JPH0714006B2 - ダイナミツク型メモリ - Google Patents

ダイナミツク型メモリ

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JPH0714006B2
JPH0714006B2 JP60115914A JP11591485A JPH0714006B2 JP H0714006 B2 JPH0714006 B2 JP H0714006B2 JP 60115914 A JP60115914 A JP 60115914A JP 11591485 A JP11591485 A JP 11591485A JP H0714006 B2 JPH0714006 B2 JP H0714006B2
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JP
Japan
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substrate
capacitor
cell plate
dynamic memory
insulating film
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JP60115914A
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隆 大澤
透 古山
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • 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
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate

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  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ダイナミック型メモリに関し、特にメモリセ
ルの配置状態を改良したダイナミック型メモリに係わ
る。
〔発明の技術的背景〕
従来のダイナミック型メモリは、第8図及び第9図に示
すようにメモリセルをトランジスタのチャンネル長方向
に1/2ピッチずらして配置した構造になっている。即
ち、図中の1は図示しないp型半導体基板の表面に図示
しないフィールド酸化膜で分離された2つのメモリセル
を構成する島領域であり、これら島領域1は1/2ピッチ
ずらして配置されている。前記島領域1の両端の五角形
状の部分には、キャパシタの一方の電極を構成するn-
拡散層(図示せず)が形成され、かつそれらの中央には
前記拡散層と所定距離隔ててビット線と接続されるn+
拡散層(図示せず)が形成されている。図中の2は、例
えば第1層多結晶シリコンからなるセルプレート電極で
ある。このセルプレート電極2は、第9図に示すように
各島領域1の五角形状のn-型拡散層をキャパシタ絶縁膜
を介して覆っており、各メモリセルの共通電極となって
いる。また、前記セルプレート電極2には、トランジス
タ領域に対応して開孔部3が形成され、かつ各開孔部3
は1/2ピッチずらして配置されている。図中の4は、行
方向に隣接する島領域1の一方のメモリセル領域に亙っ
て設けられた第2層多結晶シリコンからなるトランスフ
ァーゲートである。図中の5は、前記n+型拡散層とコン
タクトホール6を通して接続された行方向に延びる第3
層多結晶シリコンからなるビット線である。図中の7
は、前記トランスファーゲート4とコンタクトホール8
を通して接続された列方向に延びるAlからなるワード線
である。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、第8図及び第9図に示すダイナミック型
メモリのメモリセルの配置では、メモリセルが微細化に
伴って小さくなると、セルプレート電極2の隣接する開
孔部3の距離が小さくなり、切断されるという問題が生
じる。即ち、メモリセルの寸法が全て同一割合で小さく
なり、デザインルールも同じ割合で小さくできれば上述
した従来構造のメモリセルでも、ただ単に比例縮小する
だけでセルプレート電極の切断という問題は生じない。
ところが、ダイナミック型メモリに要求される記憶容量
の増加、パッケージの大きさによるチップサイズの制限
により単なる比例縮小では記憶用キャパシタが小さ過ぎ
読み出し信号が小さくなり過ぎて使用できなくなる。こ
のため、今後はキャパシタを埋込み型とするか、或いは
高誘電性絶縁膜を用いるか、いずれかにより容量を大き
くすることが予想される。この時、確かにメモリセルの
キャパシタ部は平面的に従来の比例縮小率に比べて遥か
に縮小されるが、その他のトランスファーゲート4、ビ
ット線5とn+型拡散層とのコンタクトホール6は比例縮
小率だけ小さくなるのみで、結果的にはキャパシタ部分
がコンタクトホール6等形成するためのセルプレート電
極2の開孔部3より小さくなる。このようにキャパシタ
部の面積縮小がなされるのに対し、ビット線5とn+型拡
散層とのコンタクトホール6を形成するためのセルプレ
ート電極2の開孔部3が相対的に該キャパシタ部より大
きくなる、つまり全体が比例縮小しないために、開孔部
3間の距離が益々短くなってそれらの箇所でセルプレー
ト電極2が切断されるという問題が起こる。
〔発明の目的〕
本発明は、トランジスタの拡散層とビット線とのコンタ
クトホールが比例縮小し、キャパシタ部が該コンタクト
ホールに比べてより縮小されてもセルプレート電極の切
断を回避でき、同電極に共通の電位を与えることが可能
な高信頼性のダイナミック型メモリを提供しようとする
ものである。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体基板に1つのトランジスタと1つのキ
ャパシタとからなるメモリセルを前記トランジスタのチ
ャンネル方向と直交する行方向および前記チャンネル方
向に平行な列方向に複数配置した構造のダイナミック型
メモリにおいて、 前記複数のメモリセルは、前記基板の列方向に1/2n(た
だし、nは2以上の自然数を示す)ピッチずらして配置
され、 前記各キャパシタは、前記基板に少なくともキャパシタ
用絶縁膜を介して配置された共通のセルプレート電極を
有し、 前記セルプレート電極は、前記基板の列方向に前記メモ
リセルと同一ピッチずらして階段状に繋がる、少なくと
もビット線を前記基板表面の拡散層に接続するための開
孔部を有し、かつ周辺の枠で一体化された形状をなすこ
とを特徴とするダイナミック型メモリである。かかる本
発明によれば、既述の如くトランジスタの拡散層とビッ
ト線とのコンタクトホールが比例縮小し、キャパシタ部
が該コンタクトホールに比べてより縮小化されてもセル
プレート電極の切断を回避でき、同電極に共通の電位を
与えることが可能なダイナミック型メモリを得ることが
できる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明をメモリセルを1/4ピッチずらして配置し
たダイナミック型メモリを例にして第1図〜第7図を参
照して詳細に説明する。
第1図は、ダイナミック型メモリの平面図、第2図は第
1図のA−A線に沿う断面図、第3図は第1図のB−B
線に沿う断面図、第4図はセルプレートを形成した時の
状態を示す平面図、第5図はセルプレート電極の平面
図、第6図はトランスファーゲートを形成した時の状態
を示す平面図、第7図はビット線を形成した時の状態を
示す平面図である。図中の11は、p型の半導体基板であ
る。この基板11の表面には、フィールド酸化膜12が選択
的に設けられており、かつ該基板11表面には前記フィー
ルド酸化膜12により分離された2つのメモリセルを構成
するため島領域13が形成されている。これら島領域13
は、第6図に示すように1/4ピッチずらして配置されて
いる。また、前記島領域13の両端付近には、埋込み型キ
ャパシタ14が設けられている。この埋込み型キャパシタ
14は、前記基板11に開孔された溝部15と、この溝部15の
内面を含み、かつその周辺の基板11表面に形成されたキ
ャパシタ用絶縁薄膜16と、前記溝部15を含む基板11表面
上に選択的に設けられた第1層多結晶シリコンからなる
セルプレート電極17とから構成されている。前記セルプ
レート電極17は、第4図及び第5図に示すように島領域
13の溝部15付近を覆い、かつ階段状の開孔部18を有する
と共に、周辺で互いに一体化した形状をなしている。前
記セルプレート電極17の周面には第1層間絶縁膜19が設
けられている。
前記セルプレート電極17下に位置する領域を除く前記島
領域13表面には、3つのn+型拡散層201〜203(203は図
示せず)が互いに電気的に分離して形成されている。こ
れら拡散層201、202及び202、203(図示せず)の間のチ
ャンネル領域を含む基板11の島領域13表面には、第2図
及び第6図に示すように第2層多結晶シリコンからなる
トランスファーゲート21がゲート酸化膜22を介して設け
られている。これらトランスファーゲート21は、1つの
島領域13のみならず、他端が第1層間絶縁膜19上を横切
って隣接する島領域13にも延出している。
また、前記第1層間絶縁膜19及びトランスファーゲート
21を含む全面には第2層間絶縁膜23が被覆されている。
この第2層間絶縁膜23上には、第2図及び第7図に示す
ように前記n+型拡散層202とコンタクトホール24を通し
て接続された行方向に延びる第3層多結晶シリコンから
なるビット線25が設けられている。更に、前記ビット線
25を含む第2層間絶縁膜23上には、第3層間絶縁膜26が
被覆されている。この第3層間絶縁膜26上には、第1図
及び第3図に示すように前記トランスファーゲート21と
コンタクトホール27を通して接続された列方向に延びる
Alからなるワード線28が設けられている。
しかして、本発明によればメモリセルを1/4ピチずらし
て配置することによって、第1図、第2図、第4図及び
第5図に示すようにセルプレート電極17の幅の最少値は
埋込み型キャパシタ14の長さに相当するので、メモリセ
ルがいかに微細化されたとしても、前記キャパシタ14上
にセルプレート電極17が存在する限り、該電極17は斜め
に繋がっており、一つ一つが孤立することはない。従っ
て、第5図に示すようにセルアレイ周囲を第1層多結晶
シリコンで囲み、その周囲で所定の電位を与えることに
より、全てのセルプレート電極17に同じ電位を与えるこ
とが可能となる。
また、メモリセルを1/4ピッチずらして配置することに
より、第8図図示の従来のダイナミック型メモリに比べ
て一本のビット線25と拡散層202とのコンタクトホール2
4の数を半減できるため、拡散層202とp型半導体基板11
との間の空乏層容量が減り、ビット線容量を従来に比べ
て減少できる。特に、今後、トランジスタが微細化され
に伴ってトランジスタ中の電界強度を一定に保持する観
点から、拡散層の不純物濃度は高くなる傾向にあり、拡
散層と基板間の容量は大きくなるので、拡散層とビット
線間のコンタクトホール数の減少は大きな利点をもたら
す。
なお、上記実施例ではメモリセルを1/4ピッチずらして
配置した例について説明したが、1/8、1/16ピッチとず
らしても同様な効果を達成できる。但し、トランスファ
ーゲートやコンタクトホールの配置、ワード線のピッチ
等を考慮すると、1/4ピッチずらすことが最も好まし
い。
上記実施例では、キャパシタとして埋込み型キャパシタ
を例にして説明したが、高誘電性絶縁膜をキャパシタ絶
縁膜としたキャパシタを使用した場合にも同様な効果を
達成できる。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く、本発明によればトランジスタの拡散
層とビット線とのコンタクトホールが比例縮小し、キャ
パシタ部が該コンタクトホールに比べてより縮小化され
てもセルプレート電極の切断を回避でき、同電極に共通
の電位を与えることが可能で、しかもビット線容量を減
少でき、ひいては高信頼性で高速化を達成し得るダイナ
ミック型メモリを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示すダイナミック型メモ
リの平面図、第2図は第1図のA−A線に沿う断面図、
第3図は第1図のB−B線に沿う断面図、第4図はセル
プレートを形成した時の状態を示す平面図、第5図はセ
ルプレート電極の平面図、第6図はトランスファーゲー
トを形成した時の状態を示す平面図、第7図はビット線
を形成した時の状態を示す平面図、第8図は従来のダイ
ナミック型メモリを示す平面図、第9図は第8図のメモ
リにおいてセルプレートを形成した時の状態を示す平面
図である。 11…p型半導体基板、12…フィールド酸化膜、13…島領
域、14…埋込み型キャパシタ、15…溝部、17…セルプレ
ート電極、201、202…n+型拡散層、21…トランスファー
ゲート、24、27…コンタクトホール、25…ビット線、28
…ワード線。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板に1つのトランジスタと1つの
    キャパシタとからなるメモリセルを前記トランジスタの
    チャンネル方向と直交する行方向および前記チャンネル
    方向に平行な列方向に複数配置した構造のダイナミック
    型メモリにおいて、 前記複数のメモリセルは、前記基板の列方向に1/2n(た
    だし、nは2以上の自然数を示す)ピッチずらして配置
    され、 前記各キャパシタは、前記基板に少なくともキャパシタ
    用絶縁膜を介して配置された共通のセルプレート電極を
    有し、 前記セルプレート電極は、前記基板の列方向に前記メモ
    リセルと同一ピッチずらして階段状に繋がる、少なくと
    もビット線を前記基板表面の拡散層に接続するための開
    孔部を有し、かつ周辺の枠で一体化された形状をなすこ
    とを特徴とするダイナミック型メモリ。
  2. 【請求項2】前記キャパシタは、前記キャパシタ用絶縁
    膜が高誘電性絶縁膜であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のダイナミック型メモリ。
  3. 【請求項3】前記キャパシタは、前記基板に形成された
    溝部と、前記溝部内面を含む前記基板表面に形成された
    キャパシタ用絶縁膜と、前記基板に少なくとも前記キャ
    パシタ用絶縁膜を介して配置された前記セルプレート電
    極とを有する埋込み型キャパシタであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のダイナミック型メモリ。
  4. 【請求項4】前記複数のメモリセルは、前記基板の列方
    向に1/4ピッチずらして配置されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のダイナミック型メモリ。
JP60115914A 1985-05-29 1985-05-29 ダイナミツク型メモリ Expired - Lifetime JPH0714006B2 (ja)

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JPS61274357A JPS61274357A (ja) 1986-12-04
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