JPH09129753A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH09129753A
JPH09129753A JP7284745A JP28474595A JPH09129753A JP H09129753 A JPH09129753 A JP H09129753A JP 7284745 A JP7284745 A JP 7284745A JP 28474595 A JP28474595 A JP 28474595A JP H09129753 A JPH09129753 A JP H09129753A
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JP
Japan
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wiring layer
gate electrode
electrode wiring
semiconductor device
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP7284745A
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English (en)
Inventor
Takayuki Ezaki
孝之 江崎
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ローカル配線層とゲート電極配線層間の電気的
容量を増大させることによって、ソフトエラー耐性を高
めた完全CMOS型SRAMを有する半導体装置を提供
する。 【解決手段】一方のインバータを構成するNMOSドラ
イバトランジスタとPMOS負荷トランジスタとのそれ
ぞれの不純物拡散領域を接続する接続配線層LL1,L
L2と、そのNMOSドライバトランジスタのゲート電
極とその該PMOS負荷トランジスタのゲート電極とを
接続するゲート電極配線層GL1、GL2とを、略平行
に配線し、かつ接続配線層を幅広に形成し、ゲート電極
配線層を絶縁層を介して覆うように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一つのメモリセル
内に4つのN型電界効果トランジスタ(以下、NMOS
という)と2つのP型電界効果トランジスタ(以下、P
MOSという)とを有する完全CMOS(Complementar
y MOS )型SRAM(Static Randam Access Memory )
を有する半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】完全CMOS型SRAMは、一つのセル
内に4つのNMOSトランジスタと2つのPMOSトラ
ンジスタとを有し、負荷トランジスタとドライバトラン
ジスタとで構成されるインバータ相互の入出力同士が接
続されており、例えば図4に示すような平面パターン図
のものが知られている。このSRAMの等価回路図を図
6に示す。
【0003】このSRAMは、負荷トランジスタのPT
r2とPTr4とがP型トランジスタであり、その他の
4つのトランジスタはN型である。ワードラインWL
が、スイッチングトランジスタSTr1、STr6のゲ
ート電極を構成し、図示しないビットラインと直交して
いる。ドライバトランジスタDTr3と負荷トランジス
タPTr2とは、一方のインバータを構成し、これらの
ゲート電極は、ゲート電極配線層GL1によって接続さ
れている。また、このゲート電極配線層GL1は、他方
のインバータを構成する負荷トランジスタPTr4の不
純物拡散領域DAにも接続されている。同様に、ドライ
バトランジスタDTr5と負荷トランジスタPTr4と
は、他方のインバータを構成し、これらのゲート電極
は、ゲート電極配線層GL2によって接続され、また、
このゲート電極配線層GL2は、一方のインバータを構
成するドライバトランジスタDTr3の不純物拡散領域
DAにも接続されている。
【0004】更に、一方のインバータを構成するドライ
バトランジスタDTr3と負荷トランジスタPTr2の
不純物拡散領域相互は、ローカル配線層(接続配線層)
LL1で接続され、他方のインバータを構成するドライ
バトランジスタDTr5と負荷トランジスタPTr4の
不純物拡散領域相互は、ローカル配線層LL2で接続さ
れている。これらのローカル配線層LL1、LL2は、
それぞれ対応するゲート電極配線層GL1、GL2と略
平行に設けられている。
【0005】図4のB1−B2線に沿った断面図を図5
に示す。この断面図で、基板10にPMOSとNMOS
とを分離するフィールド酸化膜21が形成され、そのフ
ィールド酸化膜上にゲート電極配線層GL2である導電
層31が配線されている。その導電層の上にはオフセッ
ト絶縁膜22が積み重ねられ、これらの導電層31とオ
フセット絶縁膜22の積層体の側部にはサイドウオール
23が形成されている。これらの積層体とサイドウオー
ルから構成されるブロックを覆って層間絶縁膜25が形
成されている。この層間絶縁膜25にはドライバトラン
ジスタDTr5の不純物拡散領域に達するコンタクト孔
CHが設けられ、このコンタクト孔CHは、密着層32
を介して例えばタングステン埋込電極33によって埋め
込まれている。また、この埋込電極33にはアルミニウ
ムなどの金属で構成された配線層34が堆積され、接続
されており、これらの埋込電極33と配線層34とでロ
ーカル配線層LL2が構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記S
RAMにおいては、ローカル配線層LL1、LL2とゲ
ート電極配線層GL1、GL2との間の重なりが小さい
ため、記憶ノード間の電気的容量が比較的小さく、この
ため、ソフトエラー耐性が不十分である。この電気的容
量を付加するために、別途容量電極用の配線層を薄い絶
縁膜を介してローカル配線層の上に形成することによ
り、記憶ノード間容量を付加することはできるが、配線
数が増加することによって、加工難易度の上昇、工程数
の増大などの問題が生じる。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、ローカル配線層とゲート電極配線層間の電気的容量
を増大させることによって、ソフトエラー耐性を高めた
完全CMOS型SRAMを有する半導体装置を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次の半導体装置を提供する。 (1)一つのメモリセル内に4つのN型電界効果トラン
ジスタと2つのP型電界効果トランジスタとを有し、負
荷トランジスタとドライバトランジスタとで構成される
インバータ相互の入出力同士が接続されてなる半導体装
置において、一方のインバータを構成するN型電界効果
ドライバトランジスタとP型電界効果負荷トランジスタ
とのそれぞれの不純物拡散領域を接続する接続配線層
と、該N型電界効果ドライバトランジスタのゲート電極
と該P型電界効果負荷トランジスタのゲート電極とを接
続するゲート電極配線層とが、略平行に配線され、かつ
これらの接続配線層とゲート電極配線層とが絶縁層を介
して重なりを有することを特徴とする半導体装置。 (2)上記接続配線層が、上記ゲート電極配線層を覆う
ように幅広に形成されている上記(1)記載の半導体装
置。 (3)上記接続配線層と上記ゲート電極配線層とを隔て
る上記絶縁層の厚さが、10〜100nmである上記
(1)記載の半導体装置。 (4)上記ゲート電極配線層が、他方のインバータを構
成するトランジスタの不純物拡散領域と接続されている
上記(1)記載の半導体装置。
【0009】本発明の半導体装置は、ローカル配線層
(接続配線層)とゲート電極配線層とが略平行に配線さ
れていると共に、これらに絶縁層を介して重なりを持た
せ、好ましくはローカル配線層を幅広に形成して、ゲー
ト電極配線層を覆うようにした構造を有する。
【0010】これにより、ローカル配線層とゲート電極
配線層との重なり面積を大きくとり、記憶ノード間の電
気容量を増大させることができ、ソフトエラー耐性を高
めることができる。また、断面的には、ローカル配線層
とゲート電極配線層とを隔てる絶縁層をできる限り薄く
することが好ましく、具体的には上記厚さに設定する。
これによって、更に電気容量を増加することができるの
で、ソフトエラー耐性が更に向上する。
【0011】これらの構造の実現は、配線層を増やす必
要がないので、加工難易度の上昇や工程数の増大といっ
た問題が生じない。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、具体的に説明する。図1は、本発明にかかる完全C
MOS型SRAMの一例を示す平面パターン図であり、
そのA1−A2線に沿った断面図を図2に示す。また、
このSRAMの等価回路図を図3に示す。
【0013】このSRAMは、負荷トランジスタのPT
r2とPTr4とがP型トランジスタであり、その他の
4つのトランジスタはN型である。ワードラインWL
が、スイッチングトランジスタSTr1、STr6のゲ
ート電極を構成し、図示しないビットラインと直交して
いる。ドライバトランジスタDTr3と負荷トランジス
タPTr2とは、一方のインバータを構成し、これらの
ゲート電極は、ゲート電極配線層GL1によって接続さ
れている。また、このゲート電極配線層GL1は、他方
のインバータを構成する負荷トランジスタPTr4の不
純物拡散領域DAにも接続されている。同様に、ドライ
バトランジスタDTr5と負荷トランジスタPTr4と
は、他方のインバータを構成し、これらのゲート電極
は、ゲート電極配線層GL2によって接続され、また、
このゲート電極配線層GL2は、一方のインバータを構
成するドライバトランジスタDTr3の不純物拡散領域
DAにも接続されている。
【0014】更に、一方のインバータを構成するドライ
バトランジスタDTr3と負荷トランジスタPTr2の
不純物拡散領域相互は、ローカル配線層LL1で接続さ
れ、他方のインバータを構成するドライバトランジスタ
DTr5と負荷トランジスタPTr4の不純物拡散領域
相互は、ローカル配線層LL2で接続されている。これ
らのローカル配線層LL1、LL2は、それぞれ対応す
るゲート電極配線層GL1、GL2と略平行に設けられ
ている。
【0015】本発明においては、図1に示すように、ゲ
ート電極配線層GL1、GL2を覆うようにそれぞれの
ローカル配線層LL1、LL2を幅広に形成し、ゲート
電極配線層GL1、GL2とローカル配線層LL1、L
L2の重なり面積を最大限になる構造としている。これ
により、ローカル配線層とゲート電極配線層との間の電
気的容量を大きくし、ソフトエラー耐性を向上させるこ
とができる。
【0016】このソフトエラー耐性の向上について図3
の等価回路図の一方のインバータについて説明する。こ
のような重なりを持たせると、ゲート電極配線層GL1
とローカル配線層LL1との間に電気的容量C1(キャ
パシタ)を接続することになる。ノードn1の電位が高
いときにこのノードn1にα線が照射された場合、ノー
ドn1の電位は急激に低下するが、電気的容量C1に蓄
積されていた電荷が放電され、電位を保つ働きをする。
これによってソフトエラーは生じ難くなる。
【0017】また、上記構造は、従来のローカル配線層
(第2導電層)のパターニングを変更するだけでよく、
特に別工程を設ける必要はない。このため、本構造は、
従来技術に見られるような配線層の増加による加工難易
度の上昇や、工程数の増加といった問題がない。
【0018】図1のA1−A2線に沿った断面図を図2
に示す。この断面図で、基板10にPMOSとNMOS
とを分離するフィールド酸化膜21が形成され、そのフ
ィールド酸化膜21上にゲート電極配線層GL2である
導電層31が配線されている。
【0019】その導電層31の上にはオフセット絶縁膜
22が積み重ねられている。本発明においては、このオ
フセット絶縁膜22は、例えばシリコン酸化膜22a
と、その上の窒化ケイ素膜22bの積層体で構成されて
いる。この窒化ケイ素膜22bは、後述するように、エ
ッチングストッパー層として機能する。これらで構成さ
れるオフセット絶縁膜22の厚さはできる限り薄くする
ことが好ましく、具体的には、10〜100nm、好ま
しくは20〜50nm程度とする。なお、オフセット絶
縁膜22は、例えば窒化ケイ素膜単層で構成することも
できる。
【0020】これらの導電層31とオフセット絶縁膜2
2との積層体の側部にはサイドウオール23が形成され
ている。また、従来構造では導電層31、オフセット絶
縁膜22、サイドウオール23で構成されるブロックを
覆って層間絶縁膜が形成されていたが、本構造では、接
続孔CHのみならず、少なくともゲート電極配線層31
上にもTi又はその窒化物で構成される密着層32を介
して例えばタングステン埋込電極33が設けられてい
る。埋込電極33の上には、幅広に形成された金属など
の配線層34が形成され、これらの埋込電極33と埋込
電極34とでローカル配線層LL2を構成する。なお、
埋込電極33のみでローカル配線層LL2を構成し、配
線層34を省略することもできる。
【0021】このような構造とすることにより、ゲート
電極配線層31とローカル配線層33との離間距離を可
及的に少なくすることができ、電気的容量を増大させる
ことができるので、ソフトエラー耐性が更に向上する。
上記構造とするための工程としては、ローカル配線層の
接続孔CH形成時に、ゲート電極配線31層上に形成し
たオフセット絶縁膜22の窒化ケイ素膜22bをエッチ
ストッパーとしてエッチングを行い、少なくともゲート
電極配線層31と重なる部分も同時に開口させる。そし
て、密着層32を形成した後、接続孔CHを埋めると同
時に、ゲート電極配線層31上の開口部もタングステン
で埋め込む工程を採用することができる。
【0022】
【発明の効果】本発明の半導体装置は、ローカル配線層
とゲート電極配線層との間の電気的容量を従来構造より
増大させたものであるので、ソフトエラー耐性が向上し
たものである
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる完全CMOS型SRAMの一実
施形態を示す平面パターン図である。
【図2】図1のA1−A2線に沿った断面図である。
【図3】図1のSRAMの等価回路図である。
【図4】従来の完全CMOS型SRAMの平面パターン
図である。
【図5】図3のB1−B2線に沿った断面図である。
【図6】完全CMOS型SRAMの回路図である。
【符号の説明】
STr1、STr6 スイッチングトラン
ジスタ DTr3、DTr5 ドライバトランジス
タ PTr2、PTr4 負荷トランジスタ GL1、GL2 ゲート電極配線層 LL1、LL2 ローカル配線層(接
続配線層) n1、n2 ノード C1、C2 電気的容量(キャパ
シタ) DA 拡散層 WL ワードライン 10 基板 21 フィールド酸化膜 31 ゲート電極配線層 22 オフセット絶縁膜 33 埋込電極 34 配線層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一つのメモリセル内に4つのN型電界効果
    トランジスタと2つのP型電界効果トランジスタとを有
    し、負荷トランジスタとドライバトランジスタとで構成
    されるインバータ相互の入出力同士が接続されてなる半
    導体装置において、 一方のインバータを構成するN型電界効果ドライバトラ
    ンジスタとP型電界効果負荷トランジスタとのそれぞれ
    の不純物拡散領域を接続する接続配線層と、該N型電界
    効果ドライバトランジスタのゲート電極と該P型電界効
    果負荷トランジスタのゲート電極とを接続するゲート電
    極配線層とが、略平行に配線され、かつこれらの接続配
    線層とゲート電極配線層とが絶縁層を介して重なりを有
    することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】上記接続配線層が、上記ゲート電極配線層
    を覆うように幅広に形成されている請求項1記載の半導
    体装置。
  3. 【請求項3】上記接続配線層と上記ゲート電極配線層と
    を隔てる上記絶縁層の厚さが、10〜100nmである
    請求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】上記ゲート電極配線層が、他方のインバー
    タを構成するトランジスタの不純物拡散領域と接続され
    ている請求項1記載の半導体装置。
JP7284745A 1995-11-01 1995-11-01 半導体装置 Pending JPH09129753A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100392153B1 (ko) * 1998-07-27 2003-07-22 세이코 엡슨 가부시키가이샤 반도체 메모리 장치 및 그 제조 방법
US6613634B2 (en) 2000-08-15 2003-09-02 Hitachi, Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device using oblique ion injection
KR100478375B1 (ko) * 2000-12-06 2005-03-23 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 반도체 기억 장치

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