半導体記憶装置
【課題】縦型トランジスタＳＧＴで構成されたＣＭＯＳ型６Ｔ−ＳＲＡＭにおいて、小さいＳＲＡＭセル面積と安定した動作マージンを実現する。
【解決手段】６個のＭＯＳトランジスタを用いて構成されたスタティック型メモリセルにおいて、前記メモリセルを構成するＭＯＳトランジスタは、基板上に形成され、ドレイン、ゲート、ソースが垂直方向に配置され、ゲートが柱状半導体層を取り囲む構造を有し、前記基板は第1の導電型を持つ第１の活性領域と第２の導電型を持つ第２の活性領域からなり、それらが基板表面に形成されたシリサイド層を通して互いに接続されることにより小さい面積のＳＲＡＭセルを実現する。また、基板上に配置される第１のウェルと同一の導電型を持つドレイン拡散層のそれぞれを第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅い第２のウェル及び第３のウェルで囲むことにより、基板へのリークを抑制する。
【解決手段】６個のＭＯＳトランジスタを用いて構成されたスタティック型メモリセルにおいて、前記メモリセルを構成するＭＯＳトランジスタは、基板上に形成され、ドレイン、ゲート、ソースが垂直方向に配置され、ゲートが柱状半導体層を取り囲む構造を有し、前記基板は第1の導電型を持つ第１の活性領域と第２の導電型を持つ第２の活性領域からなり、それらが基板表面に形成されたシリサイド層を通して互いに接続されることにより小さい面積のＳＲＡＭセルを実現する。また、基板上に配置される第１のウェルと同一の導電型を持つドレイン拡散層のそれぞれを第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅い第２のウェル及び第３のウェルで囲むことにより、基板へのリークを抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体記憶装置に関し、特にＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）からなる半導体記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の高集積化、高性能化を実現するため、半導体基板の表面に柱状半導体を形成し、その側壁に柱状半導体層を取り囲むように形成されたゲートを有する縦型ゲートトランジスタであるＳＧＴ（Ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ Ｇａｔｅ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が提案された（例えば、特許文献１：特開平２−１８８９６６）。ＳＧＴではドレイン、ゲート、ソースが垂直方向に配置されるため、従来のプレーナー型トランジスタに比べて占有面積を大幅に縮小することができる。
【０００３】
ＳＧＴを用いてＬＳＩ（大規模集積回路）を構成する場合、それらのキャッシュ用メモリとしてＳＧＴの組み合わせで構成されるＳＲＡＭを用いることが必須である。近年、ＬＳＩに搭載されるＳＲＡＭに対する大容量化の要求は非常に強いため、ＳＧＴを用いた場合にも小さいセル面積を持つＳＲＡＭを実現することが必須である。
【０００４】
特許文献２（特開平７−９９３１１）の実施例に示された、ＳＧＴを用いて設計された６個のトランジスタにより構成されるＣＭＯＳ型６Ｔ−ＳＲＡＭの平面図を図２５（ａ）に断面図を図２５（ｂ）に示す。これらの図を参考にして、上記ＳＲＡＭについて説明する。ビット線（８０１ａ、８０１ｂ）はＮ＋拡散層で形成され、接地配線ＧＮＤはＮ＋拡散層８０２で形成され、電源配線ＶｃｃはＰ＋拡散層８０３で形成される。これらの拡散層の上にメモリセルにアクセスするためのアクセストランジスタ（８１０ａ、８１０ｂ）、メモリセルを駆動するためのドライバトランジスタ（８１１ａ、８１１ｂ）、メモリセルに電荷を供給するロードトランジスタ（８１２ａ、８１２ｂ）を構成する柱状シリコン層が形成される。これらの柱状シリコン層を取り囲むようにゲート（８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃ、８０４ｄ）が形成される。記憶ノードは配線層（８０７ａ、８０７ｂ）より構成される。上記ＳＲＡＭセルにおいては、ＳＲＡＭを構成する各トランジスタは柱状シリコン層上に縦方向にソース、ゲート、ドレインが形成されているため、小さいＳＲＡＭセルを設計することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１８８９６６
【特許文献２】特開平７−９９３１１（第５１項、図７５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記ＳＲＡＭセルにおいては、実際には以下のような問題点がある。
特許文献２のＳＲＡＭにおいては、ＳＲＡＭセルアレイ内に形成される電源配線８０３および接地配線８０２が最小寸法程度に形成される場合には小さいセル面積を実現することが可能であるが、上記電源配線８０３および接地配線８０２はそれぞれＰ＋拡散層およびＮ＋拡散層によって形成されているため、これらが最小寸法程度に形成される場合には非常に高抵抗になり、ＳＲＡＭを安定動作させることは不可能である。逆にＳＲＡＭを安定動作させるために電源配線８０３および接地配線８０２の寸法を大きくすると、ＳＲＡＭセル面積が増加してしまう。
【０００７】
本発明は上記の事情を鑑みてなされたもので、ＳＧＴを用いたＣＭＯＳ型６Ｔ−ＳＲＡＭにおいて面積の小さいＳＲＡＭセルを実現するとともに、十分な動作マージンを持つＳＲＡＭセルを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、６個のＭＯＳトランジスタが基板上に配列されたスタティック型メモリセルを備えた半導体記憶装置であって、
前記６個のＭＯＳトランジスタの各々は、
ソース拡散層、ドレイン拡散層及び柱状半導体層が、基板上に垂直方向に階層的に配置され、前記柱状半導体層は前記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層の間に配置され、前記柱状半導体層の側壁にゲートが形成されており、
メモリにアクセスするための第１及び第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタと、メモリセルのデータを保持するために記憶ノードを駆動する第１及び第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタと、メモリセルのデータを保持するために電荷を供給する第１及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタとして機能し、
第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
基板には第１のウェルが形成され、
第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第１のＰＭＯＳのロードトランジスタにおいてデータを保持する第１の記憶ノードとして機能する各々の第１の拡散層を前記基板上に配置し、前記各々の第１の拡散層の表面に形成された第１のシリサイド層を介して前記各々の第１の拡散層を相互に接続し、
前記各々の第１の拡散層において第１のウェルと同一の導電型を持つ第1の拡散層は、第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅く形成され、第1のウェル上に配置される第２のウェルに囲まれ、
第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタにおいてデータを保持する第２の記憶ノードとして機能する各々の第２の拡散層を前記基板上に配置し、前記各々の第２の拡散層の表面に形成された第２のシリサイド層を介して前記各々の第２の拡散層を相互に接続し、
前記各々の第２の拡散層において第１のウェルと同一の導電型を持つ第２の拡散層は、第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅く形成され、第1のウェル上に配置される第３のウェルに囲まれていることを特徴とする半導体記憶装置が提供される。
【０００９】
本発明の好ましい態様では、前記半導体装置において、前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在するゲート配線が共通のコンタクトにより接続され、第２の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在するゲート配線が共通のコンタクトにより接続される。また、別の態様では、前記半導体装置において、前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在する各々のゲート配線が、前記第２の記憶ノードとして機能する拡散層と共通のコンタクトにより接続され、前記第２の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在する各々のゲート配線が、前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層と共通のコンタクトにより接続される。
【００１０】
本発明の別の好ましい態様では、前記半導体装置において、ドライバトランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長は、アクセストランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長以上の値を持ち、
又はロードトランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長は、アクセストランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長以下の値を持つ。
【００１１】
また、本発明の別の好ましい態様では、前記半導体装置において、第１及び第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタのゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクトの少なくとも１つが、隣接するメモリセルのＮＭＯＳのアクセストランジスタのゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクトと共有化される。
【００１２】
更なる本発明の別の好ましい態様では、前記半導体装置において、前記柱状半導体層は、六方格子状に形成される。
また、本発明によれば、前記半導体装置において、前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは１行２列目に配列される。
【００１３】
また、前記半導体装置において、前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行２列目に配列される。
【００１４】
また、前記半導体装置において、前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行２列目に配列される。
【００１５】
また、前記半導体装置において、前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に２行３列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行２列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは２行３列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは１行３列目に配列される。
【００１６】
また、本発明の別の好ましい態様では、前記半導体装置において、前記柱状半導体上に形成されるコンタクトと、それ以外のコンタクトが異なるエッチング工程において形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭを示す等価回路である。
【図２】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図３ａ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図３ｂ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図３ｃ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図３ｄ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図４ａ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図４ｂ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図４ｃ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図４ｄ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図５ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図５ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図６ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図６ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図７ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図７ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図８ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図８ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図９ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図９ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１０ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１０ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１１ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１１ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１２ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１２ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１３ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１３ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１４ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１４ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１５ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１５ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１６ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１６ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１７】本発明の第２の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図１８】本発明の第３の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図１９】本発明の第４の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図２０】本発明の第５の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図２１】本発明の第６の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図２２】本発明の第７の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図２３】本発明の第８の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図２４ａ】本発明の第８の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図２４ｂ】本発明の第８の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図２４ｃ】本発明の第８の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図２４ｄ】本発明の第８の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図２５ａ】従来のＳＲＡＭを示す平面図および断面図である。
【図２５ｂ】従来のＳＲＡＭを示す平面図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[実施例１]
図１に本発明に用いたＣＭＯＳ型６Ｔ−ＳＲＡＭのメモリセルの等価回路図を示す。図１において、ＢＬ１およびＢＬＢ１はビット線、ＷＬ１はワード線、Ｖｃｃ１は電源電位、Ｖｓｓ１は接地電位、Ｑｎ１１およびＱｎ２１はメモリセルにアクセスするためのアクセストランジスタ、Ｑｎ３１およびＱｎ４１はメモリセルを駆動するドライバトランジスタ、Ｑｐ１１およびＱｐ２１はメモリセルに電荷を供給するロードトランジスタ、ＱａおよびＱｂはデータを記憶するための記憶ノードを示している。
【００１９】
以下に図１のメモリセルの動作の一例として、記憶ノードＱａに“Ｌ”のデータが、記憶ノードＱｂに“Ｈ”のデータが記憶されている場合の読み出し動作について説明する。読み出しを行う場合には、ビット線ＢＬ１およびＢＬＢ１が“Ｈ”電位にプリチャージされる。プリチャージ完了後にワード線ＷＬ１が“Ｈ”になることでデータの読み出しが開始する。このとき、アクセストランジスタＱｎ１１およびＱｎ２１がオンになり、“Ｈ”になっているビット線ＢＬ１の電位は、記憶ノードＱｂが“Ｈ”電位に近い値であるためドライバトランジスタＱｎ３１がオンになり、アクセストランジスタＱｎ１１から記憶ノードＱａ、ドライバトランジスタＱｎ３１を通してディスチャージされ、“Ｌ”電位に近づく。一方、ビット線ＢＬＢ１の電位は、記憶ノードＱａが“Ｌ”電位に近い値であるためにドライバトランジスタＱｎ４１はオフであり、ディスチャージされず、逆にロードトランジスタＱｐ２１より電荷が供給されるため “Ｈ”電位に近い値のままである。ＢＬ１とＢＬＢ１の電位差がセンスアンプによって増幅できるレベルになった時点で、図には示されていないがビット線に接続されているセンスアンプを起動することで、メモリセルのデータが増幅され出力される。
【００２０】
図２に本発明の第１の実施例におけるＳＲＡＭメモリセルのレイアウト図を示す。ＳＲＡＭセルアレイ内においては図２に示したユニットセルＵＣが繰り返し配置されている。図３ａ、ｂ、ｃ及びｄに、図２のレイアウト図のカットラインＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’及びＤ−Ｄ’における断面構造をそれぞれ示す。
【００２１】
まず図２および図３を参考にして本発明のレイアウトについて説明する。
基板のＳＲＡＭセルアレイ内には第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離２により基板上の拡散層は分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａはＮ＋拡散層（３ａ、５ａ）、Ｐ＋拡散層４ａにより構成され、互いに隣接するＮ＋拡散層とＰ＋拡散層は基板表面に形成されるシリサイド層１３ａによって接続され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂはアクセストランジスタＱｎ２１の下部に形成されるＮ＋拡散層、Ｎ＋拡散層５ｂおよびＰ＋拡散層４ｂにより構成され、互いに隣接するＮ＋拡散層とＰ＋拡散層は各々の拡散層表面に形成されるシリサイド層１３ｂによって接続される。第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌと同一の導電型を持つＰ＋拡散層は基板へのリークを抑制するために、第１のウェルと異なる導電型のＮ−ｗｅｌｌであり、第１のウェルの上に配置される第２のウェル（１ｂ、１ｃ）に囲まれる。第２のウェルは素子分離により各々のＳＲＡＭセルに分離される。
Ｑｎ１１及びＱｎ２１はＮＭＯＳであるメモリセルにアクセスするためのアクセストランジスタ、Ｑｎ３１およびＱｎ４１はＮＭＯＳであるメモリセルを駆動するドライバトランジスタ、Ｑｐ１１およびＱｐ２１はＰＭＯＳであるメモリセルに電荷を供給するロードトランジスタである。
本実施例では、１つのユニットセルＵＣは、基板上に３行２列に配列されたトランジスタを備えている。１列目には、図の上側からアクセストランジスタＱｎ１１、ロードトランジスタＱｐ１１及びドライバトランジスタＱｎ３１がそれぞれ配列されている。なお、Ｑｎ１１、Ｑｐ１１及びＱｎ３１の下位の層に配置される拡散層３ａ、４ａ及び５ａは、第1の記憶ノードＱａとして機能する。また、２列目には、図の上側からドライバトランジスタＱｎ４１、ロードトランジスタＱｐ２１、アクセストランジスタＱｎ２１がそれぞれ配列されている。なお、Ｑｎ４１、Ｑｐ２１及びＱｎ２１の下位の層に配置される拡散層３ｂ、４ｂ及び５ｂは、第２の記憶ノードＱｂとして機能する。本実施例のＳＲＡＭセルアレイは、このような６個のトランジスタを備えたユニットセルＵＣを図の上下方向に連続的に配列することにより構成される。
第１の記憶ノードＱａである基板上の拡散層上に形成されるコンタクト１０ａはノード接続配線Ｎａ１によりドライバトランジスタＱｎ４１およびロードトランジスタＱｐ２１のゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクト１１ｂと接続され、第２の記憶ノードＱｂである基板上の拡散層上に形成されるコンタクト１０ｂはノード接続配線Ｎｂ１によりドライバトランジスタＱｎ３１およびロードトランジスタＱｐ１１のゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクト１１ａと接続される。アクセストランジスタＱｎ１１上部に形成されるコンタクト６ａはビット線ＢＬ１に接続され、アクセストランジスタＱｎ２１上部に形成されるコンタクト６ｂはビット線ＢＬＢ１に接続される。アクセストランジスタＱｎ１１のゲート電極から延在するゲート配線上に形成されるコンタクト７ａおよびアクセストランジスタＱｎ２１のゲート電極から延在するゲート配線上に形成されるコンタクト７ｂはワード線ＷＬ１に接続される。ドライバトランジスタ（Ｑｎ３１、Ｑｎ４１）上部に形成されるコンタクト（８ａ、８ｂ）は接地電位である配線層（Ｖｓｓ１ａ、Ｖｓｓ１ｂ）にそれぞれ接続され、ロードトランジスタ（Ｑｐ１１、Ｑｐ２１）上部に形成されるコンタクト（９ａ、９ｂ）は電源電位である配線層Ｖｃｃ１に接続される。
ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、他のメモリセルの配線と共用するために、望ましくは、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層で接続される。
なお、上記の階層的な配線の構成の一例として、各配線が接触すべきでないコンタクトと接触しないように、ノード接続配線（Ｎａ１）、ノード接続配線（Ｎｂ１）、及び接地電位の配線（Ｖｓｓ１ａ、Ｖｓｓ１ｂ）は、ビット線（ＢＬ１、ＢＬＢ１）及び電源電位の配線（Ｖｃｃ１）より下位の層で配線し、ワード線（ＷＬ１）は、ビット線（ＢＬ１、ＢＬＢ１）及び電源電位の配線（Ｖｃｃ１）より上位の層で配線する構成が実現可能である。
【００２２】
図２にＮ＋注入領域（２４ａ、２４ｂ）およびＰ＋注入領域２５を示す。本実施例のＳＲＡＭセルアレイ領域においてはＮ＋注入領域（２４ａ、２４ｂ）およびＰ＋注入領域２５を形成するパターンは単純なライン＆スペースにより形成される。このため寸法ズレや位置合わせのズレの影響が小さく、Ｎ＋注入領域とＰ＋注入領域の境界付近の寸法のマージンを最小に抑えることができ、図面上で言えば、ＳＲＡＭセルの縦方向の長さ（各ＳＲＡＭセルの接続方向の長さ）の縮小に有効である。
また、本実施例においては、図２のレイアウトに示される記憶ノードやゲート配線の形状が長方形の形状のみで構成されているために、ＯＰＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）によるパターン形状の補正が容易であり、小さいＳＲＡＭセル面積を実現するために適したレイアウトである。
【００２３】
本発明において、ＳＲＡＭを構成する各トランジスタのソースおよびドレインを以下のように定義する。ドライバトランジスタ（Ｑｎ３１、Ｑｎ４１）については、接地電圧に接続される柱状半導体層の上部に形成される拡散層をソース拡散層、柱状半導体層の下部に形成される拡散層をドレイン拡散層と定義する。ロードトランジスタ（Ｑｐ１１、Ｑｐ２１）については、電源電圧に接続される柱状半導体層の上部に形成される拡散層をソース拡散層、柱状半導体層の下部に形成される拡散層をドレイン拡散層と定義する。アクセストランジスタについては、動作状態によっては柱状半導体層の上部に形成される拡散層および下部に形成される拡散層がともにソースまたはドレインになるが、便宜的に柱状半導体層の上部に形成される拡散層をソース拡散層、柱状半導体層の下部に形成される拡散層をドレイン拡散層と定義する。
【００２４】
続いて、図３の断面構造を参照して本発明のＳＲＡＭの構造について説明する。図３ａに示されるように、基板に第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａには不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層３ａが形成され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂには不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層５ｂが形成されている。また、Ｎ＋ドレイン拡散層（３ａ、５ｂ）上にはシリサイド層（１３ａ、１３ｂ）が形成されている。Ｎ＋ドレイン拡散層３ａ上にアクセストランジスタＱｎ１１を構成する柱状シリコン層２１ａが形成され、Ｎ＋ドレイン拡散層３ｂ上にドライバトランジスタＱｎ４１を構成する柱状シリコン層２２ｂが形成される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にはゲート絶縁膜１７およびゲート電極１８が形成されている。柱状シリコン層上部にはＮ＋ソース拡散層１４が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層１５が形成されている。アクセストランジスタＱｎ１１上に形成されるコンタクト６ａはビット線ＢＬ１に接続され、アクセストランジスタＱｎ１１のゲートより延在するゲート配線１８ａ上に形成されるコンタクト７ａはワード線ＷＬ１に接続され、ドライバトランジスタＱｎ４１上に形成されるコンタクト８ｂは接地電位配線Ｖｓｓ１に接続される。
【００２５】
図３ｂに示されるように、基板に第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａには不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層３ａが形成され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂには不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層５ｂが形成されている。また、Ｎ＋ドレイン拡散層上にはシリサイド層（１３ａ、１３ｂ）が形成されている。ドレイン拡散層３ａ上に形成されるコンタクト１０ａはＮ＋ドレイン拡散層３ａとＰ＋ドレイン拡散層４ａの境界上に形成され、記憶ノード接続配線Ｎａ１を通じてドライバトランジスタＱｎ４１およびロードトランジスタＱｐ２１のゲート電極から延在するゲート配線１８ｄ上に形成されるコンタクト１１ｂに接続される。
【００２６】
図３ｃに示されるように、基板に第１のウェルであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａには不純物注入等によりＰ＋ドレイン拡散層４ａが形成され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂには不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層４ｂが形成されている。また、Ｐ＋ドレイン拡散層（４ａ、４ｂ）表面にシリサイド層（１３ａ、１３ｂ）が形成されている。第１のウェルと同一の導電型を持つＰ＋拡散層４ａは基板へのリークを抑制するために、第１のウェルと異なる導電型を持つ第２のウェル１ｂであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれ、第１のウェルと同一の導電型を持つＰ＋拡散層４ｂは基板へのリークを抑制するために、第１のウェルと異なる導電型のＮ−ｗｅｌｌであり、第１のウェルの上に配置される第３のウェル１ｃに囲まれる。
Ｐ＋ドレイン拡散層４ａ上にロードトランジスタＱｐ１１を構成する柱状シリコン層２３ａが形成され、Ｐ＋ドレイン拡散層４ｂ上にロードトランジスタＱｐ２１を構成する柱状シリコン層２３ｂが形成される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にゲート絶縁膜１７およびゲート電極１８が形成されている。柱状シリコン層上部にはＰ＋ソース拡散層１６が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層１５が形成されている。ロードトランジスタ（Ｑｐ１１、Ｑｐ２１）上に形成されるコンタクト（９ａ、９ｂ）はともに配線層を通して電源電位配線Ｖｃｃ１に接続される。
【００２７】
図３ｄに示されるように、基板に第１のウェルであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａには不純物注入等により、Ｎ＋ドレイン拡散層（３ａ、５ａ）およびＰ＋ドレイン拡散層４ａが形成される。ドレイン拡散層上にはシリサイド層１３ａが形成され、シリサイド層１３ａによってＮ＋ドレイン拡散層（３ａ、５ａ）とＰ＋ドレイン拡散層４ａは直接接続されている。このため、Ｎ＋ドレイン拡散層とＰ＋ドレイン拡散層を分離するための素子分離や、Ｎ＋ドレイン拡散層とＰ＋ドレイン拡散層を接続するためのコンタクトを形成する必要がないため、メモリセル面積を縮小できる。第１のウェルと同一の導電型を持つＰ＋拡散層４ａは基板へのリークを抑制するために、第１のウェル１ａと異なる導電型を持つ第２のウェル１ｂであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれる。
Ｎ＋ドレイン拡散層３ａ上にアクセストランジスタＱｎ１１を構成する柱状シリコン層２１ａが形成され、Ｎ＋ドレイン拡散層５ａ上にドライバトランジスタＱｎ３１を構成する柱状シリコン層２２ａが形成され、Ｐ＋ドレイン拡散層４ａ上にロードトランジスタＱｐ１１を構成する柱状シリコン層２３ａが形成される。Ｎ＋ドレイン拡散層３ａとＰ＋ドレイン拡散層４ａとＮ＋ドレイン拡散層５ａは各々の拡散層の表面に形成されたシリサイド層１３ａにより直接接続される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にゲート絶縁膜１７およびゲート電極１８が形成されている。それぞれの柱状シリコン層上部にはソース拡散層が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層１５が形成されている。アクセストランジスタＱｎ１１上に形成されるコンタクト６ａはビット線ＢＬ１に接続され、ドライバトランジスタＱｎ３１上に形成されるコンタクト８ａは電源電位配線Ｖｓｓ１ａに接続され、ロードトランジスタＱｐ１１上に形成されるコンタクト９ａは電源電位配線Ｖｃｃ１に接続される。
ドライバトランジスタＱｎ３１とロードトランジスタＱｐ１１のゲート電極は、それらから延在するゲート配線１８ｃ上で共通のコンタクト１１ａに接続される。コンタクト１１ａは、記憶ノード接続配線Ｎｂ１を通じて記憶ノード２ｂのドレイン拡散層上に形成されるコンタクト１０ｂに接続される。ドレイン拡散層３ａと４ａの境界上に形成されるコンタクト１０ａは記憶ノード接続配線Ｎａ１を通じてドライバトランジスタＱｎ４１およびロードトランジスタＱｐ２１のゲート電極から延在するゲート配線１８ｄ上に形成されるコンタクト１１ｂに接続される。
【００２８】
本発明においては、基板上に形成されるＮ＋ドレイン拡散層とＰ＋ドレイン拡散層が拡散層表面表面に形成されるシリサイド層で直接接続されることにより、アクセストランジスタ、ドライバトランジスタ、およびロードトランジスタのドレイン拡散層は共通化され、ＳＲＡＭの記憶ノードとして機能している。このため、通常プレーナー型トランジスタで必要となるＮ＋ソースドレイン拡散層とＰ＋ソースドレイン拡散層とを分離するための素子分離が必要なくなり、ＳＲＡＭの２つの記憶ノードを分離するだけの素子分離だけで十分であるため、非常に小さいＳＲＡＭセル面積を実現することができる。また、第１のウェルと同一の導電型を持つドレイン拡散層のそれぞれを第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅い第２のウェル及び第３のウェルで囲むことにより、基板へのリークを抑制している。
【００２９】
図４に示されるように、第１のウェル１ａがＮ−ｗｅｌｌであり、Ｎ＋拡散層を第２のウェル１ｂ及び第３のウェル１ｃであるＰ−ｗｅｌｌにより囲む構造においても、同様にＳＲＡＭセルを形成することができる。
【００３０】
以下に本発明の半導体装置を形成するための製造方法の一例を図５〜図１４を参照して説明する。各図において（ａ）は平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ’間の断面図である。
【００３１】
図５に示されるように、基板上にシリコン窒化膜等のマスク１９を成膜する。その後、柱状シリコン層（２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂ）のパターンをリソグラフィーにより形成し、エッチングすることにより柱状シリコン層（２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂ）を形成する。続いて、不純物注入などにより、ＳＲＡＭセルアレイ内に第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌを形成する。
【００３２】
図６に示されるように、素子分離２を形成する。素子分離は、まず溝パターンをエッチングして、シリカなどの塗布やＣＶＤにより溝パターンに酸化膜を埋め込み、余分な基板上の酸化膜をドライエッチやウェットエッチなどにより取り除くことにより形成する。これにより、基板上に第１の記憶ノードＱａおよび第２の記憶ノードＱｂとなる拡散層のパターンが形成される。
【００３３】
図７に示されるように、Ｎ＋注入領域２４ａ、２４ｂおよびＰ＋注入領域２５にそれぞれイオン注入などにより不純物を導入し、基板上に柱状シリコン層下部のドレイン拡散層（３ａ、４ａ、５ａ）を形成する。第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌと同一の導電型を持つＰ＋拡散層４ａは基板へのリークを抑えるために第２のウェル１ｂであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれる。第２のウェル１ｂはＰ＋注入領域２５のマスクを用いて不純物注入などを行うことにより形成することができる。第２のウェルは素子分離により各々のＳＲＡＭセルに分離される。
【００３４】
図８に示されるように、ゲート絶縁膜１７およびゲート導電膜１８を成膜する。ゲート絶縁膜１７は酸化膜やＨｉｇｈ−ｋ膜により形成される。また、ゲート導電膜はポリシリコンは金属膜により形成される。
【００３５】
図９に示されるように、レジスト等３３を用いて、リソグラフィーによりゲート配線パターンを形成する。
【００３６】
図１０に示されるように、レジスト３３をマスクにして、ゲート導電膜１７及びゲート絶縁膜１８をエッチングし、除去する。これによりゲート配線（１８ａ〜８ｄ）が形成される。その後、ピラー上のマスク１９を除去する。
【００３７】
図１１に示されるように、シリコン窒化膜等の絶縁膜を成膜後、エッチバックして、柱状シリコン層の側壁およびゲート電極の側壁をシリコン窒化膜等の絶縁膜３４で覆う構造にする。
【００３８】
図１２に示されるように、Ｎ＋注入領域およびＰ＋注入領域にそれぞれイオン注入などにより不純物を導入し、柱状シリコン層上部のソース拡散層（１４、１６）を形成する。
【００３９】
図１３に示されるように、ＣｏやＮｉなどの金属をスパッタして、熱処理を行うことにより、ソースドレイン拡散層を選択的にシリサイド化して、ドレイン拡散層上のシリサイド層（１３ａ、１３ｂ）および柱状シリコン層上部のソース拡散層上のシリサイド層１５を形成する。
ここで、柱状シリコン層およびゲート電極の側壁を覆っているシリコン窒化膜等の絶縁膜３４により、シリサイド層に起因するドレイン−ゲート間およびソース−ゲート間のショートを抑制することができる。
【００４０】
図１４に示されるように、層間膜であるシリコン酸化膜を形成後にコンタクト（６ａ〜１０ａ、６ｂ〜１０ｂ）を形成する。
【００４１】
コンタクト形成時に図１５に示されるように１回目のリソグラフィー及びエッチングにてピラー上のコンタクトを形成し、図１６に示されるように、２回目のリソグラフィー及びエッチングにて、それ以外のコンタクトを形成することにより、ピラー上のコンタクトとそれ以外のコンタクトの最小間隔を縮小することができ、よりＳＲＡＭセル面積を縮小することができる。
【００４２】
[実施例２]
図１７に本実施例のＳＲＡＭセルレイアウトを示す。本実施例では、ＳＲＡＭセルアレイ内において図１７のユニットセルＵＣの１列目に配列されるトランジスタは、そのユニットセルＵＣの上側又は下側に隣接するメモリセルの２列目に配列されるトランジスタと配置構成が等しく、ユニットセルＵＣの２列目に配列されるトランジスタは、そのユニットセルＵＣの上側又は下側に隣接するメモリセルの１列目に配列されるトランジスタと配置構成が等しい。すなわち、図１７のユニットセルＵＣの一列目に配列されるトランジスタＱｎ１２、Ｑｐ１２、Ｑｎ３２の上側には、二列目に配列されるトランジスタＱｎ４２、Ｑｐ２２、Ｑｎ２２と同じトランジスタが上から順に配列される。したがって、アクセストランジスタＱｎ１２の図面の上側には、アクセストランジスタが隣接して配列されることになり、アクセストランジスタＱ２２の図面の下側にもアクセストランジスタが隣接して配列されることになる。このようにＳＲＡＭセルを配置することで、アクセストランジスタＱｎ１２のゲート電極より延在するゲート配線は、図面の上側に隣接するメモリセルのアクセストランジスタのゲート電極と接続され、ワード線（ＷＬ２）へのコンタクト（１０７ａ、１０７ｂ）をそのゲート配線上で共有することができる。実施例１においてはワード線（ＷＬ２）へのコンタクト（１０７ａ、１０７ｂ）は第１の記憶ノードと第２の記憶ノードとの間に形成されていたが、本実施例においては、上下のＳＲＡＭセルとの境界上に配置されているため、記憶ノード間のスペースを縮小することができ、図面上で言えば、ＳＲＡＭセルの横方向の長さの縮小が可能である。
なお、上述したアクセストランジスタのゲート電極同士のコンタクトの共有化については、実施例１のようにトランジスタを配置した場合にも適用できる。例えば、図２のアクセストランジスタＱｎ１１のゲート電極からゲート配線を図の右斜め上方向に延在させ、そのゲート配線を、Ｑｎ１１の右斜め上に配置されたアクセストランジスタのゲート電極から左斜め下方向に延在させたゲート配線と接続し、接続されたゲート配線上でコンタクトを共有するように構成してもよい。このように、隣接したメモリセルのアクセストランジスタについて、ゲート電極同士を隣接して配置するように構成しさえすれば、ワード線へのコンタクトを共有化することは可能である。
また、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成の一例として、各配線が接触すべきでないコンタクトと接触しないように、ノード接続配線（Ｎａ２、Ｎｂ２）を下位の層で、ワード線（WＬ２）を中位の層で、ビット線の配線（ＢＬ２、ＢＬＢ２）、電源電位の配線（Ｖｃｃ２）及び接地電位の配線（Ｖｓｓ２ａ、Ｖｓｓ２ｂ）を上位の層で配線する構成が実現可能である。
これ以外の構成に関しては実施例１と同一であるので説明を省略する。
【００４３】
[実施例３]
図１８に本実施例のＳＲＡＭレイアウトを示す。本実施例において実施例２と異なる点は、ドライバトランジスタを形成する柱状シリコン層の形状が異なる点である。６Ｔ−ＳＲＡＭにおいては、通常読み出し時の動作マージンを確保するために、通常アクセストランジスタよりドライバトランジスタのドレイン電流を大きく設定することが多い。プレーナー型トランジスタの場合にはドライバトランジスタの拡散層幅をアクセストランジスタの拡散層幅より大きくすることによりドレイン電流を増加させることができるが、ＳＧＴを用いた場合には柱状シリコン層の直径を大きくして、ドライバトランジスタを形成する柱状シリコン層の側壁の周囲長を、アクセストランジスタを形成する柱状シリコン層の側壁の周囲長以上にすることによりドレイン電流を増加させることができる。図１８のようにドライバトランジスタを形成する柱状シリコン層の直径を他の柱状シリコン層より大きくすることにより、読み出しマージンを改善することができる。ただし、柱状シリコン層の寸法を大きくするとショートチャネル効果が発生しやすくなるため、注意が必要である。なお、柱状シリコン層の形状は円形のみでなく、楕円形や長方形などの形状にすることによって柱状シリコン層の周囲長を長くしてもよい。
また、動作速度を上げるためにアクセストランジスタの直径を大きくしてアクセストランジスタのドレイン電流値を増加させたり、書き込みマージンを改善するためにロードトランジスタの直径を小さくしてロードトランジスタのドレイン電流を他のトランジスタに比べて相対的に低下させたりするなど、ロードトランジスタを形成する柱状シリコン層の側壁の周囲長を、アクセストランジスタを形成する柱状シリコン層の側壁の周囲長以下にしてもよい。このように、アクセストランジスタ、ドライバトランジスタ、ロードトランジスタのそれぞれの形状を変更することにより、各種ＳＲＡＭ特性を調整することができる。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成は、一例として、上記実施例２と同様の構成が実現可能である。
これ以外の点に関しては実施例２に示す構成と同一であるので説明を省略する。
【００４４】
[実施例４]
図１９に本実施例のＳＲＡＭセルレイアウトを示す。本実施例において実施例２と異なる点は、本実施例においては記憶ノードである基板上の拡散層とゲート配線が両者にまたがって形成される共通のコンタクトによって接続される点である。図１９を参照すると、記憶ノードＱａ４である基板上の拡散層と、ドライバトランジスタＱｎ４４およびロードトランジスタＱｐ２４のゲート電極より延在するゲート配線は両者にまたがって形成される共通のコンタクト３１０ａにより接続され、記憶ノードＱｂ４である基板上の拡散層と、ドライバトランジスタＱｎ３４およびロードトランジスタＱｐ１４のゲート電極より延在するゲート配線は両者にまたがって形成される共通のコンタクト３１０ｂにより接続される。上記のようにゲートと記憶ノードを配線層ではなくコンタクトで接続することによって、ＳＲＡＭセル内におけるコンタクトの数を減らすことができるので、柱状シリコン層やコンタクトの配置を調整することによりセル面積を縮小することができる。特に、ピラー上に形成されるコンタクトと上記共通のコンタクト（３１０ａ、３１０ｂ）を異なるリソグラフィー及びエッチング工程にて形成することによりセル面積の縮小が可能である。この場合、共通のコンタクト３１０ａを４個のピラー上コンタクト（３０６ａ、３０８ｂ、３０９ａ、３０９ｂ）の中央付近に配置し、共通のコンタクト３１０ｂを４個のピラー上コンタクト（３０６ｂ、３０８ａ、３０９ａ、３０９ｂ）の中央付近に配置することにより、ピラー上コンタクトと共通のコンタクト間のスペースを同一工程により形成可能な最小スペースより小さくすることができ、セル面積を縮小することができる。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層、すなわち、コンタクト３１０ａ及びコンタクト３１０ｂより上位の層に配置される。
これ以外の点に関しては実施例２に示す構成と同一であるので説明を省略する。
【００４５】
[実施例５]
図２０に本実施例のＳＲＡＭセルレイアウトを示す。本実施例において実施例２と異なる点は、ドライバトランジスタとロードトランジスタの配置が入れ替わっている点である。本実施例においてはドライバトランジスタとロードトランジスタが入れ替わったために、記憶ノードである基板上の拡散層を横切るＮ＋注入領域とＰ＋注入領域（４２５ａ、４２５ｂ）の境界が一箇所しか存在しない。このため、Ｎ＋注入領域とＰ＋注入領域の境界付近において重ね合わせマージンを確保しなければならない箇所は一箇所しかないため、ＳＲＡＭセルの縦方向の長さを縮小することが可能である。ただし、実施例１のレイアウトのように、Ｎ＋注入領域およびＰ＋注入領域は単純なライン＆スペースではなく、Ｐ＋注入領域（４２５ａ、４２５ｂ）は長方形の溝パターンでありＮ＋注入領域はＰ＋注入領域（４２５ａ、４２５ｂ）を反転させたパターンになる。このため、注入領域をパターニングするにあたっては正確なレジストパターンの制御が要求される。
本実施例においてはドライバトランジスタとロードトランジスタの配置を入れ替えたことに伴い、電源配線（Ｖｃｃ５ａ、Ｖｃｃ５ｂ）と接地配線Ｖｓｓ５の配置を実施例２の場合と入れ替えている。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成は、一例として、上記実施例２と同様の構成が実現可能である。
これ以外の点に関しては実施例２に示す構成と同一であるので説明を省略する。
【００４６】
[実施例６]
図２１に本実施例のＳＲＡＭセルレイアウトを示す。本実施例において実施例２と異なる点は、ＳＲＡＭを構成する各トランジスタの配列が異なっている点である。本実施例においてはトランジスタの配列を変えたために、記憶ノードである基板上の拡散層を横切るＮ＋注入領域５２４とＰ＋注入領域５２５の境界線が一箇所しかない。このため、Ｎ＋注入領域とＰ＋注入領域の境界付近における重ね合わせマージンを確保しなければならない箇所は一箇所しかないため、ＳＲＡＭセルの縦方向の長さを縮小することが可能である。さらに実施例１と同様にＮ＋注入領域５２４およびＰ＋注入領域５２５は単純なライン＆スペースにより形成される。このため、Ｎ＋注入領域とＰ＋注入領域の境界付近の寸法のマージンを最小に抑えることができるため、実施例５の場合よりさらにＳＲＡＭセルの縦方向の長さの縮小が可能になる。また、アクセストランジスタとなる（Ｑｎ１６、Ｑｎ２６）が隣接しているため、これらのゲート電極に形成されるコンタクトを共通化することができる。
図２１に示されるように、基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノード５０２ａと、ドライバトランジスタＱｎ４６およびロードトランジスタＱｐ２６のゲート電極より延在するゲート配線が共通のコンタクト５１０ａにより接続され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノード５０２ｂ上に形成されるコンタクト５１０ｂは第１層配線であるノード接続配線Ｎｂ６によりコンタクト５１１ａと接続される。このように本実施例においては、ＳＲＡＭセルの配線方法が左右非対称であるため、ＳＲＡＭ特性も左右で非対称となる可能性がある。ＳＲＡＭ特性が左右非対称になると、ＳＲＡＭの動作マージンを劣化させるため、本実施例においては、ＳＲＡＭ特性の非対称性に注意する必要がある。
本実施例においては、これまでの実施例とは異なりワード線ＷＬ６が横方向に配線され、ビット線（ＢＬ8、ＢＬＢ8）は縦方向に配線される。また、２個のドライバトランジスタ（Ｑｎ３６，Ｑｎ４６）と２個のロードトランジスタ（Ｑｐ１６、Ｑｐ２６）が同一列上に形成されているため、単純なレイアウトにて電源配線Ｖｃｃ６および接地配線Ｖｓｓ６に接続することができる。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成の一例として、ノード接続配線（Ｎａ６、Ｎｂ６）を下位の層で、ワード線（WＬ６）、電源電位の配線（Ｖｃｃ６）及び接地電位の配線（Ｖｓｓ６）を中位の層で、ビット線の配線（ＢＬ６、ＢＬＢ６）を上位の層で配線する構成が実現可能である。
【００４７】
[実施例７]
図２２に本実施例のＳＲＡＭセルレイアウトを示す。本実施例においては柱状半導体が最密充填に配置されるように６方格子状に配列されている点で他の実施例とは異なる。このように柱状半導体を配置することにより柱状半導体を最も小さい面積にバランスよく配置することができ、小さいＳＲＡＭセル面積を設計することができる。各トランジスタの配列は図２２のものに限らず、他の配列にしてもよい。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成は、一例として、上記実施例２と同様の構成が実現可能である。
【００４８】
[実施例８]
図２３に本実施例のセルレイアウトを示す。ＳＲＡＭセルアレイ内においては図２３に示したユニットセルが繰り返し配置されている。図２４ａ、ｂ、ｃ及びｄに図２３のレイアウト図のカットラインＡ−Ａ’、B−B’、C−C’及びＤ−Ｄ’における断面構造をそれぞれ示す。
【００４９】
まず図２３および図２４を参考にして本発明のレイアウトについて説明する。
本実施例においては記憶ノードである基板上の拡散層のレイアウトがＬ字型となっている点において他の実施例と異なる。記憶ノードである基板上の拡散層のパターニングに関しては他の実施例のように長方形であるほうが容易である。しかし、本実施例においては実施例５および実施例６と同様に記憶ノードを横切るＮ＋注入領域（７２４ａ、７２４ｂ）とＰ＋注入領域７２５の境界線が一箇所しかなく、さらにＮ＋注入領域（７２４ａ、７２４ｂ）およびＰ＋注入領域７２５を形成するパターンは単純なライン＆スペースにより形成される。このため、Ｎ＋注入領域（７２４ａ、７２４ｂ）とＰ＋注入領域７２５の境界付近の寸法のマージンを最小に抑えることができるため、小さい面積のＳＲＡＭセルを設計することができる。
本実施例においては、ワード線ＷＬ８が横方向に配線され、ビット線（ＢＬ８、ＢＬＢ８）は縦方向に配線される。ビット線から接続されるアクセストランジスタのゲートへのコンタクト（７０７ａ、７０７ｂ）は図には示されていないが、横方向に隣接するメモリセルと共通化することができる。記憶ノードＱａ７の基板上の拡散層と、ドライバトランジスタＱｎ４８およびロードトランジスタＱｐ２８のゲート電極より延在するゲート配線は両者にまたがって形成される共通のコンタクト７１０ａにより接続され、記憶ノードＱｂ７の基板上の拡散層と、ドライバトランジスタＱｎ３８およびロードトランジスタＱｐ１８のゲート電極より延在するゲート配線は両者にまたがって形成されるコンタクト７１０ｂにより接続される。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層、すなわち、コンタクト７０７ａ及びコンタクト７０７ｂより上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成の一例として、ノード接続配線を下位の層で、ワード線（WＬ８）及び接地電位の配線（Ｖｓｓ８ａ、Ｖｓｓ８ｂ）を中位の層で、ビット線の配線（ＢＬ８、ＢＬＢ８）及び電源電位の配線（Ｖｃｃ８）を上位の層で配線する構成が実現可能である。
【００５０】
続いて、図２４の断面構造を参照して本発明のＳＲＡＭの構造について説明する。
図２４（ａ）に示されるように、基板に第１のウェル７０１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離７０２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ａが形成されており、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ｂおよびＰ＋ドレイン拡散層７０４ｂがそれぞれ形成されている。また、第１のウェル７０１ａと同一の導電型を持つＰ＋拡散層７０４ｂは基板へのリークを抑制するために、第１のウェル７０１ａと異なる導電型を持つ第３のウェル７０１ｃであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれる。
ドレイン拡散層（７０３ａ、７０３ｂ、７０４ｂ）表面にはシリサイド層（７１３ａ、７１３ｂ）が形成されており、Ｎ＋拡散層７０３ｂとＰ＋拡散層７０４ｂは、図には示されていないが、シリサイド層７１３ｂにより接続されている。Ｎ＋ドレイン拡散層７０３ａ上にアクセストランジスタＱｎ１８を構成する柱状シリコン層７２１ａが形成され、Ｐ＋ドレイン拡散層７０４ｂ上にロードトランジスタＱｐ２８を構成する柱状シリコン層７２３ｂが形成され、Ｎ＋ドレイン拡散層７０３ｂ上にドライバトランジスタＱｎ４８を構成する柱状シリコン層７２２ｂが形成される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にはゲート絶縁膜７１７およびゲート電極７１８が形成されている。柱状シリコン層上部にはソース拡散層（７１４、７１６）が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層７１５が形成されている。アクセストランジスタＱｎ１８上に形成されるコンタクト７０６ａはビット線ＢＬ８に接続され、アクセストランジスタＱｎ１８のゲート電極より延在するゲート配線７１８ａ上に形成されるコンタクト７０７ａはワード線ＷＬ８に接続され、ロードトランジスタＱｐ２８上に形成されるコンタクト７０８ｂは電源電位配線Ｖｃｃ８に接続され、ドライバトランジスタＱｎ４８上に形成されるコンタクト７０９ｂは接地電位配線Ｖｓｓ８に接続され、ロードトランジスタＱｐ２８およびドライバトランジスタＱｎ４８のゲート電極はそれぞれのゲート電極より延在するゲート配線７１８ｄにより互いに接続される。
【００５１】
図２４（ｂ）に示されるように、基板に第１のウェル７０１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離７０２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ａが形成され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ｂが形成され、Ｎ＋ドレイン拡散層上にはシリサイド層（７１３ａ、７１３ｂ）が形成されている。ドレイン拡散層７０３ａおよびゲート配線７１８ｆは両者にまたがって形成される共通のコンタクト７１０ａによって接続され、ドレイン拡散層７０３ｂおよびゲート配線７１８ｅは両者にまたがって形成される共通のコンタクト７１０ｂによって接続される。
【００５２】
図２４（ｃ）に示されるように、基板に第１のウェル７０１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離７０２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ａが形成され、Ｎ＋ドレイン拡散層７０３ａ表面にシリサイド層７１３ａが形成されている。Ｎ＋ドレイン拡散層７０３ａ上にアクセストランジスタＱｎ１８を構成する柱状シリコン層７２１ａ、およびドライバトランジスタＱｎ３８を構成する柱状シリコン層７２２ａが形成される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にゲート絶縁膜７１７およびゲート電極７１８が形成されている。柱状シリコン層上部にはＮ＋ソース拡散層７１４が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層７１５が形成されている。アクセストランジスタＱｎ１８上に形成されるコンタクト７０６ａはビット線ＢＬ８に接続され、ドライバトランジスタＱｎ３８上に形成されるコンタクト７０９ａは配線層を通して接地電位配線Ｖｓｓ８に接続される。
【００５３】
図２４（ｄ）に示されるように、基板に第１のウェル７０１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離７０２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ａが形成され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ｂが形成される。また、第１のウェル７０１ａと同一の導電型を持つＰ＋拡散層７０４ａは基板へのリークを抑制するために、第１のウェル７０１ａと異なる導電型を持つ第２のウェル７０１ｂであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれ、第１のウェル７０１ａと同一の導電型を持つＰ＋拡散層７０４ｂは基板へのリークを抑制するために、第１のウェル７０１ａと異なる導電型を持つ第３のウェル７０１ｃであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれる。ドレイン拡散層７０４ｂ上にはロードトランジスタＱｐ２８を構成する柱状シリコン層７２３ｂが形成され、ドレイン拡散層７０４ａ上にはロードトランジスタＱｐ１８を構成する柱状シリコン層７２３ａが形成される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にゲート絶縁膜７１７およびゲート電極７１８が形成され、それぞれの柱状シリコン層上部にはＰ＋ソース拡散層７１６が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層７１５が形成されている。ロードトランジスタＱｐ２８およびロードトランジスタＱｐ１８上に形成されるコンタクト（７０８ｂ、７０８ａ）は電源電位配線Ｖｃｃ８に接続される。
【００５４】
本実施例においてもこれまでの実施例と同様に、基板上の記憶ノードに形成されるＮ＋ドレイン拡散層とＰ＋ドレイン拡散層が各々の拡散層表面に形成されるシリサイド層で直接接続されることにより、アクセストランジスタ、ドライバトランジスタ、およびロードトランジスタのドレイン拡散層は共通化され、ＳＲＡＭの記憶ノードとして機能している。このため、通常プレーナー型トランジスタで必要となるＮ＋ソースドレイン拡散層とＰ＋ソースドレイン拡散層とを分離するための素子分離が必要なくなり、ＳＲＡＭの２つの記憶ノードを分離するだけの素子分離だけで十分であるため、非常に小さいＳＲＡＭセル面積を実現することができる。
【００５５】
以上説明したように、本発明によれば６個のＭＯＳトランジスタを用いて構成されたスタティック型メモリセルにおいて、前記ＭＯＳトランジスタがドレイン、ゲート、ソースが垂直方向に配置されたＳＧＴで形成され、基板に第１のウェルが形成され、基板上に形成されるＮ＋ソース拡散層とＰ＋ソース拡散層がそれらの表面に形成されるシリサイド層により直接接続され、第１のウェルと同一の導電型を持つドレイン拡散層の各々を第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅い第２及び第３のウェルによって囲むことにより、ＳＲＡＭの記憶ノードとして機能する。このため、通常プレーナー型トランジスタで必要となるＮ＋ソースドレイン拡散層とＰ＋ソースドレイン拡散層とを分離するための素子分離が必要なくなり、素子分離としては、ＳＲＡＭの２つの記憶ノードを分離するだけで十分であるため、非常に小さいメモリセル面積を持つＣＭＯＳ型６Ｔ−ＳＲＡＭを実現することができる。
【符号の説明】
【００５６】
Ｑａ、Ｑａ２、Ｑａ３、Ｑａ４、Ｑａ５、Ｑａ６、Ｑａ７：第１の記憶ノード
Ｑｂ、Ｑｂ２、Ｑｂ３、Ｑｂ４、Ｑｂ５、Ｑｂ６、Ｑｂ７：第２の記憶ノード
１ａ、１０１ａ、２０１ａ、３０１ａ、４０１ａ、５０１ａ、６０１ａ、７０１ａ：第１のウェル
１ｂ、７０１ｂ：第２のウェル
１ｃ、７０１ｃ：第３のウェル
２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２：素子分離
３ａ、１０３ａ、２０３ａ、３０３ａ、４０３ａ、５０３ａ、６０３ａ、７０３ａ、３ｂ、１０３ｂ、２０３ｂ、３０３ｂ、４０３ｂ、５０３ｂ、６０３ｂ、７０３ｂ：Ｎ＋ドレイン拡散層
４ａ、１０４ａ、２０４ａ、３０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、７０４ａ、４ｂ、１０４ｂ、２０４ｂ、３０４ｂ、４０４ｂ、５０４ｂ、６０４ｂ、７０４ｂ：Ｐ＋ドレイン拡散層
５ａ、１０５ａ、２０５ａ、３０５ａ、４０５ａ、５０５ａ、６０５ａ、５ｂ、１０５ｂ、２０５ｂ、３０５ｂ、４０５ｂ、５０５ｂ、６０５ｂ：Ｎ＋ドレイン拡散層
６ａ、１０６ａ、２０６ａ、３０６ａ、４０６ａ、５０６ａ、６０６ａ、７０６ａ、６ｂ、１０６ｂ、２０６ｂ、３０６ｂ、４０６ｂ、５０６ｂ、６０６ｂ、７０６ｂ：アクセストランジスタソース拡散層上コンタクト
７ａ、１０７ａ、２０７ａ、３０７ａ、４０７ａ、５０７ａ、６０７ａ、７０７ａ、７ｂ、１０７ｂ、２０７ｂ、３０７ｂ、４０７ｂ、５０７ｂ、６０７ｂ、７０７ｂ：アクセストランジスタワード配線上コンタクト
８ａ、１０８ａ、２０８ａ、３０８ａ、４０８ａ、５０８ａ、６０８ａ、７０８ａ、８ｂ、１０８ｂ、２０８ｂ、３０８ｂ、４０８ｂ、５０８ｂ、６０８ｂ、７０８ｂ：ロードトランジスタソース拡散層上コンタクト
９ａ、１０９ａ、２０９ａ、３０９ａ、４０９ａ、５０９ａ、６０９ａ、７０９ａ、９ｂ、１０９ｂ、２０９ｂ、３０９ｂ、４０９ｂ、５０９ｂ、６０９ｂ、７０９ｂ：ドライバトランジスタソース拡散層上コンタクト
１０ａ、１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ、６１０ａ、７１０ａ、１０ｂ、１１０ｂ、２１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ、５１０ｂ、６１０ｂ、７１０ｂ：ドレイン拡散層上コンタクト
１１ａ、１１１ａ、２１１ａ、３１１ａ、４１１ａ、５１１ａ、６１１ａ、７１１ａ、１１ｂ、１１１ｂ、２１１ｂ、３１１ｂ、４１１ｂ、５１１ｂ、６１１ｂ、７１１ｂ：ゲート配線上コンタクト
１３ａ、１３ｂ、１５、７１３ａ、７１３ｂ、７１５：シリサイド層
１４、７１４：Ｎ＋ソース拡散層
１６、７１６：Ｐ＋ソース拡散層
１７、７１７：ゲート絶縁膜
１８、７１８：ゲート電極
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、７１８ａ、７１８ｄ、７１８ｅ、１８ｆ、：ゲート配線
１９：シリコン窒化膜マスク
２１ａ、２１ｂ、７２１ａ、７２１ｂ：アクセストランジスタ柱状シリコン層
２２ａ、２２ｂ、７２２ａ、７２２ｂ：ドライバトランジスタ柱状シリコン層
２３ａ、２３ｂ、７２３ａ、７２３ｂ：ロードトランジスタ柱状シリコン層
２４ａ、１２４ａ、２２４ａ、３２４ａ、５２４、７２４ａ、２４ｂ、１２４ｂ、２２４ｂ、３２４ｂ、７２４ｂ：Ｎ＋注入領域
２５、１２５、２２５、３２５、４２５ａ、４２５ｂ、５２５、６２５ａ、６２５ｂ、７２５：Ｐ＋注入領域
３３：レジスト
３４：シリコン窒化膜等の絶縁膜
Ｑａ、Ｑｂ：記憶ノード
Ｑｎ１１、Ｑｎ２１、Ｑｎ１２、Ｑｎ２２、Ｑｎ１３、Ｑｎ２３、Ｑｎ１４、Ｑｎ２４、Ｑｎ１５、Ｑｎ２５、Ｑｎ１６、Ｑｎ２６、Ｑｎ１７、Ｑｎ２７、Ｑｎ１８、Ｑｎ２８：アクセストランジスタ
Ｑｎ３１、Ｑｎ４１、Ｑｎ３２、Ｑｎ４２、Ｑｎ３３、Ｑｎ４３、Ｑｎ３４、Ｑｎ４４、Ｑｎ３５、Ｑｎ４５、Ｑｎ３６、Ｑｎ４６、Ｑｎ３７、Ｑｎ４７、Ｑｎ３８、Ｑｎ４８：ドライバトランジスタ
Ｑｐ１１、Ｑｐ２１、Ｑｐ１２、Ｑｐ２２、Ｑｐ１３、Ｑｐ２３、Ｑｐ１４、Ｑｐ２４、Ｑｐ１５、Ｑｐ２５、Ｑｐ１６、Ｑｐ２６、Ｑｐ１７、Ｑｐ２７、Ｑｐ１８、Ｑｐ２８：ロードトランジスタ
ＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３、ＢＬ４、ＢＬ５、ＢＬ６、ＢＬ７、ＢＬ８、ＢＬＢ１、ＢＬＢ２、ＢＬＢ３、ＢＬＢ４、ＢＬＢ５、ＢＬＢ６、ＢＬＢ７、ＢＬＢ８：ビット線
ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３、ＷＬ４、ＷＬ５、ＷＬ６、ＷＬ７、ＷＬ８：ワード線
Ｖｃｃ１、Ｖｃｃ２、Ｖｃｃ３、Ｖｃｃ４、Ｖｃｃ５ａ、Ｖｃｃ５ｂ、Ｖｃｃ６、Ｖｃｃ７、Ｖｃｃ８：電源線
Ｖｓｓ１ａ、Ｖｓｓ１ｂ、Ｖｓｓ２ａ、Ｖｓｓ２ｂ、Ｖｓｓ３ａ、Ｖｓｓ３ｂ、Ｖｓｓ４ａ、Ｖｓｓ４ｂ、Ｖｓｓ５、Ｖｓｓ６、Ｖｓｓ７ａ、Ｖｓｓ７ｂ、Ｖｓｓ８ａ、Ｖｓｓ８ｂ：接地線
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体記憶装置に関し、特にＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）からなる半導体記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の高集積化、高性能化を実現するため、半導体基板の表面に柱状半導体を形成し、その側壁に柱状半導体層を取り囲むように形成されたゲートを有する縦型ゲートトランジスタであるＳＧＴ（Ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ Ｇａｔｅ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が提案された（例えば、特許文献１：特開平２−１８８９６６）。ＳＧＴではドレイン、ゲート、ソースが垂直方向に配置されるため、従来のプレーナー型トランジスタに比べて占有面積を大幅に縮小することができる。
【０００３】
ＳＧＴを用いてＬＳＩ（大規模集積回路）を構成する場合、それらのキャッシュ用メモリとしてＳＧＴの組み合わせで構成されるＳＲＡＭを用いることが必須である。近年、ＬＳＩに搭載されるＳＲＡＭに対する大容量化の要求は非常に強いため、ＳＧＴを用いた場合にも小さいセル面積を持つＳＲＡＭを実現することが必須である。
【０００４】
特許文献２（特開平７−９９３１１）の実施例に示された、ＳＧＴを用いて設計された６個のトランジスタにより構成されるＣＭＯＳ型６Ｔ−ＳＲＡＭの平面図を図２５（ａ）に断面図を図２５（ｂ）に示す。これらの図を参考にして、上記ＳＲＡＭについて説明する。ビット線（８０１ａ、８０１ｂ）はＮ＋拡散層で形成され、接地配線ＧＮＤはＮ＋拡散層８０２で形成され、電源配線ＶｃｃはＰ＋拡散層８０３で形成される。これらの拡散層の上にメモリセルにアクセスするためのアクセストランジスタ（８１０ａ、８１０ｂ）、メモリセルを駆動するためのドライバトランジスタ（８１１ａ、８１１ｂ）、メモリセルに電荷を供給するロードトランジスタ（８１２ａ、８１２ｂ）を構成する柱状シリコン層が形成される。これらの柱状シリコン層を取り囲むようにゲート（８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃ、８０４ｄ）が形成される。記憶ノードは配線層（８０７ａ、８０７ｂ）より構成される。上記ＳＲＡＭセルにおいては、ＳＲＡＭを構成する各トランジスタは柱状シリコン層上に縦方向にソース、ゲート、ドレインが形成されているため、小さいＳＲＡＭセルを設計することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１８８９６６
【特許文献２】特開平７−９９３１１（第５１項、図７５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記ＳＲＡＭセルにおいては、実際には以下のような問題点がある。
特許文献２のＳＲＡＭにおいては、ＳＲＡＭセルアレイ内に形成される電源配線８０３および接地配線８０２が最小寸法程度に形成される場合には小さいセル面積を実現することが可能であるが、上記電源配線８０３および接地配線８０２はそれぞれＰ＋拡散層およびＮ＋拡散層によって形成されているため、これらが最小寸法程度に形成される場合には非常に高抵抗になり、ＳＲＡＭを安定動作させることは不可能である。逆にＳＲＡＭを安定動作させるために電源配線８０３および接地配線８０２の寸法を大きくすると、ＳＲＡＭセル面積が増加してしまう。
【０００７】
本発明は上記の事情を鑑みてなされたもので、ＳＧＴを用いたＣＭＯＳ型６Ｔ−ＳＲＡＭにおいて面積の小さいＳＲＡＭセルを実現するとともに、十分な動作マージンを持つＳＲＡＭセルを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、６個のＭＯＳトランジスタが基板上に配列されたスタティック型メモリセルを備えた半導体記憶装置であって、
前記６個のＭＯＳトランジスタの各々は、
ソース拡散層、ドレイン拡散層及び柱状半導体層が、基板上に垂直方向に階層的に配置され、前記柱状半導体層は前記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層の間に配置され、前記柱状半導体層の側壁にゲートが形成されており、
メモリにアクセスするための第１及び第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタと、メモリセルのデータを保持するために記憶ノードを駆動する第１及び第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタと、メモリセルのデータを保持するために電荷を供給する第１及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタとして機能し、
第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
基板には第１のウェルが形成され、
第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第１のＰＭＯＳのロードトランジスタにおいてデータを保持する第１の記憶ノードとして機能する各々の第１の拡散層を前記基板上に配置し、前記各々の第１の拡散層の表面に形成された第１のシリサイド層を介して前記各々の第１の拡散層を相互に接続し、
前記各々の第１の拡散層において第１のウェルと同一の導電型を持つ第1の拡散層は、第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅く形成され、第1のウェル上に配置される第２のウェルに囲まれ、
第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタにおいてデータを保持する第２の記憶ノードとして機能する各々の第２の拡散層を前記基板上に配置し、前記各々の第２の拡散層の表面に形成された第２のシリサイド層を介して前記各々の第２の拡散層を相互に接続し、
前記各々の第２の拡散層において第１のウェルと同一の導電型を持つ第２の拡散層は、第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅く形成され、第1のウェル上に配置される第３のウェルに囲まれていることを特徴とする半導体記憶装置が提供される。
【０００９】
本発明の好ましい態様では、前記半導体装置において、前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在するゲート配線が共通のコンタクトにより接続され、第２の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在するゲート配線が共通のコンタクトにより接続される。また、別の態様では、前記半導体装置において、前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在する各々のゲート配線が、前記第２の記憶ノードとして機能する拡散層と共通のコンタクトにより接続され、前記第２の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在する各々のゲート配線が、前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層と共通のコンタクトにより接続される。
【００１０】
本発明の別の好ましい態様では、前記半導体装置において、ドライバトランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長は、アクセストランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長以上の値を持ち、
又はロードトランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長は、アクセストランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長以下の値を持つ。
【００１１】
また、本発明の別の好ましい態様では、前記半導体装置において、第１及び第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタのゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクトの少なくとも１つが、隣接するメモリセルのＮＭＯＳのアクセストランジスタのゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクトと共有化される。
【００１２】
更なる本発明の別の好ましい態様では、前記半導体装置において、前記柱状半導体層は、六方格子状に形成される。
また、本発明によれば、前記半導体装置において、前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは１行２列目に配列される。
【００１３】
また、前記半導体装置において、前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行２列目に配列される。
【００１４】
また、前記半導体装置において、前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行２列目に配列される。
【００１５】
また、前記半導体装置において、前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に２行３列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行２列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは２行３列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは１行３列目に配列される。
【００１６】
また、本発明の別の好ましい態様では、前記半導体装置において、前記柱状半導体上に形成されるコンタクトと、それ以外のコンタクトが異なるエッチング工程において形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭを示す等価回路である。
【図２】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図３ａ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図３ｂ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図３ｃ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図３ｄ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図４ａ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図４ｂ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図４ｃ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図４ｄ】本発明の第１の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図５ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図５ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図６ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図６ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図７ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図７ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図８ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図８ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図９ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図９ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１０ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１０ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１１ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１１ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１２ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１２ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１３ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１３ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１４ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１４ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１５ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１５ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１６ａ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１６ｂ】本発明の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図１７】本発明の第２の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図１８】本発明の第３の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図１９】本発明の第４の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図２０】本発明の第５の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図２１】本発明の第６の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図２２】本発明の第７の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図２３】本発明の第８の実施例のＳＲＡＭ平面図である。
【図２４ａ】本発明の第８の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図２４ｂ】本発明の第８の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図２４ｃ】本発明の第８の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図２４ｄ】本発明の第８の実施例のＳＲＡＭの断面図である。
【図２５ａ】従来のＳＲＡＭを示す平面図および断面図である。
【図２５ｂ】従来のＳＲＡＭを示す平面図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[実施例１]
図１に本発明に用いたＣＭＯＳ型６Ｔ−ＳＲＡＭのメモリセルの等価回路図を示す。図１において、ＢＬ１およびＢＬＢ１はビット線、ＷＬ１はワード線、Ｖｃｃ１は電源電位、Ｖｓｓ１は接地電位、Ｑｎ１１およびＱｎ２１はメモリセルにアクセスするためのアクセストランジスタ、Ｑｎ３１およびＱｎ４１はメモリセルを駆動するドライバトランジスタ、Ｑｐ１１およびＱｐ２１はメモリセルに電荷を供給するロードトランジスタ、ＱａおよびＱｂはデータを記憶するための記憶ノードを示している。
【００１９】
以下に図１のメモリセルの動作の一例として、記憶ノードＱａに“Ｌ”のデータが、記憶ノードＱｂに“Ｈ”のデータが記憶されている場合の読み出し動作について説明する。読み出しを行う場合には、ビット線ＢＬ１およびＢＬＢ１が“Ｈ”電位にプリチャージされる。プリチャージ完了後にワード線ＷＬ１が“Ｈ”になることでデータの読み出しが開始する。このとき、アクセストランジスタＱｎ１１およびＱｎ２１がオンになり、“Ｈ”になっているビット線ＢＬ１の電位は、記憶ノードＱｂが“Ｈ”電位に近い値であるためドライバトランジスタＱｎ３１がオンになり、アクセストランジスタＱｎ１１から記憶ノードＱａ、ドライバトランジスタＱｎ３１を通してディスチャージされ、“Ｌ”電位に近づく。一方、ビット線ＢＬＢ１の電位は、記憶ノードＱａが“Ｌ”電位に近い値であるためにドライバトランジスタＱｎ４１はオフであり、ディスチャージされず、逆にロードトランジスタＱｐ２１より電荷が供給されるため “Ｈ”電位に近い値のままである。ＢＬ１とＢＬＢ１の電位差がセンスアンプによって増幅できるレベルになった時点で、図には示されていないがビット線に接続されているセンスアンプを起動することで、メモリセルのデータが増幅され出力される。
【００２０】
図２に本発明の第１の実施例におけるＳＲＡＭメモリセルのレイアウト図を示す。ＳＲＡＭセルアレイ内においては図２に示したユニットセルＵＣが繰り返し配置されている。図３ａ、ｂ、ｃ及びｄに、図２のレイアウト図のカットラインＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’及びＤ−Ｄ’における断面構造をそれぞれ示す。
【００２１】
まず図２および図３を参考にして本発明のレイアウトについて説明する。
基板のＳＲＡＭセルアレイ内には第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離２により基板上の拡散層は分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａはＮ＋拡散層（３ａ、５ａ）、Ｐ＋拡散層４ａにより構成され、互いに隣接するＮ＋拡散層とＰ＋拡散層は基板表面に形成されるシリサイド層１３ａによって接続され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂはアクセストランジスタＱｎ２１の下部に形成されるＮ＋拡散層、Ｎ＋拡散層５ｂおよびＰ＋拡散層４ｂにより構成され、互いに隣接するＮ＋拡散層とＰ＋拡散層は各々の拡散層表面に形成されるシリサイド層１３ｂによって接続される。第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌと同一の導電型を持つＰ＋拡散層は基板へのリークを抑制するために、第１のウェルと異なる導電型のＮ−ｗｅｌｌであり、第１のウェルの上に配置される第２のウェル（１ｂ、１ｃ）に囲まれる。第２のウェルは素子分離により各々のＳＲＡＭセルに分離される。
Ｑｎ１１及びＱｎ２１はＮＭＯＳであるメモリセルにアクセスするためのアクセストランジスタ、Ｑｎ３１およびＱｎ４１はＮＭＯＳであるメモリセルを駆動するドライバトランジスタ、Ｑｐ１１およびＱｐ２１はＰＭＯＳであるメモリセルに電荷を供給するロードトランジスタである。
本実施例では、１つのユニットセルＵＣは、基板上に３行２列に配列されたトランジスタを備えている。１列目には、図の上側からアクセストランジスタＱｎ１１、ロードトランジスタＱｐ１１及びドライバトランジスタＱｎ３１がそれぞれ配列されている。なお、Ｑｎ１１、Ｑｐ１１及びＱｎ３１の下位の層に配置される拡散層３ａ、４ａ及び５ａは、第1の記憶ノードＱａとして機能する。また、２列目には、図の上側からドライバトランジスタＱｎ４１、ロードトランジスタＱｐ２１、アクセストランジスタＱｎ２１がそれぞれ配列されている。なお、Ｑｎ４１、Ｑｐ２１及びＱｎ２１の下位の層に配置される拡散層３ｂ、４ｂ及び５ｂは、第２の記憶ノードＱｂとして機能する。本実施例のＳＲＡＭセルアレイは、このような６個のトランジスタを備えたユニットセルＵＣを図の上下方向に連続的に配列することにより構成される。
第１の記憶ノードＱａである基板上の拡散層上に形成されるコンタクト１０ａはノード接続配線Ｎａ１によりドライバトランジスタＱｎ４１およびロードトランジスタＱｐ２１のゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクト１１ｂと接続され、第２の記憶ノードＱｂである基板上の拡散層上に形成されるコンタクト１０ｂはノード接続配線Ｎｂ１によりドライバトランジスタＱｎ３１およびロードトランジスタＱｐ１１のゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクト１１ａと接続される。アクセストランジスタＱｎ１１上部に形成されるコンタクト６ａはビット線ＢＬ１に接続され、アクセストランジスタＱｎ２１上部に形成されるコンタクト６ｂはビット線ＢＬＢ１に接続される。アクセストランジスタＱｎ１１のゲート電極から延在するゲート配線上に形成されるコンタクト７ａおよびアクセストランジスタＱｎ２１のゲート電極から延在するゲート配線上に形成されるコンタクト７ｂはワード線ＷＬ１に接続される。ドライバトランジスタ（Ｑｎ３１、Ｑｎ４１）上部に形成されるコンタクト（８ａ、８ｂ）は接地電位である配線層（Ｖｓｓ１ａ、Ｖｓｓ１ｂ）にそれぞれ接続され、ロードトランジスタ（Ｑｐ１１、Ｑｐ２１）上部に形成されるコンタクト（９ａ、９ｂ）は電源電位である配線層Ｖｃｃ１に接続される。
ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、他のメモリセルの配線と共用するために、望ましくは、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層で接続される。
なお、上記の階層的な配線の構成の一例として、各配線が接触すべきでないコンタクトと接触しないように、ノード接続配線（Ｎａ１）、ノード接続配線（Ｎｂ１）、及び接地電位の配線（Ｖｓｓ１ａ、Ｖｓｓ１ｂ）は、ビット線（ＢＬ１、ＢＬＢ１）及び電源電位の配線（Ｖｃｃ１）より下位の層で配線し、ワード線（ＷＬ１）は、ビット線（ＢＬ１、ＢＬＢ１）及び電源電位の配線（Ｖｃｃ１）より上位の層で配線する構成が実現可能である。
【００２２】
図２にＮ＋注入領域（２４ａ、２４ｂ）およびＰ＋注入領域２５を示す。本実施例のＳＲＡＭセルアレイ領域においてはＮ＋注入領域（２４ａ、２４ｂ）およびＰ＋注入領域２５を形成するパターンは単純なライン＆スペースにより形成される。このため寸法ズレや位置合わせのズレの影響が小さく、Ｎ＋注入領域とＰ＋注入領域の境界付近の寸法のマージンを最小に抑えることができ、図面上で言えば、ＳＲＡＭセルの縦方向の長さ（各ＳＲＡＭセルの接続方向の長さ）の縮小に有効である。
また、本実施例においては、図２のレイアウトに示される記憶ノードやゲート配線の形状が長方形の形状のみで構成されているために、ＯＰＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）によるパターン形状の補正が容易であり、小さいＳＲＡＭセル面積を実現するために適したレイアウトである。
【００２３】
本発明において、ＳＲＡＭを構成する各トランジスタのソースおよびドレインを以下のように定義する。ドライバトランジスタ（Ｑｎ３１、Ｑｎ４１）については、接地電圧に接続される柱状半導体層の上部に形成される拡散層をソース拡散層、柱状半導体層の下部に形成される拡散層をドレイン拡散層と定義する。ロードトランジスタ（Ｑｐ１１、Ｑｐ２１）については、電源電圧に接続される柱状半導体層の上部に形成される拡散層をソース拡散層、柱状半導体層の下部に形成される拡散層をドレイン拡散層と定義する。アクセストランジスタについては、動作状態によっては柱状半導体層の上部に形成される拡散層および下部に形成される拡散層がともにソースまたはドレインになるが、便宜的に柱状半導体層の上部に形成される拡散層をソース拡散層、柱状半導体層の下部に形成される拡散層をドレイン拡散層と定義する。
【００２４】
続いて、図３の断面構造を参照して本発明のＳＲＡＭの構造について説明する。図３ａに示されるように、基板に第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａには不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層３ａが形成され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂには不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層５ｂが形成されている。また、Ｎ＋ドレイン拡散層（３ａ、５ｂ）上にはシリサイド層（１３ａ、１３ｂ）が形成されている。Ｎ＋ドレイン拡散層３ａ上にアクセストランジスタＱｎ１１を構成する柱状シリコン層２１ａが形成され、Ｎ＋ドレイン拡散層３ｂ上にドライバトランジスタＱｎ４１を構成する柱状シリコン層２２ｂが形成される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にはゲート絶縁膜１７およびゲート電極１８が形成されている。柱状シリコン層上部にはＮ＋ソース拡散層１４が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層１５が形成されている。アクセストランジスタＱｎ１１上に形成されるコンタクト６ａはビット線ＢＬ１に接続され、アクセストランジスタＱｎ１１のゲートより延在するゲート配線１８ａ上に形成されるコンタクト７ａはワード線ＷＬ１に接続され、ドライバトランジスタＱｎ４１上に形成されるコンタクト８ｂは接地電位配線Ｖｓｓ１に接続される。
【００２５】
図３ｂに示されるように、基板に第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａには不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層３ａが形成され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂには不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層５ｂが形成されている。また、Ｎ＋ドレイン拡散層上にはシリサイド層（１３ａ、１３ｂ）が形成されている。ドレイン拡散層３ａ上に形成されるコンタクト１０ａはＮ＋ドレイン拡散層３ａとＰ＋ドレイン拡散層４ａの境界上に形成され、記憶ノード接続配線Ｎａ１を通じてドライバトランジスタＱｎ４１およびロードトランジスタＱｐ２１のゲート電極から延在するゲート配線１８ｄ上に形成されるコンタクト１１ｂに接続される。
【００２６】
図３ｃに示されるように、基板に第１のウェルであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａには不純物注入等によりＰ＋ドレイン拡散層４ａが形成され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂには不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層４ｂが形成されている。また、Ｐ＋ドレイン拡散層（４ａ、４ｂ）表面にシリサイド層（１３ａ、１３ｂ）が形成されている。第１のウェルと同一の導電型を持つＰ＋拡散層４ａは基板へのリークを抑制するために、第１のウェルと異なる導電型を持つ第２のウェル１ｂであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれ、第１のウェルと同一の導電型を持つＰ＋拡散層４ｂは基板へのリークを抑制するために、第１のウェルと異なる導電型のＮ−ｗｅｌｌであり、第１のウェルの上に配置される第３のウェル１ｃに囲まれる。
Ｐ＋ドレイン拡散層４ａ上にロードトランジスタＱｐ１１を構成する柱状シリコン層２３ａが形成され、Ｐ＋ドレイン拡散層４ｂ上にロードトランジスタＱｐ２１を構成する柱状シリコン層２３ｂが形成される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にゲート絶縁膜１７およびゲート電極１８が形成されている。柱状シリコン層上部にはＰ＋ソース拡散層１６が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層１５が形成されている。ロードトランジスタ（Ｑｐ１１、Ｑｐ２１）上に形成されるコンタクト（９ａ、９ｂ）はともに配線層を通して電源電位配線Ｖｃｃ１に接続される。
【００２７】
図３ｄに示されるように、基板に第１のウェルであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａには不純物注入等により、Ｎ＋ドレイン拡散層（３ａ、５ａ）およびＰ＋ドレイン拡散層４ａが形成される。ドレイン拡散層上にはシリサイド層１３ａが形成され、シリサイド層１３ａによってＮ＋ドレイン拡散層（３ａ、５ａ）とＰ＋ドレイン拡散層４ａは直接接続されている。このため、Ｎ＋ドレイン拡散層とＰ＋ドレイン拡散層を分離するための素子分離や、Ｎ＋ドレイン拡散層とＰ＋ドレイン拡散層を接続するためのコンタクトを形成する必要がないため、メモリセル面積を縮小できる。第１のウェルと同一の導電型を持つＰ＋拡散層４ａは基板へのリークを抑制するために、第１のウェル１ａと異なる導電型を持つ第２のウェル１ｂであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれる。
Ｎ＋ドレイン拡散層３ａ上にアクセストランジスタＱｎ１１を構成する柱状シリコン層２１ａが形成され、Ｎ＋ドレイン拡散層５ａ上にドライバトランジスタＱｎ３１を構成する柱状シリコン層２２ａが形成され、Ｐ＋ドレイン拡散層４ａ上にロードトランジスタＱｐ１１を構成する柱状シリコン層２３ａが形成される。Ｎ＋ドレイン拡散層３ａとＰ＋ドレイン拡散層４ａとＮ＋ドレイン拡散層５ａは各々の拡散層の表面に形成されたシリサイド層１３ａにより直接接続される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にゲート絶縁膜１７およびゲート電極１８が形成されている。それぞれの柱状シリコン層上部にはソース拡散層が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層１５が形成されている。アクセストランジスタＱｎ１１上に形成されるコンタクト６ａはビット線ＢＬ１に接続され、ドライバトランジスタＱｎ３１上に形成されるコンタクト８ａは電源電位配線Ｖｓｓ１ａに接続され、ロードトランジスタＱｐ１１上に形成されるコンタクト９ａは電源電位配線Ｖｃｃ１に接続される。
ドライバトランジスタＱｎ３１とロードトランジスタＱｐ１１のゲート電極は、それらから延在するゲート配線１８ｃ上で共通のコンタクト１１ａに接続される。コンタクト１１ａは、記憶ノード接続配線Ｎｂ１を通じて記憶ノード２ｂのドレイン拡散層上に形成されるコンタクト１０ｂに接続される。ドレイン拡散層３ａと４ａの境界上に形成されるコンタクト１０ａは記憶ノード接続配線Ｎａ１を通じてドライバトランジスタＱｎ４１およびロードトランジスタＱｐ２１のゲート電極から延在するゲート配線１８ｄ上に形成されるコンタクト１１ｂに接続される。
【００２８】
本発明においては、基板上に形成されるＮ＋ドレイン拡散層とＰ＋ドレイン拡散層が拡散層表面表面に形成されるシリサイド層で直接接続されることにより、アクセストランジスタ、ドライバトランジスタ、およびロードトランジスタのドレイン拡散層は共通化され、ＳＲＡＭの記憶ノードとして機能している。このため、通常プレーナー型トランジスタで必要となるＮ＋ソースドレイン拡散層とＰ＋ソースドレイン拡散層とを分離するための素子分離が必要なくなり、ＳＲＡＭの２つの記憶ノードを分離するだけの素子分離だけで十分であるため、非常に小さいＳＲＡＭセル面積を実現することができる。また、第１のウェルと同一の導電型を持つドレイン拡散層のそれぞれを第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅い第２のウェル及び第３のウェルで囲むことにより、基板へのリークを抑制している。
【００２９】
図４に示されるように、第１のウェル１ａがＮ−ｗｅｌｌであり、Ｎ＋拡散層を第２のウェル１ｂ及び第３のウェル１ｃであるＰ−ｗｅｌｌにより囲む構造においても、同様にＳＲＡＭセルを形成することができる。
【００３０】
以下に本発明の半導体装置を形成するための製造方法の一例を図５〜図１４を参照して説明する。各図において（ａ）は平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ’間の断面図である。
【００３１】
図５に示されるように、基板上にシリコン窒化膜等のマスク１９を成膜する。その後、柱状シリコン層（２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂ）のパターンをリソグラフィーにより形成し、エッチングすることにより柱状シリコン層（２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂ）を形成する。続いて、不純物注入などにより、ＳＲＡＭセルアレイ内に第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌを形成する。
【００３２】
図６に示されるように、素子分離２を形成する。素子分離は、まず溝パターンをエッチングして、シリカなどの塗布やＣＶＤにより溝パターンに酸化膜を埋め込み、余分な基板上の酸化膜をドライエッチやウェットエッチなどにより取り除くことにより形成する。これにより、基板上に第１の記憶ノードＱａおよび第２の記憶ノードＱｂとなる拡散層のパターンが形成される。
【００３３】
図７に示されるように、Ｎ＋注入領域２４ａ、２４ｂおよびＰ＋注入領域２５にそれぞれイオン注入などにより不純物を導入し、基板上に柱状シリコン層下部のドレイン拡散層（３ａ、４ａ、５ａ）を形成する。第１のウェル１ａであるＰ−ｗｅｌｌと同一の導電型を持つＰ＋拡散層４ａは基板へのリークを抑えるために第２のウェル１ｂであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれる。第２のウェル１ｂはＰ＋注入領域２５のマスクを用いて不純物注入などを行うことにより形成することができる。第２のウェルは素子分離により各々のＳＲＡＭセルに分離される。
【００３４】
図８に示されるように、ゲート絶縁膜１７およびゲート導電膜１８を成膜する。ゲート絶縁膜１７は酸化膜やＨｉｇｈ−ｋ膜により形成される。また、ゲート導電膜はポリシリコンは金属膜により形成される。
【００３５】
図９に示されるように、レジスト等３３を用いて、リソグラフィーによりゲート配線パターンを形成する。
【００３６】
図１０に示されるように、レジスト３３をマスクにして、ゲート導電膜１７及びゲート絶縁膜１８をエッチングし、除去する。これによりゲート配線（１８ａ〜８ｄ）が形成される。その後、ピラー上のマスク１９を除去する。
【００３７】
図１１に示されるように、シリコン窒化膜等の絶縁膜を成膜後、エッチバックして、柱状シリコン層の側壁およびゲート電極の側壁をシリコン窒化膜等の絶縁膜３４で覆う構造にする。
【００３８】
図１２に示されるように、Ｎ＋注入領域およびＰ＋注入領域にそれぞれイオン注入などにより不純物を導入し、柱状シリコン層上部のソース拡散層（１４、１６）を形成する。
【００３９】
図１３に示されるように、ＣｏやＮｉなどの金属をスパッタして、熱処理を行うことにより、ソースドレイン拡散層を選択的にシリサイド化して、ドレイン拡散層上のシリサイド層（１３ａ、１３ｂ）および柱状シリコン層上部のソース拡散層上のシリサイド層１５を形成する。
ここで、柱状シリコン層およびゲート電極の側壁を覆っているシリコン窒化膜等の絶縁膜３４により、シリサイド層に起因するドレイン−ゲート間およびソース−ゲート間のショートを抑制することができる。
【００４０】
図１４に示されるように、層間膜であるシリコン酸化膜を形成後にコンタクト（６ａ〜１０ａ、６ｂ〜１０ｂ）を形成する。
【００４１】
コンタクト形成時に図１５に示されるように１回目のリソグラフィー及びエッチングにてピラー上のコンタクトを形成し、図１６に示されるように、２回目のリソグラフィー及びエッチングにて、それ以外のコンタクトを形成することにより、ピラー上のコンタクトとそれ以外のコンタクトの最小間隔を縮小することができ、よりＳＲＡＭセル面積を縮小することができる。
【００４２】
[実施例２]
図１７に本実施例のＳＲＡＭセルレイアウトを示す。本実施例では、ＳＲＡＭセルアレイ内において図１７のユニットセルＵＣの１列目に配列されるトランジスタは、そのユニットセルＵＣの上側又は下側に隣接するメモリセルの２列目に配列されるトランジスタと配置構成が等しく、ユニットセルＵＣの２列目に配列されるトランジスタは、そのユニットセルＵＣの上側又は下側に隣接するメモリセルの１列目に配列されるトランジスタと配置構成が等しい。すなわち、図１７のユニットセルＵＣの一列目に配列されるトランジスタＱｎ１２、Ｑｐ１２、Ｑｎ３２の上側には、二列目に配列されるトランジスタＱｎ４２、Ｑｐ２２、Ｑｎ２２と同じトランジスタが上から順に配列される。したがって、アクセストランジスタＱｎ１２の図面の上側には、アクセストランジスタが隣接して配列されることになり、アクセストランジスタＱ２２の図面の下側にもアクセストランジスタが隣接して配列されることになる。このようにＳＲＡＭセルを配置することで、アクセストランジスタＱｎ１２のゲート電極より延在するゲート配線は、図面の上側に隣接するメモリセルのアクセストランジスタのゲート電極と接続され、ワード線（ＷＬ２）へのコンタクト（１０７ａ、１０７ｂ）をそのゲート配線上で共有することができる。実施例１においてはワード線（ＷＬ２）へのコンタクト（１０７ａ、１０７ｂ）は第１の記憶ノードと第２の記憶ノードとの間に形成されていたが、本実施例においては、上下のＳＲＡＭセルとの境界上に配置されているため、記憶ノード間のスペースを縮小することができ、図面上で言えば、ＳＲＡＭセルの横方向の長さの縮小が可能である。
なお、上述したアクセストランジスタのゲート電極同士のコンタクトの共有化については、実施例１のようにトランジスタを配置した場合にも適用できる。例えば、図２のアクセストランジスタＱｎ１１のゲート電極からゲート配線を図の右斜め上方向に延在させ、そのゲート配線を、Ｑｎ１１の右斜め上に配置されたアクセストランジスタのゲート電極から左斜め下方向に延在させたゲート配線と接続し、接続されたゲート配線上でコンタクトを共有するように構成してもよい。このように、隣接したメモリセルのアクセストランジスタについて、ゲート電極同士を隣接して配置するように構成しさえすれば、ワード線へのコンタクトを共有化することは可能である。
また、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成の一例として、各配線が接触すべきでないコンタクトと接触しないように、ノード接続配線（Ｎａ２、Ｎｂ２）を下位の層で、ワード線（WＬ２）を中位の層で、ビット線の配線（ＢＬ２、ＢＬＢ２）、電源電位の配線（Ｖｃｃ２）及び接地電位の配線（Ｖｓｓ２ａ、Ｖｓｓ２ｂ）を上位の層で配線する構成が実現可能である。
これ以外の構成に関しては実施例１と同一であるので説明を省略する。
【００４３】
[実施例３]
図１８に本実施例のＳＲＡＭレイアウトを示す。本実施例において実施例２と異なる点は、ドライバトランジスタを形成する柱状シリコン層の形状が異なる点である。６Ｔ−ＳＲＡＭにおいては、通常読み出し時の動作マージンを確保するために、通常アクセストランジスタよりドライバトランジスタのドレイン電流を大きく設定することが多い。プレーナー型トランジスタの場合にはドライバトランジスタの拡散層幅をアクセストランジスタの拡散層幅より大きくすることによりドレイン電流を増加させることができるが、ＳＧＴを用いた場合には柱状シリコン層の直径を大きくして、ドライバトランジスタを形成する柱状シリコン層の側壁の周囲長を、アクセストランジスタを形成する柱状シリコン層の側壁の周囲長以上にすることによりドレイン電流を増加させることができる。図１８のようにドライバトランジスタを形成する柱状シリコン層の直径を他の柱状シリコン層より大きくすることにより、読み出しマージンを改善することができる。ただし、柱状シリコン層の寸法を大きくするとショートチャネル効果が発生しやすくなるため、注意が必要である。なお、柱状シリコン層の形状は円形のみでなく、楕円形や長方形などの形状にすることによって柱状シリコン層の周囲長を長くしてもよい。
また、動作速度を上げるためにアクセストランジスタの直径を大きくしてアクセストランジスタのドレイン電流値を増加させたり、書き込みマージンを改善するためにロードトランジスタの直径を小さくしてロードトランジスタのドレイン電流を他のトランジスタに比べて相対的に低下させたりするなど、ロードトランジスタを形成する柱状シリコン層の側壁の周囲長を、アクセストランジスタを形成する柱状シリコン層の側壁の周囲長以下にしてもよい。このように、アクセストランジスタ、ドライバトランジスタ、ロードトランジスタのそれぞれの形状を変更することにより、各種ＳＲＡＭ特性を調整することができる。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成は、一例として、上記実施例２と同様の構成が実現可能である。
これ以外の点に関しては実施例２に示す構成と同一であるので説明を省略する。
【００４４】
[実施例４]
図１９に本実施例のＳＲＡＭセルレイアウトを示す。本実施例において実施例２と異なる点は、本実施例においては記憶ノードである基板上の拡散層とゲート配線が両者にまたがって形成される共通のコンタクトによって接続される点である。図１９を参照すると、記憶ノードＱａ４である基板上の拡散層と、ドライバトランジスタＱｎ４４およびロードトランジスタＱｐ２４のゲート電極より延在するゲート配線は両者にまたがって形成される共通のコンタクト３１０ａにより接続され、記憶ノードＱｂ４である基板上の拡散層と、ドライバトランジスタＱｎ３４およびロードトランジスタＱｐ１４のゲート電極より延在するゲート配線は両者にまたがって形成される共通のコンタクト３１０ｂにより接続される。上記のようにゲートと記憶ノードを配線層ではなくコンタクトで接続することによって、ＳＲＡＭセル内におけるコンタクトの数を減らすことができるので、柱状シリコン層やコンタクトの配置を調整することによりセル面積を縮小することができる。特に、ピラー上に形成されるコンタクトと上記共通のコンタクト（３１０ａ、３１０ｂ）を異なるリソグラフィー及びエッチング工程にて形成することによりセル面積の縮小が可能である。この場合、共通のコンタクト３１０ａを４個のピラー上コンタクト（３０６ａ、３０８ｂ、３０９ａ、３０９ｂ）の中央付近に配置し、共通のコンタクト３１０ｂを４個のピラー上コンタクト（３０６ｂ、３０８ａ、３０９ａ、３０９ｂ）の中央付近に配置することにより、ピラー上コンタクトと共通のコンタクト間のスペースを同一工程により形成可能な最小スペースより小さくすることができ、セル面積を縮小することができる。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層、すなわち、コンタクト３１０ａ及びコンタクト３１０ｂより上位の層に配置される。
これ以外の点に関しては実施例２に示す構成と同一であるので説明を省略する。
【００４５】
[実施例５]
図２０に本実施例のＳＲＡＭセルレイアウトを示す。本実施例において実施例２と異なる点は、ドライバトランジスタとロードトランジスタの配置が入れ替わっている点である。本実施例においてはドライバトランジスタとロードトランジスタが入れ替わったために、記憶ノードである基板上の拡散層を横切るＮ＋注入領域とＰ＋注入領域（４２５ａ、４２５ｂ）の境界が一箇所しか存在しない。このため、Ｎ＋注入領域とＰ＋注入領域の境界付近において重ね合わせマージンを確保しなければならない箇所は一箇所しかないため、ＳＲＡＭセルの縦方向の長さを縮小することが可能である。ただし、実施例１のレイアウトのように、Ｎ＋注入領域およびＰ＋注入領域は単純なライン＆スペースではなく、Ｐ＋注入領域（４２５ａ、４２５ｂ）は長方形の溝パターンでありＮ＋注入領域はＰ＋注入領域（４２５ａ、４２５ｂ）を反転させたパターンになる。このため、注入領域をパターニングするにあたっては正確なレジストパターンの制御が要求される。
本実施例においてはドライバトランジスタとロードトランジスタの配置を入れ替えたことに伴い、電源配線（Ｖｃｃ５ａ、Ｖｃｃ５ｂ）と接地配線Ｖｓｓ５の配置を実施例２の場合と入れ替えている。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成は、一例として、上記実施例２と同様の構成が実現可能である。
これ以外の点に関しては実施例２に示す構成と同一であるので説明を省略する。
【００４６】
[実施例６]
図２１に本実施例のＳＲＡＭセルレイアウトを示す。本実施例において実施例２と異なる点は、ＳＲＡＭを構成する各トランジスタの配列が異なっている点である。本実施例においてはトランジスタの配列を変えたために、記憶ノードである基板上の拡散層を横切るＮ＋注入領域５２４とＰ＋注入領域５２５の境界線が一箇所しかない。このため、Ｎ＋注入領域とＰ＋注入領域の境界付近における重ね合わせマージンを確保しなければならない箇所は一箇所しかないため、ＳＲＡＭセルの縦方向の長さを縮小することが可能である。さらに実施例１と同様にＮ＋注入領域５２４およびＰ＋注入領域５２５は単純なライン＆スペースにより形成される。このため、Ｎ＋注入領域とＰ＋注入領域の境界付近の寸法のマージンを最小に抑えることができるため、実施例５の場合よりさらにＳＲＡＭセルの縦方向の長さの縮小が可能になる。また、アクセストランジスタとなる（Ｑｎ１６、Ｑｎ２６）が隣接しているため、これらのゲート電極に形成されるコンタクトを共通化することができる。
図２１に示されるように、基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノード５０２ａと、ドライバトランジスタＱｎ４６およびロードトランジスタＱｐ２６のゲート電極より延在するゲート配線が共通のコンタクト５１０ａにより接続され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノード５０２ｂ上に形成されるコンタクト５１０ｂは第１層配線であるノード接続配線Ｎｂ６によりコンタクト５１１ａと接続される。このように本実施例においては、ＳＲＡＭセルの配線方法が左右非対称であるため、ＳＲＡＭ特性も左右で非対称となる可能性がある。ＳＲＡＭ特性が左右非対称になると、ＳＲＡＭの動作マージンを劣化させるため、本実施例においては、ＳＲＡＭ特性の非対称性に注意する必要がある。
本実施例においては、これまでの実施例とは異なりワード線ＷＬ６が横方向に配線され、ビット線（ＢＬ8、ＢＬＢ8）は縦方向に配線される。また、２個のドライバトランジスタ（Ｑｎ３６，Ｑｎ４６）と２個のロードトランジスタ（Ｑｐ１６、Ｑｐ２６）が同一列上に形成されているため、単純なレイアウトにて電源配線Ｖｃｃ６および接地配線Ｖｓｓ６に接続することができる。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成の一例として、ノード接続配線（Ｎａ６、Ｎｂ６）を下位の層で、ワード線（WＬ６）、電源電位の配線（Ｖｃｃ６）及び接地電位の配線（Ｖｓｓ６）を中位の層で、ビット線の配線（ＢＬ６、ＢＬＢ６）を上位の層で配線する構成が実現可能である。
【００４７】
[実施例７]
図２２に本実施例のＳＲＡＭセルレイアウトを示す。本実施例においては柱状半導体が最密充填に配置されるように６方格子状に配列されている点で他の実施例とは異なる。このように柱状半導体を配置することにより柱状半導体を最も小さい面積にバランスよく配置することができ、小さいＳＲＡＭセル面積を設計することができる。各トランジスタの配列は図２２のものに限らず、他の配列にしてもよい。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成は、一例として、上記実施例２と同様の構成が実現可能である。
【００４８】
[実施例８]
図２３に本実施例のセルレイアウトを示す。ＳＲＡＭセルアレイ内においては図２３に示したユニットセルが繰り返し配置されている。図２４ａ、ｂ、ｃ及びｄに図２３のレイアウト図のカットラインＡ−Ａ’、B−B’、C−C’及びＤ−Ｄ’における断面構造をそれぞれ示す。
【００４９】
まず図２３および図２４を参考にして本発明のレイアウトについて説明する。
本実施例においては記憶ノードである基板上の拡散層のレイアウトがＬ字型となっている点において他の実施例と異なる。記憶ノードである基板上の拡散層のパターニングに関しては他の実施例のように長方形であるほうが容易である。しかし、本実施例においては実施例５および実施例６と同様に記憶ノードを横切るＮ＋注入領域（７２４ａ、７２４ｂ）とＰ＋注入領域７２５の境界線が一箇所しかなく、さらにＮ＋注入領域（７２４ａ、７２４ｂ）およびＰ＋注入領域７２５を形成するパターンは単純なライン＆スペースにより形成される。このため、Ｎ＋注入領域（７２４ａ、７２４ｂ）とＰ＋注入領域７２５の境界付近の寸法のマージンを最小に抑えることができるため、小さい面積のＳＲＡＭセルを設計することができる。
本実施例においては、ワード線ＷＬ８が横方向に配線され、ビット線（ＢＬ８、ＢＬＢ８）は縦方向に配線される。ビット線から接続されるアクセストランジスタのゲートへのコンタクト（７０７ａ、７０７ｂ）は図には示されていないが、横方向に隣接するメモリセルと共通化することができる。記憶ノードＱａ７の基板上の拡散層と、ドライバトランジスタＱｎ４８およびロードトランジスタＱｐ２８のゲート電極より延在するゲート配線は両者にまたがって形成される共通のコンタクト７１０ａにより接続され、記憶ノードＱｂ７の基板上の拡散層と、ドライバトランジスタＱｎ３８およびロードトランジスタＱｐ１８のゲート電極より延在するゲート配線は両者にまたがって形成されるコンタクト７１０ｂにより接続される。
なお、第１の実施例で述べたように、ワード線の配線、ビット線の配線、電源電位の配線及び接地電位の配線は、望ましくは、他のメモリセルの配線と共用するために、各メモリセル内での配線であるノード接続配線より上位の層、すなわち、コンタクト７０７ａ及びコンタクト７０７ｂより上位の層に配置される。この点、階層的な配線の構成の一例として、ノード接続配線を下位の層で、ワード線（WＬ８）及び接地電位の配線（Ｖｓｓ８ａ、Ｖｓｓ８ｂ）を中位の層で、ビット線の配線（ＢＬ８、ＢＬＢ８）及び電源電位の配線（Ｖｃｃ８）を上位の層で配線する構成が実現可能である。
【００５０】
続いて、図２４の断面構造を参照して本発明のＳＲＡＭの構造について説明する。
図２４（ａ）に示されるように、基板に第１のウェル７０１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離７０２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ａが形成されており、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ｂおよびＰ＋ドレイン拡散層７０４ｂがそれぞれ形成されている。また、第１のウェル７０１ａと同一の導電型を持つＰ＋拡散層７０４ｂは基板へのリークを抑制するために、第１のウェル７０１ａと異なる導電型を持つ第３のウェル７０１ｃであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれる。
ドレイン拡散層（７０３ａ、７０３ｂ、７０４ｂ）表面にはシリサイド層（７１３ａ、７１３ｂ）が形成されており、Ｎ＋拡散層７０３ｂとＰ＋拡散層７０４ｂは、図には示されていないが、シリサイド層７１３ｂにより接続されている。Ｎ＋ドレイン拡散層７０３ａ上にアクセストランジスタＱｎ１８を構成する柱状シリコン層７２１ａが形成され、Ｐ＋ドレイン拡散層７０４ｂ上にロードトランジスタＱｐ２８を構成する柱状シリコン層７２３ｂが形成され、Ｎ＋ドレイン拡散層７０３ｂ上にドライバトランジスタＱｎ４８を構成する柱状シリコン層７２２ｂが形成される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にはゲート絶縁膜７１７およびゲート電極７１８が形成されている。柱状シリコン層上部にはソース拡散層（７１４、７１６）が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層７１５が形成されている。アクセストランジスタＱｎ１８上に形成されるコンタクト７０６ａはビット線ＢＬ８に接続され、アクセストランジスタＱｎ１８のゲート電極より延在するゲート配線７１８ａ上に形成されるコンタクト７０７ａはワード線ＷＬ８に接続され、ロードトランジスタＱｐ２８上に形成されるコンタクト７０８ｂは電源電位配線Ｖｃｃ８に接続され、ドライバトランジスタＱｎ４８上に形成されるコンタクト７０９ｂは接地電位配線Ｖｓｓ８に接続され、ロードトランジスタＱｐ２８およびドライバトランジスタＱｎ４８のゲート電極はそれぞれのゲート電極より延在するゲート配線７１８ｄにより互いに接続される。
【００５１】
図２４（ｂ）に示されるように、基板に第１のウェル７０１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離７０２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ａが形成され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ｂが形成され、Ｎ＋ドレイン拡散層上にはシリサイド層（７１３ａ、７１３ｂ）が形成されている。ドレイン拡散層７０３ａおよびゲート配線７１８ｆは両者にまたがって形成される共通のコンタクト７１０ａによって接続され、ドレイン拡散層７０３ｂおよびゲート配線７１８ｅは両者にまたがって形成される共通のコンタクト７１０ｂによって接続される。
【００５２】
図２４（ｃ）に示されるように、基板に第１のウェル７０１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離７０２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ａが形成され、Ｎ＋ドレイン拡散層７０３ａ表面にシリサイド層７１３ａが形成されている。Ｎ＋ドレイン拡散層７０３ａ上にアクセストランジスタＱｎ１８を構成する柱状シリコン層７２１ａ、およびドライバトランジスタＱｎ３８を構成する柱状シリコン層７２２ａが形成される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にゲート絶縁膜７１７およびゲート電極７１８が形成されている。柱状シリコン層上部にはＮ＋ソース拡散層７１４が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層７１５が形成されている。アクセストランジスタＱｎ１８上に形成されるコンタクト７０６ａはビット線ＢＬ８に接続され、ドライバトランジスタＱｎ３８上に形成されるコンタクト７０９ａは配線層を通して接地電位配線Ｖｓｓ８に接続される。
【００５３】
図２４（ｄ）に示されるように、基板に第１のウェル７０１ａであるＰ−ｗｅｌｌが形成され、素子分離７０２により基板上の拡散層が分離されている。基板上の拡散層により形成される第１の記憶ノードＱａ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ａが形成され、基板上の拡散層により形成される第２の記憶ノードＱｂ７には不純物注入等によりＮ＋ドレイン拡散層７０３ｂが形成される。また、第１のウェル７０１ａと同一の導電型を持つＰ＋拡散層７０４ａは基板へのリークを抑制するために、第１のウェル７０１ａと異なる導電型を持つ第２のウェル７０１ｂであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれ、第１のウェル７０１ａと同一の導電型を持つＰ＋拡散層７０４ｂは基板へのリークを抑制するために、第１のウェル７０１ａと異なる導電型を持つ第３のウェル７０１ｃであるＮ−ｗｅｌｌに囲まれる。ドレイン拡散層７０４ｂ上にはロードトランジスタＱｐ２８を構成する柱状シリコン層７２３ｂが形成され、ドレイン拡散層７０４ａ上にはロードトランジスタＱｐ１８を構成する柱状シリコン層７２３ａが形成される。それぞれの柱状シリコン層の周囲にゲート絶縁膜７１７およびゲート電極７１８が形成され、それぞれの柱状シリコン層上部にはＰ＋ソース拡散層７１６が不純物注入などにより形成され、ソース拡散層表面にはシリサイド層７１５が形成されている。ロードトランジスタＱｐ２８およびロードトランジスタＱｐ１８上に形成されるコンタクト（７０８ｂ、７０８ａ）は電源電位配線Ｖｃｃ８に接続される。
【００５４】
本実施例においてもこれまでの実施例と同様に、基板上の記憶ノードに形成されるＮ＋ドレイン拡散層とＰ＋ドレイン拡散層が各々の拡散層表面に形成されるシリサイド層で直接接続されることにより、アクセストランジスタ、ドライバトランジスタ、およびロードトランジスタのドレイン拡散層は共通化され、ＳＲＡＭの記憶ノードとして機能している。このため、通常プレーナー型トランジスタで必要となるＮ＋ソースドレイン拡散層とＰ＋ソースドレイン拡散層とを分離するための素子分離が必要なくなり、ＳＲＡＭの２つの記憶ノードを分離するだけの素子分離だけで十分であるため、非常に小さいＳＲＡＭセル面積を実現することができる。
【００５５】
以上説明したように、本発明によれば６個のＭＯＳトランジスタを用いて構成されたスタティック型メモリセルにおいて、前記ＭＯＳトランジスタがドレイン、ゲート、ソースが垂直方向に配置されたＳＧＴで形成され、基板に第１のウェルが形成され、基板上に形成されるＮ＋ソース拡散層とＰ＋ソース拡散層がそれらの表面に形成されるシリサイド層により直接接続され、第１のウェルと同一の導電型を持つドレイン拡散層の各々を第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅い第２及び第３のウェルによって囲むことにより、ＳＲＡＭの記憶ノードとして機能する。このため、通常プレーナー型トランジスタで必要となるＮ＋ソースドレイン拡散層とＰ＋ソースドレイン拡散層とを分離するための素子分離が必要なくなり、素子分離としては、ＳＲＡＭの２つの記憶ノードを分離するだけで十分であるため、非常に小さいメモリセル面積を持つＣＭＯＳ型６Ｔ−ＳＲＡＭを実現することができる。
【符号の説明】
【００５６】
Ｑａ、Ｑａ２、Ｑａ３、Ｑａ４、Ｑａ５、Ｑａ６、Ｑａ７：第１の記憶ノード
Ｑｂ、Ｑｂ２、Ｑｂ３、Ｑｂ４、Ｑｂ５、Ｑｂ６、Ｑｂ７：第２の記憶ノード
１ａ、１０１ａ、２０１ａ、３０１ａ、４０１ａ、５０１ａ、６０１ａ、７０１ａ：第１のウェル
１ｂ、７０１ｂ：第２のウェル
１ｃ、７０１ｃ：第３のウェル
２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２：素子分離
３ａ、１０３ａ、２０３ａ、３０３ａ、４０３ａ、５０３ａ、６０３ａ、７０３ａ、３ｂ、１０３ｂ、２０３ｂ、３０３ｂ、４０３ｂ、５０３ｂ、６０３ｂ、７０３ｂ：Ｎ＋ドレイン拡散層
４ａ、１０４ａ、２０４ａ、３０４ａ、４０４ａ、５０４ａ、６０４ａ、７０４ａ、４ｂ、１０４ｂ、２０４ｂ、３０４ｂ、４０４ｂ、５０４ｂ、６０４ｂ、７０４ｂ：Ｐ＋ドレイン拡散層
５ａ、１０５ａ、２０５ａ、３０５ａ、４０５ａ、５０５ａ、６０５ａ、５ｂ、１０５ｂ、２０５ｂ、３０５ｂ、４０５ｂ、５０５ｂ、６０５ｂ：Ｎ＋ドレイン拡散層
６ａ、１０６ａ、２０６ａ、３０６ａ、４０６ａ、５０６ａ、６０６ａ、７０６ａ、６ｂ、１０６ｂ、２０６ｂ、３０６ｂ、４０６ｂ、５０６ｂ、６０６ｂ、７０６ｂ：アクセストランジスタソース拡散層上コンタクト
７ａ、１０７ａ、２０７ａ、３０７ａ、４０７ａ、５０７ａ、６０７ａ、７０７ａ、７ｂ、１０７ｂ、２０７ｂ、３０７ｂ、４０７ｂ、５０７ｂ、６０７ｂ、７０７ｂ：アクセストランジスタワード配線上コンタクト
８ａ、１０８ａ、２０８ａ、３０８ａ、４０８ａ、５０８ａ、６０８ａ、７０８ａ、８ｂ、１０８ｂ、２０８ｂ、３０８ｂ、４０８ｂ、５０８ｂ、６０８ｂ、７０８ｂ：ロードトランジスタソース拡散層上コンタクト
９ａ、１０９ａ、２０９ａ、３０９ａ、４０９ａ、５０９ａ、６０９ａ、７０９ａ、９ｂ、１０９ｂ、２０９ｂ、３０９ｂ、４０９ｂ、５０９ｂ、６０９ｂ、７０９ｂ：ドライバトランジスタソース拡散層上コンタクト
１０ａ、１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ、６１０ａ、７１０ａ、１０ｂ、１１０ｂ、２１０ｂ、３１０ｂ、４１０ｂ、５１０ｂ、６１０ｂ、７１０ｂ：ドレイン拡散層上コンタクト
１１ａ、１１１ａ、２１１ａ、３１１ａ、４１１ａ、５１１ａ、６１１ａ、７１１ａ、１１ｂ、１１１ｂ、２１１ｂ、３１１ｂ、４１１ｂ、５１１ｂ、６１１ｂ、７１１ｂ：ゲート配線上コンタクト
１３ａ、１３ｂ、１５、７１３ａ、７１３ｂ、７１５：シリサイド層
１４、７１４：Ｎ＋ソース拡散層
１６、７１６：Ｐ＋ソース拡散層
１７、７１７：ゲート絶縁膜
１８、７１８：ゲート電極
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、７１８ａ、７１８ｄ、７１８ｅ、１８ｆ、：ゲート配線
１９：シリコン窒化膜マスク
２１ａ、２１ｂ、７２１ａ、７２１ｂ：アクセストランジスタ柱状シリコン層
２２ａ、２２ｂ、７２２ａ、７２２ｂ：ドライバトランジスタ柱状シリコン層
２３ａ、２３ｂ、７２３ａ、７２３ｂ：ロードトランジスタ柱状シリコン層
２４ａ、１２４ａ、２２４ａ、３２４ａ、５２４、７２４ａ、２４ｂ、１２４ｂ、２２４ｂ、３２４ｂ、７２４ｂ：Ｎ＋注入領域
２５、１２５、２２５、３２５、４２５ａ、４２５ｂ、５２５、６２５ａ、６２５ｂ、７２５：Ｐ＋注入領域
３３：レジスト
３４：シリコン窒化膜等の絶縁膜
Ｑａ、Ｑｂ：記憶ノード
Ｑｎ１１、Ｑｎ２１、Ｑｎ１２、Ｑｎ２２、Ｑｎ１３、Ｑｎ２３、Ｑｎ１４、Ｑｎ２４、Ｑｎ１５、Ｑｎ２５、Ｑｎ１６、Ｑｎ２６、Ｑｎ１７、Ｑｎ２７、Ｑｎ１８、Ｑｎ２８：アクセストランジスタ
Ｑｎ３１、Ｑｎ４１、Ｑｎ３２、Ｑｎ４２、Ｑｎ３３、Ｑｎ４３、Ｑｎ３４、Ｑｎ４４、Ｑｎ３５、Ｑｎ４５、Ｑｎ３６、Ｑｎ４６、Ｑｎ３７、Ｑｎ４７、Ｑｎ３８、Ｑｎ４８：ドライバトランジスタ
Ｑｐ１１、Ｑｐ２１、Ｑｐ１２、Ｑｐ２２、Ｑｐ１３、Ｑｐ２３、Ｑｐ１４、Ｑｐ２４、Ｑｐ１５、Ｑｐ２５、Ｑｐ１６、Ｑｐ２６、Ｑｐ１７、Ｑｐ２７、Ｑｐ１８、Ｑｐ２８：ロードトランジスタ
ＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３、ＢＬ４、ＢＬ５、ＢＬ６、ＢＬ７、ＢＬ８、ＢＬＢ１、ＢＬＢ２、ＢＬＢ３、ＢＬＢ４、ＢＬＢ５、ＢＬＢ６、ＢＬＢ７、ＢＬＢ８：ビット線
ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３、ＷＬ４、ＷＬ５、ＷＬ６、ＷＬ７、ＷＬ８：ワード線
Ｖｃｃ１、Ｖｃｃ２、Ｖｃｃ３、Ｖｃｃ４、Ｖｃｃ５ａ、Ｖｃｃ５ｂ、Ｖｃｃ６、Ｖｃｃ７、Ｖｃｃ８：電源線
Ｖｓｓ１ａ、Ｖｓｓ１ｂ、Ｖｓｓ２ａ、Ｖｓｓ２ｂ、Ｖｓｓ３ａ、Ｖｓｓ３ｂ、Ｖｓｓ４ａ、Ｖｓｓ４ｂ、Ｖｓｓ５、Ｖｓｓ６、Ｖｓｓ７ａ、Ｖｓｓ７ｂ、Ｖｓｓ８ａ、Ｖｓｓ８ｂ：接地線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
６個のＭＯＳトランジスタが基板上に配列されたスタティック型メモリセルを備えた半導体記憶装置であって、
前記６個のＭＯＳトランジスタの各々は、
ソース拡散層、ドレイン拡散層及び柱状半導体層が、基板上に垂直方向に階層的に配置され、前記柱状半導体層は前記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層の間に配置され、前記柱状半導体層の側壁にゲートが形成されており、
メモリにアクセスするための第１及び第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタと、メモリセルのデータを保持するために記憶ノードを駆動する第１及び第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタと、メモリセルのデータを保持するために電荷を供給する第１及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタとして機能し、
第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
基板には第１のウェルが形成され、
第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第１のＰＭＯＳのロードトランジスタにおいてデータを保持する第１の記憶ノードとして機能する各々の第１の拡散層を前記基板上に配置し、前記各々の第１の拡散層の表面に形成された第１のシリサイド層を介して前記各々の第１の拡散層を相互に接続し、
前記各々の第１の拡散層において第１のウェルと同一の導電型を持つ第1の拡散層は、第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅く形成され、第1のウェル上に配置される第２のウェルに囲まれ、
第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタにおいてデータを保持する第２の記憶ノードとして機能する各々の第２の拡散層を前記基板上に配置し、前記各々の第２の拡散層の表面に形成された第２のシリサイド層を介して前記各々の第２の拡散層を相互に接続し、
前記各々の第２の拡散層において第１のウェルと同一の導電型を持つ第２の拡散層は、第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅く形成され、第1のウェル上に配置される第３のウェルに囲まれていることを特徴とする半導体記憶装置。
【請求項２】
前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在するゲート配線が共通のコンタクトにより接続され、第２の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在するゲート配線が共通のコンタクトにより接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項３】
ドライバトランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長は、アクセストランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長以上の値を持つこと、
又はロードトランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長は、アクセストランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長以下の値を持つこと、を特徴とする請求項１又は２に記載の半導体記憶装置。
【請求項４】
第１及び第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタのゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクトの少なくとも１つを、隣接するメモリセルのＮＭＯＳのアクセストランジスタのゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクトと共有化したことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体記憶装置。
【請求項５】
前記柱状半導体層は、六方格子状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体記憶装置。
【請求項６】
前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在する各々のゲート配線が、前記第２の記憶ノードとして機能する拡散層と共通のコンタクトにより接続され、
前記第２の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在する各々のゲート配線が、前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層と共通のコンタクトにより接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項７】
前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは１行２列目に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項８】
前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行２列目に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項９】
前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行２列目に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタのゲートより延在するゲート配線上に形成されるコンタクトを共有したことを特徴とする請求項９に記載の半導体記憶装置。
【請求項１１】
前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に２行３列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行２列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは２行３列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは１行３列目に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項１２】
前記柱状半導体上に形成されるコンタクトと、それ以外のコンタクトが異なるエッチング工程において形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置の製造方法。
【請求項１】
６個のＭＯＳトランジスタが基板上に配列されたスタティック型メモリセルを備えた半導体記憶装置であって、
前記６個のＭＯＳトランジスタの各々は、
ソース拡散層、ドレイン拡散層及び柱状半導体層が、基板上に垂直方向に階層的に配置され、前記柱状半導体層は前記ソース拡散層と前記ドレイン拡散層の間に配置され、前記柱状半導体層の側壁にゲートが形成されており、
メモリにアクセスするための第１及び第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタと、メモリセルのデータを保持するために記憶ノードを駆動する第１及び第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタと、メモリセルのデータを保持するために電荷を供給する第１及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタとして機能し、
第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは、互いに隣接して配列され、
基板には第１のウェルが形成され、
第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第１のＰＭＯＳのロードトランジスタにおいてデータを保持する第１の記憶ノードとして機能する各々の第１の拡散層を前記基板上に配置し、前記各々の第１の拡散層の表面に形成された第１のシリサイド層を介して前記各々の第１の拡散層を相互に接続し、
前記各々の第１の拡散層において第１のウェルと同一の導電型を持つ第1の拡散層は、第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅く形成され、第1のウェル上に配置される第２のウェルに囲まれ、
第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタ、第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタ及び第２のＰＭＯＳのロードトランジスタにおいてデータを保持する第２の記憶ノードとして機能する各々の第２の拡散層を前記基板上に配置し、前記各々の第２の拡散層の表面に形成された第２のシリサイド層を介して前記各々の第２の拡散層を相互に接続し、
前記各々の第２の拡散層において第１のウェルと同一の導電型を持つ第２の拡散層は、第１のウェルと反対の導電型を持ち、第１のウェルより浅く形成され、第1のウェル上に配置される第３のウェルに囲まれていることを特徴とする半導体記憶装置。
【請求項２】
前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在するゲート配線が共通のコンタクトにより接続され、第２の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在するゲート配線が共通のコンタクトにより接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項３】
ドライバトランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長は、アクセストランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長以上の値を持つこと、
又はロードトランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長は、アクセストランジスタを形成する柱状半導体層の側壁の周囲長以下の値を持つこと、を特徴とする請求項１又は２に記載の半導体記憶装置。
【請求項４】
第１及び第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタのゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクトの少なくとも１つを、隣接するメモリセルのＮＭＯＳのアクセストランジスタのゲート電極より延在するゲート配線上に形成されるコンタクトと共有化したことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体記憶装置。
【請求項５】
前記柱状半導体層は、六方格子状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体記憶装置。
【請求項６】
前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在する各々のゲート配線が、前記第２の記憶ノードとして機能する拡散層と共通のコンタクトにより接続され、
前記第２の記憶ノードとして機能する拡散層上に形成されるドライバトランジスタおよびロードトランジスタのゲートより延在する各々のゲート配線が、前記第１の記憶ノードとして機能する拡散層と共通のコンタクトにより接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項７】
前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは１行２列目に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項８】
前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行２列目に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項９】
前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に３行２列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行１列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは３行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行２列目に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタのゲートより延在するゲート配線上に形成されるコンタクトを共有したことを特徴とする請求項９に記載の半導体記憶装置。
【請求項１１】
前記６個のＭＯＳトランジスタは、前記基板上に２行３列に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのアクセストランジスタは１行１列目に配列され、
前記第１のＰＭＯＳのロードトランジスタは２行２列目に配列され、
前記第１のＮＭＯＳのドライバトランジスタは２行１列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのアクセストランジスタは２行３列目に配列され、
前記第２のＰＭＯＳのロードトランジスタは１行２列目に配列され、
前記第２のＮＭＯＳのドライバトランジスタは１行３列目に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項１２】
前記柱状半導体上に形成されるコンタクトと、それ以外のコンタクトが異なるエッチング工程において形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体記憶装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１４ａ】
【図１４ｂ】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【図１６ａ】
【図１６ｂ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４ａ】
【図２４ｂ】
【図２４ｃ】
【図２４ｄ】
【図２５ａ】
【図２５ｂ】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１４ａ】
【図１４ｂ】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【図１６ａ】
【図１６ｂ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４ａ】
【図２４ｂ】
【図２４ｃ】
【図２４ｄ】
【図２５ａ】
【図２５ｂ】
【公開番号】特開２０１０−２７２８７４（Ｐ２０１０−２７２８７４Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７２３８（Ｐ２０１０−１４７２３８）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【分割の表示】特願２００９−１２３８８２（Ｐ２００９−１２３８８２）の分割
【原出願日】平成２１年５月２２日（２００９．５．２２）
【出願人】（５０６２４０５８４）日本ユニサンティスエレクトロニクス株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【分割の表示】特願２００９−１２３８８２（Ｐ２００９−１２３８８２）の分割
【原出願日】平成２１年５月２２日（２００９．５．２２）
【出願人】（５０６２４０５８４）日本ユニサンティスエレクトロニクス株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]