JPH056967A - ゲートアレイ - Google Patents

ゲートアレイ

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Publication number
JPH056967A
JPH056967A JP3042541A JP4254191A JPH056967A JP H056967 A JPH056967 A JP H056967A JP 3042541 A JP3042541 A JP 3042541A JP 4254191 A JP4254191 A JP 4254191A JP H056967 A JPH056967 A JP H056967A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
trench capacitor
electrode
mos transistor
wiring
Prior art date
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Pending
Application number
JP3042541A
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English (en)
Inventor
Minoru Ishida
実 石田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH056967A publication Critical patent/JPH056967A/ja
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 DRAMが搭載可能なゲートアレイにおい
て、配線工程を少なくする。 【構成】 ゲートをMOSトランジスタとトレンチキャ
パシタにより構成し、該MOSトランジスタのドレイン
とトレンチキャパシタのトレンチ内部側の電極とを配線
層により接続する。 【効果】 トレンチキャパシタを遊ばせあるいは殺すこ
とによりゲートをMOSトランジスタとして用い、トレ
ンチキャパシタを活かすことによりゲートをDRAMセ
ルとして用いることができ、配線工程でトレンチキャパ
シタを形成する必要がないので配線工程を少なくでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゲートアレイ、特にD
RAM搭載可能なゲートアレイに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ゲートアレイへのDRAMの搭載
は、下地工程でゲート、ソース、ドレインが形成された
ウエハに対して配線工程で第2層目の多結晶シリコン
層、第3層目の多結晶シリコン層によりスタックトキャ
パシタを形成し、その後アルミニウム等により配線をす
るという方法で行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、配線工程で
スタックトキャパシタを形成すると配線工程の工程数が
相当に多くなり、注文を受けてから納品するまでに要す
る期間が長くなるという問題があった。
【0004】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、配線工程で少ない工程数でDRAM
を搭載することの可能なゲートアレイを提供することを
目的とし、更にはゲートアレイをロック回路を構成する
MOSトランジスタとして用いた場合における該MOS
トランジスタのドレインと基板側との間の容量を小さく
して高速性の低下を防止することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1のゲートアレイ
は、各ゲートをMOSトランジスタとトレンチキャパシ
タで構成し、MOSトランジスタのドレインとトレンチ
キャパシタのトレンチ内部側の電極を配線層により接続
してなることを特徴とする。請求項2のゲートアレイ
は、各ゲートをMOSトランジスタとトレンチキャパシ
タで構成し、該トレンチキャパシタの基板側の電極を基
板側と逆導電型の拡散層により構成し、該拡散層をMO
Sトランジスタのドレインに近接して配置し、更に各ゲ
ートの上記拡散層に近接して共通電位拡散層を設けたこ
とを特徴とする。
【0006】
【実施例】以下、本発明ゲートアレイを図示実施例に従
って詳細に説明する。図1の(A)乃至(C)は本発明
ゲートアレイの一つの実施例の一つのゲートを示す断面
図で、(A)は配線工程前の状態を、(B)はゲートに
ロジック回路を構成するMOSトランジスタを形成した
場合を、(C)はゲートにDRAMセルを形成した場合
を示す。
【0007】図面において、1は例えばn型の半導体基
板、2はp型のウエル、3は選択酸化により形成された
フィールド絶縁膜、4は半導体基板1の表面に形成され
たトレンチ、5aはトレンチ内壁面及び内底面に形成さ
れた熱酸化誘電体膜、6はトレンチ内壁面及び内底面の
表面部分に形成されたp+ 型の拡散層で、トレンチキャ
パシタの基板側の電極を成し、アースとなるp型ウエル
2と電気的に接続されていることになる。尚、本明細書
において、「基板側」には基板1のほかウエル2も含ま
れる。
【0008】7は多結晶シリコン層で、そのうちの7a
はトレンチ4内の部分でトレンチキャパシタのトレンチ
内部側の電極を成し、7bは該電極7aと一体の配線層
で、電極7aと後述するMOSトランジスタのドレイン
(10)との間を電気的に接続する。7cはMOSトラ
ンジスタのゲート電極で、ゲート酸化膜5b上に形成さ
れている。8はサイドウォール、9はソース、10はド
レインである。11はドレイン10を露出させるコンタ
クトホールで、多結晶シリコンからなる。上記配線層7
bは該コンタクトホール11を通してドレイン10に接
続されている。従って、ドレイン10は配線層7bを介
してトレンチキャパシタのトレンチ内部側の電極7aに
接続されている。
【0009】本ゲートアレイの各ゲートは配線工程前の
段階(下地工程の段階)では図1の(A)に示す構造を
有するが、このゲートにロジック回路のMOSトランジ
スタを形成する場合には配線工程により図1の(B)に
示すようにする。即ち、半導体基板表面上に層間絶縁膜
12を形成し、これを選択的にエッチングすることによ
りコンタクトホールを形成し、その後、アルミニウムか
らなる電極13d、13g、13sを形成する。
【0010】13dは配線層7bに接続された電極で、
ドレイン電極を成す。13gはゲート電極7cに接続さ
れたゲート取り出し電極、13sはソース電極である。
この場合、トレンチキャパシタは全くの遊びとなる。
【0011】図1の(A)に示すゲートにDRAMセル
を形成する場合には配線工程により図1の(C)に示す
ようにする。即ち、半導体基板表面上に層間絶縁膜12
を形成し、これを選択的にエッチングすることによりコ
ンタクトホールを形成し、その後、アルミニウムからな
る電極13w、13bを形成する。
【0012】13wはゲート電極7cに接続されたワー
ド線であり、13bはソース9に接続されたビット線で
ある。この場合、スイッチングMOSトランジスタのド
レイン10は外部に取り出されることなく配線層7bを
介してトレンチキャパシタのトレンチ内部側の電極7a
に接続され、そしてトレンチキャパシタの基板側の電極
6はそのままアースとなるウエル2に電気的に接続され
る。従って、トレンチキャパシタは情報蓄積用のコンデ
ンサとして機能し、MOSトランジスタはスイッチング
トランジスタとして機能する。
【0013】図1の(A)に示すようなゲートアレイに
よれば、単に層間絶縁膜12を形成し、コンタクトホー
ルを形成し、電極13d、13g、13s、13b、1
3wを形成するだけで一部にDRAMを搭載したロジッ
ク回路を形成することができる。尚、配線工程の前の段
階で層間絶縁膜12を形成しておいても良い。そうする
と、配線工程ではコンタクトホールを形成し、その後、
電極13d、13g、13s、13b、13wを形成す
るだけでユーザの希望するDRAM搭載ロジック回路を
提供することができ、配線工程の工程数をより少なくで
きる。従って、ユーザの発注を受けてから納品するまで
に要する期間を著しく短縮することができる。
【0014】図2の(A)乃至(C)は図1の(A)に
示すゲートアレイの製造方法を工程順に示す断面図であ
る。 (A)先ず、ウエル2表面にトレンチ4を形成し、次い
で、加熱酸化により誘電体膜5a及びゲート絶縁膜5b
を形成し、更に拡散層6を形成し、その後、ゲート絶縁
膜5bにコンタクトホール11を形成する。図2の
(A)はコンタクトホール11形成後の状態を示す。 (B)次に、図2の(B)に示すように不純物(本例で
はn型)をドープした多結晶シリコン(ドープトポリシ
リコン)層7を形成する。 (C)次に、図2の(C)に示すように、多結晶シリコ
ン層7をパターニングすることによりゲート電極7c、
配線層7bを形成し、その後、不純物のイオン打込みを
してn- 型のライトドープソース領域9a及びライドド
ープドレイン領域10aを形成する。その後は、図示は
しないが、サイドウォールの形成、ソース、ドレインの
形成という通常のLDD構造のMOSLSIと同じ方法
で製造する。
【0015】図3(A)、(B)は本発明ゲートアレイ
の別の実施例を示すもので、(A)は平面図、(B)は
(A)のB−B線視断面図である。本実施例は図1に示
した実施例の持つところのゲートをロジック回路のMO
Sトランジスタとして用いた場合にドレインと基板側
(ここでは実際にはウエル2)との間にトレンチキャパ
シタが介在しそのために高速性が損なわれるという問題
を回避したものである。具体的には、本実施例はトレン
チキャパシタの基板側の電極を成す拡散層6aの導電型
を反対にしてトレンチキャパシタをウエル2から接合分
離すると共に、該拡散層6aと必要に応じて、即ちゲー
トにDRAMセルを形成する場合に、電気的に接続すべ
き拡散層(共通電位拡散層)14を形成してなる。該拡
散層14には電源電圧Vccが与えられる。それ以外の点
では図1に示したゲートアレイとは本質的な違いはな
い。
【0016】本ゲートアレイのゲートをMOSトランジ
スタとして用いる場合には、配線工程で図4の(A)に
示すようにトレンチキャパシタの基板側の拡散層6aと
MOSトランジスタのドレイン10との間にn型不純物
を適宜なエネルギーでイオン打込みすることにより拡散
層15を形成する。その後は、層間絶縁膜を形成し、コ
ンタクトホールを形成して多結晶シリコンからなる配線
層7b、ゲート電極7c、ソース電極7dの表面部を露
出させ、これらと接続されたアルミニウム電極を形成し
てドレイン電極、ゲート電極、ソース電極とする。従っ
て、トレンチキャパシタは、配線層7b、ドレイン10
及び配線工程のイオン打込みにより形成した拡散層15
によって電極間が短絡されて殺されてしまうことにな
り、ドレイン10と基板側(ウエル2)との間にトレン
チキャパシタが介在しなくなる。従って、ドレインと基
板との間にトレンチキャパシタが介在してMOSトラン
ジスタの高速性が悪くなるという虞れはなくなる。
【0017】そして、ゲートアレイのゲートをDRAM
セルとして用いる場合には、配線工程において図4の
(B)に示すようにトレンチキャパシタの基板側の拡散
層6aとVccの電位が与えられる拡散層14との間にn
型不純物を適宜なエネルギーでイオン打込みすることに
より拡散層15を形成する。その後、層間絶縁膜を形成
し、次いでコンタクトホールを形成し、アルミニウムか
らなるワード線、ビット線を形成する。尚、配線層7b
は電極により取り出す必要はない。
【0018】図4の(B)に示すように拡散層15を形
成することによりMOSトランジスタのドレイン10は
トレンチキャパシタを介してVccラインに接続されるこ
とになり、ゲートはDRAMセルとなり得るのである。
【0019】
【発明の効果】請求項1のゲートアレイは、ゲートがM
OSトランジスタとトレンチキャパシタからなり、該M
OSトランジスタのドレインが配線層により該MOSト
ランジスタと対応するトレンチキャパシタのトレンチ内
部側の電極に接続されてなることを特徴とするものであ
る。従って、請求項1のゲートアレイによれば、MOS
トランジスタのドレインを外部に取り出しトレンチキャ
パシタを遊ばせるか殺すかすることによりゲートをMO
Sトランジスタとして用いることができ、また、トレン
チキャパシタを活かすことによりゲートを、MOSトラ
ンジスタをスイッチングトランジスタとしトレンチキャ
パシタを情報蓄積手段とするDRAMセルとして用いる
ことができる。そして、配線工程前にトレンチキャパシ
タが既に形成されているので、配線工程によってにトレ
ンチキャパシタを形成する必要はない。従って、配線工
程が少なくてDRAMが搭載可能なゲートアレイが提供
できることになり、ユーザの発注を受けてから納品する
までの期間を著しく短縮することができる。請求項2の
ゲートアレイは、ゲートがMOSトランジスタとトレン
チキャパシタからなり、該トレンチキャパシタの基板側
の電極は基板と逆導電型の拡散層からなり上記MOSト
ランジスタのドレインと適宜な間隔をおいて離間し、そ
して各ゲートの上記トレンチキャパシタの基板側の電極
が半導体基板表面部に選択的に形成されたところの基板
と逆導電型の共通電位拡散層に近接配設されてなること
を特徴とするものである。従って、請求項2のゲートア
レイによれば、配線工程で不純物のイオン打込みにより
MOSトランジスタとトレンチキャパシタとの基板側電
極との間に拡散層を形成してトレンチキャパシタを完全
に殺すことができるのでゲートをMOSトランジスタと
して用いる場合のドレイン・アース間にトレンチキャパ
シタが寄生容量として介在する虞れがなくなり、高速性
を高めることができる。また、配線工程で不純物のイオ
ン打込みによりトレンチキャパシタの基板側電極を成す
拡散層と共通電位拡散層との間に拡散層を形成すること
によりゲートをDRAMとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)乃至(C)は本発明ゲートアレイの一つ
の実施例を示す断面図で、(A)は配線工程前の状態を
示し、(B)は配線工程によりロジック回路用のMOS
トランジスタを形成した場合を示し、(C)は同じくD
RAMセルを形成した場合を示す。
【図2】(A)乃至(C)は図1の(A)に示すゲート
アレイの製造方法の一例を工程順に示す断面図である。
【図3】(A)、(B)は本発明ゲートアレイの別の実
施例を工程順に示すもので、(A)は平面図、(B)は
(A)のB−B線視断面図である。
【図4】(A)、(B)は図3に示したゲートアレイに
対する配線工程での不純物イオン打込み例を示す断面図
で、(A)はゲートをMOSトランジスタとして用いる
場合を、(B)はゲートをDRAMセルとして用いる場
合を示す。
【符号の説明】
1 基板 2 ウエル 4 トレンチ 5a 誘電膜 6、6a トレンチキャパシタの基板側の電極を成す拡
散層 7a トレンチキャパシタのトレンチ内部側の電極 7b トレンチキャパシタとMOSトランジスタのドレ
インを接続する配線層 7c MOSトランジスタのゲート電極 9 ソース 10 ドレイン 14 共通電位拡散層 15 配線工程の不純物イオン打込みによる拡散層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各ゲートがMOSトランジスタとトレン
    チキャパシタからなり、上記MOSトランジスタのドレ
    インが配線層により該MOSトランジスタと対応するト
    レンチキャパシタのトレンチ内部側の電極に接続されて
    なることを特徴とするゲートアレイ
  2. 【請求項2】 各ゲートがMOSトランジスタとトレン
    チキャパシタからなり、上記トレンチキャパシタの基板
    側の電極は基板側と逆導電型の拡散層からなり上記MO
    Sトランジスタのドレインと適宜な間隔をおいて離間し
    て形成され、各ゲートの上記トレンチキャパシタの基板
    側の電極が半導体基板表面部に選択的に形成された基板
    側と逆導電型の共通電位拡散層に近接配置されてなるこ
    とを特徴とするゲートアレイ
JP3042541A 1991-02-13 1991-02-13 ゲートアレイ Pending JPH056967A (ja)

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JP3042541A JPH056967A (ja) 1991-02-13 1991-02-13 ゲートアレイ

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JP3042541A JPH056967A (ja) 1991-02-13 1991-02-13 ゲートアレイ

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JPH056967A true JPH056967A (ja) 1993-01-14

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ID=12638928

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JP3042541A Pending JPH056967A (ja) 1991-02-13 1991-02-13 ゲートアレイ

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2009170750A (ja) * 2008-01-18 2009-07-30 Fujitsu Microelectronics Ltd 半導体装置とその製造方法

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