JPS61234067A - 高密度型dramセル - Google Patents

高密度型dramセル

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Publication number
JPS61234067A
JPS61234067A JP60074492A JP7449285A JPS61234067A JP S61234067 A JPS61234067 A JP S61234067A JP 60074492 A JP60074492 A JP 60074492A JP 7449285 A JP7449285 A JP 7449285A JP S61234067 A JPS61234067 A JP S61234067A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
trench
substrate
film
epitaxial layer
oxide film
Prior art date
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Pending
Application number
JP60074492A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Matsui
宏 松井
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP60074492A priority Critical patent/JPS61234067A/ja
Publication of JPS61234067A publication Critical patent/JPS61234067A/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
    • H10B12/37DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate

Landscapes

  • 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) この発明は、高密度用DRAMにおいて、トレンチの深
い部分でのパンチスルーによるリーク電流を防止し、か
つ高密度化を可能にした高密度型DRAMセルに関する
(従来の技術) 従来のこの棟のDRAMセルの構造t−8ympoa−
ium on VLSI Technology  1
984 、P、 P 18(以下、第1公知文献という
]のFig、1およびIEDM 1984 P、P 2
48 (以下、wJ2公知文献という)のFig、1に
示されている。
この第1公知文献1および第2公知文献2の両figl
のセル容量はともにトレンチ型キャパシタの内側面(横
面および底面)にすへてn領域を形成し、1個のセルで
使用している。
第1公知文献のセル容量はTable 2の(D)項に
示されているように、 COX+ΔCox 十CJ    ・・・・・・・・・
111となる。
ここでCoxはトレンチ外のSt平坦部ゲート酸化膜容
量、ΔCoxはトレンチ部でのゲート酸化膜容量% C
Jはエピタキシャル部でのN+P−接合容量およびトレ
ンチ底辺部でのN”P+接合容量の和である。
また、第2公知文献のセル容量は第1公知文献の’l’
able 2の(C)項に相当するセル構造であシ、C
OX+ΔCox          ・・・・・・・・
・(2)に相当する容量となり、第1公知文献のセルよ
pCJ分の容量は小さいが、基本的に1トランジスタセ
ルとしての動作機能は同様である。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、上記構造では次の工うな欠点が共通しである。
+11.2個のキャパシタを考えた場合、第1公知文献
のFig、1のようになる。このような構造の欠点とし
てFig、3に示されているようにトレンチの深い領域
ではチャネルストップでイオン注入された不純物が入っ
ていないので、互いのトレンチ側面からの9層の拡大が
大きく、パンチスルー現象によるリーク電流が発生し易
い。
そのため、今後1メガビットDRAM以降のサブミクロ
ンレベルを考えた場合、このキャパシタ間隔を狭くでき
なくなシ、高密度化に不適となる。
(2)、これらの構造では1個のトレンチを1個のキャ
パシタで専有しているので、底面部モ薄イケート膜でキ
ャパシタに使用している。
今後、小さいトレンチをエツチング形成する場合、トレ
ンチの底面は三角形にすり凸部に形成されるために、電
極集中や活染物が残シ易い部分となル、ゲート膜破壊が
この部分で起こシ、問題となる。
この発明は、前記従来技術がもっている問題点のうち、
パンチスルー現象によるリーク電流が発生し易く、高密
度化ができない点と、ゲート膜破壊がトレンチ底辺部分
で起こり易いという点について解決した高密度型DRA
Mセルt−提供するものである。
(問題点を解決するための手段) この発明は、高密度型DRAMセルにおいて、高濃度基
板上にトレンチの底部中央部にセル間分離のための厚い
酸化膜を形成したものである。
(作 用) この発明によれば、以上のように高密度型DRAMセル
を構成したので、トレンチの深い部分でのパンチスルー
がなくなシ、リーク電流を防止するように作用するとと
もに、フィールド部となシかつトレンチの両側を異なる
セルで使用可能となジ、したがって前記問題点を除去で
きる。
(実施例) 以下、この発明の高密度型DRAMセルの実施例につい
て図面に基づき説明する。第1図はその一実施例の構成
を示す断面図であシ、第2図は第1図のA−A’線に沿
って切断して示す拡大斜視図である。
この第1図および第2図の両図において、1はP型St
基板であQ、後述するn型拡散層4の不純物濃度より5
倍以上濃度の高いボロンを含む19     2G  
 −3 (1010cWl 以上)ものである。
コOP W S i基板1上にP−エピタキシャル層2
が成長されている。このP−エピタキシャル層2〜4μ
mの低濃度ボロンを含む(1o15 1016鍔−3)
んでいる。
このP−エピタキシャル層2をこのP−エピタキシャル
層2さ以上の深さにトレンチがエツチングによシ形成さ
れている。すなわち、トレンチはP型St基板1の上面
よ)やや深く形成されている。
このトレンチの底部にはP型S1基板1の上面よフやや
高くなるように厚い絶縁膜として厚い酸化膜3が形成さ
れている。この鳳い酸化膜3とP型St基板1と不純物
濃度とによQ第1図のA−A’線面で叱ルを別にして、
セル間分離を行うようにしている。
また、第2因に示すように、トレンチのキャパシタに使
用する面はB面、0面、D面、E面になっている。
さらに、トレンチの内面にはn型拡散層4が形成されて
いる。このn型拡散層4(セルプレートをVce方式の
場合はなくてもよい)が形成されておシ、その外面には
キャパシタ酸化膜5が形成されている。このキャパシタ
酸化膜5の内面が第2図のB面となシ、上面が@2図の
0面となる。n型領域4とキャパシタ酸化膜5の上面は
P″″エピタキシャル層2上に形成されている。
さらに、トレンチには、ポリシリコンロが形成され、こ
のポリシリコンロにょシ、トレンチを埋め込んでいる。
P−エピタキシャル層2上には、n十拡散層7.とビッ
トラインのN+拡散層10が形成されているとともに、
このN拡散層7と10間において、P−エピタキシャル
層2上には、トランスファゲートトランジスタのゲート
膜8が形成され、その上にトランスファゲート膜9が形
成されている。
かくして、第1図におけるA −A’線の左側と右側と
でそれぞれ1トランジスタ(ITr)が形成され、厚い
酸化膜3とP型Si基板1の高濃度不純物とによシ、素
子分離が一行われている。
第3図(A)ないし第3図(G)は上述のように構成さ
れているこの発明の高密度型DRAMセルの製造工程を
示す図である。まず、第3図(A)に示すように、n型
拡散層4の不純物濃度よシ5倍以上濃度の高いボロンを
含む(I Q19−1020cm−”以上]P型Sl基
板1上に2−4μmの低濃度ボロンを含む(10151
016cm−3) P−エピタキシャル層2を成長させ
る。次に、選択的にトレンチ3aをエツチングでP−エ
ピタキシャル層2の厚さ以上の深さを形成する。
次に、第3図(B)に示すように、PSG膜1膜上1面
に堆積させ、その上にレジスト12を塗布して、このレ
ジスト12をマスクにして、トレンチ3a上にパターン
を残し、PSG膜1膜上1拡散によシ違択的にn型拡散
層4(リン濃度10172X10  an  を含む)
を形成する。
この時、n型拡散層4のリン濃度よりP型Sl基板1の
ボロン濃度が高いので、底面部にはn型拡散層4が形成
されない構造となる。
続いて、第3図(C)に示すように、エツチング法で底
辺部のPSG膜1膜上13〜1.0μm残し、フィール
ド酸化膜として使用するために、厚い酸化膜3を形成す
る。
もし、n型拡散層4t−必要としない場合には(セルプ
レートをVccで使用し、n型拡散層4、P−エピタキ
シャル層2合容量をキャハシタ容量として利用しない場
合)、PSG膜1膜上1ンドープSLO雪膜にすれば同
様に可能である。
次に、PSG膜1膜上1ジスト12を除去し、第3図(
C)に示すように、@lゲート膜13(Sins膜10
0Aまたは5ift 50 A + 5isN4100
A)を全面に形成し、その上にリンを含む第1ポリシリ
コン14をトレンチ3a上める厚さ以上に堆積する。
その後、通常の方法でパターニングし、第3図(D)に
示すようにキャパシタ酸化膜5およびポリシリコンロに
よるキャパシタ部を形成する。このとき、このパターン
はn型拡散層4よシも内側に入るように形成する必要が
ある。
次に、第3図(E)に示すように、第2ゲート酸化膜1
5の5tO2膜200Aおよびリンを含む第2ポリシリ
コン16t−300OA全面に形成する。
次に、通常の方法で第3図(F)に示すように、トラン
スファゲートおよび周辺回路を形成するトランジスタの
ゲート部、すなわち、ゲート膜8、トランス7アゲート
9をパターン形成し、Asイオン注入法でn拡散層7の
ンース・ドレイン領域およびビットラインのN+拡散層
10t?形成する。この時ソース・ドレイン領域の不純
物濃度の方がn型拡散層4の濃度工!11102−10
3倍高いのでオーバラップ部(B部)はn土層となる。
以後はm3図(G)に示すように、通常の中間絶縁Bl
&17を全面に堆積し、コンタクト部1st−開け、A
t配線層19のパターン形成を行なう。
(発明の効果] 以上詳細に説明したように、この発明によれば、以下に
列挙するごとき効果がある。
il+、トレンチの底面部でセル間の分miしているの
で、トレンチキャパシタの欠点であったトレンチの深い
部分でのパンチスルーによるリーク電流を防ぐことがで
きる。
+21、1個のトレンチの両側を異なるセルで使用する
ので、高密度化が可能となる。
(3ン、トレンチの底辺部はフィールド部に使用してい
るので、トレンチキャパシタの欠点である底辺部のゲー
ト絶縁膜破壊電界が低いことが解決できるとともに、ト
レンチ型アイソレーションにも使用することができる。
+41、トレンチ底辺部のP+基板濃度をチャンネルス
トップ濃度として使用するので、通常必要であるチャン
ストインプラ工程を削除することが可能となる。
(5)、Psi基板上のP−千ビタキシャル層を有する
構造であるので、第1公知文献に示す構造がもつ、(a
)ン7トエラーに強いこと、Φ)P−エピタキシャル層
晶性がよいこと、(c)ゲート膜の絶縁耐圧がよいこと
、(d)ホールドタイム不良が少ないこと、などの利点
をもつ。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の高密度型DRAMセルの一実施例の
構成を示す断面図、第2図は第1図のA−に線に沿って
切断して示す拡大斜視図、第3図(A)ないし第3図(
G)はこの発明の高密度型DRAMセルの製造方法の工
程説明図である。 1・・・P型S1基板、2・・・P−エピタキシャル層
、3・・・厚い酸化膜、4・・・n型拡散層、5・・・
キャパシタ酸化膜、6・・・ポリシリコン、7.lO・
・・N”拡散/i、8・・・ゲート膜、9・・・トラン
ス7アゲート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 高濃度基板上に形成されこの高濃度基板との不純物と同
    導電型の不純物の低濃度のエピタキシャル層と、このエ
    ピタキシャル層の厚さ以上の厚さに形成されたトレンチ
    の底辺部においてキャパシタ素子分離として使用される
    厚い絶縁膜と、上記トレンチに形成されたキャパシタ部
    と、上記P^−エピタキシャル層上に形成されたトラン
    スファゲートおよびフーズドレイン領域とを具備する高
    密度型DRAMセル。
JP60074492A 1985-04-10 1985-04-10 高密度型dramセル Pending JPS61234067A (ja)

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JP60074492A JPS61234067A (ja) 1985-04-10 1985-04-10 高密度型dramセル

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JP60074492A JPS61234067A (ja) 1985-04-10 1985-04-10 高密度型dramセル

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JPS61234067A true JPS61234067A (ja) 1986-10-18

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63104372A (ja) * 1986-10-20 1988-05-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体記憶装置
US4897702A (en) * 1987-02-24 1990-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device and manufacturing method for the same
US4985368A (en) * 1987-03-23 1991-01-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for making semiconductor device with no stress generated at the trench corner portion
US5089868A (en) * 1989-05-22 1992-02-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device with improved groove capacitor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63104372A (ja) * 1986-10-20 1988-05-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体記憶装置
US4897702A (en) * 1987-02-24 1990-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device and manufacturing method for the same
US4985368A (en) * 1987-03-23 1991-01-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for making semiconductor device with no stress generated at the trench corner portion
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