半导体存储器装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种半导体存储器装置，半导体存储器装置包含2个TFT MOS晶体管、2个主体MOS晶体管、第一及第二存取MOS晶体管以及第一及第二电容器。TFT MOS晶体管及主体MOS晶体管形成用于保持在第一与第二节点之间反相的数据的闩锁。第一主体存取MOS晶体管根据字符线的电压切换第一节点以连接至第一位线。第二主体存取MOS晶体管根据字符线的电压切换第二节点以连接至第二位线。第一电容器设置于第一节点与电源电压之间。第二电容器设置于第二节点与电源电压之间。主体MOS晶体管及存取MOS晶体管通过嵌入式栅极型MOS晶体管形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体存储器装置，且尤其涉及挥发性半导体存储器装置，诸如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory；SRAM)。相关申请案的交叉引用本申请案主张2015年3月26日申请的日本申请案第2015-064413号的优先权。上述专利申请案的全文据此以引用的方式并入本文中，且构成本说明书的一部分。
技术介绍
SRAM是挥发性半导体存储器装置，且可界定为不需要启动用于保持数据的内部电路的挥发性RAM。通常，正反器作用于保持数据的构件且其为RAM的基本结构。归因于动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory；DRAM)的引入，所述DRAM是为了保持数据而需要再新的RAM，新增修饰语“静态”以供区分。除了晶体管之外，用于达成正反器的电路元件包含电阻性元件(包含可变电阻性元件)及诸如电容器的被动元件。然而，按照定义，即使不需要正反器动作，只要为由包含晶体管及被动元件的电路构件进行存储，而不需要再新的元件即可被视为SRAM。[专利文献][专利文献1]日本特许公开专利2013-016581[专利文献2]日本特许公开专利2013-172090[专利文献3]日本特许公开专利2014-138141[专利文献4]日本特许公开专利2014-175647[专利文献5]PCT公开案2011/024956[专利文献6]PCT公开案2011/108768[专利文献7]日本特许公开专利2004-153037(图44)[专利文献8]日本特许公开专利2005-012109(图12)[非专利文献][非专利文献1]Kihara Yuji等人的「使用DRAM技术之新SRAM」(电子通讯协会杂志文章，C，电子学，J89-C(10)，725至734页，2006年10月1日)[非专利文献2]Kihara Yuji等人的「用于软性误差反制之超SRAM技术」(电子通讯协会杂志文章，C，电子学，J90-C(4)，378至389页，2007年4月1日)[非专利文献3]M.Yamaoka等人的「使用薄盒式FD-SOI电晶体之具有经扩展之操作裕度及经减少之待用泄漏的SRAM电路」(IEEE固态电路期刊，第41卷，编号11，2366至2372页，2006年11月)[非专利文献4]M.Yamada等人的「具有Hi-C结构之动态RAM之软性误差改良」(1980年国际电子元件会议技术摘要，578至581页，1980年)图1a至图1c是说明关于SRAM的存储器单元的3个类型的现有技术构造实例的电路图。如图1a至图1c中所展示，SRAM可经分类为如图1a中所展示的CMOS型SRAM、图1b中所展示的TFT负载型SRAM以及图1c中所展示的高电阻型SRAM(例如，参考专利文献1至4，非专利文献1至2)。下文提供描述。(1)CMOS型SRAM(图1a)使用CMOS型存储器单元的SRAM包含4个MOS晶体管Q101至Q104，其形成用于保持在节点P1、P2之间反相的数据的1个位的闩锁，及2个存取MOS晶体管Q105、Q106，其中所述晶体管均位于位线BL、BL’与字符线WL之间。所述SRAM是更有效使用CMOS制作工艺的存储器装置。由于存储器单元通过与周边电路相同的CMOS形成且存储器单元也具有优良特性，故不需要存储器单元的特殊构造。因此，其是在CMOS制作工艺登场的时代以来所使用的传统技术。然而，隔离所包含的主体晶体管是总数为6的2个P-通道晶体管及4个N-通道晶体管，需要隔离2类晶体管会导致大存储器单元尺寸及成本增加的问题。CMOS型存储器单元的特性的优点在于低启动电压特性及低待用电流特性。(2)高电阻负载型SRAM(图1c)在高电阻负载型SRAM中，负载通过高电阻元件HR1、HR2形成，且高电阻由具有受抑制的杂质浓度的多晶硅构成。所包含的主体晶体管的数目为4个N-通道晶体管且因此不需要隔离区域。因此，可将存储器单元制得
较小且可减少成本。然而，为达成稳定的正反器特性，需要将用作反相器的N-通道晶体管的尺寸设定为比用作存取栅极的N-通道晶体管大约3倍。取决于所述结构，事实上，与CMOS SRAM相比的面积差大约为20％。TFT负载型SRAM(图1b)TFT负载型SRAM使用通过作为负载的称为薄膜晶体管(Thin Film Transistor；TFT)的多晶硅达成晶体管动作的TFT型MOS晶体管Q101T、Q102T，且所述SRAM经开发以用于相对高电阻抑制待用电流。因为晶体管通过多晶硅形成，故开/关比率并不与主体晶体管相当。然而，经由与高电阻多晶硅技术组合，待用电流可经抑制至与CMOS类型相当的程度。在单一单元低功率(Low Power；LP)SRAM中，随着技术变化使用以上提及的3类存储器单元。对CMOS型SRAM有利的特性是其低启动电压特性及低待用电流特性。然而，不能够在电源电压高时证实所述优势。由于除CMOS型SRAM外的存储器单元也将针对5V或3V的电源电压充分起作用，故不存在问题。与高电阻负载类型相比，CMOS型SRAM的待用电流特性确实优良，但通过增加高电阻的电阻值，适当抑制是可能的。因此，所述两种类型在价格与特性之间的平衡下共存。归因于市场价格问题，高电阻负载类型具有优势。此情况持续一段时间，但随着小型化的发展，低电压应用相应地发展且为SRAM技术带来变化。在低于1.8V的低电压中，其中动作特性仅通过N-通道晶体管判定的高电阻负载型及TFT负载型SRAM，低电压动作是困难的。以此方式，其中低电压动作特性优良的CMOS类型作为存储器单元而盛行。目前，存在以小容量在单一单元SRAM中制造的TFT负载型SRAM。高速SRAM基本上是存储器单元的类型，所述高速SRAM类似于LPSRAM，但用于决定存储器单元的观点略有不同。自高速性的观点来看，具有较小存储器尺寸的高电阻负载型SRAM具有优势。原因在于，可减少存储器单元阵列及周边部件中的布线长度。另外，因为通常不需要低待用电流，所以CMOS SRAM的特性也无法发挥。以此方式，曾经典型的是在高速SRAM中采用高电阻负载型SRAM。然而，低电压动作特性类似地变得对于高速SRAM而言是重要的。所述情况是由于针对高速性及降低动作电流而使用最先进的小型化技术所导致的。为了小型化，需要抑制施加至存储器单元的电源电压。因此，已采用低电压动作优良的CMOS型SRAM。在
内建式SRAM中，广泛使用CMOS型SRAM，是因为事实上，其是采用逻辑电路中所使用的CMOS的原理。以此方式，关于现有
的SRAM的问题如下。(1)存储器单元尺寸相对大，存储器成本也增加。(2)因放射线发生软性误差及闭锁。(3)待用电流相对大。(4)希望较低低电压动作。与现有
相比，本专利技术的目的在于提供挥发性半导体存储器装置以解决以上问题，使存储器大小较小及存储器成本较低，防止软性误差及闭锁，降低待用电流以及达成较低低电压动作。
技术实现思路
第一专利技术的半导体存储器装置，其为电容器存储器类型，此半导体存储器装置包含2个TFT型P-通道MOS晶体管及2个主体N-通道MOS晶体管，所述晶体管形成用于保持在第一节点与第二节点之间反相的数据的闩锁；第一主体存取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体存储器装置，其为电容器存储器类型，包括：2个TFT型P‑通道MOS晶体管及2个主体N‑通道MOS晶体管，构成用于保持在第一节点与第二节点之间反相的数据的闩锁；第一主体存取MOS晶体管，根据字符线的电压切换所述第一节点以连接至或不连接至第一位线；第二主体存取MOS晶体管，根据所述字符线的所述电压切换所述第二节点以连接至或不连接至第二位线；第一电容器，设置于所述第一节点与电源电压之间；以及第二电容器，设置于所述第二节点与所述电源电压之间，其中所述2个主体MOS晶体管、所述第一存取MOS晶体管以及所述第二存取MOS晶体管包括嵌入式栅极型MOS晶体管。

【技术特征摘要】
2015.03.26 JP 2015-0644131.一种半导体存储器装置，其为电容器存储器类型，包括：2个TFT型P-通道MOS晶体管及2个主体N-通道MOS晶体管，构成用于保持在第一节点与第二节点之间反相的数据的闩锁；第一主体存取MOS晶体管，根据字符线的电压切换所述第一节点以连接至或不连接至第一位线；第二主体存取MOS晶体管，根据所述字符线的所述电压切换所述第二节点以连接至或不连接至第二位线；第一电容器，设置于所述第一节点与电源电压之间；以及第二电容器，设置于所述第二节点与所述电源电压之间，其中所述2个主体MOS晶体管、所述第一存取MOS晶体管以及所述第二存取MOS晶体管包括嵌入式栅极型MOS晶体管。2.一种半导体存储器装置，其为电容器存储器类型，包括：2个TFT型P-通道MOS晶体管及2个TFT型N-通道MOS晶体管，构成用于保持在第一节点与第二节点之间反相的数据的闩锁；第一主体存取MOS晶体管，根据字符线的电压切换所述第一节点以连接至或不连接至第一位线；第二主体存取MOS晶体管，根据所述字符线的所述电压切换所述第二节点以连接至或不连接至第二位线；第一电容器，设置于所述第一节点与电源电压之间；以及第二电容器，设置于所述第二节点与所述电源电压之间，其中所述4个TFT型MOS晶体管分别是垂直型的TFT型MOS晶体管，且包含第一P-通道MOS晶体管、第二P-通道MOS晶体管、第一N-通道MOS晶体管以及第二N-通道MOS晶体管，其中所述第一P-通道MOS晶体管与所述第一N-通道MOS晶体管具有同一栅极并形成第一反相器，且所述第二P-通道MOS晶体管与所述第二N-通道MOS晶体管具有同一栅极并形成第二反相器。3.一种半导体存储器装置，其为电容器存储器类型，包括：2个TFT型P-通道MOS晶体管，用于保持在第一节点与第二节点之间反相的数据；第一主体存取MOS晶体管，根据字符线的电压切换所述第一节点以连接至或不连接至第一位线；第二主体存取MOS晶体管，根据所述字符线的所述电压切换所述第二节点以连接至或不连接至第二位线；第一电容器，设置于所述第一节点与电源电压之间；以及第二电容器，设置于所述第二节点与所述电源电压之间，其中所述第一存取MOS晶体管及所述第二存取MOS晶体管具有泄漏功能，其中根据所述第二节点的电压通过所述泄漏功能控制所述第一存取MOS晶体管且根据所述第一节点的电压通过所述泄漏功能控制所述第二存取MOS晶体管。4.如权利要求3所述的半导体存储器装置，其中所述第一存取MOS晶体管及所述第二存取MOS晶体管具有SOI结构并分别具有背栅极控制端子，且还包含：第三电容器，设置于所述第二节点与所述第一存取MOS晶体管的所述背栅极控制端子之间，第四电容器，设置于所述第一节点与所述第二存取MOS晶体管的所述背栅极控制端子之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：木原雄治，
申请(专利权)人：力晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71