JPH07109877B2 - Semiconductor memory device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor memory device and manufacturing method thereof

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JPH07109877B2
JPH07109877B2 JP63252979A JP25297988A JPH07109877B2 JP H07109877 B2 JPH07109877 B2 JP H07109877B2 JP 63252979 A JP63252979 A JP 63252979A JP 25297988 A JP25297988 A JP 25297988A JP H07109877 B2 JPH07109877 B2 JP H07109877B2
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semiconductor layer
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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
    • H10B12/39DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor and the transistor being in a same trench
    • H10B12/395DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the capacitor and the transistor being in a same trench the transistor being vertical

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、半導体記憶装置およびその製造方法に関す
るもので、特にDRAM(Dynamic Random Access Memory)
セルのセル構造を改良した半導体記憶装置およびその製
造方法に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor memory device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a DRAM (Dynamic Random Access Memory).
The present invention relates to a semiconductor memory device having an improved cell structure and a manufacturing method thereof.

(従来技術) 第5図、および第6図を参照して、従来技術によるDRAM
セルについて説明する。
(Prior Art) Referring to FIG. 5 and FIG. 6, a DRAM according to the prior art
The cell will be described.

第5図(a)、および第5図(b)は、従来技術による
DRAMセルの平面図、および断面図で、特にクロスポイン
トセルと呼ばれるセルである。
FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b) are based on the prior art.
In a plan view and a cross-sectional view of a DRAM cell, this cell is called a crosspoint cell.

第5図(a)の平面図において、DRAMセルのワード線10
1と、ビット線102との交点に1ビット分のセルができ
る。このDRAMセルの記憶素子には、いわゆるトレンチ構
造を有するキャパシタが用いられており、半導体基板10
0にトレンチ溝103が開孔形成されている。
In the plan view of FIG. 5A, the word line 10 of the DRAM cell is
A cell for 1 bit is formed at the intersection of 1 and the bit line 102. A capacitor having a so-called trench structure is used for the storage element of the DRAM cell, and the semiconductor substrate 10
A trench groove 103 is formed at 0.

第5図(b)は、第5図(a)の断面B−Bに沿った断
面図であり、この断面図に示すように、半導体基板100
内にP型拡散層104が形成され、このP型拡散層104の下
層には、不純物濃度の高いP+型拡散層105が形成され、
この2つの拡散層を貫通してトレンチ溝103が開孔形成
され、このトレンチ溝103内には、キャパシタ電極107、
およびワード線101が形成されている。さらに、半導体
基板100とは、埋込コンタクト部108を除いて、ゲート酸
化膜106、およびキャパシタ絶縁膜109により絶縁されて
いる。
FIG. 5B is a sectional view taken along section BB in FIG. 5A, and as shown in this sectional view, the semiconductor substrate 100 is
A P-type diffusion layer 104 is formed inside, and a P + -type diffusion layer 105 having a high impurity concentration is formed below the P-type diffusion layer 104,
A trench groove 103 is formed through the two diffusion layers, and a capacitor electrode 107 is formed in the trench groove 103.
And the word line 101 is formed. Further, the semiconductor substrate 100 is insulated from the semiconductor substrate 100 by the gate oxide film 106 and the capacitor insulating film 109 except for the buried contact portion 108.

このDRAMセルの動作としては、ビット線102に与えられ
た電位が、ワード線101の電位を上げることにより、ゲ
ート酸化膜106近傍のP型拡散層104が反転することによ
り、埋込コンタクト108に伝達される。一方、この埋込
コンタクト108は、キャパシタ電極107と接続されている
ので、このキャパシタ電極107と、キャパシタ絶縁膜109
を挟んで対向しているP+型拡散層105との間において形
成されるMIS(Metal Insulator Semicondoctor)型キ
ャパシタに電荷を蓄えて記憶する。
As the operation of this DRAM cell, the potential applied to the bit line 102 increases the potential of the word line 101, and the P-type diffusion layer 104 near the gate oxide film 106 is inverted. Transmitted. On the other hand, since the buried contact 108 is connected to the capacitor electrode 107, the capacitor electrode 107 and the capacitor insulating film 109 are connected.
A charge is stored and stored in a MIS (Metal Insulator Semicondoctor) type capacitor formed between the P + type diffusion layer 105 and the P + type diffusion layer 105 facing each other.

このような構成の従来技術による半導体記憶装置による
と、キャパシタのみならず、転送ゲート領域もトレンチ
溝103の内部に埋込むので、半導体記憶装置の平面方向
においてかなりの集積度の向上が図れる。しかしなが
ら、この集積度の向上、即ち装置の微細化には限界があ
る。この微細化の限界について、第6図を参照して説明
する。
According to the conventional semiconductor memory device having such a configuration, not only the capacitor but also the transfer gate region is buried inside the trench groove 103, so that the degree of integration can be considerably improved in the plane direction of the semiconductor memory device. However, there is a limit in improving the degree of integration, that is, miniaturizing the device. The limit of miniaturization will be described with reference to FIG.

第6図に示すように、写真蝕刻工程等から決まる最小寸
法をFとし、さらに、異なる写真蝕刻工程間の合わせ余
裕を0.2Fとして、製造しうる最小の半導体記憶装置を製
造するとするならば、トレンチ溝一辺の長さは前記した
最小寸法のFとなり、ワード線、ビット線の線幅は夫々
1.4F、および各ワード線、各ビット線の間隔は1.0Fとな
るので、セル領域の1辺の長さは、 0.5F+0.2F+1.0F+0.2F+0.5F =2.4F となる。従って、1ビット分のセルの最小面積は、 2.4F×2.4F =5.76F2 となる。
As shown in FIG. 6, if the minimum size determined by the photolithography process and the like is F, and the alignment margin between different photolithography processes is 0.2F, the smallest semiconductor memory device that can be manufactured is manufactured. The length of one side of the trench groove is F, which is the minimum dimension described above, and the line widths of the word line and the bit line are respectively.
Since 1.4F and the interval between each word line and each bit line are 1.0F, the length of one side of the cell region is 0.5F + 0.2F + 1.0F + 0.2F + 0.5F = 2.4F. Therefore, the minimum area of a cell for 1 bit is 2.4F × 2.4F = 5.76F 2 .

これ以上、1ビット分のセルの面積を小さくしようとす
れば、写真蝕刻技術を大幅に改善、進歩させ、解像度、
および合わせ精度を向上させる以外に方法はない。
If the area of the cell for 1 bit is further reduced, the photo-etching technology will be greatly improved and improved, the resolution,
And there is no other way than to improve the alignment accuracy.

(発明が解決しようとする課題) この発明は上記のような点に鑑みて為されたもので、写
真蝕刻技術の大幅な改善にたよることなく、より高い集
積度を実現できる半導体記憶装置およびその製造方法を
提供することを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the above points, and a semiconductor memory device capable of realizing a higher degree of integration without relying on a significant improvement in the photoetching technique and It is an object to provide a manufacturing method thereof.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明による半導体記憶装置は、表面に絶縁体を持つ
凸状の壁を有する基体を有し、この壁の一側面、上面、
および一側面に対向する他側面上にかけて形成された半
導体層を有する。さらに、この半導体層のうち、壁の一
側面の一部に面した半導体層内と、壁の他側面の一部に
面した半導体層内とにそれぞれ設けられた、キャパシタ
の一方の電極となる第1導電型の第1、第2の領域と、
壁の上面に面した半導体層内に設けられた、ビット線に
接続するための端子となる第1導電型の第3の領域と、
第1の領域と第3の領域との間の半導体層内および第2
の領域と前記第3の領域との間の半導体層内とにそれぞ
れ設けられた、第2導電型の第4、第5の領域と、第
1、第2の領域の表面上にそれぞれ絶縁層を介して設け
られたキャパシタの他方の電極と、第4、第5の領域の
表面上にそれぞれ絶縁層を介して設けられた、互いに異
なるワード線に結合される第1、第2のゲート電極と、
を含むセル構造体を具備する。そして、壁が平面からみ
て長尺方向を有するとともに、複数本設けられており、
これら複数本の壁各々に、上記構造を持つセル構造体
が、壁の長尺方向に沿って互いに離間して複数配置され
ていることを特徴としている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A semiconductor memory device according to the present invention has a base body having a convex wall having an insulator on the surface, and one side surface, an upper surface,
And a semiconductor layer formed on the other side surface facing the one side surface. Further, of this semiconductor layer, it will be one electrode of a capacitor provided in the semiconductor layer facing a part of one side surface of the wall and in the semiconductor layer facing a part of the other side surface of the wall, respectively. First and second regions of the first conductivity type;
A third region of the first conductivity type, which is provided in the semiconductor layer facing the upper surface of the wall and serves as a terminal for connecting to the bit line;
In the semiconductor layer between the first region and the third region and the second region
Insulating layers on the surfaces of the fourth and fifth regions of the second conductivity type and the first and second regions, respectively, which are provided in the semiconductor layer between the region and the third region. And the other electrode of the capacitor provided via the first and second gate electrodes, which are provided on the surfaces of the fourth and fifth regions via the insulating layer and are coupled to different word lines, respectively. When,
And a cell structure including. And, the wall has a lengthwise direction when viewed from a plane, and a plurality of walls are provided,
Each of the plurality of walls is characterized in that a plurality of cell structures having the above-mentioned structure are arranged along the lengthwise direction of the walls so as to be separated from each other.

(作用) 上記構成を有する半導体記憶装置であると、表面に絶縁
体を持つ凸状の壁に嵌め合わされるような、いわば
“コ”の字形をした半導体層を有している。この半導体
層は、壁の長尺方向に沿って互いに離間して複数配置さ
れる。これらの半導体層には各々、セルが形成され、か
つ第3の領域を共通の領域として用いたセルが2つ得ら
れる。このため、壁の側面に沿って電流通路を有するよ
うなセルが、壁の各側面毎に得られるようになり、小さ
い平面面積中に、より多くのセルを集積することができ
る。例えば一つのトレンチの中に、一つのセルを持つ公
知のクロスポイントセルに比べて、その集積度が、壁の
各側面毎にセルを持つことにより、2倍に高まる。即
ち、クロスポイントセルが必要とする1ビット分のセル
の面積中に、上記構成の半導体記憶装置では、2ビット
分のセルを得ることができる。
(Operation) The semiconductor memory device having the above-described configuration has a so-called "U" -shaped semiconductor layer that is fitted to a convex wall having an insulator on its surface. A plurality of the semiconductor layers are arranged apart from each other along the longitudinal direction of the wall. A cell is formed in each of these semiconductor layers, and two cells using the third region as a common region are obtained. Therefore, a cell having a current path along the side surface of the wall can be obtained for each side surface of the wall, and more cells can be integrated in a small plane area. For example, the integration is doubled by having cells on each side of the wall, compared to known cross-point cells, which have one cell in one trench. That is, in the semiconductor memory device having the above configuration, a 2-bit cell can be obtained within the 1-bit cell area required by the crosspoint cell.

従って、写真蝕刻技術の大幅な改善にたよることなく、
より高い集積度を実現できる半導体記憶装置が得られ
る。
Therefore, without resorting to a significant improvement in photo-etching technology,
It is possible to obtain a semiconductor memory device that can realize a higher degree of integration.

(実施例) 以下、第1図乃至第4図を参照してこの発明の実施例に
係わる半導体記憶装置およびその製造方法について説明
する。
(Embodiment) A semiconductor memory device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図(a)乃至第1図(f)は、この発明の実施例に
係わるDRAMセルの製造方法について、工程順に示した断
面図である。
1A to 1F are cross-sectional views showing a method of manufacturing a DRAM cell according to an embodiment of the present invention in the order of steps.

第1図(a)において、絶縁体層1上に、例えば気相成
長法を用いて第1の単結晶シリコン層2を成長させる。
次に、全面にホトレジスト3を堆積して所定形状にパタ
ーニングし、この所定形状のホトレジスト3をマスクに
して絶縁体層1、および単結晶シリコン層2をエッチン
グし、絶縁体層の壁4を形成する。この時、この壁4と
4との間隔は、壁4との厚さと略等しい寸法となる。
In FIG. 1A, the first single crystal silicon layer 2 is grown on the insulator layer 1 by using, for example, a vapor phase growth method.
Next, a photoresist 3 is deposited on the entire surface and patterned into a predetermined shape, and the insulator layer 1 and the single crystal silicon layer 2 are etched by using the photoresist 3 having the predetermined shape as a mask to form a wall 4 of the insulator layer. To do. At this time, the distance between the walls 4 is approximately equal to the thickness of the wall 4.

第1図(b)において、ホトレジスト3を取除いた後、
全面に、例えば気相成長法を用いて第2のシリコン層′
を成長させる。この時、第1の単結晶シリコン2を種結
晶にして単結晶シリコン2′が成長する。次に、例えば
P型の不純物であるB(ホウ素)をシリコン層2′にイ
オン注入し、熱拡散させ、第2の単結晶シリコン層2′
をP型にドープする。次に、RIE(Reactive Ion Etchin
g)法を用いて、このP型単結晶シリコン層2′を絶縁
体層の壁4の上面と側面にのみ残留するようにエッチン
グする。
In FIG. 1 (b), after removing the photoresist 3,
A second silicon layer 'is formed on the entire surface by, for example, vapor phase epitaxy.
Grow. At this time, the single crystal silicon 2'is grown by using the first single crystal silicon 2 as a seed crystal. Next, for example, B (boron), which is a P-type impurity, is ion-implanted into the silicon layer 2'and thermally diffused to form the second single crystal silicon layer 2 '.
To P-type. Next, RIE (Reactive Ion Etchin
Using the method g), the P-type single crystal silicon layer 2'is etched so that it remains only on the upper surface and the side surface of the wall 4 of the insulator layer.

第1図(c)において、各々の絶縁体層の壁4と4との
間の溝内に形成されたシリコン層2′間に、シリコン酸
化層5を、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法
にて堆積し、例えば溝の深さの半分までのキャパシタ形
成領域までエッチングする。続いて、このシリコン酸化
層5に、例えばN型の不純物であるAs(ヒ素)をイオン
注入し、全面を、例えば酸化膜による保護膜6で覆い、
その後、不純物イオン活性化のための熱処理を行なう
と、前記シリコン酸化層5から、単結晶シリコン層2′
にN型不純物が熱拡散し、シリコン酸化膜5に接する付
近のみ単結晶シリコン層2′がN型にドープされ、第1
のN型拡散層7が形成される。
In FIG. 1 (c), a silicon oxide layer 5 is formed between the silicon layers 2'formed in the grooves between the walls 4 of the respective insulator layers by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Is deposited and etched up to, for example, a capacitor formation region up to half the depth of the groove. Subsequently, for example, As (arsenic) which is an N-type impurity is ion-implanted into the silicon oxide layer 5, and the entire surface is covered with a protective film 6 made of an oxide film,
After that, when heat treatment for activating the impurity ions is performed, the silicon oxide layer 5 is removed from the single crystal silicon layer 2 '.
N-type impurities are thermally diffused into the single-crystal silicon layer 2 ′, and the single-crystal silicon layer 2 ′ is doped with N-type only near the silicon oxide film 5.
N type diffusion layer 7 is formed.

第1図(d)において、シリコン酸化膜5、および保護
膜6を除去し、P型単結晶シリコン層2′、および第1
のN型拡散層7を露出させ、その後、全面に第1の熱酸
化膜8を形成する。この第1の熱酸化膜8は、後工程で
キャパシタ絶縁膜となる。次に、各々の絶縁層の壁4と
の間の溝内に、第1のポリシリコン層9を、例えばCVD
法を用いて堆積し、キャパシタ形成領域までエッチング
して、キャパシタ電極9を形成する。
In FIG. 1 (d), the silicon oxide film 5 and the protective film 6 are removed to remove the P-type single crystal silicon layer 2'and the first
The N-type diffusion layer 7 is exposed, and then the first thermal oxide film 8 is formed on the entire surface. This first thermal oxide film 8 will become a capacitor insulating film in a later step. Then, in the groove between each insulating layer wall 4 a first polysilicon layer 9 is deposited, for example CVD.
Method is used to deposit and etching is performed up to the capacitor formation region to form the capacitor electrode 9.

次に、第1図(e)において、キャパシタ電極9より上
部の第1の熱酸化膜8を除去する。この工程で残留した
第1の熱酸化膜8は、キャパシタ絶縁膜8となる。次
に、全面に熱酸化により、第2の熱酸化膜10を形成す
る。この時、ポリシリコンの酸化速度が速いことから、
これからなるキャパシタ電極9の上部には他よりも厚い
熱酸化膜10が形成される。この第2の熱酸化膜10は、後
工程でゲート絶縁膜となる。次に、各々の絶縁体層の壁
4の間の溝内に、第2のポリシリコン層11を、例えばCV
D法にて堆積し、熱酸化膜10によって区切られたトラン
ジスタ形成領域までエッチングする。この第2のポリシ
リコン層11は、後工程でゲート電極となる。次に、例え
ばN型不純物As(ヒ素)を絶縁層の壁4上部のP型シリ
コン半導体層2′に、第2の熱酸化膜10を介してイオン
注入し、熱拡散させ、P型シリコン半導体層2′とは反
対導電型の第2のN型拡散層7′を形成する。この時、
第2のポリシリコン層11によって保護されてN型にドー
プされなかったP型シリコン半導体層2′はP型拡散層
13として残る。このようにして絶縁体層1中に形成され
た溝の側面、即ち、絶縁層の壁4の側面に、N型拡散層
7、7′、およびP型拡散層13による素子領域が形成さ
れる。次に、RIE法を用いて、第2のポリシリコン層11
を所定形状にエッチングし、ゲート電極11を形成する。
Next, in FIG. 1E, the first thermal oxide film 8 above the capacitor electrode 9 is removed. The first thermal oxide film 8 remaining in this step becomes the capacitor insulating film 8. Next, the second thermal oxide film 10 is formed on the entire surface by thermal oxidation. At this time, since the oxidation rate of polysilicon is high,
A thermal oxide film 10 thicker than the others is formed on the capacitor electrode 9 made of this. This second thermal oxide film 10 will become a gate insulating film in a later step. Then, in the groove between the walls 4 of each insulator layer, a second polysilicon layer 11 is formed, for example CV.
It is deposited by the D method, and etching is performed up to the transistor formation region partitioned by the thermal oxide film 10. This second polysilicon layer 11 will become a gate electrode in a later step. Next, for example, N-type impurity As (arsenic) is ion-implanted into the P-type silicon semiconductor layer 2 ′ on the upper wall 4 of the insulating layer through the second thermal oxide film 10 to thermally diffuse the P-type silicon semiconductor. A second N-type diffusion layer 7'having a conductivity type opposite to that of the layer 2'is formed. This time,
The P-type silicon semiconductor layer 2 ′ which is protected by the second polysilicon layer 11 and is not N-type doped is a P-type diffusion layer.
Remains as 13. In this way, on the side surface of the groove formed in the insulating layer 1, that is, on the side surface of the wall 4 of the insulating layer, an element region is formed by the N type diffusion layers 7, 7'and the P type diffusion layer 13. . Next, the second polysilicon layer 11 is formed by using the RIE method.
Is etched into a predetermined shape to form the gate electrode 11.

最後に、第1図(f)において、CVD法を用いて、シリ
コン酸化膜14を堆積する。次に、第2のN型拡散層7′
が露出するように、シリコン酸化膜14、および第2の熱
酸化膜10を除去する。その後、全面にAl(アルミニウ
ム)を、例えばスパッタ法にて堆積し、所定形状にパタ
ーニングしてビット線15を形成してこの発明の実施例に
係わる半導体記憶装置が製造される。
Finally, in FIG. 1 (f), a silicon oxide film 14 is deposited by using the CVD method. Next, the second N-type diffusion layer 7 '
The silicon oxide film 14 and the second thermal oxide film 10 are removed so that the oxide film is exposed. After that, Al (aluminum) is deposited on the entire surface by, for example, a sputtering method and patterned into a predetermined shape to form the bit line 15, whereby the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention is manufactured.

このようなセル構造の半導体記憶装置によると、絶縁体
層1中に形成された溝の側面、即ち、絶縁体層の壁4の
側面に、単結晶シリコン層2′を設け、この単結晶シリ
コン層2′を横方向に分断してN型拡散層7、7′、お
よびP型拡散層13を形成することにより、セルの素子領
域を溝の側面、即ち、絶縁体層の壁4の側面に形成す
る。よって従来の1ビット分のセルの最小面積に、2ビ
ット分のセルを形成することができ、写真蝕刻技術の大
幅な改善にたよることなく、その時代の最高の技術に常
に2倍の現在の最高の技術以上の集積度、即ち、次世代
並みの集積度を有する半導体記憶装置の製造が可能とな
る。
According to the semiconductor memory device having such a cell structure, the single crystal silicon layer 2'is provided on the side surface of the groove formed in the insulator layer 1, that is, the side surface of the wall 4 of the insulator layer. The layer 2'is laterally divided to form the N-type diffusion layers 7 and 7'and the P-type diffusion layer 13 so that the device region of the cell is formed on the side surface of the groove, that is, the side surface of the wall 4 of the insulating layer. To form. Therefore, it is possible to form a 2-bit cell in the smallest area of a conventional 1-bit cell, and always double the highest technology of that era without relying on the drastic improvement of photo-etching technology. It is possible to manufacture a semiconductor memory device having a degree of integration higher than that of the highest technology, that is, a degree of integration comparable to the next generation.

次に、上記実施例によって製造された半導体記憶装置に
ついて、第2図(a)、および第2図(b)を参照して
説明する。
Next, the semiconductor memory device manufactured according to the above embodiment will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b).

第2図(a)は、上記の実施例に係わる半導体記憶装置
の製造方法によって製造された半導体記憶装置の平面図
である。
FIG. 2A is a plan view of a semiconductor memory device manufactured by the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the above embodiment.

第2図(a)において、絶縁体層の壁4の周囲に、ゲー
ト絶縁膜10を介して、ゲート電極としてのワード線11が
形成され、隣りの絶縁体層の壁4の周囲のゲート電極と
してのワード線11とは、絶縁体層14によって絶縁されて
いる。これらの上部にはビット線15が形成され、このビ
ット線15と、絶縁体層の壁4の両側面に形成されたゲー
ト電極としてのワード線11が交差する領域において、絶
縁体層の壁4の上面にN型拡散層7′が形成され、平面
図には図示しないがP型拡散層13、およびN型拡散層7
が形成されている。
In FIG. 2A, a word line 11 as a gate electrode is formed around a wall 4 of an insulating layer via a gate insulating film 10, and a gate electrode around the wall 4 of an adjacent insulating layer is formed. Is insulated from the word line 11 by the insulating layer 14. A bit line 15 is formed on the upper part of these, and in the region where the bit line 15 and the word line 11 as a gate electrode formed on both sides of the wall 4 of the insulating layer intersect, the wall 4 of the insulating layer 4 is formed. An N-type diffusion layer 7'is formed on the upper surface of each of the P-type diffusion layer 7'and the N-type diffusion layer 7 (not shown in the plan view).
Are formed.

また、第2図(b)は、第2図(b)に示す断面A−A
に沿った断面図で、第1図(f)と同じ断面図である。
Further, FIG. 2 (b) is a sectional view taken along the line AA shown in FIG. 2 (b).
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along with, and is the same cross-sectional view as FIG.

次にこの発明の実施例の第1の変形例として、第3図を
参照して説明する。
Next, a first modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

上記実施例では、絶縁体層1をエッチングして、絶縁体
層の壁4を形成したが、第3図に示すように、シリコン
半導体基板16上に絶縁体層を形成して、絶縁体層の壁4
を形成しても良い。
In the above embodiment, the insulator layer 1 was etched to form the insulator layer wall 4. However, as shown in FIG. 3, the insulator layer was formed on the silicon semiconductor substrate 16, and the insulator layer 1 was formed. Wall 4
May be formed.

このような構成によれば、このシリコン半導体基板16を
種結晶にして第2のシリコン層2′を単結晶として成長
させることができる。
With this structure, the second semiconductor layer 2'can be grown as a single crystal by using the silicon semiconductor substrate 16 as a seed crystal.

次に、この発明の実施例の第2の変形例を第4図
(a)、および(b)を参照して説明する。
Next, a second modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b).

この第2の変形例では、上記第1の変形例と同様なシリ
コン半導体基板16上に絶縁体層を形成し、これをパター
ニングして、絶縁体層の壁4を形成するものであるが、
第4図(a)に示すように、絶縁体層をエッチングする
際に、シリコン半導体基板16に接する部分において、絶
縁体層の壁4の間の溝内に、前記絶縁体層が残留するよ
うにエッチングし、かつシリコン半導体基板16が露出す
る部分17が形成されるようにエッチングする。その後、
シリコン層2′を形成する。このような構成によれば溝
内のシリコン半導体基板が露出した部分17を種結晶にし
て第2のシリコン層2′を単結晶として成長させること
ができる。
In the second modified example, an insulator layer is formed on the silicon semiconductor substrate 16 similar to the first modified example, and this is patterned to form the wall 4 of the insulator layer.
As shown in FIG. 4 (a), when the insulator layer is etched, the insulator layer is left in the groove between the walls 4 of the insulator layer at the portion in contact with the silicon semiconductor substrate 16. And the silicon semiconductor substrate 16 is exposed so that the exposed portion 17 is formed. afterwards,
A silicon layer 2'is formed. With such a structure, the second silicon layer 2'can be grown as a single crystal by using the exposed portion 17 of the silicon semiconductor substrate in the groove as a seed crystal.

次に、第4図(b)において、このシリコン層2′を絶
縁体層の壁4の上面、および側面に残るようにエッチン
グする。
Next, in FIG. 4 (b), this silicon layer 2'is etched so as to remain on the upper surface and the side surface of the wall 4 of the insulator layer.

このような構成によれば、シリコン半導体基板16と、シ
リコン層2′との間に、絶縁体層が4′が介されるの
で、近接セル間のリークが少なくなる。
According to this structure, since the insulator layer 4'is interposed between the silicon semiconductor substrate 16 and the silicon layer 2 ', the leak between adjacent cells is reduced.

尚、上記実施例、および変形例では、素子領域を形成す
る半導体層を単結晶シリコンで成長させたが、多結晶シ
リコンでも良いことは勿論である。
Although the semiconductor layer forming the element region is grown from single crystal silicon in the above-described embodiments and modifications, it is needless to say that polycrystalline silicon may be used.

以上、実施例により説明した半導体記憶装置によれば、
絶縁体層の壁を形成し、この壁の側面および上面に素子
領域を形成することにより、その時代における写真蝕刻
技術の最小寸法をFとした時、1ビット分のセルの最小
面積5.76F2の面積に2ビット分のセルを形成することが
可能となり、その時代における最高の写真蝕刻技術を用
いて製造した従来のセル構造を有する半導体記憶装置の
常に2倍の集積度を有することができるセル構造を持つ
半導体記憶装置およびその製造方法が提供できる。
As described above, according to the semiconductor memory device described in the embodiment,
By forming the wall of the insulator layer and forming the element region on the side surface and the upper surface of this wall, the minimum area of the cell for 1 bit is 5.76F 2 where F is the minimum dimension of the photo-etching technology in that era. It is possible to form a cell for 2 bits in the area of 2 times, and always have twice the degree of integration as that of a semiconductor memory device having a conventional cell structure manufactured by using the best photo-etching technique in that era. A semiconductor memory device having a cell structure and a method for manufacturing the same can be provided.

また、このようなセル構造を持つ半導体記憶装置の製造
方法にあっては、キャパシタ電極、およびゲート電極と
してのワード線を自己整合的に形成することができる。
Further, in the method of manufacturing the semiconductor memory device having such a cell structure, the word line as the capacitor electrode and the gate electrode can be formed in a self-aligned manner.

[発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば、写真蝕刻技術
の大幅な改善にたよることなく、より高い集積度を実現
できる半導体記憶装置およびその製造方法を提供でき
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor memory device capable of realizing a higher degree of integration and a method of manufacturing the same, without relying on a great improvement in the photo-etching technique.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(a)乃至第1図(f)は、この発明の実施例に
係わる半導体記憶装置の製造方法を製造工程順に示した
断面図、第2図(a)および第2図(b)は、第1図に
製造工程を示した半導体記憶装置の平面図および断面
図、第3図は、この発明の実施例の第1の変形例を示す
断面図、第4図(a)乃至第4図(b)は、この発明の
実施例の第2の変形例を示す断面図、第5図(a)乃至
(b)は、従来技術による半導体記憶装置の平面図およ
び断面図、第6図は、従来技術による1ビット分のセル
の最小面積を説明する平面図である。 1……絶縁体層、2、2′……単結晶シリコン層、3…
…ホトレジスト、4……絶縁体層の壁、4′……半導体
層と基板とを絶縁する領域、5……シリコン酸化膜、6
……保護膜、7……N型拡散層、8……熱酸化膜、9…
…キャパシタ電極、10……熱酸化膜、11……ゲート電
極、13……P型拡散層、14……絶縁体層、15……ビット
線、16……シリコン半導体基板、17……シリコン半導体
基板16が露出した部分、100……シリコン半導体基板、1
01……ビット線、102……ワード線、103……トレンチ
溝、104……P型拡散層、105……P+型拡散層、106……
ゲート絶縁膜、107……キャパシタ電極、108……埋込コ
ンタクト、109……キャパシタ絶縁膜。
1 (a) to 1 (f) are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps, FIGS. 2 (a) and 2 (b). FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view of the semiconductor memory device showing the manufacturing process in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first modification of the embodiment of the present invention, and FIGS. 4B is a sectional view showing a second modification of the embodiment of the present invention, and FIGS. 5A to 5B are a plan view and a sectional view of a semiconductor memory device according to the prior art, and FIG. FIG. 1 is a plan view for explaining the minimum area of a 1-bit cell according to the related art. 1 ... Insulator layer, 2 and 2 '... Single crystal silicon layer, 3 ...
... Photoresist, 4 ... Insulator layer wall, 4 '... Region for insulating semiconductor layer from substrate, 5 ... Silicon oxide film, 6
...... Protective film, 7 ... N-type diffusion layer, 8 ... Thermal oxide film, 9 ...
… Capacitor electrode, 10… Thermal oxide film, 11… Gate electrode, 13… P-type diffusion layer, 14… Insulator layer, 15… Bit line, 16… Silicon semiconductor substrate, 17… Silicon semiconductor Exposed part of substrate 16, 100 ... Silicon semiconductor substrate, 1
01 …… bit line, 102 …… word line, 103 …… trench groove, 104 …… P type diffusion layer, 105 …… P + type diffusion layer, 106 ……
Gate insulating film, 107 ... Capacitor electrode, 108 ... Buried contact, 109 ... Capacitor insulating film.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面に絶縁体を持つ凸状の壁を有する基体
と、 前記壁の一側面、前記壁の上面および前記一側面に対向
する他側面上にかけて形成された半導体層と、 前記一側面の一部に面した前記半導体層内と、前記他側
面の一部に面した前記半導体層内とにそれぞれ設けられ
た、キャパシタの一方の電極となる第1導電型の第1、
第2の領域と、 前記上面に面した前記半導体層内に設けられた、ビット
線に接続するための端子となる第1導電型の第3の領域
と、 前記第1の領域と前記第3の領域との間の前記半導体層
内と、前記第2の領域と前記第3の領域との間の前記半
導体層内とにそれぞれ設けられた、第2導電型の第4、
第5の領域と、 前記第1、第2の領域の表面上にそれぞれ絶縁層を介し
て設けられたキャパシタの他方の電極と、 前記第4、第5の領域の表面上にそれぞれ絶縁層を介し
て設けられた、互いに異なるワード線に結合される第
1、第2のゲート電極と、を含むセル構造体を具備し、 前記壁が平面からみて長尺方向を有するとともに、複数
本設けられており、これら複数本の壁各々に、前記セル
構造体が前記壁の長尺方向に沿って互いに離間して複数
配置されていることを特徴とする半導体記憶装置。
1. A substrate having a convex wall having an insulator on a surface thereof, a semiconductor layer formed on one side surface of the wall, an upper surface of the wall and another side surface facing the one side surface, A first conductive type first electrode which is provided in the semiconductor layer facing a part of the side surface and in the semiconductor layer facing a part of the other side surface and serves as one electrode of a capacitor;
A second region; a third region of the first conductivity type, which is provided in the semiconductor layer facing the upper surface and serves as a terminal for connecting to a bit line; the first region and the third region; A second conductivity type fourth provided in the semiconductor layer between the second region and the third region, and in the semiconductor layer between the second region and the third region.
A fifth region, the other electrode of the capacitor provided on the surfaces of the first and second regions via an insulating layer, and an insulating layer on the surfaces of the fourth and fifth regions, respectively. A cell structure including first and second gate electrodes coupled to different word lines, which are provided through the wall, and the wall has a longitudinal direction when viewed from a plane, and a plurality of cells are provided. In each of the plurality of walls, a plurality of the cell structures are arranged along the longitudinal direction of the walls so as to be separated from each other.
【請求項2】基体に、表面に絶縁体を持ち、平面からみ
て長尺方向を有する凸状の壁を、複数本形成する工程
と、 前記壁の一側面、前記壁の上面および前記一側面に対向
する他側面上にかけて半導体層を形成する工程と、 前記半導体層の導電型を第1導電型に決定する工程と、 前記半導体層をエッチングし、前記壁の長尺方向に沿っ
て、前記半導体層を複数に離間させる工程と、 前記一側面の一部に面した前記各半導体層内と、前記他
側面の一部に面した前記各半導体層内とに、キャパシタ
の一方の電極となる第2導電型の第1、第2の領域とを
それぞれ形成する工程と、 前記第1、第2の領域の表面上にそれぞれ絶縁層を介し
てキャパシタの他方の電極を形成する工程と、 前記一側面の他部に面した前記各半導体層上と、前記他
側面の他部に面した前記各半導体層の表面上とにそれぞ
れ絶縁層を介して、互いに異なるワード線となる第1、
第2のゲート電極を形成する工程と、 前記上面に面した前記各半導体層内に、ビット線に接続
するための端子となる第2導電型の第3の領域をそれぞ
れ形成し、残りの前記第1の領域と前記第3の領域との
間の前記半導体層内および前記第2の領域と前記第3の
領域との間の前記半導体層内にそれぞれ、第1導電型の
第4、第5の領域を得る工程と、を具備することを特徴
とする半導体記憶装置の製造方法。
2. A step of forming, on a base, a plurality of convex walls having an insulator on the surface and having a lengthwise direction when viewed from a plane, one side surface of the wall, an upper surface of the wall and the one side surface. A step of forming a semiconductor layer on the other side surface facing to, a step of determining the conductivity type of the semiconductor layer as a first conductivity type, the semiconductor layer is etched, and along the longitudinal direction of the wall, One step of separating the semiconductor layers into a plurality of electrodes, and one electrode of the capacitor in each of the semiconductor layers facing a part of the one side surface and in each of the semiconductor layers facing a part of the other side surface. Forming first and second regions of a second conductivity type respectively; forming another electrode of the capacitor on the surface of the first and second regions via an insulating layer, respectively; On each of the semiconductor layers facing the other part of the one side surface, and on the other side surface Wherein each of the facing parts on the surface of the semiconductor layer through an insulating layer, first as a different word line from each other,
Forming a second gate electrode, and forming a third region of the second conductivity type, which is a terminal for connecting to a bit line, in each of the semiconductor layers facing the upper surface, and the remaining portion In the semiconductor layer between the first region and the third region and in the semiconductor layer between the second region and the third region, respectively, a fourth conductivity type fourth and a fourth conductivity type 5. A method for manufacturing a semiconductor memory device, comprising:
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