DE19724222B4

DE19724222B4 - Dram

Info

Publication number: DE19724222B4
Application number: DE19724222A
Authority: DE
Inventors: Chang-Jae Lee; Won-Suck Yang; Kong-Hee Park
Original assignee: LG Semicon Co Ltd
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: JPH1074906A; DE19724222A1; US6156601A; JP3629123B2; US5959321A; KR100239404B1

Abstract

DRAM, gekennzeichnet durch:
– ein Halbleitersubstrat (40);
– aktive Bereiche (44) mit jeweils einem ersten Bereich (41) im Substrat mit einem ersten Fremdstoffbereich, jeweils einem zweiten Bereich (42) mit einem dritten Fremdstoffbereich und jeweils einem Knickbereich (43) zwischen dem ersten Fremdstoffbereich und dem dritten Fremdstoffbereich, mit einem zweiten Fremdstoffbereich;
– mehrere erste Wortleitungen (45) über und zwischen dem ersten Fremdstoffbereich und dem zweiten Fremdstoffbereich;
– mehrere zweite Wortleitungen (46) über und zwischen dem zweiten Fremdstoffbereich und dem dritten Fremdstoffbereich;
– eine Isolierschicht (50) auf dem Substrat und den Wortleitungen, mit mehreren ersten Kontaktlöchern (47) auf dem ersten Fremdstoffbereich, mehreren zweiten Kontaktlöchern (48) auf dem zweiten Fremdstoffbereich und mehreren dritten Kontaktlöchern (49) auf dem dritten Fremdstoffbereich;
– mehrere Bitleitungen (51), die elektrisch durch die zweiten Kontaktlöcher mit dem zweiten Fremdstoffbereich verbunden sind und die die Wortleitungen auf dem Knickbereich schneiden, wobei die Mittellinie einer jeweiligen...

Description

Die Erfindung betrifft einen DRAM, spezieller ein Zellenarray eines solchen.
Allgemein gesagt, wurden bei der Integration von Halbleiter-DRAM-Bauteilen verschiedene Layouts und Strukturen von Zellenarrays angenommen, die für hohe Integration geeignet sind. Spezieller gesagt, wird bei DRAMs von 16 M oder weniger eine Struktur mit einem Kondensator unter einer Bitleitung (CUB = capacitor under bit line) verwendet, während bei DRAMs von 64 M oder mehr eine Struktur mit einem Kondensator über einer Bitleitung (COB = capacitor over bit line) verwendet wird.
1 besteht aus einer Layout- und einer Schnittansicht, die ein Zellenarray einer herkömmlichen CUB-Struktur zeigen.
Wie es in 1 dargestellt ist, umfasst eine CUB-Struktur Gateleitungen 2, die in einer Reihe auf einem Substrat 1 angeordnet sind, eine Knotenelektrode 3 über und zwischen den Gateleitungen 2 und in Kontakt mit dem Substrat 1, eine Plattenelektrode 4 auf der Knotenelektrode 3 (ein Kondensatordielektrikum zwischen der Plattenelektrode 4 und der Knotenelektrode 3 ist nicht dargestellt) sowie eine Bitleitung 5 rechtwinklig zur Gateleitung 2 auf einem Kondensator.
D. h., dass eine CUB-Struktur die Bitleitung 5 auf dem Kondensator mit der Knotenelektrode 3 und der Plattenelektrode 4 aufweist.
Bei der vorstehend genannten CUB-Struktur muss, um einen Kondensator mit hoher Kapazität zu erhalten, wie für einen DRAM mit hoher Integrationsdichte erforderlich, die Kondensatorhöhe groß sein. Jedoch führt dies zum Problem, dass das Seitenverhältnis eines Kontaktlochs der Bitleitung größer wird. So treten Schwierigkeiten bei der Technik betreffend das Einfüllen einer leitenden Schicht in das Kontaktloch und das Strukturieren der Bitleitung 5 auf.
Aus diesem Grund waren für DRAMS von 64 M ein neues Zellenarray und ein neues Layout erforderlich.
2 zeigt eine Layout- und eine Schnittansicht eines Zellenarrays mit herkömmlicher COB-Struktur.
Wie es in 2 dargestellt ist, umfasst diese COB-Struktur Gateleitungen 11, die in einer Reihe auf einem Substrat 10 angeordnet sind, eine Bitleitung 12 rechtwinklig zu den Gateleitungen 11 und in Kontakt mit dem Substrat 10, eine Knotenelektrode 13 von Rechteckform über und zwischen den Gateleitungen 11 und in Kontakt mit dem Substrat 10 sowie eine Plattenelektrode 14 auf der Knotenelektrode 13.
Bei der vorstehend angegebenen COB-Struktur kann, da die Bitleitung 11 früher als der Kondensator hergestellt wird, der Kondensatorbereich die Bitleitung 12 enthalten. Im Ergebnis nimmt das Seitenverhältnis des Bitleitungs-Kontaktlochs selbst dann nicht zu, wenn die Höhe des Kondensators für hohe Kapazität groß wird.
D. h., dass es ein Zellenarray mit COB-Struktur erlaubt, die wirksame Fläche der Bitleitung in den Kondensatorbereich einzubauen. Es ist dadurch auch möglich, die effektive Fläche des Kondensators durch Vergrößern der Höhe des Kondensators so zu vergrößern, dass Verwendbarkeit für DRAMs von 64 M und 256 M besteht.
Jedoch bestehen bei einem Zellenarray mit COB-Struktur die folgenden Schwierigkeiten:

– Erstens ist es schwierig, DRAM-Bauteile durch eine Technik, bei der die effektive Fläche des Kondensators vergrößert wird, in Massen herzustellen, da die effektive Fläche bei DRAMs von 1 G oder mehr stark verringert ist.
– Zweitens macht eine Musterschrumpfung aufgrund der Ausbildung des Musters in einer rechteckig geformten Elektrode den Elektrodenbereich des Kondensators kleiner als es dem tatsächlichen Design entspricht.
– Drittens erhöht das kleine Intervall zwischen den Bitleitungen die parasitären Kapazitäten derselben.

Für den Zellenkondensator muss eine hohe Kapazität C_S aufrechterhalten werden, und betreffend die Bitleitungen muss eine kleine parasitäre Kapazität C_B aufrechterhalten werden, was gemäß den bisherigen Strukturen für Bauteile mit hoher Integrationsdichte schwierig zu erzielen ist.
Aus der US 4 970 564 ist ein DRAM bekannt, der eine Vielzahl von aktiven Bereichen aufweist, die einen ersten sich waagerecht erstreckenden Abschnitt, einen Zwischenabschnitt, der sich vom Ende des ersten Abschnitts unter 45° nach oben erstreckt und einen zweiten Abschnitt aufweist, der im wesentlichen parallel zum ersten Abschnitt liegt. Der aktive Bereich besitzt somit eine abgeknickte Stufenform. Wortleitungen verlaufen senkrecht zu den ersten bzw. zweiten Abschnitten der aktiven Bereiche und schneiden die aktiven Bereich über den Abknickstellen. Bitleitungen verlaufen senkrecht zu den Wortleitungen und stehen durch Kontaktlöcher mit den Zwischenabschnitten der aktiven Bereiche in Kontakt. Zu den ersten und zweiten Abschnitten der aktiven Bereiche sind die Bitleitungen so ausgerichtet, daß sie parallel dazu zwischen ihnen verlaufen. Knoten-Kondensatorelektroden, die eine rechteckige Form aufweisen, sind durch Kontaktlöcher mit den ersten und zweiten, horizontal verlaufenden Abschnitten der aktiven Bereiche in Kontakt. Die verschiedenen Kondensatorelektroden liegen sich jeweils in Reihenrichtung mit ihren Schmalseiten bzw. in Spaltenrichtung mit ihren Längsseiten, die parallel zu den Wortleitungen bzw. zu den Bitleitungen verlaufen, rasterförmig ausgerichtet gegen über.
Die US 4 651 183 beschreibt ein Speicherzellenarray mit kreuzförmigen aktiven Bereichen mit einem zentralen Fremdstoffbereich, der durch ein Kontaktloch hindurch mit einer Bitleitung verbunden ist. Kanalbereiche sind kreuzförmig benachbart zu dem zentralen Fremdstoffbereich angeordnet. Zweite Fremdstoffbereiche, die Sourcebereiche und gleichzeitig untere Kondensatorelektroden bilden, sind so vorgesehen, dass der kreuzförmig aktive Bereich gebildet ist. Um die Wortleitungen in definierter Weise zu den nicht in einem einfachen Gitterraster angeordneten Kanalbereichen führen zu können, sind zick-zack förmige Wortleitungen vorgesehen, die zwar abschnittsweise die Bitleitungen schräg schneiden, die jedoch in ihrer Hauptrichtung senkrecht zu den Bitleitungen verlaufen.
Die JP 3 225 955 zeigt, dass es bekannt ist, Kondensatorelektroden mit sechseckiger Form auszubilden. Hierbei weisen die hexagonalen Kondensatorelektroden jeweils zwei zueinander parallele Seiten auf, die parallel zur Längsrichtung der Wortleitungen angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen DRAM mit hohem dielektrischem Verhältnis und hoher Zuverlässigkeit zu schaffen, der mit hoher Geschwindigkeit arbeiten kann. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen DRAM zu schaffen.
Die einen DRAM betreffende Aufgabe ist durch die Lehre des beigefügten unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
Die beigefügten Zeichnungen, die für ein weiteres Verständnis der Erfindung sorgen sollen, veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung.
1 besteht aus einer Draufsicht und einer Schnittansickt, die ein Zellenarray einer herkömmlichen CUB-Struktur zeigen;
2 besteht aus einer Draufsicht und einer Schnittansicht, die ein Zellenarray einer herkömmlichen COB-Struktur zeigen;
3a ist eine Draufsicht, die ein Array von Komponenten eines erfindungsgemäßen DRAM zeigt;
3b ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' in 3a;
4 ist eine Draufsicht, die ein Zellenarray eines erfindungsgemäßen DRAM zeigt; und
5 ist eine Draufsicht, die eine Musterverzerrung während einer Strukturierung entsprechend der Form einer Knotenelektrode eines Kondensators zeigt.
Wie es in den 3a und 3b dargestellt ist, umfasst ein erfindungsgemäßer DRAM ein Halbleitersubstrat 20, einen aktiven Bereich 24, eine erste Wortleitung 25, eine zweite Wortleitung 26, eine Isolierschicht 30, eine Bitleitung 31, einen ersten Kondensator 32 und einen zweiten Kondensator 33. Der aktive Bereich 24 umfasst einen ersten Bereich 21 mit einem ersten Fremdstoffbereich, einen zweiten Bereich 22 mit einem dritten Fremdstoffbereich und einen Knickbereich 23 zwischen dem ersten Bereich 21 und dem zweiten Bereich 22, mit einem zweiten Fremdstoffbereich. Die erste Wortleitung 25 ist über und zwischen dem ersten und zweiten Fremdstoffbereich ausgebildet. Die zweite Wortleitung 26 ist über und zwischen dem zweiten und dritten Fremdstoffbereich ausgebildet. Die Isolierschicht 30 auf dem Substrat 20 und den Wortleitungen 25, 26 verfügt über ein erstes Kontaktloch 27 auf dem ersten Fremdstoffbereich, ein zweites Kontaktloch 28 auf dem zweiten Fremdstoffbereich und ein drittes Kontaktloch 29 auf dem dritten Fremdstoffbereich. Die Bitleitung 31 ist durch das zweite Kontaktloch 28 hindurch mit dem zweiten Fremdstoffbereich verbunden, und sie erstreckt sich so, dass sie die Wortleitungen 25, 26 im Knickbereich 23 schneidet. Der erste Kondensator 32 ist durch das erste Kontaktloch 27 hindurch mit dem ersten Fremdstoffbereich verbunden, und er verfügt über dem ersten Bereich 21 über eine hexagonale Ebene. Der zweite Kondensator 33 ist durch das dritte Kontaktloch 29 hindurch mit dem dritten Fremdstoffbereich verbunden, und er verfügt über eine hexagonale Ebene, wobei eine Seite der hexagonalen Ebene parallel zu einer Seite der hexagonalen Ebene des ersten Kondensators 32 verläuft und wobei das zweite Kontaktloch 28 zwischen dem ersten und zweiten Kondensator 32 bzw. 33 angeordnet ist.
Dabei ist die Mittellinie der Bitleitung 31 in einem oberen Abschnitt des Knickbereichs 23 angrenzend an den Mittelpunkt des zweiten Kontaktlochs 28 ausgebildet.
Der Knickbereich 23 des aktiven Bereichs 24 ist zwischen der Mittellinie der ersten Wortleitung 25 und der Mittellinie der zweiten Wortleitung 26 abgeknickt.
Die eine Seite des ersten Kondensators 32 und die eine Seite des zweiten Kondensators 33 sind mit demselben Intervall zu den beiden Seiten des Kontaktlochs 28 angeordnet.
Gedachte Linien, die den Mittelpunkt des ersten Kontaktlochs 27, den Mittelpunkt des zweiten Kontaktlochs 28 und den Mittelpunkt des dritten Kontaktlochs 29 verbinden, liegen auf einer geraden Linie. Diese gedachten Linien schneiden die Mittellinie des Knickbereichs 23 und den Mittelpunkt des zweiten Kontaktlochs 28.
Die Ebenen des ersten und zweiten Bereichs 21, 22 im aktiven Bereich 24 verfügen jeweils über Rechteckform.
Die Mittellinie des Knickbereichs 23 verläuft im aktiven Bereich 24 nicht parallel zu den gedachten Linien, die die Mittelpunkte der Kontaktlöcher 27, 28, 29 verbinden.
Das erste Kontaktloch 27 und das dritte Kontaktloch 29 sind benachbart zur Mitte der hexagonalen Ebene des ersten und zweiten Kondensators 32, 33 angeordnet. Die Mitte des zweiten Kontaktlochs 28 liegt benachbart zu der des Knickbereichs 23.
Ferner schneidet der erste Bereich 21 des aktiven Bereichs 24 die erste Wortleitung 25 rechtwinklig. Der Knickbereich 23 erstreckt sich mit einer Neigung von 90°–180° ausgehend vom Ende des ersten Bereichs 21. Der zweite Bereich 22 verfügt über eine Neigung von 90°–180° ausgehend vom Ende des Knickbereichs 23, und er schneidet die zweite Wortleitung 26 rechtwinklig.
Die erste Wortleitung 25 und die zweite Wortleitung 26 liegen zueinander symmetrisch auf dem zweiten Kontaktloch 28.
Die Mittellinie der Bitleitung 21 nimmt einen Winkel Θ₁ von 0° < Θ₁ < 90° in Gegenuhrzeigerrichtung sowie einen Winkel Θ₂ von 90° < Θ₂ < 180° in Uhrzeigerrichtung gegenüber den jeweiligen Mittellinien der ersten Wortleitung 25 bzw. der zweiten Wortleitung 26 ein.
Der erste Fremdstoffbereich, der zweite Fremdstoffbereich und die erste Wortleitung 25 gehören zu einem ersten Transistor, während der zweite Fremdstoffbereich, der dritte Fremdstoffbereich und die zweite Wortleitung 26 zu einem zweiten Transistor gehören.
Das erste, zweite und dritte Kontaktloch 27, 28, 29 haben im Wesentlichen Kreisform. Die Bitleitung 31 und die Wortleitungen 25, 26 liegen auf demselben Niveau. Das erste Kontaktloch 27 und das dritte Kontaktloch 29 sind mit demselben Abstand von der entsprechenden Bitleitung 31 angeordnet.
Die Knotenelektrode und die Plattenelektrode der Kondensatoren 32, 33 bestehen aus einem beliebigen Metallmaterial mit hoher Isolierfestigkeit im Fall einer Oxidation. Dabei sind die Metallmaterialien z. B. Pt, RuO₂, IrO₂ und dergleichen. Schichten mit hoher Dielektrizitätskonstante der Kondensatoren 32, 33 bestehen jeweils aus einem Einkristall.
Die Knotenelektrode und die Schichten hoher Dielektrizitätskonstante der Kondensatoren 32, 33 zeigen Wechselwirkung. Ihre Bestandteile werden unter Berücksichtigung der Kristallausrichtung des dielektrischen Materials ausgewählt. Die Schichten mit hoher Dielektrizitätskonstante bestehen aus Ta₂O₅, SrTiO₃, BaTiO₃, PbZrO₃, BST ((Ba, Sr)TiO₃), PZT (Pb(Zr, Ti)O₃), PLZT ((Pb, La)(Zr, Ti)O₃) und/oder PNZT ((Pb, Nb)(Zr, Ti)O₃).
4 ist eine Draufsicht, die ein Zellenarray eines erfindungsgemäßen DRAM zeigt.
Wie es in 4 dargestellt ist, umfasst der DRAM ein Halbleitersubstrat 40, mehrere erste Wortleitungen 45, mehrere zweite Wortleitungen 46, eine Isolierschicht 50, mehrere Bitleitungen 51, mehrere erste Kondensatoren 52 und mehrere zweite Kondensatoren 53. Das Halbleitersubstrat 40 verfügt über einen aktiven Bereich 44 mit einem ersten Bereich 41 mit einem ersten Fremdstoffbereich, einem zweiten Bereich 42 mit einem dritten Fremdstoffbereich und einem Knickbereich 43, der zwischen dem ersten Bereich 41 und dem zweiten Bereich 42 angeordnet ist und einen zweiten Fremdstoffbereich aufweist. Mehrere der ersten Wortleitungen 45 sind über und zwischen dem ersten Fremdstoffbereich und dem zweiten Fremdstoffbereich ausgebildet. Mehrere der zweiten Wortleitungen 46 sind über und zwischen dem zweiten Fremdstoffbereich und dem dritten Fremdstoffbereich ausgebildet. Die Isolierschicht 50 auf dem Substrat 40 und den Wortleitungen 45, 46 verfügt über mehrere erste Kontaktlöcher 47 auf dem ersten Fremdstoffbereich, mehrere zweite Kontaktlöcher 48 auf dem zweiten Fremdstoffbereich sowie mehrere dritte Kontaktlöcher auf dem dritten Fremdstoffbereich. Mehrere der Bitleitungen 51 sind über die entsprechenden zweiten Kontaktlöcher jeweils mit dem zweiten Fremdstoffbereich verbunden, und sie schneiden die jeweiligen ersten und zweiten Wortleitungen 45, 46 auf dem Knickbereich 43 des aktiven Bereichs 44. Mehrere der ersten Kondensatoren 52 sind elektrisch über die entsprechenden ersten Kontaktlöcher 47 jeweils mit dem ersten Fremdstoffbereich verbunden, und sie verfügen über hexagonale Ebenen auf den ersten Bereichen 41. Mehrere der zweiten Kondensatoren 53 sind elektrisch über die entsprechenden dritten Kontaktlöcher 40 jeweils mit dem dritten Fremdstoffbereich verbunden, und sie verfügen auf den zweiten Bereichen 42 über hexagonale Ebenen. Eine Seite der hexagonalen Ebene der zweiten Kondensatoren 43 verläuft parallel zu einer Seite der hexagonalen Ebene der ersten Kondensatoren 52. Die zweiten Kontaktlöcher 48 sind zwischen dem ersten und zweiten Kondensator 52 bzw. 53 angeordnet.
Dabei verbinden die jeweiligen Bitleitungen 51 die Mittelpunkte der zweiten Kontaktlöcher 48, wobei sie die Wortleitungen 45, 46 schneiden und sich entlang gedachter Linien erstrecken.
Die ersten Kontaktlöcher 47 und die dritten Kontaktlöcher 49, die benachbart zu den jeweiligen Bitleitungen 51 liegen, sind mit demselben Abstand von den Bitleitungen 51 angeordnet.
Die Mittellinien der Bitleitungen 51 sind in einem oberen Abschnitt des Knickbereichs 43 benachbart zu den Mittelpunkten der zweiten Kontaktlöcher 48 angeordnet.
Der Knickbereich 43 eines jeweiligen aktiven Bereichs 44 ist zwischen der Mittellinie der ersten Wortleitung 45 und der Mittellinie der zweiten Wortleitung 46 abgeknickt.
Die eine Seite der ersten Kondensatoren 52 und die eine Seite der zweiten Kondensatoren 53 zu den beiden Seiten der zweiten Kontaktlöcher 48 liegen mit demselben Abstand entfernt von den zweiten Kontaktlöchern 48. Die gedachten Linien, die die Mittelpunkte der ersten Kontaktlöcher 47, der zweiten Kontaktlöcher 48 und der dritten Kontaktlöcher 49 verbinden, sind in geraden Linien angeordnet. Dabei verlaufen die gedachten Linien nicht parallel zu den Mittellinien des Knickbereichs 43, und sie schneiden diesen in den Mittelpunkten der zweiten Kontaktlöcher 48. Die jeweiligen Ebenen des ersten Bereichs 41 und des zweiten Bereichs 42 verfügen über Rechteckform.
Die ersten Kontaktlöcher 47 und die dritten Kontaktlöcher 49 sind benachbart zu den Zentren der hexagonalen Ebenen der ersten und zweiten Kondensatoren 52 bzw. 53 angeordnet. Das jeweilige Zentrum eines zweiten Kontaktlochs 58 ist benachbart zum Knickbereich 43 angeordnet.
Der erste Bereich 41 des aktiven Bereichs 44 schneidet die ersten Wortleitungen 45 rechtwinklig. Der Knickbereich 43 erstreckt sich mit einer Neigung von 90°–180° ausgehend vom Ende des ersten Bereichs 41. Der zweite Bereich 42 verfügt über eine Neigung von 90°–180° ausgehend vom Ende des Knickbereichs 43, und er schneidet die zweiten Wortleitungen 46 rechtwinklig.
Die ersten Wortleitungen 45 und die zweiten Wortleitungen 46 sind symmetrisch in Bezug auf das zweite Kontaktloch 48 angeordnet.
Die Mittellinien der Bitleitungen 51 halten einen Winkel Θ₁₁ von 0° < Θ₁₁ < 90° in Gegenuhrzeigerrichtung sowie einen Winkel Θ₁₂ von 90° < Θ₁₂ < 180° in Uhrzeigerrichtung gegen die jeweiligen Mittellinien der ersten Wortleitung 45 bzw. der zweiten Wortleitung 46 ein.
Der erste Fremdstoffbereich, der zweite Fremdstoffbereich und die erste Wortleitung 45 gehören zu einem ersten Transistor, während der zweite Fremdstoffbereich, der dritte Fremdstoffbereich und die zweite Wortleitung 46 zu einem zweiten Transistor gehören.
Das erste, zweite und dritte Kontaktloch 47, 48, 49 verfügen im Wesentlichen über Kreisform. Die Bitleitungen 51 und die Wortleitungen 45, 46 liegen auf demselben Niveau. Das erste Kontaktloch 47 und das dritten Kontaktloch 49 sind mit demselben Abstand von der entsprechenden Bitleitung 51 angeordnet.
Die Knotenelektrode und die Plattenelektrode der Kondensatoren 52, 53 bestehen aus einem beliebigen Metallmaterial mit hoher Isolierfestigkeit im Fall einer Oxidation. Dabei bestehen diese metallischen Materialien aus z. B. Pt, RuO₂, IrO₂ oder dergleichen.
Schichten hoher Dielektrizitätskonstante der Kondensatoren 52, 53 bestehen jeweils aus einem Einkristall. Die Knotenelektrode und die Schichten hoher Dielektrizitätskonstante der Kondensatoren 52, 53 stehen in Wechselwirkung. Ihre Bestandteile werden unter Berücksichtigung der Kristallaus richtung des dielektrischen Materials ausgewählt. Die Schichten hoher Dielektrizitätskonstante bestehen aus Ta₂O₅, SrTiO₃, BaTiO₃, PbZrO₃, BST, PZT, PLZT und/oder PNZT.
Der Grund, weswegen die Knotenelektrode des Kondensators über hexagonale Form verfügt, wird nun unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
5 ist eine Draufsicht, die eine Verzerrung eines Musters während der Strukturierung abhängig von der Form einer Knotenelektrode eines Kondensators zeigt.
Wie es in 5 dargestellt ist, verfügt eine herkömmliche Zelle über eine rechteckige Knotenelektrode, was für eine Anordnung geeignet ist, die den Elektrodenbereich vergrößert.
Jedoch macht die rechteckige Knotenelektrode den Kondensatorbereich aufgrund starker Schrumpfung im Kantenabschnitt eines Musters durch Lichtstreuung während eines Photolithographieprozesses zur Strukturierung kleiner. So sorgt eine Zellenstruktur mit einer rechteckigen Knotenelektrode dazu, dass die effektive Kondensatorfläche verkleinert ist. D. h., dass ein Totraum, der nicht als Kondensatorbereich verwendet werden kann, zunimmt, da die Kanten von vier rechteckigen Mustern an einer Stelle zusammentreffen.
Indessen sorgt eine Zellenstruktur mit einer Knotenelektrode mit hexagonaler Form dafür, dass die Kondensatorfläche vergrößert ist, da nur die Kanten dreier hexagonaler Muster an einem Punkt zusammentreffen.
Ein erfindungsgemäßer DRAM zeigt die folgenden Wirkungen:

– Als erstes kann eine Zelle selbst dann betrieben werden, wenn die Kapazität des Zellenkondensators deutlich niedriger als die Kapazität C_S eines Zellenkondensators und die parasitäre Kapazität C_B einer Bitleitung von bestimmtem Wert, wie für ein Zellendesign erforderlich, ist.
– Zweitens können, da die parasitäre Kapazität der Bitleitung klein ist, die Geschwindigkeit wie auch die Zuverlässigkeit des Zellenbetriebs verbessert werden.
– Drittens besteht eine Prozesstoleranz, wie sie zur Herstellung einer Bitleitung erwünscht ist.
– Viertens sorgt eine hexagonal geformte Knotenelektrode für kleinere Musterschrumpfung, um die Kondensatorfläche zu vergrößern.
– Fünftens ist es wahrscheinlich, dass Schichten hoher Dielektrizitätskonstante der jeweiligen Kondensatoren aufgrund einer Kristallgrenze mit drei Mittelpunkten auf Grundlage der hexagonal geformten Knotenelektrode aus einem Einkristall bestehen.
– Schließlich ist, da der Kondensator eine Schicht hoher Dielektrizitätskonstante aus einem Einkristall aufweist, das dielektrische Verhältnis hoch und der Streustrom ist niedrig.

Claims

DRAM, gekennzeichnet durch: – ein Halbleitersubstrat (40); – aktive Bereiche (44) mit jeweils einem ersten Bereich (41) im Substrat mit einem ersten Fremdstoffbereich, jeweils einem zweiten Bereich (42) mit einem dritten Fremdstoffbereich und jeweils einem Knickbereich (43) zwischen dem ersten Fremdstoffbereich und dem dritten Fremdstoffbereich, mit einem zweiten Fremdstoffbereich; – mehrere erste Wortleitungen (45) über und zwischen dem ersten Fremdstoffbereich und dem zweiten Fremdstoffbereich; – mehrere zweite Wortleitungen (46) über und zwischen dem zweiten Fremdstoffbereich und dem dritten Fremdstoffbereich; – eine Isolierschicht (50) auf dem Substrat und den Wortleitungen, mit mehreren ersten Kontaktlöchern (47) auf dem ersten Fremdstoffbereich, mehreren zweiten Kontaktlöchern (48) auf dem zweiten Fremdstoffbereich und mehreren dritten Kontaktlöchern (49) auf dem dritten Fremdstoffbereich; – mehrere Bitleitungen (51), die elektrisch durch die zweiten Kontaktlöcher mit dem zweiten Fremdstoffbereich verbunden sind und die die Wortleitungen auf dem Knickbereich schneiden, wobei die Mittellinie einer jeweiligen Bitleitung (31, 51) einen Winkel Θ₁, Θ₁₁ von 0° < Θ₁, Θ₁₁ < 90° in Gegenuhrzeigerrichtung und einen Winkel Θ₂, Θ₁₂ von 90° < Θ₂, Θ₁₂ < 180° in Uhrzeigerrichtung in Bezug auf die jeweilige Mittellinie der zugehörigen ersten und zweiten Wortleitung (25, 26; 45, 46) aufweist; – mehrere erste Kondensatoren (52) mit einer hexagonalen Ebene auf einem oberen Abschnitt des ersten Bereichs, mit elektrischer Verbindung zum ersten Fremdstoffbereich durch das erste Kontaktloch hindurch; und – mehrere zweite Kondensatoren (53) mit einer hexagonalen Ebene auf einem oberen Abschnitt des zweiten Bereichs, mit elektrischer Verbindung zum dritten Fremdstoffbereich durch das dritte Kontaktloch hindurch, wobei eine Seite der hexagonalen Ebene der zweiten Kondensatoren parallel zu einer Seite der hexagonalen Ebene der ersten Kondensatoren verläuft und das zweite Kontaktloch dazwischen angeordnet ist, so dass die ersten und zweiten Kondensatoren (32, 33; 52, 53) zu beiden Seiten einer zu ihren Seiten parallelen Linie liegen, wobei die Bitleitungen (51) im wesentlichen zwischen den ersten und zweiten Kondensatoren (32, 33; 52, 53) so hindurchverlaufen, dass jeweils ein drittes Kontaktloch (49) eines aktiven Bereichs (44) und ein erstes Kontaktloch (47) eines benachbarten aktiven Bereichs (44) in Richtung der Wortleitungen zwischen benachbarten Paaren von ersten und zweiten Wortleitungen und zwischen zwei benachbarten Bitleitungen liegen.
DRAM nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Bitleitungen (31; 51) mit den Mittelpunkten der zweiten Kontaktlöcher (28; 48) verbunden sind.
DRAM nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kontaktlöcher (27; 47) und die dritten Kontaktlöcher (29; 49) benachbart zu den jeweiligen Bitleitungen (31; 51) liegen und von diesen Bitleitungen denselben Abstand einhalten.
DRAM nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gedachte Linie, die die Mittelpunkte der Kontaktlöcher (27, 28, 29; 47, 48, 49) verbindet, eine gerade Linie ist.
DRAM nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweilige Ebenen des ersten Fremdstoffbereichs (21; 41) und des zweiten Fremdstoffbereichs (22; 42) Rechteckform aufweisen.
DRAM nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges erstes Kontaktloch (27; 47) und ein jeweiliges drittes Kontaktloch (29; 49) benachbart zur Mitte der hexagonalen Form der ersten und zweiten Kondensatorelektroden (32, 33; 52, 53) liegen.
DRAM nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige erste Wortleitung (25; 45) und die jeweilige zweite Wortleitung (26; 46) symmetrisch zueinander in Bezug auf das zugehörige zweite Kontaktloch (28; 48) liegen.
DRAM nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlöcher (27, 28, 29; 47, 48, 49) jeweils im Wesentlichen Kreisform aufweisen.