JPH11186517A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH11186517A
JPH11186517A JP9350309A JP35030997A JPH11186517A JP H11186517 A JPH11186517 A JP H11186517A JP 9350309 A JP9350309 A JP 9350309A JP 35030997 A JP35030997 A JP 35030997A JP H11186517 A JPH11186517 A JP H11186517A
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capacitor
pitch
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英一郎 梯
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Abstract

(57)【要約】 【課題】COB型DRAMのスタックトキャパシタの面
積利用効率の向上と活性領域パターン形成の容易化を図
る。 【解決手段】キャパシタの蓄積電極10Aをビット線8
A方向に長い六角形状にし千鳥状に配置する。キャパシ
タ電極相互間の距離を最小加工寸法fにすることができ
る。クランク型の活性領域31A,32Aの折れ曲がり
角度を30゜程度に小さくできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体記憶装置に関
し、特にスタックトキャパシタ型DRAMセルの配置に
関する。
【0002】
【従来の技術】ダイナミックランダムアクセスメモリ
(DRAM)においてはセルの小型化に伴い、必要な蓄
積容量を確保できるようなセル構造が工夫されてきた。
【0003】図2(a)は従来のスタックトキャパシタ
型DRAMセルの代表例を示す平面図、図2(b)は図
2(a)のA−A線断面図である。
【0004】p型のシリコン基板1の表面部に形成され
た素子分離領域2で区画されたクランク状の第1の活性
領域31と第2の活性領域32とが規則的に配置され
る。第1の活性領域31と第2の活性領域32とは折れ
曲がり方向が互いに逆であり、互いに鏡映対称な形状を
有し、第1の方向(ゲート電極配線5の走行方向)に交
互に配置される。
【0005】ゲート電極配線5が活性領域の表面をゲー
ト酸化膜4を介して横断して設けられる。ゲート電極配
線5はMOSトランジスタのゲート電極を前述の第1の
方向に連結したもので、ワード線を構成する。複数のゲ
ート電極配線5が互いに平行にピッチnで配置される。
素子分離領域2及びゲート電極配線5を含むマスクを用
いてヒ素などのN型不純物が活性領域に注入される。N
型拡散層6b,6cを形成するためである。
【0006】層間絶縁膜7が堆積され、N型拡散層6b
に達するビット線コンタクト孔Cbが設けられ、複数の
ビット線8が互いに平行にピッチmで形成される。層間
絶縁膜9が堆積され、N型拡散層6cに達するキャパシ
タコンタクト孔Ccが形成され、キャパシタ下部電極で
ある蓄積電極10が形成される。蓄積電極10のビット
線方向の長さをL、ワード線方向の長さをWとする。蓄
積電極どうしは最小加工寸法fの分離間隔で、ワード線
方向にビット線と同じピッチm,ビット線方向にワード
線の2倍のピッチ2nを有して縦横に並んでいる。mは
W+fに等しく、2nはf+Lに等しい。キャパシタ絶
縁膜11とセルプレート電極12とが順次に形成され
る。層間絶縁膜13が形成され、アルミニウム合金膜な
どの図示しない電極配線が形成される。このような、キ
ャパシタをビット線の上方に設けるCOB型DRAM
は、特開平1−179449号公報などに開示されてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来に半導体
記憶装置は、斜め方向に隣接する二つのキャパシタ下部
電極どうしの間隔は最小加工寸法より大きくなるので、
チップ上の面積の利用率が十分とはいえず、改善の余地
がある。特開平3−230563号公報には、半導体基
板に溝を設け、その溝部にキャパシタを設けたDRAM
において、溝の形状を正六角形にして最密充填するもの
が示されている。これによりDRAMセルの最密充填を
実現している。この考え方をCOB型DRAMにそのま
ま適用するには、キャパシタ下部電極の形状を正六角形
にすることになるであろうが、そうするとビット線のピ
ッチがほぼ2倍の2mに大きくなってしまう。COB型
DRAMでは、ワード線2本おきにキャパシタコンタク
トを設けるからである。かくては、DRAMセルの密度
はかえって1/2に低下してしまう。
【0008】又、従来のCOB型DRAMでは、活性領
域が約45度に折れ曲がった形状を有しており、活性領
域のフォトリソグラフィーによるパターン形成が困難で
あり、更に、素子分離領域を選択酸化で形成する場合、
バーズビークにより活性領域が狭くなるという問題があ
る。又、キャパシタコンタクト孔に対応するN型拡散層
6cと隣接するN型拡散層が近いためN型拡散層6cが
小さくなるという問題もある。
【0009】本発明の目的は、スタックトキャパシタの
充填化を一層進め高蓄積容量を可能にし、さらにメモリ
セルにおける活性領域の形成を容易にし、高集積化に対
応した半導体記憶装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、MOSトランジスタとキャパシタを有し、該MOS
トランジスタのソース・ドレイン領域のー方がビット線
に他方が前記キャパシタに接続され、前記ビット線の主
要方向と前記ワード線の主要方向は直交するように形成
され、前記キャパシタは前記ビット線より上部に形成さ
れ、前記キャパシタは前記ワード線方向に前記ビット線
のピッチmと同じピッチmで配置され、前記キャパシタ
は前記ビット線方向には前記ワード線のピッチnの2倍
ピッチ2nで配置されるスタックトキャパシタ型のDR
AMセルを有し、前記ビット線方向に隣合う前記キャパ
シタどうしは、前記ワード線方向にずれて形成されるこ
とを特徴とする。ここで、キャバシタの平面形状をビッ
ト線方向に長い等角六角形とすることができる。更に、
ビット線方向に隣り合うキャパシタどうしをワード線方
向にm/2ずれて配置することができる。又更に、互い
に鏡映対称に設計されたクランク状の第1の活性領域及
び第2の活性領域を、ワード線方向に交互に配置するこ
とができる。
【0011】ビット線方向に隣合うキャパシタどうし
が、ワード線方向にずれて形成されるので、メモリセル
の占有面積あたりのキャパシタの占有面積を一層向上す
ることができる。又、クランク状の活性領域の折れ曲が
り角を小さくできる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。図1(a)は一実施の形
態を示す平面図、図1(b)は図1(a)のA−A線断
面図である。
【0013】p型のシリコン基板1の表面部に形成され
た素子分離領域2Aで区画されたクランク状の第1の活
性領域31Aと第2の活性領域32Aとが規則的に配置
される。第1の活性領域31Aと第2の活性領域32A
とは折れ曲がり方向が互いに逆であり、互いに鏡映対称
な形状を有し、第1の方向(ゲート電極配線5の走行方
向)に交互に配置される。第2の方向と直交する第2の
方向(ビット線8Aの走行方向)には第1の活性領域3
1A又は第2の活性領域32Aのいずれか一種類のみが
配置される。
【0014】ゲート電極配線5が活性領域の表面をゲー
ト酸化膜4を介して横断して設けられる。ゲート電極配
線5はMOSトランジスタのゲート電極を前述の第1の
方向に連結したもので、ワード線を構成する。複数のゲ
ート電極配線5が互いに平行にピッチnで配置される。
素子分離領域2A及びゲート電極配線5を含むマスクを
用いてヒ素などのN型不純物が活性領域に注入される。
N型拡散層6b,6cを形成するためである。
【0015】層間絶縁膜7が堆積され、N型拡散層6b
に達するビット線コンタクト孔Cbが設けられ、複数の
ビット線8Aが互いに平行にピッチmで形成される。層
間絶縁膜9が堆積され、N型拡散層6cに達するキャパ
シタコンタクト孔Ccが形成され、キャパシタ下部電極
である蓄積電極10Aが形成される。蓄積電極10Aの
平面形状はビット線8Aの走行方向に長い等角六角形で
全ての内角は120゜に設計される。蓄積電極10Aの
ビット線方向に平行な辺(長辺)の長さをLa、幅をW
とすると、短辺の長さはW/(3)1/2 となる。蓄積電
極どうしは最小加工寸法fの分離間隔で、ワード線方向
にビット線と同じピッチm,ビット線方向にワード線の
2倍のピッチ2nを有して縦横に並んでいる。mはW+
fに等しく、2nはfa+Laに等しい。ビット線方向
に隣接する蓄積電極の長辺間の距離(ビット線方向への
投影寸法)faは、2f/(3)1/2 となる。キャパシ
タ絶縁膜11Aとセルプレート電極12Aとが順次に形
成される。層間絶縁膜13が形成され、アルミニウム合
金膜などの図示しない電極配線が形成される。
【0016】ゲート電極配線5の幅、ピッチ、ビット配
線8Aの幅広部の幅、ピッチで定まるDRAMセルの占
有面積は従来例と同じとする。蓄積電極の占有面積は、
2/[2(3)1/2 ]+[1−2/(3)1/2 ]fW
だけ増加する。f=W、L=3Wとすると、5%弱の増
加になる。
【0017】クランク状の活性領域の折れ曲がり角は約
30゜であり、フォトリソグラフィー及び選択酸化法に
よる素子分離領域のパターン形成が容易になる。
【0018】ビット線の形状は、図示のものに限らな
い。例えば、台形波状にジグザグに走行させて、蓄積電
極との重なりを避けることも可能である。
【0019】また、ワード線方向にm/2だけずらした
場合について説明したが、活性領域の折れ曲がり角を更
に小さくして、ずらす寸法をm/2より小さくすること
もできる。m/2より小さくなるにつれて蓄積電極の占
有面積の増加は少なくなるが、フォトリソグラフィー及
び素子分離領域のパターン形成はさらに容易になる。
【0020】蓄積電極は六角形が好ましいが、必ずしも
それに限らず、例えば、長方形の短辺を半円弧状に変え
た形状にしてもよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではキャパ
シタの占有面積を従来例に比べて、増加させることがで
き、更に、クランク状の活性領域の折れ曲がり角を小さ
くでき活性領域パターンの形成を容易にすることができ
る。本発明は、ダイナミックランダムアクセスメモリの
高集積化、電荷保持特性の向上に寄与することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す平面図(図1
(a))及び図1(a)のA−A線断面図(図1
(b))。
【図2】従来例を示す平面図(図2(a))及び図2
(a)のA−A線断面図(図2(b))。
【符合の説明】
1 シリコン基板 2,2A 素子分離領域 31,31A,32,32A 活性領域 4 ゲート酸化膜 5 ゲート電極配線 6b,6c N型拡散層 7 層間絶縁膜 8,8A ビット線 9 層間絶縁膜 10,10A 蓄積電極 11,11A キャパシタ絶縁膜 12,12A セルプレート電極 13 層間絶縁膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MOSトランジスタとキャパシタを有
    し、該MOSトランジスタのソース・ドレイン領域のー
    方がビット線に他方が前記キャパシタに接続され、前記
    ビット線の主要方向と前記ワード線の主要方向は直交す
    るように形成され、前記キャパシタは前記ビット線より
    上部に形成され、前記キャパシタは前記ワード線方向に
    前記ビット線のピッチmと同じピッチmで配置され、前
    記キャパシタは前記ビット線方向には前記ワード線のピ
    ッチnの2倍ピッチ2nで配置されるスタックトキャパ
    シタ型のDRAMセルを有し、前記ビット線方向に隣合
    う前記キャパシタどうしは、前記ワード線方向にずれて
    形成されることを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 キャバシタの平面形状がビット線方向に
    長い等角六角形である請求項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 ビット線方向に隣り合うキャパシタどう
    しがワード線方向にm/2ずれている請求項1,又は2
    記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 互いに鏡映対称に設計されたクランク状
    の第1の活性領域及び第2の活性領域が、ワード線方向
    に交互に配置される請求項1,2又は3記載の半導体記
    憶装置。
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