壁に絶縁性を有するサイドウォール
スペーサ9を形成する工程、少なくとも前記サイドウ
ォールスペーサ9の表面上を被覆する絶縁膜9Tを形成
する工程、前記p- 型ウエル領域2Mの主面の前記ゲ
ート電極7、サイドウォールスペーサ9及び絶縁膜9T
以外の領域にn型不純物をイオン打込みで導入するとと
もに、このn型不純物でソース領域、ドレイン領域の夫
々として使用されるn+ 型半導体領域11を形成し、駆
動用MISFETQdを形成する工程の夫々を具備す
る。(14) MISF for driving memory cell MC
In a method of manufacturing an SRAM having ETQd (the same applies to the transfer MISFET Qt, the peripheral circuit n-channel MISFET Qn, and the p-channel MISFET Qp),
forming the gate electrode 7 on the main surface of the p-type well region 2M with the gate insulating film 6 interposed therebetween;
A side wall spacer 9 having an insulating property on the side wall in the gate length direction, a step of forming an insulating film 9T covering at least the surface of the side wall spacer 9, the main surface of the p--type well region 2M Of the gate electrode 7, sidewall spacers 9 and insulating film 9T
Each of the steps of introducing an n-type impurity into regions other than the above by ion implantation, forming the n + -type semiconductor region 11 used as each of the source region and the drain region with this n-type impurity, and forming the driving MISFET Qd. It is equipped with.
【0346】この構成により、前記ゲート電極7の体積
変化(サイドウォールスペーサ9との間の熱膨張係数差
が異なることに起因)でサイドウォールスペーサ9の開
放端に発生する最大応力が集中する領域に対して、ソー
ス領域、ドレイン領域の夫々のn+ 型半導体領域11を
形成するn型不純物の打込みに基づくダメージが発生す
る領域を前記絶縁膜9Tの膜厚に相当する分ずらすこと
ができる(最大応力集中領域、ダメージ発生領域の夫々
を分散できる)ので、前記サイドウォールスペーサ9の
開放端の領域であって、前記p- 型ウエル領域2Mの主
面、n+ 型半導体領域11に発生する結晶欠陥、又は前
記p- 型ウエル領域2Mとn+ 型半導体領域11との間
のpn接合部を横切り発生する結晶欠陥を防止できる。With this structure, a region in which the maximum stress generated at the open end of the sidewall spacer 9 is concentrated due to the volume change of the gate electrode 7 (due to the difference in the coefficient of thermal expansion with the sidewall spacer 9). On the other hand, regions in which damage is generated due to the implantation of the n-type impurities forming the n + -type semiconductor regions 11 of the source region and the drain region, respectively, can be shifted by the amount corresponding to the film thickness of the insulating film 9T ( Since each of the maximum stress concentration region and the damage generation region can be dispersed), it is generated in the main surface of the p − type well region 2M and the n + type semiconductor region 11 in the open end region of the sidewall spacer 9. It is possible to prevent crystal defects or crystal defects that occur across the pn junction between the p- type well region 2M and the n + type semiconductor region 11.
【0347】(実 施 例 2)本実施例2は、前述の実
施例1のSRAMをn型半導体基板で構成した、本発明
の第2実施例である。(Embodiment 2) The present embodiment 2 is a second embodiment of the present invention in which the SRAM of the above-mentioned embodiment 1 is constructed by an n-type semiconductor substrate.
【0348】本発明の実施例2であるSRAMを搭載す
る半導体基板の基本構造について、図16(基本概念断
面図)を使用し、簡単に説明する。The basic structure of the semiconductor substrate having the SRAM according to the second embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIG. 16 (basic conceptual sectional view).
【0349】本実施例2のSRAMは、図16に示すよ
うに、n- 型半導体基板(Nsub )1で構成される。こ
のn- 型半導体基板1の主面のメモリセルアレイMAY
が配置される領域はp- 型ウエル領域(Pwell)2が構
成される。また、直接周辺回路及び間接周辺回路を含む
周辺回路のうち、電源電圧Vccが供給される周辺回路の
相補型MISFETは、メモリセルアレイMAYが配置
されるp- 型ウエル領域2と実質的に同一構造で構成さ
れるp- 型ウエル領域2の主面及びn- 型ウエル領域
(Nwell)3の主面に構成される。The SRAM of the second embodiment is composed of an n--type semiconductor substrate (Nsub) 1 as shown in FIG. The memory cell array MAY on the main surface of the n--type semiconductor substrate 1.
The region in which the P-type well region is arranged is a p-type well region (Pwell) 2. Of the peripheral circuits including the direct peripheral circuit and the indirect peripheral circuit, the complementary MISFET of the peripheral circuit to which the power supply voltage Vcc is supplied has substantially the same structure as the p--type well region 2 in which the memory cell array MAY is arranged. Is formed on the main surface of the p-type well region 2 and the main surface of the n-type well region (Nwell) 3.
【0350】これに対して、電源電圧変換回路VRCで
降圧された降圧電源電圧Vddが供給される周辺回路の相
補型MISFETのpチャネルMISFETQpはp-
型ウエル分離領域(Piso )2iの主面に形成されたn
- 型ウエル領域(Nwell)3Mの主面に構成される。こ
のn- 型ウエル領域3Mの表面の不純物濃度は、前述の
実施例1と同様に、p- 型ウエル分離領域2iの外周囲
に配置されたn- 型ウエル領域3の表面の不純物濃度と
同等かそれに比べて高い不純物濃度に設定される。p-
型ウエル分離領域2iの主面のn- 型ウエル領域3Mの
外周囲においては、表面の不純物濃度を高めるために、
p- 型ウエル領域2が構成される。On the other hand, the p-channel MISFET Qp of the complementary MISFET of the peripheral circuit to which the step-down power supply voltage Vdd stepped down by the power supply voltage conversion circuit VRC is supplied is p-.
N formed on the main surface of the well isolation region (Piso) 2i
-Type well region (Nwell) is formed on the main surface of 3M. The impurity concentration on the surface of the n--type well region 3M is equal to the impurity concentration on the surface of the n--type well region 3 arranged around the outer periphery of the p--type well isolation region 2i, as in the first embodiment. Alternatively, the impurity concentration is set higher than that. p-
In the outer periphery of the n-type well region 3M on the main surface of the type well isolation region 2i, in order to increase the impurity concentration of the surface,
A p-type well region 2 is formed.
【0351】本実施例のSRAMは、前述の実施例1の
場合に比べて、アンダーシュート耐性については若干下
がるが、前述の実施例1と実質的に同様の効果が得られ
る。The SRAM of the present embodiment has an undershoot resistance slightly lower than that of the first embodiment, but substantially the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0352】次に、前記SRAMの具体的な製造方法、
特に、p- 型ウエル分離領域2i、n- 型ウエル領域3
Mの夫々の製造方法について、図17(所定の製造工程
における断面図)を使用し、簡単に説明する。Next, a specific manufacturing method of the SRAM,
In particular, p--type well isolation region 2i and n--type well region 3
Each manufacturing method of M will be briefly described with reference to FIG. 17 (cross-sectional view in a predetermined manufacturing process).
【0353】まず、n- 型半導体基板1を用意し、この
n- 型半導体基板1の主面の一部が開口されたマスク
(図17中、符号53を付け一点鎖線で示す)53を使
用し、このn- 型半導体基板1の主面にp型不純物、n
型不純物の夫々を導入する。p型不純物としてはn型不
純物の拡散速度に比べて速い例えばBが使用され、n型
不純物としてはp型不純物に比べて拡散速度の遅いAs
が使用される。p型不純物、n型不純物の夫々は、同一
のマスク53を使用し、例えばイオン打込みで導入され
る。First, an n--type semiconductor substrate 1 is prepared, and a mask (indicated by reference numeral 53 in FIG. 17 and shown by a one-dot chain line) 53 in which a part of the main surface of the n--type semiconductor substrate 1 is opened is used. On the main surface of the n − -type semiconductor substrate 1,
Introduce each of the type impurities. As the p-type impurity, for example, B, which is faster than the diffusion rate of the n-type impurity, is used, and as the n-type impurity, As having a lower diffusion rate than the p-type impurity is used.
Is used. The p-type impurity and the n-type impurity are introduced by, for example, ion implantation using the same mask 53.
【0354】次に、マスク53を除去し、図17に示す
ように、p型不純物、n型不純物の夫々に引き伸し拡散
を施し、p型不純物でp- 型ウエル分離領域2i、n型
不純物でn- 型ウエル領域3Mの夫々を形成する。p-
型ウエル分離領域2i、n-型ウエル領域3Mの夫々
は、夫々のp型不純物、n型不純物の拡散速度差を利用
し、同図17に示すように、2重ウエル構造として構成
される。Next, the mask 53 is removed, and as shown in FIG. 17, p-type impurities and n-type impurities are expanded and diffused, and the p-type well isolation regions 2i and n-type are formed by p-type impurities. Each of the n-type well regions 3M is formed by impurities. p-
The type well isolation region 2i and the n − type well region 3M each have a double well structure as shown in FIG. 17 by utilizing the diffusion rate difference between the p type impurity and the n type impurity.
【0355】この後、n- 型ウエル領域3、p- 型ウエ
ル領域2の夫々を形成し、前述の実施例1と同様に、S
RAMの製造プロセスを施すことにより、本実施例2の
SRAMは完成する。Thereafter, the n-type well region 3 and the p-type well region 2 are formed, and S is formed in the same manner as in the first embodiment.
The SRAM of the second embodiment is completed by performing the RAM manufacturing process.
【0356】以上説明したように、本実施例のSRAM
によれば、以下の効果が得られる。As described above, the SRAM of this embodiment
According to the above, the following effects can be obtained.
【0357】(1)n- 型半導体基板1の主面の第1領
域にp- 型ウエル分離領域2iが構成され、前記n- 型
半導体基板1の主面の第2領域にn- 型ウエル領域3が
構成されるとともに、前記p- 型ウエル分離領域2iの
主面にn- 型ウエル領域3Mが構成されるSRAMにお
いて、前記n- 型半導体基板1の主面上に前記第1領
域が開口された第1マスク(53)を形成する工程、
前記第1マスクを使用し、前記n- 型半導体基板1の主
面にp型不純物を導入するとともに、前記p型不純物に
対して拡散速度が遅いn型不純物を導入する工程、前
記第1マスクを除去し、前記n- 型半導体基板1の主面
上に前記第2領域及び第1領域が開口された第2マスク
(前述の実施例1の図15(B)中、52Mに相当す
る)を形成する工程、前記第2マスクを使用し、前記
n- 型半導体基板1の主面にn型不純物を導入し、この
n型不純物、p型不純物の夫々を拡散し、n- 型ウエル
領域3、p- 型ウエル分離領域2i、n- 型ウエル領域
3Mの夫々を形成する工程の夫々を具備する。(1) A p--type well isolation region 2i is formed in the first region of the main surface of the n--type semiconductor substrate 1, and an n--type well is formed in the second region of the main surface of the n--type semiconductor substrate 1. In the SRAM in which the region 3 is formed and the n − type well region 3M is formed on the main surface of the p − type well isolation region 2i, the first region is formed on the main surface of the n − type semiconductor substrate 1. A step of forming an opened first mask (53),
Using the first mask, introducing a p-type impurity into the main surface of the n-type semiconductor substrate 1 and introducing an n-type impurity having a slow diffusion rate with respect to the p-type impurity, the first mask And a second mask in which the second region and the first region are opened on the main surface of the n-type semiconductor substrate 1 (corresponding to 52M in FIG. 15B of Example 1 described above). Forming a n-type well region using the second mask, introducing an n-type impurity into the main surface of the n-type semiconductor substrate 1 and diffusing each of the n-type impurity and the p-type impurity. 3, p- type well isolation region 2i and n- type well region 3M are respectively formed.
【0358】この構成により、前記実施例1の手段
(5)の作用効果の他に、以下の作用効果が得られる。
(1)前記n- 型半導体基板1の主面の第2領域に導入
されたn型不純物を拡散し、n- 型ウエル領域3を形成
する工程を利用し、第1領域に導入されたp不純物を拡
散し、p- 型ウエル分離領域2iを形成するとともに、
第1領域に導入されたn型不純物を拡散し、n- 型ウエ
ル領域3Mを形成したので、前記p型不純物、n型不純
物の夫々を拡散しp- 型ウエル分離領域2i、n-型ウ
エル領域3Mの夫々を形成する工程に相当する分、SR
AMの製造プロセスの工程数を削減できる。(2)前記
n型不純物の拡散速度はp型不純物の拡散速度に比べて
遅いので、この拡散速度差を利用し、p型不純物の拡散
で形成されるp- 型ウエル分離領域2iの主面にn型不
純物の拡散で形成されるp- 型ウエル領域3Mを形成で
きる(2重ウエル構造を形成できる)。With this structure, in addition to the function and effect of the means (5) of the first embodiment, the following function and effect can be obtained.
(1) Using the process of diffusing the n-type impurities introduced into the second region of the main surface of the n-type semiconductor substrate 1 to form the n-type well region 3, the p-type impurity introduced into the first region is used. Impurities are diffused to form p--type well isolation regions 2i, and
Since the n-type impurity introduced into the first region is diffused to form the n-type well region 3M, the p-type impurity and the n-type impurity are diffused to diffuse the p-type well isolation region 2i and the n-type well, respectively. SR corresponding to the process of forming each of the regions 3M
The number of steps in the AM manufacturing process can be reduced. (2) Since the diffusion speed of the n-type impurity is slower than that of the p-type impurity, the main surface of the p-type well isolation region 2i formed by diffusion of the p-type impurity is utilized by utilizing this difference in the diffusion speed. A p-type well region 3M formed by diffusing an n-type impurity can be formed at this point (a double well structure can be formed).
【0359】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。The inventions made by the present inventors are as follows.
Although the specific description has been given based on the above-mentioned embodiment, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
【0360】例えば、本発明は、前述のSRAMのメモ
リセルの負荷素子として高抵抗素子を使用した場合にも
適用できる。For example, the present invention can be applied to the case where a high resistance element is used as the load element of the above-mentioned SRAM memory cell.
【0361】また、本発明は、マイクロプロセッサ等の
半導体集積回路装置に搭載されるSRAMに適用しても
よい。Further, the present invention may be applied to an SRAM mounted on a semiconductor integrated circuit device such as a microprocessor.
【0362】また、本発明は、SRAMに限定されず、
2重ウエル構造を採用するD(Dynamic)RAM等の記
憶回路システムや論理回路システムが搭載された半導体
集積回路装置に広く適用できる。The present invention is not limited to SRAM,
D employing the double well structure (D ynamic) storage circuit system and a logic circuit system, such as a RAM is widely applicable to a semiconductor integrated circuit device is mounted.
【0363】[0363]
【発明の効果】本願におい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、下
記のとおりである。The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.
【0364】(1)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、ウエル分離領域内のウエル領域の
主面に配置された回路の動作上の信頼性の向上を図れ、
かつウエル分離領域外のウエル領域の主面に配置された
回路の動作速度の高速化が図れる。(1) In the semiconductor integrated circuit device adopting the double well structure, the operational reliability of the circuit arranged on the main surface of the well region in the well isolation region can be improved.
In addition, the operating speed of the circuit arranged on the main surface of the well region outside the well isolation region can be increased.
【0365】(2)ウエル分離領域内のウエル領域にメ
モリセルが配置されるSRAMを有する半導体集積回路
装置において、前記SRAMの情報保持特性の向上が図
れる。(2) In a semiconductor integrated circuit device having an SRAM in which memory cells are arranged in the well region in the well isolation region, the information holding characteristic of the SRAM can be improved.
【0366】(3)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、集積度の向上が図れる。(3) In a semiconductor integrated circuit device adopting a double well structure, the degree of integration can be improved.
【0367】(4)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、ウエル分離領域内のウエル領域と
基板との間の耐圧の向上が図れる。(4) In the semiconductor integrated circuit device adopting the double well structure, the breakdown voltage between the well region in the well isolation region and the substrate can be improved.
【0368】(5)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、製造プロセスの工程数が削減でき
る。(5) In the semiconductor integrated circuit device adopting the double well structure, the number of manufacturing process steps can be reduced.
【0369】(6)SOI構造を採用するMISFET
を有する半導体集積回路装置において、前記MISFE
Tのゲート絶縁膜の絶縁耐圧の向上が図れる。(6) MISFET adopting SOI structure
In a semiconductor integrated circuit device having:
The breakdown voltage of the T gate insulating film can be improved.
【0370】(7)前記効果(6)が達成できるととも
に、前記MISFETのゲート絶縁膜の膜厚の制御性の
向上が図れる。(7) The effect (6) can be achieved, and the controllability of the film thickness of the gate insulating film of the MISFET can be improved.
【0371】(8)前記効果(6)が達成できるととも
に、前記半導体集積回路装置の製造プロセスの工程数が
削減できる。(8) The effect (6) can be achieved, and the number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced.
【0372】(9)前記目的(6)を達成できるととも
に、前記半導体集積回路装置の表面の平担化が図れる。(9) The object (6) can be achieved, and the surface of the semiconductor integrated circuit device can be flattened.
【0373】(10)SOI構造を採用するMISFE
Tでメモリセルを構成するSRAMを有する半導体集積
回路装置において、スタンバイ電流不良が防止できる。(10) MISFE adopting SOI structure
In a semiconductor integrated circuit device having an SRAM having a memory cell of T, standby current failure can be prevented.
【0374】(11)MISFETのソース領域又はド
レイン領域に電極が接続される半導体集積回路装置にお
いて、前記接続領域の結晶欠陥の発生が防止できる。(11) In the semiconductor integrated circuit device in which the electrode is connected to the source region or the drain region of the MISFET, it is possible to prevent the occurrence of crystal defects in the connection region.
【0375】(12)MISFETのソース領域又はド
レイン領域に電極が接続される半導体集積回路装置にお
いて、製造プロセスの工程数が削減できる。(12) In the semiconductor integrated circuit device in which the electrodes are connected to the source region or the drain region of the MISFET, the number of manufacturing process steps can be reduced.
【0376】(13)メモリセルの駆動用MISFET
のドレイン領域に負荷素子が接続されるSRAMを有す
る半導体集積回路装置において、低消費電力化が図れ
る。(13) MISFET for driving memory cell
In the semiconductor integrated circuit device having the SRAM in which the load element is connected to the drain region of, the power consumption can be reduced.
【0377】(14)メモリセルの駆動用MISFET
のドレイン領域に負荷素子が接続されるSRAMを有す
る半導体集積回路装置において、前記メモリセルの情報
保持特性の向上が図れる。(14) MISFET for driving memory cell
In the semiconductor integrated circuit device having the SRAM in which the load element is connected to the drain region of the memory cell, the information retention characteristic of the memory cell can be improved.
【0378】(15)MISFETのゲート電極の側壁
にサイドウォールスペーサが形成され、このサイドウォ
ールスペーサをマスクとしてソース領域、ドレイン領域
の夫々を形成する半導体集積回路装置において、前記M
ISFETのソース領域、ドレイン領域の夫々に発生す
る結晶欠陥の発生が防止できる。(15) In the semiconductor integrated circuit device in which the sidewall spacer is formed on the sidewall of the gate electrode of the MISFET and the source region and the drain region are formed using the sidewall spacer as a mask.
It is possible to prevent the occurrence of crystal defects in the source region and the drain region of the ISFET.
【図1】 本発明の実施例1のSRAMのチップレイア
ウト図。FIG. 1 is a chip layout diagram of an SRAM according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 (A)は前記SRAMの要部拡大ブロック
図、(B)は電源供給系統を示すブロック回路図。FIG. 2A is an enlarged block diagram of a main part of the SRAM, and FIG. 2B is a block circuit diagram showing a power supply system.
【図3】 前記SRAMの要部拡大ブロック図。FIG. 3 is an enlarged block diagram of a main part of the SRAM.
【図4】 前記SRAMの要部拡大ブロック図。FIG. 4 is an enlarged block diagram of a main part of the SRAM.
【図5】 前記SRAMのメモリセルの回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a memory cell of the SRAM.
【図6】 前記メモリセルの断面図。FIG. 6 is a sectional view of the memory cell.
【図7】 前記メモリセルの平面図。FIG. 7 is a plan view of the memory cell.
【図8】 (A)、(B)の夫々は工程毎に示すメモリ
セルの平面図、(C)は前記メモリセルの特定の層を示
す平面図。8A and 8B are plan views of a memory cell shown in each step, and FIG. 8C is a plan view showing a specific layer of the memory cell.
【図9】 (A)乃至(D)の夫々は工程毎に示すアレ
イ端部の平面図。9A to 9D are plan views of an array end portion showing each process.
【図10】 アレイ端部の断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of the end portion of the array.
【図11】 前記SRAMの周辺回路の断面図。FIG. 11 is a sectional view of a peripheral circuit of the SRAM.
【図12】 前記メモリセルの要部の拡大断面図。FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the memory cell.
【図13】 前記SRAMの基板、ウエル領域の不純物
濃度分布図。FIG. 13 is an impurity concentration distribution diagram of the SRAM substrate and well region.
【図14】 (A)乃至(O)の夫々は工程毎に示すメ
モリセルの断面図。14A to 14O are cross-sectional views of a memory cell in each step.
【図15】 (A)乃至(F)の夫々は工程毎に示すア
レイ端部の断面図。FIGS. 15A to 15F are cross-sectional views of the end portion of the array shown in each step.
【図16】 本発明の実施例2のSRAMの基板の概念
断面図。FIG. 16 is a conceptual cross-sectional view of the SRAM substrate according to the second embodiment of the present invention.
【図17】 前記基板の特定の工程の断面図。FIG. 17 is a sectional view of a specific process of the substrate.
1…半導体基板、2,2M,3,3M…ウエル領域、2
i,3i…ウエル分離領域、4…素子分離絶縁膜、5…
チャネルストッパ領域、6,12,24…ゲート絶縁
膜、7…ゲート電極、13…ゲート電極,ワード線又は
配線、10,11,17,18,21N,39,40…
半導体領域、23,26,29,33…導電層又は配
線、9,16…サイドウォールスペーサ、22…接続
孔,9T,21,24G,27,30…層間絶縁膜、M
C…メモリセル、Qt…転送用MISFET、Qd…駆
動用MISFET、Qp…負荷用MISFET、C…容
量素子、WL…ワード線、DL…データ線、Gr…ガー
ドリング領域。1 ... Semiconductor substrate, 2, 2M, 3, 3M ... Well region, 2
i, 3i ... Well isolation region, 4 ... Element isolation insulating film, 5 ...
Channel stopper region, 6, 12, 24 ... Gate insulating film, 7 ... Gate electrode, 13 ... Gate electrode, word line or wiring 10, 11, 17, 18, 21N, 39, 40 ...
Semiconductor region, 23, 26, 29, 33 ... Conductive layer or wiring, 9, 16 ... Sidewall spacer, 22 ... Connection hole, 9T, 21, 24G, 27, 30 ... Interlayer insulating film, M
C ... Memory cell, Qt ... Transfer MISFET, Qd ... Driving MISFET, Qp ... Load MISFET, C ... Capacitance element, WL ... Word line, DL ... Data line, Gr ... Guard ring region.
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成5年4月8日[Submission date] April 8, 1993
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Name of item to be corrected] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【書類名】 明細書[Document name] Statement
【発明の名称】 半導体集積回路装置及びその形成方法Title: Semiconductor integrated circuit device and method for forming the same
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に、SRAM(Static Random Access Mem
ory)を備えた半導体集積回路装置に適用して有効な技術
に関する。The present invention relates to relates to a semiconductor integrated circuit device, in particular, SRAM (S tatic R andom A ccess M em
The present invention relates to a technique effectively applied to a semiconductor integrated circuit device having an ory).
【0002】[0002]
【従来の技術】特開平3−234055号公報に揮発性
半導体記憶装置としてのSRAMが記載されている。こ
の種のSRAMは相補性データ線とワード線との交差部
毎に1〔bit〕 の情報を記憶するメモリセルが配置され
る。2. Description of the Related Art An SRAM as a volatile semiconductor memory device is described in JP-A-3-234055. In this kind of SRAM, a memory cell for storing 1 [bit] of information is arranged at each intersection of a complementary data line and a word line.
【0003】前記メモリセルはフリップフロップ回路及
び2個の転送用MOSFET(Metal Oxide Semicon
ductor Field Effect Transistor)で構成される。転
送用MOSFETは、フリップフロップ回路の入出力端
子に一方の半導体領域を接続し、相補性データ線に他方
の半導体領域を接続する。この転送用MOSFETは、
ゲート電極をワード線に接続し、このワード線で導通、
非導通が制御される。フリップフロップ回路は、情報蓄
積部として構成され、2個の駆動用MOSFET及び2
個の負荷用MOSFETで構成される。駆動用MOSF
ETは、一方の転送用MOSFETの一方の半導体領域
にドレイン領域を接続し、基準電圧線(ソース線)にソ
ース領域を接続する。駆動用MOSFETのゲート電極
は他方の転送用MOSFETの一方の半導体領域に接続
される。負荷用MOSFETは、一方の転送用MOSF
ETの一方の半導体領域にドレイン領域を接続し、電源
電圧配線(ソース線)にソース領域を接続する。[0003] The memory cell flip-flop circuits and two transfer MOSFET (M etal O xide S emicon
composed of a ductor F ield E ffect T ransistor) . The transfer MOSFET connects one semiconductor region to the input / output terminal of the flip-flop circuit and connects the other semiconductor region to the complementary data line. This transfer MOSFET is
Connect the gate electrode to the word line and conduct with this word line,
Non-conduction is controlled. The flip-flop circuit is configured as an information storage unit and includes two driving MOSFETs and two driving MOSFETs.
It is composed of individual load MOSFETs. Driving MOSF
The ET connects the drain region to one semiconductor region of one transfer MOSFET and connects the source region to the reference voltage line (source line). The gate electrode of the driving MOSFET is connected to one semiconductor region of the other transfer MOSFET. The load MOSFET is one transfer MOSF
The drain region is connected to one semiconductor region of ET, and the source region is connected to the power supply voltage wiring (source line).
【0004】前記メモリセルの転送用MOSFET、駆
動用MOSFETのいずれもnチャネル導電型で構成さ
れる。メモリセルの負荷用MOSFETはpチャネル導
電型で構成される。つまり、メモリセルは完全相補型M
OSFET(フルCMOS:Complementary Metal O
xide Semiconductor Field Effect Transistor)で
構成される。Both the transfer MOSFET and the drive MOSFET of the memory cell are of n-channel conductivity type. The load MOSFET of the memory cell is of p-channel conductivity type. That is, the memory cell is a completely complementary M
OSFET (full CMOS: C omplementary M etal O
consisting of xide S emiconductor F ield E ffect T ransistor).
【0005】前記転送用MOSFETは所謂LDD(Li
ghtly Doped Drain)構造が採用される。LDD構造が
採用される転送用MOSFETは、ドレイン領域の高い
不純物濃度のn型半導体領域のチャネル形成領域側に低
い不純物濃度のn型半導体領域が構成される。つまり、
LDD構造が採用される転送用MOSFETは、ドレイ
ン領域の近傍の電界強度を緩和し、ホットキャリアの発
生を減少し、経時的なしきい値電圧の劣化を防止できる
ので、メモリセルの情報書込み特性、情報読出し特性の
いずれの向上も図れる。The transfer MOSFET is a so-called LDD ( L i
The ghtly D oped D rain structure is adopted. In the transfer MOSFET adopting the LDD structure, an n-type semiconductor region having a low impurity concentration is formed on the channel forming region side of the n-type semiconductor region having a high impurity concentration in the drain region. That is,
The transfer MOSFET adopting the LDD structure can relax the electric field strength near the drain region, reduce the generation of hot carriers, and prevent the deterioration of the threshold voltage with time. Any improvement in information read characteristics can be achieved.
【0006】駆動用MOSFETは所謂DDD(Doubl
e Diffused Drain)構造が採用される。前記DDD構
造が採用される駆動用MOSFETは、ソース領域、ド
レイン領域の夫々の低い不純物濃度に設定されるn型半
導体領域の電流経路に相当する領域の拡散寸法が、不純
物の物理的な拡散速度差で決まる微小な寸法に設定でき
るので、電流経路に付加される寄生抵抗を減少できる。
つまり、DDD構造が採用される駆動用MOSFETは
駆動能力(ドライバビリティ)の向上が図れ、メモリセ
ルの情報保持特性(データリテンション特性)の向上が
図れる。The driving MOSFET is a so-called DDD ( D oubl
e D iffused D rain) structure is employed. In the driving MOSFET adopting the DDD structure, the diffusion dimension of the region corresponding to the current path of the n-type semiconductor region set to the low impurity concentration of the source region and the drain region is the physical diffusion speed of the impurity. Since the size can be set to a minute size determined by the difference, the parasitic resistance added to the current path can be reduced.
That is, the driving MOSFET adopting the DDD structure can improve the drivability and can improve the information retention characteristic (data retention characteristic) of the memory cell.
【0007】前記負荷用MOSFETは、前記駆動用M
OSFETの上部に配置され、所謂SOI(Silicon O
n Insulator又はThin Film Transistor)構造が採用
される。負荷用MOSFETは、ゲート電極の表面上に
ゲート絶縁膜を介在してチャネル形成領域が配置され、
このチャネル形成領域の一端側にソース領域、他端側に
ドレイン領域が接続される。ゲート電極は下層の多結晶
珪素膜で形成され、チャネル形成領域、ソース領域及び
ドレイン領域は上層の多結晶珪素膜で形成される。The load MOSFET is the drive M
Placed on top of OSFET, so-called SOI (S ilicon O
n I nsulator or Thin Film Transistor) structure is employed. In the load MOSFET, a channel forming region is arranged on the surface of the gate electrode with a gate insulating film interposed.
The source region is connected to one end of the channel forming region and the drain region is connected to the other end. The gate electrode is formed of a lower polycrystalline silicon film, and the channel forming region, the source region and the drain region are formed of an upper polycrystalline silicon film.
【0008】前記メモリセルは、行列状に複数個規則的
に配列され、メモリセルアレイを構成する。メモリセル
アレイの外周囲においては周辺回路が配置される。周辺
回路はメモリセルの回路動作を直接制御する直接周辺回
路、この直接周辺回路の回路動作を制御する間接周辺回
路の夫々を主体に構成される。直接周辺回路としてはデ
コーダ回路、ドライバー回路、センスアンプ回路等を含
む。間接周辺回路としては入出力回路、アドレスバッフ
ァ回路等を含む。前記周辺回路は、低消費電力化及び回
路動作の高速化を主目的として、相補型MOSFETを
主体に構成される。A plurality of the memory cells are regularly arranged in a matrix to form a memory cell array. Peripheral circuits are arranged around the outer periphery of the memory cell array. The peripheral circuits mainly include a direct peripheral circuit that directly controls the circuit operation of the memory cell and an indirect peripheral circuit that controls the circuit operation of the direct peripheral circuit. The direct peripheral circuit includes a decoder circuit, a driver circuit, a sense amplifier circuit and the like. The indirect peripheral circuit includes an input / output circuit and an address buffer circuit. The peripheral circuit is mainly composed of complementary MOSFETs for the purpose of low power consumption and high-speed circuit operation.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、SRAM
の開発に先立ち、以下の問題点を見出した。The inventor of the present invention has found that the SRAM
Prior to the development of, the following problems were discovered.
【0010】(1)SRAMは、p型半導体基板で構成
され、アンダーシュート対策を主目的として、n型ウエ
ル分離領域の主面にp型ウエル領域を構成する2重ウエ
ル構造を採用し、このn型ウエル分離領域内のp型ウエ
ル領域の主面にメモリセルアレイが配置される。2重ウ
エル構造は、n型ウエル分離領域の断面構造がp型ウエ
ル領域を含む2重の拡散領域で構成されることからこの
ように呼ばれるが、n型ウエル分離領域の外周囲にn型
ウエル領域が配置される場合はこのn型ウエル領域を含
めて3重ウエル構造と呼ばれる。前述の2重ウエル構造
はp型半導体基板、n型ウエル分離領域、p型ウエル領
域の夫々の間のpn接合部にポテンシャルバリア領域を
形成できる。つまり、p型半導体基板にα線が入射し、
このα線の入射で少数キャリアが発生した場合、この少
数キャリアはメモリセルアレイが配置されたp型ウエル
領域への侵入が阻止されるので、α線ソフトエラー耐性
の高いSRAMが構成できる。(1) The SRAM is composed of a p-type semiconductor substrate, and has a double well structure in which a p-type well region is formed on the main surface of the n-type well isolation region for the purpose of preventing undershoot. The memory cell array is arranged on the main surface of the p-type well region in the n-type well isolation region. The double well structure is so called because the cross-sectional structure of the n-type well isolation region is composed of double diffusion regions including the p-type well region. When the regions are arranged, this n-type well region is called a triple well structure. The double well structure described above can form a potential barrier region at the pn junction between the p-type semiconductor substrate, the n-type well isolation region, and the p-type well region. That is, α rays are incident on the p-type semiconductor substrate,
When minority carriers are generated by the incidence of α rays, the minority carriers are prevented from invading the p-type well region in which the memory cell array is arranged, so that an SRAM with high α-ray soft error resistance can be constructed.
【0011】SRAMにn型半導体基板を採用した場合
は、n型半導体基板とメモリセルアレイが配置されるp
型ウエル領域との間に1つのpn接合部しか形成できな
いので、n型半導体基板に少数キャリアが発生すると、
p型ウエル領域への少数キャリアの侵入が予測され、α
線ソフトエラー耐性が若干低下すると考えられる。When an n-type semiconductor substrate is used for the SRAM, the p-type semiconductor substrate on which the n-type semiconductor substrate and the memory cell array are arranged.
Since only one pn junction can be formed with the type well region, if minority carriers are generated in the n-type semiconductor substrate,
Intrusion of minority carriers into the p-type well region is predicted, and α
It is considered that the line soft error resistance is slightly reduced.
【0012】前記n型ウエル分離領域内のp型ウエル領
域、n型ウエル分離領域外のp型ウエル領域の夫々は、
SRAMの製造プロセス上、製造プロセスの工程数の増
加を避ける目的で同一工程において形成される。Each of the p-type well region inside the n-type well isolation region and the p-type well region outside the n-type well isolation region is
In the SRAM manufacturing process, they are formed in the same process in order to avoid an increase in the number of manufacturing process steps.
【0013】しかしながら、前記n型ウエル分離領域内
のp型ウエル領域の表面の不純物濃度はn型ウエル分離
領域の表面の不純物濃度で低下され(食われ)、このp
型ウエル領域の表面の不純物濃度がn型ウエル分離領域
外のp型ウエル領域の表面の不純物濃度に比べて低下す
る。このため、メモリセルの転送用MOSFET、駆動
用MOSFETの夫々のしきい値電圧が低下し、ノイズ
マージンが劣化するので(メモリセルに記憶された情報
がノイズで反転する確率が高くなるので)、SRAMの
情報保持特性が劣化する。However, the impurity concentration on the surface of the p-type well region in the n-type well isolation region is lowered (eroded) by the impurity concentration on the surface of the n-type well isolation region.
The impurity concentration on the surface of the type well region is lower than the impurity concentration on the surface of the p-type well region outside the n-type well isolation region. For this reason, the threshold voltage of each of the transfer MOSFET and the drive MOSFET of the memory cell is lowered, and the noise margin is deteriorated (because the information stored in the memory cell is more likely to be inverted by noise). The information retention characteristic of the SRAM deteriorates.
【0014】また、前記問題点を解決するために、p型
ウエル領域の表面の不純物濃度を全体的に高く設定する
と、n型ウエル分離領域外のp型ウエル領域の表面の不
純物濃度が高くなる。このため、このp型ウエル領域の
主面に配置される周辺回路のnチャネル型MOSFET
のしきい値電圧が逆に上昇し、スイッチング動作速度が
低下するので、SRAMの回路動作速度が劣化する。In order to solve the above problem, if the impurity concentration on the surface of the p-type well region is set to be high overall, the impurity concentration on the surface of the p-type well region outside the n-type well isolation region becomes high. .. Therefore, the n-channel MOSFET of the peripheral circuit arranged on the main surface of the p-type well region
On the contrary, the threshold voltage rises and the switching operation speed decreases, so that the circuit operation speed of the SRAM deteriorates.
【0015】(2)前述の問題点(1)に記載されるn
型ウエル分離領域はp型ウエル領域、n型ウエル領域の
夫々の拡散深さに比べて深く拡散されるので、n型ウエ
ル分離領域の表面の不純物濃度が低下する。このため、
n型ウエル分離領域の表面の不純物濃度が低下した領域
において、n型ウエル分離領域内のp型ウエル領域とp
型半導体基板との間の絶縁耐圧が劣化する。(2) n described in the above problem (1)
Since the type well isolation region is diffused deeper than the respective diffusion depths of the p type well region and the n type well region, the impurity concentration on the surface of the n type well isolation region is lowered. For this reason,
In the region where the impurity concentration on the surface of the n-type well isolation region is lowered, the p-type well region and the p-type well region in the n-type well isolation region are formed.
Withstand voltage between the semiconductor substrate and the semiconductor substrate deteriorates.
【0016】(3)前記SRAMのメモリセルの負荷用
MOSFETはゲート電極の表面上にゲート絶縁膜を介
在してチャネル形成領域、ソース領域及びドレイン領域
が配置される。ゲート電極は、多結晶珪素膜を堆積後
に、微細加工を目的として異方性エッチングによるパタ
ーンニングを施して形成される。ゲート絶縁膜は、膜厚
の均一化を主目的として、CVD法で堆積した酸化珪素
膜又はそれを主体とする積層膜が使用される。(3) In the load MOSFET of the memory cell of the SRAM, a channel forming region, a source region and a drain region are arranged on the surface of the gate electrode with a gate insulating film interposed. The gate electrode is formed by depositing a polycrystalline silicon film and then performing patterning by anisotropic etching for the purpose of fine processing. As the gate insulating film, a silicon oxide film deposited by a CVD method or a laminated film mainly containing the silicon oxide film is used mainly for the purpose of making the film thickness uniform.
【0017】しかしながら、前記負荷用MOSFETの
ゲート電極の表面の上面と側面との間の角部の形状が異
方性エッチングに基づき鋭い形状に形成される。特に、
負荷用MOSFETはSOI構造が採用され、下地の段
差形状が存在する領域上にゲート電極が形成されるの
で、下地の段差形状にゲート電極の端部が位置する場合
にはゲート電極の表面の角部の形状は鋭角を有する鋭い
形状に形成される。このため、ゲート電極の表面の角部
において電界集中が発生し、若しくはゲート電極の表面
の角部に沿って形成されたゲート絶縁膜の膜質が劣化
し、負荷用MOSFETのゲート絶縁膜の絶縁耐圧が著
しく劣化する。However, the shape of the corner between the upper surface and the side surface of the gate electrode of the load MOSFET is formed into a sharp shape by anisotropic etching. In particular,
Since the load MOSFET adopts the SOI structure and the gate electrode is formed on the region where the underlying stepped shape exists, when the end of the gate electrode is located in the underlying stepped shape, the corner of the surface of the gate electrode is formed. The part is formed in a sharp shape having an acute angle. Therefore, electric field concentration occurs at the corners of the surface of the gate electrode, or the film quality of the gate insulating film formed along the corners of the surface of the gate electrode deteriorates, and the dielectric strength of the gate insulating film of the load MOSFET is increased. Is significantly deteriorated.
【0018】また、最悪の場合、負荷用MOSFETの
ゲート電極とソース領域若しくはドレイン領域との間に
短絡が発生する。つまり、メモリセルの一方の負荷用M
OSFETのドレイン領域に結線される情報蓄積ノード
に電源電圧が供給されるとともに、本来供給しないはず
の他方の負荷用MOSFETのドレイン領域に結線され
る情報蓄積ノードに電源電圧が供給され、スタンバイ電
流不良が発生する。In the worst case, a short circuit occurs between the gate electrode of the load MOSFET and the source or drain region. That is, one load M of the memory cell
The power supply voltage is supplied to the information storage node connected to the drain region of the OSFET, and the power supply voltage is supplied to the information storage node connected to the drain region of the other load MOSFET, which should not be supplied originally, thereby causing a standby current failure. Occurs.
【0019】(4)前記SRAMのメモリセルの駆動用
MOSFETのドレイン領域(情報蓄積ノードに相当す
る)には負荷用MOSFETのドレイン領域が接続され
る。この駆動用MOSFETのドレイン領域と負荷用M
OSFETのドレイン領域との間の接続に際してはメモ
リセル内の他の負荷用MOSFETのゲート電極から引
き出された電極(同一層の多結晶珪素膜)を介在して行
われる。駆動用MOSFETのドレイン領域、電極の夫
々の接続は駆動用MOSFETのドレイン領域の主面上
を被覆する層間絶縁膜に形成された開口(接続孔)を通
して行われる。(4) The drain region of the load MOSFET is connected to the drain region (corresponding to an information storage node) of the driving MOSFET of the memory cell of the SRAM. The drain region of this driving MOSFET and the load M
The connection with the drain region of the OSFET is performed via an electrode (polycrystalline silicon film in the same layer) extracted from the gate electrode of another load MOSFET in the memory cell. The drain region of the driving MOSFET and the electrode are connected to each other through an opening (connection hole) formed in the interlayer insulating film covering the main surface of the drain region of the driving MOSFET.
【0020】この駆動用MOSFETのドレイン領域へ
の電極の接続構造は以下の製造プロセスにより形成され
る。まず、p型半導体基板のn型ウエル分離領域内に形
成されたp型ウエル領域の(100)結晶面に設定され
た主面に駆動用MOSFETを形成する。次に、この駆
動用MOSFETのドレイン領域の主面上に層間絶縁膜
を形成する。層間絶縁膜はCVD法で堆積した酸化珪素
膜で形成される。次に、前記層間絶縁膜の駆動用MOS
FETのドレイン領域の主面上に開口を形成する。次
に、層間絶縁膜の表面上の全面に一部において開口を通
してドレイン領域の主面に接触する多結晶珪素層を形成
する。多結晶珪素膜はCVD法で堆積され、この多結晶
珪素膜にはその堆積中又はその堆積後に抵抗値を低減す
るn型不純物が導入される。次に、前記多結晶珪素膜に
パターンニングを施し、このパターンニングされた電極
に結晶化を目的として熱処理を施すことにより、負荷用
MOSFETのゲート電極及び前述の電極を形成する。The connection structure of the electrode to the drain region of this driving MOSFET is formed by the following manufacturing process. First, a driving MOSFET is formed on the main surface set in the (100) crystal plane of the p-type well region formed in the n-type well isolation region of the p-type semiconductor substrate. Next, an interlayer insulating film is formed on the main surface of the drain region of this driving MOSFET. The interlayer insulating film is formed of a silicon oxide film deposited by the CVD method. Next, the MOS for driving the interlayer insulating film
An opening is formed on the main surface of the drain region of the FET. Then, a polycrystalline silicon layer is formed on the entire surface of the interlayer insulating film, the polycrystalline silicon layer being in contact with the main surface of the drain region through an opening at a part thereof. The polycrystalline silicon film is deposited by the CVD method, and an n-type impurity that reduces the resistance value is introduced into the polycrystalline silicon film during or after the deposition. Next, the polycrystalline silicon film is subjected to patterning, and the patterned electrode is subjected to heat treatment for the purpose of crystallization to form the gate electrode of the load MOSFET and the above-mentioned electrode.
【0021】しかしながら、前記駆動用MOSFETの
ドレイン領域の主面に接続される電極は多結晶珪素膜の
パターンニング後に結晶化を目的とした熱処理が施され
るので、熱処理後の冷却によって電極に体積収縮が発生
する。この電極の体積収縮に基づく応力は、電極の多結
晶珪素膜と層間絶縁膜の酸化珪素膜との間に熱膨張係数
差が存在するので、層間絶縁膜の開口端であって駆動用
MOSFETのドレイン領域の主面に集中する。このた
め、このドレイン領域の主面からドレイン領域とp型ウ
エル領域とのpn接合部を横切って結晶欠陥が発生する
ので、メモリセルの情報蓄積ノードのリーク電流量が増
大し、SRAMのスタンバイ電流量が増大する。また、
SRAMのメモリセルの情報保持特性が劣化する。前述
の結晶欠陥は、p型ウエル領域の主面が(100)結晶
面に設定されるので、(111)結晶面に沿って発生す
ることが、本発明者によって確認されている。However, since the electrode connected to the main surface of the drain region of the driving MOSFET is subjected to heat treatment for the purpose of crystallization after patterning of the polycrystalline silicon film, the electrode is voluminous by cooling after the heat treatment. Shrinkage occurs. The stress due to the volume contraction of the electrode has a difference in thermal expansion coefficient between the polycrystalline silicon film of the electrode and the silicon oxide film of the interlayer insulating film. Concentrate on the main surface of the drain region. Therefore, a crystal defect occurs from the main surface of the drain region across the pn junction between the drain region and the p-type well region, so that the amount of leak current at the information storage node of the memory cell increases and the standby current of the SRAM is increased. The amount increases. Also,
The information retention characteristic of the SRAM memory cell deteriorates. It has been confirmed by the present inventor that the above-mentioned crystal defects occur along the (111) crystal plane because the main surface of the p-type well region is set to the (100) crystal plane.
【0022】(5)前記SRAMのメモリセルの転送用
MOSFET、周辺回路のnチャネル型MOSFETの
夫々はLDD構造が採用される。LDD構造が採用され
るMOSFETは以下の製造プロセスにより形成され
る。(5) The transfer MOSFET of the SRAM memory cell and the n-channel MOSFET of the peripheral circuit each have an LDD structure. The MOSFET adopting the LDD structure is formed by the following manufacturing process.
【0023】まず、p型ウエル領域の主面上にゲート絶
縁膜を介在してゲート電極を形成する。次に、前記ゲー
ト電極若しくはこのゲート電極をパターンニングするマ
スクを使用し、p型ウエル領域の主面に低い不純物濃度
でn型不純物を導入する。次に、前記ゲート電極のゲー
ト長方向の側壁にサイドウォールスペーサを形成する。
サイドウォールスペーサは、CVD法で全面に酸化珪素
膜を堆積し、この堆積した膜厚に相当する分、酸化珪素
膜の全面に異方性エッチングを施すことにより、ゲート
電極の側壁だけに形成できる。次に、前記サイドウォー
ルスペーサ及びゲート電極をマスクとして使用し、p型
ウエル領域の主面に高い不純物濃度でn型不純物を導入
する。n型不純物の導入はいずれの場合も不純物濃度の
制御性が高いイオン打込みで行われる。次に、前述の導
入されたn型不純物に引き伸し拡散を施し、LDD構造
を採用するMOSFETの低い不純物濃度のn型半導体
領域及び高い不純物濃度のn型半導体領域を形成する。First, a gate electrode is formed on the main surface of the p-type well region with a gate insulating film interposed. Next, using the gate electrode or a mask for patterning the gate electrode, an n-type impurity is introduced into the main surface of the p-type well region at a low impurity concentration. Next, a sidewall spacer is formed on the sidewall of the gate electrode in the gate length direction.
The sidewall spacer can be formed only on the sidewall of the gate electrode by depositing a silicon oxide film on the entire surface by the CVD method and performing anisotropic etching on the entire surface of the silicon oxide film by an amount corresponding to the deposited film thickness. .. Next, using the sidewall spacer and the gate electrode as a mask, an n-type impurity is introduced into the main surface of the p-type well region at a high impurity concentration. In any case, the introduction of the n-type impurity is performed by ion implantation with high controllability of the impurity concentration. Next, the introduced n-type impurity is stretched and diffused to form an n-type semiconductor region having a low impurity concentration and an n-type semiconductor region having a high impurity concentration in the MOSFET adopting the LDD structure.
【0024】しかしながら、前記LDD構造を採用する
MOSFETはSRAMの製造プロセス中の温度サイク
ルによってゲート電極に体積収縮が発生する。このゲー
ト電極の体積収縮は、ゲート電極の側壁のサイドウォー
ルスペーサの開放端(ゲート電極の側壁に接触する側と
反対側)において、ソース領域、ドレイン領域の夫々の
主面に応力集中を発生する。また、このソース領域、ド
レイン領域の夫々の主面の応力集中が発生する部分は、
特に高い不純物濃度のn型不純物がイオン打込みで導入
されるので、n型不純物の導入に基づくダメージが発生
する。このため、このソース領域、ドレイン領域の夫々
の主面からp型ウエル領域との間のpn接合部を横切っ
て結晶欠陥が発生する。メモリセルの転送用MOSFE
Tにおいて、ソース領域又はドレイン領域がメモリセル
の情報蓄積ノードとして使用される場合は、情報蓄積ノ
ードのリーク電流量が増大し、SRAMのスタンバイ電
流量が増大する。また、SRAMのメモリセルの情報保
持特性が劣化する。前述の問題点(4)と同様に、結晶
欠陥は(111)結晶面に沿って発生することが、本発
明者によって確認されている。However, in the MOSFET adopting the LDD structure, volume contraction occurs in the gate electrode due to the temperature cycle during the SRAM manufacturing process. The volume contraction of the gate electrode causes stress concentration on the main surfaces of the source region and the drain region at the open end of the side wall of the gate electrode (the side opposite to the side contacting the side wall of the gate electrode). .. In addition, the stress concentration portion of each main surface of the source region and the drain region is
Since the n-type impurity having a particularly high impurity concentration is introduced by ion implantation, damage due to the introduction of the n-type impurity occurs. Therefore, a crystal defect is generated across the pn junction between the main surface of each of the source region and the drain region and the p-type well region. Memory cell transfer memory
At T, when the source region or the drain region is used as the information storage node of the memory cell, the amount of leak current of the information storage node increases and the amount of standby current of the SRAM increases. In addition, the information retention characteristic of the memory cell of the SRAM deteriorates. It has been confirmed by the present inventor that crystal defects are generated along the (111) crystal plane, similarly to the problem (4).
【0025】本発明の目的は、以下のとおりである。The objects of the present invention are as follows.
【0026】(1)2重ウエル構造(又は3重ウエル構
造)を採用する半導体集積回路装置において、ウエル分
離領域内のウエル領域の主面に配置された回路の動作上
の信頼性の向上を図り、かつウエル分離領域外のウエル
領域の主面に配置された回路の動作速度の高速化を図
る。(1) In a semiconductor integrated circuit device adopting a double well structure (or a triple well structure), it is possible to improve the operational reliability of the circuit arranged on the main surface of the well region in the well isolation region. In addition, the operating speed of the circuit arranged on the main surface of the well region outside the well isolation region is increased.
【0027】(2)ウエル分離領域内のウエル領域にメ
モリセルが配置されるSRAMを有する半導体集積回路
装置において、前記SRAMの情報保持特性の向上を図
る。(2) In a semiconductor integrated circuit device having an SRAM in which memory cells are arranged in the well region in the well isolation region, the information holding characteristic of the SRAM is improved.
【0028】(3)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、集積度の向上を図る。(3) To improve the degree of integration in a semiconductor integrated circuit device which employs a double well structure.
【0029】(4)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、ウエル分離領域内のウエル領域と
基板との間の耐圧の向上を図る。(4) In a semiconductor integrated circuit device adopting a double well structure, the breakdown voltage between the well region in the well isolation region and the substrate is improved.
【0030】(5)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、製造プロセスの工程数を削減す
る。(5) In the semiconductor integrated circuit device adopting the double well structure, the number of steps in the manufacturing process is reduced.
【0031】(6)SOI構造を採用するMISFET
(Metal Insulator SemiconductorField Effect
Transistor)を有する半導体集積回路装置において、
前記MISFETのゲート絶縁膜の絶縁耐圧の向上を図
る。(6) MISFET adopting SOI structure
(MetalInsulatorSemiconductorFieldEffect
Transistor) in a semiconductor integrated circuit device,
To improve the withstand voltage of the gate insulating film of the MISFET
It
【0032】(7)前記目的(6)を達成するととも
に、前記MISFETのゲート絶縁膜の膜厚の制御性の
向上を図る。(7) The above object (6) is achieved and the controllability of the film thickness of the gate insulating film of the MISFET is improved.
【0033】(8)前記目的(6)を達成するととも
に、前記半導体集積回路装置の製造プロセスの工程数を
削減する。(8) The object (6) is achieved and the number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device is reduced.
【0034】(9)前記目的(6)を達成するととも
に、前記半導体集積回路装置の表面の平担化を図る。(9) The object (6) is achieved, and the surface of the semiconductor integrated circuit device is flattened.
【0035】(10)SOI構造を採用するMISFE
Tでメモリセルを構成するSRAMを有する半導体集積
回路装置において、スタンバイ電流不良を防止する。(10) MISFE adopting SOI structure
In a semiconductor integrated circuit device having an SRAM having a memory cell of T, a standby current defect is prevented.
【0036】(11)MISFETのソース領域又はド
レイン領域に電極が接続される半導体集積回路装置にお
いて、前記接続領域の結晶欠陥の発生を防止する。(11) In a semiconductor integrated circuit device in which electrodes are connected to the source region or the drain region of the MISFET, the occurrence of crystal defects in the connection region is prevented.
【0037】(12)MISFETのソース領域又はド
レイン領域に電極が接続される半導体集積回路装置にお
いて、製造プロセスの工程数を削減する。(12) In the semiconductor integrated circuit device in which the electrodes are connected to the source region or the drain region of the MISFET, the number of manufacturing process steps is reduced.
【0038】(13)メモリセルの駆動用MISFET
のドレイン領域に負荷素子が接続されるSRAMを有す
る半導体集積回路装置において、低消費電力化を図る。(13) MISFET for driving memory cell
In the semiconductor integrated circuit device having the SRAM in which the load element is connected to the drain region of, the power consumption is reduced.
【0039】(14)メモリセルの駆動用MISFET
のドレイン領域に負荷素子が接続されるSRAMを有す
る半導体集積回路装置において、前記メモリセルの情報
保持特性の向上を図る。(14) MISFET for driving memory cell
In a semiconductor integrated circuit device having an SRAM in which a load element is connected to the drain region of the memory cell, the information retention characteristic of the memory cell is improved.
【0040】(15)MISFETのゲート電極の側壁
にサイドウォールスペーサが形成され、このサイドウォ
ールスペーサをマスクとしてソース領域、ドレイン領域
の夫々を形成する半導体集積回路装置において、前記M
ISFETのソース領域、ドレイン領域の夫々に発生す
る結晶欠陥の発生を防止する。(15) In the semiconductor integrated circuit device, wherein a sidewall spacer is formed on the sidewall of the gate electrode of the MISFET, and the sidewall spacer is used as a mask to form the source region and the drain region, respectively.
The generation of crystal defects occurring in the source region and the drain region of the ISFET is prevented.
【0041】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。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.
【0042】[0042]
【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簡単に説明すれば下
記のとおりである。Among the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
【0043】(1)第1導電型の半導体基板の主面の第
1領域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記
半導体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されか
つ前記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体
領域が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面
に第1導電型の第3半導体領域が構成され、前記第2半
導体領域、第3半導体領域の夫々の主面に夫々第1導電
型チャネルMISFETが構成される半導体集積回路装
置において、前記第3半導体領域の表面の不純物濃度
が、前記第2半導体領域の表面の不純物濃度と同等又は
それに比べて高く設定される。(1) A first semiconductor region of a second conductivity type is formed in a first region of a main surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a second semiconductor region of the first conductivity type is formed in a second region of the main surface of the semiconductor substrate. A second semiconductor region that is formed and has a higher impurity concentration than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region, and the second semiconductor region is formed. , A semiconductor integrated circuit device in which a first conductivity type channel MISFET is formed on each main surface of the third semiconductor region, the impurity concentration of the surface of the third semiconductor region is the impurity concentration of the surface of the second semiconductor region. Is set equal to or higher than.
【0044】(2)前記手段(1)に記載される半導体
集積回路装置はSRAMが搭載され、前記第1半導体領
域の主面の第3半導体領域の主面に構成される第1導電
型チャネルMISFETはSRAMのメモリセルのフリ
ップフロップ回路を構成し、前記第2半導体領域の主面
に構成される第1導電型チャネルMISFETは前記S
RAMのメモリセルを直接若しくは間接に駆動する周辺
回路を構成する。(2) The semiconductor integrated circuit device according to the above-mentioned means (1) is equipped with an SRAM, and the first conductivity type channel is formed on the main surface of the third semiconductor region of the main surface of the first semiconductor region. The MISFET constitutes a flip-flop circuit of an SRAM memory cell, and the first conductivity type channel MISFET formed on the main surface of the second semiconductor region is the S-type.
A peripheral circuit that directly or indirectly drives the memory cell of the RAM is configured.
【0045】(3)前記手段(1)又は手段(2)に記
載される第3半導体領域は前記第1半導体領域に対して
自己整合で構成される。(3) The third semiconductor region described in the means (1) or (2) is formed in self-alignment with the first semiconductor region.
【0046】(4)第1導電型の半導体基板の主面の第
1領域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記
半導体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されか
つ前記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体
領域が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面
に第1導電型の第3半導体領域が構成される半導体集積
回路装置において、前記第1半導体領域の主面の前記第
3半導体領域の外周囲に沿った領域に、第2導電型で形
成されかつ第1半導体領域の不純物濃度に比べて不純物
濃度が高い第4半導体領域を構成する。(4) A second conductive type first semiconductor region is formed in the first region of the main surface of the first conductive type semiconductor substrate, and a first conductive type is formed in the second region of the main surface of the semiconductor substrate. A semiconductor integrated circuit device in which a second semiconductor region formed and having a higher impurity concentration than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region. A fourth semiconductor region formed of the second conductivity type and having a higher impurity concentration than that of the first semiconductor region in a region of the main surface of the first semiconductor region along the outer periphery of the third semiconductor region. Make up.
【0047】(5)第1導電型の半導体基板の主面の第
1領域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記
半導体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されか
つ前記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体
領域が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面
に第1導電型の第3半導体領域が構成される半導体集積
回路装置の形成方法において、前記半導体基板の主面
上に前記第1領域が開口された第1マスクを形成する工
程、前記第1マスクを使用し、前記半導体基板の主面
に第2導電型の第1不純物を導入し、この第1不純物を
拡散し、前記第2導電型の第1半導体領域を形成する工
程、前記第1マスクを使用し、前記第1半導体領域の
主面に第1導電型の第2不純物を導入する工程、前記
第1マスクを除去し、前記半導体基板の主面上に前記第
2領域が開口された第2マスク、又は前記第2領域及び
第1領域が開口された第2マスクを形成する工程、前
記第2マスクを使用し、前記半導体基板の主面に第1導
電型の第3不純物を導入し、この第3不純物、前記第2
不純物の夫々を拡散し、第2半導体領域、第3半導体領
域の夫々を形成する工程の夫々を具備する。(5) A first semiconductor region of the second conductivity type is formed in the first region of the main surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type, and a first conductivity type is formed in the second region of the main surface of the semiconductor substrate. In a semiconductor integrated circuit device, a second semiconductor region formed and having a higher impurity concentration than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region. In the forming method, a step of forming a first mask having an opening in the first region on the main surface of the semiconductor substrate, the first mask is used, and a second conductive type first mask is formed on the main surface of the semiconductor substrate. A step of introducing an impurity and diffusing the first impurity to form a first semiconductor region of the second conductivity type; and using the first mask, a main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type is formed. Introducing a second impurity, removing the first mask, Forming a second mask in which the second region is opened or a second mask in which the second region and the first region are opened on the main surface of the conductor substrate; and using the second mask, the semiconductor A third impurity of the first conductivity type is introduced into the main surface of the substrate, and the third impurity, the second impurity
Each step of diffusing each of the impurities to form each of the second semiconductor region and the third semiconductor region is provided.
【0048】(6)第1導電型の半導体基板の主面の第
1領域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記
半導体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されか
つ前記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体
領域が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面
に第1導電型の第3半導体領域が構成される半導体集積
回路装置の形成方法において、前記半導体基板の主面
上に前記第1領域が開口された第1マスクを形成する工
程、前記第1マスクを使用し、前記半導体基板の主面
に第2導電型の第1不純物を導入するとともに、第1導
電型で形成されかつ前記第1不純物に対して拡散速度が
遅い第2不純物を導入する工程、前記第1マスクを除
去し、前記半導体基板の主面上に前記第2領域が開口さ
れた第2マスク、又は前記第2領域及び第1領域が開口
された第2マスクを形成する工程、前記第2マスクを
使用し、前記半導体基板の主面に第1導電型の第3不純
物を導入し、この第3不純物、前記第1不純物、第2不
純物の夫々を拡散し、第2半導体領域、第1半導体領
域、第3半導体領域の夫々を形成する工程の夫々を具備
する。(6) A second conductive type first semiconductor region is formed in the first region of the main surface of the first conductive type semiconductor substrate, and the first conductive type is formed in the second region of the main surface of the semiconductor substrate. In a semiconductor integrated circuit device, a second semiconductor region formed and having a higher impurity concentration than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region. In the forming method, a step of forming a first mask having an opening in the first region on the main surface of the semiconductor substrate, the first mask is used, and a second conductive type first mask is formed on the main surface of the semiconductor substrate. Introducing an impurity and introducing a second impurity that is of the first conductivity type and has a slow diffusion rate with respect to the first impurity; removing the first mask; and removing the first mask on the main surface of the semiconductor substrate. A second mask in which the second region is opened, or before Forming a second mask having openings in the second region and the first region; using the second mask, introducing a third impurity of the first conductivity type into the main surface of the semiconductor substrate; And diffusing each of the first impurity and the second impurity to form each of the second semiconductor region, the first semiconductor region, and the third semiconductor region.
【0049】(7)チャネル形成領域又はゲート電極の
表面上に、ゲート絶縁膜を介在し、前記チャネル形成領
域又はゲート電極を横切るゲート電極又はチャネル形成
領域が構成されるMISFETを有する半導体集積回路
装置の形成方法において、基板上の全面に半導体層又
はゲート電極層を堆積し、この半導体層又はゲート電極
層にパターンニングを施し、チャネル形成領域又はゲー
ト電極を形成する工程、前記チャネル形成領域又はゲ
ート電極の膜厚の一部をその表面から酸化し若しくは窒
化し、自然酸化珪素膜の膜厚に比べて厚い膜厚の酸化膜
若しくは窒化膜を形成するとともに、前記チャネル形成
領域又はゲート電極の表面の角部の形状を緩和する工
程、前記チャネル形成領域又はゲート電極の表面上に
ゲート絶縁膜を形成する工程、前記チャネル形成領域
又はゲート電極の表面の上側及び側面に、前記ゲート絶
縁膜を介在し、前記チャネル形成領域又はゲート電極を
横切るゲート電極又はチャネル形成領域を形成する工程
の夫々を具備する。(7) A semiconductor integrated circuit device having a MISFET in which a gate insulating film is provided on the surface of a channel forming region or a gate electrode and a gate electrode or a channel forming region which crosses the channel forming region or the gate electrode is formed. Forming a channel forming region or a gate electrode by depositing a semiconductor layer or a gate electrode layer on the entire surface of the substrate, patterning the semiconductor layer or the gate electrode layer, and forming the channel forming region or the gate electrode. A part of the film thickness of the electrode is oxidized or nitrided from the surface to form an oxide film or a nitride film having a film thickness larger than that of the native silicon oxide film, and the channel formation region or the surface of the gate electrode. And a step of forming a gate insulating film on the surface of the channel formation region or the gate electrode. , The upper and side surfaces of the channel forming region or the gate electrode, and interposing the gate insulating film comprises a respective step of forming the channel formation region or the gate electrode or the channel forming region across the gate electrode.
【0050】(8)前記手段(7)に記載される工程
のゲート絶縁膜を形成する工程は、工程のチャネル形
成領域又はゲート電極の表面の酸化膜若しくは窒化膜を
除去した後に、チャネル形成領域又はゲート電極の表面
に新たにゲート絶縁膜を形成する工程である。(8) In the step of forming the gate insulating film in the step described in the means (7), the channel forming region in the step or the oxide film or the nitride film on the surface of the gate electrode is removed, and then the channel forming region is formed. Alternatively, this is a step of newly forming a gate insulating film on the surface of the gate electrode.
【0051】(9)前記手段(7)に記載される工程
のゲート絶縁膜を形成する工程は、工程のチャネル形
成領域又はゲート電極の表面の酸化膜若しくは窒化膜で
ゲート絶縁膜を形成する工程、又はその酸化膜若しくは
窒化膜の表面上に新たに絶縁膜を堆積した複合膜でゲー
ト絶縁膜を形成する工程である。(9) In the step of forming the gate insulating film in the step described in the above means (7), the step of forming the gate insulating film by the oxide film or the nitride film on the surface of the channel forming region or the gate electrode in the step Or a step of forming a gate insulating film with a composite film in which an insulating film is newly deposited on the surface of the oxide film or the nitride film.
【0052】(10)チャネル形成領域又はゲート電極
の表面上に、ゲート絶縁膜を介在し、前記チャネル形成
領域又はゲート電極を横切るゲート電極又はチャネル形
成領域が構成されるMISFETを有する半導体集積回
路装置の形成方法において、基板上の全面に半導体層
又はゲート電極層を堆積し、この半導体層又はゲート電
極層にパターンニングを施し、チャネル形成領域又はゲ
ート電極を形成する工程、前記チャネル形成領域又は
ゲート電極の側面にサイドウォールスペーサを形成する
工程、前記チャネル形成領域又はゲート電極の膜厚の
一部をその表面から酸化し若しくは窒化し、自然酸化珪
素膜の膜厚に比べて厚い膜厚の酸化膜若しくは窒化膜を
形成するとともに、前記チャネル形成領域又はゲート電
極の表面の角部の形状を緩和する工程、前記チャネル
形成領域又はゲート電極の表面上にゲート絶縁膜を形成
する工程、前記チャネル形成領域又はゲート電極の表
面の上側及び側面に、前記ゲート絶縁膜を介在し、前記
チャネル形成領域又はゲート電極を横切るゲート電極又
はチャネル形成領域を形成する工程の夫々を具備する。(10) A semiconductor integrated circuit device having a MISFET in which a gate insulating film is provided on the surface of a channel forming region or a gate electrode and a gate electrode or a channel forming region which crosses the channel forming region or the gate electrode is formed. Forming a channel forming region or a gate electrode by depositing a semiconductor layer or a gate electrode layer on the entire surface of the substrate, patterning the semiconductor layer or the gate electrode layer, and forming the channel forming region or the gate electrode. A step of forming a side wall spacer on the side surface of the electrode, a part of the film thickness of the channel formation region or the gate electrode is oxidized or nitrided from the surface, and an oxide film having a film thickness larger than that of the native silicon oxide film is formed. A film or a nitride film is formed, and the shape of the corner of the channel formation region or the surface of the gate electrode is changed. The step of forming a gate insulating film on the surface of the channel forming region or the gate electrode, the channel forming region with the gate insulating film interposed on the upper and side surfaces of the surface of the channel forming region or the gate electrode. Alternatively, each step of forming a gate electrode or a channel formation region across the gate electrode is provided.
【0053】(11)前記手段(7)乃至手段(10)
のいずれかに記載される半導体集積回路装置はSRAM
が搭載され、前記MISFETはSRAMのメモリセル
のフリップフロップ回路の負荷用MISFETを構成す
る。(11) Means (7) to (10)
The semiconductor integrated circuit device described in any one of
Is mounted, and the MISFET constitutes a load MISFET of the flip-flop circuit of the SRAM memory cell.
【0054】(12)第1導電型の第1半導体領域の主
面に形成された第2導電型の第2半導体領域の主面に、
この第2半導体領域の主面上の絶縁膜に形成された開口
を通して珪素膜が接続される半導体集積回路装置の製造
方法において、前記第1導電型の第1半導体領域の主
面に第2導電型の第2半導体領域を形成する工程、前
記第2半導体領域の主面上に絶縁膜を形成する工程、
前記絶縁膜の第2半導体領域上に開口を形成するととも
に、前記開口内に相当する領域であって第1半導体領域
の主面に前記第2半導体領域と同一導電型でかつ第2半
導体領域に比べて深い接合深さを有する第3半導体領域
を形成する工程、前記絶縁膜上の全面にこの絶縁膜に
形成された開口を通して第2半導体領域、第3半導体領
域の夫々の主面に接触する珪素膜をCVD法で堆積し、
この珪素膜にパターンニングを施し、電極又は配線を形
成する工程の夫々を具備する。(12) On the main surface of the second semiconductor region of the second conductivity type formed on the main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type,
In a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which a silicon film is connected through an opening formed in an insulating film on the main surface of the second semiconductor region, a second conductive film is formed on the main surface of the first conductive type first semiconductor region. Forming a second semiconductor region of the mold, forming an insulating film on the main surface of the second semiconductor region,
An opening is formed on the second semiconductor region of the insulating film, and a region corresponding to the inside of the opening has the same conductivity type as the second semiconductor region on the main surface of the first semiconductor region and the second semiconductor region. A step of forming a third semiconductor region having a deeper junction depth, and contacting the respective main surfaces of the second semiconductor region and the third semiconductor region through an opening formed in the insulating film on the entire surface of the insulating film. Deposit a silicon film by the CVD method,
Each step of patterning this silicon film to form an electrode or wiring is provided.
【0055】(13)第1導電型の第1半導体領域の主
面に形成された第2導電型の第2半導体領域の主面に、
この第2半導体領域の主面上の絶縁膜に形成された開口
を通して珪素膜が接続される半導体集積回路装置の製造
方法において、前記第1導電型の第1半導体領域の主
面に第2導電型の第2半導体領域を形成する工程、前
記第2半導体領域の主面上に絶縁膜を形成する工程、
前記絶縁膜の第2半導体領域上に開口を形成する工程、
前記絶縁膜上の全面にこの絶縁膜に形成された開口を
通して第2半導体領域の主面に接触する珪素膜を堆積す
る工程、前記珪素膜の結晶化を行う高温度アニールを
行う工程、前記珪素膜にパターンニングを施し、電極
又は配線を形成する工程の夫々を具備する。(13) On the main surface of the second semiconductor region of the second conductivity type formed on the main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type,
In a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which a silicon film is connected through an opening formed in an insulating film on the main surface of the second semiconductor region, a second conductive film is formed on the main surface of the first conductive type first semiconductor region. Forming a second semiconductor region of the mold, forming an insulating film on the main surface of the second semiconductor region,
Forming an opening on the second semiconductor region of the insulating film,
Depositing a silicon film in contact with the main surface of the second semiconductor region through an opening formed in the insulating film on the entire surface of the insulating film; performing high temperature annealing for crystallizing the silicon film; Each step of patterning the film to form an electrode or wiring is provided.
【0056】(14)前記手段(12)又は手段(1
3)に記載される半導体集積回路装置はSRAMが搭載
され、前記第2半導体領域は前記SRAMのメモリセル
のフリップフロップ回路の駆動用MISFETのドレイ
ン領域であり、前記電極は電源電圧に接続される。(14) Means (12) or means (1)
The semiconductor integrated circuit device described in 3) has an SRAM mounted therein, the second semiconductor region is a drain region of a driving MISFET of a flip-flop circuit of a memory cell of the SRAM, and the electrode is connected to a power supply voltage. ..
【0057】(15)MISFETを有する半導体集積
回路装置の製造方法において、第1導電型の半導体領
域の主面上にゲート絶縁膜を介在してゲート電極を形成
する工程、前記ゲート電極のゲート長方向の側壁に絶
縁性を有するサイドウォールスペーサを形成する工程、
少なくとも前記サイドウォールスペーサの表面上を被
覆するマスクを形成する工程、前記第1導電型の半導
体領域の主面の前記ゲート電極、サイドウォールスペー
サ及びマスク以外の領域に第2導電型の不純物をイオン
打込みで導入するとともに、この第2導電型の不純物で
第2導電型のソース領域、ドレイン領域の夫々を形成
し、MISFETを形成する工程の夫々を具備する。(15) In a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a MISFET, a step of forming a gate electrode on the main surface of a semiconductor region of the first conductivity type with a gate insulating film interposed, and a gate length of the gate electrode. Forming a sidewall spacer having an insulating property on the side wall in the direction,
Forming a mask covering at least the surface of the sidewall spacer, and ion-implanting a second conductivity type impurity in a region other than the gate electrode, the sidewall spacer and the mask on the main surface of the first conductivity type semiconductor region. Each of the steps includes the step of introducing by implantation, forming the second conductivity type source region and the drain region with the second conductivity type impurity, and forming the MISFET.
【0058】[0058]
【作用】上述した手段(1)によれば、以下の作用効果
が得られる。 (1)前記第1半導体領域の主面に構成される第3半導
体領域の表面の不純物濃度が高く設定され(第1半導体
領域の不純物濃度で表面の不純物濃度が低下する分、第
3半導体領域の表面の不純物濃度を高める方向に補正さ
れ)、この第3半導体領域の主面の第1導電型チャネル
MISFETのしきい値電圧を高められるので、前記第
1導電型チャネルMISFETのカットオフ電流を低減
でき、半導体集積回路装置のリーク電流の低減が図れ
る。 (2)前記第2半導体領域の表面の不純物濃度が前記第
1半導体領域の主面に構成される第3半導体領域の表面
の不純物濃度に対して独立に低く設定され、この第2半
導体領域の主面の第1導電型チャネルMISFETのし
きい値電圧を低くできるので、前記第1導電型チャネル
MISFETのスイッチング動作速度を速め、半導体集
積回路装置の回路動作上の高速化が図れる。According to the above-mentioned means (1), the following operational effects can be obtained. (1) The impurity concentration of the surface of the third semiconductor region formed on the main surface of the first semiconductor region is set high (the impurity concentration of the surface is reduced by the impurity concentration of the first semiconductor region, the third semiconductor region is reduced). Of the first conductivity type channel MISFET on the main surface of the third semiconductor region is increased, so that the cutoff current of the first conductivity type channel MISFET is increased. It is possible to reduce the leak current of the semiconductor integrated circuit device. (2) The impurity concentration of the surface of the second semiconductor region is independently set lower than the impurity concentration of the surface of the third semiconductor region formed on the main surface of the first semiconductor region. Since the threshold voltage of the first conductivity type channel MISFET on the main surface can be lowered, the switching operation speed of the first conductivity type channel MISFET can be increased and the circuit operation speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.
【0059】上述した手段(2)によれば、前記手段
(1)の作用効果の他に、以下の作用効果が得られる。 (1)前記メモリセルのフリップフロップ回路(情報蓄
積部)の情報蓄積ノードに蓄積された情報のリークが低
減され反転が防止できるので、SRAMの情報保持特性
の向上が図れる。 (2)前記周辺回路の回路動作速度を速くでき、メモリ
セルの情報書込み動作速度、情報読出し動作速度のいず
れも速くでき(アクセスタイムの高速化が図れ)るの
で、SRAMの回路動作上の高速化が図れる。According to the above-mentioned means (2), the following function and effect can be obtained in addition to the function and effect of the means (1). (1) Since the leak of the information stored in the information storage node of the flip-flop circuit (information storage section) of the memory cell is reduced and the inversion can be prevented, the information holding characteristic of the SRAM can be improved. (2) Since the circuit operation speed of the peripheral circuit can be increased, and both the information write operation speed and the information read operation speed of the memory cell can be increased (the access time can be increased), the SRAM circuit operation speed can be increased. Can be realized.
【0060】上述した手段(3)によれば、前記手段
(1)又は手段(2)の作用効果の他に、前記第1半導
体領域の配置位置に対する前記第3半導体領域の配置位
置が、製造プロセス上のマスク合せ余裕寸法に相当する
分、縮小できるので、半導体基板の主面上での無駄な領
域を排除し、半導体集積回路装置の集積度の向上が図れ
る。According to the above-mentioned means (3), in addition to the function and effect of the means (1) or (2), the arrangement position of the third semiconductor region with respect to the arrangement position of the first semiconductor region is manufactured. Since the size can be reduced by the amount corresponding to the mask alignment margin in the process, useless areas on the main surface of the semiconductor substrate can be eliminated, and the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device can be improved.
【0061】上述した手段(4)によれば、前記第1半
導体領域の主面の前記第3半導体領域の外周囲の不純物
濃度(この部分は第1半導体領域の拡散で不純物濃度が
低下する)が第4半導体領域で高められ、第1半導体領
域と第3半導体領域とのpn接合部から第1半導体領域
中に伸びる空乏領域の伸びを低減できるので、前記第1
半導体領域の主面の第3半導体領域と半導体基板との間
の接合耐圧の向上が図れる。この接合耐圧が向上すれ
ば、前記第1半導体領域の主面の第3半導体領域と半導
体基板との間の離隔寸法、つまり第1半導体領域の主面
の第3半導体領域の外周囲の占有面積を縮小できるの
で、半導体基板の主面上での無駄な領域を排除し、半導
体集積回路装置の集積度の向上が図れる。According to the above-mentioned means (4), the impurity concentration around the outer periphery of the third semiconductor region on the main surface of the first semiconductor region (the impurity concentration in this portion is reduced by diffusion of the first semiconductor region). Is increased in the fourth semiconductor region and the extension of the depletion region extending from the pn junction between the first semiconductor region and the third semiconductor region into the first semiconductor region can be reduced.
The junction breakdown voltage between the third semiconductor region on the main surface of the semiconductor region and the semiconductor substrate can be improved. If the junction breakdown voltage is improved, the distance between the third semiconductor region on the main surface of the first semiconductor region and the semiconductor substrate, that is, the occupied area of the outer periphery of the third semiconductor region on the main surface of the first semiconductor region. Since it is possible to reduce the size, it is possible to eliminate a useless area on the main surface of the semiconductor substrate and improve the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device.
【0062】上述した手段(5)によれば、以下の作用
効果が得られる。 (1)前記半導体基板の主面の第1領域に第1半導体領
域を形成する第1マスクを使用し、前記第3半導体領域
を形成した(第1不純物を導入する第1マスクを使用し
て第2不純物を導入した)ので、前記第3半導体領域を
形成するマスクを形成する工程に相当する分、半導体集
積回路装置の製造プロセスの工程数を削減できる。 (2)前記半導体基板の主面の第2領域に導入された第
3不純物を拡散し、第2半導体領域を形成する工程を利
用し、第1領域に導入された第2不純物を拡散し、第3
半導体領域を形成したので、前記第2不純物を拡散し第
3半導体領域を形成する工程に相当する分、半導体集積
回路装置の製造プロセスの工程数を削減できる。 (3)前記半導体基板の主面の第1領域の第1半導体領
域の主面に形成される第3半導体領域、第2領域の第2
半導体領域の夫々が別々の工程で形成されるので、前記
第3半導体領域、第2半導体領域の夫々の不純物濃度を
夫々独立に制御できる。 (4)前記半導体基板の主面の第1領域に第1半導体領
域を形成する第1マスクを使用し、前記第3半導体領域
を形成した(同一の第1マスクを使用し、第1半導体領
域、第3半導体領域の夫々を形成した)ので、前記第1
半導体領域の配置位置に対して前記第3半導体領域の配
置位置が自己整合で形成され、前記第1半導体領域の配
置位置に対する前記第3半導体領域の配置位置が製造プ
ロセス上のマスク合せ余裕寸法に相当する分縮小でき
る。According to the above-mentioned means (5), the following operational effects can be obtained. (1) A first mask for forming a first semiconductor region is used in a first region of a main surface of the semiconductor substrate, and a third semiconductor region is formed (using a first mask for introducing a first impurity). Since the second impurity is introduced), the number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced by the amount corresponding to the step of forming the mask for forming the third semiconductor region. (2) Diffusing the third impurity introduced into the second region of the main surface of the semiconductor substrate to form the second semiconductor region, diffusing the second impurity introduced into the first region, Third
Since the semiconductor region is formed, the number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced by the amount corresponding to the step of diffusing the second impurity and forming the third semiconductor region. (3) A third semiconductor region formed on the main surface of the first semiconductor region of the first region of the main surface of the semiconductor substrate and a second semiconductor region of the second region
Since the semiconductor regions are formed in separate steps, the impurity concentrations of the third semiconductor region and the second semiconductor region can be independently controlled. (4) A first mask for forming a first semiconductor region is used in the first region of the main surface of the semiconductor substrate, and the third semiconductor region is formed (using the same first mask, the first semiconductor region , And each of the third semiconductor regions are formed)
The placement position of the third semiconductor region is formed in self alignment with respect to the placement position of the semiconductor region, and the placement position of the third semiconductor region with respect to the placement position of the first semiconductor region is a mask alignment margin dimension in a manufacturing process. It can be reduced by a corresponding amount.
【0063】上述した手段(6)によれば、前記手段
(5)の作用効果の他に、以下の作用効果が得られる。 (1)前記半導体基板の主面の第2領域に導入された第
3不純物を拡散し、第2半導体領域を形成する工程を利
用し、第1領域に導入された第1不純物を拡散し、第1
半導体領域を形成するとともに、第1領域に導入された
第2不純物を拡散し、第3半導体領域を形成したので、
前記第1不純物、第2不純物の夫々を拡散し第1半導体
領域、第3半導体領域の夫々を形成する工程に相当する
分、半導体集積回路装置の製造プロセスの工程数を削減
できる。 (2)前記第2不純物の拡散速度は第1不純物の拡散速
度に比べて遅いので、この拡散速度差を利用し、第1不
純物の拡散で形成される第1半導体領域の主面に第2不
純物の拡散で形成される第3半導体領域を形成できる。According to the above-mentioned means (6), the following function and effect can be obtained in addition to the function and effect of the means (5). (1) diffusing the third impurity introduced into the second region of the main surface of the semiconductor substrate and forming the second semiconductor region, diffusing the first impurity introduced into the first region, First
Since the semiconductor region is formed and the second impurity introduced into the first region is diffused to form the third semiconductor region,
The number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced by an amount corresponding to the step of diffusing each of the first impurity and the second impurity to form each of the first semiconductor region and the third semiconductor region. (2) Since the diffusion rate of the second impurity is slower than the diffusion rate of the first impurity, the difference in the diffusion rate is used to make the second surface on the main surface of the first semiconductor region formed by the diffusion of the first impurity. A third semiconductor region formed by diffusion of impurities can be formed.
【0064】上述した手段(7)によれば、以下の作用
効果が得られる。 (1)前記下層に相当する半導体層又はゲート電極層を
パターンニングした際に発生するMISFETのチャネ
ル形成領域又はゲート電極の表面の角部の形状が表面の
酸化又は窒化で緩和される。 (2)前記作用効果(1)の結果、前記MISFETの
下層のチャネル形成領域又はゲート電極の表面の角部で
の電界集中を低減できるので、MISFETのゲート絶
縁膜の前記角部の領域での絶縁耐圧の劣化を防止でき
る。 (3)また、前記作用効果(1)の結果、前記MISF
ETの下層のチャネル形成領域又はゲート電極の表面の
角部での膜質の劣化を防止できるので、MISFETの
ゲート絶縁膜の前記角部の領域での絶縁耐圧の劣化を防
止できる。According to the above-mentioned means (7), the following operational effects can be obtained. (1) The shape of the corner portion of the surface of the channel formation region or the gate electrode of the MISFET generated when the semiconductor layer or the gate electrode layer corresponding to the lower layer is patterned is relaxed by the oxidation or nitridation of the surface. (2) As a result of the action and effect (1), electric field concentration can be reduced in the channel formation region in the lower layer of the MISFET or in the corner portion of the surface of the gate electrode, so that in the corner region of the gate insulating film of the MISFET. It is possible to prevent the breakdown voltage from deteriorating. (3) Further, as a result of the action and effect (1), the MISF
Since it is possible to prevent the deterioration of the film quality in the channel formation region of the lower layer of ET or in the corner portion of the surface of the gate electrode, it is possible to prevent the deterioration of the withstand voltage in the corner portion region of the gate insulating film of the MISFET.
【0065】上述した手段(8)によれば、前記チャネ
ル形成領域又はゲート電極の表面に形成された酸化膜若
しくは窒化膜に対して独立の工程で新たにゲート絶縁膜
を形成するので、前記ゲート絶縁膜の膜厚の制御性を向
上できる。According to the above-mentioned means (8), since the gate insulating film is newly formed in an independent process for the oxide film or the nitride film formed on the surface of the channel forming region or the gate electrode, the gate insulating film is formed. The controllability of the thickness of the insulating film can be improved.
【0066】上述した手段(9)によれば、前記ゲート
絶縁膜を形成する工程に際して、前段の工程で形成さ
れたチャネル形成領域又はゲート電極の表面の酸化膜若
しくは窒化膜を除去しないので、この除去工程に相当す
る分、半導体集積回路装置の製造プロセスの工程数を削
減できる。According to the above-mentioned means (9), in the step of forming the gate insulating film, the oxide film or the nitride film on the surface of the channel forming region or the gate electrode formed in the previous step is not removed. The number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced by the amount corresponding to the removing step.
【0067】上述した手段(10)によれば、前記手段
(7)の作用効果の他に、前記下層に相当する半導体層
又はゲート電極層をパターンニングした際に発生するM
ISFETのチャネル形成領域又はゲート電極の側面の
段差形状がサイドウォールスペーサで緩和される。According to the above-mentioned means (10), in addition to the effect of the above-mentioned means (7), M generated when the semiconductor layer or the gate electrode layer corresponding to the lower layer is patterned.
The step shape on the side surface of the channel formation region or the gate electrode of the ISFET is relaxed by the sidewall spacer.
【0068】上述した手段(11)によれば、前記SR
AMのメモリセルのフリップフロップ回路の負荷用MI
SFETにおいて、ゲート電極とチャネル形成領域(又
はソース領域若しくはドレイン領域)との間の短絡を防
止できるので、スタンバイ電流不良を防止できる。According to the above-mentioned means (11), the SR
MI for load of flip-flop circuit of AM memory cell
In the SFET, it is possible to prevent a short circuit between the gate electrode and the channel formation region (or the source region or the drain region), so that it is possible to prevent a standby current defect.
【0069】上述した手段(12)によれば、以下の作
用効果が得られる。 (1)前記工程の珪素膜の堆積中の際の高温度アニー
ル又は珪素膜の堆積後に行われる高温度アニール(いず
れもアルミニウムの融点よりも高い温度のアニール)後
の冷却に基づく珪素膜の体積収縮で発生する、前記絶縁
膜の開口端から前記第1半導体領域と第2半導体領域と
の間のpn接合部を横切る結晶欠陥を、第3半導体領域
内に取り込むことができる。 (2)前記工程の絶縁膜に開口を形成するマスク、第
3半導体領域を形成する不純物の打込みマスクの夫々を
兼用できるので、前記不純物の打込みマスクに相当する
分、マスク形成工程を削減でき、半導体集積回路装置の
製造プロセスの工程数を削減できる。According to the above-mentioned means (12), the following operational effects can be obtained. (1) Volume of a silicon film based on cooling after high temperature annealing during the deposition of the silicon film in the above process or high temperature annealing performed after the deposition of the silicon film (both are annealing at a temperature higher than the melting point of aluminum) A crystal defect that occurs due to the contraction and that crosses the pn junction between the first semiconductor region and the second semiconductor region from the opening end of the insulating film can be captured in the third semiconductor region. (2) Since a mask for forming an opening in the insulating film and a mask for implanting impurities for forming the third semiconductor region in the above step can both be used, the mask forming step can be reduced by the amount corresponding to the mask for implanting impurities. The number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced.
【0070】上述した手段(13)によれば、以下の作
用効果が得られる。 (1)前記工程で絶縁膜上の全面に珪素膜を堆積した
後、工程の珪素膜にパターンニングを施す前に、この
珪素膜に結晶化を目的する高温度アニールを施し、この
珪素膜が冷却するときの体積収縮に基づく応力を珪素膜
の全体に分散し、前記第2半導体領域の主面であって絶
縁膜に形成された開口端に発生する前記応力の集中を低
減できるので、前記珪素膜の体積収縮で、前記絶縁膜の
開口端から前記第1半導体領域と第2半導体領域との間
のpn接合部を横切る結晶欠陥が発生することを防止で
きる。 (2)前記工程の珪素膜にパターンニングを施した後
に行われていた前記工程の珪素膜の結晶化を行う高温
度アニールを行う工程を、前記工程の珪素膜を堆積し
た後、前記工程の珪素膜にパターンニングを施す工程
前に入れ変えただけなので、半導体集積回路装置の製造
プロセスの工程数の増加を防止できる。According to the above-mentioned means (13), the following operational effects can be obtained. (1) After the silicon film is deposited on the entire surface of the insulating film in the above process, and before the silicon film of the process is subjected to patterning, this silicon film is annealed at a high temperature for the purpose of crystallization. Since stress due to volume contraction during cooling can be dispersed in the entire silicon film and concentration of the stress generated at the opening end formed in the insulating film on the main surface of the second semiconductor region can be reduced. The volume shrinkage of the silicon film can prevent a crystal defect from crossing the pn junction between the first semiconductor region and the second semiconductor region from the opening end of the insulating film. (2) The step of performing the high temperature annealing for crystallizing the silicon film in the step, which has been performed after the patterning of the silicon film in the step, is performed after the silicon film in the step is deposited. Since the silicon film is simply replaced before the patterning step, it is possible to prevent an increase in the number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.
【0071】上述した手段(14)によれば、以下の作
用効果が得られる。 (1)前記SRAMのメモリセルの情報蓄積ノードに供
給される電源のリーク電流が低減できるので、SRAM
のスタンバイ電流の消費電力化が図れる。 (2)前記SRAMのメモリセルの情報蓄積ノードに供
給される電源のリーク電流が低減できるので、メモリセ
ルの情報保持特性の向上が図れる。 (3)前記手段(12)に記載されるSRAMにおい
て、メモリセルの駆動用MISFETのドレイン領域に
第3半導体領域が付加され、この第3半導体領域に相当
する分、前記ドレイン領域の表面の電極に接続される領
域の不純物濃度を高められるので、電極(珪素膜)に導
入される抵抗値を低減する不純物の不純物濃度を下げる
ことができ(オーミック接続に必要な不純物濃度は第3
半導体領域で確保される)、電極からのドレイン領域へ
の不純物の滲みだしを低減できる。According to the above-mentioned means (14), the following operational effects can be obtained. (1) Since the leak current of the power supply supplied to the information storage node of the memory cell of the SRAM can be reduced, the SRAM
Power consumption of the standby current can be reduced. (2) Since the leak current of the power supply supplied to the information storage node of the memory cell of the SRAM can be reduced, the information retention characteristic of the memory cell can be improved. (3) In the SRAM described in the means (12), a third semiconductor region is added to the drain region of the driving MISFET of the memory cell, and an electrode on the surface of the drain region corresponding to the third semiconductor region. Since the impurity concentration of the region connected to the can be increased, the impurity concentration of the impurity that reduces the resistance value introduced into the electrode (silicon film) can be reduced (the impurity concentration required for ohmic connection is the third
It is ensured in the semiconductor region), and the seeping of impurities from the electrode to the drain region can be reduced.
【0072】上述した手段(15)によれば、前記ゲー
ト電極の体積変化(サイドウォールスペーサとの間の熱
膨張係数差が異なることに起因)でサイドウォールスペ
ーサの開放端に発生する最大応力が集中する領域に対し
て、ソース領域、ドレイン領域の夫々を形成する第2導
電型の不純物の打込みに基づくダメージが発生する領域
を前記マスクの膜厚に相当する分ずらすことができる
(最大応力集中領域、ダメージ発生領域の夫々を分散で
きる)ので、前記サイドウォールスペーサの開放端の領
域であって、前記第1半導体領域の主面、ソース領域若
しくはドレイン領域に発生する結晶欠陥、又は前記第1
半導体領域とソース領域若しくはドレイン領域との間の
pn接合部を横切り発生する結晶欠陥を防止できる。According to the above-mentioned means (15), the maximum stress generated at the open end of the side wall spacer due to the volume change of the gate electrode (due to the difference in the coefficient of thermal expansion with the side wall spacer) is reduced. Regions in which damages due to implantation of the second conductivity type impurities forming the source region and the drain region are generated with respect to the concentrated regions can be shifted by an amount corresponding to the film thickness of the mask (maximum stress concentration). Region and damage-causing region), crystal defects occurring in the main surface of the first semiconductor region, the source region or the drain region in the open end region of the sidewall spacer, or the first region.
It is possible to prevent crystal defects that occur across the pn junction between the semiconductor region and the source or drain region.
【0073】以下、本発明の構成について、本発明をS
RAMに適用した一実施例とともに説明する。The present invention will be described below in terms of the constitution of the present invention.
A description will be given with an embodiment applied to a RAM.
【0074】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。In all the drawings for explaining the embodiments, those having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.
【0075】[0075]
【実施例】(実 施 例 1)本発明の実施例1である高
速版SRAMの全体の概略構成を図1(チップレイアウ
ト図)で示す。(Embodiment 1) FIG. 1 (chip layout diagram) shows an overall schematic configuration of a high-speed SRAM which is Embodiment 1 of the present invention.
【0076】図1に示すSRAM(半導体ペレット)は
4〔Mbit〕 の大容量で構成される。このSRAMは、
図示しないが、DIP構造,SOP構造等、リードが封
止体の対向する2辺の夫々に夫々複数本配列されるデュ
アルインライン方式を採用する樹脂封止型半導体装置に
封止される。SRAMは平面形状が長方形状で構成され
る。本実施例のSRAMは、長方形状の長辺(図1中、
上辺、下辺の夫々)が17.41〔mm〕、短辺(図1
中、右辺、左辺の夫々)が7.55〔mm〕で夫々構成
される。The SRAM (semiconductor pellet) shown in FIG. 1 has a large capacity of 4 [Mbit]. This SRAM is
Although not shown, a DIP structure, an SOP structure, or the like is encapsulated in a resin-encapsulated semiconductor device that employs a dual in-line method in which a plurality of leads are arranged on each of two opposing sides of the encapsulation body. The SRAM has a rectangular planar shape. The SRAM of this embodiment has a rectangular long side (in FIG. 1,
The upper and lower sides are 17.41 mm and the short sides (Fig. 1)
Each of the middle, right side, and left side) is 7.55 mm.
【0077】前記SRAMの回路システム搭載面の中央
領域、具体的には長方形状の互いに対向する2つの長辺
の中央領域であって左側の短辺から右側の短辺に向って
(以下、X方向という。又上側の長辺から下側の長辺に
向う方向はY方向という。)、複数個の外部端子(ボン
ディングパッド)BPが配置される。この外部端子BP
は前述のリードの内部リード(インナーリード)に電気
的に接続される。複数個の外部端子BPの夫々には、例
えばアドレス信号、チップセレクト信号、アウトプット
イネーブル信号、ライトイネーブル信号、入出力データ
信号の夫々が印加される。また、外部端子BPには電源
電圧Vcc、基準電圧Vssの夫々が印加される(SRAM
の外部から電源が供給される)。電源電圧Vccは例えば
回路の動作電圧5〔V〕、基準電圧Vssは例えば回路の
接地電圧0〔V〕である。The central area of the circuit system mounting surface of the SRAM, specifically, the central area of two long sides of a rectangular shape facing each other, from the left short side to the right short side (hereinafter, X In addition, a plurality of external terminals (bonding pads) BP are arranged, in which the direction from the upper long side to the lower long side is called the Y direction. This external terminal BP
Is electrically connected to the inner lead of the above-mentioned lead. For example, an address signal, a chip select signal, an output enable signal, a write enable signal, and an input / output data signal are applied to each of the plurality of external terminals BP. Further, the power supply voltage Vcc and the reference voltage Vss are applied to the external terminal BP (SRAM
Power is supplied from outside). The power supply voltage Vcc is, for example, the operating voltage of the circuit 5 [V], and the reference voltage Vss is, for example, the ground voltage 0 [V] of the circuit.
【0078】前記SRAMは電源電圧変換回路(降圧電
源回路又はレギュレータ)VRCが搭載される。電源電
圧変換回路VRCは、SRAMの外部から供給される電
源電圧Vcc(5〔V〕)をSRAMの内部において降圧
し、低消費電力化を主目的として、SRAMの周辺回路
の一部に降圧された降圧電源電圧Vddを供給する。電源
電圧Vddは本実施例のSRAMにおいて4〔V〕が使用
される。電源電圧変換回路VRCは、SRAMの回路シ
ステム搭載面に2個搭載され、左側の短辺の中央領域、
右側の短辺の中央領域の夫々に近接した位置において、
夫々が配置される。A power supply voltage conversion circuit (step-down power supply circuit or regulator) VRC is mounted on the SRAM. The power supply voltage conversion circuit VRC steps down the power supply voltage Vcc (5 [V]) supplied from the outside of the SRAM inside the SRAM, and drops it to a part of the peripheral circuit of the SRAM mainly for the purpose of low power consumption. The step-down power supply voltage Vdd is supplied. As the power supply voltage Vdd, 4 [V] is used in the SRAM of this embodiment. Two power supply voltage conversion circuits VRC are mounted on the circuit system mounting surface of the SRAM, and the central region of the short side on the left side,
At a position close to each of the central regions on the right short side,
Each is arranged.
【0079】前記SRAMの回路システム搭載面の複数
個配列された外部端子BPの上側、下側の夫々の領域に
は、アドレスバッファ回路、プリデコーダ回路等、周辺
回路のうち間接周辺回路の一部RCが夫々配置される。
この間接周辺回路RCは、図2(B)(電源供給系統を
示すブロック回路図)に示すように、電源電圧変換回路
VRCで降圧された降圧電源電圧Vddが供給される。間
接周辺回路RC以外の間接周辺回路及び直接周辺回路を
含む周辺回路、具体的にはデコーダ回路(Xデコーダ回
路XDEC、Yデコーダ回路YDEC)、コントロール
回路CC、センスアンプ回路SA、出力バッファ回路、
メモリセルアレイの夫々は基本的には外部からの電源電
圧Vccが供給される。つまり、図1中、SRAMは、外
部端子BP、電源電圧変換回路VRC及び間接周辺回路
RCを取り囲む仮想的に作図した一点鎖線で囲まれた領
域内に配置される回路に電源電圧変換回路VRCで降圧
された降圧電源電圧Vddが供給される。A part of an indirect peripheral circuit of peripheral circuits such as an address buffer circuit and a predecoder circuit is provided in each of the upper and lower regions of the external terminals BP arranged on the circuit system mounting surface of the SRAM. RCs are arranged respectively.
As shown in FIG. 2B (block circuit diagram showing the power supply system), the indirect peripheral circuit RC is supplied with the step-down power supply voltage Vdd stepped down by the power supply voltage conversion circuit VRC. Peripheral circuits including indirect peripheral circuits other than the indirect peripheral circuit RC and direct peripheral circuits, specifically, decoder circuits (X decoder circuit XDEC, Y decoder circuit YDEC), control circuit CC, sense amplifier circuit SA, output buffer circuit,
Each of the memory cell arrays is basically supplied with a power supply voltage Vcc from the outside. That is, in FIG. 1, the SRAM has the power supply voltage conversion circuit VRC in a circuit arranged in a region surrounded by the virtually drawn dashed line surrounding the external terminal BP, the power supply voltage conversion circuit VRC, and the indirect peripheral circuit RC. The stepped down power supply voltage Vdd is supplied.
【0080】図1中、SRAMの回路システム搭載面に
おいて、長方形状の上側の長辺と間接周辺回路RCとの
間に2個のメモリブロックMB1及びMB2が配置され
る。同様に、下側の長辺と間接周辺回路RCとの間に2
個のメモリブロックMB3及びMB4が配置される。つ
まり、SRAMは合計4個のメモリブロックMBが配置
される。メモリブロックMB1、MB3の夫々は長方形
状の左側の短辺に沿ってY方向に順次配列され、メモリ
ブロックMB2、MB4の夫々は長方形状の右側の短辺
に沿ってY方向に順次配列される。In FIG. 1, two memory blocks MB1 and MB2 are arranged between the rectangular long upper side and the indirect peripheral circuit RC on the circuit system mounting surface of the SRAM. Similarly, 2 is provided between the lower long side and the indirect peripheral circuit RC.
Memory blocks MB3 and MB4 are arranged. That is, a total of four memory blocks MB are arranged in the SRAM. Each of the memory blocks MB1 and MB3 is sequentially arranged in the Y direction along the short side on the left side of the rectangular shape, and each of the memory blocks MB2 and MB4 is sequentially arranged in the Y direction along the short side of the right side of the rectangular shape. ..
【0081】前記SRAMの回路システム搭載面におい
て、メモリブロックMB1及びMB2と前記間接周辺回
路RCとの間には、Yスイッチ回路Y−SW、Yデコー
ダ回路YDEC及びセンスアンプ回路SAが配置され
る。同様に、メモリブロックMB3及びMB4と前記間
接周辺回路RCとの間にはYスイッチ回路Y−SW、Y
デコーダ回路YDEC及びセンスアンプ回路SAが配置
される。On the circuit system mounting surface of the SRAM, a Y switch circuit Y-SW, a Y decoder circuit YDEC, and a sense amplifier circuit SA are arranged between the memory blocks MB1 and MB2 and the indirect peripheral circuit RC. Similarly, Y switch circuits Y-SW and Y are provided between the memory blocks MB3 and MB4 and the indirect peripheral circuit RC.
A decoder circuit YDEC and a sense amplifier circuit SA are arranged.
【0082】前記4個のメモリブロックMB1〜MB4
の夫々は、図1に示すように、夫々X方向に配列された
8個のメモリマットMMに分割される。つまり、SRA
Mは、8個のメモリマットMMに分割されたメモリブロ
ックMBが4個配置されるので、合計32個のメモリマ
ットMMに分割される。前記4個のメモリブロックMB
1〜MB4の夫々には、夫々、X方向に配列された左側
の4個のメモリマットMMと右側の4個のメモリマット
MMとの間に1個のXデコーダ回路XDECが配置され
る。The four memory blocks MB1 to MB4
1 is divided into eight memory mats MM arranged in the X direction, respectively, as shown in FIG. That is, SRA
Since M has four memory blocks MB divided into eight memory mats MM, M is divided into a total of 32 memory mats MM. The four memory blocks MB
In each of 1 to MB4, one X decoder circuit XDEC is arranged between four memory mats MM on the left side and four memory mats MM on the right side arranged in the X direction.
【0083】また、前記メモリブロックMB1とMB2
との間、メモリブロックMB3とMB4との間の夫々に
は夫々冗長データ線(Y系冗長回路)SDBが配置され
る。1個の冗長データ線SDBは、4本の冗長入出力デ
ータ線が配置され、この冗長入出力データ線に夫々4本
の冗長データ線が接続されるので、合計、16本の冗長
データ線が配置される。また、メモリブロックMB1〜
MB4の夫々のYスイッチ回路Y−SW及びYデコーダ
回路YDEC側においては冗長ワード線(X系冗長回
路)SWBが配置される。冗長ワード線SWBはメモリ
ブロックMB毎に夫々4本の冗長サブワード線が配置さ
れる。In addition, the memory blocks MB1 and MB2
Between the memory blocks MB3 and MB4, a redundant data line (Y-based redundant circuit) SDB is arranged. Since one redundant data line SDB is provided with four redundant input / output data lines, and four redundant data lines are connected to each redundant input / output data line, a total of 16 redundant data lines are provided. Will be placed. In addition, the memory blocks MB1 to MB1
A redundant word line (X system redundant circuit) SWB is arranged on the side of each Y switch circuit Y-SW and Y decoder circuit YDEC of MB4. In the redundant word line SWB, four redundant sub word lines are arranged for each memory block MB.
【0084】前記4個のメモリブロックMB1〜MB4
のうち、1個のメモリブロックMBの8個に分割された
メモリマットMMの夫々は、図2(A)(要部拡大ブロ
ック図)に示すように、X方向に配列された4個のメモ
リセルアレイMAYで構成される。この4個のメモリセ
ルアレイMAYの夫々はメモリマットMMにおいてX方
向に配列される。つまり、SRAMは、4個のメモリブ
ロックMB1〜MB4の夫々を夫々8個のメモリマット
MMに分割し、この8個のメモリマットMMの夫々を夫
々4個のメモリセルアレイMAYで構成したので、合計
128個のメモリセルアレイMAYを配置する。The four memory blocks MB1 to MB4
Among them, each of the memory mats MM divided into eight of the one memory block MB has four memories arranged in the X direction as shown in FIG. 2A (enlarged block diagram of a main part). It is composed of a cell array MAY. Each of the four memory cell arrays MAY is arranged in the X direction in the memory mat MM. That is, in the SRAM, each of the four memory blocks MB1 to MB4 is divided into eight memory mats MM, and each of the eight memory mats MM is composed of four memory cell arrays MAY. 128 memory cell arrays MAY are arranged.
【0085】前記128個のメモリセルアレイMAYの
うち、1個のメモリセルアレイMAYは、図3(要部拡
大ブロック図)に示すように、さらに4個のサブメモリ
セルアレイSMAYに分割される。この4個に分割され
たサブメモリセルアレイSMAYの夫々はX方向に配列
される。サブメモリセルアレイSMAYはX方向(ワー
ド線延在方向)に配列された16個のメモリセルMCで
構成される。つまり、1個のメモリセルアレイMAY
は、X方向に16個のメモリセルMCを配列したサブメ
モリセルアレイSMAYを4個配置するので、合計64
個(64〔bit〕)のメモリセルMCが配列される。ま
た、1個のメモリセルアレイMAYは、Y方向(相補性
データ線延在方向)に514個(514〔bit〕)のメモ
リセルMCが配列される。Y方向に配列された514個
のメモリセルMCのうち512個(512〔bit〕)は正
規の(実際に情報を記憶する)メモリセルMCとして構
成され、残りの2個(2〔bit〕)は冗長用のメモリセル
MC(冗長ワード線SWB)として構成される。Of the 128 memory cell arrays MAY, one memory cell array MAY is further divided into four sub memory cell arrays SMEY, as shown in FIG. 3 (enlarged block diagram of the main part). The sub memory cell arrays SMEY divided into four are arranged in the X direction. The sub memory cell array SMEY is composed of 16 memory cells MC arranged in the X direction (word line extending direction). That is, one memory cell array MAY
Has four sub-memory cell arrays SMEY in which 16 memory cells MC are arranged in the X-direction, a total of 64
(64 [bit]) memory cells MC are arranged. Further, in one memory cell array MAY, 514 (514 [bit]) memory cells MC are arranged in the Y direction (complementary data line extending direction). Of the 514 memory cells MC arranged in the Y direction, 512 (512 [bit]) are configured as regular (actually storing information) memory cells MC, and the remaining two (2 [bit]) Are configured as redundant memory cells MC (redundant word lines SWB).
【0086】前記図2(A)及び図3に示すように、1
個のメモリマットMMの左側の2個のメモリセルアレイ
MAYと右側の2個のメモリセルアレイMAYとの間に
はワードドライバー回路WDRが配置される。前記図1
に示すSRAMの1個のメモリブロックMBの合計8個
のメモリマットMMの夫々の合計8個のワードドライバ
ー回路WDRは、X方向において左側の4個のメモリマ
ットMMと右側の4個のメモリマットMMとの間に配置
されたXデコーダ回路XDECで選択される。つまり、
1個のメモリブロックMB内において、1個のXデコー
ダ回路XDECは8個のメモリマットMMの合計8個の
ワードドライバー回路WDRのうちの1個を選択する。As shown in FIG. 2 (A) and FIG. 3, 1
A word driver circuit WDR is arranged between the two memory cell arrays MAY on the left side and the two memory cell arrays MAY on the right side of each memory mat MM. FIG. 1
The eight word driver circuits WDR of each of the eight memory mats MM of the one memory block MB of the SRAM shown in FIG. 4 include four memory mats MM on the left side and four memory mats on the right side in the X direction. It is selected by the X decoder circuit XDEC arranged between the MM and the MM. That is,
In one memory block MB, one X decoder circuit XDEC selects one out of a total of eight word driver circuits WDR of eight memory mats MM.
【0087】前記図3に示すように、ワードドライバー
回路WDRはメインワード線MWLを介してXデコーダ
回路XDECで選択される。また、ワードドライバー回
路WDRはそれ毎に配置されたアドレス信号線ALで選
択される。前記メインワード線MWLは、メモリセルア
レイMAY上をX方向に延在し、4個(4〔bit〕)のメ
モリセルMC毎にY方向に複数本配置される。アドレス
信号線ALは、Y方向に延在し、X方向に複数本配置さ
れる。アドレス信号線ALは、メモリマットMMにおい
て、ワードドライバー回路WDRの右側に配置された2
個のメモリセルアレイMAYのメモリセルMCを選択す
るのに8本、左側に配置された2個のメモリセルアレイ
MAYに配置されたメモリセルMCを選択するのに8
本、合計16本配置される。As shown in FIG. 3, the word driver circuit WDR is selected by the X decoder circuit XDEC via the main word line MWL. The word driver circuit WDR is selected by the address signal line AL arranged for each word driver circuit WDR. The main word line MWL extends in the X direction on the memory cell array MAY, and a plurality of main word lines MWL are arranged in the Y direction for every four (4 [bit]) memory cells MC. The address signal lines AL extend in the Y direction and are arranged in the X direction. The address signal line AL is arranged on the right side of the word driver circuit WDR in the memory mat MM.
8 to select the memory cells MC of the memory cell array MAY, and 8 to select the memory cells MC of the two memory cell arrays MAY arranged on the left side.
A total of 16 books will be arranged.
【0088】前記図2(A)及び図3に示すように、メ
モリマットMMにおいて、ワードドライバー回路WDR
は、4個のメモリセルアレイMAYのうちの1つのメモ
リセルアレイMAY上を延在する第1ワード線WL1及
び第2ワード線WL2を選択する。第1ワード線WL1
及び第2ワード線WL2はメモリセルアレイMAY毎
(4個のサブメモリセルアレイSMAY毎)に配置され
る。第1ワード線WL1、第2ワード線WL2の夫々は
互いに離隔し、かつ実質的に平行にX方向に延在する。
この第1ワード線WL1及び第2ワード線WL2はY方
向に配列された1個のメモリセルMC毎に配置される。
つまり、1個のメモリセルMCには同一選択信号が印加
される2本の第1ワード線WL1及び第2ワード線WL
2が接続される。As shown in FIGS. 2A and 3, in the memory mat MM, the word driver circuit WDR
Selects the first word line WL1 and the second word line WL2 extending over one of the four memory cell arrays MAY. First word line WL1
The second word line WL2 is arranged for each memory cell array MAY (for each four sub memory cell arrays SMEY). The first word line WL1 and the second word line WL2 are separated from each other and extend substantially parallel to each other in the X direction.
The first word line WL1 and the second word line WL2 are arranged for each one memory cell MC arranged in the Y direction.
That is, the two first word lines WL1 and the second word lines WL to which the same selection signal is applied to one memory cell MC.
2 are connected.
【0089】前記図2(A)、図3の夫々に示すワード
ドライバー回路WDRの右側に配置された2個のメモリ
セルアレイMAYのうち、ワードドライバー回路WDR
に近い側のメモリセルアレイMAYを延在する第1ワー
ド線WL1及び第2ワード線WL2は第2サブワード線
SWL2を介してワードドライバー回路WDRで選択さ
れる。ワードドライバー回路WDRから遠く離れたメモ
リセルアレイMAYを延在する第1ワード線WL1及び
第2ワード線WL2は第1サブワード線SWL1を介し
てワードドライバー回路WDRで選択される。第1サブ
ワード線SWL1、第2サブワード線SWL2の夫々は
互いに離隔し、かつ平行にX方向に延在する。第1サブ
ワード線SWL1及び第2サブワード線SWL2は、前
記第1ワード線WL1及び第2ワード線WL2と同様
に、Y方向に配列された1個のメモリセルMC毎に配置
される。前記第1サブワード線SWL1は、ワードドラ
イバー回路WDRに近い側の1個のメモリセルアレイM
AY上を延在し、遠く離れた他のメモリセルアレイMA
Yに配置された第1ワード線WL1及び第2ワード線W
L2とワードドライバー回路WDRとの間を接続する。Of the two memory cell arrays MAY arranged on the right side of the word driver circuit WDR shown in FIGS. 2A and 3 respectively, the word driver circuit WDR
The first word line WL1 and the second word line WL2 extending in the memory cell array MAY on the side closer to are selected by the word driver circuit WDR via the second sub-word line SWL2. The first word line WL1 and the second word line WL2 extending in the memory cell array MAY far away from the word driver circuit WDR are selected by the word driver circuit WDR via the first sub-word line SWL1. The first sub-word line SWL1 and the second sub-word line SWL2 are separated from each other and extend in parallel in the X direction. The first sub-word line SWL1 and the second sub-word line SWL2 are arranged for each one memory cell MC arranged in the Y direction, like the first word line WL1 and the second word line WL2. The first sub-word line SWL1 has one memory cell array M on the side closer to the word driver circuit WDR.
Another memory cell array MA that extends over AY and is far away
First word line WL1 and second word line W arranged in Y
Connect between L2 and the word driver circuit WDR.
【0090】ワードドライバー回路WDRの左側に配置
された2個のメモリセルアレイMAYの夫々には右側と
同様に第1ワード線WL1及び第2ワード線WL2が配
置される。この第1ワード線WL1及び第2ワード線W
L2は第1サブワード線SWL1又は第2サブワード線
SWL2を介してワードドライバー回路WDRに接続さ
れる。In each of the two memory cell arrays MAY arranged on the left side of the word driver circuit WDR, the first word line WL1 and the second word line WL2 are arranged similarly to the right side. The first word line WL1 and the second word line W
L2 is connected to the word driver circuit WDR via the first sub-word line SWL1 or the second sub-word line SWL2.
【0091】前記図2(A)に示すように、メモリマッ
トMMにおいて、4個のメモリセルアレイMAYの夫々
の上側には夫々毎に分割されたロード回路LOADが配
置される。4個のメモリセルアレイMAYの夫々の下側
には夫々毎に分割されたYデコーダ回路YDEC及びY
スイッチ回路Y−SWが配置される。また、4個のメモ
リセルアレイMAYの夫々の下側には夫々毎に分割され
たセンスアンプ回路SAが配置される。このセンスアン
プ回路SAは、1個のメモリセルアレイMAYに対して
4個配置され、4〔bit〕 の情報(4個のメモリセルM
Cに記憶された情報)を一度に出力できる。前記ワード
ドライバー回路WDRの下側にはコントロール回路CC
が配置される。また、図2(A)に示すメモリマットM
Mにおいて、ワードドライバー回路WDRの左側、右側
の夫々に配置された2個のメモリセルアレイMAY間に
は、図3及び図4(要部拡大ブロック図)に示すよう
に、ウエルコンタクト領域PWC1、メモリセルアレイ
MAY間の連結用結線等を含むつなぎセルが配置され
る。As shown in FIG. 2 (A), in the memory mat MM, the load circuits LOAD divided respectively are arranged above the four memory cell arrays MAY. Below each of the four memory cell arrays MAY, Y decoder circuits YDEC and Y are divided respectively.
A switch circuit Y-SW is arranged. Further, a sense amplifier circuit SA divided for each of the four memory cell arrays MAY is arranged below each memory cell array MAY. Four sense amplifier circuits SA are arranged for one memory cell array MAY, and 4 [bit] information (four memory cells M
The information stored in C) can be output at one time. A control circuit CC is provided below the word driver circuit WDR.
Are placed. In addition, the memory mat M shown in FIG.
In M, between the two memory cell arrays MAY arranged on the left side and the right side of the word driver circuit WDR, as shown in FIGS. A connecting cell including a connecting connection between the cell arrays MAY is arranged.
【0092】前記図2(A)及び図3に示すように、メ
モリマットMMにおいて、メモリセルアレイMAYには
相補性データ線DLが配置される。相補性データ線DL
は、前記メインワード線MWL、サブワード線SWL、
ワード線WLの夫々の延在方向と交差(実質的に直交)
するY方向に延在する。相補性データ線DLは互いに離
隔しかつ平行にY方向に延在する第1データ線DL1及
び第2データ線DL2の2本で構成される。この相補性
データ線DLは、図3に示すように、X方向に配列され
たメモリセルMC毎に配置される。相補性データ線DL
の上側の一端側は図2(A)に示すロード回路LOAD
に接続される。相補性データ線DLの下側の他端側はY
スイッチ回路Y−SWを介してセンスアンプ回路SAに
接続される。As shown in FIGS. 2A and 3, the complementary data lines DL are arranged in the memory cell array MAY in the memory mat MM. Complementary data line DL
Is the main word line MWL, the sub word line SWL,
Crosses the respective extending directions of the word lines WL (substantially orthogonal)
It extends in the Y direction. The complementary data line DL is composed of two data lines, a first data line DL1 and a second data line DL2, which are spaced apart from each other and extend in parallel in the Y direction. As shown in FIG. 3, the complementary data line DL is arranged for each memory cell MC arranged in the X direction. Complementary data line DL
One end side of the upper side of the load circuit LOAD shown in FIG.
Connected to. The other end side below the complementary data line DL is Y
It is connected to the sense amplifier circuit SA via the switch circuit Y-SW.
【0093】前記SRAMの回路システム搭載面に搭載
される直接周辺回路及び間接周辺回路を含む周辺回路、
サブメモリセルアレイSMAYに配列されるメモリセル
MCの夫々は基本的に相補型MISFETで構成され
る。具体的なSRAMの断面構造は後述するが(図6、
図15及び図16を参照)、SRAMは単結晶珪素から
なるp- 型半導体基板(Psub)1を主体に構成される。
本実施例において、SRAMはp- 型半導体基板1の回
路システム搭載面となる主面が(100)結晶面(結晶
学的に等価となる結晶面も含む)に設定される。また、
p- 型半導体基板1は、主面の(100)結晶面の面方
位を所定の面方位例えば〔010〕面方位(結晶学的に
等価となる面方位も含む)の方向に 2.5度以上15度
以下に傾けた、所謂オフアングルウエーハから形成され
る。本実施例のSRAMにおいては4度オフアングルウ
エーハからp- 型半導体基板1が形成される。Peripheral circuits including direct peripheral circuits and indirect peripheral circuits mounted on the circuit system mounting surface of the SRAM,
Each of the memory cells MC arranged in the sub memory cell array SMEY is basically composed of a complementary MISFET. A specific cross-sectional structure of the SRAM will be described later (see FIG. 6,
15 and 16 ), the SRAM is mainly composed of a p-type semiconductor substrate (Psub) 1 made of single crystal silicon.
In this embodiment, the main surface of the SRAM, which is the circuit system mounting surface of the p--type semiconductor substrate 1, is set to the (100) crystal plane (including crystallographically equivalent crystal planes). Also,
In the p − type semiconductor substrate 1, the plane orientation of the (100) crystal plane of the principal plane is 2.5 degrees in a predetermined plane orientation, for example, a [010] plane orientation (including a crystallographically equivalent plane orientation). It is formed of a so-called off-angle wafer inclined at 15 degrees or less. In the SRAM of this embodiment, the p-type semiconductor substrate 1 is formed from a 4 ° off-angle wafer.
【0094】前記図3及び図4に破線で囲み符号3iを
付けて示すように、メモリセルアレイMAYが配置され
る領域において、p- 型半導体基板1の主面部にはn-
型ウエル分離領域(Niso)3iが配置される。n- 型ウ
エル分離領域3iは、その断面構造については図6及び
図15を使用し後述するが、α線がp- 型半導体基板1
内に入射した際に発生する少数キャリアがメモリセルア
レイMAYの領域に侵入することを防止する、所謂アン
ダーシュート対策(α線ソフトエラー耐性の向上)を主
目的として構成される。As shown in FIG. 3 and FIG. 4 by enclosing the reference numeral 3i in a broken line, in the region where the memory cell array MAY is arranged, n − is formed on the main surface portion of the p − type semiconductor substrate 1.
A type well isolation region (Niso) 3i is arranged. The n--type well isolation region 3i has a sectional structure shown in FIG.
As will be described later with reference to FIG. 15 , the α-ray is a p- type semiconductor substrate 1
The main purpose is to prevent the so-called undershoot (improve the α-ray soft error resistance), which prevents the minority carriers generated when entering the inside from entering the area of the memory cell array MAY.
【0095】前記n- 型ウエル分離領域3iの主面部に
はメモリセルアレイMAYが配置されるp- 型ウエル領
域(Pwell)2Mが配置される。また、メモリセルアレ
イMAY以外の領域、具体的には間接周辺回路及び直接
周辺回路を含む周辺回路が配置される領域、つまりn-
型ウエル分離領域3iの外周囲においてp- 型半導体基
板1の主面の互いに異なる領域にはp- 型ウエル領域
(Pwell)2、n- 型ウエル領域(Nwell)3の夫々が
配置される。p- 型ウエル領域2の主面には周辺回路を
構成するnチャネルMISFETが主体に配置される。
n- 型ウエル領域3の主面には周辺回路を構成するpチ
ャネルMISFETが主体に配置される。つまり、本実
施例のSRAMは、p- 型半導体基板1の主面にn- 型
ウエル分離領域3iを構成し、このn- 型ウエル分離領
域3iの主面にp- 型ウエル領域2Mを構成した2重ウ
エル構造(又はn- 型ウエル領域3を含めた3重ウエル
構造)が採用される。また、本実施例のSRAMは、p
- 型半導体基板1の主面にp- 型ウエル領域2、n- 型
ウエル領域3の夫々を配置した所謂ツインウエル構造で
構成される。A p--type well region (Pwell) 2M in which the memory cell array MAY is arranged is arranged on the main surface of the n--type well isolation region 3i. An area other than the memory cell array MAY, specifically, an area in which peripheral circuits including indirect peripheral circuits and direct peripheral circuits are arranged, that is, n-
A p--type well region (Pwell) 2 and an n--type well region (Nwell) 3 are arranged in different regions of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1 around the outer periphery of the type well isolation region 3i. An n-channel MISFET forming a peripheral circuit is mainly arranged on the main surface of the p-type well region 2.
A p-channel MISFET forming a peripheral circuit is mainly arranged on the main surface of the n-type well region 3. That is, in the SRAM of this embodiment, the n-type well isolation region 3i is formed on the main surface of the p- type semiconductor substrate 1, and the p- type well region 2M is formed on the main surface of the n- type well isolation region 3i. The double well structure (or the triple well structure including the n-type well region 3) is adopted. In addition, the SRAM of this embodiment has p
A p-type well region 2 and an n-type well region 3 are arranged on the main surface of the --type semiconductor substrate 1 to form a so-called twin well structure.
【0096】前記図3及び図4に示すように、前記SR
AMのメモリマットMMにおいて、ワードドライバー回
路WDRの左側に配置された2個のメモリセルアレイM
AYは1個のn- 型ウエル分離領域3iの主面に配置さ
れた1個のp- 型ウエル領域2Mの主面に配置される。
メモリセルアレイMAY(この場合、実質的にメモリセ
ルMCが配置された領域を示す)の外周囲であって、p
- 型ウエル領域2Mの周辺領域にはこのp- 型ウエル領
域2Mの輪郭に沿って平面リング形状で形成されるガー
ドリング領域P−GRが配置される。このガードリング
領域P−GRはp- 型ウエル領域2Mに固定の基準電圧
Vssを供給する。As shown in FIGS. 3 and 4, the SR
In the memory mat MM of AM, two memory cell arrays M arranged on the left side of the word driver circuit WDR.
AY is arranged on the main surface of one p @-type well region 2M arranged on the main surface of one n @-type well isolation region 3i.
In the outer periphery of the memory cell array MAY (in this case, a region in which the memory cells MC are substantially arranged) is provided, and p
A guard ring region P-GR formed in a plane ring shape is arranged along the contour of the p-type well region 2M in the peripheral region of the -type well region 2M. The guard ring region P-GR supplies a fixed reference voltage Vss to the p-type well region 2M.
【0097】前記ワードドライバー回路WDRの左側に
配置された2個のメモリセルアレイMAYの夫々の間に
おいて、p- 型ウエル領域2Mの主面にはウエルコンタ
クト領域PWC1が配置される。このウエルコンタクト
領域PWC1は、Y方向において、複数個のメモリセル
MC毎に1個の割合(例えば、2個のメモリセルMC毎
に1個の割合)で配置され、複数個配列される。Between the two memory cell arrays MAY arranged on the left side of the word driver circuit WDR, a well contact region PWC1 is arranged on the main surface of the p--type well region 2M. The well contact regions PWC1 are arranged in the Y direction at a rate of one for each of the plurality of memory cells MC (for example, one for each of the two memory cells MC), and are arranged in plurality.
【0098】同様に、前記メモリマットMMにおいて、
ワードドライバー回路WDRの右側に配置された2個の
メモリセルアレイMAYは1個のn- 型ウエル分離領域
3iの主面に配置された1個のp- 型ウエル領域2Mの
主面に配置される。このp-型ウエル領域2Mの周辺領
域にはガードリング領域P−GRが配置され、固定の基
準電圧Vssが供給される。ワードドライバー回路WDR
の右側に配置された2個のメモリセルアレイMAYの夫
々の間において、p- 型ウエル領域2Mの主面にはウエ
ルコンタクト領域PWC1が配置される。Similarly, in the memory mat MM,
The two memory cell arrays MAY arranged on the right side of the word driver circuit WDR are arranged on the main surface of one p--type well region 2M arranged on the main surface of one n--type well isolation region 3i. .. A guard ring region P-GR is arranged in the peripheral region of the p-type well region 2M, and a fixed reference voltage Vss is supplied. Word driver circuit WDR
Between each of the two memory cell arrays MAY arranged on the right side of, the well contact region PWC1 is arranged on the main surface of the p-type well region 2M.
【0099】また、同図3及び図4に示すように、メモ
リセルアレイMAYにおいて、4個に分割されたサブメ
モリセルアレイSMAYの夫々の間にはウエルコンタク
ト領域PWC2が配置される。このウエルコンタクト領
域PWC2は、前述のウエルコンタクト領域PWC1と
同様に、Y方向において、複数個のメモリセルMC毎に
1個の割合(例えば、2個のメモリセルMC毎に1個の
割合)で配置され、複数個配列される。Further, as shown in FIGS. 3 and 4, in the memory cell array MAY, a well contact region PWC2 is arranged between each of the four sub memory cell arrays SMEY. Similar to the well contact region PWC1 described above, the well contact region PWC2 has a ratio of one for each of the plurality of memory cells MC in the Y direction (for example, one for every two memory cells MC). Arranged and arranged in plural.
【0100】前記メモリセルアレイMAY間に配置され
るウエルコンタクト領域PWC1、サブメモリセルアレ
イSMAY間に配置されるウエルコンタクト領域PWC
2の夫々は、p- 型ウエル領域2Mに固定の基準電圧V
ssを供給し、このp- 型ウエル領域2Mの電位を安定化
する目的で配置される。A well contact region PWC1 arranged between the memory cell array MAY and a well contact region PWC arranged between the sub memory cell arrays SMAY.
2 is a reference voltage V fixed to the p-type well region 2M.
It is arranged for the purpose of supplying ss and stabilizing the potential of the p-type well region 2M.
【0101】図4に示すように、メモリマットMMのワ
ードドライバー回路WDRが配置される領域にはp- 型
ウエル領域2、n- 型ウエル領域3の夫々がX方向にお
いて複数個交互に配置される。このワードドライバー回
路WDRが配置されるp- 型ウエル領域2の周辺領域に
はガードリング領域P−GRが配置され、n- 型ウエル
領域3の周辺領域にはガードリング領域N−GRが配置
される。As shown in FIG. 4, a plurality of p--type well regions 2 and a plurality of n--type well regions 3 are alternately arranged in the X direction in a region of the memory mat MM where the word driver circuits WDR are arranged. It A guard ring region P-GR is arranged in the peripheral region of the p- type well region 2 in which the word driver circuit WDR is arranged, and a guard ring region N-GR is arranged in the peripheral region of the n- type well region 3. It
【0102】前記図3に示すメモリセルアレイMAYの
サブメモリセルアレイSMAYに配置された1個のメモ
リセルMCは、図5(メモリセルの回路図)に示すよう
に、ワード線WLと相補性データ線DLとの交差部毎に
配置される。つまり、メモリセルMCは第1ワード線W
L1及び第2ワード線WL2と第1データ線DL1及び
第2データ線DL2との交差部に配置される。メモリセ
ルMCはフリップフロップ回路と2個の転送用MISF
ETQt1及びQt2とで構成される。フリップフロッ
プ回路は情報蓄積部として構成され、このメモリセルM
Cは1〔bit〕の情報“1”又は“0”を記憶する。One memory cell MC arranged in the sub memory cell array SMEY of the memory cell array MAY shown in FIG. 3 has a word line WL and a complementary data line as shown in FIG. 5 (circuit diagram of the memory cell). It is arranged at each intersection with DL. That is, the memory cell MC has the first word line W
It is arranged at the intersection of L1 and the second word line WL2 and the first data line DL1 and the second data line DL2. The memory cell MC includes a flip-flop circuit and two transfer MISFs.
ETQt1 and Qt2. The flip-flop circuit is configured as an information storage unit, and this memory cell M
C stores 1 [bit] of information "1" or "0".
【0103】前記メモリセルMCの2個の転送用MIS
FETQt1、Qt2の夫々はフリップフロップ回路の
一対の入出力端子の夫々に夫々一方の半導体領域を接続
する。転送用MISFETQt1の他方の半導体領域は
第1データ線DL1に接続され、ゲート電極は第1ワー
ド線WL1に接続される。転送用MISFETQt2の
他方の半導体領域は第2データ線DL2に接続され、ゲ
ート電極は第2ワード線WL2に接続される。この2個
の転送用MISFEETQt1、Qt2の夫々はnチャ
ネル型で構成される。Two transfer MISs of the memory cell MC
Each of the FETs Qt1 and Qt2 connects one semiconductor region to each of the pair of input / output terminals of the flip-flop circuit. The other semiconductor region of the transfer MISFET Qt1 is connected to the first data line DL1 and the gate electrode is connected to the first word line WL1. The other semiconductor region of the transfer MISFET Qt2 is connected to the second data line DL2, and the gate electrode is connected to the second word line WL2. Each of the two transfer MISFEETs Qt1 and Qt2 is an n-channel type.
【0104】前記フリップフロップ回路は2個の駆動用
MISFETQd1及びQd2と2個の負荷用MISF
ETQp1及びQp2とで構成される。駆動用MISF
ETQd1、Qd2の夫々はnチャネル型で構成され
る。負荷用MISFETQp1、Qp2の夫々はpチャ
ネル型で構成される。つまり、本実施例のSRAMのメ
モリセルMCは完全相補型MISFET(所謂フルCM
OS)構造で構成される。The flip-flop circuit includes two drive MISFETs Qd1 and Qd2 and two load MISFETs.
ETQp1 and Qp2. MISF for drive
Each of ETQd1 and Qd2 is an n-channel type. Each of the load MISFETs Qp1 and Qp2 is a p-channel type. That is, the memory cell MC of the SRAM of this embodiment is a completely complementary MISFET (so-called full CM).
OS) structure.
【0105】前記駆動用MISFETQd1、負荷用M
ISFETQp1の夫々は、互いのドレイン領域を接続
し、かつ互いのゲート電極を接続し、相補型MISFE
Tを構成する。同様に、駆動用MISFETQd2、負
荷用MISFETQp2の夫々は、互いのドレイン領域
を接続し、かつ互いのゲート電極を接続し、相補型MI
SFETを構成する。駆動用MISFETQd1、負荷
用MISFETQp1の夫々のドレイン領域(入出力端
子)は、転送用MISFETQt1の一方の半導体領域
に接続されるとともに、駆動用MISFETQd2、負
荷用MISFETQp2の夫々のゲート電極に接続され
る。駆動用MISFETQd2、負荷用MISFETQ
p2の夫々のドレイン領域(入出力端子)は、転送用M
ISFETQt2の一方の半導体領域に接続されるとと
もに、駆動用MISFETQd1、負荷用MISFET
Qp1の夫々のゲート電極に接続される。駆動用MIS
FETQd1、Qd2の夫々のソース領域は基準電圧V
ss(例えば0〔V〕)に接続される。負荷用MISFE
TQp1、Qp2の夫々のソース領域は電源電圧Vcc
(例えば5〔V〕)に接続される。The driving MISFET Qd1 and the load M
Each of the ISFETs Qp1 connects their drain regions and their gate electrodes to each other, and has a complementary MISFE
Configure T. Similarly, the drive MISFET Qd2 and the load MISFET Qp2 are connected to each other's drain regions and to each other's gate electrodes.
Configure SFET. The drain regions (input / output terminals) of the drive MISFET Qd1 and the load MISFET Qp1 are connected to one semiconductor region of the transfer MISFET Qt1 and also to the gate electrodes of the drive MISFET Qd2 and the load MISFET Qp2. Drive MISFETQd2, load MISFETQ
The drain regions (input / output terminals) of p2 are M for transfer.
It is connected to one semiconductor region of the ISFET Qt2, and also has a driving MISFET Qd1 and a load MISFET.
It is connected to each gate electrode of Qp1. MIS for drive
The source region of each of the FETs Qd1 and Qd2 is the reference voltage V
It is connected to ss (for example, 0 [V]). MISFE for load
The source regions of TQp1 and Qp2 are the power supply voltage Vcc.
(For example, 5 [V]).
【0106】前記メモリセルMCのフリップフロップ回
路の一対の入出力端子間、つまり2つの情報蓄積ノード
間には容量素子Cが構成される。容量素子Cは、一方の
電極を一方の情報蓄積ノードに、他方の電極を他方の情
報蓄積ノードに夫々接続する。この容量素子Cは、基本
的には情報蓄積ノードの電荷蓄積量を増加し、α線ソフ
トエラー耐性を高める目的で構成される。また、容量素
子Cは、夫々の電極を2つの情報蓄積ノードの間に接続
したので、2個所の情報蓄積ノードの夫々に独立に2個
の容量素子を構成する場合に比べて、約半分の平面々積
で構成できる。つまり、この容量素子Cは、メモリセル
MCの占有面積を縮小できるので、SRAMの集積度を
向上できる。A capacitive element C is formed between a pair of input / output terminals of the flip-flop circuit of the memory cell MC, that is, between two information storage nodes. The capacitor C has one electrode connected to one information storage node and the other electrode connected to the other information storage node. The capacitive element C is basically configured for the purpose of increasing the charge storage amount of the information storage node and enhancing the α-ray soft error resistance. Further, since each electrode of the capacitive element C is connected between the two information storage nodes, the capacity of the capacitive element C is about half that of the case where two capacitive elements are independently formed in each of the two information storage nodes. It can be composed of plane products. That is, since the capacitive element C can reduce the area occupied by the memory cell MC, the integration degree of the SRAM can be improved.
【0107】このように構成されるSRAMは、まず、
前記図1、図2(A)及び図3に示すように、Xデコー
ダ回路XDECでY方向に配置された複数本のうちの1
本のメインワード線MWLが選択されるとともに、メモ
リブロックMBの複数個のメモリマットMMに配置され
た複数個のワードドライバー回路WDRのうちの1個が
選択される。このメインワード線MWL、ワードドライ
バー回路WDRの夫々の選択により、1個のメモリマッ
トMMのワードドライバー回路WDRの右側に延在する
4組のサブワード線SWL及び左側に延在する4組のサ
ブワード線SWLが選択される。そして、選択されたワ
ードドライバー回路WDRヘのアドレス信号(Y系アド
レス信号)に基づき、ワードドライバー回路WDRの右
側、左側のいずれかの4組のサブワード線SWLのうち
のいずれか1本のサブワード線SWLが選択され、この
サブワード線SWLに接続され、かつ1個のサブメモリ
セルアレイSMAYを延在する2本の第1ワード線WL
1及び第2ワード線WL2が選択される。つまり、SR
AMは、第1ワード線WL1及び第2ワード線WL2を
その延在方向に複数個分割し、この複数個に分割された
うちの1組の第1ワード線WL1及び第2ワード線WL
2をワードドライバー回路WDR及びXデコーダ回路X
DECで選択する、デバイデッドワードライン方式が採
用される。デバイデッドワードライン方式の採用は、選
択されたワード線WLの充放電々流量を低減できるの
で、SRAMの低消費電力化が図れる。The SRAM having the above-mentioned structure is as follows.
As shown in FIG. 1, FIG. 2A, and FIG. 3, one of a plurality of X decoder circuits XDEC arranged in the Y direction.
The main word line MWL is selected and one of the word driver circuits WDR arranged in the memory mats MM of the memory block MB is selected. By selecting each of the main word line MWL and the word driver circuit WDR, four sets of sub word lines SWL extending to the right side of the word driver circuit WDR of one memory mat MM and four sets of sub word lines extending to the left side SWL is selected. Then, based on the address signal (Y-system address signal) to the selected word driver circuit WDR, one of the four subword lines SWL on either the right side or the left side of the word driver circuit WDR is selected. SWL is selected, two first word lines WL connected to this sub word line SWL and extending one sub memory cell array SMEY
The first and second word lines WL2 are selected. That is, SR
The AM divides the first word line WL1 and the second word line WL2 into a plurality of pieces in the extending direction, and a set of the first word line WL1 and the second word line WL among the plurality of pieces.
2 is a word driver circuit WDR and an X decoder circuit X
The divided word line method selected by DEC is adopted. By adopting the divided word line method, the flow rate of charge / discharge of the selected word line WL can be reduced, so that the power consumption of the SRAM can be reduced.
【0108】また、SRAMは、前記図2(A)及び図
3に示すように、前記ワードドライバー回路WDRの一
端側に配置された2個のうちの一方のメモリセルアレイ
MAYを延在する第1ワード線WL1及び第2ワード線
WL2を第2サブワード線SWL2を介してワードドラ
イバー回路WDRに接続し、他方のメモリセルアレイM
AYを延在する第1ワード線WL1及び第2ワード線W
L2を第1サブワード線SWL1を介してワードドライ
バー回路WDRに接続する。つまり、SRAMは、メモ
リセルアレイMAYにそれ毎に分割されたワード線WL
及び分割された複数本のワード線WL間を接続するサブ
ワード線SWLを配置する、ダブルワードライン方式が
採用される。ダブルワードライン方式の採用は、サブワ
ード線SWLに相当する分、ワードドライバー回路WD
Rとワード線WLとの間の抵抗値を低減できるので、選
択されたワード線WLの充放電速度を速め、SRAMの
回路動作速度の高速化が図れる。As shown in FIGS. 2A and 3, the SRAM has a first memory cell array MAY extending from one of the two memory cell arrays MAY arranged at one end of the word driver circuit WDR. The word line WL1 and the second word line WL2 are connected to the word driver circuit WDR via the second sub-word line SWL2, and the other memory cell array M
First word line WL1 and second word line W extending AY
L2 is connected to the word driver circuit WDR via the first sub-word line SWL1. That is, the SRAM has word lines WL divided into memory cell arrays MAY.
Also, a double word line system is adopted in which sub word lines SWL connecting between the plurality of divided word lines WL are arranged. The adoption of the double word line system corresponds to the sub word line SWL, and the word driver circuit WD
Since the resistance value between R and the word line WL can be reduced, the charge / discharge speed of the selected word line WL can be increased and the circuit operation speed of the SRAM can be increased.
【0109】前記SRAMのメモリセルアレイMAYの
周辺領域に配置されたXデコーダ回路XDEC、Yデコ
ーダ回路YDEC、Yスイッチ回路Y−SW、センスア
ンプ回路SA、ロード回路LOAD等はSRAMの周辺
回路を構成する。この周辺回路はメモリセルMCの情報
の書込み動作、情報の保持動作、情報の読出し動作等を
直接的に又は間接的に制御する。The X decoder circuit XDEC, the Y decoder circuit YDEC, the Y switch circuit Y-SW, the sense amplifier circuit SA, the load circuit LOAD, etc. arranged in the peripheral region of the memory cell array MAY of the SRAM constitute a peripheral circuit of the SRAM. .. This peripheral circuit directly or indirectly controls the information writing operation, information holding operation, information reading operation, etc. of the memory cell MC.
【0110】次に、前記SRAMのメモリセルMC及び
メモリセルアレイMAYの具体的構造について説明す
る。メモリセルMCの完成状態の平面構造は図7(平面
図)に、製造プロセス中の各製造工程毎に示す平面構造
は図8及び図9(平面図)に夫々示す。メモリセルMC
の完成状態の断面構造は図6(図7のIーI切断線で切
った断面図)に示す。Next, the specific structure of the memory cell MC and the memory cell array MAY of the SRAM will be described. The planar structure of the completed state of the memory cell MC is shown in FIG. 7 (plan view), and the planar structure shown for each manufacturing step in the manufacturing process is shown in FIG. 8 and FIG. 9 (plan view), respectively. Memory cell MC
The cross-sectional structure of the completed state is shown in FIG. 6 (a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 7).
【0111】図6及び図7に示すように、SRAMは前
述のように単結晶珪素からなるp-型半導体基板1を主
体に構成される。このp- 型半導体基板1のメモリセル
アレイMAYの領域の主面部にはn- 型ウエル分離領域
3iが構成され、このn- 型ウエル分離領域3iの主面
部にはp- 型ウエル領域2Mが構成される。また、メモ
リセルアレイMAYの領域以外の領域においては、前述
のように、p- 型半導体基板1の主面部にp- 型ウエル
領域2、n- 型ウエル領域3の夫々が構成される。As shown in FIGS. 6 and 7, the SRAM is mainly composed of the p--type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon as described above. An n--type well isolation region 3i is formed on the main surface of the memory cell array MAY region of the p--type semiconductor substrate 1, and a p--type well region 2M is formed on the main surface of the n--type well isolation region 3i. To be done. In regions other than the region of the memory cell array MAY, as described above, the p − type well region 2 and the n − type well region 3 are formed on the main surface of the p − type semiconductor substrate 1.
【0112】図18(基板及びウエル領域の不純物濃度
分布図)に、p- 型半導体基板1、n- 型ウエル分離領
域3i、p- 型ウエル領域2M、p- 型ウエル領域2、
n-型ウエル領域3の夫々の不純物濃度を示す。前記図
18に示す横軸はp- 型半導体基板1の主面からの深さ
〔μm〕を示し、縦軸は不純物濃度〔atoms/cm3〕を示
す。 18 (impurity concentration distribution diagram of the substrate and the well region), the p--type semiconductor substrate 1, the n--type well isolation region 3i, the p--type well region 2M, the p--type well region 2,
The respective impurity concentrations of the n-type well region 3 are shown. Figure above
The horizontal axis shown in 18 represents the depth [μm] from the main surface of the p − type semiconductor substrate 1, and the vertical axis represents the impurity concentration [atoms / cm 3 ].
【0113】図18に示すように、p- 型半導体基板1
は、1×1015〔atoms/cm3〕程度の不純物濃度で形成
され、6〜12〔Ωcm〕の抵抗値に設定される。As shown in FIG . 18 , p--type semiconductor substrate 1
Is formed with an impurity concentration of about 1 × 10 15 [atoms / cm 3 ] and is set to a resistance value of 6 to 12 [Ωcm].
【0114】前記n- 型ウエル分離領域3iは、p- 型
半導体基板1の不純物濃度に比べて高くかつn- 型ウエ
ル領域3の不純物濃度に比べて低い、例えば1015〜1
016〔atoms/cm3〕程度の不純物濃度に設定される。こ
のn- 型ウエル分離領域3iとp- 型半導体基板1との
間のpn接合部の深さ、つまりn- 型ウエル分離領域3
iの接合深さ(xj)は約4〜5〔μm〕に設定され
る。The n--type well isolation region 3i is higher than the impurity concentration of the p--type semiconductor substrate 1 and lower than the impurity concentration of the n--type well region 3, for example, 10 15 -1.
The impurity concentration is set to about 0 16 [atoms / cm 3 ]. The depth of the pn junction between the n--type well isolation region 3i and the p--type semiconductor substrate 1, that is, the n--type well isolation region 3
The junction depth (xj) of i is set to about 4 to 5 [μm].
【0115】前記n- 型ウエル分離領域3iの主面のp
- 型ウエル領域2Mは、p- 型半導体基板1の不純物濃
度に比べて高い、例えば1016〜1017〔atoms/cm3〕
程度に表面の不純物濃度が設定される。p- 型ウエル領
域2Mの接合深さは、p- 型ウエル領域2Mのp型不純
物の拡散がn- 型ウエル分離領域3iのn型不純物の存
在で抑制されるので、n- 型ウエル分離領域3iの接合
深さ又はp- 型ウエル領域2の拡散深さに比べて浅くな
り、例えば約2〔μm〕程度に設定される。また、p-
型ウエル領域2Mはn- 型ウエル分離領域3iの主面に
構成されるので、p- 型ウエル領域2Mの表面の不純物
濃度がn- 型ウエル分離領域3iのn型不純物の存在で
低下するが、図18に示すように、p- 型ウエル領域2
Mの表面の不純物濃度はn- 型ウエル分離領域3iの外
周囲に配置されたp- 型ウエル領域2の表面の不純物濃
度と同等に(又はそれに比べて高く)設定される。P of the main surface of the n--type well isolation region 3i
The -type well region 2M is higher than the impurity concentration of the p-type semiconductor substrate 1, for example, 10 16 to 10 17 [atoms / cm 3 ].
The impurity concentration on the surface is set to some extent. The junction depth of the p--type well region 2M is the n--type well isolation region because the diffusion of the p-type impurity in the p--type well region 2M is suppressed by the presence of the n-type impurity in the n--type well isolation region 3i. It is shallower than the junction depth of 3i or the diffusion depth of the p-type well region 2, and is set to about 2 [μm], for example. Also, p-
Since the type well region 2M is formed on the main surface of the n-type well isolation region 3i, the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2M decreases due to the presence of the n-type impurity in the n-type well isolation region 3i. , P--type well region 2 as shown in FIG.
The impurity concentration on the surface of M is set to be equal to (or higher than) the impurity concentration on the surface of the p--type well region 2 arranged around the outer periphery of the n--type well isolation region 3i.
【0116】前記n- 型ウエル分離領域3iの外周囲の
n- 型ウエル領域3は、n- 型ウエル分離領域3iの不
純物濃度に比べて高い、例えば1017〔atoms/cm3〕程
度に表面の不純物濃度が設定される。このn- 型ウエル
領域3の接合深さは前記n-型ウエル分離領域3iの接
合深さと同等の深さに設定される。The n-type well region 3 around the outer periphery of the n-type well isolation region 3i has a surface higher than the impurity concentration of the n-type well isolation region 3i, for example, about 10 17 [atoms / cm 3 ]. The impurity concentration of is set. The junction depth of the n-type well region 3 is set to the same depth as the junction depth of the n-type well isolation region 3i.
【0117】また、前記n- 型ウエル分離領域3iの外
周囲のp- 型ウエル領域2は、p-型半導体基板1の不
純物濃度に比べて高く、前述のp- 型ウエル領域2Mの
表面の不純物濃度と同等の表面の不純物濃度に設定され
る。このp- 型ウエル領域2の拡散深さは、同一導電型
であるp- 型半導体基板1の拡散速度に律則され(n型
不純物が存在しない領域に拡散され)るので、前述のp
- 型ウエル領域2Mの拡散深さに比べて深く、例えば約
4〜5〔μm〕程度に設定される。The p-type well region 2 around the n-type well isolation region 3i is higher than the impurity concentration of the p-type semiconductor substrate 1 and the surface of the p-type well region 2M. The surface impurity concentration is set to be equal to the impurity concentration. The diffusion depth of the p-type well region 2 is regulated by the diffusion rate of the p-type semiconductor substrate 1 having the same conductivity type (diffused into a region where n-type impurities do not exist).
The depth is set deeper than the diffusion depth of the -type well region 2M, for example, about 4 to 5 [μm].
【0118】前記メモリセルアレイMAYが配置された
(n- 型ウエル分離領域3iの主面の)p- 型ウエル領
域2Mの非活性領域の主面上には、図6、図7及び図8
に示すように、素子分離絶縁膜(フィールド酸化珪素
膜)4が構成される。また、前記p- 型ウエル領域2M
の非活性領域の主面部つまり素子分離絶縁膜4下にはp
型チャネルストッパ領域5が構成される。同様に、n-
型ウエル分離領域3iの外周囲のp- 型ウエル領域2の
非活性領域の主面には素子分離絶縁膜4及びp型チャネ
ルストッパ領域5が構成される(図16参照)。また、
n- 型ウエル領域3の非活性領域の主面には素子分離絶
縁膜4が構成される。n- 型ウエル領域3の非活性領域
の主面部は、p- 型ウエル領域2、2Mの夫々に比べて
反転領域が発生しにくく、素子分離が確実に行えるの
で、製造プロセスの工程数を削減する目的で、基本的に
n型チャネルストッパ領域は設けない。6, 7, and 8 are formed on the main surface of the inactive region of the p--type well region 2M (on the main surface of the n--type well isolation region 3i) in which the memory cell array MAY is arranged .
As shown in, the element isolation insulating film (field silicon oxide film) 4 is formed. Also, the p-type well region 2M
In the main surface portion of the non-active region, that is, under the element isolation insulating film 4, p
The mold channel stopper region 5 is formed. Similarly, n-
An element isolation insulating film 4 and a p-type channel stopper region 5 are formed on the main surface of the inactive region of the p-type well region 2 around the outer periphery of the type well isolation region 3i (see FIG. 16 ). Also,
An element isolation insulating film 4 is formed on the main surface of the inactive region of the n-type well region 3. Compared to the p-type well regions 2 and 2M, the inversion region is less likely to occur in the main surface portion of the inactive region of the n-type well region 3 and element isolation can be reliably performed, thus reducing the number of steps in the manufacturing process. For this purpose, basically no n-type channel stopper region is provided.
【0119】前記SRAMの1個のメモリセルMCはp
- 型ウエル領域2Mの活性領域の主面に構成される。活
性領域は素子分離絶縁膜4(特に素子分離絶縁膜4の端
部)及びp型チャネルストッパ領域5で周囲を囲まれ規
定された領域内に構成される。メモリセルMCのうち、
2個の駆動用MISFETQd1、Qd2の夫々は、図
6、図7、図8及び図9に示すように、素子分離絶縁膜
4で周囲を規定された領域内において、p- 型ウエル領
域2Mの主面に構成される。駆動用MISFETQd
1、Qd2の夫々は、主にp- 型ウエル領域2M、ゲー
ト絶縁膜6、ゲート電極7、ソース領域及びドレイン領
域を主体に構成される。One memory cell MC of the SRAM is p
-Configured on the main surface of the active region of the well region 2M. The active region is formed in a defined region surrounded by the element isolation insulating film 4 (particularly the end portion of the element isolation insulating film 4) and the p-type channel stopper region 5. Of the memory cells MC,
As shown in FIGS. 6, 7, 8 and 9 , each of the two driving MISFETs Qd1 and Qd2 has a p-type well region 2M in a region defined by the element isolation insulating film 4. Configured on the main surface. Driving MISFET Qd
Each of 1 and Qd2 mainly comprises a p-type well region 2M, a gate insulating film 6, a gate electrode 7, a source region and a drain region.
【0120】前記駆動用MISFETQd1、Qd2の
夫々は夫々のゲート長(Lg)方向を実質的に平行に設
定し、夫々のゲート長方向はX方向(又はワード線WL
の延在方向)に一致する。前記素子分離絶縁膜4(及び
p型チャネルストッパ領域5)は主にこの駆動用MIS
FETQd1、Qd2の夫々のゲート幅(Lw)を規定
する位置に構成される。The gate length (Lg) directions of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 are set to be substantially parallel to each other, and the gate length directions thereof are the X direction (or the word line WL).
(Extending direction) of. The element isolation insulating film 4 (and the p-type channel stopper region 5) is mainly formed in the driving MIS.
The FETs Qd1 and Qd2 are arranged at positions that define the respective gate widths (Lw).
【0121】前記p- 型ウエル領域2Mは駆動用MIS
FETQd1、Qd2の夫々のチャネル形成領域を構成
する。The p--type well region 2M is a driving MIS.
Each of the FETs Qd1 and Qd2 constitutes a channel forming region.
【0122】前記ゲート電極7は活性領域においてp-
型ウエル領域2Mのチャネル形成領域上にゲート絶縁膜
6を介して構成される。ゲート電極7の一端側は、少な
くとも製造プロセスにおけるマスク合せ余裕寸法に相当
する分、素子分離絶縁膜4上にY方向に突出する。駆動
用MISFETQd1のゲート電極7の他端側は素子分
離絶縁膜4上を通って駆動用MISFETQd2のドレ
イン領域上までY方向に延在する。同様に、駆動用MI
SFETQd2のゲート電極7の一端側は素子分離絶縁
膜4上に突出し、他端側は素子分離絶縁膜4上を通って
駆動用MISFETQd1のドレイン領域上までY方向
に延在する。The gate electrode 7 is p- in the active region.
The gate insulating film 6 is formed on the channel forming region of the mold well region 2M. One end side of the gate electrode 7 protrudes in the Y direction on the element isolation insulating film 4 by at least the amount corresponding to the mask alignment margin dimension in the manufacturing process. The other end of the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd1 extends in the Y direction through the element isolation insulating film 4 and onto the drain region of the driving MISFET Qd2. Similarly, drive MI
One end side of the gate electrode 7 of the SFET Qd2 projects on the element isolation insulating film 4, and the other end side extends in the Y direction through the element isolation insulating film 4 and onto the drain region of the driving MISFET Qd1.
【0123】ゲート電極7は、第1層目のゲート材形成
工程で形成され、例えば単層構造の多結晶珪素膜で形成
される。この多結晶珪素膜には抵抗値を低減するn型不
純物例えばP(又はAs)が導入される。単層構造で構
成されるゲート電極7は、その膜厚を薄膜化できるの
で、上層の導電層の下地となる層間絶縁膜の表面の平担
化を図れる。The gate electrode 7 is formed in the first-layer gate material forming step, and is formed of, for example, a polycrystalline silicon film having a single layer structure. An n-type impurity such as P (or As) that reduces the resistance value is introduced into this polycrystalline silicon film. Since the thickness of the gate electrode 7 having a single-layer structure can be reduced, the surface of the interlayer insulating film serving as the base of the upper conductive layer can be flattened.
【0124】ソース領域、ドレイン領域の夫々は夫々低
い不純物濃度のn型半導体領域10及びその主面部に設
けられた高い不純物濃度のn+ 型半導体領域11で構成
される。この不純物濃度が異なる2種類のn型半導体領
域10、n+ 型半導体領域11の夫々は、前記ゲート電
極7のゲート長方向の側部において、このゲート電極7
(後述するが、正確にはゲート電極7、サイドウォール
スペーサ9及びこのサイドウォールスペーサ9を被覆す
るマスク9T)に対して自己整合で形成される。つま
り、駆動用MISFETQd1、Qd2の夫々のソース
領域、ドレイン領域の夫々は所謂DDD構造で構成され
る。このDDD構造のソース領域、ドレイン領域の夫々
は、p- 型ウエル領域2Mの活性領域の主面部におい
て、図8に符号DDDを付けて示す一点鎖線で囲まれた
領域内に構成される。Each of the source region and the drain region is composed of an n type semiconductor region 10 having a low impurity concentration and an n + type semiconductor region 11 having a high impurity concentration provided on the main surface thereof. The two types of n-type semiconductor regions 10 and n + -type semiconductor regions 11 having different impurity concentrations are formed on the side of the gate electrode 7 in the gate length direction.
(To be precise, as will be described later, the gate electrode 7, the side wall spacers 9 and the mask 9T covering the side wall spacers 9 are formed in self alignment. That is, each of the source region and the drain region of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 has a so-called DDD structure. Each of the source region and the drain region of this DDD structure is formed in the region surrounded by the one-dot chain line shown by DDD in FIG. 8 in the main surface portion of the active region of the p-type well region 2M.
【0125】前記ソース領域、ドレイン領域の夫々はn
型半導体領域10が例えばn型不純物であるPで形成さ
れる。n+ 型半導体領域11は、前記Pに比べて拡散速
度が遅いn型不純物であるAsで形成する。製造プロセ
スにおいて、同一マスクを使用して同一製造工程で2種
類のn型不純物を導入した場合、n型半導体領域10、
n+ 型半導体領域11の夫々の拡散距離の差は2種類の
n型不純物の夫々の拡散速度差に律則される。DDD構
造を採用する駆動用MISFETQd1、Qd2の夫々
において、n+ 型半導体領域11とチャネル形成領域と
の間のn型半導体領域10のゲート長方向の実質的な寸
法は、n型半導体領域10の拡散距離からn+ 型半導体
領域11の拡散距離を差し引いた寸法に相当する。この
n型半導体領域10は、ゲート長方向の実質的な寸法が
後述するLDD構造の低い不純物濃度のn型半導体領域
(17)のゲート長方向の寸法に比べて小さく、しかも
LDD構造の低い不純物濃度のn型半導体領域(17)
に比べて不純物濃度が高い。つまり、駆動用MISFE
TQd1、Qd2の夫々は、ソース領域−ドレイン領域
間の電流経路において、n型半導体領域10に付加され
る寄生抵抗がLDD構造のn型半導体領域(17)に比
べて小さいので、後述するLDD構造を採用する転送用
MISFETQt1、Qt2の夫々に比べて駆動能力
(ドライバビリティ)を高くできる。Each of the source region and the drain region is n
The type semiconductor region 10 is formed of P which is an n-type impurity, for example. The n + type semiconductor region 11 is formed of As, which is an n type impurity having a slower diffusion rate than P. In the manufacturing process, when two types of n-type impurities are introduced in the same manufacturing process using the same mask, the n-type semiconductor region 10,
The difference in diffusion distance between the n + type semiconductor regions 11 is governed by the difference in diffusion rate between the two types of n type impurities. In each of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 adopting the DDD structure, the substantial dimension in the gate length direction of the n-type semiconductor region 10 between the n + -type semiconductor region 11 and the channel forming region is the same as that of the n-type semiconductor region 10. This corresponds to the dimension obtained by subtracting the diffusion distance of the n + type semiconductor region 11 from the diffusion distance. The n-type semiconductor region 10 has a substantial dimension in the gate length direction smaller than the dimension in the gate length direction of an n-type semiconductor region (17) having a low impurity concentration in the LDD structure, which will be described later, and further has a low LDD structure impurity. Concentration n-type semiconductor region (17)
The impurity concentration is higher than that of. In other words, drive MISFE
In each of TQd1 and Qd2, in the current path between the source region and the drain region, the parasitic resistance added to the n-type semiconductor region 10 is smaller than that of the n-type semiconductor region (17) of the LDD structure, so that the LDD structure described later is used. The drive capability can be made higher than that of each of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 adopting the.
【0126】前記ゲート電極7のゲート長方向の側壁に
はサイドウォールスペーサ9が構成される。サイドウォ
ールスペーサ9は、ゲート電極7に対して自己整合で形
成され、例えば酸化珪素膜等の絶縁膜で形成される。Sidewall spacers 9 are formed on the side walls of the gate electrode 7 in the gate length direction. The sidewall spacer 9 is formed in self-alignment with the gate electrode 7, and is formed of, for example, an insulating film such as a silicon oxide film.
【0127】前記ゲート電極7上部の上層の導電層(1
3)が配置された領域には、符号を付けないが、絶縁膜
が構成される。この絶縁膜は、下層のゲート電極7、上
層の導電層(13)の夫々を電気的に分離し、又ゲート
電極7の表面の酸化を防止することを主目的として形成
され、例えば酸化珪素膜で形成される。The conductive layer (1 above the gate electrode 7)
An insulating film is formed in the region where 3) is arranged, although no reference numeral is attached. This insulating film is formed mainly for the purpose of electrically separating the lower gate electrode 7 and the upper conductive layer (13) and preventing the surface of the gate electrode 7 from being oxidized. For example, a silicon oxide film. Is formed by.
【0128】前記メモリセルMCは図7、図8及び図9
に符号MCを付けて二点鎖線で囲まれた平面形状が長方
形状で規定される領域内において配置される。メモリセ
ルMCの一方の駆動用MISFETQd1の平面形状は
メモリセルMCの中心点CP(長方形状の対角線の交
点)に対する駆動用MISFETQd2の平面形状の点
対称で構成される。なお、前記中心点CPは、説明の便
宜上、仮想的に作図した点であり、SRAMのメモリセ
ルMCに実際にパターンとして形成された点ではない。The memory cell MC is shown in FIG . 7 , FIG. 8 and FIG.
Is arranged in a region defined by a rectangular shape in a plan view surrounded by a chain double-dashed line with a reference numeral MC. The planar shape of one driving MISFET Qd1 of the memory cell MC is configured to be point-symmetric with respect to the central point CP (intersection point of the rectangular diagonal) of the memory cell MC with respect to the planar shape of the driving MISFET Qd2. The center point CP is a point that is virtually drawn for convenience of description, and is not a point that is actually formed as a pattern in the memory cell MC of the SRAM.
【0129】図7、図8及び図9に示すように、メモリ
セルアレイMAY又はサブメモリセルアレイSMAYに
おいて、メモリセルMCの駆動用MISFETQd1、
Qd2の夫々の平面形状は、この駆動用MISFETQ
dのゲート長方向と一致するX方向に隣接する他のメモ
リセルMCとの間のX1−X3軸又はX2−X4軸に対
する、前記他のメモリセルMCの駆動用MISFETQ
d1、Qd2の夫々の平面形状の線対称で構成される。
同様に、メモリセルMCの駆動用MISFETQd1、
Qd2の夫々の平面形状は、この駆動用MISFETQ
dのゲート幅方向と一致するY方向に隣接する他のメモ
リセルMCとの間のX1−X2軸又はX3−X4軸に対
する、前記他のメモリセルMCの駆動用MISFETQ
d1、Qd2の夫々の平面形状の線対称で構成される。
つまり、メモリセルMCの駆動用MISFETQdはX
方向、Y方向の夫々においてメモリセルMCの配列のメ
モリセルMC毎に線対称の形状で構成される。As shown in FIGS . 7 , 8 and 9 , in the memory cell array MAY or the sub-memory cell array SMAY, the driving MISFET Qd1 of the memory cell MC,
The planar shape of each Qd2 is the driving MISFETQ.
MISFETQ for driving the other memory cell MC with respect to the X1-X3 axis or the X2-X4 axis between the other memory cell MC adjacent in the X direction that matches the gate length direction of d.
The plane shapes of d1 and Qd2 are line-symmetrical.
Similarly, the driving MISFET Qd1 of the memory cell MC,
The planar shape of each Qd2 is the driving MISFETQ.
MISFETQ for driving the other memory cell MC with respect to the X1-X2 axis or the X3-X4 axis between the other memory cell MC adjacent in the Y direction that matches the gate width direction of d.
The plane shapes of d1 and Qd2 are line-symmetrical.
That is, the driving MISFET Qd of the memory cell MC is X
The memory cells MC in the memory cell MC array are formed in line symmetry in the Y direction and the Y direction.
【0130】X方向に配列されたメモリセルMCの駆動
用MISFETQdのうち、隣接するメモリセルMCの
駆動用MISFETQdの夫々の互いに向い合うソース
領域同士は一体に構成される(図12参照)。つまり、
隣接する一方のメモリセルMCの駆動用MISFETQ
dのソース領域で他方のメモリセルMCの駆動用MIS
FETQdのソース領域を構成し、駆動用MISFET
Qdのソース領域の占有面積を縮小する。また、一方の
メモリセルMCの駆動用MISFETQdのソース領域
とそれと向い合う他方のメモリセルMCの駆動用MIS
FETQdのソース領域との間には素子分離絶縁膜4
(及びp型チャネルストッパ領域5)を介在しないの
で、この素子分離絶縁膜4に相当する分、メモリセルM
Cの占有面積を縮小できる。Of the driving MISFETs Qd of the memory cells MC arranged in the X direction, the mutually facing source regions of the driving MISFETs Qd of the adjacent memory cells MCs are integrally formed (see FIG. 12 ). That is,
Driving MISFETQ of one adjacent memory cell MC
MIS for driving the other memory cell MC in the source region of d
MISFET for driving, which constitutes the source region of FET Qd
The area occupied by the source region of Qd is reduced. In addition, the source region of the driving MISFET Qd of one memory cell MC and the driving MIS of the other memory cell MC facing the source region.
An element isolation insulating film 4 is provided between the FET Qd and the source region.
(And the p-type channel stopper region 5) is not interposed, the memory cell M corresponding to the element isolation insulating film 4 is provided.
The area occupied by C can be reduced.
【0131】前記メモリセルMCの2個の転送用MIS
FETQt1、Qt2の夫々は、図6、図7、図8及び
図9に示すように、素子分離絶縁膜4で周囲を規定され
た領域内において、p- 型ウエル領域2Mの主面に構成
される。転送用MISFETQt1、Qt2の夫々は、
主にp- 型ウエル領域2M、ゲート絶縁膜12、ゲート
電極13、ソース領域及びドレイン領域を主体に構成さ
れる。Two transfer MISs of the memory cell MC
Each of the FETs Qt1 and Qt2 is shown in FIG. 6, FIG. 7 , FIG.
As shown in FIG. 9 , in the region defined by the element isolation insulating film 4, the main surface of the p--type well region 2M is formed. Each of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 is
The p-type well region 2M, the gate insulating film 12, the gate electrode 13, the source region and the drain region are mainly constituted.
【0132】前記転送用MISFETQt1、Qt2の
夫々は夫々のゲート長(Lg)方向を実質的に平行に設
定し、夫々のゲート長方向はY方向(又は相補性データ
線DLの延在方向)に一致する。すなわち、転送用MI
SFETQt1、Qt2の夫々のゲート長方向と駆動用
MISFETQd1、Qd2のゲート長方向とはほぼ直
角に交差する。前記素子分離絶縁膜4(及びp型チャネ
ルストッパ領域5)は主にこの転送用MISFETQt
1、Qt2の夫々のゲート幅(Lw)を規定する位置に
構成される。The respective gate length (Lg) directions of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 are set substantially parallel to each other, and the respective gate length directions are set in the Y direction (or the extending direction of the complementary data line DL). Match. That is, the transfer MI
The gate length direction of each of the SFETs Qt1 and Qt2 and the gate length direction of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 intersect at a substantially right angle. The element isolation insulating film 4 (and the p-type channel stopper region 5) is mainly formed by the transfer MISFET Qt.
The gate widths (Lw) of 1 and Qt2 are defined.
【0133】前記p- 型ウエル領域2Mは転送用MIS
FETQt1、Qt2の夫々のチャネル形成領域を構成
する。The p--type well region 2M is a transfer MIS.
The respective channel forming regions of the FETs Qt1 and Qt2 are formed.
【0134】前記ゲート電極13は活性領域においてp
- 型ウエル領域2Mのチャネル形成領域上にゲート絶縁
膜12を介して構成される。ゲート電極13は、第2層
目のゲート材形成工程で形成され、例えば多結晶珪素膜
13A、多結晶珪素膜13B及び高融点金属珪化膜13
Cの夫々を順次積層した3層の積層構造(所謂ポリサイ
ド構造)で構成される。下層の多結晶珪素膜13Aには
抵抗値を低減するn型不純物例えばP(又はAs)が導
入される。中間層の多結晶珪素膜13Bには抵抗値を低
減するn型不純物例えばP(又はAs)が導入される。
上層の高融点金属珪化膜13Cは例えばWSix(xは
例えば2)で形成される。このゲート電極13は、上層
の高融点金属珪化膜13Cの比抵抗値が下層の多結晶珪
素膜13A、中間層の多結晶珪素膜13Bの夫々に比べ
て小さいので、信号伝達速度の高速化を図れる。また、
ゲート電極13は、多結晶珪素膜13A、多結晶珪素膜
13B及び高融点金属珪化膜13Cの積層構造で構成さ
れ、合計の断面々積を増加し、抵抗値を低減できるの
で、信号伝達速度の高速化をより一層図れる。なお、前
記ゲート電極13の上層の高融点金属珪化膜13Cは前
記WSixの他にMoSix、TiSix又はTaSi
xを使用してもよい。The gate electrode 13 is p in the active region.
The gate insulating film 12 is formed on the channel forming region of the -type well region 2M. The gate electrode 13 is formed in the second layer gate material forming step, and for example, the polycrystalline silicon film 13A, the polycrystalline silicon film 13B, and the refractory metal silicide film 13 are formed.
Each of the Cs is sequentially laminated to form a three-layer laminated structure (so-called polycide structure). An n-type impurity such as P (or As) that reduces the resistance value is introduced into the lower polycrystalline silicon film 13A. An n-type impurity such as P (or As) that reduces the resistance value is introduced into the polycrystalline silicon film 13B of the intermediate layer.
The upper refractory metal silicide film 13C is formed of, for example, WSix (x is 2). In this gate electrode 13, the specific resistance value of the upper refractory metal silicide film 13C is smaller than that of each of the lower polycrystalline silicon film 13A and the intermediate polycrystalline silicon film 13B, so that the signal transmission speed can be increased. Can be achieved. Also,
The gate electrode 13 has a laminated structure of a polycrystalline silicon film 13A, a polycrystalline silicon film 13B, and a refractory metal silicide film 13C, and can increase the total cross-sectional area and the resistance value. Higher speed can be achieved. The refractory metal silicide film 13C, which is the upper layer of the gate electrode 13, is formed of MoSix, TiSix, or TaSi in addition to the WSix.
x may be used.
【0135】前記ゲート電極13のゲート幅寸法は、図
8に示すように、前記駆動用MISFETQdのゲート
電極7のゲート幅寸法に比べて小さく構成される。すな
わち、転送用MISFETQtは駆動用MISFETQ
dに比べて駆動能力を小さく構成し、メモリセルMCの
βレシオを稼ぐことができるので、メモリセルMCは情
報蓄積ノードに記憶された情報を安定に保持できる。The gate width dimension of the gate electrode 13 is as shown in FIG.
As shown in FIG. 8 , the gate width of the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd is smaller than that of the gate electrode 7. That is, the transfer MISFETQt is the drive MISFETQt.
Since the drivability is smaller than that of d and the β ratio of the memory cell MC can be increased, the memory cell MC can stably hold the information stored in the information storage node.
【0136】前記ソース領域、ドレイン領域の夫々は、
図6に示すように、高い不純物濃度のn+ 型半導体領域
18及びそれとチャネル形成領域との間に設けられた低
い不純物濃度のn型半導体領域17を主体に構成され
る。この不純物濃度が異なる2種類のうち、n型半導体
領域17はゲート電極13のゲート長方向の側部におい
てこのゲート電極13に対して自己整合で形成される。
n型半導体領域17は、チャネル形成領域とのpn接合
部において不純物濃度勾配が緩くなる、n型不純物例え
ばPで形成される。n+ 型半導体領域18はゲート電極
13のゲート長方向の側部においてサイドウォールスペ
ーサ16に対して(実際には、前述の駆動用MISFE
TQdと同様に、サイドウォールスペーサ16を被覆す
るマスクに対して)自己整合で形成される。n+ 型半導
体領域18は、p- 型ウエル領域2Mとの接合部の深さ
(接合深さ)を浅くできるn型不純物例えばAsで形成
される。つまり、転送用MISFETQt1、Qt2の
夫々はLDD構造で構成される。このLDD構造を採用
する転送用MISFETQt1、Qt2の夫々は、ドレ
イン領域の近傍において電界強度を緩和できるので、ホ
ットキャリアの発生量を低減し、経時的なしきい値電圧
の変動を低減できる。Each of the source region and the drain region is
As shown in FIG. 6, the n + type semiconductor region 18 having a high impurity concentration and the n type semiconductor region 17 having a low impurity concentration provided between the n + type semiconductor region 18 and the channel forming region are mainly configured. Of the two types having different impurity concentrations, the n-type semiconductor region 17 is formed on the side portion of the gate electrode 13 in the gate length direction in self-alignment with the gate electrode 13.
The n-type semiconductor region 17 is formed of an n-type impurity, such as P, whose impurity concentration gradient is gentle at the pn junction with the channel formation region. The n + type semiconductor region 18 is formed on the side portion of the gate electrode 13 in the gate length direction with respect to the sidewall spacer 16 (actually, the driving MISFE described above is used.
Like TQd, it is self-aligned (to the mask that covers the sidewall spacers 16). The n + type semiconductor region 18 is formed of an n type impurity such as As that can make the depth of the junction with the p − type well region 2M (junction depth) shallow. That is, each of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 has an LDD structure. Since each of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 adopting this LDD structure can relax the electric field strength in the vicinity of the drain region, it is possible to reduce the amount of hot carriers generated and to reduce the change in the threshold voltage over time.
【0137】前記サイドウォールスペーサ16はゲート
電極13の側壁にそれに対して自己整合で形成される。
サイドウォールスペーサ16は例えば酸化珪素膜等の絶
縁膜で形成される。The sidewall spacers 16 are formed on the sidewalls of the gate electrode 13 in a self-aligned manner.
The sidewall spacers 16 are formed of an insulating film such as a silicon oxide film.
【0138】前記ゲート電極13上部には絶縁膜15が
構成される。絶縁膜15は、主に下層のゲート電極1
3、上層の導電層(23)の夫々を電気的に分離し、例
えば酸化珪素膜で形成される。この絶縁膜15は、前記
ゲート電極7の上部に設けられた絶縁膜に比べて厚い膜
厚で形成される。An insulating film 15 is formed on the gate electrode 13. The insulating film 15 is mainly the lower layer gate electrode 1
3. The upper conductive layer (23) is electrically separated from each other and is formed of, for example, a silicon oxide film. The insulating film 15 is formed to have a larger film thickness than the insulating film provided on the gate electrode 7.
【0139】前記図8に示すように、転送用MISFE
TQt1の一方のソース領域又はドレイン領域は、駆動
用MISFETQd1のドレイン領域に一体に構成され
る。転送用MISFETQt1、駆動用MISFETQ
d1の夫々は夫々のゲート長方向(又はゲート幅方向)
を交差させているので、一体に構成された部分を中心
に、駆動用MISFETQd1の活性領域はX方向(ゲ
ート長方向と一致する方向)に向って、転送用MISF
ETQt1の活性領域はY方向(ゲート長方向と一致す
る方向)に向って夫々形成される。すなわち、転送用M
ISFETQt1、駆動用MISFETQd1の夫々の
活性領域は平面形状がほぼL字形状で構成される。同様
に、前記転送用MISFETQt2の一方のソース領域
又はドレイン領域は、駆動用MISFETQd2のドレ
イン領域に一体に構成される。すなわち、転送用MIS
FETQt2、駆動用MISFETQd2の夫々の活性
領域は平面形状がほぼL字形状で構成される。素子分離
絶縁膜4(及びp型チャネルストッパ領域5)は、一体
に構成された転送用MISFETQt及び駆動用MIS
FETQdの外周囲つまり前述のL字形状の活性領域の
周囲に沿ってこの領域を規定する位置に構成される。As shown in FIG. 8 , the transfer MISFE is used.
One source region or drain region of TQt1 is formed integrally with the drain region of the driving MISFET Qd1. Transfer MISFETQt1, drive MISFETQ
Each of d1 is in each gate length direction (or gate width direction)
, The active region of the driving MISFET Qd1 is oriented in the X direction (direction coinciding with the gate length direction), and the transfer MISF is centered around the integrally formed portion.
The active regions of the ETQt1 are formed in the Y direction (direction matching the gate length direction). That is, transfer M
Each of the active regions of the ISFET Qt1 and the driving MISFET Qd1 is formed in a substantially L shape in plan view. Similarly, one source region or drain region of the transfer MISFET Qt2 is integrally formed with the drain region of the drive MISFET Qd2. That is, the transfer MIS
Each of the active regions of the FET Qt2 and the driving MISFET Qd2 is configured to have a substantially L-shaped planar shape. The element isolation insulating film 4 (and the p-type channel stopper region 5) includes the transfer MISFET Qt and the driving MIS that are integrally formed.
The FET Qd is formed at a position that defines this region along the outer periphery thereof, that is, the periphery of the above-mentioned L-shaped active region.
【0140】前記転送用MISFETQt1、Qt2の
夫々の平面形状は、メモリセルMC内において、前記駆
動用MISFETQd1、Qd2の夫々の関係と同様
に、中心点CPに対して点対称で構成される。すなわ
ち、図8に示すように、メモリセルMCは、転送用MI
SFETQt1及びそれに一体化された駆動用MISF
ETQd1、転送用MISFETQt2及びそれに一体
化された駆動用MISFETQd2の夫々が中心点CP
に対して点対称で構成される(メモリセル内点対称形
状)。メモリセルMCは、転送用MISFETQt1及
び駆動用MISFETQd1、転送用MISFETQt
2及び駆動用MISFETQd2の夫々の平面形状が、
アンバランスな形状でなく、同一形状で構成される。メ
モリセルMCは、転送用MISFETQt1、Qt2の
夫々の間に駆動用MISFETQd1及びQd2を配置
し、この駆動用MISFETQd1、Qd2の夫々を向
い合せて配置する。つまり、メモリセルMCの転送用M
ISFETQt1及び駆動用MISFETQd1、転送
用MISFETQt2及び駆動用MISFETQd2の
夫々は、駆動用MISFETQd1、Qd2の夫々の間
に配置される素子分離絶縁膜4及びp型チャネルストッ
パ領域5のみで分離され、この素子分離絶縁膜4の幅寸
法のみで離隔寸法が律則される。The plane shapes of the transfer MISFETs Qt1 and Qt2 are point-symmetrical with respect to the center point CP in the memory cell MC, similar to the relationship between the drive MISFETs Qd1 and Qd2. That is, as shown in FIG. 8 , the memory cell MC has a transfer MI.
SFET Qt1 and driving MISF integrated therewith
Each of the ETQd1, the transfer MISFETQt2, and the drive MISFETQd2 integrated with the ETQd1 is the center point CP.
It is configured with point symmetry with respect to (point-symmetrical shape in memory cell). The memory cell MC includes a transfer MISFET Qt1, a drive MISFET Qd1, and a transfer MISFET Qt.
2 and the driving MISFET Qd2 have plane shapes,
Not the unbalanced shape but the same shape. In the memory cell MC, the driving MISFETs Qd1 and Qd2 are arranged between the transfer MISFETs Qt1 and Qt2, and the driving MISFETs Qd1 and Qd2 are arranged to face each other. That is, the transfer M of the memory cell MC
The ISFET Qt1, the driving MISFET Qd1, the transfer MISFET Qt2, and the driving MISFET Qd2 are separated only by the element isolation insulating film 4 and the p-type channel stopper region 5 which are arranged between the driving MISFETs Qd1 and Qd2, respectively. The spacing dimension is limited only by the width dimension of the insulating film 4.
【0141】図7、図8及び図9に示すように、メモリ
セルアレイMAY又はサブメモリセルアレイSMAYに
おいて、メモリセルMCの転送用MISFETQt1、
Qt2の夫々の平面形状は、この転送用MISFETQ
tのゲート長方向と一致するY方向に隣接する他のメモ
リセルMCとの間のX1−X2軸又はX3−X4軸に対
する、前記他のメモリセルMCの転送用MISFETQ
t1、Qt2の夫々の平面形状の線対称で構成される。
同様に、メモリセルMCの転送用MISFETQt1、
Qt2の夫々の平面形状は、この転送用MISFETQ
tのゲート幅方向と一致するX方向に隣接する他のメモ
リセルMCとの間のX1−X3軸又はX2−X4軸に対
する、前記他のメモリセルMCの転送用MISFETQ
t1、Qt2の夫々の平面形状の線対称で構成される。
つまり、メモリセルMCの転送用MISFETQtはX
方向、Y方向の夫々においてメモリセルMCの配列のメ
モリセルMC毎に線対称の形状で構成される。As shown in FIGS . 7 , 8 and 9 , in the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMAY, the transfer MISFETQt1 of the memory cell MC,
The plane shape of each Qt2 is the transfer MISFETQ.
The transfer MISFETQ of the other memory cell MC with respect to the X1-X2 axis or the X3-X4 axis between the other memory cell MC adjacent in the Y direction that coincides with the gate length direction of t.
The plane shapes of t1 and Qt2 are line-symmetrical.
Similarly, the transfer MISFET Qt1 of the memory cell MC,
The plane shape of each Qt2 is the transfer MISFETQ.
The transfer MISFETQ of the other memory cell MC with respect to the X1-X3 axis or the X2-X4 axis between another memory cell MC adjacent in the X direction that matches the gate width direction of t.
The plane shapes of t1 and Qt2 are line-symmetrical.
That is, the transfer MISFET Qt of the memory cell MC is X
The memory cells MC in the memory cell MC array are formed in line symmetry in the Y direction and the Y direction.
【0142】Y方向に配列されたメモリセルMCの転送
用MISFETQtのうち、隣接するメモリセルMCの
転送用MISFETQtの夫々の互いに向い合う他方の
ドレイン領域又はソース領域同士は一体に構成される
(図12参照)。つまり、隣接する一方のメモリセルM
Cの転送用MISFETQtの他方のドレイン領域又は
ソース領域で他方のメモリセルMCの転送用MISFE
TQtの他方のドレイン領域又はソース領域を構成し、
転送用MISFETQtの他方のドレイン領域又はソー
ス領域の占有面積が縮小できる。また、一方のメモリセ
ルMCの転送用MISFETQtの他方のドレイン領域
又はソース領域とそれと向い合う他方のメモリセルMC
の転送用MISFETQtの他方のドレイン領域又はソ
ース領域との間には素子分離絶縁膜4を介在しないの
で、この素子分離絶縁膜4に相当する分、メモリセルM
Cの占有面積が縮小できる。Of the transfer MISFETs Qt of the memory cells MC arranged in the Y direction, the other drain or source regions of the transfer MISFETs Qt of the adjacent memory cells MC facing each other are integrally formed (see FIG. 12 ). That is, one of the adjacent memory cells M
C transfer MISFET Qt has the other drain region or source region at the other memory cell MC transfer MISFE
Constitutes the other drain region or source region of TQt,
The area occupied by the other drain region or source region of the transfer MISFET Qt can be reduced. Further, the other drain region or source region of the transfer MISFET Qt of one memory cell MC and the other memory cell MC facing the other drain region or source region.
Since the element isolation insulating film 4 is not interposed between the other drain region or source region of the transfer MISFET Qt, the memory cell M corresponding to the element isolation insulating film 4 is provided.
The area occupied by C can be reduced.
【0143】前記メモリセルMCの転送用MISFET
Qt1、Qt2の夫々のゲート電極13は、前記図7、
図8及び図9に示すように、そのゲート幅方向と一致す
るX方向において、ワード線(WL)13に接続され
る。ワード線13は、ゲート電極13と一体に構成さ
れ、同一導電層で構成される。メモリセルMCのうち、
転送用MISFETQt1のゲート電極13には第1ワ
ード線(WL1)13が接続され、第1ワード線13は
素子分離絶縁膜4上をX方向に実質的に直線で延在す
る。転送用MISFETQt2のゲート電極13には第
2ワード線(WL2)13が接続され、第2ワード線1
3はX方向に実質的に直線で延在する。つまり、1個の
メモリセルMCには、互いに離隔し、かつ同一X方向に
平行に延在する2本の第1ワード線13及び第2ワード
線13が配置される。メモリセルアレイMAYにおい
て、前記第1ワード線13及び第2ワード線13の平面
形状は、前述のX1−X3軸、X2−X4軸の夫々に対
して、X方向に線対称で構成される。また、第1ワード
線13及び第2ワード線13の平面形状は、X1−X2
軸、X3−X4軸の夫々に対して、Y方向に線対称で構
成される。MISFET for transfer of the memory cell MC
Qt1, the gate electrode 13 of each of Qt2, the 7,
As shown in FIGS. 8 and 9 , it is connected to the word line (WL) 13 in the X direction that matches the gate width direction. The word line 13 is formed integrally with the gate electrode 13 and is formed of the same conductive layer. Of the memory cells MC,
The first word line (WL1) 13 is connected to the gate electrode 13 of the transfer MISFET Qt1, and the first word line 13 extends on the element isolation insulating film 4 in a substantially straight line in the X direction. The second word line (WL2) 13 is connected to the gate electrode 13 of the transfer MISFET Qt2, and the second word line 1
3 extends substantially linearly in the X direction. That is, in one memory cell MC, two first word lines 13 and two second word lines 13 that are separated from each other and extend in parallel in the same X direction are arranged. In the memory cell array MAY, the planar shapes of the first word line 13 and the second word line 13 are line-symmetric in the X direction with respect to the X1-X3 axis and the X2-X4 axis described above. The planar shape of the first word line 13 and the second word line 13 is X1-X2.
The axis and the X3-X4 axis are line-symmetrical in the Y direction.
【0144】前記第1ワード線(WL1)13は、図6
及び図8に示すように、メモリセルMCの駆動用MIS
FETQd1のゲート電極7のゲート幅方向と一致する
方向において素子分離絶縁膜4上に突出する部分と交差
する。同様に、第2ワード線(WL2)は、駆動用MI
SFETQd2のゲート電極7のゲート幅方向と一致す
る方向において素子分離絶縁膜4上に突出する部分と交
差する。The first word line (WL1) 13 is shown in FIG.
And as shown in FIG. 8 , the MIS for driving the memory cell MC
The gate electrode 7 of the FET Qd1 intersects with a portion protruding above the element isolation insulating film 4 in a direction corresponding to the gate width direction of the gate electrode 7. Similarly, the second word line (WL2) is connected to the drive MI.
The gate electrode 7 of the SFET Qd2 intersects with a portion protruding above the element isolation insulating film 4 in a direction coinciding with the gate width direction of the gate electrode 7.
【0145】また、前記メモリセルMCに配置された第
1ワード線(WL1)13、第2ワード線(WL2)1
3の夫々の間には基準電圧線(ソース線:Vss)13が
配置される。基準電圧線13は、メモリセルMCにおい
て1本配置され、メモリセルMCの駆動用MISFET
Qd1及びQd2に共通のソース線として構成される。
基準電圧線13は、前記ワード線13と同一導電層で構
成され、このワード線13と離隔し、かつ素子分離絶縁
膜4上をX方向に実質的に直線で延在する。メモリセル
アレイMAY又はサブメモリセルアレイSMAYにおい
て、基準電圧線13の平面形状は、X1−X3軸、X2
−X4軸の夫々に対して、X方向に線対称で構成され
る。また、基準電圧線13の平面形状は、X1−X2
軸、X3−X4軸の夫々に対して、Y方向に線対称で構
成される。Also, the first word line (WL1) 13 and the second word line (WL2) 1 arranged in the memory cell MC.
A reference voltage line (source line: Vss) 13 is arranged between each of the three. One reference voltage line 13 is arranged in the memory cell MC, and the driving MISFET of the memory cell MC.
It is configured as a common source line for Qd1 and Qd2.
The reference voltage line 13 is formed of the same conductive layer as the word line 13, is separated from the word line 13, and extends on the element isolation insulating film 4 in a substantially straight line in the X direction. In the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY, the planar shape of the reference voltage line 13 is X1-X3 axis, X2
It is configured to be line-symmetric in the X direction with respect to each of the −X4 axes. The planar shape of the reference voltage line 13 is X1-X2.
The axis and the X3-X4 axis are line-symmetrical in the Y direction.
【0146】前記基準電圧線13は、図6及び図8に示
すように、メモリセルMCの駆動用MISFETQd
1、Qd2の夫々の間の素子分離絶縁膜4上において、
この駆動用MISFETQd1、Qd2の夫々のゲート
電極7のゲート幅方向と一致する方向に突出する部分と
交差する。The reference voltage line 13 is, as shown in FIGS. 6 and 8 , a driving MISFET Qd for the memory cell MC.
On the element isolation insulating film 4 between 1 and Qd2,
Each of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 intersects with a portion of the gate electrode 7 protruding in a direction coinciding with the gate width direction.
【0147】前記基準電圧線13は、図6、図7及び図
8に示すように、駆動用MISFETQd1、Qd2の
夫々のソース領域(n+ 型半導体領域11)に接続され
る。基準電圧線13は、特に、図8に示すように、駆動
用MISFETQdのソース領域上に転送用MISFE
TQtのゲート絶縁膜12を形成する工程と同一工程で
形成される絶縁膜12に形成された接続孔14を通して
接続される。基準電圧線13は前述のように3層の積層
構造で構成され、前記接続孔14は基準電圧線13の下
層の多結晶珪素膜13Aを形成した後にこの多結晶珪素
膜13Aにも形成される。つまり、基準電圧線13は、
前記下層の多結晶珪素膜13A及びその下層の絶縁膜1
2に形成された接続孔14を通して、中間層の多結晶珪
素膜13Bを直接ソース領域に接続し、この中間層の多
結晶珪素膜13Bを通して上層の高融点金属珪化膜13
Cがソース領域に接続される。The reference voltage line 13 is shown in FIG. 6, FIG. 7 and FIG.
8 , the driving MISFETs Qd1 and Qd2 are connected to the respective source regions (n + type semiconductor regions 11). The reference voltage line 13, in particular, as shown in FIG.
Connection is made through a connection hole 14 formed in the insulating film 12 formed in the same step as the step of forming the gate insulating film 12 of TQt. The reference voltage line 13 has a laminated structure of three layers as described above, and the connection hole 14 is formed in the polycrystalline silicon film 13A after forming the polycrystalline silicon film 13A in the lower layer of the reference voltage line 13. . That is, the reference voltage line 13 is
The lower polycrystalline silicon film 13A and the lower insulating film 1
The polycrystalline silicon film 13B of the intermediate layer is directly connected to the source region through the connection hole 14 formed in No. 2, and the refractory metal silicide film 13 of the upper layer is connected through the polycrystalline silicon film 13B of the intermediate layer.
C is connected to the source region.
【0148】この基準電圧線13の駆動用MISFET
Qdのソース領域への接続構造は、後に製造プロセスの
説明において形成工程の順序は説明するが、下層の多結
晶珪素膜13Aを形成した後に、この下層の多結晶珪素
膜13A及び絶縁膜12に接続孔14を形成するので、
フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を行う際
に、転送用MISFETQtのゲート絶縁膜12の表面
を下層の多結晶珪素膜13Aで保護できる。つまり、転
送用MISFETQtのゲート絶縁膜12の膜質の劣化
が防止できるので、ゲート絶縁膜12の絶縁耐圧を向上
できる。MISFET for driving this reference voltage line 13
The connection structure of Qd to the source region will be described later in the description of the manufacturing process, and the order of the forming steps will be described later. Since the connection hole 14 is formed,
When performing the photolithography technique and the etching technique, the surface of the gate insulating film 12 of the transfer MISFET Qt can be protected by the lower polycrystalline silicon film 13A. That is, since the film quality of the gate insulating film 12 of the transfer MISFET Qt can be prevented from being deteriorated, the withstand voltage of the gate insulating film 12 can be improved.
【0149】また、基準電圧線13の駆動用MISFE
TQdのソース領域への接続構造は、前記ソース領域と
上層の高融点金属珪化膜13Cとの直接の接続を廃止
し、両者間に中間層の多結晶珪素膜13Bを介在したの
で、ソース領域と基準電圧線13との接触抵抗値を低減
できる。基準電圧線13の中間層の多結晶珪素膜13B
は、この接触抵抗値を低減する目的で、下層の多結晶珪
素膜13Aに比べて抵抗値を低減する不純物が多く導入
される。逆に、基準電圧線13の下層の多結晶珪素膜1
3Aは、転送用MISFETQtのゲート絶縁膜12の
絶縁耐圧を向上する目的で、中間層の多結晶珪素膜13
Bに比べて抵抗値を低減する不純物が少なく導入され
る。Further, the driving MISFE of the reference voltage line 13
The connection structure of TQd to the source region is such that the direct connection between the source region and the refractory metal silicide film 13C in the upper layer is abolished, and the polycrystalline silicon film 13B in the intermediate layer is interposed between the source region and the source region. The contact resistance value with the reference voltage line 13 can be reduced. Polycrystalline silicon film 13B as an intermediate layer of the reference voltage line 13
For the purpose of reducing the contact resistance value, a large amount of impurities for reducing the resistance value are introduced as compared with the lower polycrystalline silicon film 13A. On the contrary, the polycrystalline silicon film 1 under the reference voltage line 13
3A is an intermediate polycrystalline silicon film 13 for the purpose of improving the withstand voltage of the gate insulating film 12 of the transfer MISFET Qt.
Compared to B, less impurities that reduce the resistance value are introduced.
【0150】前記メモリセルMCに配置された容量素子
Cは、図6、図7及び図9に示すように、主に第1電極
7、誘電体膜21、第2電極23の夫々を順次積層して
構成される。つまり、容量素子Cはスタックド(積層)
構造で構成される。メモリセルMCには主に2個の容量
素子Cが配置され、この2個の容量素子Cはメモリセル
MCの情報蓄積ノード間に並列に接続され配置される。As shown in FIGS. 6, 7 and 9 , the capacitive element C arranged in the memory cell MC mainly comprises a first electrode 7, a dielectric film 21, and a second electrode 23, which are sequentially laminated. Configured. That is, the capacitive element C is stacked.
Composed of structure. Two capacitance elements C are mainly arranged in the memory cell MC, and these two capacitance elements C are connected and arranged in parallel between the information storage nodes of the memory cell MC.
【0151】前記容量素子Cの第1電極7は駆動用MI
SFETQdのゲート電極(第1層目のゲート材形成工
程で形成された多結晶珪素膜)の一部で構成される。つ
まり、メモリセルMCの一方の駆動用MISFETQd
1のゲート電極7は2個のうちの一方の容量素子Cの第
1電極7を構成する。他方の駆動用MISFETQd2
のゲート電極7は他方の容量素子Cの第1電極7を構成
する。The first electrode 7 of the capacitive element C is a driving MI.
It is composed of a part of the gate electrode of the SFET Qd (polycrystalline silicon film formed in the first layer gate material forming step). That is, one driving MISFET Qd of the memory cell MC
The one gate electrode 7 constitutes the first electrode 7 of one of the two capacitive elements C. The other driving MISFET Qd2
Of the gate electrode 7 constitutes the first electrode 7 of the other capacitive element C.
【0152】誘電体膜21は前記第1電極(ゲート電
極)7上に構成される。誘電体膜21は、第1電極7以
外の領域にも構成されるが、第1電極7上において、第
1ワード線(WL1)13、基準電圧線13の夫々で規
定される領域、及び第2ワード線(WL2)13、基準
電圧線13の夫々で規定される領域が容量素子Cの実質
的な誘電体膜21として使用される。この誘電体膜21
は例えば酸化珪素膜で形成される。The dielectric film 21 is formed on the first electrode (gate electrode) 7. The dielectric film 21 is formed in a region other than the first electrode 7, but on the first electrode 7, a region defined by each of the first word line (WL1) 13 and the reference voltage line 13, and A region defined by each of the two word lines (WL2) 13 and the reference voltage line 13 is used as a substantial dielectric film 21 of the capacitive element C. This dielectric film 21
Is formed of, for example, a silicon oxide film.
【0153】第2電極23は前記第1電極7上に誘電体
膜21を介して構成される。第2電極23は前記誘電体
膜21とほぼ同様にワード線(WL)13、基準電圧線
13の夫々で規定される領域が容量素子Cの実質的な第
2電極23として使用される。第2電極23は、第3層
目のゲート材形成工程で形成され、例えば単層の多結晶
珪素膜で形成される。この多結晶珪素膜には抵抗値を低
減するn型不純物例えばP(又はAs)が導入される。The second electrode 23 is formed on the first electrode 7 with the dielectric film 21 interposed therebetween. Similar to the dielectric film 21, the second electrode 23 has a region defined by each of the word line (WL) 13 and the reference voltage line 13, which is used as a substantial second electrode 23 of the capacitive element C. The second electrode 23 is formed in the third layer gate material forming step, and is formed of, for example, a single-layer polycrystalline silicon film. An n-type impurity such as P (or As) that reduces the resistance value is introduced into this polycrystalline silicon film.
【0154】つまり、前記容量素子Cは、駆動用MIS
FETQd1のゲート電極7を第1電極7とし、駆動用
MISFETQd1の領域に配置された容量素子Cと、
駆動用MISFETQd2のゲート電極7を第1電極7
とし、駆動用MISFETQd2の領域に配置された容
量素子Cとで構成される。この容量素子Cの第2電極2
3は、後述するが、負荷用MISFETQpのゲート電
極23としても構成される。また、容量素子Cの第2電
極23は、負荷用MISFETQpのドレイン領域(実
際にはn型チャネル形成領域26N)と転送用MISF
ETQtの一方の半導体領域、駆動用MISFETQd
のドレイン領域、駆動用MISFETQdのゲート電極
7の夫々とを接続する導電層(中間導電層若しくは連結
用導電層)23としても構成される。That is, the capacitive element C is the driving MIS.
The gate electrode 7 of the FET Qd1 is used as the first electrode 7, and the capacitive element C is arranged in the region of the driving MISFET Qd1.
The gate electrode 7 of the driving MISFET Qd2 is replaced with the first electrode 7
And the capacitive element C arranged in the region of the driving MISFET Qd2. The second electrode 2 of this capacitive element C
3, which will be described later, is also configured as the gate electrode 23 of the load MISFET Qp. The second electrode 23 of the capacitive element C is connected to the drain region of the load MISFET Qp (actually the n-type channel forming region 26N) and the transfer MISF.
One semiconductor region of ETQt, driving MISFET Qd
Is also configured as a conductive layer (intermediate conductive layer or coupling conductive layer) 23 that connects the drain region of the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd.
【0155】前記駆動用MISFETQd1の領域に配
置された一方の容量素子Cの第2電極23は、駆動用M
ISFETQd1のドレイン領域(11)、転送用MI
SFETQt1の一方の半導体領域(18)、駆動用M
ISFETQd2のゲート電極7の夫々に接続される。
これらの接続は、容量素子Cの第2電極23を駆動用M
ISFETQd1のゲート長方向と一致するX方向に引
き出した、前記第2電極23と同一層でかつ一体に構成
された導電層23で行われる。導電層23は絶縁膜(誘
電体膜21と同一層)21、絶縁膜12等を除去して形
成された接続孔(開口)22を通して前記ドレイン領域
(11)、一方の半導体領域(18)、ゲート電極7の
夫々に接続される。同様に、前記駆動用MISFETQ
d2の領域に配置された他方の容量素子Cの第2電極2
3は駆動用MISFETQd2のドレイン領域(1
1)、転送用MISFETQt2の一方の半導体領域
(18)、駆動用MISFETQd1のゲート電極7の
夫々に接続される。これらの接続は、容量素子Cの第2
電極23を駆動用MISFETQd2のゲート長方向と
一致する方向に引き出した導電層23で行われる。導電
層23は接続孔22を通して前記ドレイン領域(1
1)、一方の半導体領域(18)、ゲート電極7の夫々
に接続される。The second electrode 23 of the one capacitance element C arranged in the region of the driving MISFET Qd1 has the driving M.
Drain region (11) of ISFET Qd1, transfer MI
One semiconductor region (18) of SFETQt1, drive M
It is connected to each of the gate electrodes 7 of the ISFET Qd2.
These connections connect the second electrode 23 of the capacitive element C to the driving M
The conductive layer 23 is formed in the same layer as and integrally with the second electrode 23, which is drawn out in the X direction that coincides with the gate length direction of the ISFET Qd1. The conductive layer 23 includes the insulating film (the same layer as the dielectric film 21) 21, the connection hole (opening) 22 formed by removing the insulating film 12 and the like, the drain region (11), one semiconductor region (18), It is connected to each of the gate electrodes 7. Similarly, the driving MISFET Q
The second electrode 2 of the other capacitive element C arranged in the region of d2
3 is a drain region (1 of the driving MISFET Qd2
1), one semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt2, and the gate electrode 7 of the drive MISFET Qd1. These connections are the second of the capacitive element C.
This is performed by the conductive layer 23 in which the electrode 23 is drawn out in a direction that coincides with the gate length direction of the driving MISFET Qd2. The conductive layer 23 is connected to the drain region (1
1), one of the semiconductor regions (18) and the gate electrode 7 are connected.
【0156】前記転送用MISFETQtの一方の半導
体領域(18)、駆動用MISFETQdのドレイン領
域(11)、駆動用MISFETQdのゲート電極7の
夫々と導電層23との間の接続構造は図17(要部拡大
断面図)に詳細に示す。図17に示すように、接続孔2
2で周囲を規定された領域内において、p- 型ウエル領
域2Mの主面部には高い不純物濃度に設定されたn+ 型
半導体領域21Nが構成される。このn+ 型半導体領域
21Nは、後述するが、絶縁膜21に接続孔22を形成
するエッチングマスクを不純物導入マスクとして使用
し、n型不純物を導入することにより形成されるので、
若干の横方向の拡散はあるが、接続孔22の平面形状と
ほぼ同等の平面形状で構成される。なお、ゲート電極7
が存在する領域は、不純物導入の条件によってはこのゲ
ート電極7が不純物導入マスクになるので、ゲート電極
7下において、n+ 型半導体領域21Nは構成されな
い。The connection structure between one of the semiconductor regions (18) of the transfer MISFET Qt, the drain region (11) of the driving MISFET Qd, the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd and the conductive layer 23 is shown in FIG. The details are shown in the enlarged sectional view). As shown in FIG. 17 , the connection hole 2
In the region whose periphery is defined by 2, an n @ + type semiconductor region 21N having a high impurity concentration is formed in the main surface of the p @-type well region 2M. As will be described later, the n + type semiconductor region 21N is formed by introducing an n type impurity using an etching mask for forming the connection hole 22 in the insulating film 21 as an impurity introduction mask.
Although there is some lateral diffusion, it has a planar shape that is almost the same as the planar shape of the connection hole 22. The gate electrode 7
The gate electrode 7 serves as an impurity introduction mask depending on the condition of impurity introduction, so that the n + -type semiconductor region 21N is not formed under the gate electrode 7.
【0157】前記n+ 型半導体領域11、18の夫々
は、本実施例において例えば 0.2〜0.3〔μm〕程
度の接合深さで形成されるが、前記n+ 型半導体領域2
1Nは前記n+ 型半導体領域11、18の夫々の接合深
さに比べて深い接合深さ例えば0.35〜0.45〔μ
m〕程度に設定される。つまり、n+ 型半導体領域21
Nは、n+ 型半導体領域11又は18(p- 型半導体基
板1)の前記接続孔22の端部からn+ 型半導体領域1
1又は18とp- 型半導体基板1との間のpn接合部を
横切り発生する結晶欠陥を取り込める程度の深さで形成
される。結晶欠陥は導電層23の体積収縮、導電層(多
結晶珪素膜)23と絶縁膜(酸化珪素膜)との間の熱膨
張係数の違い等が主要な要因となって発生するが、特に
メモリセルMCにおいてはn+ 型半導体領域11、18
の夫々と導電層23との間の接続部分に駆動用MISF
ETQdのゲート電極(多結晶珪素膜)7の体積収縮も
加わり、結晶欠陥の発生が多発するので、n+ 型半導体
領域21Nの配置は有効である。Each of the n + type semiconductor regions 11 and 18 is formed with a junction depth of, for example, about 0.2 to 0.3 [μm] in the present embodiment.
1N is a junction depth deeper than the junction depth of each of the n + type semiconductor regions 11 and 18, for example, 0.35 to 0.45 [μ
m] is set. That is, the n + type semiconductor region 21
N is from the end of the connection hole 22 of the n + type semiconductor region 11 or 18 (p − type semiconductor substrate 1) to the n + type semiconductor region 1
1 or 18 and the p-type semiconductor substrate 1 are formed to a depth enough to capture the crystal defects generated across the pn junction. Crystal defects mainly occur due to the volume contraction of the conductive layer 23, the difference in thermal expansion coefficient between the conductive layer (polycrystalline silicon film) 23 and the insulating film (silicon oxide film), etc. In the cell MC, n + type semiconductor regions 11 and 18
For driving MISF at the connection between each of the above and the conductive layer 23.
Since the volumetric shrinkage of the gate electrode (polycrystalline silicon film) 7 of ETQd is also added and crystal defects frequently occur, the arrangement of the n + type semiconductor region 21N is effective.
【0158】また、前記図1に示すように、メモリセル
MCにおいて、同様な接続構造が転送用MISFETQ
tの他方の半導体領域であるn+ 型半導体領域18と相
補性データ線(DL)33を接続する際の中間導電層2
3との間の接続部分に存在するので、この接続部分にも
n+ 型半導体領域21Nが構成される。また、言換すれ
ば、後述するSRAMの製造プロセス上、転送用MIS
FETQtの一方、他方の夫々の半導体領域であるn+
型半導体領域18の表面上に同一製造工程で接続孔22
が形成されるので、転送用MISFETQtの一方、他
方の夫々の半導体領域の領域に夫々n+ 型半導体領域2
1Nが形成される。Further, as shown in FIG. 1, in the memory cell MC, a similar connection structure has a transfer MISFETQ.
Intermediate conductive layer 2 when connecting complementary data line (DL) 33 to n + type semiconductor region 18 which is the other semiconductor region of t
Since it exists at the connection portion between the n-type semiconductor regions 3 and 3, the n + type semiconductor region 21N is also formed at this connection portion. In other words, in the SRAM manufacturing process described later, the transfer MIS is used.
N + which is one of the semiconductor regions of the FETQt and the other of the FETQt
The connection hole 22 is formed on the surface of the semiconductor region 18 in the same manufacturing process.
Are formed, the n + type semiconductor regions 2 are formed in the semiconductor regions of the transfer MISFET Qt, respectively.
1N is formed.
【0159】前記メモリセルアレイMAY又はサブメモ
リセルアレイSMAYにおいて、X方向に配列されたメ
モリセルMCの容量素子Cは、図7及び図9に示すX1
−X3軸又はX2−X4軸に対して、第2電極23(及
び導電層23)の平面形状が線対称で構成される。ま
た、Y方向に配列されたメモリセルMCの容量素子C
は、前述の駆動用MISFETQd及び転送用MISF
ETQtの線対称の配列と異なり、第2電極23の平面
形状が非線対称で構成される。つまり、X方向に配列さ
れた複数個のメモリセルMCの夫々の容量素子Cの第2
電極23の配列に対して、Y方向に隣接する次段のX方
向に配列された複数個のメモリセルMCの容量素子C
は、前記前段の第2電極23と同様に、第2電極23の
平面形状をX方向に線対称で構成するとともに、第2電
極23の平面形状が前記前段のメモリセルMCの配列に
対して1個のメモリセルMC分(1メモリセルピッチ
分)だけX方向にずらして構成される。メモリセルアレ
イMAYにおいて、前述のメモリセルMCの容量素子C
の第2電極23(及び導電層23)の配列は、後述する
が、主に第2電極23の上層に形成される電源電圧線
(Vcc:26P)及び負荷用MISFETQpの平面形
状がY方向に対して非線対称で構成されるので、これに
律則され非線対称で構成される。In the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY, the capacitive elements C of the memory cells MC arranged in the X direction are X1 shown in FIGS.
The plane shape of the second electrode 23 (and the conductive layer 23) is line-symmetrical with respect to the −X3 axis or the X2-X4 axis. In addition, the capacitive elements C of the memory cells MC arranged in the Y direction
Is the above-mentioned drive MISFET Qd and transfer MISF.
Unlike the line-symmetrical arrangement of ETQt, the planar shape of the second electrode 23 is non-line-symmetrical. That is, the second capacitance element C of each of the plurality of memory cells MC arranged in the X direction is
The capacitive element C of the plurality of memory cells MC arranged in the X direction of the next stage adjacent in the Y direction with respect to the arrangement of the electrodes 23.
Is the same as the preceding second electrode 23, the plane shape of the second electrode 23 is linearly symmetrical in the X direction, and the plan shape of the second electrode 23 is relative to the array of the preceding memory cells MC. It is constructed by shifting in the X direction by one memory cell MC (one memory cell pitch). In the memory cell array MAY, the capacitive element C of the aforementioned memory cell MC
The arrangement of the second electrodes 23 (and the conductive layers 23) will be described later. The plane shape of the power supply voltage line (Vcc: 26P) and the load MISFET Qp formed mainly on the upper layer of the second electrode 23 is in the Y direction. On the other hand, it is composed of non-line symmetry, so it is composed of non-line symmetry.
【0160】前記メモリセルMCの2個の負荷用MIS
FETQp1、Qp2の夫々は、図6、図7及び図9に
示すように、駆動用MISFETQdの領域上に構成さ
れる。負荷用MISFETQp1は駆動用MISFET
Qd2の領域上に構成され、負荷用MISFETQp2
は駆動用MISFETQd1上に構成される。この負荷
用MISFETQpは所謂SOI構造(又はTFT構
造)で構成される。負荷用MISFETQp1、Qp2
の夫々は駆動用MISFETQd1、Qd2の夫々のゲ
ート長方向と一致する方向にゲート長方向をほぼ直交さ
せ配置される。この負荷用MISFETQp1、Qp2
の夫々は、主にn型チャネル形成領域26N、ゲート絶
縁膜24、24G、ゲート電極23、ソース領域26P
及びドレイン領域26Pで構成される。Two load MISs of the memory cell MC
Each of the FETs Qp1 and Qp2 is formed on the region of the driving MISFET Qd, as shown in FIGS . 6, 7, and 9 . The load MISFET Qp1 is a drive MISFET.
Loaded MISFET Qp2 formed on the region of Qd2
Is formed on the driving MISFET Qd1. The load MISFET Qp has a so-called SOI structure (or TFT structure). MISFET for load Qp1, Qp2
Of the driving MISFETs Qd1 and Qd2 are arranged such that their gate length directions are substantially orthogonal to each other in a direction coinciding with the gate length directions of the driving MISFETs Qd1 and Qd2. This load MISFET Qp1, Qp2
Of the n-type channel forming region 26N, the gate insulating films 24 and 24G, the gate electrode 23, and the source region 26P.
And a drain region 26P.
【0161】前記ゲート電極23は前記容量素子Cの第
2電極(第3層目のゲート材形成工程で形成される多結
晶珪素膜)23で構成される。つまり、駆動用MISF
ETQd1の領域に配置された一方の容量素子Cの第2
電極23は負荷用MISFETQp2のゲート電極23
を構成する。駆動用MISFETQd2の領域に配置さ
れた他方の容量素子Cの第2電極23は負荷用MISF
ETQp1のゲート電極23を構成する。The gate electrode 23 is composed of the second electrode (polycrystalline silicon film formed in the third layer gate material forming step) 23 of the capacitive element C. That is, the drive MISF
The second of the one capacitive element C arranged in the region of ETQd1
The electrode 23 is the gate electrode 23 of the load MISFET Qp2.
Make up. The second electrode 23 of the other capacitive element C arranged in the region of the driving MISFET Qd2 is the load MISF.
The gate electrode 23 of ETQp1 is formed.
【0162】前記図17に示すように、負荷用MISF
ETQpのゲート電極23(導電層23、中間導電層2
3のいずれも含む)は、パターンニング後にゲート電極
23の膜厚の一部を表面から酸化(若しくは窒化)し、
表面の角部(ゲート電極23の表面の上面とパターンニ
ングされた表面の側面との間の角部、図17中、符号2
3Cを付けて示す部分)23Cの断面形状が鋭い突出し
た形状からまるみをおびた断面形状に緩和される。ゲー
ト電極23の表面の酸化は、1〜3〔nm〕の膜厚を有
する自然酸化珪素膜が形成される程度では充分な断面形
状の改善がなされないので、ゲート電極23の表面上に
自然酸化珪素膜の膜厚に比べて厚い膜厚となる酸化珪素
膜が形成できる程度に行われる。また、ゲート電極23
は導体領域として残存させる必要があるので、ゲート電
極23の表面からの酸化はゲート電極23の膜厚の一部
に限られる。つまり、ゲート電極23の表面の酸化は、
自然酸化珪素膜の膜厚以上の膜厚の酸化珪素膜が形成で
きる程度において行われ、しかもゲート電極23の膜厚
の一部に限られる。本実施例のSRAMにおいては、ゲ
ート電極23の表面に5〜15〔nm〕程度の膜厚を有
する酸化珪素膜が形成できる酸化が行われる。As shown in FIG. 17 , the load MISF.
ETQp gate electrode 23 (conductive layer 23, intermediate conductive layer 2
(Including all 3), a part of the film thickness of the gate electrode 23 is oxidized (or nitrided) from the surface after patterning,
Corner of surface (corner between upper surface of gate electrode 23 and side surface of patterned surface, reference numeral 2 in FIG. 17)
The cross-sectional shape of the portion 23C (shown with 3C) is relaxed from a sharp projecting shape to a rounded cross-sectional shape. Since the oxidation of the surface of the gate electrode 23 does not sufficiently improve the cross-sectional shape to the extent that a native silicon oxide film having a film thickness of 1 to 3 [nm] is formed, the surface of the gate electrode 23 is naturally oxidized. It is performed to such an extent that a silicon oxide film having a thickness larger than that of the silicon film can be formed. In addition, the gate electrode 23
Is necessary to remain as a conductor region, the oxidation from the surface of the gate electrode 23 is limited to a part of the film thickness of the gate electrode 23. That is, the oxidation of the surface of the gate electrode 23 is
It is performed to the extent that a silicon oxide film having a film thickness equal to or larger than that of the natural silicon oxide film can be formed, and is limited to a part of the film thickness of the gate electrode 23. In the SRAM of this embodiment, oxidation is performed so that a silicon oxide film having a film thickness of about 5 to 15 [nm] can be formed on the surface of the gate electrode 23.
【0163】同図17に示すように、負荷用MISFE
TQpのゲート電極23は、駆動用MISFETQdの
ゲート電極7上、このゲート電極7上に比べて高い位置
を有するワード線13上、基準電圧線(Vss)13上
等、p- 型ウエル領域2Mの主面からの高さが異なる領
域にわたって配置される。ゲート電極23の端部が下地
形状の段差の領域に位置する場合には、ゲート電極23
のパターンニングが微細加工を目的として異方性エッチ
ングで行われるので、ゲート電極23の表面の角部23
Cの断面形状が鋭角をもつ鋭い突出した形状を有する断
面形状で形成される。したがって、前述のゲート電極2
3の表面の膜厚の一部の酸化に基づく、ゲート電極23
の表面の角部23Cの断面形状の改善は特にSOI構造
で構成される負荷用MISFETQpを有するSRAM
において有効である。As shown in FIG. 17 , the load MISFE is used.
The gate electrode 23 of TQp is on the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd, on the word line 13 having a higher position than the gate electrode 7, on the reference voltage line (Vss) 13, and in the p-type well region 2M. They are arranged over regions having different heights from the main surface. When the end portion of the gate electrode 23 is located in the stepped region of the base shape, the gate electrode 23
Patterning is performed by anisotropic etching for the purpose of microfabrication, the corner portion 23 of the surface of the gate electrode 23
The cross-sectional shape of C is formed to have a sharp protruding shape with an acute angle. Therefore, the above-mentioned gate electrode 2
Of the gate electrode 23 based on the oxidation of part of the film thickness of the surface of No. 3
The improvement of the cross-sectional shape of the corner portion 23C of the surface of the SRAM is particularly the SRAM having the load MISFET Qp having the SOI structure.
Is effective in.
【0164】このゲート電極23の表面の角部23Cの
断面形状の改善は、この角部23Cの領域での電界集中
を低減でき、又この角部23Cに沿って形成されるゲー
ト絶縁膜24の膜質を向上でき、結果として、ゲート絶
縁膜24の絶縁耐圧の向上が図れる。The improvement of the cross-sectional shape of the corner portion 23C on the surface of the gate electrode 23 can reduce the electric field concentration in the area of the corner portion 23C, and the gate insulating film 24 formed along the corner portion 23C. The film quality can be improved, and as a result, the withstand voltage of the gate insulating film 24 can be improved.
【0165】前記ゲート電極23(同様に、導電層2
3、中間導電層23の夫々も含む)の表面の側面にはサ
イドウォールスペーサ24Sが構成される。サイドウォ
ールスペーサ24Sは、例えばCVD法で酸化珪素膜を
堆積し、この堆積された膜厚に相当する分、前記酸化珪
素膜に異方性エッチングを施し、ゲート電極23の側面
にのみ形成される。このサイドウォールスペーサ24S
は、前述のゲート電極23の表面の角部23Cの断面形
状の改善が図れるので、前述と同様に、ゲート絶縁膜2
4の絶縁耐圧を向上できる。The gate electrode 23 (similarly to the conductive layer 2
3, a side wall spacer 24S is formed on the side surface of the surface of each of the intermediate conductive layers 23). The sidewall spacer 24S is formed only on the side surface of the gate electrode 23 by depositing a silicon oxide film by, for example, a CVD method, and anisotropically etching the silicon oxide film by an amount corresponding to the deposited film thickness. .. This sidewall spacer 24S
Can improve the cross-sectional shape of the corner portion 23C on the surface of the gate electrode 23 described above.
The withstand voltage of 4 can be improved.
【0166】前記ゲート絶縁膜24は、本実施例のSR
AMの負荷用MISFETQpにおいて、ゲート電極2
3の表面から自然酸化珪素膜(図示しない)、酸化珪素
膜24G、酸化珪素膜24Fの夫々を順次積層した3層
構造で構成される。ゲート絶縁膜24の下層の自然酸化
珪素膜は、SRAMの製造プロセスにおいて、ゲート電
極23である多結晶珪素膜の堆積工程からゲート絶縁膜
24の上層の酸化珪素膜24Fを形成する工程までが同
一真空系内で行われる場合は排除できるが、途中に大気
中への開放がある場合にはほぼ確実に形成される。自然
酸化珪素膜は前述のように非常に薄い膜厚で形成され
る。中間層の酸化珪素膜24Gは前述のゲート電極23
の表面の角部23Cの断面形状を改善する目的において
前述の膜厚で形成される。上層の酸化珪素膜24Fは、
CVD法で堆積した酸化珪素膜で形成され、例えば50
〜70〔nm〕程度の膜厚で形成される。The gate insulating film 24 is the SR of this embodiment.
In the load MISFET Qp of AM, the gate electrode 2
3 has a three-layer structure in which a natural silicon oxide film (not shown), a silicon oxide film 24G, and a silicon oxide film 24F are sequentially laminated from the surface of No. 3. The natural silicon oxide film below the gate insulating film 24 is the same in the SRAM manufacturing process from the step of depositing the polycrystalline silicon film that is the gate electrode 23 to the step of forming the silicon oxide film 24F above the gate insulating film 24. It can be eliminated if it is carried out in a vacuum system, but it is almost certainly formed if there is an opening to the atmosphere in the middle. The natural silicon oxide film is formed with a very thin film thickness as described above. The intermediate silicon oxide film 24G is the gate electrode 23 described above.
For the purpose of improving the cross-sectional shape of the corner portion 23C on the surface of, the above-mentioned film thickness is formed. The upper silicon oxide film 24F is
It is formed of a silicon oxide film deposited by the CVD method, for example, 50
It is formed with a film thickness of about 70 [nm].
【0167】なお、前記ゲート絶縁膜24は、中間層の
酸化珪素膜24Gに変えて、窒化珪素膜を使用してもよ
い。つまり、この場合、前述のゲート電極23の表面の
角部23Cの断面形状の改善は窒化により行われる。ま
た、ゲート絶縁膜24は、中間層の酸化珪素膜24Gを
除去した後に、この除去された領域にCVD法で酸化珪
素膜24Fを堆積し、この酸化珪素膜24Fを主体とし
て構成してもよい。この場合、自然酸化珪素膜の膜厚は
非常に薄く、酸化珪素膜24Fの膜厚でゲート絶縁膜2
4の全体の膜厚がほぼ決定され、しかも酸化珪素膜24
Fは下地のゲート電極(多結晶珪素膜)23の結晶粒に
影響されずに均一な膜厚で形成できるので、ゲート絶縁
膜24の膜厚の制御性は極めて高い。As the gate insulating film 24, a silicon nitride film may be used instead of the intermediate silicon oxide film 24G. That is, in this case, the improvement of the cross-sectional shape of the corner portion 23C on the surface of the gate electrode 23 is performed by nitriding. Further, the gate insulating film 24 may be mainly composed of the silicon oxide film 24F by removing the intermediate silicon oxide film 24G and then depositing the silicon oxide film 24F by the CVD method in the removed region. . In this case, the natural silicon oxide film is very thin, and the gate insulating film 2 has the same thickness as the silicon oxide film 24F.
4 is almost determined, and the silicon oxide film 24
Since F can be formed with a uniform film thickness without being affected by the crystal grains of the underlying gate electrode (polycrystalline silicon film) 23, the controllability of the film thickness of the gate insulating film 24 is extremely high.
【0168】n型チャネル形成領域26Nは前記ゲート
電極23上にゲート絶縁膜24を介して構成される。n
型チャネル形成領域26Nはそのゲート長方向を駆動用
MISFETQdのゲート幅方向と一致する方向にほぼ
一致させ配置される。n型チャネル形成領域26Nは、
第4層目のゲート材形成工程で形成され、例えば多結晶
珪素膜で構成される。多結晶珪素膜には負荷用MISF
ETQpのしきい値電圧をエンハンスメント型に設定す
るn型不純物(例えばP)が導入される。負荷用MIS
FETQpは、動作時(ON動作時)、情報蓄積ノード
に電源電圧Vccを充分に供給でき、情報を安定に保持で
きる。また、負荷用MISFETQpは、非動作時(O
FF動作時)、情報蓄積ノードへの電源電圧Vccの供給
をほぼ確実に遮断できるので、スタンバイ電流量が低減
でき、低消費電力化が図れる。この点、負荷用MISF
ETQpは負荷用高抵抗素子に比べて異なる(負荷用高
抵抗素子は常時微小電流が流れる)。The n-type channel forming region 26N is formed on the gate electrode 23 with the gate insulating film 24 interposed therebetween. n
The type channel formation region 26N is arranged so that its gate length direction substantially coincides with the direction in which it coincides with the gate width direction of the driving MISFET Qd. The n-type channel formation region 26N is
It is formed in the gate material forming step of the fourth layer and is made of, for example, a polycrystalline silicon film. MISF for load is used for the polycrystalline silicon film.
An n-type impurity (for example, P) that sets the threshold voltage of ETQp to the enhancement type is introduced. MIS for load
The FET Qp can sufficiently supply the power supply voltage Vcc to the information storage node during operation (ON operation), and can stably hold information. In addition, the load MISFET Qp is
During the FF operation), since the supply of the power supply voltage Vcc to the information storage node can be cut off almost certainly, the standby current amount can be reduced and the power consumption can be reduced. This point, MISF for load
ETQp is different from that of the high resistance element for load (a minute current always flows through the high resistance element for load).
【0169】前記ソース領域26Pは前記n型チャネル
形成領域26Nの一端側(ソース領域側)に一体に構成
されかつ同一導電層で形成されたp型導電層(26P)
で構成される。つまり、ソース領域(p型導電層)26
Pは第4層目のゲート材形成工程で形成された多結晶珪
素膜で形成され、多結晶珪素膜にはp型不純物(例えば
BF2 )が導入される。ソース領域26Pは、図9に符
号26Pを付けて一点鎖線で囲まれた領域内において構
成される(一部は電源電圧線26Pとして構成され
る)。前記ドレイン領域26Pは、n型チャネル形成領
域26Nの他端側(ドレイン側)に一体に構成され、ソ
ース領域26Pと同様に、同一導電層で形成されたp型
導電層(26P)で構成される。ドレイン領域26Pは
符号26Pを付けて一点鎖線で囲まれた領域内において
構成される。つまり、後述する製造プロセスにおいて
は、一点鎖線で囲まれた領域26P内に、ソース領域及
びドレイン領域26Pを形成するp型不純物が導入さ
れ、それ以外の領域はn型チャネル形成領域26Nとし
て構成される。The source region 26P is a p-type conductive layer (26P) integrally formed on one end side (source region side) of the n-type channel forming region 26N and formed of the same conductive layer.
Composed of. That is, the source region (p-type conductive layer) 26
P is formed of a polycrystalline silicon film formed in the fourth layer gate material forming step, and a p-type impurity (for example, BF 2 ) is introduced into the polycrystalline silicon film. The source region 26P is configured in a region surrounded by a dashed line with reference numeral 26P in FIG. 9 (a part is configured as the power supply voltage line 26P). The drain region 26P is integrally formed on the other end side (drain side) of the n-type channel forming region 26N, and like the source region 26P, is formed of a p-type conductive layer (26P) formed of the same conductive layer. It The drain region 26P is formed within a region surrounded by a chain line with a reference numeral 26P. That is, in the manufacturing process described later, the p-type impurity forming the source region and the drain region 26P is introduced into the region 26P surrounded by the alternate long and short dash line, and the other region is formed as the n-type channel forming region 26N. It
【0170】前記負荷用MISFETQp1のドレイン
領域26Pは、転送用MISFETQt1の一方の半導
体領域、駆動用MISFETQd1のドレイン領域及び
駆動用MISFETQd2のゲート電極7に接続され
る。同様に、負荷用MISFETQp2のドレイン領域
26Pは、転送用MISFETQt2の一方の半導体領
域、駆動用MISFETQd2のドレイン領域及び駆動
用MISFETQd1のゲート電極7に接続される。こ
れらの接続は前記導電層23を介して行われる。The drain region 26P of the load MISFET Qp1 is connected to one semiconductor region of the transfer MISFET Qt1, the drain region of the drive MISFET Qd1 and the gate electrode 7 of the drive MISFET Qd2. Similarly, the drain region 26P of the load MISFET Qp2 is connected to one semiconductor region of the transfer MISFET Qt2, the drain region of the drive MISFET Qd2, and the gate electrode 7 of the drive MISFET Qd1. These connections are made through the conductive layer 23.
【0171】また、負荷用MISFETQpのドレイン
領域26Pはn型チャネル形成領域26Nを介してゲー
ト電極23から離隔される。換言すれば、負荷用MIS
FETQpはゲート電極23とドレイン領域26Pとが
重なりを持たずに離隔される。つまり、負荷用MISF
ETQpのドレイン領域26P側はオフセット構造で構
成される。このオフセット構造の負荷用MISFETQ
pはn型チャネル形成領域26N−ドレイン領域26P
間のブレークダウン耐圧を向上できる。すなわち、この
オフセット構造は、ドレイン領域26Pとゲート電極2
3によってチャージが誘起されるn型チャネル形成領域
26Nとを離隔することによって、ドレイン領域26P
とn型チャネル形成領域26Nとのpn接合部のブレー
クダウン耐圧を向上できる。本実施例の場合、負荷用M
ISFETQpは 約0.6〔μm〕又はそれ以上の寸法
のオフセット寸法(離隔寸法)で構成される。The drain region 26P of the load MISFET Qp is separated from the gate electrode 23 via the n-type channel forming region 26N. In other words, the load MIS
In the FET Qp, the gate electrode 23 and the drain region 26P are separated without overlapping. That is, the load MISF
The drain region 26P side of ETQp has an offset structure. Load MISFETQ with this offset structure
p is an n-type channel forming region 26N−drain region 26P
The breakdown withstand voltage can be improved. That is, this offset structure has the drain region 26P and the gate electrode 2
3 is separated from the n-type channel forming region 26N in which the charge is induced by the drain region 26P.
The breakdown voltage of the pn junction between the n-type channel forming region 26N and the n-type channel forming region 26N can be improved. In the case of this embodiment, the load M
The ISFET Qp is composed of an offset dimension (separation dimension) of about 0.6 [μm] or more.
【0172】前記導電層23は前述のように容量素子C
の第2電極23を引き出して構成される(第3層目のゲ
ート材形成工程で形成された多結晶珪素膜)。導電層2
3は負荷用MISFETQpのゲート電極23と同一導
電層で形成される。この導電層23は層間絶縁膜24に
形成された接続孔25を通して上層の負荷用MISFE
TQpのp型ドレイン領域26Pに接続される。また、
前述のように、導電層23は接続孔22を通して転送用
MISFETQtの一方の半導体領域(18)、駆動用
MISFETQdのドレイン領域(11)及びゲート電
極7に接続される。このように構成される導電層23
は、導電層23の膜厚、及び導電層23の上側の接続孔
25の位置と下側の接続孔22の位置との間の寸法に相
当する分、負荷用MISFETQpのドレイン領域26
Pの他端側、転送用MISFETQtの一方の半導体領
域(18)及び駆動用MISFETQdのドレイン領域
(11)の夫々の間を離隔できる。導電層23はn型不
純物が導入された多結晶珪素膜で形成されるので、前記
p型ドレイン領域26Pを形成するp型不純物の前記一
方の半導体領域(18)、ドレイン領域(11)の夫々への
拡散距離を導電層23で増加できる。つまり、導電層2
3は、転送用MISFETQt、駆動用MISFETQ
dの夫々のチャネル形成領域に、負荷用MISFETQ
pのドレイン領域26Pのp型不純物が拡散されること
を低減し、転送用MISFETQt、駆動用MISFE
TQdの夫々のしきい値電圧の変動を防止できる。前記
導電層23は、負荷用MISFETQpのゲート電極2
3、容量素子Cの第2電極23の夫々と同一導電層(同
一製造工程)で形成されるので、構造上導電層数を低減
でき、又、製造プロセスの製造工程数を削減できる。As described above, the conductive layer 23 is the capacitive element C.
Of the second electrode 23 (polycrystalline silicon film formed in the third layer gate material forming step). Conductive layer 2
3 is formed of the same conductive layer as the gate electrode 23 of the load MISFET Qp. The conductive layer 23 passes through a connection hole 25 formed in the interlayer insulating film 24 and is used as an upper load MISFE.
It is connected to the p-type drain region 26P of TQp. Also,
As described above, the conductive layer 23 is connected to the one semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt, the drain region (11) of the driving MISFET Qd, and the gate electrode 7 through the connection hole 22. Conductive layer 23 configured in this way
Corresponds to the film thickness of the conductive layer 23 and the dimension between the position of the connection hole 25 on the upper side of the conductive layer 23 and the position of the connection hole 22 on the lower side of the conductive layer 23, and is the drain region 26 of the load MISFET Qp.
The other end of P, the one semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt, and the drain region (11) of the driving MISFET Qd can be separated from each other. Since the conductive layer 23 is formed of a polycrystalline silicon film into which an n-type impurity is introduced, each of the one semiconductor region (18) and the drain region (11) of the p-type impurities forming the p-type drain region 26P is formed. The diffusion distance to the conductive layer 23 can be increased. That is, the conductive layer 2
3 is a transfer MISFETQt, a drive MISFETQ
In each channel formation region of d, the load MISFETQ
The diffusion of p-type impurities in the p drain region 26P is reduced, and the transfer MISFET Qt and the drive MISFE are reduced.
It is possible to prevent the variation of each threshold voltage of TQd. The conductive layer 23 is the gate electrode 2 of the load MISFET Qp.
3. Since the second electrode 23 of the capacitive element C is formed of the same conductive layer (the same manufacturing process), the number of conductive layers can be structurally reduced, and the number of manufacturing steps in the manufacturing process can be reduced.
【0173】図6、図7及び図9に示すように、前記負
荷用MISFETQpのソース領域(p型導電層26
P)には電源電圧線(Vcc)26Pが接続される。電源
電圧線26Pは前記ソース領域であるp型導電層26P
と一体に構成されかつ同一導電層で構成される。つま
り、電源電圧線26Pは第4層目のゲート材形成工程で
形成された多結晶珪素膜で形成され、この多結晶珪素膜
には抵抗値を低減するp型不純物(例えばBF2 )が導
入される。As shown in FIGS. 6, 7 and 9 , the source region (p-type conductive layer 26) of the load MISFET Qp.
A power supply voltage line (Vcc) 26P is connected to P). The power supply voltage line 26P is the p-type conductive layer 26P which is the source region.
And the same conductive layer. That is, the power supply voltage line 26P is formed of the polycrystalline silicon film formed in the fourth layer gate material forming step, and p-type impurities (for example, BF 2 ) for reducing the resistance value are introduced into this polycrystalline silicon film. To be done.
【0174】前記電源電圧線(Vcc)26Pはメモリセ
ルMC内に2本配置される。この2本の電源電圧線26
Pは、メモリセルアレイMAY又はサブメモリセルアレ
イSMAYにおいて、互いに離隔しかつ同一のX方向に
ほぼ平行に延在する。メモリセルMCに配置される一方
の電源電圧線26Pは、負荷用MISFETQp2のソ
ース領域と一体に構成され、第1ワード線(WL1)1
3上をその延在方向と一致する方向に沿って延在する。
他方の電源電圧線26Pは、負荷用MISFETQp1
のソース領域と一体に構成され、第2ワード線(WL
2)13上をその延在方向と一致する方向に沿って延在
する。Two power supply voltage lines (Vcc) 26P are arranged in the memory cell MC. These two power supply voltage lines 26
In the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY, Ps are separated from each other and extend substantially parallel to the same X direction. One power supply voltage line 26P arranged in the memory cell MC is formed integrally with the source region of the load MISFET Qp2, and the first word line (WL1) 1
3 extends along a direction coinciding with the extending direction.
The other power supply voltage line 26P is connected to the load MISFET Qp1.
Of the second word line (WL
2) Extend on 13 along a direction coinciding with the extending direction.
【0175】前記図7及び図9に示すように、メモリセ
ルMCにおいて、一方の電源電圧線26PはX方向に延
在するとともに、転送用MISFETQt1の他方の半
導体領域(18)と相補性データ線DLの第1データ線
(DL1:33)との接続部分(後述する中間導電層2
9)をY方向に迂回する。つまり、一方の電源電圧線2
6Pは、メモリセルMCの負荷用MISFETQp1と
前記接続部分との間を通過せず、この接続部分とY方向
に隣接する(図9中、上側に配置された)他のメモリセ
ルMCの負荷用MISFETQp1との間を通過し迂回
する。また、一方の電源電圧線26Pは前記Y方向に隣
接する(図9中、上側に配置された)他のメモリセルM
Cの一方の電源電圧線26Pと兼用される。他方の電源
電圧線26Pは、同様に、X方向に延在するとともに、
転送用MISFETQt2の他方の半導体領域(18)
と相補性データ線DLの第2データ線(DL2:33)
との接続部分(後述する中間導電層29)をY方向に迂
回する。他方の電源電圧線26PはメモリセルMCの負
荷用MISFETQp2と前記接続部分との間を迂回
し、この接続部分とY方向に隣接する(図9中、下側に
配置された)他のメモリセルMCの負荷用MISFET
Qp2との間は通過しない。また、同様に他方の電源電
圧線26Pは前記Y方向に隣接する(図9中、下側に配
置された)他のメモリセルMCの他方の電源電圧線26
Pと兼用される。つまり、1個のメモリセルMCには2
本の電源電圧線26Pが配置されるが、この2本の電源
電圧線26Pの夫々はY方向の上下に隣接する他のメモ
リセルMCの夫々の電源電圧線26Pと兼用されるの
で、1個のメモリセルMCには実質的に1本の電源電圧
線26Pが配置されることになる。As shown in FIGS. 7 and 9 , in the memory cell MC, one power supply voltage line 26P extends in the X direction and is complementary to the other semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt1. A connection portion (intermediate conductive layer 2 described later) with the first data line (DL1: 33) of DL
Bypass 9) in the Y direction. That is, one power supply voltage line 2
6P does not pass between the load MISFET Qp1 of the memory cell MC and the connection part, but for the load of another memory cell MC adjacent to this connection part in the Y direction (arranged on the upper side in FIG. 9 ). It passes through between MISFETQp1 and detours. Further, one power supply voltage line 26P is adjacent to the other memory cell M in the Y direction (arranged on the upper side in FIG. 9 ).
It is also used as one power supply voltage line 26P for C. Similarly, the other power supply voltage line 26P extends in the X direction, and
The other semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt2
And the second data line of the complementary data line DL (DL2: 33)
A connecting portion (intermediate conductive layer 29 described later) is detoured in the Y direction. The other power supply voltage line 26P bypasses between the load MISFET Qp2 of the memory cell MC and the connection portion, and is adjacent to this connection portion in the Y direction (disposed on the lower side in FIG. 9 ). MISFET for MC load
It does not pass between Qp2. Similarly, the other power supply voltage line 26P of the other memory cell MC adjacent in the Y direction (arranged on the lower side in FIG. 9 ) is the other power supply voltage line 26P .
Also used as P. In other words, one memory cell MC has 2
Although the two power supply voltage lines 26P are arranged, each of the two power supply voltage lines 26P also serves as the power supply voltage line 26P of the other memory cells MC vertically adjacent to each other in the Y direction. In this memory cell MC, substantially one power supply voltage line 26P is arranged.
【0176】前記メモリセルMCに配置された2本の電
源電圧線26Pは、前記メモリセルアレイMAY又はサ
ブメモリセルアレイSMAYにおいて、図9に示すX1
−X3軸又はX2−X4軸に対して、平面形状がX方向
に線対称で構成される。また、メモリセルMCに配置さ
れた2本の電源電圧線26Pは、前述の駆動用MISF
ETQd及び転送用MISFETQtの線対称の配列と
異なり、かつ容量素子Cの第2電極23の配列と同様
に、平面形状がY方向に非線対称で構成される。つま
り、X方向に配列された複数個のメモリセルMCを延在
する電源電圧線26Pの平面形状に対して、Y方向に隣
接する次段のX方向に配列されたメモリセルMCを延在
する電源電圧線26Pは、前記前段のメモリセルMCを
延在する電源電圧線26Pと同様にX方向に線対称で構
成されるとともに、前記前段のメモリセルMCを延在す
る電源電圧線26Pに対して1個のメモリセルMC分
(1メモリセルピッチ)だけ列方向にずらして構成され
る。メモリセルアレイMAY又はサブメモリセルアレイ
SMAYにおいて、電源電圧線26Pの転送用MISF
ETQtの他方の半導体領域と相補性データ線DLとの
接続部分(中間導電層29)の迂回は同一Y方向である
上側ですべて行われる。The two power supply voltage lines 26P arranged in the memory cell MC are X1 shown in FIG. 9 in the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY .
The plane shape is line-symmetrical in the X direction with respect to the −X3 axis or the X2-X4 axis. In addition, the two power supply voltage lines 26P arranged in the memory cell MC are connected to the above-mentioned drive MISF.
Different from the line-symmetrical arrangement of the ETQd and the transfer MISFET Qt, and like the arrangement of the second electrode 23 of the capacitive element C, the planar shape is non-axisymmetric in the Y direction. That is, with respect to the planar shape of the power supply voltage line 26P extending the plurality of memory cells MC arranged in the X direction, the memory cells MC arranged in the X direction of the next stage adjacent in the Y direction are extended. The power supply voltage line 26P is configured to be line-symmetric in the X direction similarly to the power supply voltage line 26P extending the memory cell MC of the previous stage, and the power supply voltage line 26P extending the memory cell MC of the previous stage. The memory cells MC are shifted by one memory cell MC (one memory cell pitch) in the column direction. In the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMAY, the transfer MISF of the power supply voltage line 26P
The detour of the connection portion (intermediate conductive layer 29) between the other semiconductor region of ETQt and the complementary data line DL is all performed on the upper side in the same Y direction.
【0177】前述のメモリセルMCに配置された容量素
子Cのうち、駆動用MISFETQd1上に配置された
容量素子Cの第2電極23(及び導電層23)は、図9
に示すように、一方の電源電圧線26Pを前記接続部分
(中間導電層29)において、上側の他のメモリセルM
Cへ迂回させ、前記接続部分と負荷用MISFETQp
1との間の離隔寸法を縮小しているので、この縮小した
寸法に相当する分、メモリセルMCの平面形状が縮小さ
れる。また、メモリセルMCの駆動用MISFETQd
2上に配置された容量素子Cの第2電極23(及び導電
層23)は、他方の電源電圧線26Pを前記接続部分
(中間導電層29)において、このメモリセルMC内へ
迂回させ、前記接続部分と負荷用MISFETQp2と
の間に他方の電源電圧線26Pを通過させるので、この
他方の電源電圧線26Pの通過に相当する分、メモリセ
ルMCの平面形状が増大する。つまり、電源電圧線26
Pは、集積度を向上する目的でメモリセルMC上を必ず
延在する(メモリセルMCの占有面積を利用する)の
で、この電源電圧線26PがメモリセルMC上を迂回す
る側である、駆動用MISFETQd2上に配置された
容量素子Cの第2電極23(及び導電層23)の平面形
状を基準にした場合、駆動用MISFETQd1上に配
置された容量素子Cの第2電極23(及び導電層23)
の平面形状は電源電圧線26PがメモリセルMC上を迂
回しないので縮小される。したがって、メモリセルMC
の容量素子Cの第2電極23(及び導電層23)は、X
方向(X1−X2軸又はX3−X4軸)に線対称で配置
した場合には、駆動用MISFETQd2上に配置され
る第2電極23の平面形状ですべての(駆動用MISF
ETQd1上の)第2電極23の平面形状が律則され、
メモリセルMCの占有面積が増大するが、前述のよう
に、電源電圧線26PはY方向に非線対称で配置される
ことにより、駆動用MISFETQd1上の第2電極2
3の平面形状が縮小され、この縮小に相当する分、メモ
リセルMCの占有面積が縮小できる。Of the capacitive elements C arranged in the memory cell MC described above, the second electrode 23 (and the conductive layer 23) of the capacitive element C arranged on the driving MISFET Qd1 is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, one power supply voltage line 26P is connected to the other memory cell M on the upper side in the connection portion (intermediate conductive layer 29).
Detour to C, and the connection part and load MISFET Qp
Since the distance from 1 is reduced, the planar shape of the memory cell MC is reduced by the amount corresponding to this reduced dimension. In addition, the driving MISFET Qd of the memory cell MC
The second electrode 23 (and the conductive layer 23) of the capacitive element C arranged on the upper part 2 detours the other power supply voltage line 26P into the memory cell MC at the connection portion (intermediate conductive layer 29), Since the other power supply voltage line 26P is passed between the connection portion and the load MISFET Qp2, the planar shape of the memory cell MC is increased by the amount corresponding to the passage of the other power supply voltage line 26P. That is, the power supply voltage line 26
Since P always extends over the memory cell MC for the purpose of improving the degree of integration (utilizes the occupied area of the memory cell MC), the power supply voltage line 26P is a side that bypasses over the memory cell MC. With reference to the planar shape of the second electrode 23 (and the conductive layer 23) of the capacitive element C disposed on the driving MISFET Qd2, the second electrode 23 (and the conductive layer of the capacitive element C disposed on the driving MISFET Qd1 is used as a reference. 23)
The planar shape of is reduced because the power supply voltage line 26P does not bypass the memory cell MC. Therefore, the memory cell MC
The second electrode 23 (and the conductive layer 23) of the capacitive element C of
When arranged symmetrically in the direction (X1-X2 axis or X3-X4 axis), the planar shape of the second electrode 23 arranged on the driving MISFET Qd2 is all (the driving MISF).
The planar shape of the second electrode 23 (on the ETQd1) is regulated,
Although the occupied area of the memory cell MC increases, as described above, the power supply voltage line 26P is arranged non-axisymmetrically in the Y direction, so that the second electrode 2 on the driving MISFET Qd1 is formed.
The planar shape of 3 is reduced, and the area occupied by the memory cell MC can be reduced by the amount corresponding to this reduction.
【0178】前記メモリセルMCにおいては、第1層目
の導電層7、第2層目の導電層13、第3層目の導電層
23及び第4層目の導電層26を含む、合計4層の所謂
ゲート材が構成される。図6及び図10(特定の導電層
のパターンを示す平面図)に示すように、メモリセルM
Cにおいて、第2層目の導電層13は転送用MISFE
TQtのゲート電極13、ワード線13及び基準電圧線
13として構成される。ワード線(その一部にはゲート
電極13を含む)13、基準電圧線13の夫々は、同一
導電層であるので、SRAMの製造プロセス上、フォト
リソグラフィ技術の最小加工寸法又はそれ以上の寸法を
もって離隔され、夫々、X方向にほぼ平行に延在する。
メモリセルMCにおいて、第3層目の導電層23は負荷
用MISFETQpのゲート電極23、導電層23、中
間導電層23及び容量素子Cの第2電極23として構成
される。メモリセルMCにおいて、第4層目の導電層2
6は負荷用MISFETQpのn型チャネル形成領域2
6N、p型ソース領域26P、p型ドレイン領域26P
及び電源電圧線26Pとして構成される。負荷用MIS
FETQp1、Qp2の夫々は、ゲート長方向をY方向
に一致させ、同一導電層であるので、SRAMの製造プ
ロセス上、フォトリソグラフィ技術の最小加工寸法又は
それ以上の寸法をもって離隔され、夫々、Y方向にほぼ
平行に延在する。In the memory cell MC, a total of 4 layers including the first conductive layer 7, the second conductive layer 13, the third conductive layer 23, and the fourth conductive layer 26. The so-called gate material of the layer is constituted. As shown in FIGS. 6 and 10 (plan views showing patterns of specific conductive layers), the memory cell M
In C, the second conductive layer 13 is a transfer MISFE.
The gate electrode 13 of TQt, the word line 13, and the reference voltage line 13 are formed. Since the word line (including a gate electrode 13 in a part thereof) 13 and the reference voltage line 13 are the same conductive layer, they have the minimum processing dimension of the photolithography technique or a dimension larger than that in the SRAM manufacturing process. They are separated from each other and extend substantially parallel to the X direction.
In the memory cell MC, the third conductive layer 23 is configured as the gate electrode 23 of the load MISFET Qp, the conductive layer 23, the intermediate conductive layer 23, and the second electrode 23 of the capacitive element C. In the memory cell MC, the fourth conductive layer 2
6 is an n-type channel forming region 2 of the load MISFET Qp
6N, p-type source region 26P, p-type drain region 26P
And a power supply voltage line 26P. MIS for load
Since the FETs Qp1 and Qp2 have the same gate length direction in the Y direction and are the same conductive layer, they are separated from each other by the minimum processing dimension of the photolithography technique or a dimension larger than that in the SRAM manufacturing process. Extend almost parallel to.
【0179】このように構成される複数層の導電層1
3、23及び26が積層されるメモリセルMCにおいて
は、前記図10に示すように、下層の第2層目の導電層
13、中間層の第3層目の導電層23の夫々は、別々の
導電層に形成されるので、フォトリソグラフィ技術の最
小加工寸法よりも小さい微細な寸法Lmをもって離隔す
ることが許容される。換言すれば、メモリセルMCは、
占有面積を縮小し、SRAMの集積度の向上を図ること
を主目的として、複数層の導電層13、23、26の夫
々を微細な寸法Lmをもって積極的に近接させることが
行われる。ところが、微細な寸法Lmをもって離隔され
た第2層目の導電層13と第3層目の導電層23との間
に、前記微細な寸法Lmの約2分の1よりも薄い膜厚を
有する層間絶縁膜(21)が均一な膜厚で形成される
(例えばCVD法で堆積される)と、微細な寸法Lmの
領域内において開口寸法が小さくかつ深い溝(断面形状
がクレバス形状になる溝)が発生する。第4層目の導電
層26はCVD法で堆積される多結晶珪素膜で形成され
るので、前記溝内に多結晶珪素膜が埋込まれ、第4層目
の導電層26のパターンニングの際のエッチング工程に
おいて除去しきれない。つまり、負荷用MISFETQ
p1、Qp2の夫々は、夫々の間の下層の第2層目の導
電層13と中間層の第3層目の導電層23との間の微細
な寸法Lmの領域に発生した溝にエッチング残りとして
残存する多結晶珪素膜を通して短絡する。A plurality of conductive layers 1 configured as described above
In the memory cell MC in which 3, 23, and 26 are stacked, as shown in FIG. 10 , the lower second conductive layer 13 and the intermediate third conductive layer 23 are separately formed. Since it is formed in the conductive layer of, it is allowed to be separated with a fine dimension Lm smaller than the minimum processing dimension of the photolithography technique. In other words, the memory cell MC is
For the main purpose of reducing the occupied area and improving the degree of integration of the SRAM, each of the conductive layers 13, 23 and 26 of the plurality of layers is positively brought close to each other with a fine dimension Lm. However, between the conductive layer 13 of the second layer and the conductive layer 23 of the third layer, which are separated by the fine dimension Lm, the film thickness is thinner than about one half of the fine dimension Lm. When the interlayer insulating film (21) is formed to have a uniform film thickness (deposited by, for example, the CVD method), a groove having a small opening size and a deep groove (a groove having a crevasse cross-sectional shape) is formed in a region having a fine dimension Lm. ) Occurs. Since the fourth conductive layer 26 is formed of a polycrystalline silicon film deposited by the CVD method, the polycrystalline silicon film is buried in the groove, and the fourth conductive layer 26 is patterned. It cannot be completely removed in the etching process. That is, the load MISFET Q
Each of p1 and Qp2 is left unetched in a groove generated in a region of a fine dimension Lm between the lower second conductive layer 13 and the intermediate third conductive layer 23 between them. As a result, a short circuit occurs through the remaining polycrystalline silicon film.
【0180】本実施例のSRAMのメモリセルMCは、
負荷用MISFETQp1、Qp2の夫々の間に発生す
る溝を打ち切ることを主目的として、同図10に符号O
Sを付けて示すように、第2層目の導電層13、第3層
目の導電層23の夫々の間に微細な寸法Lmで離隔され
る部分が存在する場合は第2層目の導電層13の上部に
第3層目の導電層23の少なくとも一部を重ね合せる
(図10中、重ね合せた領域は斜線を施して示す)。図
10中、符号NSは、第2層目の導電層13、第3層目
の導電層23の夫々が微細な寸法Lmをもって離隔さ
れ、エッチング残りが発生する可能性がある領域を示す
が、前記第2層目の導電層13、第3層目の導電層23
の夫々の重ね合せは領域NSを横切る形状(エッチング
残りは一部分に発生するが、このエッチング残りを途中
で遮断する形状)で行われる。The memory cell MC of the SRAM of this embodiment is
The main purpose is to cut off the grooves generated between the load MISFETs Qp1 and Qp2, and the symbol O in FIG.
As indicated by S, if there is a portion separated by a fine dimension Lm between each of the second conductive layer 13 and the third conductive layer 23, the second conductive layer is formed. At least a part of the third conductive layer 23 is superposed on the layer 13 (in FIG. 10 , the superposed regions are shaded). Figure
10 , reference numeral NS indicates a region in which the second conductive layer 13 and the third conductive layer 23 are separated from each other with a fine dimension Lm, and an etching residue may occur. Second conductive layer 13 and third conductive layer 23
The respective overlapping is performed in a shape that crosses the region NS (a shape in which etching residue is generated in a part, but this etching residue is cut off in the middle).
【0181】前記メモリセルMCの転送用MISFET
Qtの他方の半導体領域(18)は、図6及び図7に示
すように、相補性データ線(DL)33に接続される。
メモリセルMCの一方の転送用MISFETQt1は相
補性データ線33の第1データ線(DL1)に接続され
る。他方の転送用MISFETQt2は相補性データ線
33の第2データ線(DL2)に接続される。この転送
用MISFETQtの他方の半導体領域、相補性データ
線33の夫々の接続は、下層側から上層側に向って順次
積層された中間導電層23、29の夫々を介して行われ
る。MISFET for transfer of the memory cell MC
The other semiconductor region (18) of Qt is connected to the complementary data line (DL) 33, as shown in FIGS.
One transfer MISFET Qt1 of the memory cell MC is connected to the first data line (DL1) of the complementary data line 33. The other transfer MISFET Qt2 is connected to the second data line (DL2) of the complementary data line 33. The other semiconductor region of the transfer MISFET Qt and the complementary data line 33 are connected to each other through the intermediate conductive layers 23 and 29 sequentially stacked from the lower layer side toward the upper layer side.
【0182】前記中間導電層23は、図6、図7及び図
9に示すように、層間絶縁膜21上に構成される。この
中間導電層23の一部は、サイドウォールスペーサ16
で規定された領域内において、前記層間絶縁膜21に形
成された接続孔22を通して転送用MISFETQtの
他方の半導体領域(18)に接続される。前記接続孔2
2はサイドウォールスペーサ16で規定される領域より
も大きい(ゲート電極12側に大きい)開口サイズで構
成される。前記サイドウォールスペーサ16は前述のよ
うに転送用MISFETQtのゲート電極12の側壁に
それに対して自己整合で形成される。つまり、中間導電
層23の一部はサイドウォールスペーサ16に律則され
た位置にかつそれに対して自己整合で転送用MISFE
TQtの他方の半導体領域に接続される。中間導電層2
3の他部は、少なくとも、この中間導電層23と上層の
中間導電層29との製造プロセスのマスク合せ余裕寸法
に相当する分、層間絶縁膜21上に引き出される。この
中間導電層23は、転送用MISFETQtの他方の半
導体領域、中間導電層23の夫々に製造プロセスのマス
ク合せずれが生じる場合でも、このマスク合せずれを吸
収し、転送用MISFETQtの他方の半導体領域にそ
れに対して自己整合で中間導電層23を見かけ上接続で
きる。The intermediate conductive layer 23 is shown in FIG. 6, FIG. 7 and FIG.
As shown in FIG. 9 , it is formed on the interlayer insulating film 21. A part of the intermediate conductive layer 23 is formed by the sidewall spacer 16
In the region defined by, the connection is made to the other semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt through the connection hole 22 formed in the interlayer insulating film 21. The connection hole 2
2 has an opening size larger than the region defined by the sidewall spacers 16 (larger on the gate electrode 12 side). As described above, the sidewall spacers 16 are formed on the sidewalls of the gate electrode 12 of the transfer MISFET Qt in a self-aligned manner. That is, a part of the intermediate conductive layer 23 is in a position regulated by the sidewall spacer 16 and is self-aligned with respect to the position, and the transfer MISFE is formed.
It is connected to the other semiconductor region of TQt. Intermediate conductive layer 2
The other part of 3 is drawn out on the interlayer insulating film 21 by at least the amount corresponding to the mask alignment margin dimension of the manufacturing process of the intermediate conductive layer 23 and the upper intermediate conductive layer 29. The intermediate conductive layer 23 absorbs the mask misalignment in the manufacturing process even if the semiconductor misalignment of the transfer MISFET Qt and the intermediate conductive layer 23 occur, and the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt is absorbed. In contrast, the intermediate conductive layer 23 can be apparently connected by self-alignment.
【0183】前記中間導電層23は前記負荷用MISF
ETQpのゲート電極23、容量素子Cの第2電極2
3、導電層23の夫々と同一導電層で構成される。つま
り、第3層目のゲート材形成工程で形成される多結晶珪
素膜で形成され、この多結晶珪素膜には抵抗値を低減す
るn型不純物が導入される。The intermediate conductive layer 23 is the load MISF.
ETQp gate electrode 23, capacitive element C second electrode 2
3 and the conductive layers 23 are formed of the same conductive layer. That is, it is formed of a polycrystalline silicon film formed in the third layer gate material forming step, and an n-type impurity that reduces the resistance value is introduced into this polycrystalline silicon film.
【0184】前記中間導電層29は、図6及び図7に示
すように、層間絶縁膜27上に構成される。中間導電層
29の一端側は層間絶縁膜27に形成された接続孔28
を通して前記中間導電層23に接続される。この中間導
電層23は前述のように転送用MISFETQtの他方
の半導体領域に接続される。中間導電層29の他端側
は、X方向に引き出され、層間絶縁膜30に形成された
接続孔31を通して相補性データ線33に接続される。The intermediate conductive layer 29 is formed on the interlayer insulating film 27, as shown in FIGS. One end of the intermediate conductive layer 29 has a connection hole 28 formed in the interlayer insulating film 27.
Through to the intermediate conductive layer 23. The intermediate conductive layer 23 is connected to the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt as described above. The other end of the intermediate conductive layer 29 is drawn out in the X direction and connected to the complementary data line 33 through a connection hole 31 formed in the interlayer insulating film 30.
【0185】前記転送用MISFETQt1の他方の半
導体領域に一端側が接続される中間導電層29は、転送
用MISFETQt2の他方の半導体領域上をY方向に
延在する相補性データ線33のうちの第1データ線(D
L1)33下までX方向に引き出され、この引き出され
た領域において第1データ線33に接続される。同様
に、転送用MISFETQt2の他方の半導体領域に一
端側が接続される中間導電層29は、転送用MISFE
TQt1の他方の半導体領域上をY方向に延在する相補
性データ線33のうちの第2データ線(DL2)33下
までX方向に引き出され、この引き出された領域におい
て第2データ線33に接続される。つまり、中間導電層
29は、メモリセルMCの転送用MISFETQt1、
Qt2の夫々とそれとX方向において反転位置に延在す
る第1データ線33、第2データ線33の夫々とを接続
する交差配線構造を構成する。The intermediate conductive layer 29 whose one end side is connected to the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt1 is the first of the complementary data lines 33 extending in the Y direction on the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt2. Data line (D
L1) It is led out in the X direction to the bottom of 33, and is connected to the first data line 33 in this pulled out region. Similarly, the intermediate conductive layer 29 whose one end side is connected to the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt2 is formed of the transfer MISFE.
The complementary data lines 33 extending in the Y direction on the other semiconductor region of TQt1 are led out in the X direction down to the second data line (DL2) 33, and in the pulled out region, the second data line 33 Connected. That is, the intermediate conductive layer 29 includes the transfer MISFET Qt1 of the memory cell MC,
A cross wiring structure that connects each of Qt2 and each of the first data line 33 and the second data line 33 extending to the inversion position in the X direction is configured.
【0186】中間導電層29は、その形成方法について
は後述するが、製造プロセスの第1層目の金属材形成工
程で形成された高融点金属膜例えばW膜で形成される。
このW膜は前記多結晶珪素膜、高融点金属珪化膜の夫々
に比べて比抵抗値が小さい。The intermediate conductive layer 29 is formed of a refractory metal film, for example, a W film formed in the metal material forming step of the first layer of the manufacturing process, the forming method of which will be described later.
The W film has a smaller specific resistance value than the polycrystalline silicon film and the refractory metal silicide film.
【0187】この中間導電層29の下地となる層間絶縁
膜27は、図6に示すように、酸化珪素膜27A、BP
SG膜27Bの夫々を順次積層した複合膜で構成され
る。層間絶縁膜27の上層のBPSG膜27Bは、グラ
スフローが施され、表面に平担化処理が施される。As shown in FIG. 6, the interlayer insulating film 27, which is the base of the intermediate conductive layer 29, is made of silicon oxide films 27A and BP.
It is composed of a composite film in which the SG films 27B are sequentially laminated. The BPSG film 27B, which is the upper layer of the interlayer insulating film 27, is subjected to glass flow, and the surface is subjected to flattening processing.
【0188】前記層間絶縁膜30は、図6に示すよう
に、堆積型の酸化珪素膜30A、塗布型の酸化珪素膜3
0B、堆積型の酸化珪素膜30Cの夫々を順次積層した
3層の積層構造で構成される。下層の酸化珪素膜30
A、上層の酸化珪素膜30Cの夫々は、後述するが、テ
トラエソキシシラン(TEOS:Tetra Ethoxy Silan
e)ガスをソースガスとするプラズマCVD法で堆積さ
れる。下層の酸化珪素膜30Aは、下地の段差形状に沿
って均一な膜厚で堆積され、特に下地の段差形状の凹部
分において、この凹部分の上側でのオーバーハング形状
が発生しずらい。つまり、下層の酸化珪素膜30Aは前
記オーバーハング形状に基づく巣の発生を低減できる。
中間層の酸化珪素膜30Bは、スピンオングラス(Spi
n On Glass)法で塗布され、ベーク処理が施された
後、全面エッチング(エッチバック)される。この中間
層の酸化珪素膜30Bは、下層の酸化珪素膜30Aの表
面の段差形状部分に集中的に形成され(残存し)、層間
絶縁膜30の表面の平担化を図れる。中間層の酸化珪素
膜30Bは、基本的に前述の中間導電層29と相補性デ
ータ線33とを接続する接続孔31の領域を除く、下層
の酸化珪素膜30Aの表面上の段差部分に形成される。
つまり、中間層の酸化珪素膜30Bが含有する水分に基
づく、相補性データ線(アルミニウム合金)33の腐食
が防止できる。上層の酸化珪素膜30Cは、中間層であ
る酸化珪素膜30Bの表面を被覆し、この酸化珪素膜3
0Bの膜質の劣化を防止できる。As shown in FIG. 6, the interlayer insulating film 30 is composed of a deposition type silicon oxide film 30A and a coating type silicon oxide film 3.
0B and the deposition type silicon oxide film 30C are sequentially laminated, and each layer has a three-layer laminated structure. Lower silicon oxide film 30
A, Each of the upper layer of the silicon oxide film 30C, as described later, tetra lizard silane (TEOS: T etra E thoxy S ilan
e) It is deposited by a plasma CVD method using a gas as a source gas. The lower silicon oxide film 30A is deposited with a uniform film thickness along the stepped shape of the base, and particularly in the recessed part of the stepped shape of the base, the overhang shape above the recessed portion is unlikely to occur. That is, the lower silicon oxide film 30A can reduce the generation of cavities due to the overhang shape.
The intermediate silicon oxide film 30B is formed on the spin-on-glass ( S pi
coated with n O n G lass) method, after the baking process is performed, it is entirely etched (etch back). The intermediate silicon oxide film 30B is intensively formed (remains) on the step-shaped portion of the surface of the lower silicon oxide film 30A, and the surface of the interlayer insulating film 30 can be flattened. The intermediate silicon oxide film 30B is basically formed on the stepped portion on the surface of the lower silicon oxide film 30A except the region of the connection hole 31 which connects the intermediate conductive layer 29 and the complementary data line 33. To be done.
That is, it is possible to prevent the complementary data line (aluminum alloy) 33 from being corroded due to the moisture contained in the intermediate silicon oxide film 30B. The upper silicon oxide film 30C covers the surface of the intermediate silicon oxide film 30B.
The deterioration of the film quality of 0B can be prevented.
【0189】前記相補性データ線(DL)33は、図6
に示すように、層間絶縁膜30上に構成される。この相
補性データ線33は前記接続孔31を通して中間導電層
29の引き出された部分に接続される。相補性データ線
33は製造プロセスの第2層目の金属材形成工程で形成
される。相補性データ線33は下層の金属膜33A、中
間層のアルミニウム合金膜33B、上層の金属膜33C
の夫々を順次積層した3層の積層構造で構成される。前
記下層の金属膜33Aは、基本的に、転送用MISFE
TQtの他方の半導体領域(18)や中間導電層23の
珪素(Si)、中間層のアルミニウム合金膜33Bのア
ルミニウム(AL)の夫々の相互拡散を防止し、所謂ア
ロイスパイクを防止するバリアメタル膜として形成す
る。下層の金属膜33Aは例えばTiW膜で形成する。
前記中間層のアルミニウム合金膜33Bは多結晶珪素
膜、高融点金属膜、高融点金属珪化膜の夫々に比べて比
抵抗値が小さい。アルミニウム合金膜33BはCu、S
iの少なくともいずれか一方が添加されたアルミニウム
で構成される。Cuは基本的にエレクトロマイグレーシ
ョン耐性を向上できる作用を有する。Siは基本的にア
ロイスパイクを防止できる作用を有する。上層の金属膜
33Cは、基本的に、中間層のアルミニウム合金膜33
Bのアルミニウムヒルロック現象を防止することを目的
として構成される。また、上層の金属膜33Cは、フォ
トリソグラフィ技術でのパターンニングの際の露光工程
において、中間層のアルミニウム合金膜33Bの表面の
反射率を低減し、回析現象(ハレーション)を防止する
目的で形成される。The complementary data line (DL) 33 is shown in FIG.
As shown in, it is formed on the interlayer insulating film 30. The complementary data line 33 is connected to the extended portion of the intermediate conductive layer 29 through the connection hole 31. The complementary data line 33 is formed in the metal material forming step of the second layer of the manufacturing process. The complementary data line 33 includes a lower metal film 33A, an intermediate aluminum alloy film 33B, and an upper metal film 33C.
Each of these is sequentially laminated to form a three-layer laminated structure. The lower metal film 33A is basically a transfer MISFE.
A barrier metal film for preventing mutual diffusion of the other semiconductor region (18) of TQt, silicon (Si) of the intermediate conductive layer 23, and aluminum (AL) of the aluminum alloy film 33B of the intermediate layer, and so-called alloy spike. To form as. The lower metal film 33A is formed of, for example, a TiW film.
The aluminum alloy film 33B of the intermediate layer has a smaller specific resistance value than the polycrystalline silicon film, the refractory metal film, and the refractory metal silicide film. The aluminum alloy film 33B is made of Cu, S
It is made of aluminum to which at least one of i is added. Cu basically has the effect of improving electromigration resistance. Si basically has the function of preventing alloy spikes. The upper metal film 33C is basically the intermediate aluminum alloy film 33.
It is configured for the purpose of preventing the aluminum hilllock phenomenon of B. Further, the upper metal film 33C is used for the purpose of reducing the reflectance of the surface of the intermediate aluminum alloy film 33B and preventing the diffraction phenomenon (halation) in the exposure process at the time of patterning by the photolithography technique. It is formed.
【0190】なお、相補性データ線33は、アルミニウ
ム合金膜33Bをアルミニウム膜で、或いは下層の金属
膜33Aを廃止して単層のアルミニウム合金膜で構成し
てもよい。The complementary data line 33 may be formed by using the aluminum alloy film 33B as an aluminum film or by removing the lower metal film 33A and forming a single-layer aluminum alloy film.
【0191】前記相補性データ線33は、図7に示すよ
うに、メモリセルMC上をY方向に延在する。相補性デ
ータ線33のうちの一方の第1データ線(DL1)33
はメモリセルMCの駆動用MISFETQd1、転送用
MISFETQt2及び負荷用MISFETQp2上を
Y方向に延在する。他方の第2データ線(DL2)33
はメモリセルMCの駆動用MISFETQd2、転送用
MISFETQt1及び負荷用MISFETQp1上を
Y方向に延在する。つまり、相補性データ線33の第1
データ線33、第2データ線33の夫々は互いに離隔し
かつほぼ平行にY方向に延在する。The complementary data line 33 extends in the Y direction on the memory cell MC as shown in FIG. One of the complementary data lines 33, the first data line (DL1) 33
Extends in the Y direction on the driving MISFET Qd1, the transfer MISFET Qt2, and the load MISFET Qp2 of the memory cell MC. The other second data line (DL2) 33
Extends in the Y direction on the driving MISFET Qd2, the transfer MISFET Qt1 and the load MISFET Qp1 of the memory cell MC. That is, the first complementary data line 33
The data line 33 and the second data line 33 are separated from each other and extend substantially parallel to each other in the Y direction.
【0192】同図7に示すように、メモリセルアレイM
AY又はサブメモリセルアレイMAYにおいて、X方向
に配列されたメモリセルMCの相補性データ線33の平
面形状はX1−X3軸又はX2−X4軸に対して線対称
で配置される。Y方向に配列されたメモリセルMCの相
補性データ線33の平面形状はX1−X2軸又はX3−
X4軸に対して線対称で配置される。As shown in FIG. 7, the memory cell array M
In the AY or sub memory cell array MAY, the complementary data lines 33 of the memory cells MC arranged in the X direction are arranged in line symmetry with respect to the X1-X3 axis or the X2-X4 axis. The planar shape of the complementary data line 33 of the memory cells MC arranged in the Y direction is X1-X2 axis or X3-.
They are arranged in line symmetry with respect to the X4 axis.
【0193】前記メモリセルMC上には、図6及び図7
に示すように、メインワード線(MWL)29及びサブ
ワード線(SWL1)29が配置される。メインワード
線29、サブワード線29の夫々は、同一導電層(第1
層目の金属材形成工程で形成される高融点金属膜)で構
成され、前記中間導電層29と同一導電層で構成され
る。つまり、メインワード線29、サブワード線29の
夫々はワード線(WL)13と相補性データ線33との
間の層に構成される。メインワード線29、サブワード
線29の夫々は、メモリセルMCの転送用MISFET
Qt1に接続される中間導電層29と転送用MISFE
TQt2に接続される中間導電層29との間に配置され
る。メインワード線29、サブワード線29の夫々は互
いに離隔し、かつメモリセルアレイMAYをほぼ平行に
X方向に延在する。On the memory cell MC, as shown in FIGS.
As shown in, the main word line (MWL) 29 and the sub word line (SWL1) 29 are arranged. Each of the main word line 29 and the sub word line 29 has the same conductive layer (first
It is made of a high melting point metal film formed in the metal material forming step of the second layer, and is made of the same conductive layer as the intermediate conductive layer 29. That is, each of the main word line 29 and the sub word line 29 is formed in a layer between the word line (WL) 13 and the complementary data line 33. Each of the main word line 29 and the sub word line 29 has a transfer MISFET for the memory cell MC.
Intermediate conductive layer 29 connected to Qt1 and transfer MISFE
It is arranged between the intermediate conductive layer 29 connected to TQt2. The main word line 29 and the sub word line 29 are separated from each other, and the memory cell array MAY extends substantially in parallel in the X direction.
【0194】前述の図2(A)及び図3に示すように、
メインワード線29はY方向に配列された4個(4〔bi
t〕 )のメモリセルMC毎に1本配置される。1本のメ
インワード線29は、前記図1に示すメモリブロックM
Bの4個のメモリマットMMの合計16個のメモリセル
アレイMAY上を延在するので、抵抗値を低減する目的
でサブワード線29に比べて配線幅寸法が太く構成され
る。As shown in FIGS. 2A and 3 described above,
There are four main word lines 29 (4 [bi
t]), one is arranged for each memory cell MC. One main word line 29 corresponds to the memory block M shown in FIG.
Since the four memory mats MM of B extend over a total of 16 memory cell arrays MAY, the wiring width is made thicker than that of the sub word line 29 for the purpose of reducing the resistance value.
【0195】サブワード線(SWL1)29は、前述の
図2(A)及び図3に示すように、メモリマットMMの
ワードドライバー回路WDRに近接する側に配置された
メモリセルアレイMAYにおいて、Y方向に配列された
1個のメモリセルMC毎に1本配置される。サブワード
線29は、1個のメモリセルアレイMAYを延在する程
度の長さで、前記メインワード線29に比べて延在する
長さが短いので、メインワード線29に比べて配線幅寸
法が細く構成される。図6及び図7に示すように、メイ
ンワード線29、サブワード線29の夫々は、メモリセ
ルMCに接続される基準電圧線(Vss)13をワード線
(WL)13と同一導電層で構成し、この基準電圧線1
3を延在させていた導電層を空領域としたので、この空
領域(2本の配線を配置できる程度の領域)を利用して
配置される。つまり、メモリセルMCは、ワード線(W
L)13及び基準電圧線13の他に、X方向にデバイデ
ッドワードライン方式で使用するメインワード線29及
びダブルワードライン方式で使用するサブワード線29
の2本のワード線が延在できる。As shown in FIGS. 2A and 3 described above, the sub word line (SWL1) 29 is arranged in the Y direction in the memory cell array MAY arranged on the side close to the word driver circuit WDR of the memory mat MM. One is arranged for each arranged memory cell MC. The sub-word line 29 has a length that extends over one memory cell array MAY and is shorter than the main word line 29. Therefore, the wiring width is smaller than that of the main word line 29. Composed. As shown in FIGS. 6 and 7, in each of the main word line 29 and the sub word line 29, the reference voltage line (Vss) 13 connected to the memory cell MC is formed of the same conductive layer as the word line (WL) 13. , This reference voltage line 1
Since the conductive layer extending 3 has been used as an empty region, it is arranged using this empty region (a region where two wirings can be arranged). That is, the memory cell MC has a word line (W
L) 13 and the reference voltage line 13, a main word line 29 used in the divided word line system in the X direction and a sub word line 29 used in the double word line system.
2 word lines can be extended.
【0196】前記メモリセルMCの相補性データ線33
上を含む基板全面(外部端子BPの領域は除く)には、
図6に示すように、ファイナルパッシベーション膜(最
終保護膜)34が構成される。このファイナルパッシベ
ーション膜34は、その構造を詳細に示さないが、酸化
珪素膜、窒化珪素膜、樹脂膜の夫々を順次積層した3層
の積層構造で構成される。Complementary data line 33 of the memory cell MC
On the entire surface of the substrate including the above (excluding the area of the external terminal BP),
As shown in FIG. 6, a final passivation film (final protective film) 34 is formed. The final passivation film 34 has a three-layer laminated structure in which a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a resin film are sequentially laminated, though its structure is not shown in detail.
【0197】ファイナルパッシベーション膜34の下層
の酸化珪素膜は、さらに3層の積層構造で構成され、前
記層間絶縁膜30と同様の構造で構成される。すなわ
ち、下層の酸化珪素膜は、テトラエソキシシランガスを
ソースガスとするCVD法で堆積された酸化珪素膜、塗
布後にエッチングが施された酸化珪素膜、テトラエソキ
シシランガスをソースガスとするCVD法で堆積された
酸化珪素膜の夫々で形成される。つまり、下層の酸化珪
素膜は、表面の平担化を図り、上層の窒化珪素膜に巣が
発生することを防止する。中間層の窒化珪素膜はプラズ
マCVD法で形成される。この中間層の窒化珪素膜は耐
湿性を高める作用がある。上層の樹脂膜は例えばポリイ
ミド系樹脂で形成される。この樹脂膜は、樹脂封止型半
導体装置の樹脂封止部に微量に含有される放射性元素か
ら放出されるα線を遮蔽し、SRAMのα線ソフトエラ
ー耐性を向上できる。また、樹脂膜は、前記樹脂封止部
に含有されるフィラーでファイナルパッシベーション膜
34等の層間膜にクラックが発生することを防止する。The silicon oxide film below the final passivation film 34 has a laminated structure of three layers and has the same structure as the interlayer insulating film 30. That is, the lower silicon oxide film is a silicon oxide film deposited by a CVD method using tetraethoxysilane gas as a source gas, a silicon oxide film etched after coating, and a CVD method using a tetraethoxysilane gas as a source gas. Formed of each of the silicon oxide films. That is, the lower silicon oxide film flattens the surface and prevents the formation of cavities in the upper silicon nitride film. The intermediate silicon nitride film is formed by the plasma CVD method. The intermediate silicon nitride film has the function of increasing the moisture resistance. The upper resin film is formed of, for example, a polyimide resin. This resin film shields alpha rays emitted from a small amount of radioactive elements contained in the resin encapsulation portion of the resin encapsulation type semiconductor device, and can improve the alpha ray soft error resistance of SRAM. Further, the resin film prevents the filler contained in the resin sealing portion from causing cracks in the interlayer film such as the final passivation film 34.
【0198】次に、SRAMのメモリマットMMのメモ
リセルアレイMAYの周辺領域(端部)において、ウエ
ル構造及びメモリセルMCの構造について説明する。Next, the well structure and the structure of the memory cell MC in the peripheral region (end portion) of the memory cell array MAY of the memory mat MM of SRAM will be described.
【0199】前記図2(A)、図3及び図4に示すSR
AMのメモリマットMMのメモリセルアレイMAY又は
サブメモリセルアレイSMAYの周辺構造は、図11乃
至図14(周辺領域の拡大平面図)及び図15(要部断
面図)に示す。図11は素子分離絶縁膜4で周囲の形状
を規定された活性領域の平面形状を示す。図12は前記
活性領域に重ね合せた駆動用MISFETQd及び転送
用MISFETQtの平面形状を示す。図13は前記活
性領域、駆動用MISFETQd及び転送用MISFE
TQtに重ね合せた負荷用MISFETQpの平面形状
を示す。図14は前記活性領域、駆動用MISFETQ
d、転送用MISFETQt及び負荷用MISFETQ
pに重ね合せたサブワード線(SWL)29、メインワ
ード線(MWL)29及び相補性データ線(DL)33
の平面形状を示す。SR shown in FIGS. 2 (A), 3 and 4
The peripheral structure of the memory cell array MAY of the AM memory mat MM or the sub memory cell array SMEY is shown in FIG.
To FIG. 14 (enlarged plan view of the peripheral region) and FIG. 15 (cross-sectional view of main parts). FIG. 11 shows a planar shape of the active region whose peripheral shape is defined by the element isolation insulating film 4. FIG. 12 shows the planar shapes of the driving MISFET Qd and the transfer MISFET Qt which are superposed on the active region. FIG. 13 shows the active region, the driving MISFET Qd, and the transfer MISFE.
The plane shape of load MISFETQp piled up on TQt is shown. FIG. 14 shows the active region and the driving MISFETQ.
d, transfer MISFETQt and load MISFETQ
Sub word line (SWL) 29, main word line (MWL) 29 and complementary data line (DL) 33 superimposed on p
The plane shape of is shown.
【0200】前記図11に示すように、メモリセルアレ
イMAY又はサブメモリセルアレイSMAYの中央領域
において、X方向及びY方向に隣接する4個のメモリセ
ルMCの一部の活性領域は一体に構成され、平面形状が
リング形状で構成される。具体的には、同図11に符号
MC2を付けて示すメモリセルMC2を中心として、こ
のメモリセルMC2、その右側に隣接するメモリセルM
C、これら2個のメモリセルMCの下側に隣接する2個
のメモリセルMC、合計4個のメモリセルMCにおい
て、4個のメモリセルMCの夫々の一方の転送用MIS
FETQt及び一方の駆動用MISFETQd、合計4
個の転送用MISFETQt及び4個の駆動用MISF
ETQdの活性領域は一体に構成され、リング形状の活
性領域が構成される(図11において一部を塗りつぶし
た領域)。As shown in FIG. 11 , in the central area of the memory cell array MAY or the sub memory cell array SMEY, some active areas of four memory cells MC adjacent in the X and Y directions are integrally formed. The plane shape is a ring shape. Specifically, with respect to the memory cell MC2 indicated by reference numeral MC2 in FIG. 11 , the memory cell MC2 and the memory cell M adjacent to the right side of the memory cell MC2.
C, two memory cells MC adjacent to the lower side of these two memory cells MC, and a total of four memory cells MC, one of the four memory cells MC is a transfer MIS.
FETQt and one driving MISFETQd, total 4
Transfer MISFETs Qt and 4 drive MISFs
The active regions of the ETQd are integrally configured to form a ring-shaped active region (a partially filled region in FIG. 11 ).
【0201】換言すれば、前記4個の転送用MISFE
TQt、4個の駆動用MISFETQdの夫々(合計8
個のMISFET)は、互いに向い合うソース領域又は
ドレイン領域を一体に構成し、電気的にも直列接続され
たリング形状で構成される。つまり、X方向、Y方向の
夫々に隣接する4個のメモリセルMCにおいて、メモリ
セルMCの一方の転送用MISFETQt及び駆動用M
ISFETQdで構成される一方のL字形状の活性領域
を互いに連続させ、かつ活性領域の延在する方向(直列
に接続された複数個のMISFETのゲート長方向と一
致する方向)に終端がなく、活性領域のパターンが閉じ
るリング形状で構成される。リング形状の活性領域の互
いに対向する内枠側、外枠側の夫々(転送用MISFE
TQt、駆動用MISFETQdの夫々のゲート幅を規
定する領域)は素子分離絶縁膜4及びp型チャネルスト
ッパ領域5で規定される。前記4個のメモリセルMCの
夫々の転送用MISFETQtはゲート長方向をY方向
に一致させ、駆動用MISFETQdはゲート長方向を
X方向に一致させているので、前記リング形状は円形状
や楕円形状よりもむしろ方形状(長方形状)に近い平面
形状で構成される。In other words, the above-mentioned four transfer MISFEs
TQt and each of the four driving MISFETs Qd (total 8
Each MISFET) has a source region or a drain region facing each other integrally, and is also electrically connected in series in a ring shape. That is, in the four memory cells MC adjacent to each other in the X direction and the Y direction, one transfer MISFET Qt and the driving M of the memory cell MC.
One L-shaped active region composed of the ISFET Qd is continuous with each other, and there is no termination in the direction in which the active regions extend (direction coinciding with the gate length direction of a plurality of MISFETs connected in series), The pattern of the active area is composed of a closed ring shape. The inner frame side and the outer frame side of the ring-shaped active region facing each other (transfer MISFE
Regions defining the gate widths of TQt and the driving MISFET Qd) are defined by the element isolation insulating film 4 and the p-type channel stopper region 5. The transfer MISFET Qt of each of the four memory cells MC has the gate length direction aligned with the Y direction, and the drive MISFET Qd has the gate length direction aligned with the X direction. Therefore, the ring shape is circular or elliptical. Rather, it is configured by a planar shape that is close to a rectangular shape (rectangular shape).
【0202】前記リング形状で構成された活性領域はX
方向(転送用MISFETQtのゲート幅方向又は駆動
用MISFETQdのゲート長方向と一致する方向)に
同一形状でかつ同一ピッチで複数個配列される。このX
方向に隣接する複数個のリング形状の活性領域の夫々の
間は、素子分離絶縁膜4(及びp型チャネルストッパ領
域5)が配置され、電気的に分離される。リング形状の
活性領域のY方向(転送用MISFETQtのゲート長
方向又は駆動用MISFETQdのゲート幅方向と一致
する方向)に隣接する次段のリング形状の活性領域は、
前段の配列と同様に、X方向に同一形状でかつ同一ピッ
チで複数個配列されるとともに、前段の配列に対してX
方向に2分の1ピッチ(ハーフピッチ)だけずらして配
列される。つまり、前記リング形状の活性領域は、図1
1に示すように、メモリセルアレイMAY(又はサブメ
モリセルアレイSMAY)において千鳥り形状に周期性
を確保し配列される。The active region formed in the ring shape is X
In the direction (direction matching the gate width direction of the transfer MISFET Qt or the gate length direction of the driving MISFET Qd), a plurality of shapes are arranged at the same pitch. This X
The element isolation insulating film 4 (and the p-type channel stopper region 5) is disposed between each of the plurality of ring-shaped active regions adjacent to each other in the direction, and is electrically isolated. The ring-shaped active region at the next stage adjacent to the ring-shaped active region in the Y direction (the direction matching the gate length direction of the transfer MISFET Qt or the gate width direction of the driving MISFET Qd) is
Similar to the array in the previous stage, a plurality of arrays having the same shape and the same pitch in the X direction are arranged and X
They are arranged so as to be offset by a half pitch (half pitch) in the direction. That is, the ring-shaped active region is formed as shown in FIG.
As shown in FIG. 1 , the memory cell array MAY (or the sub-memory cell array SMEY) is arranged in a zigzag manner while ensuring periodicity.
【0203】前記図11及び図15に示すように、メモ
リセルアレイMAY(又サブメモリセルアレイSMA
Y)の終端、つまりメモリセルアレイMAYの端部であ
って、メモリセルアレイMAYの外周囲に配置されたガ
ードリング領域P−GRに近接する領域においては、前
記リング形状の活性領域の配列の周期性の乱れを緩める
レイアウトが施される。具体的には、図11及び図15
に示すように、メモリセルアレイMAYとガードリング
領域P−GRとの間に、メモリセルアレイMAYの中央
領域に配置されたリング形状の活性領域の一部の形状と
同一又は類似の形状のダミー活性領域4D1〜4D3の
夫々が配置される。As shown in FIGS. 11 and 15 , the memory cell array MAY (or the sub memory cell array SMA) is
Y), that is, the end portion of the memory cell array MAY, in the region close to the guard ring region P-GR arranged on the outer periphery of the memory cell array MAY, the periodicity of the arrangement of the ring-shaped active regions. A layout is provided to ease the disturbance of the. Specifically, FIG. 11 and FIG.
As shown in FIG. 5, between the memory cell array MAY and the guard ring region P-GR, a dummy active region having the same or similar shape as a part of the shape of the ring-shaped active region arranged in the central region of the memory cell array MAY. Each of 4D1 to 4D3 is arranged.
【0204】前記図4に示すメモリマットMMの2個の
メモリセルアレイMAYの周囲を取り囲むガードリング
領域P−GRは、図11及び図15に示すように、p-
型ウエル領域2Mの主面の周辺領域において、素子分離
絶縁膜4で周囲を規定された(一部は活性領域4Dで規
定された)領域に構成される。ガードリング領域P−G
Rは、p- 型ウエル領域2Mの主面部に形成されたp+
型半導体領域40を主体に構成され、p- 型ウエル領域
2Mに固定の基準電圧Vssを供給する。[0204] The guard ring region P-GR surrounding the two memory cell array MAY memory mat MM shown in FIG. 4, as shown in FIGS. 11 and 15, p-
In the peripheral region of the main surface of the mold well region 2M, the periphery is defined by the element isolation insulating film 4 (a part is defined by the active region 4D). Guard ring area P-G
R is p + formed on the main surface of the p- well region 2M.
The p-type well region 2M is mainly composed of the type semiconductor region 40 and supplies a fixed reference voltage Vss to the p-type well region 2M.
【0205】前記ガードリング領域P−GRは、図14
及び図15に示すように、基準電圧線(Vss)29を介
在して基準電圧線(Vss)33が電気的に接続される。
基準電圧線29は、前述のメインワード線(MWL)2
9、サブワード線(SWL)29等と同一導電層で形成
され、メモリセルアレイMAYの周囲に沿って延在す
る。基準電圧線29は層間絶縁膜27に形成された接続
孔28を通してガードリング領域P−GRに接続され
る。基準電圧線33は相補性データ線(DL)33と同
一導電層で形成される。メモリセルアレイMAY内は相
補性データ線33がY方向に延在するので、基準電圧線
33は、相補性データ線33との接触を避けるためにY
方向に延在する。基準電圧線33は層間絶縁膜30に形
成された接続孔31を通して下層の基準電圧線29に接
続される。The guard ring area P-GR is shown in FIG.
15 , the reference voltage line (Vss) 33 is electrically connected via the reference voltage line (Vss) 29.
The reference voltage line 29 is the main word line (MWL) 2 described above.
9, the sub-word line (SWL) 29 and the like are formed of the same conductive layer and extend along the periphery of the memory cell array MAY. The reference voltage line 29 is connected to the guard ring region P-GR through a connection hole 28 formed in the interlayer insulating film 27. The reference voltage line 33 is formed of the same conductive layer as the complementary data line (DL) 33. Since the complementary data line 33 extends in the Y direction in the memory cell array MY, the reference voltage line 33 is set to Y in order to avoid contact with the complementary data line 33.
Extend in the direction. The reference voltage line 33 is connected to the reference voltage line 29 in the lower layer through a connection hole 31 formed in the interlayer insulating film 30.
【0206】また、図11乃至図15に示すように、メ
モリセルアレイMAYは基本的にn- 型ウエル分離領域
3iの主面のp- 型ウエル領域2Mの主面に配置され、
このメモリセルアレイMAYが配置されたp- 型ウエル
領域2Mの外周囲であってn- 型ウエル分離領域3iの
主面にはn- 型ウエル領域3が構成される。このn-型
ウエル分離領域3iの主面に配置されたn- 型ウエル領
域3は、前述の図18に示すように、n- 型ウエル分離
領域3iの表面の不純物濃度に比べて高い不純物濃度に
設定されるので、n- 型ウエル分離領域3iの主面の不
純物濃度を高く設定できる(不純物濃度を高める方向に
補正できる)。換言すれば、n- 型ウエル分離領域3i
のp- 型ウエル領域2Mの外周囲の主面は、n- 型ウエ
ル領域3の不純物濃度が加算され、高い不純物濃度に設
定される。この結果、2重ウエル構造におけるn- 型ウ
エル分離領域3iの主面のp- 型ウエル領域2Mとn-
型ウエル分離領域3iの外周囲のp- 型半導体基板1と
の間の絶縁分離耐圧の向上が図れる。Further, as shown in FIGS. 11 to 15 , the memory cell array MAY is basically arranged on the main surface of the p--type well region 2M which is the main surface of the n--type well isolation region 3i.
An n-type well region 3 is formed on the outer periphery of the p-type well region 2M in which the memory cell array MAY is arranged and on the main surface of the n-type well isolation region 3i. The n-type well region 3 disposed on the main surface of the n-type well isolation region 3i has a higher impurity concentration than that of the surface of the n-type well isolation region 3i as shown in FIG. Therefore, the impurity concentration of the main surface of the n-type well isolation region 3i can be set high (correction can be made to increase the impurity concentration). In other words, the n-type well isolation region 3i
The impurity concentration of the n-type well region 3 is added to the main surface of the outer peripheral portion of the p-type well region 2M, which is set to a high impurity concentration. As a result, the p-type well regions 2M and n-of the main surface of the n-type well isolation region 3i in the double well structure are formed.
It is possible to improve the dielectric isolation breakdown voltage between the p-type semiconductor substrate 1 and the outer periphery of the type well isolation region 3i.
【0207】前記図11及び図15に示すように、n-
型ウエル領域3の周辺領域にはガードリング領域N−G
Rが配置される。ガードリング領域N−GRは、n- 型
ウエル領域3の主面の周辺領域において、素子分離絶縁
膜4で周囲を規定された領域に構成される。ガードリン
グ領域N−GRは、n- 型ウエル領域3の主面部に形成
されたn+ 型半導体領域11及び18を主体に構成さ
れ、n- 型ウエル領域3に固定の電源電圧Vccを供給す
る。As shown in FIGS. 11 and 15 , n-
A guard ring region NG is formed in the peripheral region of the mold well region 3.
R is placed. The guard ring region N-GR is formed in the peripheral region of the main surface of the n-type well region 3 in a region defined by the element isolation insulating film 4. The guard ring region N-GR is mainly composed of the n + type semiconductor regions 11 and 18 formed in the main surface portion of the n- type well region 3 and supplies a fixed power supply voltage Vcc to the n- type well region 3. .
【0208】前記ガードリング領域N−GRは、図14
及び図15に示すように、電源電圧線(Vcc)29を介
在して電源電圧線(Vcc)33が電気的に接続される。
この電源電圧線29は基準電圧線29と同一導電層で形
成され、電源電圧線33は基準電圧線33と同一導電層
で形成される。The guard ring region N-GR is shown in FIG.
15 , the power supply voltage line (Vcc) 33 is electrically connected via the power supply voltage line (Vcc) 29.
The power supply voltage line 29 is formed of the same conductive layer as the reference voltage line 29, and the power supply voltage line 33 is formed of the same conductive layer as the reference voltage line 33.
【0209】また、図12に示すように、メモリセルア
レイMAYは、端部での周期性の乱れを緩めるために、
ダミーゲート電極7Dが配置される。このダミーゲート
電極7Dは、メモリセルアレイMAYの端部において配
置され、メモリセルアレイMAYの中央領域に配置され
たメモリセルMCの駆動用MISFETQdのゲート電
極7の平面形状と同一又は類似の平面形状を具備して構
成される。同様に、メモリセルアレイMAYの端部での
周期性の乱れを緩めるために、ダミーワード線13D
1、ダミー基準電圧線13D2の夫々が配置される。こ
のダミーワード線13D1、ダミー基準電圧線13D2
の夫々はメモリセルアレイMAYの端部において配置さ
れ、メモリセルアレイMAYの中央領域に配置されたワ
ード線13、基準電圧線13の夫々の平面形状と同一又
は類似の平面形状を具備して構成される。Further, as shown in FIG. 12 , the memory cell array MAY is provided in order to reduce the disturbance of the periodicity at the end.
Dummy gate electrode 7D is arranged. The dummy gate electrode 7D is arranged at the end portion of the memory cell array MAY and has the same or similar plane shape as the plane shape of the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd of the memory cell MC arranged in the central region of the memory cell array MAY. Configured. Similarly, in order to reduce the disturbance of the periodicity at the end of the memory cell array MAY, the dummy word line 13D
1 and the dummy reference voltage line 13D2 are arranged. The dummy word line 13D1 and the dummy reference voltage line 13D2
Are arranged at the ends of the memory cell array MAY, and are configured to have the same or similar planar shape as that of the word line 13 and the reference voltage line 13 arranged in the central region of the memory cell array MAY. .
【0210】次に、前述のSRAMの周辺回路を構成す
る相補型MISFETの具体的な構造について、図16
(要部拡大断面図)を使用し、簡単に説明する。Next, FIG. 16 shows a specific structure of the complementary MISFET which constitutes the peripheral circuit of the SRAM described above .
A brief description will be given using (enlarged cross-sectional view of a main part).
【0211】SRAMの直接周辺回路、間接周辺回路の
夫々を含む周辺回路の相補型MISFETは、図16に
示すように、p- 型半導体基板1の主面のp- 型ウエル
領域2及びn- 型ウエル領域3に配置される。つまり、
周辺回路の相補型MISFETは、前記メモリセルアレ
イMAYが配置されたp- 型ウエル領域2Mを有するn
- 型ウエル分離領域3iの外周囲において、p- 型ウエ
ル領域2及びn- 型ウエル領域3に配置される。As shown in FIG. 16 , the complementary MISFET of the peripheral circuit including the direct peripheral circuit and the indirect peripheral circuit of the SRAM has p-type well regions 2 and n-types on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1, respectively. It is arranged in the mold well region 3. That is,
The complementary MISFET of the peripheral circuit has an n-type well region 2M in which the memory cell array MAY is arranged.
The p-type well region 2 and the n-type well region 3 are arranged around the outer periphery of the -type well isolation region 3i.
【0212】前記相補型MISFETのうち、nチャネ
ルMISFETQnは、非活性領域の素子分離絶縁膜4
及びp型チャネルストッパ領域5で周囲を囲まれた領域
内において、p- 型ウエル領域2の主面に配置される。
つまり、nチャネルMISFETQnはp- 型ウエル領
域2(チャネル形成領域)、ゲート絶縁膜12、ゲート
電極13、ソース領域及びドレイン領域を主体に構成さ
れる。nチャネルMISFETQnは前記メモリセルM
Cの転送用MISFETQtとほぼ同一構造で構成さ
れ、nチャネルMISFETQnのゲート電極13は転
送用MISFETQtのゲート電極13と同一導電層で
構成される。また、同様に、nチャネルMISFETQ
nはLDD構造で構成され、ソース領域、ドレイン領域
の夫々は夫々低い不純物濃度のn型半導体領域17及び
高い不純物濃度のn+ 型半導体領域18で構成される。Of the complementary MISFETs, the n-channel MISFET Qn is the element isolation insulating film 4 in the inactive region.
And in the region surrounded by the p-type channel stopper region 5 on the main surface of the p-type well region 2.
That is, the n-channel MISFET Qn is mainly composed of the p-type well region 2 (channel forming region), the gate insulating film 12, the gate electrode 13, the source region and the drain region. The n-channel MISFET Qn is the memory cell M.
The gate electrode 13 of the n-channel MISFET Qn is formed of the same conductive layer as the gate electrode 13 of the transfer MISFET Qt. Similarly, the n-channel MISFETQ
n has an LDD structure, and each of the source region and the drain region is composed of an n-type semiconductor region 17 having a low impurity concentration and an n + -type semiconductor region 18 having a high impurity concentration.
【0213】前記nチャネルMISFETQnはソース
領域、ドレイン領域の少なくともいずれか一方のn+ 型
半導体領域18に配線29、又は配線29を通して配線
33が電気的に接続される。In the n-channel MISFET Qn, a wiring 29 or a wiring 33 is electrically connected to the n + type semiconductor region 18 of at least one of the source region and the drain region through the wiring 29.
【0214】また、前記相補型MISFETのうち、p
チャネルMISFETQpは、非活性領域の素子分離絶
縁膜4で周囲を囲まれた領域内において、n- 型ウエル
領域3の主面に配置される。つまり、pチャネルMIS
FETQpはn- 型ウエル領域3(チャネル形成領
域)、ゲート絶縁膜12、ゲート電極13、ソース領域
及びドレイン領域を主体に構成される。pチャネルMI
SFETQpは、チャネル導電型は異なるが、前記nチ
ャネルMISFETQnとほぼ同一構造で構成される。
つまり、pチャネルMISFETQpは、LDD構造で
構成され、ソース領域、ドレイン領域の夫々が低い不純
物濃度のp型半導体領域39及び高い不純物濃度のn+
型半導体領域40で構成される。Of the complementary MISFETs, p
The channel MISFET Qp is arranged on the main surface of the n--type well region 3 in the region surrounded by the element isolation insulating film 4 in the inactive region. That is, p-channel MIS
The FET Qp mainly includes an n-type well region 3 (channel forming region), a gate insulating film 12, a gate electrode 13, a source region and a drain region. p channel MI
Although the SFET Qp has a different channel conductivity type, it has substantially the same structure as the n-channel MISFET Qn.
That is, the p-channel MISFET Qp has an LDD structure, and the source region and the drain region each have a low impurity concentration p-type semiconductor region 39 and a high impurity concentration n +.
It is composed of the type semiconductor region 40.
【0215】前記pチャネルMISFETQpはソース
領域、ドレイン領域の少なくともいずれか一方のp+ 型
半導体領域40に配線29、又は配線29を通して配線
33が電気的に接続される。In the p-channel MISFET Qp, the wiring 29 or the wiring 33 is electrically connected to the p + type semiconductor region 40 of at least one of the source region and the drain region through the wiring 29.
【0216】前記SRAMのメモリセルアレイMAYの
メモリセルMCの転送用MISFETQt、駆動用MI
SFETQdの夫々が配置されるp- 型ウエル領域2M
は周辺回路の相補型MISFETのnチャネルMISF
ETQnが配置されるp- 型ウエル領域2の表面の不純
物濃度に対して独立に表面の不純物濃度が設定される。
つまり、p- 型ウエル領域2Mの表面の不純物濃度は、
p- 型ウエル領域2の表面の不純物濃度と同等かそれに
比べて高く設定することができ、結果的にメモリセルM
Cの転送用MISFETQt、駆動用MISFETQd
の夫々のしきい値電圧を高められる。このメモリセルM
Cの転送用MISFETQt、駆動用MISFETQd
の夫々のしきい値電圧が高く設定できると、ノイズに対
する誤動作を防止できるので、メモリセルMCの情報蓄
積ノードに保持された情報を安定に保持できる。The transfer MISFET Qt and the drive MI of the memory cell MC of the SRAM memory cell array MAY.
P-type well region 2M in which each of SFETQd is arranged
Is the n-channel MISF of the complementary MISFET of the peripheral circuit
The impurity concentration on the surface is set independently of the impurity concentration on the surface of p @-type well region 2 in which ETQn is arranged.
That is, the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2M is
The impurity concentration on the surface of the p-type well region 2 can be set to be equal to or higher than that, and as a result, the memory cell M can be set.
C transfer MISFETQt, drive MISFETQd
The threshold voltage of each can be raised. This memory cell M
C transfer MISFETQt, drive MISFETQd
If each of the threshold voltages can be set high, malfunction due to noise can be prevented, so that the information held in the information storage node of the memory cell MC can be stably held.
【0217】また、前記nチャネルMISFETQnが
配置されるp- 型ウエル領域2の表面の不純物濃度はメ
モリセルMCの転送用MISFETQt、駆動用MIS
FETQdの夫々が配置されるp- 型ウエル領域2Mの
不純物濃度に対して独立に表面の不純物濃度が設定され
る。つまり、p- 型ウエル領域2の表面の不純物濃度
は、p- 型ウエル領域2Mの表面の不純物濃度と同等か
それに比べて低く設定することができ、結果的にnチャ
ネルMISFETQnのしきい値電圧を低くできる。こ
のnチャネルMISFETQnのしきい値電圧を低く設
定できると、このnチャネルMISFETQnの動作速
度を高速化できる。The impurity concentration on the surface of the p-type well region 2 in which the n-channel MISFETQn is arranged is determined by the transfer MISFETQt and the driving MIS of the memory cell MC.
The impurity concentration of the surface is set independently of the impurity concentration of the p-type well region 2M in which each of the FETs Qd is arranged. That is, the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2 can be set to be equal to or lower than the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2M, and as a result, the threshold voltage of the n-channel MISFET Qn can be set. Can be lowered. If the threshold voltage of the n-channel MISFETQn can be set low, the operating speed of the n-channel MISFETQn can be increased.
【0218】次に、前述のSRAMの具体的な製造方法
について、図19乃至図33(メモリセルアレイの中央
領域において各工程毎に示す要部断面図)及び図34乃
至図39(メモリセルアレイの端部において各工程毎に
示す要部断面図)を用いて簡単に説明する。Next, regarding a specific method of manufacturing the SRAM described above, FIGS. 19 to 33 (cross-sectional views of the principal part shown in each step in the central region of the memory cell array) and FIG.
It will be briefly described with reference to FIGS. 39A to 39C ( partial sectional views showing each step at each end of the memory cell array).
【0219】《ウエル分離領域の形成工程》まず、単結
晶珪素からなるp- 型半導体基板1を用意する(図19
及び図34参照)。このp- 型半導体基板1は、前述の
ように、主面を(100)結晶面に設定し、しかも所謂
オフアングルウエーハが使用される。<< Step of Forming Well Isolation Region >> First, the p--type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon is prepared ( FIG. 19 ) .
And FIG. 34 ). As described above, the p − type semiconductor substrate 1 has the main surface set to the (100) crystal plane, and a so-called off-angle wafer is used.
【0220】次に、前記p- 型半導体基板1の主面上に
酸化珪素膜50を形成する。酸化珪素膜50は、例えば
熱酸化法で形成し、20〜25〔nm〕程度の膜厚で形
成する。Next, a silicon oxide film 50 is formed on the main surface of the p--type semiconductor substrate 1. The silicon oxide film 50 is formed by, for example, a thermal oxidation method and has a film thickness of about 20 to 25 [nm].
【0221】次に、図19及び図34に示すように、前
記p- 型半導体基板1のn- 型ウエル分離領域3iの形
成領域の主面上に前記酸化珪素膜50を介して窒化珪素
膜51を形成する。この窒化珪素膜51は耐酸化マスク
として使用される。窒化珪素膜51は、例えばCVD法
で堆積し、40〜60〔nm〕程度の膜厚で形成され
る。窒化珪素膜は、その堆積後にフォトリソグラフィ技
術で形成されたマスクを使用し、エッチング技術によっ
てパターンニングされる。Next, as shown in FIGS. 19 and 34 , a silicon nitride film is formed on the main surface of the formation region of the n--type well isolation region 3i of the p--type semiconductor substrate 1 with the silicon oxide film 50 interposed therebetween. 51 is formed. This silicon nitride film 51 is used as an oxidation resistant mask. The silicon nitride film 51 is deposited by, for example, a CVD method and is formed to have a film thickness of about 40 to 60 [nm]. The silicon nitride film is patterned by an etching technique using a mask formed by a photolithography technique after the deposition.
【0222】次に、前記窒化珪素膜51を耐酸化マスク
として使用し、この窒化珪素膜51以外の領域つまりn
- 型ウエル分離領域3iの形成領域以外の領域において
p-型半導体基板1の主面上の酸化珪素膜50を厚い膜
厚の酸化珪素膜50Mに成長させる。この酸化珪素膜5
0Mは、前述の酸化珪素膜50との膜厚差を利用して不
純物を導入する不純物導入マスクとして使用する目的
で、例えば120〜150〔nm〕程度の膜厚で形成さ
れる。この不純物導入マスクとして使用される酸化珪素
膜50Mは耐酸化マスクとして使用された窒化珪素膜5
1に対して自己整合で形成される。この後、前記窒化珪
素膜51は除去される。Next, the silicon nitride film 51 is used as an oxidation resistant mask, and the region other than the silicon nitride film 51, that is, n.
In a region other than the region where the -type well isolation region 3i is formed, the silicon oxide film 50 on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 is grown to a thick silicon oxide film 50M. This silicon oxide film 5
0M is formed with a film thickness of, for example, about 120 to 150 [nm] for the purpose of using it as an impurity introduction mask for introducing impurities by utilizing the film thickness difference from the above-mentioned silicon oxide film 50. The silicon oxide film 50M used as the impurity introduction mask is the silicon nitride film 5 used as the oxidation resistant mask.
1 is self-aligned. After that, the silicon nitride film 51 is removed.
【0223】次に、前記酸化珪素膜50Mを不純物導入
マスクとして使用し、p- 型半導体基板1の主面のn-
型ウエル分離領域3iの形成領域にn型不純物を導入
し、このn型不純物に引き伸し拡散を施し、n- 型ウエ
ル分離領域3iを形成する(図20及び図35参照)。
前記n型不純物は、例えば1012〜1013〔atoms/c
m2〕程度の不純物濃度のPを使用し、50〜70〔Ke
V〕程度のエネルギのイオン打込みで導入される。導入
されたn型不純物は、1100〜1300〔℃〕程度の
温度で約150〜200〔分〕の引き伸し拡散が行われ
る。Next, using the silicon oxide film 50M as an impurity introduction mask, n − of the main surface of the p − type semiconductor substrate 1 is formed.
An n-type impurity is introduced into the formation region of the type well isolation region 3i, and the n-type impurity is expanded and diffused to form the n-type well isolation region 3i (see FIGS . 20 and 35 ).
The n-type impurities are, for example, 10 12 to 10 13 [atoms / c
m 2 ], and an impurity concentration of P is used, 50 to 70 [Ke
V] is introduced by ion implantation with energy. The introduced n-type impurities are stretched and diffused for about 150 to 200 [min] at a temperature of about 1100 to 1300 [° C].
【0224】次に、図20及び図35に示すように、n
- 型ウエル分離領域3iを形成するn型不純物の不純物
導入マスクとして使用した酸化珪素膜50Mを使用し
(同一マスクを使用し)、n- 型ウエル分離領域3iの
主面部にp型不純物2Mpを導入する。p型不純物2M
pは、n- 型ウエル分離領域3iを形成する酸化珪素膜
50Mを使用し導入されるので、n- 型ウエル分離領域
3iに対して自己整合で形成される。しかも、p型不純
物2Mpは、n- 型ウエル分離領域3iを形成する酸化
珪素膜50Mを使用し導入されるので、不純物導入マス
クを兼用することになり、p型不純物2Mpを導入する
ためだけに形成される不純物導入マスクを形成する工程
を廃止できる。なお、p型不純物2Mpはメモリセルア
レイMAYが配置されるp- 型ウエル領域2Mを形成す
るが、p型不純物2Mpの引き伸し拡散は後述するp-
型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3の夫々の引き伸し
拡散を利用して行われる。Next, as shown in FIGS. 20 and 35 , n
The silicon oxide film 50M used as the impurity introduction mask of the n-type impurity for forming the -type well isolation region 3i is used (using the same mask), and the p-type impurity 2Mp is formed on the main surface portion of the n-type well isolation region 3i. Introduce. p-type impurity 2M
Since p is introduced using the silicon oxide film 50M forming the n-type well isolation region 3i, it is formed in self-alignment with the n-type well isolation region 3i. Moreover, since the p-type impurity 2Mp is introduced by using the silicon oxide film 50M forming the n-type well isolation region 3i, the p-type impurity 2Mp also serves as an impurity introduction mask and is used only for introducing the p-type impurity 2Mp. The step of forming the formed impurity introduction mask can be eliminated. The p-type impurity 2Mp forms the p-type well region 2M in which the memory cell array MAY is arranged.
This is performed by utilizing the extension diffusion of each of the type well region 2 and the n-type well region 3.
【0225】前記p型不純物2Mpは、例えば1012〜
1013〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度のBF2 を使用
し、50〜70〔KeV〕程度のエネルギのイオン打込
みで導入される。The p-type impurity 2Mp is, for example, 10 12 to
BF 2 having an impurity concentration of about 10 13 [atoms / cm 2 ] is used, and ion implantation is performed with an energy of about 50 to 70 [KeV].
【0226】次に、前記酸化珪素膜50、50Mの夫々
を除去する。Next, each of the silicon oxide films 50 and 50M is removed.
【0227】《ウエル形成工程》次に、前記n- 型ウエ
ル分離領域3iの主面上を含むp- 型半導体基板1の主
面上の全面に酸化珪素膜52を形成する。酸化珪素膜5
2は、例えば熱酸化法で形成し、40〜50〔nm〕程
度の膜厚で形成する。<< Well Forming Step >> Next, a silicon oxide film 52 is formed on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the main surface of the n--type well isolation region 3i. Silicon oxide film 5
2 is formed by, for example, a thermal oxidation method, and is formed with a film thickness of about 40 to 50 [nm].
【0228】次に、前記n- 型ウエル分離領域3iの主
面のp型不純物2Mpが導入された領域(この領域は前
記酸化珪素膜52を形成する熱酸化工程の際に、p型不
純物2Mpが若干拡散され、p- 型ウエル領域2Mが形
成される)上、n- 型ウエル分離領域3i以外であって
p- 型半導体基板1の主面のp- 型ウエル領域2の形成
領域上の夫々に窒化珪素膜53を形成する。この窒化珪
素膜53は不純物導入マスク及び耐酸化マスクとして使
用される。窒化珪素膜53は、例えばCVD法で堆積
し、40〜60〔nm〕程度の膜厚で形成される。窒化
珪素膜53は、その堆積後にフォトリソグラフィ技術で
形成されたマスクを使用し、エッチング技術によってパ
ターンニングされる。Next, a region of the main surface of the n--type well isolation region 3i in which the p-type impurity 2Mp is introduced (this region is formed by the p-type impurity 2Mp during the thermal oxidation step for forming the silicon oxide film 52). Is slightly diffused to form the p-type well region 2M), and on the formation region of the p-type well region 2 on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 except the n-type well isolation region 3i. A silicon nitride film 53 is formed on each of them. This silicon nitride film 53 is used as an impurity introduction mask and an oxidation resistant mask. The silicon nitride film 53 is deposited by, for example, a CVD method and is formed to have a film thickness of about 40 to 60 [nm]. The silicon nitride film 53 is patterned by the etching technique using a mask formed by the photolithography technique after the deposition.
【0229】次に、図21及び図36に示すように、前
記窒化珪素膜53を不純物導入マスクとして使用し、p
- 型半導体基板1のn- 型ウエル領域3の形成領域の主
面部に、n型不純物3nを導入する。n型不純物3n
は、同図36に示すように、p型不純物2Mpが導入さ
れた領域(p- 型ウエル領域2Mの形成領域)の外周囲
であって、n- 型ウエル分離領域3iの主面にも導入さ
れる。n型不純物3nは、例えば1×1013〜3×10
14〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度のPを使用し、12
0〜130〔KeV〕程度のエネルギのイオン打込みで
導入される。n型不純物3nは前記酸化珪素膜52を通
してp- 型半導体基板1の主面部に導入される。Next, as shown in FIGS. 21 and 36 , the silicon nitride film 53 is used as an impurity introduction mask and p
An n-type impurity 3n is introduced into the main surface portion of the formation region of the n--type well region 3 of the --type semiconductor substrate 1. n-type impurity 3n
As shown in FIG. 36 , is the outer periphery of the region into which the p-type impurity 2Mp is introduced (formation region of the p-type well region 2M) and is also introduced into the main surface of the n-type well isolation region 3i. To be done. The n-type impurity 3n is, for example, 1 × 10 13 to 3 × 10.
Use P with an impurity concentration of about 14 [atoms / cm 2 ]
It is introduced by ion implantation with an energy of about 0 to 130 [KeV]. The n-type impurity 3n is introduced into the main surface portion of the p-type semiconductor substrate 1 through the silicon oxide film 52.
【0230】次に、前記窒化珪素膜53を耐酸化マスク
として使用し、p- 型半導体基板1のn型不純物3nが
導入された領域、n- 型ウエル分離領域3iのn型不純
物3nが導入された領域の夫々において、酸化珪素膜5
2を成長し、膜厚の厚い酸化珪素膜52Mを形成する。
この酸化珪素膜52Mの成長は前記窒化珪素膜53を耐
酸化マスクとして使用した熱酸化法で行う。前記酸化珪
素膜52Mは130〜140〔nm〕程度の膜厚に形成
される。この後、前記窒化珪素膜53は除去される。Next, using the silicon nitride film 53 as an oxidation resistant mask, the region of the p--type semiconductor substrate 1 into which the n-type impurity 3n is introduced and the n--type well isolation region 3i of the n-type impurity 3n are introduced. In each of the formed regions, the silicon oxide film 5 is formed.
2 is grown to form a thick silicon oxide film 52M.
The growth of the silicon oxide film 52M is performed by a thermal oxidation method using the silicon nitride film 53 as an oxidation resistant mask. The silicon oxide film 52M is formed to have a film thickness of about 130 to 140 [nm]. After that, the silicon nitride film 53 is removed.
【0231】次に、図22及び図37に示すように、前
記成長させた酸化珪素膜52Mを不純物導入マスクとし
て使用し、p- 型半導体基板1の主面のp- 型ウエル領
域2の形成領域の主面部、n- 型ウエル分離領域3iの
p- 型ウエル領域2Mの主面部の夫々にp型不純物2p
を導入する。p型不純物2pは、1×1013〜3×10
13〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度のBF2 を使用し、
50〜70〔KeV〕程度のエネルギのイオン打込みで
導入される。p型不純物2pは前記酸化珪素膜52を通
してp- 型半導体基板1、p- 型ウエル領域2Mの夫々
の主面部に導入される。Next, as shown in FIGS. 22 and 37 , the grown silicon oxide film 52M is used as an impurity introduction mask to form the p--type well region 2 on the main surface of the p--type semiconductor substrate 1. A p-type impurity 2p is formed in each of the main surface portion of the region and the main surface portion of the p--type well region 2M of the n--type well isolation region 3i.
To introduce. The p-type impurity 2p is 1 × 10 13 to 3 × 10.
Use BF 2 with an impurity concentration of about 13 [atoms / cm 2 ],
It is introduced by ion implantation with an energy of about 50 to 70 [KeV]. The p-type impurity 2p is introduced into the main surface portion of each of the p--type semiconductor substrate 1 and the p--type well region 2M through the silicon oxide film 52.
【0232】次に、図23及び図38に示すように、p
- 型半導体基板1の主面部に導入されたn型不純物3
n、p型不純物2p、n- 型ウエル分離領域3iの主面
部に導入されたp型不純物2Mpの夫々に引き伸し拡散
を施し、n型不純物3nの拡散でn- 型ウエル領域3、
p型不純物2pの拡散でp- 型ウエル領域2、p型不純
物2Mpの拡散でp- 型ウエル領域2Mの夫々が形成さ
れる。つまり、この工程が完了すると、p- 型半導体基
板1の主面部にn- 型ウエル分離領域3i及びp- 型ウ
エル領域2Mで形成される2重ウエル構造が完成し、p
- 型半導体基板1の主面の互いに異なる領域にn- 型ウ
エル領域3、p- 型ウエル領域2の夫々が形成されるツ
インウエル構造が完成する。前記引き伸し拡散は例えば
1100〜1300〔℃〕の温度で約100〜200
〔分〕行われる。この後、前記酸化珪素膜52は除去さ
れる。Next, as shown in FIGS. 23 and 38 , p
N-type impurities 3 introduced into the main surface of the -type semiconductor substrate 1
Each of the n-type impurity 2p and the n-type well 2p and the p-type impurity 2Mp introduced into the main surface of the n-type well isolation region 3i is stretched and diffused.
The p-type well region 2 is formed by diffusion of the p-type impurity 2p, and the p-type well region 2M is formed by diffusion of the p-type impurity 2Mp. That is, when this step is completed, the double well structure formed by the n-type well isolation region 3i and the p-type well region 2M is completed in the main surface portion of the p- type semiconductor substrate 1, and p
A twin well structure is completed in which the n − type well region 3 and the p − type well region 2 are formed in different regions of the main surface of the − type semiconductor substrate 1. The stretch diffusion is, for example, about 100 to 200 at a temperature of 1100 to 1300 [° C.].
[Minutes] After that, the silicon oxide film 52 is removed.
【0233】《素子分離領域の形成工程》次に、前記p
- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3、p- 型ウエル
領域2Mの夫々の主面上を含むp- 型半導体基板1の全
面に酸化珪素膜を形成する。この酸化珪素膜は、熱酸化
法で形成し、例えば約15〜20〔nm〕程度の膜厚で
形成する。<< Device Isolation Region Forming Step >> Next, p
A silicon oxide film is formed on the entire surface of the p − type semiconductor substrate 1 including the main surfaces of the − type well region 2, the n − type well region 3 and the p − type well region 2M. This silicon oxide film is formed by a thermal oxidation method, and has a film thickness of, for example, about 15 to 20 [nm].
【0234】次に、前述のp- 型ウエル領域2、n- 型
ウエル領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の活性領域
の形成領域の主面上に窒化珪素膜を形成する。窒化珪素
膜は不純物導入マスク及び耐酸化マスクとして使用され
る。窒化珪素膜は、例えばCVD法で堆積し、100〜
150〔nm〕程度の膜厚で形成する。窒化珪素膜は、
フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を使用し、
パターンニングされる。Then, a silicon nitride film is formed on the main surface of the active region forming regions of the p--type well region 2, n--type well region 3 and p--type well region 2M. The silicon nitride film is used as an impurity introduction mask and an oxidation resistant mask. The silicon nitride film is deposited by, for example, a CVD method,
It is formed with a film thickness of about 150 [nm]. The silicon nitride film is
Using photolithography technology and etching technology,
Patterned.
【0235】次に、前記窒化珪素膜がパターンニングさ
れると、この窒化珪素膜から露出する非活性領域におい
て、酸化珪素膜又はその一部が除去されるので、この非
活性領域に新たに酸化珪素膜を再度形成する。この新た
に形成された酸化珪素膜は、例えば熱酸化法で形成し、
8〜12〔nm〕程度の膜厚で形成する。この新たに形
成された酸化珪素膜は、窒化珪素膜をパターンニングし
た際のエッチングダメージの除去、不純物導入の際の汚
染防止等の目的で形成される。Next, when the silicon nitride film is patterned, the silicon oxide film or a part thereof is removed in the inactive region exposed from the silicon nitride film, so that the inactive region is newly oxidized. The silicon film is formed again. This newly formed silicon oxide film is formed by, for example, a thermal oxidation method,
It is formed with a film thickness of about 8 to 12 [nm]. The newly formed silicon oxide film is formed for the purpose of removing etching damage when the silicon nitride film is patterned and preventing contamination when introducing impurities.
【0236】次に、前記窒化珪素膜を不純物導入マスク
として使用し、p- 型ウエル領域2、p- 型ウエル領域
2Mの夫々の非活性領域(素子分離領域)の形成領域に
p型不純物を導入する。p型不純物は、例えば1013〜
1014〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度のBF2 を使用
し、30〜50〔KeV〕程度のエネルギのイオン打込
みで導入される。このp型不純物は前記酸化珪素膜を通
してp- 型ウエル領域2、p- 型ウエル領域2Mの夫々
の主面部に導入される。なお、n- 型ウエル領域3の主
面部は、フォトリソグラフィ技術で形成されるマスク
(図示しない)で被覆され、p型不純物は導入されな
い。p型不純物の導入後はこのマスクは除去される。Next, using the silicon nitride film as an impurity introduction mask, p-type impurities are added to the formation regions of the inactive regions (element isolation regions) of the p--type well region 2 and the p--type well region 2M. Introduce. The p-type impurity is, for example, 10 13 to
BF 2 having an impurity concentration of about 10 14 [atoms / cm 2 ] is used, and ion implantation is performed with energy of about 30 to 50 [KeV]. This p-type impurity is introduced into the main surface portions of the p-type well region 2 and the p-type well region 2M through the silicon oxide film. The main surface of the n-type well region 3 is covered with a mask (not shown) formed by a photolithography technique, and p-type impurities are not introduced. This mask is removed after the introduction of the p-type impurity.
【0237】次に、前記窒化珪素膜を耐酸化マスクとし
て使用し、前記p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域
3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の非活性領域の主面上
の酸化珪素膜を成長させ、素子分離絶縁膜4を形成する
(図24及び図39参照)。前記素子分離絶縁膜4は、
例えば熱酸化法(基板の選択熱酸化法)で形成された酸
化珪素膜で形成され、400〜500〔nm〕程度の膜
厚で形成される。Next, using the silicon nitride film as an oxidation resistant mask, on the main surface of each inactive region of the p--type well region 2, n--type well region 3 and p--type well region 2M. A silicon oxide film is grown to form the element isolation insulating film 4 (see FIGS . 24 and 39 ). The element isolation insulating film 4 is
For example, it is formed of a silicon oxide film formed by the thermal oxidation method (selective thermal oxidation method of the substrate) and has a film thickness of about 400 to 500 [nm].
【0238】前記素子分離絶縁膜4を形成する熱処理工
程が施されると、予じめp- 型ウエル領域2、p- 型ウ
エル領域2Mの夫々の非活性領域に夫々導入されたp型
不純物に引き伸し拡散が施され、図24及び図39に示
すように、p型チャネルストッパ領域5が形成される。When the heat treatment process for forming the element isolation insulating film 4 is performed, the p-type impurities introduced into the respective inactive regions of the p-type well region 2 and the p-type well region 2M are previously introduced. to pull enlargement spreading is applied, as shown in FIGS. 24 and 39, p-type channel stopper region 5 are formed.
【0239】前記素子分離絶縁膜4及びp型チャネルス
トッパ領域5を形成した後に、耐酸化マスクとして使用
した窒化珪素膜が除去される。After forming the element isolation insulating film 4 and the p-type channel stopper region 5, the silicon nitride film used as the oxidation resistant mask is removed.
【0240】なお、これ以後の製造プロセスにおいて
は、メモリセルアレイMAYのメモリセルMCの製造プ
ロセスが利用される(同一製造プロセスの部分がある)
ので、メモリセルアレイMAYにおいては図面を使用し
かつ主体的に説明し、周辺回路においては図面を使用せ
ずにメモリセルアレイMAYの製造プロセスと基本的に
異なる部分についてのみ説明する。In the manufacturing process thereafter, the manufacturing process of the memory cell MC of the memory cell array MAY is used (there is a part of the same manufacturing process).
Therefore, the memory cell array MAY will be described mainly with reference to the drawings, and the peripheral circuits will be described without reference to the drawings, only the parts that are basically different from the manufacturing process of the memory cell array MAY.
【0241】《第1ゲート絶縁膜の形成工程》次に、前
記p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3、p- 型ウ
エル領域2Mの夫々の活性領域の主面上の酸化珪素膜を
除去する。この酸化珪素膜を除去する工程により、p-
型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3、p- 型ウエル領
域2Mの夫々の活性領域の主面が露出する。<< Formation Step of First Gate Insulating Film >> Next, a silicon oxide film on the main surface of each active region of the p--type well region 2, n--type well region 3 and p--type well region 2M. To remove. By the step of removing the silicon oxide film, p-
The main surfaces of the active regions of the type well region 2, the n-type well region 3 and the p-type well region 2M are exposed.
【0242】次に、前記p- 型ウエル領域2、n- 型ウ
エル領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の活性領域の
主面上に新たに酸化珪素膜を形成する。酸化珪素膜は主
に不純物導入の際の汚染防止、及び前記窒化珪素膜の除
去の際に除去しきれない素子分離絶縁膜4の端部の窒化
珪素膜所謂ホワイトリボンの除去を目的として形成す
る。酸化珪素膜は、例えば熱酸化法で形成され、18〜
20〔nm〕程度の膜厚で形成する。Next, a new silicon oxide film is formed on the main surfaces of the active regions of the p--type well region 2, the n--type well region 3 and the p--type well region 2M. The silicon oxide film is formed mainly for the purpose of preventing contamination at the time of introducing impurities and removing the so-called white ribbon of the silicon nitride film at the end of the element isolation insulating film 4 which cannot be completely removed at the time of removing the silicon nitride film. . The silicon oxide film is formed by, for example, a thermal oxidation method and has a thickness of 18 to
It is formed with a film thickness of about 20 [nm].
【0243】次に、p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル
領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の活性領域の主面
部にしきい値電圧調整用不純物を導入する。このしきい
値電圧調整用不純物としてはp型不純物例えばBF2 を
使用する。このBF2 は、イオン打込みで導入され、例
えば40〜50〔KeV〕程度のエネルギで1012〜1
013〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で導入される。こ
のBF2 は前記酸化珪素膜を通してp- 型ウエル領域
2、n- 型ウエル領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々
の主面部に導入される。Then, threshold voltage adjusting impurities are introduced into the main surface portions of the active regions of the p--type well region 2, the n--type well region 3, and the p--type well region 2M. A p-type impurity such as BF 2 is used as the threshold voltage adjusting impurity. This BF 2 is introduced by ion implantation and is, for example, 10 12 to 1 at an energy of about 40 to 50 [KeV].
The impurity concentration is about 0 13 [atoms / cm 2 ]. This BF 2 is introduced into the main surface portions of the p − type well region 2, the n − type well region 3 and the p − type well region 2M through the silicon oxide film.
【0244】次に、前記p- 型ウエル領域2、n- 型ウ
エル領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の活性領域の
主面上の酸化珪素膜を除去し、p- 型ウエル領域2、n
- 型ウエル領域3、p- 型ウエル領域2Mの夫々の活性
領域の主面を露出する。この後、この露出されたp- 型
ウエル領域2、n- 型ウエル領域3、p- 型ウエル領域
2Mの夫々の活性領域の主面上にゲート絶縁膜6を形成
する。ゲート絶縁膜6は、熱酸化法で形成し、13〜1
5〔nm〕程度の膜厚で形成する。ゲート絶縁膜6はメ
モリセルアレイMAYのメモリセルMCの駆動用MIS
FETQdのゲート絶縁膜6として使用される。Next, the silicon oxide film on the main surface of each active region of the p--type well region 2, the n--type well region 3 and the p--type well region 2M is removed, and the p--type well region 2 is removed. , N
The main surfaces of the active regions of the -type well region 3 and the p-type well region 2M are exposed. Thereafter, a gate insulating film 6 is formed on the main surfaces of the active regions of the exposed p--type well region 2, n--type well region 3 and p--type well region 2M. The gate insulating film 6 is formed by a thermal oxidation method,
It is formed with a film thickness of about 5 [nm]. The gate insulating film 6 is a MIS for driving the memory cells MC of the memory cell array MAY.
It is used as the gate insulating film 6 of the FET Qd.
【0245】《第1層目ゲート材の形成工程》次に、前
記ゲート絶縁膜6上を含むp- 型半導体基板1の主面上
の全面に多結晶珪素膜(7)を堆積する。この多結晶珪
素膜は第1層目のゲート材形成工程により形成される。
多結晶珪素膜は、CVD法で堆積し、この堆積中に抵抗
値を低減する不純物を導入した所謂ドープドポリシリコ
ンで形成される。この多結晶珪素膜はジシラン(Si2
H6)及びフォスフィン(PH3 )をソースガスとする
CVD法で堆積される。本実施例の場合、前記多結晶珪
素膜はn型不純物であるPが導入され、Pは1020〜1
021〔atoms/cm3〕程度の不純物濃度に導入される。ま
た、この多結晶珪素膜はメモリセルMCにおいて駆動用
MISFETQdのゲート電極7、容量素子Cの第1電
極7の夫々として使用する場合において比較的薄い膜厚
約100〔nm〕の膜厚で形成される。多結晶珪素膜
は、駆動用MISFETQdのゲート電極7等として使
用する場合に動作速度を損なわない程度において、その
上層に形成される誘電体膜(21)又は下地のゲート絶
縁膜(6)の絶縁耐圧を確保でき、薄膜化による上層の
平担化が図れる。<< First Layer Gate Material Forming Step >> Next, a polycrystalline silicon film (7) is deposited on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the gate insulating film 6. This polycrystalline silicon film is formed in the first layer gate material forming step.
The polycrystalline silicon film is formed by so-called doped polysilicon, which is deposited by the CVD method, and an impurity for reducing the resistance value is introduced during the deposition. This polycrystalline silicon film is made of disilane (Si 2
It is deposited by a CVD method using H 6 ) and phosphine (PH 3 ) as source gases. In the case of the present embodiment, P, which is an n-type impurity, is introduced into the polycrystalline silicon film, and P is 10 20 -1.
The impurity concentration is about 0 21 [atoms / cm 3 ]. The polycrystalline silicon film is formed to have a relatively thin film thickness of about 100 [nm] when used as the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd and the first electrode 7 of the capacitive element C in the memory cell MC. To be done. The polycrystalline silicon film is an insulator for the dielectric film (21) formed thereabove or the underlying gate insulating film (6) as long as it does not impair the operating speed when used as the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd. The withstand voltage can be secured and the upper layer can be made flat by thinning.
【0246】前記第1層目のゲート材形成工程で形成さ
れた多結晶珪素膜を形成した後に、この多結晶珪素膜に
熱処理が施される。この熱処理は、例えば窒素(N2 )
ガス中、700〜950〔℃〕の温度で8〜12〔分〕
程度行い、多結晶珪素膜に導入されたPの活性化及び膜
質の安定化を図る。After the polycrystalline silicon film formed in the gate material forming step of the first layer is formed, this polycrystalline silicon film is heat-treated. This heat treatment is performed by using, for example, nitrogen (N 2 )
8 to 12 [min] at a temperature of 700 to 950 [° C] in gas
After that, the P introduced into the polycrystalline silicon film is activated and the quality of the film is stabilized.
【0247】次に、前記多結晶珪素膜上を含むp- 型半
導体基板1の主面上の全面に絶縁膜(符号を付けない)
を形成する。この絶縁膜は下層の多結晶珪素膜、上層の
導電層(13)の夫々を電気的に分離する。絶縁膜は無
機シラン(SiH4 又はSiH2Cl2)をソースガス、
酸化窒素(N2O )ガスをキャリアガスとするCVD法
で堆積された酸化珪素膜で形成する。酸化珪素膜は約8
00〔℃〕の温度で堆積される。絶縁膜は例えば130
〜160〔nm〕程度の膜厚で形成される。Next, an insulating film (no reference numeral) is formed on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the polycrystalline silicon film.
To form. This insulating film electrically separates the lower polycrystalline silicon film and the upper conductive layer (13) from each other. The insulating film uses inorganic silane (SiH 4 or SiH 2 Cl 2 ) as a source gas,
It is formed of a silicon oxide film deposited by a CVD method using a nitrogen oxide (N 2 O) gas as a carrier gas. Silicon oxide film is about 8
It is deposited at a temperature of 00 [° C.]. The insulating film is, for example, 130
It is formed with a film thickness of about 160 nm.
【0248】次に、前記絶縁膜、多結晶珪素膜の夫々を
順次パターンニングし、多結晶珪素膜により、ゲート電
極7を形成する(図25参照)。パターンニングは、フ
ォトリソグラフィ技術で形成されたマスクを使用し、例
えばRIE等の異方性エッチングで行う。ゲート電極7
はメモリセルMCの駆動用MISFETQd等のゲート
電極7として構成される。また、ゲート電極7を形成す
る工程により、図示しないが、前述の図12に示すメモ
リセルアレイMAYのダミーゲート電極7D、周辺回路
を構成するMISFETのゲート電極7等も形成され
る。Next, the insulating film and the polycrystalline silicon film are sequentially patterned to form a gate electrode 7 of the polycrystalline silicon film (see FIG. 25 ). The patterning is performed by anisotropic etching such as RIE using a mask formed by a photolithography technique. Gate electrode 7
Is configured as the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd of the memory cell MC. Although not shown, the dummy gate electrode 7D of the memory cell array MAY shown in FIG. 12 , the gate electrode 7 of the MISFET forming the peripheral circuit, and the like are also formed by the step of forming the gate electrode 7.
【0249】《第1ソース領域及びドレイン領域の形成
工程》次に、前記ゲート電極7及びその上部に形成され
た絶縁膜の側壁にサイドウォールスペーサ9を形成す
る。サイドウォールスペーサ9は、前記絶縁膜上を含む
p- 型半導体基板1の主面上の全面に酸化珪素膜を堆積
し、この堆積した膜厚に相当する分、この酸化珪素膜の
全面をエッチングすることにより形成される。酸化珪素
膜は、前述と同様に、無機シランガスをソースガスとす
るCVD法で堆積され、例えば140〜160〔nm〕
程度の膜厚で形成される。エッチングはRIE等の異方
性エッチングを使用する。<< Step of Forming First Source Region and Drain Region >> Next, sidewall spacers 9 are formed on the sidewalls of the gate electrode 7 and the insulating film formed thereon. The sidewall spacer 9 is formed by depositing a silicon oxide film on the entire main surface of the p − type semiconductor substrate 1 including the insulating film, and etching the entire surface of the silicon oxide film by an amount corresponding to the deposited film thickness. It is formed by The silicon oxide film is deposited by a CVD method using an inorganic silane gas as a source gas as described above, and has a thickness of, for example, 140 to 160 [nm].
It is formed with a film thickness of about a certain degree. For the etching, anisotropic etching such as RIE is used.
【0250】次に、前記サイドウォールスペーサ9を形
成するエッチングの際に、ゲート電極7及びサイドウォ
ールスペーサ9が形成された以外の領域のp- 型ウエル
領域2Mの活性領域の主面が露出するので、この露出し
た領域に酸化珪素膜(符号は付けない)を形成する。こ
の酸化珪素膜は主に不純物導入の際の汚染防止、不純物
導入に基づく活性領域の主面のダメージの防止等の目的
で使用される。この酸化珪素膜は、例えば熱酸化法で形
成され、8〜12〔nm〕程度の膜厚で形成される。Next, during the etching for forming the sidewall spacer 9, the main surface of the active region of the p--type well region 2M in the region other than the region where the gate electrode 7 and the sidewall spacer 9 are formed is exposed. Therefore, a silicon oxide film (no reference numeral is formed) is formed in this exposed region. This silicon oxide film is mainly used for the purpose of preventing contamination when introducing impurities, and preventing damage to the main surface of the active region due to the introduction of impurities. This silicon oxide film is formed by, for example, a thermal oxidation method and has a film thickness of about 8 to 12 [nm].
【0251】次に、図25に示すように、前記ゲート電
極7(実際にはその上層の酸化珪素膜)上、サイドウォ
ールスペーサ9の表面上の夫々を含むp- 型半導体基板
1の主面上の全面に絶縁膜9Tを形成する。絶縁膜9T
は、サイドウォールスペーサ9の開放端(ゲート電極7
の側壁に接触する側と反対側の端部であって、この後の
工程のn型不純物の導入領域を規定する部分)において
p- 型ウエル領域2Mの主面に発生する最大応力が集中
する位置に対して、不純物(半導体領域10、11、1
7、18の夫々を形成するn型不純物)を導入する際に
p- 型ウエル領域2Mの主面にダメージが発生する位置
をずらすことを主目的として形成される。前記サイドウ
ォールスペーサ9の開放端においてp- 型ウエル領域2
Mの主面に発生する最大応力の集中は、サイドウォール
スペーサ(酸化珪素膜)9とゲート電極(多結晶珪素
膜)7との熱膨張係数差に基づく、ゲート電極7の体積
収縮に起因する。前記最大応力が集中する位置、不純物
の導入に基づくダメージが発生する位置の夫々が一致し
た場合にはサイドウォールスペーサ9の開放端からp-
型ウエル領域2Mの主面に結晶欠陥が発生する。前記絶
縁膜9Tは、無機シランガスをソースガスとするCVD
法で堆積され、例えば15〜25〔nm〕程度の膜厚で
形成される。Next, as shown in FIG. 25 , the main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the gate electrode 7 (actually, the upper silicon oxide film) and the surface of the sidewall spacer 9 are included. An insulating film 9T is formed on the entire upper surface. Insulation film 9T
Is the open end of the sidewall spacer 9 (gate electrode 7
Of the maximum stress generated in the main surface of the p--type well region 2M at the end portion on the side opposite to the side contacting the side wall of the p-type well region, which defines the introduction region of the n-type impurity in the subsequent step). Impurities (semiconductor regions 10, 11, 1)
The main purpose is to shift the position where damage occurs on the main surface of the p-type well region 2M when introducing the n-type impurities forming each of 7 and 18. At the open end of the sidewall spacer 9, the p-type well region 2 is formed.
The concentration of the maximum stress generated on the main surface of M is caused by the volume contraction of the gate electrode 7 based on the thermal expansion coefficient difference between the sidewall spacer (silicon oxide film) 9 and the gate electrode (polycrystalline silicon film) 7. . When the position where the maximum stress is concentrated and the position where damage due to the introduction of impurities are generated coincide with each other, p− from the open end of the sidewall spacer 9
Crystal defects occur on the main surface of the mold well region 2M. The insulating film 9T is formed by CVD using inorganic silane gas as a source gas.
Method, and is formed with a film thickness of, for example, about 15 to 25 [nm].
【0252】次に、図示しないが、メモリセルアレイM
AYの転送用MISFETQt、周辺回路のnチャネル
MISFETQn、pチャネルMISFETQpの夫々
(DDD構造の形成領域は除く)の形成領域において、
不純物導入マスクを形成する。メモリセルアレイMAY
において、不純物導入マスクは、前記図8に符号DDD
を付けて一点鎖線で囲まれた領域外に形成される。不純
物導入マスクは例えばフォトリソグラフィ技術で形成さ
れる。Next, although not shown, the memory cell array M
In the formation regions of the AY transfer MISFET Qt, the n-channel MISFET Qn of the peripheral circuit, and the p-channel MISFET Qp (excluding the formation region of the DDD structure),
An impurity introduction mask is formed. Memory cell array MAY
In FIG. 8 , the impurity introduction mask has a reference numeral DDD in FIG.
Is formed outside the area surrounded by the one-dot chain line. The impurity introduction mask is formed by photolithography, for example.
【0253】次に、前記不純物導入マスク(主に、前記
符号DDDを付けたマスク)を使用し、メモリセルアレ
イMAYの駆動用MISFETQdの形成領域において
p-型ウエル領域2Mの主面部にn型不純物を導入す
る。このn型不純物は、主にDDD構造を採用する駆動
用MISFETQdのソース領域、ドレイン領域の夫々
の低い不純物濃度のn型半導体領域10を形成し、拡散
速度が速いPを使用する。Pは、イオン打込みを使用
し、例えば30〜40〔KeV〕程度のエネルギで10
14〜1015〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で導入され
る。Pの導入に際しては、前記不純物導入マスク(DD
D)とともに、ゲート電極7、その側壁に形成されたサ
イドウォールスペーサ9及びこのサイドウォールスペー
サ9の表面に沿って形成された絶縁膜9Tも不純物導入
マスクとして使用される。前記Pの導入後、前記不純物
導入マスクは除去される。Next, using the impurity introduction mask (mainly the mask with the reference numeral DDD), an n-type impurity is formed in the main surface portion of the p--type well region 2M in the formation region of the driving MISFET Qd of the memory cell array MAY. To introduce. This n-type impurity forms the n-type semiconductor region 10 having a low impurity concentration in each of the source region and the drain region of the driving MISFET Qd which mainly adopts the DDD structure, and P having a high diffusion rate is used. P uses ion implantation, for example, with an energy of about 30 to 40 [KeV], 10
It is introduced at an impurity concentration of about 14 to 10 15 [atoms / cm 2 ]. When introducing P, the impurity introduction mask (DD
Together with D), the gate electrode 7, the side wall spacer 9 formed on the side wall thereof, and the insulating film 9T formed along the surface of the side wall spacer 9 are also used as an impurity introduction mask. After the introduction of P, the impurity introduction mask is removed.
【0254】次に、前記n型不純物としてのPに引き伸
し拡散を施し、図26に示すように、低い不純物濃度の
n型半導体領域10を形成する。このn型半導体領域1
0は、サイドウォールスペーサ9を不純物導入マスクと
して使用するので、駆動用MISFETQdの形成領域
において、チャネル形成領域側への拡散量がサイドウォ
ールスペーサ9で律則される。つまり、n型半導体領域
10は、ゲート電極7を不純物導入マスクとして使用し
た場合に比べて、サイドウォールスペーサ9の膜厚に相
当する分、チャネル形成領域側への拡散量を低減でき
る。このチャネル形成領域側への拡散量の低減は、駆動
用MISFETQdの実効的なゲート長寸法(チャネル
長寸法)を増加できるので、駆動用MISFETQdの
短チャネル効果を防止できる。Next, P as the n-type impurity is stretched and diffused to form an n-type semiconductor region 10 having a low impurity concentration as shown in FIG . This n-type semiconductor region 1
Since 0 uses the sidewall spacer 9 as an impurity introduction mask, the amount of diffusion toward the channel formation region side is regulated by the sidewall spacer 9 in the formation region of the driving MISFET Qd. That is, the n-type semiconductor region 10 can reduce the amount of diffusion toward the channel formation region side by an amount corresponding to the film thickness of the sidewall spacer 9, as compared with the case where the gate electrode 7 is used as an impurity introduction mask. The reduction of the diffusion amount to the channel formation region side can increase the effective gate length dimension (channel length dimension) of the driving MISFET Qd, so that the short channel effect of the driving MISFET Qd can be prevented.
【0255】また、前述のように、n型半導体領域10
を形成するn型不純物は、サイドウォールスペーサ9の
表面に絶縁膜9Tを形成し、この絶縁膜9Tを主体とす
る不純物導入マスクを使用し、p- 型ウエル領域2Mの
主面部に導入される。つまり、サイドウォールスペーサ
9の開放端においてp- 型ウエル領域2Mの主面に発生
する最大応力の集中の位置に対して、n型不純物の導入
の際にp- 型ウエル領域2Mの主面部にダメージが発生
する位置がずらせる。As described above, the n-type semiconductor region 10
The n-type impurity forming the is formed into the insulating film 9T on the surface of the sidewall spacer 9, and is introduced into the main surface portion of the p--type well region 2M by using the impurity introduction mask mainly including this insulating film 9T. .. That is, at the position where the maximum stress generated in the main surface of the p-type well region 2M at the open end of the sidewall spacer 9 is concentrated, the main surface portion of the p-type well region 2M is introduced when the n-type impurity is introduced. Displace the position where damage occurs.
【0256】《第2ゲート絶縁膜の形成工程》次に、メ
モリセルアレイMAYの転送用MISFETQt、周辺
回路のnチャネルMISFETQn、pチャネルMIS
FETQpの夫々の形成領域において、p- 型ウエル領
域2M、p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3の夫
々の活性領域の主面部にしきい値電圧調整用不純物を導
入する。しきい値電圧調整用不純物としてはp型不純物
例えばBF2 を使用する。BF2 は、イオン打込みを使
用し、例えば40〜60〔KeV〕程度のエネルギで1
012〜1013〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で導入さ
れる。BF2 は活性領域の主面上に形成された酸化珪素
膜を通してp- 型ウエル領域2M、p- 型ウエル領域
2、n- 型ウエル領域3の夫々の主面部に導入される。<< Step of Forming Second Gate Insulating Film >> Next, the transfer MISFET Qt of the memory cell array MAY, the n-channel MISFET Qn of the peripheral circuit, and the p-channel MIS.
In each forming region of the FET Qp, a threshold voltage adjusting impurity is introduced into the main surface portion of each active region of the p--type well region 2M, the p--type well region 2 and the n--type well region 3. A p-type impurity such as BF 2 is used as the threshold voltage adjusting impurity. BF 2 uses ion implantation, for example, with energy of about 40 to 60 [KeV]
It is introduced at an impurity concentration of about 0 12 to 10 13 [atoms / cm 2 ]. BF 2 is introduced into the main surface portions of the p − type well region 2M, the p − type well region 2 and the n − type well region 3 through a silicon oxide film formed on the main surface of the active region.
【0257】次に、前記メモリセルアレイMAYの転送
用MISFETQt、周辺回路のnチャネルMISFE
TQn、pチャネルMISFETQpの夫々の形成領域
において、p- 型ウエル領域2M、p- 型ウエル領域
2、n- 型ウエル領域3の夫々の活性領域の主面上の酸
化珪素膜を除去し、その主面を露出する。Next, the transfer MISFET Qt of the memory cell array MAY and the n-channel MISFE of the peripheral circuit.
In the respective formation regions of TQn and p-channel MISFETQp, the silicon oxide film on the main surface of each active region of p--type well region 2M, p--type well region 2 and n--type well region 3 is removed, and The main surface is exposed.
【0258】次に、この露出されたp- 型ウエル領域2
M、p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3の夫々の
活性領域の主面上にゲート絶縁膜12を形成する。ゲー
ト絶縁膜12は、熱酸化法で形成し、例えば13〜14
〔nm〕程度の膜厚で形成する。ゲート絶縁膜12は、
メモリセルMCの転送用MISFETQt、周辺回路の
nチャネルMISFETQn、pチャネルMISFET
Qpの夫々のゲート絶縁膜として使用される。Next, the exposed p--type well region 2 is formed.
A gate insulating film 12 is formed on the main surface of each active region of the M, p-type well region 2 and the n-type well region 3. The gate insulating film 12 is formed by a thermal oxidation method, for example, 13 to 14
It is formed with a film thickness of about [nm]. The gate insulating film 12 is
MISFETQt for transfer of memory cell MC, n-channel MISFETQn of peripheral circuit, p-channel MISFET
Used as each gate insulating film of Qp.
【0259】《第2層目ゲート材の形成工程》次に、前
記ゲート絶縁膜12上を含むp- 型半導体基板1の主面
上の全面に多結晶珪素膜13A(3層構造の電極層のう
ちの下層)を堆積する。この多結晶珪素膜13Aは第2
層目のゲート材形成工程により形成される。多結晶珪素
膜13Aは、前記ゲート電極7の多結晶珪素膜と同様
に、Si2H6及びPH3 をソースガスとするCVD法で
堆積される。本実施例の場合、多結晶珪素膜13Aは、
下地のゲート絶縁膜13Aの絶縁耐圧を向上する目的
で、例えば1×1020〜3×1020〔atoms/cm3〕程度
の不純物濃度にPが導入される。また、多結晶珪素膜1
3Aは、上層の平担化を図る目的で、例えば30〜50
〔nm〕程度の薄い膜厚で形成される。<< Step of Forming Second Layer Gate Material >> Next, a polycrystalline silicon film 13A (electrode layer having a three-layer structure) is formed on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the gate insulating film 12. Bottom layer). This polycrystalline silicon film 13A is the second
It is formed by the gate material forming step of the first layer. The polycrystalline silicon film 13A is deposited by the CVD method using Si 2 H 6 and PH 3 as the source gas, like the polycrystalline silicon film of the gate electrode 7. In the case of this embodiment, the polycrystalline silicon film 13A is
For the purpose of improving the withstand voltage of the underlying gate insulating film 13A, P is introduced at an impurity concentration of, for example, about 1 × 10 20 to 3 × 10 20 [atoms / cm 3 ]. In addition, the polycrystalline silicon film 1
3A is, for example, 30 to 50 for the purpose of flattening the upper layer.
It is formed with a thin film thickness of about [nm].
【0260】次に、メモリセルアレイMAYのメモリセ
ルMCの駆動用MISFETQdのソース領域(10)
上、ソース領域と基準電圧線(Vss、13)との接続領
域において、多結晶珪素膜13A、その下層のゲート絶
縁膜12の夫々を順次除去し、接続孔14を形成する。
接続孔14は、フォトリソグラフィ技術で形成されたマ
スクを使用し、例えばRIE等の異方性エッチングを施
して形成する。この接続孔14は駆動用MISFETQ
dのソース領域、基準電圧線(13)の夫々の間を接続
する。清浄なゲート絶縁膜12を形成した後に、直接、
ゲート絶縁膜12上に多結晶珪素膜13Aを形成し、こ
の後に接続孔14を形成するので、前記接続孔14を形
成するマスクは直接ゲート絶縁膜12の表面に接触しな
い。つまり、この接続孔14を形成する工程は、マスク
の形成及びマスクの剥離に基づく、ゲート絶縁膜12の
汚染を生じないので、ゲート絶縁膜12の絶縁耐圧が劣
化しない。Next, the source region (10) of the driving MISFET Qd of the memory cell MC of the memory cell array MAY.
In the connection region between the upper source region and the reference voltage line (Vss, 13), the polycrystalline silicon film 13A and the gate insulating film 12 therebelow are sequentially removed to form a connection hole 14.
The connection hole 14 is formed by performing anisotropic etching such as RIE using a mask formed by photolithography. This connection hole 14 is for driving MISFETQ.
The source region of d and the reference voltage line (13) are connected to each other. After forming a clean gate insulating film 12, directly
Since the polycrystalline silicon film 13A is formed on the gate insulating film 12 and the connection hole 14 is formed after this, the mask forming the connection hole 14 does not directly contact the surface of the gate insulating film 12. That is, in the step of forming the connection hole 14, the gate insulating film 12 is not contaminated due to the formation of the mask and the peeling of the mask, so that the withstand voltage of the gate insulating film 12 does not deteriorate.
【0261】次に、前記多結晶珪素膜13A上を含むp
- 型半導体基板1の主面上の全面に、多結晶珪素膜13
B、高融点金属珪化膜13Cの夫々を順次形成する。こ
の多結晶珪素膜13Bは第2層目のゲート材形成工程に
より形成される。多結晶珪素膜13Bは、前記ゲート電
極7の多結晶珪素膜と同様に、Si2H6及びPH3 をソ
ースガスとするCVD法で堆積される。本実施例の場
合、多結晶珪素膜13Bは、基準電圧線(13)として
直接ソース領域(10)の表面に接続されるので、この
接続の際の接触抵抗値を向上する目的で、例えば4×1
020〜6×1020〔atoms/cm3〕程度の不純物濃度にP
が導入される。つまり、中間層の多結晶珪素膜13Bは
下層の多結晶珪素膜13Aに導入されるPの不純物濃度
に比べて高い不純物濃度にPが導入される。また、多結
晶珪素膜13Bは、上層の平担化を図る目的で、例えば
30〜50〔nm〕程度の薄い膜厚で形成される。前記
高融点金属珪化膜13Cは第2層目のゲート材形成工程
で形成される。高融点金属珪化膜13Cの一部は、前記
接続孔14を通し、中間層の多結晶珪素膜13Bを介在
し、駆動用MISFETQdのソース領域に接続され
る。高融点金属珪化膜13CはCVD法又はスパッタ法
で堆積したWSi2 で形成する。WSi2 は量産的には
安定性の高いゲート材である。高融点金属珪化膜13C
は、比抵抗値が多結晶珪素膜13A、13Bの夫々に比
べて小さいので、又上層の段差形状の成長を抑えるため
に、例えば80〜100〔nm〕程度の比較的薄い膜厚
で形成される。Next, p including the polycrystalline silicon film 13A is formed.
The polycrystalline silicon film 13 is formed on the entire main surface of the-type semiconductor substrate 1.
B and the refractory metal silicide film 13C are sequentially formed. The polycrystalline silicon film 13B is formed by the gate material forming step of the second layer. The polycrystalline silicon film 13B is deposited by the CVD method using Si 2 H 6 and PH 3 as the source gas, like the polycrystalline silicon film of the gate electrode 7. In the case of the present embodiment, the polycrystalline silicon film 13B is directly connected to the surface of the source region (10) as the reference voltage line (13), and therefore, for the purpose of improving the contact resistance value in this connection, for example, 4 × 1
P to an impurity concentration of about 0 20 to 6 × 10 20 [atoms / cm 3 ].
Will be introduced. That is, P is introduced into the intermediate polycrystalline silicon film 13B at a higher impurity concentration than the impurity concentration of P introduced into the lower polycrystalline silicon film 13A. The polycrystalline silicon film 13B is formed with a thin film thickness of, for example, about 30 to 50 [nm] for the purpose of flattening the upper layer. The refractory metal silicide film 13C is formed in the second layer gate material forming step. A part of the refractory metal silicide film 13C is connected to the source region of the driving MISFET Qd through the connection hole 14 and the intermediate polycrystalline silicon film 13B. The refractory metal silicide film 13C is formed of WSi 2 deposited by the CVD method or the sputtering method. WSi 2 is a highly stable gate material in mass production. Refractory metal silicide film 13C
Has a smaller specific resistance than the polycrystalline silicon films 13A and 13B, and is formed with a relatively thin film thickness of, for example, about 80 to 100 [nm] in order to suppress the growth of the step shape of the upper layer. It
【0262】次に、前記高融点金属珪化膜13C上を含
むp- 型半導体基板1の主面上の全面に絶縁膜15を形
成する。この絶縁膜15は例えば200〜400〔n
m〕程度の膜厚で形成される。絶縁膜15は、例えば有
機シラン(Si(OC2H5)4)をソースガスとする、高
温度(例えば700〜850〔℃〕)、低圧力(例えば
1.0〔torr〕)のCVD法で堆積された酸化珪素膜で
形成する。Next, an insulating film 15 is formed on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the refractory metal silicide film 13C. This insulating film 15 is, for example, 200 to 400 [n
The film thickness is about m]. The insulating film 15 uses, for example, organic silane (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) as a source gas, and has a high temperature (eg, 700 to 850 [° C.]) and a low pressure (eg, 1.0 [torr]) CVD method. It is formed of a silicon oxide film deposited by.
【0263】次に、図27に示すように、前記絶縁膜1
5、高融点金属珪化膜13C、多結晶珪素膜13B、多
結晶珪素膜13Aの夫々に順次パターンニングを施し、
多結晶珪素膜13A、13B及び高融点金属珪化膜13
Cで構成された積層構造のゲート電極13を形成する。
ゲート電極13はメモリセルMCの転送用MISFET
Qt、周辺回路のnチャネルMISFETQn、pチャ
ネルMISFETQpの夫々のゲート電極として使用さ
れる。また、ゲート電極13を形成する工程と同一製造
工程で、ワード線(WL)13、基準電圧線(Vss)1
3の夫々が形成される。前記パターンニングは、フォト
リソグラフィ技術で形成されたマスクを使用し、RIE
等の異方性エッチングで行う。また、ゲート電極13を
形成する工程により、前述の図12に示すダミーワード
線13D1等が形成される。Next, as shown in FIG. 27 , the insulating film 1
5, the refractory metal silicide film 13C, the polycrystalline silicon film 13B, and the polycrystalline silicon film 13A are sequentially patterned,
Polycrystalline silicon films 13A and 13B and refractory metal silicide film 13
A gate electrode 13 having a laminated structure made of C is formed.
The gate electrode 13 is a transfer MISFET of the memory cell MC.
It is used as the gate electrode of each of Qt, the n-channel MISFET Qn and the p-channel MISFET Qp of the peripheral circuit. In the same manufacturing process as the process of forming the gate electrode 13, the word line (WL) 13 and the reference voltage line (Vss) 1
Each of the three is formed. The patterning is performed by using a mask formed by a photolithography technique and performing RIE.
Etching is performed by anisotropic etching. Further, the dummy word line 13D1 and the like shown in FIG. 12 described above are formed by the step of forming the gate electrode 13.
【0264】《第2ソース領域及びドレイン領域の形成
工程》次に、メモリセルアレイMAYのメモリセルMC
の転送用MISFETQt、駆動用MISFETQd、
周辺回路のnチャネルMISFETQnの夫々の形成領
域において、p- 型ウエル領域2Mの活性領域の主面部
にn型不純物を導入する。このn型不純物は、LDD構
造の低い不純物濃度のn型半導体領域(17)を形成す
る目的で導入され、ドレイン領域近傍での電界強度を弱
めるために不純物濃度勾配がAsに比べて緩いPを使用
する。Pは、イオン打込みを使用し、例えば40〜60
〔KeV〕程度のエネルギで1×1013〜3×10
13〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で導入される。P
は、メモリセルMCの転送用MISFETQt、nチャ
ネルMISFETQnの夫々の形成領域においてゲート
電極13(実際には絶縁膜15又はそれをパターンニン
グするマスク)を不純物導入マスクとして、駆動用MI
SFETQdの形成領域においてゲート電極7(実際に
は絶縁膜9T)を不純物導入マスクとして夫々使用し、
このゲート電極13、7の夫々に対して自己整合で導入
される。<< Step of Forming Second Source Region and Drain Region >> Next, the memory cell MC of the memory cell array MAY.
Transfer MISFETQt, drive MISFETQd,
In each formation region of the n channel MISFETQn of the peripheral circuit, an n type impurity is introduced into the main surface portion of the active region of the p--type well region 2M. This n-type impurity is introduced for the purpose of forming the n-type semiconductor region (17) having a low impurity concentration of the LDD structure, and the impurity concentration gradient is set to be P gentler than As in order to weaken the electric field strength near the drain region. use. P uses ion implantation, for example 40-60
1 × 10 13 to 3 × 10 with energy of about [KeV]
It is introduced with an impurity concentration of about 13 [atoms / cm 2 ]. P
Is a driving MI using the gate electrode 13 (actually the insulating film 15 or a mask for patterning the same) as an impurity introduction mask in the formation regions of the transfer MISFET Qt and the n-channel MISFET Qn of the memory cell MC.
In the formation region of the SFET Qd, the gate electrode 7 (actually the insulating film 9T) is used as an impurity introduction mask,
The gate electrodes 13 and 7 are introduced in a self-aligned manner.
【0265】この後、熱処理を施し、前記Pに引き伸し
拡散を施し、低い不純物濃度のn型半導体領域17を形
成する(図28参照)。熱処理は、例えば、アルゴン
(Ar)中、900〜1000〔℃〕の高温度で約15
〜25〔分〕行う。この熱処理に基づき、前記n型半導
体領域17は、転送用MISFETQt、nチャネルM
ISFETQnの夫々のチャネル形成領域側への拡散量
が増加し、製造プロセスの完了後にゲート電極13に適
度に重なり合う。Thereafter, heat treatment is performed to elongate and diffuse the P to form an n-type semiconductor region 17 having a low impurity concentration (see FIG. 28 ). The heat treatment is performed, for example, in argon (Ar) at a high temperature of 900 to 1000 [° C.] for about 15 minutes.
~ 25 [minutes]. Based on this heat treatment, the n-type semiconductor region 17 has the transfer MISFET Qt, the n-channel M
The amount of diffusion of the ISFET Qn toward each channel formation region increases, and the ISFET Qn appropriately overlaps the gate electrode 13 after the manufacturing process is completed.
【0266】次に、図示しないが、周辺回路のpチャネ
ルMISFETQpの形成領域において、n- 型ウエル
領域3の活性領域の主面部に、p型不純物を導入する。
このp型不純物はLDD構造の低い不純物濃度のp型半
導体領域(39)を形成する目的で導入される(図16
参照)。p型不純物はBF2 を使用する。このBF
2は、イオン打込みを使用し、例えば30〜50〔Ke
V〕程度のエネルギで3×1012〜7×1012〔atoms
/cm2〕程度の不純物濃度で導入される。BF2 は、ゲ
ート電極13を不純物導入マスクとして使用し、このゲ
ート電極13に対して自己整合で導入される。このp型
不純物の導入により、pチャネルMISFETQpのL
DD構造を構成する低い不純物濃度のp型半導体領域3
9が形成される。p型不純物はn型不純物に比べて拡散
速度が速いので、p型半導体領域は、熱処理を施さなく
ても、ゲート電極13と充分な重なり合いを形成でき
る。Next, although not shown, in the formation region of p channel MISFETQp of the peripheral circuit, p type impurities are introduced into the main surface portion of the active region of n--type well region 3.
This p-type impurity is introduced for the purpose of forming a p-type semiconductor region (39) having a low impurity concentration in the LDD structure ( FIG. 16 ) .
reference). BF 2 is used as the p-type impurity. This BF
2 uses ion implantation, for example, 30 to 50 [Ke
V] energy of 3 × 10 12 to 7 × 10 12 [atoms
/ Cm 2 ]. BF 2 is introduced in self-alignment with the gate electrode 13 using the gate electrode 13 as an impurity introduction mask. By introducing this p-type impurity, L of the p-channel MISFET Qp
Low impurity concentration p-type semiconductor region 3 forming a DD structure
9 is formed. Since the diffusion rate of p-type impurities is higher than that of n-type impurities, the p-type semiconductor region can form a sufficient overlap with the gate electrode 13 without heat treatment.
【0267】次に、前述のゲート電極13、絶縁膜15
の夫々の側壁にサイドウォールスペーサ16を形成す
る。サイドウォールスペーサ16は、絶縁膜15上を含
むp-型半導体基板1の主面上の全面に酸化珪素膜を堆
積し、この堆積した膜厚に相当する分、この酸化珪素膜
の全面をエッチングすることにより形成される。酸化珪
素膜は、前述と同様に無機シランガスをソースガスとす
るCVD法で堆積され、例えば250〜300〔nm〕
程度の膜厚で形成する。エッチングはRIE等の異方性
エッチングを使用する。Next, the above-mentioned gate electrode 13 and insulating film 15 are formed.
Sidewall spacers 16 are formed on the respective side walls. The sidewall spacer 16 is formed by depositing a silicon oxide film on the entire main surface of the p − type semiconductor substrate 1 including the insulating film 15, and etching the entire surface of the silicon oxide film by an amount corresponding to the deposited film thickness. It is formed by The silicon oxide film is deposited by a CVD method using an inorganic silane gas as a source gas as described above, and is, for example, 250 to 300 [nm].
It is formed with a film thickness of about. For the etching, anisotropic etching such as RIE is used.
【0268】次に、サイドウォールスペーサ16を形成
するエッチングの際に、ゲート電極13及びサイドウォ
ールスペーサ16が形成された以外の領域のp- 型ウエ
ル領域2M、p- 型ウエル領域2、n- 型ウエル領域3
の夫々の活性領域の主面が露出するので、この露出した
領域を含むp- 型半導体基板1の主面上の全面に酸化珪
素膜(符号は付けない)を形成する。この酸化珪素膜
は、前述の絶縁膜9Tと同様に、サイドウォールスペー
サ16の表面に沿っても形成される。前記酸化珪素膜
は、不純物導入の際の汚染防止、不純物導入に基づく活
性領域の主面のダメージ防止等の目的で使用される。ま
た、この酸化珪素膜は、前記絶縁膜9Tと同様にサイド
ウォールスペーサ16の開放端でのp- 型ウエル領域2
Mの主面の最大応力の集中の位置に対して、後の工程で
導入される不純物(半導体領域18、40の夫々を形成
する夫々の不純物)の導入の際に発生するダメージの領
域の位置をずらす目的でも使用される。前記酸化珪素膜
は、例えば熱酸化法で形成され、10〜20〔nm〕程
度の膜厚で形成される。Next, at the time of etching for forming the sidewall spacers 16, the p--type well regions 2M, p--type well regions 2, n-- in the regions other than the regions where the gate electrodes 13 and the sidewall spacers 16 are formed. Type well region 3
Since the main surface of each active region is exposed, a silicon oxide film (no reference numeral is formed) is formed on the entire main surface of p--type semiconductor substrate 1 including the exposed region. This silicon oxide film is formed along the surface of the sidewall spacer 16 as in the above-described insulating film 9T. The silicon oxide film is used for the purpose of preventing contamination when introducing impurities and preventing damage to the main surface of the active region due to the introduction of impurities. Further, this silicon oxide film is formed in the p-type well region 2 at the open end of the sidewall spacer 16 like the insulating film 9T.
The position of the region of damage generated when the impurities (the respective impurities forming the semiconductor regions 18 and 40 respectively) introduced in the subsequent step are introduced with respect to the position of the maximum stress concentration on the main surface of M. Also used for the purpose of shifting. The silicon oxide film is formed by, for example, a thermal oxidation method and has a film thickness of about 10 to 20 [nm].
【0269】次に、メモリセルアレイMAYのメモリセ
ルMCの転送用MISFETQt、駆動用MISFET
Qd、周辺回路のnチャネルMISFETQnの夫々の
形成領域において、p- 型ウエル領域2M、p- 型ウエ
ル領域2の夫々の活性領域の主面部にn型不純物を導入
する。n型不純物はpn接合深さを浅くする目的でPに
比べて拡散速度が遅いAsを使用する。Asは、イオン
打込みを使用し、例えば30〜50〔KeV〕程度のエ
ネルギで1×1015〜5×1015〔atoms/cm2〕程度の
不純物濃度で導入される。このAsは、ゲート電極7、
13、サイドウォールスペーサ9、16及び絶縁膜9T
等を不純物導入マスクとして使用し、これらに対して自
己整合で導入される。Next, the transfer MISFET Qt and the drive MISFET of the memory cell MC of the memory cell array MAY.
In each of the formation regions of Qd and the n-channel MISFET Qn of the peripheral circuit, an n-type impurity is introduced into the main surface portion of each active region of the p-type well region 2M and the p-type well region 2. As the n-type impurity, As having a slower diffusion rate than P is used for the purpose of making the pn junction depth shallow. As is ion-implanted and is introduced with an energy of about 30 to 50 [KeV] and an impurity concentration of about 1 × 10 15 to 5 × 10 15 [atoms / cm 2 ]. This As is the gate electrode 7,
13, side wall spacers 9 and 16 and insulating film 9T
Etc. are used as an impurity introduction mask, and they are introduced in self-alignment with respect to them.
【0270】この後、熱処理を施し、前記n型不純物に
引き伸し拡散を施し、図28に示すように、高い不純物
濃度のn+ 型半導体領域11、18の夫々を形成する。
熱処理は、例えば窒素ガス中、800〜900〔℃〕の
高温度で、約15〜20〔分〕行う。前記n+ 型半導体
領域11、18の夫々はソース領域及びドレイン領域と
して使用される。Thereafter, heat treatment is performed to extend and diffuse the n-type impurities to form n + -type semiconductor regions 11 and 18 having high impurity concentrations, respectively, as shown in FIG .
The heat treatment is performed, for example, in nitrogen gas at a high temperature of 800 to 900 [° C.] for about 15 to 20 [minutes]. Each of the n + type semiconductor regions 11 and 18 is used as a source region and a drain region.
【0271】前記n+ 型半導体領域11を形成する工程
により、メモリセルMCのDDD構造を採用する駆動用
MISFETQdが完成し、n+ 型半導体領域18を形
成する工程により、LDD構造を採用する転送用MIS
FETQtが完成する。また、n+ 型半導体領域18を
形成する工程により、周辺回路のLDD構造を採用する
nチャネルMISFETQnが完成する(図16参
照)。また、図11乃至図15に示すように、前記n+
型半導体領域11及び18を形成することにより、n-
型ウエル領域3の周辺領域に配置されるn+ 型半導体領
域11及び18で形成されるガードリング領域N−GR
が完成する。By the step of forming the n + type semiconductor region 11, the driving MISFET Qd adopting the DDD structure of the memory cell MC is completed, and by the step of forming the n + type semiconductor region 18, the transfer adopting the LDD structure is performed. For MIS
FETQt is completed. Further, the n-channel MISFET Qn adopting the LDD structure of the peripheral circuit is completed by the process of forming the n + type semiconductor region 18 (see FIG. 16 ). Also, as shown in FIGS. 11 to 15 , the n +
By forming the type semiconductor regions 11 and 18, n-
Guard ring region N-GR formed of n + type semiconductor regions 11 and 18 arranged in the peripheral region of the type well region 3.
Is completed.
【0272】《第3層目のゲート材形成工程》次に、p
- 型半導体基板1の主面上の全面にエッチングを施し、
主に、メモリセルアレイMAYのメモリセルMCの駆動
用MISFETQdのゲート電極7上に形成された絶縁
膜を除去する。この絶縁膜の除去は、前記ゲート電極1
3、ワード線13、基準電圧線13の夫々の上部に形成
された絶縁膜15及びサイドウォールスペーサ16をエ
ッチングマスクとして使用して行われる(それらマスク
に規定された領域が除去される)。つまり、ゲート電極
13、ワード線13、基準電圧線13の夫々の下部に存
在する絶縁膜は残存する。この絶縁膜の除去は主にメモ
リセルMCの容量素子Cの第1電極7となる駆動用MI
SFETQdのゲート電極7の表面を露出する目的で行
われる。ゲート電極7つまり第1電極7の上部の絶縁膜
は前述のように酸化珪素膜で形成され、ゲート電極13
等の上部の絶縁膜15及びサイドウォールスペーサ16
は前述のように酸化珪素膜で形成され、エッチング速度
差は確保できないが、絶縁膜15及びサイドウォールス
ペーサ16の膜厚が厚く形成されるので、この絶縁膜1
5及びサイドウォールスペーサ16は残存する状態にお
いて、第1電極7上の絶縁膜のみを除去できる。<< Third Layer Gate Material Forming Step >> Next, p
Etching the whole main surface of the -type semiconductor substrate 1,
The insulating film formed on the gate electrode 7 of the driving MISFET Qd of the memory cell MC of the memory cell array MAY is mainly removed. The removal of this insulating film is performed by the gate electrode 1
3, the insulating film 15 and the sidewall spacers 16 formed on the word line 13 and the reference voltage line 13, respectively, are used as an etching mask (the regions defined by these masks are removed). That is, the insulating film existing under each of the gate electrode 13, the word line 13, and the reference voltage line 13 remains. This removal of the insulating film is mainly performed by the drive MI which becomes the first electrode 7 of the capacitive element C of the memory cell MC.
This is performed for the purpose of exposing the surface of the gate electrode 7 of the SFET Qd. The insulating film above the gate electrode 7, that is, the first electrode 7 is formed of the silicon oxide film as described above, and
Insulating film 15 and side wall spacers 16 above
Is formed of a silicon oxide film as described above, and an etching rate difference cannot be secured, but since the insulating film 15 and the sidewall spacers 16 are formed to be thick, this insulating film 1
5 and the sidewall spacers 16 can remove only the insulating film on the first electrode 7 in a state where they remain.
【0273】次に、前記ゲート電極7つまり第1電極7
の露出された表面上を含むp- 型半導体基板1の主面上
の全面に絶縁膜21を形成する。この絶縁膜21は主に
メモリセルMCの容量素子Cの誘電体膜21として使用
される。絶縁膜21は例えば無機シランをソースガスと
するCVD法で堆積した酸化珪素膜で形成する。容量素
子Cの第1電極7は、Si2H6をソースガスとするCV
D法で堆積され、表面を平担化できるので、絶縁膜21
は絶縁耐圧を向上でき、その結果、絶縁膜21の膜厚は
薄くできる。また、絶縁膜21は、単層の酸化珪素膜で
形成されるので薄い膜厚で形成でき、例えば40〜50
〔nm〕程度の薄い膜厚で形成される。Next, the gate electrode 7, that is, the first electrode 7
An insulating film 21 is formed on the entire main surface of the p- type semiconductor substrate 1 including the exposed surface of the. The insulating film 21 is mainly used as the dielectric film 21 of the capacitive element C of the memory cell MC. The insulating film 21 is formed of, for example, a silicon oxide film deposited by a CVD method using inorganic silane as a source gas. The first electrode 7 of the capacitive element C is a CV whose source gas is Si 2 H 6.
The insulating film 21 is deposited by the D method and can flatten the surface.
The withstand voltage can be improved, and as a result, the film thickness of the insulating film 21 can be reduced. Further, since the insulating film 21 is formed of a single-layer silicon oxide film, it can be formed with a thin film thickness, for example, 40 to 50.
It is formed with a thin film thickness of about [nm].
【0274】次に、メモリセルMCの転送用MISFE
TQtの一方の半導体領域(18)及び他方の半導体領
域(18)上において、前記絶縁膜21及びその下層の
絶縁膜を除去し、接続孔22を形成する(図29参
照)。転送用MISFETQtの一方の半導体領域上に
形成された接続孔22は、この一方の半導体領域、駆動
用MISFETQdのドレイン領域(11)、ゲート電
極7、容量素子Cの第2電極(23)の夫々を接続する
(メモリセルMCの4素子の結線点となる)目的で形成
される。転送用MISFETQtの他方の半導体領域上
に形成された接続孔22は、この他方の半導体領域、中
間導電層(23)の夫々を接続する目的で形成される。
この後者の絶縁膜22に形成される接続孔22は、転送
用MISFETQtのゲート電極13の側壁に設けられ
たサイドウォールスペーサ16よりもゲート電極13側
に大きい開口サイズで形成される。つまり、絶縁膜21
に形成された接続孔22内にはサイドウォールスペーサ
16の表面が露出し、他方の半導体領域(18)上の実
質的な接続孔22の開口サイズはサイドウォールスペー
サ16で規定される。したがって、実質的な接続孔22
のゲート電極13側の開口位置は、サイドウォールスペ
ーサ16がゲート電極13に対して自己整合で形成され
るので、結果的にゲート電極13に対して自己整合で規
定される。接続孔22は、フォトリソグラフィ技術で形
成されるマスク(図29中、符号22Mを付け破線でマ
スクの一部を示す)を使用し、RIE等の異方性エッチ
ングで絶縁膜21を除去することにより形成される。ま
た、絶縁膜21は、その膜厚が前述のように薄いので、
等方性エッチングを使用し、接続孔22を形成してもよ
い。Next, transfer MISFE of the memory cell MC
On one semiconductor region (18) and the other semiconductor region (18) of TQt, the insulating film 21 and the insulating film below it are removed to form a connection hole 22 (see FIG. 29 ). The connection hole 22 formed on one semiconductor region of the transfer MISFET Qt includes the one semiconductor region, the drain region (11) of the driving MISFET Qd, the gate electrode 7, and the second electrode (23) of the capacitor C, respectively. Are formed for the purpose of connecting (the connection points of the four elements of the memory cell MC). The connection hole 22 formed on the other semiconductor region of the transfer MISFET Qt is formed for the purpose of connecting the other semiconductor region and the intermediate conductive layer (23).
The connection hole 22 formed in the latter insulating film 22 is formed with a larger opening size on the gate electrode 13 side than the side wall spacer 16 provided on the side wall of the gate electrode 13 of the transfer MISFET Qt. That is, the insulating film 21
The surface of the side wall spacer 16 is exposed in the connection hole 22 formed in the above, and the substantial opening size of the connection hole 22 on the other semiconductor region (18) is defined by the side wall spacer 16. Therefore, the substantial connection hole 22
Since the side wall spacer 16 is formed in self alignment with the gate electrode 13, the opening position on the side of the gate electrode 13 is consequently defined in self alignment with the gate electrode 13. For the connection hole 22, a mask formed by a photolithography technique (in FIG. 29 , reference numeral 22M is attached and a part of the mask is shown by a broken line) is used, and the insulating film 21 is removed by anisotropic etching such as RIE. Is formed by. Further, since the insulating film 21 is thin as described above,
The contact hole 22 may be formed by using isotropic etching.
【0275】次に、前記接続孔22を形成した前述のマ
スク(図29中、符号22Mを付け破線で示すマスク)
を使用し、このマスクで周囲を規定される領域内におい
て(前記接続孔22と実質的に同一パターンで実質的に
同一位置において)、p- 型半導体基板1の主面部にn
型不純物を導入し、図29に示すように、n+ 型半導体
領域21Nを形成する。このn+ 型半導体領域21N
は、接続孔22の開口端においてp- 型半導体基板1の
主面から発生する結晶欠陥を取り込める程度の深さで形
成される。n+ 型半導体領域21Nを形成するn型不純
物は、例えば拡散速度がAsに比べて速いPを使用し、
1014〜1015〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で12
0〜130〔KeV〕程度のエネルギのイオン打込みで
導入される。前述の転送用MISFETQtのn+ 型半
導体領域18、駆動用MISFETQdのn+ 型半導体
領域11の夫々の接合深さは約0.2〜0.3〔μm〕程
度で形成される。これに対して、前記条件下で形成され
るn+ 型半導体領域21Nは、前記n+ 型半導体領域1
1、18の夫々の接合深さに比べて深い接合深さ、例え
ば約0.3〜0.4〔μm〕程度の接合深さで形成され
る。Next, the above-mentioned mask in which the connection hole 22 is formed (in FIG. 29 , a mask denoted by reference numeral 22M and shown by a broken line).
In the area defined by the mask (at the substantially same pattern and substantially the same position as the connection holes 22), the n-type semiconductor substrate 1 is provided with n on the main surface.
A type impurity is introduced to form an n + type semiconductor region 21N as shown in FIG . This n + type semiconductor region 21N
Is formed to a depth such that crystal defects generated from the main surface of the p − type semiconductor substrate 1 can be taken in at the opening end of the connection hole 22. As the n-type impurity forming the n + -type semiconductor region 21N, for example, P whose diffusion rate is faster than As is used,
12 at an impurity concentration of about 10 14 to 10 15 [atoms / cm 2 ].
It is introduced by ion implantation with an energy of about 0 to 130 [KeV]. The junction depths of the n + type semiconductor region 18 of the transfer MISFET Qt and the n + type semiconductor region 11 of the driving MISFET Qd are formed to be about 0.2 to 0.3 [μm]. On the other hand, the n + type semiconductor region 21N formed under the above conditions is the same as the n + type semiconductor region 1
The junction depth is deeper than the respective junction depths of 1 and 18, for example, about 0.3 to 0.4 [μm].
【0276】また、n+ 型半導体領域21Nは、絶縁膜
21に接続孔22を形成するマスク(22M)を利用し
て形成されるので、接続孔22を形成するマスクの他に
別のマスクを形成する必要がなくなり、製造プロセスの
工程数を削減できる。Since the n + type semiconductor region 21N is formed by using the mask (22M) for forming the contact hole 22 in the insulating film 21, another mask other than the mask for forming the contact hole 22 is used. Since it is not necessary to form it, the number of manufacturing process steps can be reduced.
【0277】また、前記接続孔22内において、p- 型
半導体基板1の主面部に、転送用MISFETQtのn
+ 型半導体領域18、駆動用MISFETQdのn+ 型
半導体領域11の夫々に加えて、n+ 型半導体領域21
Nが付加され、n+ 型半導体領域11、18及び21N
の合成された表面の不純物濃度を高くできるので、後の
工程で形成される導電層23との接触抵抗値を低減でき
る。換言すれば、導電層23は多結晶珪素膜で形成さ
れ、この多結晶珪素膜は飽和領域若しくはそれに近い程
度までn型不純物が導入されるが、この多結晶珪素膜に
導入されるn型不純物の不純物濃度を低減できる。導電
層23に導入されるn型不純物の不純物濃度が低減でき
ると、導電層23からp- 型半導体基板1側へのn型不
純物の湧きだし(拡散)を低減でき、例えば転送用MI
SFETQtの低い不純物濃度のn型半導体領域(LD
D部)17が高い不純物濃度の領域に変換されること
(見かけ上、n型半導体領域17が高い不純物濃度のn
+ 型半導体領域18に食われること)を防止できる。In the connection hole 22, the n-type transfer MISFET Qt is formed on the main surface of the p--type semiconductor substrate 1.
In addition to the + type semiconductor region 18 and the n + type semiconductor region 11 of the driving MISFET Qd, an n + type semiconductor region 21
N is added to the n + type semiconductor regions 11, 18 and 21N.
Since the impurity concentration of the synthesized surface can be increased, the contact resistance value with the conductive layer 23 formed in a later step can be reduced. In other words, the conductive layer 23 is formed of a polycrystalline silicon film, and the n-type impurity is introduced into the polycrystalline silicon film to the saturation region or to a degree close to the saturation region. The impurity concentration of can be reduced. If the impurity concentration of the n-type impurities introduced into the conductive layer 23 can be reduced, the flow-out (diffusion) of the n-type impurities from the conductive layer 23 to the p-type semiconductor substrate 1 side can be reduced.
N-type semiconductor region (LD with low impurity concentration of SFET Qt
The D part 17 is converted into a region having a high impurity concentration (apparently, the n-type semiconductor region 17 has a high impurity concentration n).
(Eating by the + type semiconductor region 18) can be prevented.
【0278】また、前記n+ 型半導体領域21Nは、前
記絶縁膜21を形成し、前記マスク(22M)を形成し
た後、接続孔22を形成する前に、前記絶縁膜21を通
してn型不純物を導入することにより形成してもよい。
この場合、前述のように、製造プロセスの工程数を削減
できるとともに、n型不純物の導入に際して絶縁膜21
が存在するので、n型不純物の導入にともなう汚染を防
止でき、又p- 型半導体基板1の主面(実際にはn+ 型
半導体領域11、18のいずれかの主面)のダメージの
発生を防止できる。In the n + type semiconductor region 21N, after the insulating film 21 is formed, the mask (22M) is formed, and before the connection hole 22 is formed, an n type impurity is passed through the insulating film 21. You may form by introducing.
In this case, as described above, the number of steps of the manufacturing process can be reduced, and the insulating film 21 can be introduced when the n-type impurity is introduced.
Is present, the contamination due to the introduction of the n-type impurity can be prevented, and the main surface of the p- type semiconductor substrate 1 (actually, the main surface of the n + type semiconductor regions 11 and 18) is damaged. Can be prevented.
【0279】次に、前記誘電体膜となる絶縁膜21上を
含むp- 型半導体基板1の主面上の全面に多結晶珪素膜
(23)を堆積する(図30参照)。この多結晶珪素膜
は第3層目のゲート材形成工程で形成される。多結晶珪
素膜の一部は前記接続孔22を通して前記転送用MIS
FETQtの一方の半導体領域(18)、駆動用MIS
FETQdのドレイン領域(11)及びゲート電極7に
接続される。この多結晶珪素膜は負荷用MISFETQ
pのゲート電極(23)、容量素子Cの第2電極(2
3)、導電層(23)、中間導電層(23)の夫々とし
て使用される。特に、多結晶珪素膜は、前記負荷用MI
SFETQpのゲート電極(23)及び容量素子Cの第
2電極(23)として使用されるので、前述と同様にS
i2H6及びPH3 をソースガスとするCVD法で堆積さ
れる(ドープドポリシリコン)。CVD法での多結晶珪
素膜の堆積温度は約680〜720〔℃〕に設定され
る。多結晶珪素膜は、上層の段差形状の成長を抑えるた
めに、例えば60〜80〔nm〕程度の薄い膜厚で形成
され、1020〜1021〔atoms/cm3〕程度の不純物濃度
にPが導入される。Then, a polycrystalline silicon film (23) is deposited on the entire main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the insulating film 21 serving as the dielectric film (see FIG. 30 ). This polycrystalline silicon film is formed in the gate material forming step of the third layer. A part of the polycrystalline silicon film is transferred through the connection hole 22 to the transfer MIS.
One semiconductor region (18) of the FET Qt, drive MIS
It is connected to the drain region (11) of the FET Qd and the gate electrode 7. This polycrystalline silicon film is a load MISFETQ.
p gate electrode (23), capacitive element C second electrode (2
3), the conductive layer (23) and the intermediate conductive layer (23), respectively. Particularly, the polycrystalline silicon film is used for the load MI.
Since it is used as the gate electrode (23) of the SFET Qp and the second electrode (23) of the capacitive element C, S
It is deposited by a CVD method using i 2 H 6 and PH 3 as a source gas (doped polysilicon). The deposition temperature of the polycrystalline silicon film by the CVD method is set to about 680 to 720 [° C.]. The polycrystalline silicon film is formed with a thin film thickness of, for example, about 60 to 80 [nm] in order to suppress the growth of the step shape of the upper layer, and has a P concentration of about 10 20 to 10 21 [atoms / cm 3 ]. Will be introduced.
【0280】次に、前記多結晶珪素膜にパターンニング
を施し、負荷用MISFETQpのゲート電極23、容
量素子Cの第2電極23、導電層23、中間導電層23
の夫々を形成する。この多結晶珪素膜のパターンニング
は、例えばフォトリソグラフィ技術で形成されたマスク
を使用し、RIE等の異方性エッチングを施して形成す
る。Next, the polycrystalline silicon film is patterned to form the gate electrode 23 of the load MISFET Qp, the second electrode 23 of the capacitive element C, the conductive layer 23, and the intermediate conductive layer 23.
Form each of. This polycrystalline silicon film is patterned by using a mask formed by, for example, a photolithography technique and performing anisotropic etching such as RIE.
【0281】前記第2電極23を形成する工程により、
第1電極7、誘電体膜21、第2電極23の夫々を順次
積層した容量素子Cが完成する。By the step of forming the second electrode 23,
The capacitive element C in which the first electrode 7, the dielectric film 21, and the second electrode 23 are sequentially laminated is completed.
【0282】次に、前記負荷用MISFETQpのゲー
ト電極23、容量素子Cの第2電極23、導電層23、
中間導電層23の夫々の表面に熱酸化処理を施し、夫々
の表面に酸化珪素膜24Gを形成する(図30参照)。
熱酸化処理は、800〜900〔℃〕の酸素ガス雰囲気
(O2 dry )中、約15〜25〔分〕行われ、酸化珪素
膜24Gは前述のように5〜15〔nm〕程度の膜厚で
形成される。この酸化珪素膜24Gの形成により、ゲー
ト電極23、容量素子Cの第2電極23、導電層23、
中間導電層23の夫々の表面の角部(前記図17に示す
角部23Cに相当する)の断面形状を改善できる。この
酸化珪素膜24Gは、本実施例のSRAMにおいては、
後の工程で形成される負荷用MISFETQpのゲート
絶縁膜(24)としても使用される。Next, the gate electrode 23 of the load MISFET Qp, the second electrode 23 of the capacitive element C, the conductive layer 23,
Each surface of the intermediate conductive layer 23 is subjected to thermal oxidation treatment to form a silicon oxide film 24G on each surface (see FIG. 30 ).
The thermal oxidation treatment is performed in an oxygen gas atmosphere (O 2 dry) of 800 to 900 ° C. for about 15 to 25 minutes, and the silicon oxide film 24G has a thickness of about 5 to 15 nm as described above. Formed in thickness. By forming the silicon oxide film 24G, the gate electrode 23, the second electrode 23 of the capacitor C, the conductive layer 23,
The cross-sectional shape of the corner portion (corresponding to the corner portion 23C shown in FIG. 17 ) of each surface of the intermediate conductive layer 23 can be improved. This silicon oxide film 24G is used in the SRAM of this embodiment.
It is also used as the gate insulating film (24) of the load MISFET Qp formed in a later step.
【0283】《第3ソース領域及びドレイン領域の形成
工程》次に、周辺回路のpチャネルMISFETQpの
形成領域において、n- 型ウエル領域3の活性領域の主
面部にp型不純物を導入する(図16参照)。p型不純
物はBF2 を使用する。BF2 は、イオン打込みを使用
し、例えば50〜70〔KeV〕程度のエネルギで2×
1015〜6×1015〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で
導入される。BF2 は、ゲート電極13及びサイドウォ
ールスペーサ16を不純物導入マスクとして使用し、こ
のゲート電極13及びサイドウォールスペーサ16に対
して自己整合で導入される。このp型不純物を導入する
ことにより、高い不純物濃度のp+ 型半導体領域40が
形成され、周辺回路のLDD構造を採用するpチャネル
MISFETQpが完成する。<< Step of Forming Third Source Region and Drain Region >> Next, in the formation region of the p-channel MISFET Qp of the peripheral circuit, p-type impurities are introduced into the main surface portion of the active region of the n--type well region 3 (see FIG. 16 ). BF 2 is used as the p-type impurity. BF 2 uses ion implantation and is 2 × with energy of, for example, about 50 to 70 [KeV].
The impurity concentration is about 10 15 to 6 × 10 15 [atoms / cm 2 ]. BF 2 is introduced in self-alignment with the gate electrode 13 and the sidewall spacer 16 using the gate electrode 13 and the sidewall spacer 16 as an impurity introduction mask. By introducing this p-type impurity, the p + -type semiconductor region 40 having a high impurity concentration is formed, and the p-channel MISFET Qp adopting the LDD structure of the peripheral circuit is completed.
【0284】また、前記p+ 型半導体領域40はメモリ
セルアレイMAYの外周囲であってp- 型ウエル領域2
Mの周辺領域の主面部にも形成され、このp+ 型半導体
領域40はガードリング領域P−GRを形成する(図1
5参照)。The p + type semiconductor region 40 is the outer periphery of the memory cell array MAY and is located in the p − type well region 2.
Also formed on the main surface of the peripheral region of M, this p + type semiconductor region 40 forms a guard ring region P-GR ( FIG. 1 ) .
5 ).
【0285】次に、図30に示すように、前記負荷用M
ISFETQpのゲート電極23、容量素子Cの第2電
極23、導電層23、中間導電層23の夫々の側壁にサ
イドウォールスペーサ(前記図17において符号24S
を付けて示す)を形成する。このサイドウォールスペー
サ24Sは、前記ゲート電極23、第2電極23等の側
壁の急峻な段差形状を緩和し、上層の平担化(特に、負
荷用MISFETQpのチャネル形成領域26Nを含む
第4層目ゲート材の平担化)を図る目的で形成される。
サイドウォールスペーサ24Sは、ゲート電極23の上
層を含むp- 型半導体基板1の主面上の全面に酸化珪素
膜を堆積し、この堆積した膜厚に相当する分、RIE等
の異方性エッチングを施すことで形成する。サイドウォ
ールスペーサ24Sの酸化珪素膜は、例えば無機シラン
をソースガスとするCVD法で堆積され、80〜120
〔nm〕程度の膜厚で堆積される。Next, as shown in FIG. 30 , the load M
Sidewall spacers (reference numeral 24S in FIG. 17 above) are formed on the respective side walls of the gate electrode 23 of the ISFET Qp, the second electrode 23 of the capacitor C, the conductive layer 23, and the intermediate conductive layer 23 .
Are shown). The side wall spacer 24S alleviates the steep step shape of the side walls of the gate electrode 23, the second electrode 23, etc., and flattens the upper layer (especially, the fourth layer including the channel formation region 26N of the load MISFET Qp). It is formed for the purpose of flattening the gate material).
The side wall spacers 24S are formed by depositing a silicon oxide film on the entire main surface of the p − type semiconductor substrate 1 including the upper layer of the gate electrode 23, and an anisotropic etching such as RIE corresponding to the deposited film thickness. It is formed by applying. The silicon oxide film of the sidewall spacer 24S is deposited by, for example, a CVD method using inorganic silane as a source gas, and has a thickness of 80 to 120.
It is deposited with a film thickness of about [nm].
【0286】また、本実施例のSRAMにおいては、前
述の負荷用MISFETQpのゲート電極23、容量素
子Cの第2電極23、導電層23、中間導電層23の夫
々の表面の角部23Cの断面形状を改善する酸化珪素膜
24Gを形成する工程をサイドウォールスペーサ24S
を形成した後に行ってもよい。Further, in the SRAM of this embodiment, the cross section of the corner portion 23C on the surface of each of the gate electrode 23 of the load MISFET Qp, the second electrode 23 of the capacitive element C, the conductive layer 23, and the intermediate conductive layer 23 described above. The step of forming the silicon oxide film 24G for improving the shape is performed by the sidewall spacer 24S.
It may be performed after the formation of.
【0287】《第3ゲート絶縁膜の形成工程》次に、前
記ゲート電極23、第2電極23、導電層23、中間導
電層23の夫々の上部を含むp- 型半導体基板1の主面
上の全面に絶縁膜24を形成する。絶縁膜24は、下層
の前記ゲート電極23等の導電層、上層の導電層(2
6)の夫々を電気的に分離するとともに、負荷用MIS
FETQpのゲート絶縁膜24として使用される。絶縁
膜24は、前述の容量素子Cの誘電体膜21等と同様
に、無機シランガスをソースガスとするCVD法で堆積
した酸化珪素膜で形成する。絶縁膜24は、絶縁耐圧を
確保するとともに、負荷用MISFETQpの導通特性
(ON特性)を確保する目的で、例えば50〜70〔n
m〕程度の膜厚で形成する。<< Step of Forming Third Gate Insulating Film >> Next, on the main surface of the p--type semiconductor substrate 1 including the upper portions of the gate electrode 23, the second electrode 23, the conductive layer 23, and the intermediate conductive layer 23, respectively. An insulating film 24 is formed on the entire surface of the. The insulating film 24 includes a conductive layer such as the lower gate electrode 23 and an upper conductive layer (2
Each of 6) is electrically separated and the load MIS
It is used as the gate insulating film 24 of the FET Qp. The insulating film 24 is formed of a silicon oxide film deposited by a CVD method using an inorganic silane gas as a source gas, like the dielectric film 21 of the capacitive element C described above. The insulating film 24 has, for example, 50 to 70 [n] for the purpose of ensuring the withstand voltage and ensuring the conduction characteristic (ON characteristic) of the load MISFET Qp.
The film thickness is about m].
【0288】《第4層目のゲート材形成工程》次に、メ
モリセルアレイMAYのメモリセルMCの導電層23の
上部において、前記絶縁膜24に接続孔25を形成す
る。接続孔25は下層の導電層23、上層の導電層(2
6、実際には負荷用MISFETQpのn型チャネル形
成領域26N)の夫々を接続する目的で形成される。<< Fourth Layer Gate Material Forming Step >> Next, a connection hole 25 is formed in the insulating film 24 above the conductive layer 23 of the memory cell MC of the memory cell array MAY. The connection holes 25 are formed by the lower conductive layer 23 and the upper conductive layer (2
6. Actually, it is formed for the purpose of connecting each of the n-type channel forming regions 26N) of the load MISFET Qp.
【0289】次に、前記絶縁膜24上を含む全面に多結
晶珪素膜を形成する。この多結晶珪素膜は第4層目のゲ
ート材形成工程により形成される。多結晶珪素膜は負荷
用MISFETQpのn型チャネル形成領域(26
N)、ソース領域(26P)、電源電圧線(Vcc:26
P)の夫々を形成する。多結晶珪素膜は、前述の多結晶
珪素膜(7、13A、13B、23の夫々)と異なり、
Si2H6をソースガスとするCVD法で堆積した所謂ノ
ンドープドポリシリコンで形成する。この多結晶珪素膜
は例えば30〜50〔nm〕程度の薄い膜厚で形成す
る。つまり、多結晶珪素膜は、結晶粒が膜厚の均一性に
影響を及ぼさない膜厚よりも厚い膜厚で形成され、かつ
負荷用MISFETQpのリーク電流を低減できる膜厚
よりも薄い膜厚で形成される。Next, a polycrystalline silicon film is formed on the entire surface including the insulating film 24. This polycrystalline silicon film is formed by the gate material forming step of the fourth layer. The polycrystalline silicon film serves as an n-type channel forming region (26
N), source region (26P), power supply voltage line (Vcc: 26)
Form each of P). The polycrystalline silicon film is different from the above-mentioned polycrystalline silicon films (7, 13A, 13B and 23, respectively).
It is formed of so-called non-doped polysilicon deposited by a CVD method using Si 2 H 6 as a source gas. This polycrystalline silicon film is formed with a thin film thickness of, for example, about 30 to 50 nm. That is, the polycrystalline silicon film is formed with a film thickness larger than the film thickness of the crystal grains that does not affect the uniformity of the film thickness and smaller than the film thickness that can reduce the leakage current of the load MISFET Qp. It is formed.
【0290】《第4ソース領域及びドレイン領域の形成
工程》次に、図示しないが、前記多結晶珪素膜(26)
上に絶縁膜を形成する。この絶縁膜は、後の工程で不純
物を導入する際に発生する汚染防止、表面のダメージの
緩和等を目的として形成される。絶縁膜は、例えば熱酸
化法で形成した酸化珪素膜で形成し、4〜6〔nm〕程
度の薄い膜厚で形成する。また、この絶縁膜は酸素ガス
雰囲気を使用する熱酸化法の使用で形成されるので、酸
素ガス雰囲気中の酸素が多結晶珪素膜中の珪素の未結合
手(ダングリングボンド)と結合し、この未結合手を低
減できる。この未結合手を低減することにより、負荷用
MISFETQpのソース領域−ドレイン領域間に流れ
る電流量を増加でき、負荷用MISFETQpの電流−
電圧特性の向上が図れる。<< Formation Step of Fourth Source Region and Drain Region >> Next, although not shown, the polycrystalline silicon film (26) is formed.
An insulating film is formed thereover. This insulating film is formed for the purpose of preventing contamination that occurs when impurities are introduced in a later step and mitigating surface damage. The insulating film is formed of, for example, a silicon oxide film formed by a thermal oxidation method, and has a thin film thickness of about 4 to 6 [nm]. Further, since this insulating film is formed by using a thermal oxidation method using an oxygen gas atmosphere, oxygen in the oxygen gas atmosphere is bonded to a dangling bond of silicon in the polycrystalline silicon film, This dangling bond can be reduced. By reducing the dangling bonds, the amount of current flowing between the source region and the drain region of the load MISFET Qp can be increased, and the current of the load MISFET Qp-
The voltage characteristics can be improved.
【0291】次に、前記多結晶珪素膜の全面にしきい値
電圧調整用不純物を導入する。このしきい値電圧調整用
不純物はn型不純物例えばPを使用する。Pは負荷用M
ISFETQpのしきい値電圧をエンハンスメント型に
する目的で導入される。エンハンスメント型のしきい値
電圧は1017〜1018〔atoms/cm3〕程度の不純物濃度
で得られる。したがって、Pは、イオン打込みを使用
し、20〜40〔KeV〕程度のエネルギで約1012〜
1013〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で導入される。
多結晶珪素膜に導入されるPの不純物濃度が1018〔at
oms/cm3〕を越えた場合、多結晶珪素膜はしきい値電圧
が上昇する(絶対値で大きくなる)ので高抵抗素子とし
て作用する。つまり、負荷用MISFETQpは、非導
通時(OFF時)において、n型チャネル形成領域(2
6N)でのリーク電流分に相当する電流しかメモリセル
MCの情報蓄積ノード領域に電源電圧Vccを供給できな
いので、情報の保持特性が劣化する。また、多結晶珪素
膜に導入されるPの不純物濃度をさらに増加し、しきい
値電圧を上昇させると、リーク電流量が増大する。この
リーク電流の増大は消費電力化の妨げになる。前記しき
い値電圧調整用不純物を導入する工程により、n型チャ
ネル形成領域26Nが形成される(図31参照)。Next, a threshold voltage adjusting impurity is introduced into the entire surface of the polycrystalline silicon film. An n-type impurity such as P is used as the threshold voltage adjusting impurity. P is for load M
It is introduced for the purpose of enhancing the threshold voltage of ISFET Qp. The enhancement type threshold voltage is obtained with an impurity concentration of about 10 17 to 10 18 [atoms / cm 3 ]. Therefore, P uses ion implantation and has an energy of about 20 to 40 [KeV] and is about 10 12 to
It is introduced with an impurity concentration of about 10 13 [atoms / cm 2 ].
The impurity concentration of P introduced into the polycrystalline silicon film is 10 18 [at
oms / cm 3 ], the polycrystalline silicon film acts as a high resistance element because the threshold voltage rises (becomes larger in absolute value). That is, the load MISFET Qp has the n-type channel formation region (2
Since the power supply voltage Vcc can be supplied to the information storage node region of the memory cell MC only in a current corresponding to the leakage current in 6N), the information retention characteristic deteriorates. Further, when the impurity concentration of P introduced into the polycrystalline silicon film is further increased and the threshold voltage is increased, the amount of leak current increases. This increase in leak current hinders power consumption. By the step of introducing the threshold voltage adjusting impurities, the n-type channel forming region 26N is formed (see FIG. 31 ).
【0292】次に、メモリセルアレイMAYのメモリセ
ルMCの負荷用MISFETQpのソース領域(26
P)の形成領域及び電源電圧線(Vcc:26P)の形成
領域において、前記多結晶珪素膜(26)にp型不純物
を導入する。p型不純物は、例えばBF2 を使用し、前
記図7及び図9に符号26Pを付けて一点鎖線で囲まれ
た領域内に導入される。このBF2 は、イオン打込みを
使用し、例えば20〜40〔KeV〕程度のエネルギで
1014〜1015〔atoms/cm2〕程度の不純物濃度で導入
される。p型不純物の導入に際してはフォトリソグラフ
ィ技術で形成されたマスクを使用する。Next, the source region (26 of the load MISFET Qp of the memory cell MC of the memory cell array MAY).
In the formation region of P) and the formation region of the power supply voltage line (Vcc: 26P), p-type impurities are introduced into the polycrystalline silicon film (26). The p-type impurity is introduced into the region surrounded by the alternate long and short dash line with reference numeral 26P in FIGS . 7 and 9 using BF 2 , for example. This BF 2 is introduced by ion implantation, for example, with an energy of about 20 to 40 [KeV] and an impurity concentration of about 10 14 to 10 15 [atoms / cm 2 ]. A mask formed by a photolithography technique is used for introducing the p-type impurity.
【0293】次に、前記多結晶珪素膜(26)の表面に
形成された酸化珪素膜を除去する。段差形状を有する下
地の絶縁膜(ゲート絶縁膜)24の表面上に形成される
多結晶珪素膜の表面は前記下地の段差形状が伝達され
る。この多結晶珪素膜の段差形状が伝達された表面に形
成される酸化珪素膜は、平担な領域においては異方性エ
ッチングで除去できるが、段差の領域においては膜厚が
見かけ上厚くなるので、異方性エッチングでは除去でき
ない。したがって、多結晶珪素膜の表面上に形成された
酸化珪素膜は、平担な領域、段差の領域のいずれにおい
ても除去する目的で、等方性エッチングが使用され、こ
の等方性エッチングで除去される。等方性エッチングで
除去しない場合は、段差の領域において酸化珪素膜が除
去されず、この酸化珪素膜がエッチングマスクとなっ
て、下層の多結晶珪素膜のパターンニング工程におい
て、多結晶珪素膜のエッチング残りが発生する。Next, the silicon oxide film formed on the surface of the polycrystalline silicon film (26) is removed. The stepped shape of the underlying layer is transmitted to the surface of the polycrystalline silicon film formed on the surface of the underlying insulating film (gate insulating film) 24 having the stepped shape. The silicon oxide film formed on the surface of the polycrystalline silicon film to which the step shape has been transferred can be removed by anisotropic etching in the flat area, but the film thickness in the step area becomes apparently thick. However, it cannot be removed by anisotropic etching. Therefore, the silicon oxide film formed on the surface of the polycrystalline silicon film is isotropically etched for the purpose of removing both the flat region and the step region. To be done. If it is not removed by isotropic etching, the silicon oxide film is not removed in the step region, and this silicon oxide film serves as an etching mask to form the polycrystalline silicon film in the patterning step of the lower polycrystalline silicon film. Etching residue occurs.
【0294】次に、図31に示すように、前記多結晶珪
素膜にパターンニングを施し、n型チャネル形成領域2
6N、ソース領域26P、電源電圧線26Pの夫々を形
成する。多結晶珪素膜のパターンニングは、例えばフォ
トリソグラフィ技術で形成されたマスクを使用し、RI
E等の異方性エッチングで行う。前記n型チャネル形成
領域26N及びソース領域26Pが形成されると、メモ
リセルMCの負荷用MISFETQpが完成する。ま
た、この負荷用MISFETQpの完成により、メモリ
セルMCが完成する。Then, as shown in FIG. 31 , the polycrystalline silicon film is patterned to form the n-type channel forming region 2.
6N, the source region 26P, and the power supply voltage line 26P are formed. For patterning the polycrystalline silicon film, for example, a mask formed by a photolithography technique is used and RI is used.
An anisotropic etching such as E is performed. When the n-type channel forming region 26N and the source region 26P are formed, the load MISFET Qp of the memory cell MC is completed. The memory cell MC is completed by the completion of the load MISFET Qp.
【0295】《第1層目金属配線形成工程》次に、前記
メモリセルMC上を含む全面に層間絶縁膜27を形成す
る。層間絶縁膜27は酸化珪素膜27A、BPSG膜2
7Bの夫々を順次積層した2層の積層構造で構成され
る。<< First Layer Metal Wiring Forming Step >> Next, an interlayer insulating film 27 is formed on the entire surface including the memory cell MC. The interlayer insulating film 27 is formed of the silicon oxide film 27A and the BPSG film 2
7B, each of which has a laminated structure of two layers.
【0296】下層の酸化珪素膜27Aは上層のBPSG
膜27Bに含有されるB、Pの夫々の下層側への漏れを
防止する目的で形成される。酸化珪素膜27Aは例えば
Si(OC2H5)4 をソースガスとする、高温度(例えば
600〜800〔℃〕)、低圧力(例えば 1.0〔tor
r〕)のCVD法で堆積される。酸化珪素膜27Aは例
えば140〜160〔nm〕程度の膜厚で形成される。The lower silicon oxide film 27A is formed of the upper BPSG film.
It is formed for the purpose of preventing leakage of B and P contained in the film 27B to the lower layer side. The silicon oxide film 27A uses, for example, Si (OC 2 H 5 ) 4 as a source gas, and has a high temperature (for example, 600 to 800 [° C.]) and a low pressure (for example, 1.0 [tor].
r]) is deposited by the CVD method. The silicon oxide film 27A is formed with a film thickness of, for example, about 140 to 160 [nm].
【0297】上層のBPSG膜27Bは表面を平担化し
て上層の段差形状の成長を抑える目的で形成される。B
PSG膜27Bは主に無機シラン(例えばSiH4 )を
ソースガスとするCVD法で堆積される。BPSG膜2
7Bは、例えば280〜320〔nm〕程度の膜厚で堆
積後、グラスフローを施し、表面が平担化される。グラ
スフローは、例えば窒素ガス中、800〜900〔℃〕
の高温度で約10〔分〕行う。The upper BPSG film 27B is formed for the purpose of flattening the surface and suppressing the growth of the step shape of the upper layer. B
The PSG film 27B is mainly deposited by a CVD method using an inorganic silane (for example, SiH 4 ) as a source gas. BPSG film 2
7B is deposited with a film thickness of, for example, about 280 to 320 [nm], and then glass flow is performed to flatten the surface. The glass flow is, for example, 800 to 900 [° C] in nitrogen gas.
At a high temperature of about 10 minutes.
【0298】次に、前記層間絶縁膜27に接続孔28を
形成する。接続孔28は、メモリセルアレイMAYにお
いて、メモリセルMCの転送用MISFETQtの他方
の半導体領域(18)上に形成された中間導電層23上
に形成される。また、接続孔28は、メモリセルアレイ
MAYの周辺領域、つまりガードリング領域P−GRの
p+ 型半導体領域40の上部、ガードリング領域N−G
Rのn+ 型半導体領域11及び18の上部の夫々にも形
成される。接続孔28は、フォトリソグラフィ技術で形
成されたマスクを使用し、RIE等の異方性エッチング
で形成する。Next, a connection hole 28 is formed in the interlayer insulating film 27. The connection hole 28 is formed on the intermediate conductive layer 23 formed on the other semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt of the memory cell MC in the memory cell array MAY. Further, the connection hole 28 is formed in the peripheral region of the memory cell array MAY, that is, in the upper part of the p + type semiconductor region 40 of the guard ring region P-GR, in the guard ring region N-G.
The n + type semiconductor regions 11 and 18 of R are also formed on the respective upper portions. The connection hole 28 is formed by anisotropic etching such as RIE using a mask formed by photolithography.
【0299】次に、前記層間絶縁膜27上を含む全面に
高融点金属膜29を形成する。高融点金属膜29は第1
層目の金属配線形成工程で形成される。この高融点金属
膜29は例えばスパッタ法で堆積したW膜で形成する。
W膜は、CVD法で堆積した場合、段差形状部分でのス
テップカバレッジは良好であるが、層間絶縁膜27の表
面から剥がれ易い。スパッタ法で堆積されるW膜は、層
間絶縁膜27の表面での接着性が高い利点があるが、ス
テップカバレッジが悪く、しかも膜厚が厚いと内部応力
が増大する欠点がある。そこで、本実施例のSRAM
は、W膜の接着性が高い利点を生かし、W膜の下地の層
間絶縁膜27の表面を平担化して(BPSG膜27Bを
使用しグラスフローを施す)ステップカバレッジに対処
し、W膜を薄膜化して内部応力に対処する。W膜は金属
配線としては薄い例えば280〜320〔nm〕程度の
膜厚で形成する。Next, a refractory metal film 29 is formed on the entire surface including the interlayer insulating film 27. The refractory metal film 29 is the first
It is formed in the metal wiring forming process of the first layer. The refractory metal film 29 is formed of, for example, a W film deposited by a sputtering method.
When deposited by the CVD method, the W film has good step coverage in the step-shaped portion, but is easily peeled off from the surface of the interlayer insulating film 27. The W film deposited by the sputtering method has an advantage that it has high adhesiveness on the surface of the interlayer insulating film 27, but has a drawback that step coverage is poor and, if the film thickness is large, internal stress increases. Therefore, the SRAM of this embodiment
Takes advantage of the high adhesiveness of the W film, flattens the surface of the interlayer insulating film 27 underlying the W film (steps of glass flow using the BPSG film 27B), and copes with the step coverage of the W film. Deal with internal stress by making it thinner. The W film is formed as a thin metal wiring with a film thickness of, for example, about 280 to 320 [nm].
【0300】次に、図32に示すように、前記高融点金
属膜29にパターンニングを施し、メモリセルアレイM
AYにおいて、メインワード線(MWL)29、サブワ
ード線(SWL)29、中間導電層29の夫々を形成す
る。前記中間導電層29の一部は接続孔28を通して下
層の中間導電層23に接続される。この中間導電層23
はメモリセルMCの転送用MISFETQtの他方の半
導体領域(18)に接続される。また、メモリセルアレ
イMAY以外の領域において、例えばガードリング領域
P−GRのp+ 型半導体領域40の上部においては基準
電圧線(Vss)29として形成され、ガードリング領域
N−GRのn+ 型半導体領域11及び18の上部におい
ては電源電圧線(Vcc)29として形成される(前記図
15及び図14参照)。前記高融点金属膜29のパター
ンニングは、例えばフォトリソグラフィ技術で形成され
たマスクを使用し、異方性エッチングで行う。Next, as shown in FIG. 32 , the refractory metal film 29 is patterned to form a memory cell array M.
In AY, the main word line (MWL) 29, the sub word line (SWL) 29, and the intermediate conductive layer 29 are formed. A part of the intermediate conductive layer 29 is connected to the lower intermediate conductive layer 23 through the connection hole 28. This intermediate conductive layer 23
Is connected to the other semiconductor region (18) of the transfer MISFET Qt of the memory cell MC. Further, in regions other than the memory cell array MAY, for example, in the upper part of the p + type semiconductor region 40 of the guard ring region P-GR, the reference voltage line (Vss) 29 is formed, and the n + type semiconductor of the guard ring region N-GR is formed. It is formed as a power supply voltage line (Vcc) 29 in the upper part of the regions 11 and 18 (see FIG.
15 and FIG. 14 ). The refractory metal film 29 is patterned by anisotropic etching using a mask formed by photolithography, for example.
【0301】《第2層目金属配線の形成工程》次に、前
記メインワード線29、サブワード線29、中間導電層
29等の上部を含む全面に層間絶縁膜30を形成する。
層間絶縁膜30は、酸化珪素膜30A、酸化珪素膜30
B、酸化珪素膜30Cの夫々を順次積層した3層の積層
構造で形成される。<< Step of Forming Second Layer Metal Wiring >> Next, an interlayer insulating film 30 is formed on the entire surface including the main word lines 29, the sub word lines 29, the intermediate conductive layer 29 and the like.
The interlayer insulating film 30 includes a silicon oxide film 30A and a silicon oxide film 30.
B and the silicon oxide film 30C are sequentially laminated to form a three-layer laminated structure.
【0302】下層の酸化珪素膜30Aはテトラエソキシ
シランガス(TEOS:Si(OC2H5)4)をソースガ
スとするプラズマCVD法で堆積される。酸化珪素膜3
0Aは、平担部、段差部の夫々での膜厚を均一に形成で
き、例えばメインワード線29、サブワード線29の夫
々の間の凹部(最小配線間隔に相当する)を埋込みその
表面上を平担化する場合に、オーバーハング形状がほと
んど発生しないので、所謂巣の発生が生じない。この酸
化珪素膜30Aは、前記最小配線間隔を埋込みその表面
を平担化する目的で、最小配線間隔の2分の1以上の膜
厚、例えば400〜600〔nm〕程度の膜厚で形成す
る。The lower silicon oxide film 30A is deposited by the plasma CVD method using tetraethoxysilane gas (TEOS: Si (OC 2 H 5 ) 4 ) as a source gas. Silicon oxide film 3
0A can form a uniform film thickness in each of the flat portion and the step portion. For example, a concave portion (corresponding to the minimum wiring interval) between the main word line 29 and the sub word line 29 is buried and the surface thereof is covered. In the case of flattening, almost no overhang shape is generated, so a so-called nest is not generated. The silicon oxide film 30A is formed with a film thickness that is ½ or more of the minimum wiring interval, for example, about 400 to 600 [nm], for the purpose of filling the minimum wiring interval and flattening its surface. .
【0303】中間層の酸化珪素膜30Bは、スピンオン
グラス法を使用し、例えば200〜300〔nm〕程度
の膜厚で塗布し、ベーク処理を施した後、全面エッチン
グされる。この酸化珪素膜30Bは主に層間絶縁膜30
の表面の平担化を目的として形成される。前記全面エッ
チングは、下層の導電層(29)、上層の導電層(3
3)の夫々の接続部分(接続孔31内)には残存させ
ず、かつ段差部分に残存させる条件下で行われる。The silicon oxide film 30B of the intermediate layer is applied by spin-on-glass method to a film thickness of, for example, about 200 to 300 [nm], baked, and then entirely etched. The silicon oxide film 30B is mainly used for the interlayer insulating film 30.
Is formed for the purpose of flattening the surface of the. The entire surface etching is performed by using the lower conductive layer (29) and the upper conductive layer (3).
It is carried out under the condition that it is not left in the respective connection portions (inside the connection holes 31) of 3) and is left in the step portions.
【0304】上層の酸化珪素膜30Cは、下層の酸化珪
素膜30Aと同様に、テトラエソキシシランガスをソー
スガスとするプラズマCVD法で堆積される。この酸化
珪素膜30Cは例えば300〜500〔nm〕程度の膜
厚で形成する。酸化珪素膜30Cは、主に、層間絶縁膜
30としての上下配線層間の絶縁分離に必要な膜厚を確
保するとともに、中間層の酸化珪素膜30Bを被覆し、
この中間層の酸化珪素膜30Bの膜質の劣化を防止する
目的で形成される。Like the lower silicon oxide film 30A, the upper silicon oxide film 30C is deposited by the plasma CVD method using tetraethoxysilane gas as a source gas. The silicon oxide film 30C is formed to have a film thickness of, for example, about 300 to 500 [nm]. The silicon oxide film 30C mainly secures a film thickness necessary for insulation separation between upper and lower wiring layers as the interlayer insulating film 30, and covers the intermediate silicon oxide film 30B,
It is formed for the purpose of preventing the deterioration of the film quality of the intermediate silicon oxide film 30B.
【0305】次に、前記層間絶縁膜30に接続孔31を
形成する。接続孔31は、例えばフォトリソグラフィ技
術で形成されたマスクを使用し、RIE等の異方性エッ
チングで形成する。Next, a connection hole 31 is formed in the interlayer insulating film 30. The connection hole 31 is formed by anisotropic etching such as RIE using a mask formed by photolithography, for example.
【0306】次に、図33に示すように、メモリセルア
レイMAYにおいて、前記層間絶縁膜30上に相補性デ
ータ線(DL)33を形成する。また、前記図14及び
図15に示すように、メモリセルアレイMAYの周辺領
域において、例えばガードリング領域P−GRのp+ 型
半導体領域40上において基準電圧線(Vss)33、ガ
ードリング領域N−GRのn+ 型半導体領域11及び1
8上において電源電圧線(Vcc)33の夫々を形成す
る。Next, as shown in FIG. 33 , complementary data lines (DL) 33 are formed on the interlayer insulating film 30 in the memory cell array MAY. In addition, as shown in FIG.
As shown in FIG. 15 , in the peripheral region of the memory cell array MAY, for example, on the p + type semiconductor region 40 of the guard ring region P-GR, the reference voltage line (Vss) 33 and the n + type semiconductor of the guard ring region N-GR are provided. Regions 11 and 1
Each of the power supply voltage lines (Vcc) 33 is formed on the wiring 8.
【0307】前記相補性データ線33(及び配線33)
は第2層目の金属配線形成工程で形成される。相補性デ
ータ線33は接続孔31を通して下層の中間導電層29
に接続される。相補性データ線33は、下層の金属膜3
3A、中間層のアルミニウム合金膜33B、上層の金属
膜33Cの夫々を順次積層した2層の積層構造で形成さ
れる。下層の金属膜33Aは、例えばスパッタ法で堆積
されたTiW膜で形成され、30〜50〔nm〕程度の
膜厚で形成される。この下層の金属膜33Aは、主にバ
リアメタル膜として機能するので、TiW膜以外の膜、
例えばTiN膜等で形成してもよい。この中間層のアル
ミニウム合金膜33Bは、スパッタ法で堆積された、C
u、Siの少なくともいずれか一方が添加されたアルミ
ニウムで形成され、700〜900〔nm〕程度の膜厚
で形成される。上層の金属膜33Cは、例えばスパッタ
法で堆積されたTiW膜で形成され、例えば150〜2
50〔nm〕程度の膜厚で形成される。この上層の金属
膜33Cは、主に中間層のアルミニウム合金膜33Bを
パターンニングする際の回析現象を防止する(光反射率
を低下し、ハレーション効果を防止する)目的で、又ア
ルミニウムヒルロックを防止する目的で形成される。The complementary data line 33 (and the wiring 33)
Is formed in the second-layer metal wiring forming process. The complementary data line 33 passes through the connection hole 31 and is connected to the lower intermediate conductive layer 29.
Connected to. The complementary data line 33 is connected to the lower metal film 3
3A, an aluminum alloy film 33B as an intermediate layer, and a metal film 33C as an upper layer are sequentially laminated to form a two-layer laminated structure. The lower metal film 33A is formed of, for example, a TiW film deposited by a sputtering method and has a film thickness of about 30 to 50 [nm]. Since the lower metal film 33A mainly functions as a barrier metal film, a film other than the TiW film,
For example, it may be formed of a TiN film or the like. The intermediate aluminum alloy film 33B is formed by sputtering, and C
It is formed of aluminum to which at least one of u and Si is added, and has a film thickness of about 700 to 900 [nm]. The upper metal film 33C is formed of, for example, a TiW film deposited by a sputtering method, and is, for example, 150 to 2
It is formed with a film thickness of about 50 [nm]. The upper metal film 33C is mainly for the purpose of preventing a diffraction phenomenon (reducing the light reflectance and preventing the halation effect) when patterning the aluminum alloy film 33B of the intermediate layer, and also for aluminum hilllock. It is formed for the purpose of preventing.
【0308】《ファイナルパッシベーション膜の形成工
程》次に、前述の図6、図15及び図16に示すよう
に、前記相補性データ線33上を含む全面にファイナル
パッシベーション膜34を形成する。ファイナルパッシ
ベーション膜34は、詳細な構造を示していないが、酸
化珪素膜、窒化珪素膜、樹脂膜の夫々を順次積層した3
層の積層構造で構成される。<Final Passivation Film Forming Step> Next, as shown in FIGS . 6, 15 and 16 , the final passivation film 34 is formed on the entire surface including the complementary data lines 33. Although the final passivation film 34 does not show a detailed structure, a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a resin film are sequentially laminated on each other.
It is composed of a layered structure.
【0309】下層の酸化珪素膜は、さらに3層の積層構
造で形成され、前述の層間絶縁膜30と同様の構造で形
成される。つまり、下層の酸化珪素膜は、テトラエソキ
シシランガスをソースガスとするプラズマCVD法で堆
積した酸化珪素膜、塗布後にエッチングされ段差部にの
み残存させた酸化珪素膜、テトラエソキシシランガスを
ソースガスとするプラズマCVD法で堆積した酸化珪素
膜の夫々を順次積層し形成される。下層の酸化珪素膜の
下層、上層の夫々の酸化珪素膜は、相補性データ線33
のアルミニウム合金膜33Bを形成した後に形成される
ので、低温度例えば約400〔℃〕以下で生成できる前
述のCVD法を使用する。この下層の酸化珪素膜の下層
の酸化珪素膜は例えば400〜600〔nm〕程度の膜
厚で形成され、中間層の酸化珪素膜は200〜300
〔nm〕程度の膜厚で形成され、上層の酸化珪素膜は7
00〜900〔nm〕程度の膜厚で形成される。The lower silicon oxide film is formed to have a laminated structure of three layers, and has the same structure as the above-described interlayer insulating film 30. That is, the lower silicon oxide film is a silicon oxide film deposited by a plasma CVD method using tetraethoxysilane gas as a source gas, a silicon oxide film that is etched after application and remains only in the step portion, and tetraethoxysilane gas as a source gas. The silicon oxide films deposited by the plasma CVD method are sequentially laminated. Each of the lower and upper silicon oxide films is a complementary data line 33.
Since it is formed after the aluminum alloy film 33B is formed, the above-mentioned CVD method that can be formed at a low temperature, for example, about 400 [° C.] or lower is used. The lower silicon oxide film is formed to have a thickness of, for example, about 400 to 600 [nm], and the intermediate silicon oxide film is formed to have a thickness of 200 to 300.
The upper silicon oxide film is formed with a film thickness of about [nm].
It is formed with a film thickness of about 00 to 900 [nm].
【0310】中間層の窒化珪素膜は主に耐湿性を向上す
る目的で形成される。この中間層の窒化珪素膜は、例え
ばプラズマCVD法で堆積され、1.0〜1.4〔μm〕
程度の膜厚で形成される。The intermediate silicon nitride film is formed mainly for the purpose of improving moisture resistance. The intermediate silicon nitride film is deposited by, for example, a plasma CVD method and is 1.0 to 1.4 [μm].
It is formed with a film thickness of about a certain degree.
【0311】上層の樹脂膜は、例えばポリイミド系樹脂
膜で形成され、主にα線を遮蔽する目的で形成される。
この上層の樹脂膜は例えば2.2〜2.4〔μm〕程度の
膜厚で形成される。The upper resin film is formed of, for example, a polyimide resin film, and is mainly formed for the purpose of blocking α rays.
The upper resin film is formed to have a film thickness of, for example, about 2.2 to 2.4 [μm].
【0312】これら一連の製造プロセスが施されると、
本実施例のSRAMは完成する。When these series of manufacturing processes are performed,
The SRAM of this embodiment is completed.
【0313】なお、本発明は、前述のSRAMにおい
て、前記n- 型ウエル分離領域3iのメモリセルアレイ
MAYが配置されたp- 型ウエル領域2Mの主面部にこ
のp-型ウエル領域2Mの不純物濃度に比べて高い不純
物濃度を有する埋込型のp+ 型半導体領域を構成しても
よい。この埋込型のp+ 型半導体領域は、所謂α線ソフ
トエラー耐性を向上する、少数キャリアに対するポテン
シャルバリア領域として作用する。埋込型のp+ 型半導
体領域は、例えば、前述のSRAMの製造プロセスにお
いて、図25に示すn型半導体領域10を形成した後
に、メモリセルアレイMAYが開口されたマスクを形成
し、このマスクを使用し、p型不純物をp-型ウエル領
域2Mの主面部に導入することにより形成できる。p型
不純物は、一価のBを使用し、1013〔atoms/cm2〕程
度の不純物濃度で200〜250〔KeV〕程度の所謂
高エネルギのイオン打込みで導入される。この条件下で
形成される埋込型のp+ 型半導体領域は、メモリセルM
Cの転送用MISFETQtのn+ 型半導体領域18、
駆動用MISFETQdのn+ 型半導体領域11の夫々
の不純物濃度のピーク値よりも深い領域に不純物濃度の
ピーク値が設定される。According to the present invention, in the SRAM described above, the impurity concentration of the p--type well region 2M is formed in the main surface portion of the p--type well region 2M in which the memory cell array MAY of the n--type well isolation region 3i is arranged. A buried p + type semiconductor region having a higher impurity concentration than that of the above may be formed. The buried p + type semiconductor region functions as a potential barrier region for minority carriers, which improves so-called α-ray soft error resistance. For the buried p + type semiconductor region, for example, in the above-described SRAM manufacturing process, after forming the n type semiconductor region 10 shown in FIG. 25 , a mask having an opening in the memory cell array MAY is formed, and this mask is used. It can be formed by introducing a p-type impurity into the main surface of the p-type well region 2M. As the p-type impurity, monovalent B is used and is introduced by so-called high-energy ion implantation of about 200 to 250 [KeV] with an impurity concentration of about 10 13 [atoms / cm 2 ]. The buried p + type semiconductor region formed under these conditions is the memory cell M.
N + type semiconductor region 18 of C transfer MISFET Qt,
The peak value of the impurity concentration is set in a region deeper than the peak value of the impurity concentration of each of the n + type semiconductor regions 11 of the driving MISFET Qd.
【0314】また、本発明は、メモリセルMCの情報蓄
積ノードとなる転送用MISFETQtのn+ 型半導体
領域18、駆動用MISFETQdのn+ 型半導体領域
11の夫々の下部に、それらとpn接合をもってかつそ
れらと同様にゲート電極7及び13を不純物導入マスク
の主体として使用し、イオン打込みでp型不純物を導入
し、前記埋込型のp+ 型半導体領域を形成してもよい。Further, the present invention has a pn junction with the n + type semiconductor region 18 of the transfer MISFET Qt and the n + type semiconductor region 11 of the driving MISFET Qd, which are the information storage nodes of the memory cell MC, and a pn junction therewith. Further, similarly to them, the gate electrodes 7 and 13 may be used as the main body of the impurity introduction mask, and p-type impurities may be introduced by ion implantation to form the buried p + -type semiconductor region.
【0315】また、本発明は、前記SRAMにおいて、
n- 型ウエル分離領域3iのメモリセルアレイMAYが
配置されたp- 型ウエル領域2Mの外周囲の主面に形成
されたn- 型ウエル領域3の主面には、しきい値電圧が
高くなるので、基本的にpチャネルMISFETを配置
しないレイアウトが採用される。また、この領域に積極
的にしきい値電圧が高いpチャネルMISFETを配置
してもよい。Further, in the present invention, in the SRAM,
The threshold voltage becomes high on the main surface of the n--type well region 3 formed on the outer peripheral main surface of the p--type well region 2M in which the memory cell array MAY of the n--type well isolation region 3i is arranged. Therefore, a layout in which the p-channel MISFET is not arranged is basically adopted. Further, a p-channel MISFET having a high threshold voltage may be positively arranged in this region.
【0316】また、本発明は、前記SRAMのメモリセ
ルMCの転送用MISFETQtのn+ 型半導体領域1
8、駆動用MISFETQdのn+ 型半導体領域11、
ゲート電極7、導電層23の夫々の接続領域において、
前述の結晶欠陥の発生を低減するために、以下の製造プ
ロセスを採用してもよい。つまり、前述の図29に示す
絶縁膜21を形成し、接続孔22を形成し、この後、n
+ 型半導体領域21Nは形成せずに、基板全面に多結晶
珪素膜(23)を形成し、この多結晶珪素膜に熱処理を
施してから多結晶珪素膜のパターンニングを行い、導電
層23を形成する。前記多結晶珪素膜に熱処理を施す
と、多結晶珪素膜の全体で熱処理後の体積収積が発生す
るので、接続孔22の領域だけに応力が集中しない。The present invention also relates to the n + type semiconductor region 1 of the transfer MISFET Qt of the SRAM memory cell MC.
8, n + type semiconductor region 11 of the driving MISFET Qd,
In each connection region of the gate electrode 7 and the conductive layer 23,
The following manufacturing process may be adopted in order to reduce the occurrence of the above-mentioned crystal defects. That is, the insulating film 21 shown in FIG. 29 is formed, the connection hole 22 is formed, and then n
Without forming the + type semiconductor region 21N, a polycrystalline silicon film (23) is formed on the entire surface of the substrate, the polycrystalline silicon film is heat treated, and then the polycrystalline silicon film is patterned to form the conductive layer 23. Form. When the polycrystalline silicon film is subjected to the heat treatment, volumetric volume after the heat treatment occurs in the entire polycrystalline silicon film, so that stress is not concentrated only in the region of the connection hole 22.
【0317】また、本発明は、前記SRAMのメモリセ
ルMCの転送用MISFETQtのn+ 型半導体領域1
8、駆動用MISFETQdのn+ 型半導体領域11の
夫々の引き伸し拡散の際、熱処理を充分に行い、接合深
さを深くし、接続孔22の領域における結晶欠陥をn+
型半導体領域11、18の夫々の内部に取り込んでもよ
い。この場合、前述のn+ 型半導体領域21Nの形成工
程は廃止できる。The present invention also relates to the n + type semiconductor region 1 of the transfer MISFET Qt of the SRAM memory cell MC.
8. When each of the n + type semiconductor regions 11 of the driving MISFET Qd is stretched and diffused, the heat treatment is sufficiently performed to deepen the junction depth, and the crystal defects in the region of the connection hole 22 are n +.
It may be incorporated in each of the type semiconductor regions 11 and 18. In this case, the above-described step of forming the n + type semiconductor region 21N can be omitted.
【0318】また、本発明は、前記SRAMのメモリセ
ルMCにおいて、負荷用MISFETQpのn型チャネ
ル形成領域26N、p型ソース領域26P、p型ドレイ
ン領域26Pの夫々を第3層目のゲート材形成工程で形
成し、ゲート電極23を第4層目のゲート材形成工程で
形成してもよい。この場合、第3層目のゲート材形成工
程は、多結晶珪素膜に限らず、単結晶珪素膜、非晶質珪
素膜のいずれも含むつまり半導体層が形成されればよ
い。同様に、第4層目のゲート材形成工程は、多結晶珪
素膜に限定されず、高融点金属膜、高融点金属珪化膜、
又は多結晶珪素膜上に高融点金属珪化膜を積層したポリ
サイド膜を形成すればよい。Further, in the present invention, in the memory cell MC of the SRAM, the n-type channel forming region 26N, the p-type source region 26P and the p-type drain region 26P of the load MISFET Qp are formed as the third-layer gate material. The gate electrode 23 may be formed in the step, and the gate electrode 23 may be formed in the gate material forming step of the fourth layer. In this case, the gate material forming step of the third layer is not limited to the polycrystalline silicon film, and it suffices to form the semiconductor layer including both the single crystal silicon film and the amorphous silicon film. Similarly, the gate material forming step of the fourth layer is not limited to the polycrystalline silicon film, but includes a refractory metal film, a refractory metal silicide film,
Alternatively, a polycide film in which a refractory metal silicide film is laminated on the polycrystalline silicon film may be formed.
【0319】以上説明したように、本実施例のSRAM
によれば、以下の効果が得られる。As described above, the SRAM of this embodiment
According to the above, the following effects can be obtained.
【0320】(1)p- 型半導体基板1の主面の第1領
域にn- 型ウエル分離領域3iが構成され、前記p- 型
半導体基板1の主面の第2領域にp- 型ウエル領域2が
構成されるとともに、前記n- 型ウエル分離領域3iの
主面にp- 型ウエル領域2Mが構成され、p- 型ウエル
領域2、p- 型ウエル領域2Mの夫々の主面に夫々nチ
ャネルMISFETが構成されるSRAMにおいて、前
記p- 型ウエル領域2Mの表面の不純物濃度が、前記p
- 型ウエル領域2の表面の不純物濃度と同等又はそれに
比べて高く設定される。(1) An n--type well isolation region 3i is formed in the first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1, and a p--type well is formed in the second region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1. The region 2 is formed, and the p − type well region 2M is formed on the main surface of the n − type well isolation region 3i. The p − type well region 2 and the p − type well region 2M are respectively formed on the main faces. In an SRAM having an n-channel MISFET, the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2M is p-type.
The impurity concentration on the surface of the well region 2 is set to be equal to or higher than that.
【0321】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記n- 型ウエル分離領域3iの主面に構成
されるp- 型ウエル領域2Mの表面の不純物濃度が高く
設定され(n- 型ウエル分離領域3iの不純物濃度で表
面の不純物濃度が低下する分、p- 型ウエル領域2Mの
表面の不純物濃度を高める方向に補正され)、このp-
型ウエル領域2Mの主面のメモリセルMCのnチャネル
MISFETのしきい値電圧を高められるので、前記n
チャネルMISFETのカットオフ電流を低減でき、S
RAMのリーク電流の低減が図れる。(2)前記p- 型
ウエル領域2の表面の不純物濃度が前記n- 型ウエル分
離領域3iの主面に構成されるp- 型ウエル領域2Mの
表面の不純物濃度に対して独立に低く設定され、このp
- 型ウエル領域2の主面の周辺回路のnチャネルMIS
FETのしきい値電圧を低くできるので、前記nチャネ
ルMISFETのスイッチング動作速度を速め、SRA
Mの回路動作上の高速化が図れる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) The impurity concentration of the surface of the p--type well region 2M formed on the main surface of the n--type well isolation region 3i is set to be high (the impurity concentration of the surface is equal to the impurity concentration of the n--type well isolation region 3i). The lowering amount is corrected to increase the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2M).
Since the threshold voltage of the n-channel MISFET of the memory cell MC on the main surface of the type well region 2M can be increased,
The cutoff current of the channel MISFET can be reduced, and S
The leak current of the RAM can be reduced. (2) The impurity concentration on the surface of the p-type well region 2 is set independently of the impurity concentration on the surface of the p-type well region 2M formed on the main surface of the n-type well isolation region 3i. , This p
-N-channel MIS of peripheral circuit on main surface of type well region 2
Since the threshold voltage of the FET can be lowered, the switching operation speed of the n-channel MISFET can be increased and the SRA
The circuit operation speed of M can be increased.
【0322】(2)前記手段(1)に記載されるSRA
Mにおいて、前記n- 型ウエル分離領域3iの主面のp
- 型ウエル領域2Mの主面に構成されるnチャネルMI
SFETはSRAMのメモリセルMCのフリップフロッ
プ回路を構成し、前記p- 型ウエル領域2の主面に構成
されるnチャネルMISFETは前記SRAMのメモリ
セルMCを直接若しくは間接に駆動する周辺回路を構成
する。(2) SRA described in the means (1)
In M, p of the main surface of the n--type well isolation region 3i
-N-channel MI formed on the main surface of the well region 2M
The SFET constitutes a flip-flop circuit of the SRAM memory cell MC, and the n-channel MISFET formed on the main surface of the p-type well region 2 constitutes a peripheral circuit which directly or indirectly drives the SRAM memory cell MC. To do.
【0323】この構成により、前記手段(1)の作用効
果の他に、以下の作用効果が得られる。(1)前記メモ
リセルMCのフリップフロップ回路(情報蓄積部)の情
報蓄積ノードに蓄積された情報のリークが低減されこの
結果反転が防止できるので、SRAMの情報保持特性の
向上が図れる。(2)前記周辺回路の回路動作速度を速
くでき、メモリセルの情報書込み動作速度、情報読出し
動作速度のいずれも速くでき(アクセスタイムの高速化
が図れ)るので、SRAMの回路動作上の高速化が図れ
る。(3)前記手段(1)又は手段(2)に記載される
p- 型ウエル領域2Mはn- 型ウエル分離領域3iに対
して自己整合で構成される。With this structure, in addition to the function and effect of the means (1), the following function and effect can be obtained. (1) Leakage of the information stored in the information storage node of the flip-flop circuit (information storage unit) of the memory cell MC is reduced, and as a result, inversion can be prevented, so that the information retention characteristic of the SRAM can be improved. (2) Since the circuit operation speed of the peripheral circuit can be increased, and both the information write operation speed and the information read operation speed of the memory cell can be increased (the access time can be increased), the SRAM circuit operation speed can be increased. Can be realized. (3) The p-type well region 2M described in the means (1) or (2) is self-aligned with the n-type well isolation region 3i.
【0324】この構成により、前記手段(1)又は手段
(2)の作用効果の他に、前記n-型ウエル分離領域3
iの配置位置に対する前記p- 型ウエル領域2Mの配置
位置が、製造プロセス上のマスク合せ余裕寸法に相当す
る分、縮小できるので、p-型半導体基板1の主面上で
の無駄な領域を排除し、SRAMの集積度の向上が図れ
る。With this structure, in addition to the function and effect of the means (1) or (2), the n-type well isolation region 3 is formed.
Since the arrangement position of the p − type well region 2M with respect to the arrangement position of i can be reduced by an amount corresponding to the mask alignment margin in the manufacturing process, a useless area on the main surface of the p − type semiconductor substrate 1 can be saved. Therefore, the integration degree of SRAM can be improved.
【0325】(4)p- 型半導体基板1の主面の第1領
域にn- 型ウエル分離領域3iが構成され、前記p- 型
半導体基板1の主面の第2領域にp- 型ウエル領域2が
構成されるとともに、前記n- 型ウエル分離領域3iの
主面にp- 型ウエル領域2Mが構成されるSRAMにお
いて、前記n- 型ウエル分離領域3iの主面の前記p-
型ウエル領域2Mの外周囲に沿った領域にn- 型ウエル
領域3を構成する。(4) The n--type well isolation region 3i is formed in the first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1, and the p--type well is formed in the second region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1. In the SRAM in which the region 2 is formed and the p − type well region 2M is formed on the main surface of the n − type well isolation region 3i, the p − of the main surface of the n − type well isolation region 3i is formed.
An n-type well region 3 is formed in a region along the outer periphery of the type well region 2M.
【0326】この構成により、前記n- 型ウエル分離領
域3iの主面のp- 型ウエル領域2Mの外周囲の不純物
濃度(この部分はn- 型ウエル分離領域3iの深い拡散
で不純物濃度が低下する)がn- 型ウエル領域3で高め
られ、n- 型ウエル領域3とp- 型ウエル領域2Mとの
pn接合部からn- 型ウエル分離領域3i中に伸びる空
乏領域の伸びを低減できるので、前記n- 型ウエル分離
領域3iの主面のp−型ウエル領域2Mとp− 型半導
体基板1との間の接合耐圧の向上が図れる。この接合耐
圧が向上すれば、前記n- 型ウエル分離領域3iの主面
のp- 型ウエル領域2Mとp- 型半導体基板1との間の
離隔寸法、つまりn- 型ウエル分離領域3iの主面のp
- 型ウエル領域2Mの外周囲の占有面積を縮小できるの
で、p- 型半導体基板1の主面上での無駄な領域を排除
し、SRAMの集積度の向上が図れる。With this structure, the impurity concentration around the outer periphery of the p--type well region 2M on the main surface of the n--type well isolation region 3i (in this portion, the impurity concentration is lowered by the deep diffusion of the n--type well isolation region 3i). Is increased in the n-type well region 3 and the depletion region extending from the pn junction between the n-type well region 3 and the p-type well region 2M into the n-type well isolation region 3i can be reduced. The junction breakdown voltage between the p-type well region 2M on the main surface of the n-type well isolation region 3i and the p-type semiconductor substrate 1 can be improved. If this junction breakdown voltage is improved, the distance between the p-type well region 2M on the main surface of the n-type well isolation region 3i and the p-type semiconductor substrate 1, that is, the main dimension of the n-type well isolation region 3i. Surface p
Since the area occupied by the outer periphery of the − type well region 2M can be reduced, it is possible to eliminate a useless region on the main surface of the p − type semiconductor substrate 1 and improve the integration degree of the SRAM.
【0327】(5)p- 型半導体基板1の主面の第1領
域にn- 型ウエル分離領域3iが構成され、前記p- 型
半導体基板1の主面の第2領域にp- 型ウエル領域2が
構成されるとともに、前記n- 型ウエル分離領域3iの
主面にp- 型ウエル領域2Mが構成されるSRAMの形
成方法において、前記p- 型半導体基板1の主面上に
前記第1領域が開口された第1マスク(50M)を形成
する工程、前記第1マスク(50M)を使用し、前記
p- 型半導体基板1の主面にn型の第1不純物を導入
し、この第1不純物を拡散し、前記n- 型ウエル分離領
域3iを形成する工程、前記第1マスク(50M)を
使用し、前記n- 型ウエル分離領域3iの主面にp型の
第2不純物(2Mp)を導入する工程、前記第1マス
ク(50M)を除去し、前記p- 型半導体基板1の主面
上に前記第2領域が開口された第2マスク、又は前記第
2領域及び第1領域が開口された第2マスク(52M)
を形成する工程、前記第2マスク(52M)を使用
し、前記p- 型半導体基板1の主面にp型の第3不純物
(2p)を導入し、この第3不純物(2p)、前記第2
不純物(2Mp)の夫々を拡散し、p- 型ウエル領域
2、p- 型ウエル領域2Mの夫々を形成する工程の夫々
を具備する。(5) The n--type well isolation region 3i is formed in the first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1, and the p--type well is formed in the second region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1. In the method of forming an SRAM in which the region 2 is formed and the p − type well region 2M is formed on the main surface of the n − type well isolation region 3i, the first surface is formed on the main surface of the p − type semiconductor substrate 1. Forming a first mask (50M) having an opening in one region, using the first mask (50M), introducing an n-type first impurity into the main surface of the p--type semiconductor substrate 1, and Diffusing a first impurity to form the n-type well isolation region 3i, the first mask (50M) is used, and a p-type second impurity ( 2Mp), removing the first mask (50M), A second mask having the second region opened on the main surface of the conductor substrate 1, or a second mask (52M) having the second region and the first region opened.
Forming the third impurity (2p), the second mask (52M) is used, and a p-type third impurity (2p) is introduced into the main surface of the p − -type semiconductor substrate 1. Two
Each step of diffusing each of the impurities (2 Mp) and forming each of the p--type well region 2 and the p--type well region 2M is provided.
【0328】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記p- 型半導体基板1の主面の第1領域に
n- 型ウエル分離領域3iを形成する第1マスク(50
M)を使用し、前記p- 型ウエル領域2Mを形成した
(第1不純物を導入する第1マスク50Mを使用して第
2不純物2Mpを導入した)ので、前記p- 型ウエル領
域2Mを形成するマスクを形成する工程に相当する分、
SRAMの製造プロセスの工程数を削減できる。(2)
前記p- 型半導体基板1の主面の第2領域に導入された
第3不純物(2p)を拡散し、p- 型ウエル領域2を形
成する工程を利用し、第1領域に導入された第2不純物
(2Mp)を拡散し、p- 型ウエル領域2Mを形成した
ので、前記第2不純物を拡散しp- 型ウエル領域2Mを
形成する工程に相当する分、SRAMの製造プロセスの
工程数を削減できる。(3)前記p- 型半導体基板1の
主面の第1領域のn- 型ウエル分離領域3iの主面に形
成されるp- 型ウエル領域2M、第2領域のp- 型ウエ
ル領域2の夫々が別々の工程で形成されるので、前記p
- 型ウエル領域2M、p- 型ウエル領域2の夫々の不純
物濃度を夫々独立に制御できる。(4)前記p- 型半導
体基板1の主面の第1領域にn- 型ウエル分離領域3i
を形成する第1マスク(50M)を使用し、前記p- 型
ウエル領域2Mを形成した(同一の第1マスク50Mを
使用し、n- 型ウエル分離領域3i、p- 型ウエル領域
2Mの夫々を形成した)ので、前記n-型ウエル分離領
域3iの配置位置に対して前記p- 型ウエル領域2Mの
配置位置が自己整合で形成され、前記n- 型ウエル分離
領域3iの配置位置に対する前記p- 型ウエル領域2M
の配置位置が製造プロセス上のマスク合せ余裕寸法に相
当する分縮小できる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) A first mask (50) for forming an n--type well isolation region 3i in a first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1.
M) is used to form the p-type well region 2M (the second mask 2Mp is introduced using the first mask 50M for introducing the first impurity), so that the p-type well region 2M is formed. Corresponding to the process of forming the mask,
The number of steps in the SRAM manufacturing process can be reduced. (2)
Using the process of diffusing the third impurity (2p) introduced into the second region of the main surface of the p − type semiconductor substrate 1 to form the p − type well region 2, the first impurity introduced into the first region is used. Since two impurities (2Mp) are diffused to form the p-type well region 2M, the number of steps in the SRAM manufacturing process is reduced by the amount corresponding to the step of diffusing the second impurity to form the p-type well region 2M. Can be reduced. (3) The p--type well region 2M formed on the main surface of the n--type well isolation region 3i in the first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1 and the p--type well region 2 of the second region are formed. Since each is formed in a separate process, the p
The impurity concentrations of the − type well region 2M and the p− type well region 2 can be controlled independently. (4) The n--type well isolation region 3i is formed in the first region of the main surface of the p--type semiconductor substrate 1.
A p-type well region 2M is formed by using a first mask (50M) for forming the n-type well isolation region 3i and the p-type well region 2M. Therefore, the arrangement position of the p-type well region 2M is formed in self-alignment with the arrangement position of the n-type well isolation region 3i, and the arrangement position of the n-type well isolation region 3i is formed. p-type well region 2M
The arrangement position of can be reduced by the amount corresponding to the mask alignment margin in the manufacturing process.
【0329】(6)ゲート電極23の表面上にゲート絶
縁膜24を介在し前記ゲート電極23を横切るn型チャ
ネル形成領域26Nが構成される負荷用MISFETQ
pをメモリセルMCに有するSRAMの形成方法におい
て、基板上の全面にゲート電極層(23)を堆積し、
このゲート電極層にパターンニングを施し、ゲート電極
23を形成する工程、前記ゲート電極23の膜厚の一
部をその表面から酸化し、自然酸化珪素膜の膜厚に比べ
て厚い膜厚の酸化珪素膜24Gを形成するとともに、前
記ゲート電極23の表面の角部23Cの形状を緩和する
工程、ゲート電極23の表面上にゲート絶縁膜24を
形成する工程、ゲート電極23の表面の上側及び側面
に、前記ゲート絶縁膜24を介在し、前記ゲート電極2
3を横切るn型チャネル形成領域26Nを形成する工程
の夫々を具備する。(6) Load MISFETQ in which an n-type channel forming region 26N is formed on the surface of the gate electrode 23 with the gate insulating film 24 interposed therebetween and crossing the gate electrode 23.
In a method of forming an SRAM having p in a memory cell MC, a gate electrode layer (23) is deposited on the entire surface of a substrate,
The step of patterning this gate electrode layer to form the gate electrode 23, oxidizing part of the film thickness of the gate electrode 23 from its surface, and oxidizing it to a film thickness larger than that of the native silicon oxide film. Forming the silicon film 24G and relaxing the shape of the corner portion 23C of the surface of the gate electrode 23, forming the gate insulating film 24 on the surface of the gate electrode 23, upper and side surfaces of the surface of the gate electrode 23 To the gate electrode 2 with the gate insulating film 24 interposed.
3, and each of the steps of forming an n-type channel formation region 26N that crosses 3 is provided.
【0330】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記下層に相当するゲート電極層(23)を
パターンニングした際に発生する負荷用MISFETQ
pのゲート電極23の表面の角部23Cの形状が表面の
酸化で緩和される。(2)前記作用効果(1)の結果、
負荷用MISFETQpの下層のゲート電極23の表面
の角部23Cでの電界集中を低減できるので、負荷用M
ISFETQpのゲート絶縁膜24の前記角部23Cの
領域での絶縁耐圧の劣化を防止できる。(3)また、前
記作用効果(1)の結果、前記負荷用MISFETQp
の下層のゲート電極23の表面の角部23Cでの膜質の
劣化を防止できるので、負荷用MISFETQpのゲー
ト絶縁膜24の前記角部23Cの領域での絶縁耐圧の劣
化を防止できる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) Load MISFETQ generated when the gate electrode layer (23) corresponding to the lower layer is patterned
The shape of the corner portion 23C of the surface of the gate electrode 23 of p is relaxed by the oxidation of the surface. (2) As a result of the action and effect (1),
Since the electric field concentration at the corner portion 23C of the surface of the gate electrode 23 below the load MISFET Qp can be reduced, the load M is reduced.
It is possible to prevent deterioration of the withstand voltage in the region of the corner portion 23C of the gate insulating film 24 of the ISFET Qp. (3) Further, as a result of the action and effect (1), the load MISFET Qp
Since it is possible to prevent the film quality from deteriorating at the corner portion 23C on the surface of the lower gate electrode 23, it is possible to prevent the breakdown voltage from degrading in the region of the corner portion 23C of the gate insulating film 24 of the load MISFET Qp.
【0331】(7)前記手段(6)に記載される工程
のゲート絶縁膜24を形成する工程は、工程のゲート
電極23の表面の酸化珪素膜24Gを除去した後に、ゲ
ート電極23の表面に新たにゲート絶縁膜24を形成す
る工程である。(7) In the step of forming the gate insulating film 24 in the step described in the means (6), the surface of the gate electrode 23 is removed after the silicon oxide film 24G on the surface of the gate electrode 23 is removed. This is a step of newly forming the gate insulating film 24.
【0332】この構成により、前記ゲート電極23の表
面に形成された酸化珪素膜24Gに対して独立の工程で
新たにゲート絶縁膜24を形成するので、前記ゲート絶
縁膜24の膜厚の制御性を向上できる。With this structure, since the gate insulating film 24 is newly formed in an independent process with respect to the silicon oxide film 24G formed on the surface of the gate electrode 23, the controllability of the film thickness of the gate insulating film 24 is improved. Can be improved.
【0333】(8)前記手段(6)に記載される工程
のゲート絶縁膜24を形成する工程は、工程のゲート
電極23の表面の酸化珪素膜24Gでゲート絶縁膜24
を形成する工程、又はその酸化珪素膜24Gの表面上に
新たに絶縁膜24Fを堆積した複合膜でゲート絶縁膜2
4を形成する工程である。(8) In the step of forming the gate insulating film 24 in the step described in the means (6), the silicon oxide film 24G on the surface of the gate electrode 23 in the step is used as the gate insulating film 24.
Or a composite film in which an insulating film 24F is newly deposited on the surface of the silicon oxide film 24G.
4 is a step of forming.
【0334】この構成により、前記ゲート絶縁膜24を
形成する工程に際して、前段の工程で形成されたゲー
ト電極23の表面の酸化珪素膜24Gを除去しないの
で、この除去工程に相当する分、SRAMの製造プロセ
スの工程数を削減できる。With this structure, in the step of forming the gate insulating film 24, the silicon oxide film 24G on the surface of the gate electrode 23 formed in the previous step is not removed. The number of steps in the manufacturing process can be reduced.
【0335】(9)ゲート電極23の表面上にゲート絶
縁膜24を介在し前記ゲート電極23を横切るn型チャ
ネル形成領域26Nが構成される負荷用MISFETQ
pをメモリセルMCに有するSRAMの形成方法におい
て、基板上の全面にゲート電極層(23)を堆積し、
このゲート電極層にパターンニングを施し、ゲート電極
23を形成する工程、前記ゲート電極23の側面にサ
イドウォールスペーサ24Sを形成する工程、前記ゲ
ート電極23の膜厚の一部をその表面から酸化し、自然
酸化珪素膜の膜厚に比べて厚い膜厚の酸化珪素膜24G
を形成するとともに、前記ゲート電極23の表面の角部
23Cの形状を緩和する工程、前記ゲート電極23の
表面上にゲート絶縁膜24を形成する工程、前記ゲー
ト電極23の表面の上側及び側面に前記ゲート絶縁膜2
4を介在し前記ゲート電極23を横切るn型チャネル形
成領域26Nを形成する工程の夫々を具備する。(9) Load MISFETQ in which an n-type channel forming region 26N is formed on the surface of the gate electrode 23 across the gate insulating film 24 and across the gate electrode 23.
In a method of forming an SRAM having p in a memory cell MC, a gate electrode layer (23) is deposited on the entire surface of a substrate,
This gate electrode layer is patterned to form the gate electrode 23, the sidewall spacer 24S is formed on the side surface of the gate electrode 23, and a part of the film thickness of the gate electrode 23 is oxidized from the surface thereof. , The silicon oxide film 24G having a thickness larger than that of the natural silicon oxide film
And a step of relaxing the shape of the corner portion 23C of the surface of the gate electrode 23, a step of forming a gate insulating film 24 on the surface of the gate electrode 23, and an upper surface and a side surface of the surface of the gate electrode 23. The gate insulating film 2
4, and an n-type channel forming region 26N is formed so as to cross the gate electrode 23.
【0336】この構成により、前記手段(6)の作用効
果の他に、前記下層に相当するゲート電極層23をパタ
ーンニングした際に発生する負荷用MISFETQpの
ゲート電極23の側面の段差形状がサイドウォールスペ
ーサ24Sで緩和される。With this configuration, in addition to the function and effect of the means (6), the step shape of the side surface of the gate electrode 23 of the load MISFET Qp, which occurs when the gate electrode layer 23 corresponding to the lower layer is patterned, has a side shape. It is alleviated by the wall spacer 24S.
【0337】(10)前記手段(6)乃至手段(10)
のいずれかに記載されるSRAMにおいて、前記負荷用
MISFETQpはメモリセルMCのフリップフロップ
回路を構成する。(10) Means (6) to (10)
In the SRAM described in any one of 1, the load MISFET Qp constitutes a flip-flop circuit of the memory cell MC.
【0338】この構成により、前記SRAMのメモリセ
ルMCのフリップフロップ回路の負荷用MISFETQ
pにおいて、ゲート電極23とn型チャネル形成領域2
6N(又はp型ソース領域26P若しくはp型ドレイン
領域26P)との間の短絡を防止できるので、スタンバ
イ電流不良を防止できる。With this configuration, the load MISFETQ of the flip-flop circuit of the memory cell MC of the SRAM is formed.
In p, the gate electrode 23 and the n-type channel formation region 2
Since a short circuit with 6N (or p-type source region 26P or p-type drain region 26P) can be prevented, a standby current defect can be prevented.
【0339】(11)p- 型ウエル領域2Mの主面に形
成されたメモリセルMCの駆動用MISFETQdのn
+ 型半導体領域11の主面に、このn+ 型半導体領域1
1の主面上の絶縁膜21に形成された接続孔22を通し
て珪素膜で形成された導電層23が接続されるSRAM
の製造方法において、前記p- 型ウエル領域2Mの主
面にn+ 型半導体領域11を形成する工程、前記n+
型半導体領域11の主面上に絶縁膜21を形成する工
程、前記絶縁膜21のn+ 型半導体領域11上に接続
孔22を形成するとともに、前記接続孔22内に相当す
る領域であってp−型ウエル領域2Mの主面に前記n+
型半導体領域11と同一導電型でかつn+ 型半導体領
域11に比べて深い接合深さを有するn+ 型半導体領域
21Nを形成する工程、前記絶縁膜21上の全面にこ
の絶縁膜21に形成された接続孔22を通してn+ 型半
導体領域11、n+ 型半導体領域21Nの夫々の主面に
接触する珪素膜(23)をCVD法で堆積し、この珪素
膜にパターンニングを施し、導電層23を形成する工程
の夫々を具備する。(11) n of the driving MISFET Qd of the memory cell MC formed on the main surface of the p--type well region 2M
The n + type semiconductor region 1 is formed on the main surface of the + type semiconductor region 11.
SRAM to which a conductive layer 23 formed of a silicon film is connected through a connection hole 22 formed in an insulating film 21 on the first main surface of the SRAM 1.
Forming the n + type semiconductor region 11 on the main surface of the p− type well region 2M,
A step of forming an insulating film 21 on the main surface of the type semiconductor region 11, and forming a connection hole 22 on the n + type semiconductor region 11 of the insulating film 21 and a region corresponding to the inside of the connection hole 22. The n + is formed on the main surface of the p− type well region 2M.
Forming an n + type semiconductor region 21N having the same conductivity type as the type semiconductor region 11 and a junction depth deeper than that of the n + type semiconductor region 11, and forming the insulating film 21 on the entire surface of the insulating film 21. A silicon film (23) contacting the respective main surfaces of the n + type semiconductor region 11 and the n + type semiconductor region 21N through the formed connection hole 22 is deposited by the CVD method, and the silicon film is patterned to form a conductive layer. Each of the steps of forming 23 is provided.
【0340】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記工程の珪素膜の堆積中の際の高温度ア
ニール又は珪素膜の堆積後に行われる高温度アニール
(いずれもアルミニウムの融点よりも高い温度のアニー
ル)後の冷却に基づく珪素膜の体積収縮で発生する、前
記絶縁膜22の接続孔22の端部から前記p- 型ウエル
領域2Mとn+ 型半導体領域11との間のpn接合部を
横切る結晶欠陥を、n+型半導体領域21N内に取り込
むことができる。(2)前記工程の絶縁膜21に接続
孔22を形成するマスク22Mを、n+ 型半導体領域2
1Nを形成する不純物の打込みマスクに兼用できるの
で、前記不純物の打込みマスクに相当する分、マスク形
成工程を削減でき、SRAMの製造プロセスの工程数を
削減できる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) Volume of a silicon film based on cooling after high temperature annealing during the deposition of the silicon film in the above process or high temperature annealing performed after the deposition of the silicon film (both are annealing at a temperature higher than the melting point of aluminum) A crystal defect which is generated by the contraction and which crosses the pn junction between the p @-type well region 2M and the n @ + type semiconductor region 11 from the end of the connection hole 22 of the insulating film 22 is formed in the n @ + type semiconductor region 21N. Can be taken in. (2) The mask 22M for forming the contact hole 22 in the insulating film 21 in the above step is formed on the n + type semiconductor region 2
Since it can be used also as an impurity implantation mask for forming 1N, the mask forming step can be reduced by the amount corresponding to the impurity implantation mask, and the number of steps of the SRAM manufacturing process can be reduced.
【0341】(12)p- 型ウエル領域2Mの主面に形
成されたメモリセルMCの駆動用MISFETQdのn
+ 型半導体領域11の主面に、このn+ 型半導体領域1
1の主面上の絶縁膜21に形成された接続孔22を通し
て珪素膜で形成される導電層23が接続されるSRAM
の製造方法において、前記p- 型ウエル領域2Mの主
面にn+ 型半導体領域11を形成する工程、前記n+
型半導体領域11の主面上に絶縁膜21を形成する工
程、前記絶縁膜21のn+ 型半導体領域11上に接続
孔22を形成する工程、前記絶縁膜21上の全面にこ
の絶縁膜21に形成された接続孔22を通してn+ 型半
導体領域11の主面に接触する珪素膜(23)を堆積す
る工程、前記珪素膜の結晶化を行う高温度アニールを
行う工程、前記珪素膜にパターンニングを施し、前記
導電層23を形成する工程の夫々を具備する。(12) n of the driving MISFET Qd of the memory cell MC formed on the main surface of the p--type well region 2M
The n + type semiconductor region 1 is formed on the main surface of the + type semiconductor region 11.
SRAM to which a conductive layer 23 formed of a silicon film is connected through a connection hole 22 formed in the insulating film 21 on the first main surface
Forming the n + type semiconductor region 11 on the main surface of the p− type well region 2M,
Forming an insulating film 21 on the main surface of the type semiconductor region 11, forming a contact hole 22 on the n + type semiconductor region 11 of the insulating film 21, and forming the insulating film 21 on the entire surface of the insulating film 21. A step of depositing a silicon film (23) in contact with the main surface of the n + type semiconductor region 11 through the connection hole 22 formed in the step, a step of performing high temperature annealing for crystallizing the silicon film, and a pattern on the silicon film. And the step of forming the conductive layer 23.
【0342】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記工程で絶縁膜21上の全面に珪素膜
(23)を堆積した後、工程の珪素膜にパターンニン
グを施す前に、この珪素膜に結晶化を目的する高温度ア
ニールを施し、この珪素膜が冷却するときの体積収縮に
基づく応力を珪素膜の全体に分散し、前記n+ 型半導体
領域11の主面であって絶縁膜21に形成された接続孔
22の開口端に発生する前記応力の集中を低減できるの
で、前記珪素膜の体積収縮で、前記絶縁膜21の接続孔
22の開口端から前記p- 型半導体基板1とn+ 型半導
体領域11との間のpn接合部を横切る結晶欠陥が発生
することを防止できる。(2)前記工程の珪素膜にパ
ターンニングを施した後に行われていた前記工程の珪
素膜の結晶化を行う高温度アニールを行う工程を、前記
工程の珪素膜を堆積した後、前記工程の珪素膜にパ
ターンニングを施す工程前に入れ変えただけなので、S
RAMの製造プロセスの工程数の増加を防止できる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) After depositing the silicon film (23) on the entire surface of the insulating film 21 in the above step, and before subjecting the silicon film in the step to patterning, the silicon film is subjected to high temperature annealing for the purpose of crystallization, The stress due to the volume contraction when the silicon film is cooled is dispersed in the entire silicon film, and is generated at the opening end of the connection hole 22 formed in the insulating film 21 on the main surface of the n + type semiconductor region 11. Since the concentration of the stress that occurs due to the volume contraction of the silicon film can be reduced, the pn junction between the p − -type semiconductor substrate 1 and the n + -type semiconductor region 11 from the opening end of the connection hole 22 of the insulating film 21 can be reduced. It is possible to prevent the occurrence of crystal defects that cross the portion. (2) The step of performing the high temperature annealing for crystallizing the silicon film in the step, which has been performed after the patterning of the silicon film in the step, is performed after the silicon film in the step is deposited. Since we only changed the silicon film before the patterning process, S
It is possible to prevent an increase in the number of steps in the RAM manufacturing process.
【0343】(13)前記手段(11)又は手段(1
2)に記載されるSRAMにおいて、前記n+ 型半導体
領域11はSRAMのメモリセルMCのフリップフロッ
プ回路の駆動用MISFETQdのドレイン領域であ
り、前記導電層23は電源電圧Vccに接続される。(13) Means (11) or Means (1)
In the SRAM described in 2), the n + type semiconductor region 11 is the drain region of the driving MISFET Qd of the flip-flop circuit of the memory cell MC of SRAM, and the conductive layer 23 is connected to the power supply voltage Vcc.
【0344】この構成により、以下の作用効果が得られ
る。(1)前記SRAMのメモリセルMCの情報蓄積ノ
ードに供給される電源のリーク電流が低減できるので、
SRAMのスタンバイ電流の消費電力化が図れる。
(2)前記SRAMのメモリセルMCの情報蓄積ノード
に供給される電源のリーク電流が低減できるので、メモ
リセルMCの情報保持特性の向上が図れる。(3)前記
手段(11)に記載されるSRAMにおいて、メモリセ
ルMCの駆動用MISFETQdのドレイン領域にn+
型半導体領域21Nが付加され、このn+ 型半導体領域
21Nに相当する分、前記ドレイン領域の表面の導電層
23に接続される領域の不純物濃度を高められるので、
導電層23(多結晶珪素膜)に導入される抵抗値を低減
するn型不純物の不純物濃度を下げることができ(オー
ミック接続に必要な不純物濃度はn+型半導体領域21
Nで確保される)、導電層23からのドレイン領域への
不純物の滲みだしを低減できる。With this structure, the following operational effects can be obtained. (1) Since the leak current of the power supply supplied to the information storage node of the memory cell MC of the SRAM can be reduced,
The standby current consumption of the SRAM can be reduced.
(2) Since the leak current of the power supply supplied to the information storage node of the memory cell MC of the SRAM can be reduced, the information retention characteristic of the memory cell MC can be improved. (3) In the SRAM described in the means (11), n + is formed in the drain region of the driving MISFET Qd of the memory cell MC.
Since the type semiconductor region 21N is added, the impurity concentration of the region connected to the conductive layer 23 on the surface of the drain region can be increased by the amount corresponding to the n + type semiconductor region 21N.
The impurity concentration of the n-type impurity that reduces the resistance value introduced into the conductive layer 23 (polycrystalline silicon film) can be reduced (the impurity concentration required for ohmic connection is the n + -type semiconductor region 21).
It is possible to reduce the leakage of impurities from the conductive layer 23 to the drain region.
【0345】(14)メモリセルMCの駆動用MISF
ETQd(転送用MISFETQt、周辺回路のnチャ
ネルMISFETQn、pチャネルMISFETQpの
夫々も同様)を有するSRAMの製造方法において、
p− 型ウエル領域2Mの主面上にゲート絶縁膜6を介
在してゲート電極7を形成する工程、前記ゲート電極
7のゲート長方向の側壁に絶縁性を有するサイドウォー
ルスペーサ9を形成する工程、少なくとも前記サイド
ウォールスペーサ9の表面上を被覆する絶縁膜9Tを形
成する工程、前記p- 型ウエル領域2Mの主面の前記
ゲート電極7、サイドウォールスペーサ9及び絶縁膜9
T以外の領域にn型不純物をイオン打込みで導入すると
ともに、このn型不純物でソース領域、ドレイン領域の
夫々として使用されるn+ 型半導体領域11を形成し、
駆動用MISFETQdを形成する工程の夫々を具備す
る。(14) MISF for driving memory cell MC
In a method of manufacturing an SRAM having ETQd (the same applies to the transfer MISFET Qt, the peripheral circuit n-channel MISFET Qn, and the p-channel MISFET Qp),
A step of forming a gate electrode 7 on the main surface of the p− type well region 2M with a gate insulating film 6 interposed therebetween, and a step of forming an insulating sidewall spacer 9 on a side wall of the gate electrode 7 in the gate length direction. A step of forming an insulating film 9T covering at least the surface of the sidewall spacer 9, the gate electrode 7, the sidewall spacer 9 and the insulating film 9 on the main surface of the p--type well region 2M.
An n-type impurity is ion-implanted into a region other than T, and the n + -type semiconductor region 11 used as each of the source region and the drain region is formed by the n-type impurity.
Each step of forming the driving MISFET Qd is provided.
【0346】この構成により、前記ゲート電極7の体積
変化(サイドウォールスペーサ9との間の熱膨張係数差
が異なることに起因)でサイドウォールスペーサ9の開
放端に発生する最大応力が集中する領域に対して、ソー
ス領域、ドレイン領域の夫々のn+ 型半導体領域11を
形成するn型不純物の打込みに基づくダメージが発生す
る領域を前記絶縁膜9Tの膜厚に相当する分ずらすこと
ができる(最大応力集中領域、ダメージ発生領域の夫々
を分散できる)ので、前記サイドウォールスペーサ9の
開放端の領域であって、前記p- 型ウエル領域2Mの主
面、n+ 型半導体領域11に発生する結晶欠陥、又は前
記p- 型ウエル領域2Mとn+ 型半導体領域11との間
のpn接合部を横切り発生する結晶欠陥を防止できる。With this structure, a region in which the maximum stress generated at the open end of the sidewall spacer 9 is concentrated due to the volume change of the gate electrode 7 (due to the difference in the coefficient of thermal expansion with the sidewall spacer 9). On the other hand, regions in which damage is generated due to the implantation of the n-type impurities forming the n + -type semiconductor regions 11 of the source region and the drain region, respectively, can be shifted by the amount corresponding to the film thickness of the insulating film 9T ( Since each of the maximum stress concentration region and the damage generation region can be dispersed), it is generated in the main surface of the p − type well region 2M and the n + type semiconductor region 11 in the open end region of the sidewall spacer 9. It is possible to prevent crystal defects or crystal defects that occur across the pn junction between the p- type well region 2M and the n + type semiconductor region 11.
【0347】(実 施 例 2)本実施例2は、前述の実
施例1のSRAMをn型半導体基板で構成した、本発明
の第2実施例である。(Embodiment 2) The present embodiment 2 is a second embodiment of the present invention in which the SRAM of the above-mentioned embodiment 1 is constructed by an n-type semiconductor substrate.
【0348】本発明の実施例2であるSRAMを搭載す
る半導体基板の基本構造について、図40(基本概念断
面図)を使用し、簡単に説明する。The basic structure of the semiconductor substrate having the SRAM according to the second embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIG. 40 (basic conceptual sectional view).
【0349】本実施例2のSRAMは、図40に示すよ
うに、n- 型半導体基板(Nsub )1で構成される。こ
のn- 型半導体基板1の主面のメモリセルアレイMAY
が配置される領域はp- 型ウエル領域(Pwell)2が構
成される。また、直接周辺回路及び間接周辺回路を含む
周辺回路のうち、電源電圧Vccが供給される周辺回路の
相補型MISFETは、メモリセルアレイMAYが配置
されるp- 型ウエル領域2と実質的に同一構造で構成さ
れるp- 型ウエル領域2の主面及びn- 型ウエル領域
(Nwell)3の主面に構成される。The SRAM of the second embodiment is composed of an n--type semiconductor substrate (Nsub) 1 as shown in FIG . The memory cell array MAY on the main surface of the n--type semiconductor substrate 1.
The region in which the P-type well region is arranged is a p-type well region (Pwell) 2. Of the peripheral circuits including the direct peripheral circuit and the indirect peripheral circuit, the complementary MISFET of the peripheral circuit to which the power supply voltage Vcc is supplied has substantially the same structure as the p--type well region 2 in which the memory cell array MAY is arranged. Is formed on the main surface of the p-type well region 2 and the main surface of the n-type well region (Nwell) 3.
【0350】これに対して、電源電圧変換回路VRCで
降圧された降圧電源電圧Vddが供給される周辺回路の相
補型MISFETのpチャネルMISFETQpはp-
型ウエル分離領域(Piso )2iの主面に形成されたn
- 型ウエル領域(Nwell)3Mの主面に構成される。こ
のn- 型ウエル領域3Mの表面の不純物濃度は、前述の
実施例1と同様に、p- 型ウエル分離領域2iの外周囲
に配置されたn- 型ウエル領域3の表面の不純物濃度と
同等かそれに比べて高い不純物濃度に設定される。p-
型ウエル分離領域2iの主面のn- 型ウエル領域3Mの
外周囲においては、表面の不純物濃度を高めるために、
p- 型ウエル領域2が構成される。On the other hand, the p-channel MISFET Qp of the complementary MISFET of the peripheral circuit to which the step-down power supply voltage Vdd stepped down by the power supply voltage conversion circuit VRC is supplied is p-.
N formed on the main surface of the well isolation region (Piso) 2i
-Type well region (Nwell) is formed on the main surface of 3M. The impurity concentration on the surface of the n--type well region 3M is equal to the impurity concentration on the surface of the n--type well region 3 arranged around the outer periphery of the p--type well isolation region 2i, as in the first embodiment. Alternatively, the impurity concentration is set higher than that. p-
In the outer periphery of the n-type well region 3M on the main surface of the type well isolation region 2i, in order to increase the impurity concentration of the surface,
A p-type well region 2 is formed.
【0351】本実施例のSRAMは、前述の実施例1の
場合に比べて、アンダーシュート耐性については若干下
がるが、前述の実施例1と実質的に同様の効果が得られ
る。The SRAM of the present embodiment has an undershoot resistance slightly lower than that of the first embodiment, but substantially the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0352】次に、前記SRAMの具体的な製造方法、
特に、p- 型ウエル分離領域2i、n- 型ウエル領域3
Mの夫々の製造方法について、図41(所定の製造工程
における断面図)を使用し、簡単に説明する。Next, a specific manufacturing method of the SRAM,
In particular, p--type well isolation region 2i and n--type well region 3
Each manufacturing method of M will be briefly described with reference to FIG. 41 (cross-sectional view in a predetermined manufacturing process).
【0353】まず、n- 型半導体基板1を用意し、この
n- 型半導体基板1の主面の一部が開口されたマスク
(図41中、符号53を付け一点鎖線で示す)53を使
用し、このn- 型半導体基板1の主面にp型不純物、n
型不純物の夫々を導入する。p型不純物としてはn型不
純物の拡散速度に比べて速い例えばBが使用され、n型
不純物としてはp型不純物に比べて拡散速度の遅いAs
が使用される。p型不純物、n型不純物の夫々は、同一
のマスク53を使用し、例えばイオン打込みで導入され
る。First, an n--type semiconductor substrate 1 is prepared, and a mask (indicated by reference numeral 53 in FIG. 41 and shown by a one-dot chain line) 53 in which a part of the main surface of the n--type semiconductor substrate 1 is opened is used. On the main surface of the n − -type semiconductor substrate 1,
Introduce each of the type impurities. As the p-type impurity, for example, B, which is faster than the diffusion rate of the n-type impurity, is used, and as the n-type impurity, As having a lower diffusion rate than the p-type impurity is used.
Is used. The p-type impurity and the n-type impurity are introduced by, for example, ion implantation using the same mask 53.
【0354】次に、マスク53を除去し、図41に示す
ように、p型不純物、n型不純物の夫々に引き伸し拡散
を施し、p型不純物でp- 型ウエル分離領域2i、n型
不純物でn- 型ウエル領域3Mの夫々を形成する。p-
型ウエル分離領域2i、n-型ウエル領域3Mの夫々
は、夫々のp型不純物、n型不純物の拡散速度差を利用
し、同図41に示すように、2重ウエル構造として構成
される。Next, the mask 53 is removed, and as shown in FIG. 41 , p-type impurities and n-type impurities are expanded and diffused, and the p-type well isolation regions 2i and n-type are formed by the p-type impurities. Each of the n-type well regions 3M is formed by impurities. p-
The type well isolation region 2i and the n − type well region 3M are formed as a double well structure as shown in FIG. 41 by utilizing the diffusion rate difference between the p type impurity and the n type impurity.
【0355】この後、n- 型ウエル領域3、p- 型ウエ
ル領域2の夫々を形成し、前述の実施例1と同様に、S
RAMの製造プロセスを施すことにより、本実施例2の
SRAMは完成する。Thereafter, the n-type well region 3 and the p-type well region 2 are formed, and S is formed in the same manner as in the first embodiment.
The SRAM of the second embodiment is completed by performing the RAM manufacturing process.
【0356】以上説明したように、本実施例のSRAM
によれば、以下の効果が得られる。As described above, the SRAM of this embodiment
According to the above, the following effects can be obtained.
【0357】(1)n- 型半導体基板1の主面の第1領
域にp- 型ウエル分離領域2iが構成され、前記n- 型
半導体基板1の主面の第2領域にn- 型ウエル領域3が
構成されるとともに、前記p- 型ウエル分離領域2iの
主面にn- 型ウエル領域3Mが構成されるSRAMにお
いて、前記n- 型半導体基板1の主面上に前記第1領
域が開口された第1マスク(53)を形成する工程、
前記第1マスクを使用し、前記n- 型半導体基板1の主
面にp型不純物を導入するとともに、前記p型不純物に
対して拡散速度が遅いn型不純物を導入する工程、前
記第1マスクを除去し、前記n- 型半導体基板1の主面
上に前記第2領域及び第1領域が開口された第2マスク
(前述の実施例1の図35中、52Mに相当する)を形
成する工程、前記第2マスクを使用し、前記n- 型半
導体基板1の主面にn型不純物を導入し、このn型不純
物、p型不純物の夫々を拡散し、n- 型ウエル領域3、
p-型ウエル分離領域2i、n- 型ウエル領域3Mの夫
々を形成する工程の夫々を具備する。(1) A p--type well isolation region 2i is formed in the first region of the main surface of the n--type semiconductor substrate 1, and an n--type well is formed in the second region of the main surface of the n--type semiconductor substrate 1. In the SRAM in which the region 3 is formed and the n − type well region 3M is formed on the main surface of the p − type well isolation region 2i, the first region is formed on the main surface of the n − type semiconductor substrate 1. A step of forming an opened first mask (53),
Using the first mask, introducing a p-type impurity into the main surface of the n-type semiconductor substrate 1 and introducing an n-type impurity having a slow diffusion rate with respect to the p-type impurity, the first mask Is removed to form a second mask (corresponding to 52M in FIG. 35 of the above-described first embodiment) on the main surface of the n − type semiconductor substrate 1 in which the second region and the first region are opened . Step, using the second mask, introducing an n-type impurity into the main surface of the n-type semiconductor substrate 1 and diffusing each of the n-type impurity and the p-type impurity,
Each of the steps of forming the p-type well isolation region 2i and the n-type well region 3M is provided.
【0358】この構成により、前記実施例1の手段
(5)の作用効果の他に、以下の作用効果が得られる。
(1)前記n- 型半導体基板1の主面の第2領域に導入
されたn型不純物を拡散し、n- 型ウエル領域3を形成
する工程を利用し、第1領域に導入されたp不純物を拡
散し、p- 型ウエル分離領域2iを形成するとともに、
第1領域に導入されたn型不純物を拡散し、n- 型ウエ
ル領域3Mを形成したので、前記p型不純物、n型不純
物の夫々を拡散しp- 型ウエル分離領域2i、n-型ウ
エル領域3Mの夫々を形成する工程に相当する分、SR
AMの製造プロセスの工程数を削減できる。(2)前記
n型不純物の拡散速度はp型不純物の拡散速度に比べて
遅いので、この拡散速度差を利用し、p型不純物の拡散
で形成されるp- 型ウエル分離領域2iの主面にn型不
純物の拡散で形成されるp- 型ウエル領域3Mを形成で
きる(2重ウエル構造を形成できる)。With this structure, in addition to the function and effect of the means (5) of the first embodiment, the following function and effect can be obtained.
(1) Using the process of diffusing the n-type impurities introduced into the second region of the main surface of the n-type semiconductor substrate 1 to form the n-type well region 3, the p-type impurity introduced into the first region is used. Impurities are diffused to form p--type well isolation regions 2i, and
Since the n-type impurity introduced into the first region is diffused to form the n-type well region 3M, the p-type impurity and the n-type impurity are diffused to diffuse the p-type well isolation region 2i and the n-type well, respectively. SR corresponding to the process of forming each of the regions 3M
The number of steps in the AM manufacturing process can be reduced. (2) Since the diffusion speed of the n-type impurity is slower than that of the p-type impurity, the main surface of the p-type well isolation region 2i formed by diffusion of the p-type impurity is utilized by utilizing this difference in the diffusion speed. A p-type well region 3M formed by diffusing an n-type impurity can be formed at this point (a double well structure can be formed).
【0359】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。The inventions made by the present inventors are as follows.
Although the specific description has been given based on the above-mentioned embodiment, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
【0360】例えば、本発明は、前述のSRAMのメモ
リセルの負荷素子として高抵抗素子を使用した場合にも
適用できる。For example, the present invention can be applied to the case where a high resistance element is used as the load element of the above-mentioned SRAM memory cell.
【0361】また、本発明は、マイクロプロセッサ等の
半導体集積回路装置に搭載されるSRAMに適用しても
よい。Further, the present invention may be applied to an SRAM mounted on a semiconductor integrated circuit device such as a microprocessor.
【0362】また、本発明は、SRAMに限定されず、
2重ウエル構造を採用するD(Dynamic)RAM等の記
憶回路システムや論理回路システムが搭載された半導体
集積回路装置に広く適用できる。The present invention is not limited to SRAM,
D employing the double well structure (D ynamic) storage circuit system and a logic circuit system, such as a RAM is widely applicable to a semiconductor integrated circuit device is mounted.
【0363】[0363]
【発明の効果】本願におい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、下
記のとおりである。The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.
【0364】(1)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、ウエル分離領域内のウエル領域の
主面に配置された回路の動作上の信頼性の向上を図れ、
かつウエル分離領域外のウエル領域の主面に配置された
回路の動作速度の高速化が図れる。(1) In the semiconductor integrated circuit device adopting the double well structure, the operational reliability of the circuit arranged on the main surface of the well region in the well isolation region can be improved.
In addition, the operating speed of the circuit arranged on the main surface of the well region outside the well isolation region can be increased.
【0365】(2)ウエル分離領域内のウエル領域にメ
モリセルが配置されるSRAMを有する半導体集積回路
装置において、前記SRAMの情報保持特性の向上が図
れる。(2) In a semiconductor integrated circuit device having an SRAM in which memory cells are arranged in the well region in the well isolation region, the information holding characteristic of the SRAM can be improved.
【0366】(3)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、集積度の向上が図れる。(3) In a semiconductor integrated circuit device adopting a double well structure, the degree of integration can be improved.
【0367】(4)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、ウエル分離領域内のウエル領域と
基板との間の耐圧の向上が図れる。(4) In the semiconductor integrated circuit device adopting the double well structure, the breakdown voltage between the well region in the well isolation region and the substrate can be improved.
【0368】(5)2重ウエル構造を採用する半導体集
積回路装置において、製造プロセスの工程数が削減でき
る。(5) In the semiconductor integrated circuit device adopting the double well structure, the number of manufacturing process steps can be reduced.
【0369】(6)SOI構造を採用するMISFET
を有する半導体集積回路装置において、前記MISFE
Tのゲート絶縁膜の絶縁耐圧の向上が図れる。(6) MISFET adopting SOI structure
In a semiconductor integrated circuit device having:
The breakdown voltage of the T gate insulating film can be improved.
【0370】(7)前記効果(6)が達成できるととも
に、前記MISFETのゲート絶縁膜の膜厚の制御性の
向上が図れる。(7) The effect (6) can be achieved, and the controllability of the film thickness of the gate insulating film of the MISFET can be improved.
【0371】(8)前記効果(6)が達成できるととも
に、前記半導体集積回路装置の製造プロセスの工程数が
削減できる。(8) The effect (6) can be achieved, and the number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device can be reduced.
【0372】(9)前記目的(6)を達成できるととも
に、前記半導体集積回路装置の表面の平担化が図れる。(9) The object (6) can be achieved, and the surface of the semiconductor integrated circuit device can be flattened.
【0373】(10)SOI構造を採用するMISFE
Tでメモリセルを構成するSRAMを有する半導体集積
回路装置において、スタンバイ電流不良が防止できる。(10) MISFE adopting SOI structure
In a semiconductor integrated circuit device having an SRAM having a memory cell of T, standby current failure can be prevented.
【0374】(11)MISFETのソース領域又はド
レイン領域に電極が接続される半導体集積回路装置にお
いて、前記接続領域の結晶欠陥の発生が防止できる。(11) In the semiconductor integrated circuit device in which the electrode is connected to the source region or the drain region of the MISFET, it is possible to prevent the occurrence of crystal defects in the connection region.
【0375】(12)MISFETのソース領域又はド
レイン領域に電極が接続される半導体集積回路装置にお
いて、製造プロセスの工程数が削減できる。(12) In the semiconductor integrated circuit device in which the electrodes are connected to the source region or the drain region of the MISFET, the number of manufacturing process steps can be reduced.
【0376】(13)メモリセルの駆動用MISFET
のドレイン領域に負荷素子が接続されるSRAMを有す
る半導体集積回路装置において、低消費電力化が図れ
る。(13) MISFET for driving memory cell
In the semiconductor integrated circuit device having the SRAM in which the load element is connected to the drain region of, the power consumption can be reduced.
【0377】(14)メモリセルの駆動用MISFET
のドレイン領域に負荷素子が接続されるSRAMを有す
る半導体集積回路装置において、前記メモリセルの情報
保持特性の向上が図れる。(14) MISFET for driving memory cell
In the semiconductor integrated circuit device having the SRAM in which the load element is connected to the drain region of the memory cell, the information retention characteristic of the memory cell can be improved.
【0378】(15)MISFETのゲート電極の側壁
にサイドウォールスペーサが形成され、このサイドウォ
ールスペーサをマスクとしてソース領域、ドレイン領域
の夫々を形成する半導体集積回路装置において、前記M
ISFETのソース領域、ドレイン領域の夫々に発生す
る結晶欠陥の発生が防止できる。(15) In the semiconductor integrated circuit device in which the sidewall spacer is formed on the sidewall of the gate electrode of the MISFET and the source region and the drain region are formed using the sidewall spacer as a mask.
It is possible to prevent the occurrence of crystal defects in the source region and the drain region of the ISFET.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】 本発明の実施例1のSRAMのチップレイア
ウト図。FIG. 1 is a chip layout diagram of an SRAM according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 (A)は前記SRAMの要部拡大ブロック
図、(B)は電源供給系統を示すブロック回路図。FIG. 2A is an enlarged block diagram of a main part of the SRAM, and FIG. 2B is a block circuit diagram showing a power supply system.
【図3】 前記SRAMの要部拡大ブロック図。FIG. 3 is an enlarged block diagram of a main part of the SRAM.
【図4】 前記SRAMの要部拡大ブロック図。FIG. 4 is an enlarged block diagram of a main part of the SRAM.
【図5】 前記SRAMのメモリセルの回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a memory cell of the SRAM.
【図6】 前記メモリセルの断面図。FIG. 6 is a sectional view of the memory cell.
【図7】 前記メモリセルの平面図。 FIG. 7 is a plan view of the memory cell.
【図8】 工程毎に示すメモリセルの平面図。FIG. 8 is a plan view of the memory cell shown in each step.
【図9】 工程毎に示すメモリセルの平面図。FIG. 9 is a plan view of a memory cell in each step.
【図10】 前記メモリセルの特定の層を示す平面図。FIG. 10 is a plan view showing a specific layer of the memory cell.
【図11】 工程毎に示すアレイ端部の平面図。FIG. 11 is a plan view of the end portion of the array shown in each step.
【図12】 工程毎に示すアレイ端部の平面図。FIG. 12 is a plan view of the end portion of the array shown in each step.
【図13】 工程毎に示すアレイ端部の平面図。FIG. 13 is a plan view of the end portion of the array shown in each step.
【図14】 工程毎に示すアレイ端部の平面図。FIG. 14 is a plan view of the end portion of the array shown in each step.
【図15】 アレイ端部の断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view of the end portion of the array.
【図16】 前記SRAMの周辺回路の断面図。FIG. 16 is a sectional view of a peripheral circuit of the SRAM.
【図17】 前記メモリセルの要部の拡大断面図。FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the memory cell.
【図18】 前記SRAMの基板、ウエル領域の不純物FIG. 18: Impurities of the SRAM substrate and well regions
濃度分布図。Concentration distribution map.
【図19】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 19 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図20】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 20 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図21】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 21 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図22】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 22 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図23】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 23 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図24】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 24 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図25】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 25 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図26】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 26 is a cross-sectional view of the memory cell in each process.
【図27】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 27 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図28】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 28 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図29】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 29 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図30】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 30 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図31】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 31 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図32】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 32 is a cross-sectional view of the memory cell in each process.
【図33】 工程毎に示すメモリセルの断面図。FIG. 33 is a cross-sectional view of a memory cell in each process.
【図34】 工程毎に示すアレイ端部の断面図。FIG. 34 is a sectional view of the end portion of the array shown in each step.
【図35】 工程毎に示すアレイ端部の断面図。FIG. 35 is a sectional view of the end portion of the array shown in each step.
【図36】 工程毎に示すアレイ端部の断面図。FIG. 36 is a sectional view of the end portion of the array shown in each step.
【図37】 工程毎に示すアレイ端部の断面図。FIG. 37 is a sectional view of the end portion of the array shown in each step.
【図38】 工程毎に示すアレイ端部の断面図。FIG. 38 is a cross-sectional view of the end portion of the array shown in each step.
【図39】 工程毎に示すアレイ端部の断面図。FIG. 39 is a sectional view of the end portion of the array shown in each step.
【図40】 本発明の実施例2のSRAMの基板の概念FIG. 40 is a concept of an SRAM substrate according to a second embodiment of the present invention.
断面図。Sectional view.
【図41】 前記基板の特定の工程の断面図。FIG. 41 is a sectional view of a specific process of the substrate.
【符号の説明】 1…半導体基板、2,2M,3,3M…ウエル領域、2
i,3i…ウエル分離領域、4…素子分離絶縁膜、5…
チャネルストッパ領域、6,12,24…ゲート絶縁
膜、7…ゲート電極、13…ゲート電極,ワード線又は
配線、10,11,17,18,21N,39,40…
半導体領域、23,26,29,33…導電層又は配
線、9,16…サイドウォールスペーサ、22…接続
孔,9T,21,24G,27,30…層間絶縁膜、M
C…メモリセル、Qt…転送用MISFET、Qd…駆
動用MISFET、Qp…負荷用MISFET、C…容
量素子、WL…ワード線、DL…データ線、Gr…ガー
ドリング領域。[Explanation of Codes] 1 ... Semiconductor substrate, 2, 2M, 3, 3M ... Well region, 2
i, 3i ... Well isolation region, 4 ... Element isolation insulating film, 5 ...
Channel stopper region, 6, 12, 24 ... Gate insulating film, 7 ... Gate electrode, 13 ... Gate electrode, word line or wiring 10, 11, 17, 18, 21N, 39, 40 ...
Semiconductor region, 23, 26, 29, 33 ... Conductive layer or wiring, 9, 16 ... Sidewall spacer, 22 ... Connection hole, 9T, 21, 24G, 27, 30 ... Interlayer insulating film, M
C ... Memory cell, Qt ... Transfer MISFET, Qd ... Driving MISFET, Qp ... Load MISFET, C ... Capacitance element, WL ... Word line, DL ... Data line, Gr ... Guard ring region.
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図1】 [Figure 1]
【図5】 [Figure 5]
【図17】 FIG. 17
【図40】 FIG. 40
【図2】 [Fig. 2]
【図19】 FIG. 19
【図41】 FIG. 41
【図3】 [Figure 3]
【図4】 [Figure 4]
【図8】 [Figure 8]
【図10】 [Figure 10]
【図18】 FIG. 18
【図6】 [Figure 6]
【図7】 [Figure 7]
【図9】 [Figure 9]
【図20】 FIG. 20
【図11】 FIG. 11
【図12】 [Fig. 12]
【図35】 FIG. 35
【図13】 [Fig. 13]
【図14】 FIG. 14
【図15】 FIG. 15
【図16】 FIG. 16
【図21】 FIG. 21
【図22】 FIG. 22
【図23】 FIG. 23
【図24】 FIG. 24
【図25】 FIG. 25
【図26】 FIG. 26
【図27】 FIG. 27
【図28】 FIG. 28
【図29】 FIG. 29
【図30】 FIG. 30
【図31】 FIG. 31
【図32】 FIG. 32
【図33】 FIG. 33
【図34】 FIG. 34
【図36】 FIG. 36
【図37】 FIG. 37
【図38】 FIG. 38
【図39】 FIG. 39
フロントページの続き (72)発明者 池田 修二 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 目黒 怜 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 橋場 総一郎 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 有賀 成一 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 吉田 安子 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 倉本 勇 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 神田 隆行 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 松木 弘 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 高橋 正人 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 吉住 圭一 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 井澤 龍一 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 星野 裕 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 藤田 絵里 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 佐伯 亮 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 永井 清 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 鈴木 範夫 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 佐藤 和重 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内Front page continuation (72) Inventor Shuji Ikeda 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Musashi Factory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Rei Meguro 5-20 Sanmizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo No. 1 Incorporated company Hitachi Ltd. Musashi Factory (72) Inventor Soichiro Hashiba 5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Incorporated company Hitachi Ltd. Musashi Factory (72) Inventor Seiichi Ariga Above Kodaira, Tokyo 5-20-1 Mizumotocho Hitsuru Cho El S. I Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Yasuko Yoshida 5-20-1 Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Ltd. Musashi Factory ( 72) Inventor Isamu Kuramoto 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Musashi Plant, Hitachi Ltd. (72) Takayuki Kanda 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Stock company Hitachi, Ltd. Musashi Plant (72) Inventor Hiroshi Matsuki 5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Incorporated company Hitachi Ltd. Musashi Factory (72) Inventor Masato Takahashi 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Incorporated Hitachi Ltd. Musashi Factory (72) Inventor Keiichi Yoshizumi Kamimizumoto-cho, Kodaira-shi, Tokyo 5-20-1 Incorporated company Hitachi, Ltd. Musashi factory (72) Inventor Ryuichi Izawa 5-201-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Incorporated company Hitachi Ltd. Musashi factory (72) Inventor Yu Hoshino Tokyo 5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Incorporated company Hitachi, Ltd. Musashi Factory (72) Inventor Eri Fujita 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Hitsuryu SLS Engineering Co., Ltd. Incorporated (72) Inventor, Ryo Saeki 5-20-1, Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside Musashi Factory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor, Kiyoshi Nagai 5-2-1, Kamimizuhonmachi, Kodaira, Tokyo Issue Company Hitachi Ltd. Musashi Factory (72) Inventor Norio Suzuki 5-20, Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo No. 1 Co., Ltd. Hitachi, Musashi in the factory (72) inventor Kazushige Sato Hitachi City, Ibaraki Prefecture Kuji-cho, 4026 address, Inc. Date falling Works Hitachi within the Institute
Claims (12)
域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記半導
体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されかつ前
記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体領域
が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面に第
1導電型の第3半導体領域が構成され、前記第2半導体
領域、第3半導体領域の夫々の主面に夫々第1導電型チ
ャネルMISFETが構成される半導体集積回路装置に
おいて、前記第3半導体領域の表面の不純物濃度が、前
記第2半導体領域の表面の不純物濃度と同等又はそれに
比べて高く設定される。1. A first semiconductor region of a second conductivity type is formed in a first region of a main surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a first conductivity type is formed in a second region of the main surface of the semiconductor substrate. And a second semiconductor region having an impurity concentration higher than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region. In a semiconductor integrated circuit device in which a first conductivity type channel MISFET is formed on each main surface of the third semiconductor region, the impurity concentration of the surface of the third semiconductor region is equal to the impurity concentration of the surface of the second semiconductor region. It is set equal or higher than that.
路装置はスタチック型ランダムアクセスメモリが搭載さ
れ、前記第1半導体領域の主面の第3半導体領域の主面
に構成される第1導電型チャネルMISFETはスタチ
ック型ランダムアクセスメモリのメモリセルのフリップ
フロップ回路を構成し、前記第2半導体領域の主面に構
成される第1導電型チャネルMISFETは前記スタチ
ック型ランダムアクセスメモリのメモリセルを直接若し
くは間接に駆動する周辺回路を構成する。2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a static random access memory is mounted, and the first conductive region is formed on the main surface of the third semiconductor region of the main surface of the first semiconductor region. The type channel MISFET constitutes a flip-flop circuit of the memory cell of the static random access memory, and the first conductivity type channel MISFET formed on the main surface of the second semiconductor region directly connects the memory cell of the static random access memory. Alternatively, it constitutes a peripheral circuit that is indirectly driven.
第3半導体領域は前記第1半導体領域に対して自己整合
で構成される。3. The third semiconductor region according to claim 1 or 2 is self-aligned with the first semiconductor region.
域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記半導
体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されかつ前
記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体領域
が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面に第
1導電型の第3半導体領域が構成される半導体集積回路
装置において、前記第1半導体領域の主面の前記第3半
導体領域の外周囲に沿った領域に、第2導電型で形成さ
れかつ第1半導体領域の不純物濃度に比べて不純物濃度
が高い第4半導体領域を構成する。4. A first conductivity type semiconductor region is formed in a first area of a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate, and is formed of a first conductivity type in a second area of the main surface of the semiconductor substrate. In the semiconductor integrated circuit device, a second semiconductor region having a higher impurity concentration than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region. A fourth semiconductor region formed of the second conductivity type and having an impurity concentration higher than that of the first semiconductor region is formed in a region along the outer periphery of the third semiconductor region on the main surface of the first semiconductor region. Constitute.
域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記半導
体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されかつ前
記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体領域
が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面に第
1導電型の第3半導体領域が構成される半導体集積回路
装置の形成方法において、以下の工程(1)乃至工程
(5)を具備する。 (1)前記半導体基板の主面上に前記第1領域が開口さ
れた第1マスクを形成する工程、 (2)前記第1マスクを使用し、前記半導体基板の主面
に第2導電型の第1不純物を導入し、この第1不純物を
拡散し、前記第2導電型の第1半導体領域を形成する工
程、 (3)前記第1マスクを使用し、前記第1半導体領域の
主面に第1導電型の第2不純物を導入する工程、 (4)前記第1マスクを除去し、前記半導体基板の主面
上に前記第2領域が開口された第2マスク、又は前記第
2領域及び第1領域が開口された第2マスクを形成する
工程、 (5)前記第2マスクを使用し、前記半導体基板の主面
に第1導電型の第3不純物を導入し、この第3不純物、
前記第2不純物の夫々を拡散し、第2半導体領域、第3
半導体領域の夫々を形成する工程。5. A first conductivity type semiconductor region is formed in a first region of a main surface of a first conductivity type semiconductor substrate, and is formed of a first conductivity type in a second region of the main surface of the semiconductor substrate. And a second semiconductor region having an impurity concentration higher than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region. The method includes the following steps (1) to (5). (1) A step of forming a first mask in which the first region is opened on the main surface of the semiconductor substrate, (2) Using the first mask, a second conductive type film is formed on the main surface of the semiconductor substrate. A step of introducing a first impurity and diffusing the first impurity to form the second conductive type first semiconductor region, (3) using the first mask, and forming a main surface of the first semiconductor region Introducing a second impurity of the first conductivity type, (4) removing the first mask and opening the second region on the main surface of the semiconductor substrate, or the second region and Forming a second mask having an opening in the first region, (5) using the second mask, introducing a third impurity of the first conductivity type into the main surface of the semiconductor substrate,
Diffusing each of the second impurities to form a second semiconductor region and a third semiconductor region.
Forming each of the semiconductor regions.
域に第2導電型の第1半導体領域が構成され、前記半導
体基板の主面の第2領域に第1導電型で形成されかつ前
記半導体基板に比べて不純物濃度が高い第2半導体領域
が構成されるとともに、前記第1半導体領域の主面に第
1導電型の第3半導体領域が構成される半導体集積回路
装置の形成方法において、以下の工程(1)乃至工程
(4)を具備する。 (1)前記半導体基板の主面上に前記第1領域が開口さ
れた第1マスクを形成する工程、 (2)前記第1マスクを使用し、前記半導体基板の主面
に第2導電型の第1不純物を導入するとともに、第1導
電型で形成されかつ前記第1不純物に対して拡散速度が
遅い第2不純物を導入する工程、 (3)前記第1マスクを除去し、前記半導体基板の主面
上に前記第2領域が開口された第2マスク、又は前記第
2領域及び第1領域が開口された第2マスクを形成する
工程、 (4)前記第2マスクを使用し、前記半導体基板の主面
に第1導電型の第3不純物を導入し、この第3不純物、
前記第1不純物、第2不純物の夫々を拡散し、第2半導
体領域、第1半導体領域、第3半導体領域の夫々を形成
する工程。6. A first semiconductor region of a second conductivity type is formed in a first region of a main surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a first conductivity type is formed in a second region of the main surface of the semiconductor substrate. And a second semiconductor region having an impurity concentration higher than that of the semiconductor substrate is formed, and a third semiconductor region of the first conductivity type is formed on the main surface of the first semiconductor region. The method includes the following steps (1) to (4). (1) A step of forming a first mask in which the first region is opened on the main surface of the semiconductor substrate, (2) Using the first mask, a second conductive type film is formed on the main surface of the semiconductor substrate. Introducing a first impurity, and introducing a second impurity of the first conductivity type and having a slow diffusion rate with respect to the first impurity, (3) removing the first mask, Forming a second mask in which the second region is opened or a second mask in which the second region and the first region are opened on the main surface, (4) using the second mask, the semiconductor Introducing a third impurity of the first conductivity type into the main surface of the substrate,
Diffusing each of the first impurity and the second impurity to form each of the second semiconductor region, the first semiconductor region, and the third semiconductor region.
上に、ゲート絶縁膜を介在し、前記チャネル形成領域又
はゲート電極を横切るゲート電極又はチャネル形成領域
が構成されるMISFETを有する半導体集積回路装置
の形成方法において、以下の工程(1)乃至工程(4)
を具備する。 (1)基板上の全面に半導体層又はゲート電極層を堆積
し、この半導体層又はゲート電極層にパターンニングを
施し、チャネル形成領域又はゲート電極を形成する工
程、 (2)前記チャネル形成領域又はゲート電極の膜厚の一
部をその表面から酸化し若しくは窒化し、自然酸化珪素
膜の膜厚に比べて厚い膜厚の酸化膜若しくは窒化膜を形
成するとともに、前記チャネル形成領域又はゲート電極
の表面の角部の形状を緩和する工程、 (3)前記チャネル形成領域又はゲート電極の表面上に
ゲート絶縁膜を形成する工程、 (4)前記チャネル形成領域又はゲート電極の表面の上
側及び側面に、前記ゲート絶縁膜を介在し、前記チャネ
ル形成領域又はゲート電極を横切るゲート電極又はチャ
ネル形成領域を形成する工程。7. A semiconductor integrated circuit device having a MISFET in which a gate insulating film is provided on the surface of a channel forming region or a gate electrode and a gate electrode or a channel forming region crossing the channel forming region or the gate electrode is formed. In the forming method, the following steps (1) to (4)
It is equipped with. (1) A step of depositing a semiconductor layer or a gate electrode layer on the entire surface of the substrate, patterning the semiconductor layer or the gate electrode layer to form a channel formation region or a gate electrode, (2) the channel formation region or A part of the film thickness of the gate electrode is oxidized or nitrided from its surface to form an oxide film or a nitride film having a film thickness thicker than that of the native silicon oxide film, and the channel formation region or the gate electrode Relaxing the shape of the corners of the surface, (3) forming a gate insulating film on the surface of the channel forming region or the gate electrode, (4) on the upper and side surfaces of the surface of the channel forming region or the gate electrode Forming a gate electrode or a channel formation region that crosses the channel formation region or the gate electrode with the gate insulating film interposed.
ゲート絶縁膜を形成する工程は、工程(2)のチャネル
形成領域又はゲート電極の表面の酸化膜若しくは窒化膜
を除去した後に、チャネル形成領域又はゲート電極の表
面に新たにゲート絶縁膜を形成する工程である。8. The step (3) of forming a gate insulating film in the step (7) is performed after removing the oxide film or the nitride film on the surface of the channel formation region or the gate electrode in the step (2). This is a step of newly forming a gate insulating film on the surface of the channel formation region or the gate electrode.
ゲート絶縁膜を形成する工程は、工程(2)のチャネル
形成領域又はゲート電極の表面の酸化膜若しくは窒化膜
でゲート絶縁膜を形成する工程、又はその酸化膜若しく
は窒化膜の表面上に新たに絶縁膜を堆積した複合膜でゲ
ート絶縁膜を形成する工程である。9. The step (3) of forming a gate insulating film according to claim 7, wherein the gate insulating film is formed by an oxide film or a nitride film on the surface of the channel formation region or the gate electrode in step (2). Or a step of forming a gate insulating film with a composite film in which an insulating film is newly deposited on the surface of the oxide film or the nitride film.
面上に、ゲート絶縁膜を介在し、前記チャネル形成領域
又はゲート電極を横切るゲート電極又はチャネル形成領
域が構成されるMISFETを有する半導体集積回路装
置の形成方法において、以下の工程(1)乃至工程
(4)を具備する。 (1)基板上の全面に半導体層又はゲート電極層を堆積
し、この半導体層又はゲート電極層にパターンニングを
施し、チャネル形成領域又はゲート電極を形成する工
程、 (2)前記チャネル形成領域又はゲート電極の側面にサ
イドウォールスペーサを形成する工程、 (3)前記チャネル形成領域又はゲート電極の膜厚の一
部をその表面から酸化し若しくは窒化し、自然酸化珪素
膜の膜厚に比べて厚い膜厚の酸化膜若しくは窒化膜を形
成するとともに、前記チャネル形成領域又はゲート電極
の表面の角部の形状を緩和する工程、 (4)前記チャネル形成領域又はゲート電極の表面上に
ゲート絶縁膜を形成する工程、 (5)前記チャネル形成領域又はゲート電極の表面の上
側及び側面に、前記ゲート絶縁膜を介在し、前記チャネ
ル形成領域又はゲート電極を横切るゲート電極又はチャ
ネル形成領域を形成する工程。10. A semiconductor integrated circuit device having a MISFET in which a gate insulating film is provided on the surface of a channel forming region or a gate electrode and a gate electrode or a channel forming region crossing the channel forming region or the gate electrode is formed. The forming method includes the following steps (1) to (4). (1) A step of depositing a semiconductor layer or a gate electrode layer on the entire surface of the substrate, patterning the semiconductor layer or the gate electrode layer to form a channel formation region or a gate electrode, (2) the channel formation region or A step of forming a sidewall spacer on the side surface of the gate electrode, (3) a part of the film thickness of the channel formation region or the gate electrode is oxidized or nitrided from the surface thereof, and is thicker than the film thickness of the natural silicon oxide film. Forming an oxide film or a nitride film having a film thickness and relaxing the shape of the corner portion of the surface of the channel forming region or the gate electrode, (4) forming a gate insulating film on the surface of the channel forming region or the gate electrode A step of forming (5) the channel formation region or the surface of the gate electrode above and side surfaces of the gate insulating film with the gate insulating film interposed. Forming a gate electrode or a channel formation region across the gate electrode.
かに記載される半導体集積回路装置はスタチック型ラン
ダムアクセスメモリが搭載され、前記MISFETはス
タチック型ランダムアクセスメモリのメモリセルのフリ
ップフロップ回路の負荷用MISFETを構成する。11. A semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein a static random access memory is mounted, and the MISFET is a flip-flop circuit of a memory cell of the static random access memory. Configure a load MISFET.
装置の製造方法において、以下の工程(1)乃至工程
(4)を具備する。 (1)第1導電型の半導体領域の主面上にゲート絶縁膜
を介在してゲート電極を形成する工程、 (2)前記ゲート電極のゲート長方向の側壁に絶縁性を
有するサイドウォールスペーサを形成する工程、 (3)少なくとも前記サイドウォールスペーサの表面上
を被覆するマスクを形成する工程、 (4)前記第1導電型の半導体領域の主面の前記ゲート
電極、サイドウォールスペーサ及びマスク以外の領域に
第2導電型の不純物をイオン打込みで導入するととも
に、この第2導電型の不純物で第2導電型のソース領
域、ドレイン領域の夫々を形成し、MISFETを形成
する工程。12. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a MISFET, comprising the following steps (1) to (4). (1) A step of forming a gate electrode on the main surface of the semiconductor region of the first conductivity type with a gate insulating film interposed, (2) A sidewall spacer having an insulating property on a side wall of the gate electrode in the gate length direction. Forming step, (3) forming a mask covering at least the surface of the sidewall spacer, (4) other than the gate electrode, the sidewall spacer and the mask on the main surface of the first conductivity type semiconductor region A step of introducing a second conductivity type impurity into the region by ion implantation and forming a second conductivity type source region and a drain region with the second conductivity type impurity to form a MISFET.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4107071A JPH05299610A (en) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | Semiconductor integrated circuit device and formation thereof |
KR1019930006830A KR930022563A (en) | 1992-04-24 | 1993-04-23 | Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4107071A JPH05299610A (en) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | Semiconductor integrated circuit device and formation thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05299610A true JPH05299610A (en) | 1993-11-12 |
Family
ID=14449754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4107071A Withdrawn JPH05299610A (en) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | Semiconductor integrated circuit device and formation thereof |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05299610A (en) |
KR (1) | KR930022563A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6326254B1 (en) | 1993-11-22 | 2001-12-04 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing semiconductor device |
JP2002033403A (en) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | Static semiconductor storage device |
JP2013033917A (en) * | 2011-07-05 | 2013-02-14 | Denso Corp | Semiconductor device |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP4107071A patent/JPH05299610A/en not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-04-23 KR KR1019930006830A patent/KR930022563A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6326254B1 (en) | 1993-11-22 | 2001-12-04 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing semiconductor device |
JP2002033403A (en) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | Static semiconductor storage device |
JP2013033917A (en) * | 2011-07-05 | 2013-02-14 | Denso Corp | Semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR930022563A (en) | 1993-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100229984B1 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
KR100201182B1 (en) | Semiconductor integatrated circuit device | |
US5389558A (en) | Method of making a semiconductor memory circuit device | |
US5918115A (en) | Method of manufacturing a surrounding gate type MOSFET | |
US6613634B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device using oblique ion injection | |
US4962052A (en) | Method for producing semiconductor integrated circuit device | |
US4792841A (en) | Semiconductor devices and a process for producing the same | |
JP3813638B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof | |
JPH04342164A (en) | Formation of semiconductor integrated circuit device | |
JPH05102436A (en) | Semiconductor memory device and manufacture thereof | |
US4939386A (en) | Semiconductor integrated circuit device with MISFETS using two drain impurities | |
US5610856A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP2866390B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device | |
JPH05299610A (en) | Semiconductor integrated circuit device and formation thereof | |
JPH05299611A (en) | Formation of semiconductor integrated circuit device | |
JP2000156419A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
JP3631549B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP3381935B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP2749689B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same | |
JP2749687B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same | |
JP2769011B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP2749688B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US6373107B1 (en) | Semiconductor storage device having four-transistor memory cells | |
JP3967746B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof | |
JP3088728B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |