JPS627153A - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JPS627153A
JPS627153A JP60144754A JP14475485A JPS627153A JP S627153 A JPS627153 A JP S627153A JP 60144754 A JP60144754 A JP 60144754A JP 14475485 A JP14475485 A JP 14475485A JP S627153 A JPS627153 A JP S627153A
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JP
Japan
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gate electrode
layer
insulating film
deep hole
memory cell
Prior art date
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Pending
Application number
JP60144754A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Sakai
芳男 酒井
Katsuhiro Shimohigashi
下東 勝博
Toshiaki Masuhara
増原 利明
Osamu Minato
湊 修
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS627153A publication Critical patent/JPS627153A/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
    • H10B12/377DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor being at least partially in a trench in the substrate having a storage electrode extension located over the transistor

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  • 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】 〔発明の利用分野・〕 本発明は半導体メモリに関し、特に高集積化が可能なダ
イナミック形MO3ランダムアクセスメモリ(以下、ダ
イナミックMO5−RAM)のメモリセルに関する。
〔発明の背景〕
ダイナミック形MO5−RAMでは高集積化のためにメ
モリセルの面積を低減する必要がある。
このために、第2図に示すように、シリコン基板1の中
に深い孔2を形成し、その中に薄い絶縁膜3を形成して
大きなメモリ蓄積容量を実現する方法がアイ・イー・イ
ー・イー・トランスアクションズ・オン・エレクトロン
・デバイスズ(IEEETransactions o
n Electron Devices ED−31,
Na6゜第746〜753頁、 1984に報告されて
いる。この構造では第1層目の多結晶シリコン4が深孔
2内にも埋め込まれていて、プレートと呼ばれるキャパ
シタ電極を形成している。さらに、第2層のゲート電極
5,6がメモリセル中でワード線を形成している。この
ような構造のメモリセルは次のように欠点を有していた
(1)蓄積容量部では電荷は深孔のシリコン基板側に形
成されているため、アルファ線等により雑音電荷がメモ
リセル部に混入した場合に、蓄積電荷に混入してメモリ
情報が失われやすい。
(2)ワード線5,6は素子間アイソレーション用の厚
い酸化膜7と第1層目単結晶シリコン8との上に形成さ
れているため、最も高精度な微細加工が必要なワード線
6は大きな下地段差のあるところに形成しなくてはなら
ず、微細加工が難かしい。
(3)さらに、第3図に示したメモリセルの平面レイア
ウト図に見られるように、第1層目多結晶シリコンで形
成された蓄積容量部のプレート電極7は部分的に非常に
細い領域8,9が存在するだめに、抵抗が高くなったり
、場合によっては断線しやすくなっている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は上記従来技術の欠゛点を解決し、高集積
化が可能で、信頼度高く、かつ製造゛歩留りのよいダイ
ナミックMO8RAMメモリセルを提供することにある
〔発明の概要〕
本発明では上記目的を達成するために、下地段差を小く
する目的で第1層目のゲート電極でワード線を形成し、
シリコン基板に深孔を形成する。
さらに第2層目と第3層目のゲート電極を上記深孔内に
埋め込んで蓄積容量を形成し、蓄積電荷はシリコン基板
の中にではなく、多結晶シリコンに蓄える。さらに第3
層目のゲート電極によってプレート電極を形成し、細い
プレート電極部が形成されないようにしている。
〔発明の実施例〕
以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
実施例1 本発明の第1の実施例であるメモリセル構造をnチャン
ネル形を例にとって第1図に示す、同図において、p形
シリコン基板1表面に深さ1〜6μmの深孔13が形成
されており、深孔表面にはSiO□膜やSi、 N4膜
或いはそれらの複合膜14が5〜50nmの薄い膜厚で
もって形成されている。
ダイナミックメモリセルの転送トランジスタは第2図に
示した従来例とは異なり、多結晶シリコンやシリサイド
或いは高融点金属からなる第1層目のゲート電極15と
ソース・ドレイン拡散層16゜17から構成されている
。第1層目のゲート電極15.18はメモリセルのワー
ド線の働きをしている。多結晶シリコンからなる第2層
のゲート電極19は深孔13内の薄い絶縁膜14の表面
に形成されており、シリコン基板1との間で薄い絶縁膜
14による絶縁膜容量の電極を構成している。
さらに、第2層目のゲート電極の表面にはSiO□やS
i、N、などの薄い絶縁膜20が形成され、さらにその
上には第3層目の多結晶シリコン21がプレート電極と
して形成されている。このようにな構成のメモリセルで
は最も微細な加工が要求されるワード線15.18が下
地段差の小さな第1層目のメモリセル構造では転送ゲー
トMOSトランジスタを通してn0拡散層16から第2
層目のゲート電極19へ蓄積電荷が蓄えられる。蓄積電
荷がシリコン基板1内に存在しないので、アルファ線等
による外部雑音に対して耐性がある。また蓄積容量はシ
リコン基板1と第2層目ゲート電極19との間の第1の
絶縁膜容量と、第2層目ゲート電極と第3層目のゲート
電極との間の第2の絶縁膜容量とから成り立っているた
め、従来構造より大きな蓄積容量が実現でき、蓄積信号
電荷も増大して好ましい特性が得られる。さらに、第4
図に本実施例によるメモリセルの平面レイアウト図に示
すように、第3層目のPo1y Siで形成されるプレ
ート電極22は、コンタクト電極23領域を除いてほぼ
全面がプレート電極となっており、第3図に示した従来
例のような細い領域が存在しないため、プレート電極が
断線するような不良は生じなく、信頼性高いメモリセル
を構成することができる。なお第4図で24は第1層目
ゲート電極によるワード線であり、25は拡散層が形成
されている能動領域、26はシリコン基板に形成する深
孔領域、27は、第2層目のゲート電極、28はアルミ
ニウム等で作られたデータ線である。
実施例2 本発明の第2の実施例を第5図に示す0本実施例では第
1層目ゲート電極31により転送ゲートMOSトランジ
スタを形成し、第2層31と第3層目32のゲート電極
によって容量を形成するメモリセルの構成は第1図に示
す前記実施例と同じであるが、前記実施例と異なるとこ
ろは第2層。
第3層目のゲート電極31.32と第1層のゲート電極
30との重なり容量を低減するために、第2層、第3層
目のゲート電極31.32が第1層目のゲート電極30
に重ならないように形成されていることである。第6図
は第5図に対応したメモリセルの平面レイアウト図であ
る。このレイアウト図においても、最上層のプレート電
極である22は大きな幅をもって横方向に走っており、
従来構造において見られた細いプレート領域は存在しな
い、このような構成のメモリセルではワード線の容量が
小さいためにメモリの高速化が可能となる。
実施例3 本発明の第3の実施例を第7図に示す1本実施例は前記
実施例2と同じような構成を有しているが、本実施例で
は基板1との間に薄い絶lil膜14による容量を形成
するゲート電極34は転送ゲートMOSトランジスタの
ゲート電1fA35と同じ第1層目の多結晶シリコン又
はシリサイド層によって形成されている。従って、本実
施例ではゲート電極は34と36の2層構造であり、前
記実施例の3層構造に比べ信頼度高く製造できる。
実施例4 本実施例は本発明によるメモリセルのアルファ線による
ソフトエラーを防止するための構造に関する。
第8図はP形シリコン基板1に形成した深孔13の周囲
に1016〜l Qlffc13の中程度の濃度を有し
たP影領域40が形成されたものであり、このP影領域
40によって、深孔からシリコン基板へ広がる空乏層の
広がりが抑えられるため、アルファ線が空乏層内で発生
する電子も少なくなり、ソフトエラー防止に効果がある
第9図は深孔41の上部のみにP形シリコン基板よりも
濃度が1〜2桁高い(10”〜1017a@−”)P影
領域41を形成し、深孔下部リシリコン基板内で発生し
たアルファ線による電子が深孔上部の高濃度V形波散層
42に拡散していくのを防いでいる。
第10図は深孔の中間領域に101′〜1017c13
の不純物濃度を有するP影領域43を形成した構造であ
り、このようなシリコン基板内部に形成されるP影領域
は高いエネルギーのイオン打ち込みによって実現できる
第11図は深孔周辺に1017〜10”cm−3の高い
不純物濃度を有するP9領域44を形成してお上部のn
影領域45は高濃度P影領域44との接合耐圧を低下さ
せないために1011〜10’”am−”の比較的低い
不純物濃度を有している。
第12図は低濃度P形基板の表面に、深孔と同等以上の
深さを有し、不純物濃度が101″〜1017c13の
P影領域46を形成した構造であり、P影領域46と低
濃度P基板1との間の不純物濃度差によるポテンシャル
バリヤがアルファ線によるソフトエラー防止に寄与して
いる。
第13図(A)はn形基板47上に1〜2 μmの深さ
を有し、かつ不純物濃度が101s〜1017c+m−
aのP形つェル46が形成され、さらにこのPウェルを
つき抜けるように深孔13が形成されているものである
。この構造では深さ5〜6μmの深孔の大部分は電源電
圧が印加されているn形基板47に接しているため、正
の電圧が印加される容量のゲート電極31下のn形基板
内には空乏層が形成されず、アルファ線によるソフトエ
ラーの防止構造として最適である。さらに、第13図(
B)に示されているようにメモリの周辺回路はPウェル
形の相補形MO3(以下、0MO8と略記)によって構
成されており、nチャネルMOSトランジスタ49はP
ウェル46内に、P0拡散層51によるソース・ドレイ
ンを有するPチャネルMOSトランジスタ50はn形基
板47もしくは低濃度n形基板表面に作られたnウェル
48内に形成されている。
第14図は1018〜10″6C13の高い不純物濃度
を有するP0形基板52上に厚さ1〜2μmで1011
〜1011c1′Aの濃度を有するP形エピタキシャル
層53を形成し、P0基板に達するように深孔13を形
成している。この構造では深孔の大部分の表面がP0基
板52に接しているために。
P0基板側へのびる空乏層の厚さは非常に小さく、ソフ
トエラー防止に大きな効果が得られる。
なお、第1図、第5図、第7図、第8図、第9図、第1
0図、第11図、第12図、第14図の実施例ではP形
基板を用いているが、この場合、メモリの周辺回路はn
ウェル内にPチャネルMOSランジメタを形成した0M
O8構造を用いるのが好ましい。
実施例5 本実施例では本発明によるメモリセル構造め代表的な製
造プロセスについて述べる。
まずn形基板(もしくはP形基板)60表面に深さ1〜
4μm平均不純物濃度が1015〜10110l71の
n形つェル61とP形つェル62を形成し、その後、フ
ィールド酸化膜63,5〜50nmの薄いゲート酸化膜
64.多結晶シリコンやシリサイド或いはそれらの複合
膜より成る第1層目のゲート電極652M0Sトランジ
スタの高耐圧比のための不純物濃度が1017〜i0”
c■−1の低濃度P形層67、n形層68.さらにゲー
ト電極をとり囲むSiO□膜66膜形6する(第15図
A)。次にメモリセルを形成する領域に深さ1〜6μm
の深孔69をシリコン基板60にドライエツチングより
形成する(第15図B)。次に深孔内部に絶縁膜70を
形成し、その後、第2層目のゲート電極をシリコン基板
表面に接触させるためにシリコン基板表面の上記絶縁膜
70の一部を除去する(第15図C)0次にn形の不純
物が高濃度添加された多結晶シリコンより成る第2層目
のゲート電極72を形成し、さらにその上部に5〜50
nmの非常に薄い絶縁膜73と第3層目の多結晶シリコ
ンより成る第3層目のゲート電極74を形成する。この
工程で第2層目の多結晶ゲート電極のシリコン基板表面
と直接接している部分からシリコン基板にn形不純物が
拡散され、高濃度n形波散層15が形成される。その後
、MOSトラン図D)。次にりんガラス膜(PSG)7
8.第1層金属電極79 、 SiO□や有機樹脂から
成る電極間層間絶縁膜80.第2層金属電極812表面
保護膜82を形成してメモリを構成する。
〔発明の効果〕
上記のように、本発明によれば(1)高集積化可能なメ
モリセルが小さな面積で実現でき、(2)アルファ線等
によるソフトエラーが防止でき、・(3)製造歩留りよ
く微細加工が可能なダイナミックメモリセルが実現でき
る。尚、本発明は上記実施例に限定されることなく1本
発明の思想から逸脱しない範囲で種々変更可能である。
例えば実施例ではnチャネル形のメモリセルを例にして
いるが、Pチャネル形でも可能である。さらに第14図
においてn形基板として高濃度n形基板表面上に低濃度
n形層を形成したエピタキシャル基板を用いることも可
能である。
【図面の簡単な説明】
第2図は従来の半導体装置の断面構造を示す図。 第1図、第5図、第7図、第8図、第9図、第10図、
第11図、第12図、第13図、第14図は本発明の異
なる実施例の断面構造図を示す図、第3図は従来の半導
体装置の平面レイアウト図、第4図、第6図は本発明実
施例の平面レイアウト図、第15図は本発明による半導
体装置の製造工程の一例を示す図である。 1.47,52,60・・・シリコン基板、2,12゜
13.26,69・・・深孔、3,14,20,63゜
66.70,73,78,80,82・・・絶縁膜、4
.5,6,15,18,19,21,27゜30.31
.32,35,36,65,72゜74・・・ゲート電
極、16,17,45,48゜61.68,75,77
・・・n形不純物層、40゜41.43,44,46,
53,62,67゜76・・・P形不純物層、79.8
1・・・金属電極。 11.25・・・拡散層領域、7,22・・・プレート
電極、10.24・・・ワード線、28・・・データ線
、23・・・電極孔、8,9・・・プレート電極の狭い
領域、。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に設けられた絶縁ゲート形電界効果ト
    ランジスタと電荷蓄積容量とからなるダイナミック形メ
    モリセルによつて構成された半導体メモリにおいて、該
    絶縁ゲート形電界効果トランジスタのゲート電極は第1
    層目の導電層によつて構成されており、上記電荷蓄積容
    量は半導体基板に形成された深孔と、深孔表面上に形成
    された第1の薄い絶縁膜と、該絶縁膜表面に形成され、
    かつ深孔上部で半導体基板に直接接している第2層目の
    導電層による第2のゲート電極と、該第2のゲート電極
    上に形成された第2の薄い絶縁膜と、該第2の絶縁膜上
    に形成された第3層目の導電層による第3のゲート電極
    をそなえていることを特徴とする半導体メモリ。 2、深孔表面に形成された第1の薄い絶縁膜上の第2の
    ゲート電極は絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート
    電極を構成する第1層目の導電層と同じ導電層によつて
    形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の半導体メモリ。
JP60144754A 1985-07-03 1985-07-03 半導体メモリ Pending JPS627153A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63287054A (ja) * 1987-05-19 1988-11-24 Mitsubishi Electric Corp 1トランジスタ型ダイナミツクメモリセル
JPH02134867A (ja) * 1988-11-15 1990-05-23 Nec Corp Mis型半導体記憶装置及びその製造方法
DE4029070A1 (de) * 1990-07-12 1992-01-23 Samsung Electronics Co Ltd Halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung
US5089868A (en) * 1989-05-22 1992-02-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device with improved groove capacitor
US5250458A (en) * 1987-02-25 1993-10-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for manufacturing semiconductor memory device having stacked memory capacitors
US5427972A (en) * 1987-02-13 1995-06-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of making a sidewall contact

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5427972A (en) * 1987-02-13 1995-06-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of making a sidewall contact
US5250458A (en) * 1987-02-25 1993-10-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for manufacturing semiconductor memory device having stacked memory capacitors
JPS63287054A (ja) * 1987-05-19 1988-11-24 Mitsubishi Electric Corp 1トランジスタ型ダイナミツクメモリセル
JPH02134867A (ja) * 1988-11-15 1990-05-23 Nec Corp Mis型半導体記憶装置及びその製造方法
US5089868A (en) * 1989-05-22 1992-02-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device with improved groove capacitor
DE4029070A1 (de) * 1990-07-12 1992-01-23 Samsung Electronics Co Ltd Halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE4029070C2 (ja) * 1990-07-12 1992-07-16 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon, Kr

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