JPH0286164A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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Publication number
JPH0286164A
JPH0286164A JP63236422A JP23642288A JPH0286164A JP H0286164 A JPH0286164 A JP H0286164A JP 63236422 A JP63236422 A JP 63236422A JP 23642288 A JP23642288 A JP 23642288A JP H0286164 A JPH0286164 A JP H0286164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
bit line
electrode
memory cell
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP63236422A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Uchiyama
博之 内山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63236422A priority Critical patent/JPH0286164A/ja
Publication of JPH0286164A publication Critical patent/JPH0286164A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
    • H10B12/312DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor with a bit line higher than the capacitor

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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体記憶装置におけるスタック構造の′#
7積容量素子の容量値を大きくするための技術に関し、
例えば1トランジスタ型のI)RAM(ダイナミック・
ランダム・アクセス・メモリ)に適用して有効な技術に
関する。
〔従来技術〕
1) RA Mの記憶容量を増大させるにはメモリセル
のサイズを縮小しなければならないが、記憶容量を増大
させると一般にビット線の寄生容量が増大する傾向にあ
るため、メモリセルを構成する蓄積容量素子の容量値を
ある程度の大きさにしなければメモリセルデータを正確
に読みだすことができない。そのため蓄積容量素子の占
有面積を小さくしながらその容量値を大きくする技術と
してスタック(積み上げ)構造の蓄積容量素子が提案さ
れている。これはM積容漱素子を選択トランジスタやワ
ード線、あるいは分離領域の上層に積み上げるように形
成するもので、立体的な構造のため平坦に形成する場合
に較べ容量素子寸法が大きくなり、容量値も大きくする
ことができる。このようなスタック構造の場合、メモリ
セルデータを読み出すビット線は上記蓄積容量素子の上
層に形成されている。このスタック構造の蓄積容量素子
の製造工程は、トレンチ(溝堀り)構造の蓄積容量素子
に較べ比較的容易である。
尚、スタック1〜・キャパシタ・セル方式について記載
された文献の例としては、昭和62年5月ト1経マグロ
ウヒル社発行の「日経マイクロデバイス別冊1r4M−
DRAMの全貌」J P、165〜174がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、相互に隣接してマトリクス配置される多数の
メモリセルは夫々ビット線に結合されるが、DRAMに
才9けるスタック構造のメモリセルの場合、上記ビット
線は各メモリセルの上層に形成されているため、上記メ
モリセル相互の間にはメモリセルの出力端子とビット線
とを接続するため上方に延在する導f!!層が存在する
。これにより各メモリセルに含まれる′Js′Ht容量
素子は、その上に延在するビット線と絶縁を採り、且つ
側方においては上記導電層との間に一定の間隔をあけて
絶縁を採らなくてはならないため、上記蓄積容量素子を
形成し得る領域が制限されてしまう、このような制限の
下では、スタック構造を採用しても蓄積容量素子の面積
を大きくするには限界がある。
このためメモリセルが微細化されるに従って、論理「1
」のメモリセルデータと論理「0」のメモリセルデータ
との間の信号電荷量の差が小さくなり、メモリセルデー
タの正常な読み出しが保証できなくなるという問題のあ
ることが本発明者によって明らかにされた。
本発明の目的は、スタック構造の蓄積容量素子を備え、
メモリセルの占有面積に較べて蓄積容量値を大きくする
ことのできる半導体記憶装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう
〔課題を解説するための手段〕
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通りである。
すなわちメモリセルの選択トランジスタの一方の電極に
結合された蓄積容量素子を、上記選択トランジスタの他
方の電極に接続されるビット線の上層に絶縁層を介して
形成するものである。
〔作 用〕
上記した手段によれば、ビット線上層に形成された蓄積
容量素子は、メモリセルの出力端子をビット線に結合す
るために上方に延在する導電層や。
ビット線の横方向への拡がりに規制されず、これによっ
て、スを積容敏の電極は隣接する7tM容量のffi極
と一定の間隔をもって絶縁を採り得る範囲でその表面積
を大きくすることが可能になり、これが個々のメモリセ
ルの占有面積に較べて蓄積容量素子の容量値を大きくす
るように働く、シかも上記蓄積容量素子はビット線の上
層まで延在するため、当該蓄積容′MM子が基板表面か
ら上記ビット線上に至るまでの距離も長くなり、この点
に関しても蓄積容量素子の電極を大きくするように働く
〔実施例〕
第2図には、本発明の一実施例であるDRAMのメモリ
セルアレイの一部が平面図で示される。
本実施例のD RA Mは折り返しビット線方式を採用
したメモリセルを有し、第2図には一対の相補ビット線
9,9周りの構成が代表的に示されている。第2図には
8個のメモリセルMCが代表的に示され、夫々のメモリ
セルMCは、Nチャンネル型選択MO8FF:TQiと
蓄積容量素子13とを直列接続した1トランジスタ型メ
モリセルとされる。
図において30は2個の上記選択MO8FETQiに共
有される拡散領域であり、上記選択MO3F E T 
Q iのソース・ドレイン・チャンネル形成領域とされ
る。個々のメモリセルMCの出力端子とされる拡散領域
30の中央部はコンタクトホール8を介して行毎に対応
する相補ビット線9゜9に結合される。夫々の拡散領域
30の両端側に25で示されるコンタクトホールは上記
選択MO8F E T Q iと蓄積容:It索子13
との結合ノードとされる。第2図において蓄積容量素子
13は上記コンタクトホール25を介して上記拡散領域
30に結合される第1f!!wA層14だけが図示され
ている。この上記蓄積容量素子13は、第2図からも明
らかなように、上記相補ビット線9,9の上側に形成さ
れている。尚、第2図において31は夫々の選択MO8
FETQiを個別的にスイッチ制御するためのワード線
である。
次に、上記メモリセルMCの構造を第1図に基づいて詳
細に説明する。第1図は、第2図に示されるメモリセル
のA−A矢視断面図である。第1図において、3,4は
上記拡散領域30上に形成されたソース・ドレイン領域
3.4であり、所定の間隔を持ってP型半導体基板1上
に形成されている。一対のソース・ドレイン領域3,4
の間には、酸化シリコンより成るゲート酸化膜6′の上
に多結晶シリコンより成るゲートfl!f@5が積層形
成されている。尚、上記ゲート電極5は上記ワード線3
1の一部によって構成されている。
上記ソース・ドレイン領域4は、特に制限されないが、
多結晶シリコン膜10とタングステンシリサイド膜11
にて成るビット線9にコンタクトホール8を介して接続
され、上記ソース・ドレイン領域3はコンタクトホール
25を介して蓄積容量索子13の第1電極!lR14に
接続される。上記ビット線9は酸化シリコン絶縁膜7を
介してゲート電極5の上層に延在形成され、そして上記
蓄積容量素子13の第1層電極14は上記ビット線9及
び上記絶縁膜7上に形成された酸化シリコンにて成る絶
縁膜12を介してその上に形成されている。
上記蓄積容量素子13は、多結晶シリコンにて成りソー
ス・ドレイン領域3に接続される第1f!極層14.ナ
イトライド膜16と酸化シリコン膜17より成る誘電体
15.及び多結晶シリコンにて成り他のメモリセルと共
通である第2電極層18の3層構造となっている。尚、
上記第2ft!極層18には電源電圧等の所定の電位が
与えられる。
上記蓄積容量素子13及び絶縁膜12の上には酸化シリ
コンにて成る絶縁1!a19が堆積され、さらにその上
にはボロンを含むリンガラス(BPSO)11120が
堆積されており、その表面は熱処理により平坦になって
いる。
尚、6は素子分離領域とされるフィールド酸化膜である
次に第2図に示されるメモリセルの製造工程を第3図(
a)〜(Q)に基づいて説明する。
まず第3図(a)に示すようにP型半導体基板1上にN
型不純物を低濃度に拡散させたソース・ドレイン領域3
,4が所要の間隔をもって形成され、その間には酸化シ
リコンより成るゲート酸化膜6′を介して多結晶シリコ
ンより成るゲート電極5が形成されている。上記ソース
・ドレイン領域3,4及びゲート電極5は酸化シリコン
絶縁膜7にて覆われている。
次に第3図(b)に示すように上記酸化シリコン絶縁膜
7の上記ソース・ドレイン領域4上にコンタクトホール
8を開孔し、上記コンタクトホールを介し領域4に接続
するよう化学的気相成長法(CVr)法)により多結晶
シリコン膜10及びタングステンシリサイドIFIIt
1を絶縁膜7上に堆積させ、エツチングにより所要のパ
ターンを持つビット線9を形成する。
第3図(c)に示すように上記ビット線9及び絶縁膜7
上に酸化シリコンにて成る絶縁膜12を堆積させ、上記
ソース・ドレイン領域3上にコンタクトホール25を開
孔し、上記コンタクトホールを介し領域3に接続するよ
う絶縁膜12上に多結晶シリコン膜より成る第1電極層
14をCVD法及びエツチングにて形成する0次に上記
第1it極層14上にナイトライド膜を堆積させ表面を
酸化させて酸化シリコン膜とし、誘電体15を形成する
。続いて上記!1Iffi体15及び絶縁膜12上に多
結晶シリコンを堆積させ、第2i!!If!JF718
を形成する。上記第1f!1極M14.誘電体15.第
2f!!!t!WJ18は蓄積容量素子13として働く
、尚、上記第2電tft層18はすべてのメモリセルの
蓄積容量に共通である。続いて上記第2電極層18上に
酸化シリコンにて成る絶縁膜19を形成し、さらにその
上にBPSGを堆積させ、約1,000℃にてアニール
することにより表面を平坦化する。
上記実施例によれば以下の作用効果を得るものである。
(1)メモリセルの蓄積容量素子13をビット線9上層
に形成することにより、メモリセルの出力端子をビット
線に結合するために上方に延在する導電層や、ビット線
の横方向への拡がりに規制されることなく上記容量素子
を大きく形成でき、メモリセルの占有面積に較べて蓄積
容量値を大きくすることができる。
(2)上記蓄積容量素子13は上記ビット線9の上層ま
で延在するため、当該蓄積容量素子13が基板1表面か
ら上記ビット線9上に至るまでの距離も長くなり、従来
よりも上方に湾曲して延在するため蓄積容量値はさらに
大きくなる。
(3)上記蓄積容量値を大きくすることができるため、
論理「1」のメモリセルデータと論理「0」のメモリセ
ルデータとの間の信号電荷量の差、もしくはメモリセル
データの読み出し時に相補ビット線間に現れる初期的な
電位差を大きくすることができ、これによってメモリセ
ルが微細化されてもメモリセルデータの正常な読み出し
という点においてDRAMの信頼性を向上させることが
できる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明はそれ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
能であることは言うまでもない。
例えば本実施例のメモリセルは1トランジスタ型とした
が必ずしもこれに限定されるものではなく、3トランジ
スタ型及び4トランジスタ型としても良い。
また本実施例ではビット線9の材質を多結晶シリコンと
タングステンシリサイドの2層構造としたが、必ずしも
これに限定されるものではなく、多結晶シリコンのみ、
或いはタングステンシリサイドのみ、さらにはアルミニ
ウムの1層構造としても良く、また別の耐熱性導電材料
を適宜採用することもできる。
さらに本実施例では誘電体はナイトライドと酸化シリコ
ンの2層としたが、ナイトライドのみ、或いは酸化シリ
コンのみでも、その他の絶縁材料を適宜採用することも
できる。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるDRAMに適用する
場合について説明したが、本発明はその他擬似SRAM
等の半導体記憶装置に広く利用することができる0本発
明は少なくともスタック構造の蓄積容量素子を備えたメ
モリセルを持つ条件のものに適用することができる。
〔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通りである。
すなわち、メモリセルの蓄積容量素子をビット線の上層
に形成することにより、メモリセルの出力端子をビット
線に結合するために上方に延在する導電層やビット線の
横方向への拡がりに規制されず、上記蓄積容量素子の容
量値をメモリセルの占有面積に較べて大きくすることが
できるという効果がある。そして、上記蓄積容量素子は
従来よすも上方に湾曲して延在するため、この点におい
ても蓄積容量値を一層大きくすることができる。
これにより、メモリセルが微細化されてもメモリセルデ
ータの正常な読み出しを保証することができ、スタック
型蓄積容量素子を備えたメモリセルを持つ半導体記憶装
置の信頼性を向上させることができるという効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるDRAMのメモリセル
の縦断面図、 第2図は第1図に示されるメモリセルを含むメモリセル
アレイの一部を示す平面図、 第3図(a)〜(c)は上記メモリセルの製造工程の一
例を順次を示す縦断面図である。 1・・・P型半導体基板、3.4・・・ソース・ドレイ
ン領域、5・・・ゲート電極、6′・・・ゲート酸化膜
。 7・・・酸化シリコン絶縁膜、8・・・コンタクトホー
ル、9・・・ビット線、[2・・・酸化シリコン絶縁膜
、13・・・蓄積容量素子、14・・・第tmwA層、
15・・・誘電体、18・・・第2電極層、20・・・
F3PSIJl、25・・コンタクトホール、 30・・・拡散領域、 31・・・ワ ード線、 MC・・・メモリセル、 Qi・・・選択MO8F ET。 第 工 図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、メモリセルの出力端子とされる選択トランジスタの
    一方の電極がビット線に結合された上記選択トランジス
    タの他方の電極に接続される蓄積容量素子が、絶縁膜を
    介して上記ビット線の上層に形成されることを特徴とす
    る半導体記憶装置。 2、上記ビット線は、絶縁膜を介して上記選択トランジ
    スタのゲート電極上方に延在され、上記選択トランジス
    タに結合される上記蓄積容量素子の一方の電極は、絶縁
    膜を介して上記選択トランジスタのゲート電極及び上記
    ビット線の上方に延在されて成ることを特徴とする特許
    請求範囲第1項記載の半導体記憶装置。
JP63236422A 1988-09-22 1988-09-22 半導体記憶装置 Pending JPH0286164A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63236422A JPH0286164A (ja) 1988-09-22 1988-09-22 半導体記憶装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63236422A JPH0286164A (ja) 1988-09-22 1988-09-22 半導体記憶装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0286164A true JPH0286164A (ja) 1990-03-27

Family

ID=17000521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63236422A Pending JPH0286164A (ja) 1988-09-22 1988-09-22 半導体記憶装置

Country Status (1)

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JP (1) JPH0286164A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5471418A (en) * 1992-09-07 1995-11-28 Nec Corporation Semiconductor memory with stacked-capacitor cells

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5471418A (en) * 1992-09-07 1995-11-28 Nec Corporation Semiconductor memory with stacked-capacitor cells

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