JPS61274356A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

Info

Publication number
JPS61274356A
JPS61274356A JP60115801A JP11580185A JPS61274356A JP S61274356 A JPS61274356 A JP S61274356A JP 60115801 A JP60115801 A JP 60115801A JP 11580185 A JP11580185 A JP 11580185A JP S61274356 A JPS61274356 A JP S61274356A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
layer
capacitor
substrate
electrode plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60115801A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Takemae
義博 竹前
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP60115801A priority Critical patent/JPS61274356A/ja
Publication of JPS61274356A publication Critical patent/JPS61274356A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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】 〔概 要〕 1トランジスタ1キヤパシタ型のメモリセルから成る半
導体記憶装置において、キャパシタの専有面積当りの容
量値を増大させるために、基板に溝を掘り、その溝内面
に沿ってキャパシタを形成するが、この溝堀り構造に由
来して従来生じても)た隣接セル間のパンチスルーによ
る分離不完全性や、溝部分でのリークによる情報破壊の
生じ易さ等の問題を解決するため、本発明では溝の内壁
面に誘電体膜を形成し、その誘電体膜上にセルの電荷蓄
積電極を延在させ、基板側を共通電極プレートとする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体記憶装置に関し、特に各メモリセルが
トランジスタとキャパシタとによって構成され、かつ該
キャパシタがいわゆる溝堀り型キャパシタである半導体
記憶装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に、ダイナミック型の半導体記憶装置においては、
各メモリセルが1個のMOS)ランジスタと1個のキャ
パシタとによって構成されている。
このようなメモリセルは使用する素子の数が少ないから
回路の集積度を向上させることが可能であリ、したがっ
て記憶密度を増大させることができる。ところが、各メ
モリセルのキャパシタの容量は記憶データをなるべく長
時間安定に保持する必要があるためできるだけ大きい方
が望ましい。したがって、このようなメモリセルを用い
た半導体記憶装置の集積度したがって記憶密度をさらに
増大させるためには各メモリセルのキャパシタとして少
ない専有面積で大容量が得られるキャパシタを用いるこ
とが必要とされる。
第5図は、従来形のダイナミック型半導体記憶装置に用
いられているメモリセルの構造を示す。
同図のメモリセルは、1ビツトにつき1個のトランスフ
ァゲート用MO3)ランジスタと1個のキャパシタとに
よって構成されている。MOS)ランジスタは、例えば
P−型の半導体基板1に形成されたN+型広拡散層2よ
び3をそれぞれドレインおよびソースとし、これらのN
+型広拡散層2よび3の間のチャンネル領域上に図示し
ない絶縁膜を介して形成された多結晶シリコン層4をゲ
ートとして構成されている。キャパシタは、いわゆる溝
堀り型キャパシタであり、P−型基板1に例えば7字形
の溝を設け、この溝の内表面にキャパシタ誘電体とする
薄い絶縁膜5を付加し、該絶縁膜5上に多結晶シリコン
層6を形成することにより構成されている。なお、7は
隣接メモリセルのキャパシタとの分離を行なうためのフ
ィールド酸化膜である。
第5図のメモリセルにおいては、キャパシタはP−型基
板1のV字型溝の表面に近い部分を反転させていわゆる
反転層を形成し、この反転層と導電層6との間で容量が
形成される。したがってキャパシタ電極がV字型溝に沿
って形成されるから少ない基板面積で大きな容量を得る
ことができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第5図のメモリセルにおいては、点線で示される範囲に
空乏層8を生じこの空乏層は隣接するメモリセルのキャ
パシタの溝の間隔が狭い場合には溝と溝との間の領域全
体に広がるためこの領域でハンチスルーm&を起り易く
なる。バンチスルー現象を起すとセルとセルが電気的に
導通状態となり蓄えられている情報が破壊される。した
がって、溝と溝との間隔を狭くすることができず記憶装
置の集積度をあまり向上させることができないという不
都合があった。さらに、第5図のメモリセルにおいては
、熱処理等によってストレスが加えられた場合に結晶に
転移等を生じ溝部分でリークを生じ易く情報が破壊され
るという不都合があった。
本発明の目的は、前述の従来形における問題点に鑑み、
トランジスタと溝堀り型キャパシタとを有するメモリセ
ルを備えた半導体記憶装置において、パンチスルーによ
る分離不完全という問題を解消して、隣接するメモリセ
ルのキャパシタの溝と溝との間の間隔を短縮できるよう
にして集積度を向上させると共に、熱処理等のストレス
等によってキャパシタの電極間でリークが生ずることを
防止して半導体記憶装置の信頼性および歩留りを向上さ
せることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記従来技術における問題点を解決するため、本発明に
よる半導体記憶装置は、第1図に示すような基本断面構
成を有する。
第1図において、11は半導体基板、12,13.14
はトランスファゲート用トランジスタを構成するソース
・ドレイン領域およびゲート電極、15は溝、16は誘
電体膜、17はセルキャパシタの電荷蓄積電極プレート
をなす導電層であって、トランスファゲート用トランジ
スタのソース又はドレイン領域13に接続されて誘電体
膜16上に延在配置されている。
〔作 用〕
半導体基板11は各セルに共通の基準電位電極プレート
として機能し、溝15内壁面上に誘電体膜16を介して
配置された導電層17が電荷蓄積電極プレートとして機
能して、セルキャパシタが構成されているので、隣接セ
ルの電荷蓄積電極は誘電体膜16上で絶縁分離された状
態で近接配置されることはあっても、基板11内部で近
接して対向配置されないので、パンチスルーの間Rは一
掃できる。
また溝15の先端部はストレスにより接合リークを生じ
易い傾向をもたらすが、本発明ではこの部分の基板11
内部に電荷蓄積領域を延伸させていないので、リークに
よる情報破壊の問題も回避できる。
〔実施例〕
第2図は本発明実施例の半導体記憶装置の構造断面を示
し、対称的に構成配置された一対のメモリセル部分を示
しである。
第2図において、21はP−型シリコン基板、22.2
3はN−t−型ソース・ドレイン領域、24はゲート電
極(ワード線をも構成する)、25は溝、26は二酸化
シリコン或いは窒化シリコンなどから成る誘電体膜、2
7はセルの電荷蓄積電極プレート用の導電層、28は表
面反転防止用のp+領領域29はフィールド酸化膜、3
0はワード線、31は絶縁層、32はビット線である。
1メセリセルは、ソース・ドレイン領域23゜24及び
ゲート24から成るトランスファゲート用トランジスタ
と、電荷蓄積電極フレート27、誘電体26及び基準電
位電極プレートをなす基板21 (特にP中領域28の
部分)から成るキャパシタとによって構成される。基板
21は基準電位である、例えば接地電位に接続される。
そして、選択されたワード線の電位が高レベルとなって
、それに連なるセルのゲート電極24が高レベルになる
と、そのトランスファゲート用トランジスタがオンし、
読出し又は書込みが行なわれる。即ち、電荷蓄積端子を
なす領域23乃至電荷蓄積電極プレート27の蓄積電荷
に応じた電位をビット線32に与えて、ビット線32に
連なるセンス手段から情報読出しを行なうか、又は書込
み情報に対応するビット線32の高又は低レベルをセル
の電荷蓄積端子である領域23乃至電極プレート27に
与える。ゲート電極24が低レベル状態では、セルは領
域23及び電極プレート27に蓄積情報に応じた高又は
低レベルの電位を保持することになる。
第2図の構成においては、隣接セルの導電層27は誘電
体膜26上にあって相互に完全に、絶縁分離されている
ので、それらの間でパンチスルー現象を起こすことはな
い。溝内壁に沿った基板内面には電荷蓄積端をなす反転
層や反対導電型層は形成されないので、隣接セル間の溝
内壁面対向部分でパンチスルーを生じることもない。本
発明では、このような反転層の生成を積極的に防止する
ため、高濃度P?領領域8を設けることが望ましい。こ
の高濃度領域28は、導電M27に正の高レベル電圧が
印加された状態でも基板内に空乏層が拡がるのを抑制し
てキャパシタンス減少を防止する意味でも望ましいもの
である。このように、溝25の内壁面に沿っては反転層
や反対導電型層は形成されないので、ストレスによって
溝部分で接合リーマをもたらす結晶欠陥等を例え生じた
と尚、第2図でのワード線30は、各ワード線が交互に
隣接セルのキャパシタ部上を通過するように配置される
所謂折返しビット線配置のために設けられているが、オ
ープンビット線配置では必ずしもこの配置は必要ではな
い。
次に、第3図を参照して第2図のメモリセルの製造方法
を説明する。先ず、半導体基板21に第3図(alに示
すように、隣接するメモリセルのキャパシタの間の分離
を行なうフィールド酸化膜29を形成した後、第3図(
b)のように、全面に薄い熱酸化膜41を形成してから
、リアクティブイオンエツチング等により例えば7字型
の溝25を形成する。溝形状は勿論7字に限られるもの
ではない。
次に酸化膜29.31をマスクとして、溝25内壁面に
対してボロンを拡散し、第3図(C)に示すように、p
+−領域28を形成する。
その後、酸化膜31をエツチング除去してから、熱酸化
或いはCVD法により二酸化シリコン、或いは窒化シリ
コンなどから成るキャパシタ誘電体膜26を形成し、第
3図(d)のようにトランジスタのソース、又はドレイ
ン形成領域からこの誘電体膜26を選択的にエツチング
除去しておく。
さらに、電荷蓄積電極プレート27を構成するために多
結晶シリコン層をCVD法により形成し、第3図(e)
のように溝部分を二酸化シリコンのような絶縁物31に
よって平坦に埋める。平坦化は、絶縁物31をCVD法
で十分厚く堆積した後に、レジスト等を平坦に塗布し、
一様な速度で全面エツチングをするといった公知の手法
を用いればよい。多結晶シリコンは成長中又は成長後に
N型にドープしておく。
次に、第3図(f)のように多結晶シリコン層27をセ
ルのキャパシタ対向電極プレートの形にパターニングす
る。さらにトランジスタ形成予定領域上の誘電体膜等を
除去して基板表面を表出させる。
基板露出表面に薄いゲート絶縁膜42を形成した後、多
結晶シリコン又は高融点金属シリサイド等の誘電体層を
形成してから、この導電体層を第3図(幻のようにゲー
ト電極24乃至ワード線30の形にパターニングする。
次いでイオン注入法などによりゲート電極部をマスクと
する周知のセルファライン工程によってN型不純物を導
入することでソース及びドレイン領域22.23を形成
する。多結晶シリコン層27端の基板との接触部でも、
当該多結晶シリコン層からN型不純物が基板内へ導入さ
れ、ソース又はドレイン領域23との接触が確保される
その後、二酸化シリコンのような絶縁物31をCVD法
にて全面に成長し、ビット線コンタクト窓を開けた後、
配線金属用のアルミニウムを被着し、パターニングして
ビット線32を形成して第2図の構造を完成する。
第4図は本発明の他の実施例構造を示すが、基本構成要
素は第2図実施例と同様であって、同一参照記号を付し
である。第4図実施例ではゲート電極24が薄い絶縁膜
(図示省略)を介して導電層27に一部オーバラフプし
て配置され、高密度配置が図られている。またフィール
ド酸化膜29は隣接セル間全体に亘って設けられ、され
にp+領域28が、フィールド下で連結して設けられて
いる点が第2図実施例とは異なる。第4図ではビット線
やワード線の図示は省略しであるが、これらは第2図実
施例と同様でよく、また勿論オープンビット線配置にも
適用可である。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、溝堀り型キャパシタと
トランジスタとから成るメモリセルを有する半導体記憶
装置において、基板側を基準電位電極プレート、溝内壁
面の誘電体膜上の導電層を1M蓄積電極プレートとして
キャパシタを構成したので、溝形成に起因する基板内部
での問題、即ち隣接セル間パンチスルーや溝部でのリー
クなどの問題を回避することができ、高集積化及び信頼
性向上の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体記憶装置のメモリセル基本構造
断面を示す図、第2図は本発明実施例の半導体記憶装置
の構造断面図、第3図(al〜(幻は第2図実施例装置
の製造工程を説明する図、第4図は本発明の他の実施例
装置の構造断面図、第5図は従来例の装置の構造断面図
である。 11.13・−−−−一−−−・半導体基板12.13
,22.23−・−・−ソース・ドレイン領域 14.24−・−−−−−−〜ゲート電極15、25−
  ・−・−溝 16.26−・・・・−・・誘電体膜 17.27・−−−−−一−・−導電層第 1 砧 第3z ’tfp3  記 第4121 駕 5 Σ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  トランスファゲート用トランジスタと電荷蓄積用キャ
    パシタとから成るメモリセルを具備し、該電荷蓄積用キ
    ャパシタは、半導体基板(11)と該半導体基板表面に
    形成された溝(15)の内壁面上に設けた誘電体膜(1
    6)と該誘電体膜上の導電層(17)とで構成され、前
    記導電層が前記トランスファゲート用トランジスタに接
    続された電荷蓄積電極プレートとして、且つ前記半導体
    基板が基準電位電極プレートとして機能するように構成
    されたことを特徴とする半導体記憶装置。
JP60115801A 1985-05-29 1985-05-29 半導体記憶装置 Pending JPS61274356A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60115801A JPS61274356A (ja) 1985-05-29 1985-05-29 半導体記憶装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60115801A JPS61274356A (ja) 1985-05-29 1985-05-29 半導体記憶装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61274356A true JPS61274356A (ja) 1986-12-04

Family

ID=14671415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60115801A Pending JPS61274356A (ja) 1985-05-29 1985-05-29 半導体記憶装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61274356A (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5982761A (ja) * 1982-11-04 1984-05-12 Hitachi Ltd 半導体メモリ
JPS6058662A (ja) * 1983-09-12 1985-04-04 Nec Corp 電荷一時蓄積記憶装置
JPS6155957A (ja) * 1984-08-27 1986-03-20 Toshiba Corp 半導体記憶装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5982761A (ja) * 1982-11-04 1984-05-12 Hitachi Ltd 半導体メモリ
JPS6058662A (ja) * 1983-09-12 1985-04-04 Nec Corp 電荷一時蓄積記憶装置
JPS6155957A (ja) * 1984-08-27 1986-03-20 Toshiba Corp 半導体記憶装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4462040A (en) Single electrode U-MOSFET random access memory
KR920001637B1 (ko) 반도체 장치
KR900000170B1 (ko) 다이내믹형 메모리셀과 그 제조방법
US4646118A (en) Semiconductor memory device
US4717942A (en) Dynamic ram with capacitor groove surrounding switching transistor
JPS61150366A (ja) Mis型メモリ−セル
JPH01227468A (ja) 半導体記憶装置
KR920001635B1 (ko) 반도체기억장치 및 그 제조방법
KR910007111B1 (ko) 반도체기억장치의 제조방법
US4959709A (en) Semiconductor memory device with capacitor on opposite surface of substrate
US4921815A (en) Method of producing a semiconductor memory device having trench capacitors
JPS6155258B2 (ja)
KR0140044B1 (ko) 메모리 셀중에 절연 구조를 가지는 반도체 메모리 소자
KR20010051702A (ko) Dram-셀 장치 및 그의 제조 방법
KR920010695B1 (ko) 디램셀 및 그 제조방법
KR900005664B1 (ko) 반도체 기억장치
JPH0673368B2 (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
JPS62193273A (ja) 半導体記憶装置
JPH0612805B2 (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JPS61274356A (ja) 半導体記憶装置
JPS61107768A (ja) 半導体記憶装置
JPS60109265A (ja) 半導体集積回路装置
JP2554332B2 (ja) 1トランジスタ型ダイナミツクメモリセル
JPS6110271A (ja) 半導体装置
JPS61140171A (ja) 半導体記憶装置