DE2813511C2 - Semiconductor memory cell in V-MOS technology - Google Patents

Semiconductor memory cell in V-MOS technology

Info

Publication number
DE2813511C2
DE2813511C2 DE2813511A DE2813511A DE2813511C2 DE 2813511 C2 DE2813511 C2 DE 2813511C2 DE 2813511 A DE2813511 A DE 2813511A DE 2813511 A DE2813511 A DE 2813511A DE 2813511 C2 DE2813511 C2 DE 2813511C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
trench
memory cell
doped
varactor
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.)
Expired
Application number
DE2813511A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2813511B1 (en
Inventor
Ruediger Dr.Rer.Nat. 8000 Muenchen Hofmann
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE2813511A priority Critical patent/DE2813511C2/en
Publication of DE2813511B1 publication Critical patent/DE2813511B1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2813511C2 publication Critical patent/DE2813511C2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/403Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells with charge regeneration common to a multiplicity of memory cells, i.e. external refresh
    • G11C11/404Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells with charge regeneration common to a multiplicity of memory cells, i.e. external refresh with one charge-transfer gate, e.g. MOS transistor, per cell
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/92Capacitors having potential barriers
    • H01L29/93Variable capacitance diodes, e.g. varactors
    • 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
    • H10B12/34DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells the transistor being at least partially in a trench in the substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterspeicherzelle aus einem in V-MOS-Technik hergestellten Auswahltransistor und einem, an den Auswahltransistor angeschlossenen Speicherkondensator, die gemeinsam in einem V-förmigen, von einer als Ansteuerleitung dienenden Metallschicht mit darunter liegender Isolierschicht abgedeckten Graben aus Halbleitersubstrat angeordnet ist.The invention relates to a semiconductor memory cell made from a selection transistor manufactured using V-MOS technology and a storage capacitor connected to the selection transistor, which are collectively in a V-shaped metal layer serving as a control line with an insulating layer underneath covered trench made of semiconductor substrate is arranged.

In hochintegrierten MOS-Bausteinen müssen die einzelnen Bauelemente, wie Transistoren, Widerstände und Kapazitäten mit möglichst kleinem Flächenbedarf angeordnet werden. Dieses Platzproblem ist besonders bei Speicherbausteinen, bei der Auslegung der Größe der Speicherzelle selbst, von Bedeutung. In highly integrated MOS modules, the individual components, such as transistors, have to have resistors and capacities can be arranged with the smallest possible space requirement. This space problem is particularly important in the case of memory chips when designing the size of the memory cell itself.

Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, sogenannte V-MOS-Halbleiterspeicherzellen vorzusehen. So wird in der amerikanischen Patentschrift 4003036 eine Halbleiterspeicherzelle mit einem, in V-MOS-Technik hergestellten Auswahltransistor und einem, an den Auswahltransistor angeschlossenen Speicherkondensator, die gemeinsam in einem V-förmigen,To solve this problem, it is known to provide so-called V-MOS semiconductor memory cells. So is in the American patent specification 4003036 a semiconductor memory cell with a selection transistor manufactured in V-MOS technology and a, storage capacitor connected to the selection transistor, which together in a V-shaped,

von einer als Ansteuerleitung dienenden Metallschicht mit darunter liegender Isolierschicht abgedeckten Graben aus Halbleitersubstrat angeordnet sind, beschrieben. Als Speicherkondensator wird dabei die Sperrschichtkapazität einer sogenannten verdeckten Schicht (Buried-Layer) verwendet.covered by a metal layer serving as a control line with an insulating layer underneath Trench made of semiconductor substrate are arranged, described. As a storage capacitor the junction capacitance of a so-called buried layer is used.

Aus den IEEE Journal of Solid-State-Circuits, SC 11, No. 1, Febr. 1976, Seiten 58 bis 63 ist eine Oberflächeneintransistorzelle bekannt, bei der die speichernde Kapazität ein Varaktor mit Oxyd- und Verarmungskapazität ist. Der Varaktor wird durch Veränderung des Oberflächenpotentials an der SiIicium-Oxyd-Siliciumschicht durch Verminderung der sogenannten Flachbandspannung erzeugt. Dies geschieht durch Implantation von Ionen in das P-Ieitende Halbleitersubstrat.From the IEEE Journal of Solid State Circuits, SC 11, No. 1, Feb. 1976, pages 58 to 63 is a surface single transistor cell known, in which the storing capacity is a varactor with oxide and depletion capacity is. The varactor is created by changing the surface potential on the silicon-oxide-silicon layer generated by reducing the so-called flat belt tension. This is done by implanting ions into the P-conductive end Semiconductor substrate.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Halbleiterspeicher mit Eintransistorspeicherzelle anzugeben, der in V-MOS-Technik in einfacher und kostengünstiger Weise realisiert werden kann.The object on which the invention is based is to provide a semiconductor memory with a single transistor memory cell specify, which can be implemented in V-MOS technology in a simple and inexpensive manner can.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Speicherkondensator aus einem an der Flanke des Grabens anliegenden Varaktor besteht, der in einem mit Störstellen der einen Art stark dotierten Halbleitersubstrat angeordnet ist und daß der Auswahkransistor in einem mit Störstellen der einen Art schwach dotierten Halbleitersubstrat angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the storage capacitor from one to the On the flank of the trench, there is a varactor which is heavily doped with impurities of one type Semiconductor substrate is arranged and that the selection transistor in one with impurities of the one Kind of lightly doped semiconductor substrate is arranged.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Varaktor an der Spitze des Grabens angeordnet und am Flankenbeginn des Grabens im Bereich des mit Störstellen in der einen Art schwach dotierten Halbleitersubstrates ist eine als weitere Ansteuerleitungfür die Speicherzelle dienende, mit Störstellen der zweiten Art hoch dotierten Halbleiterschicht angeordnet.In an advantageous embodiment of the invention, the varactor is at the top of the trench arranged and weak at the start of the flank of the trench in the area of the one type with imperfections doped semiconductor substrate is used as a further control line for The semiconductor layer which serves the memory cell and is highly doped with impurities of the second type arranged.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Varaktor am Flankenbeginn des Grabens angeordnet, und im Bereich der Spitze des Grabens ist in Form einer verdeckten Schicht eine als weitere Ansteuerleitung für die Speicherzelle dienende, mit Störstellen der zweiten Art hoch dotierte Halbleiterschicht angeordnet.In a further embodiment of the invention, the varactor is arranged at the beginning of the flank of the trench, and in the area of the tip of the trench there is a further control line in the form of a hidden layer Semiconductor layer which is used for the memory cell and is highly doped with impurities of the second type arranged.

Unter einer mit Störstellen der einen Art dotierten Schicht wird eine Schicht verstanden, in der z. B. Akzeptoren angeordnet sind, die also P-dotiert sind. Entsprechend wird unter einer mit Störstellen der anderen Art dotierten Schicht eine Schicht verstanden, in der Donatoren angeordnet sind, die also N-dotiert ist. Selbstverständlich kann die Zuordnung zwischen Störstellender einen Art und der Dotierung auch umgekehrt sein. Durch die erfindungsgemäße Kombination einer Oberflächenladeverschiebungstechnik mit der V-MOS-Technik sind folgende wesentliche Vorteile erzielbar:A layer doped with impurities of one type is understood to mean a layer in which, for. B. Acceptors are arranged, which are therefore P-doped. Correspondingly, under one with imperfections the other Type doped layer understood a layer in which donors are arranged, which is therefore N-doped. Of course, the association between impurities of one type and the doping can also be reversed be. The inventive combination of a surface charge displacement technique with The following essential advantages can be achieved with V-MOS technology:

Die speichernde Kapazität ist wie bei der Oberflächen-Eintransistorzelle ein Varaktor mit Oxyd- und Verarmungskapazität, mit bezogen auf die Sperrschichtkapazität eines »Buried-Layers« relativ hoher Kapazität.The storage capacity is the same as that of the surface single transistor cell a varactor with oxide and depletion capacitance, based on the junction capacitance a "buried layer" of relatively high capacity.

Die Wortleitung übernimmt die Funktion der Ansteuerelektrode des V-MOS-Auswahltransistors und die Funktion der Gate-Elektrode des Speichervaraktors. The word line takes over the function of the control electrode of the V-MOS selection transistor and the function of the gate electrode of the memory character.

Ordnet man den Varaktor an der Spitze des Grabens in der Tiefe der V-Ätzung an, so entfällt der bisher notwendige »Buried-Layer«. Zur Erzeugung desIf the varactor is arranged at the top of the trench in the depth of the V-etching, it has been omitted up to now necessary "buried layer". To generate the

im Bereich des mit Störstellen der einen Art schwach dotierten Halbleitersubstrates kann anstelle der Epitaxie eine ganzQächige Oberflächendiffusion verwendet werden. Als Bitleitungen wirken die an der Oberfläche verlaufenden Diffusionsbahnen, die aus einer mit Störstellen der zweiten Art hoch dotierten Halbleiterschicht bestehen.in the area of the semiconductor substrate weakly doped with impurities of one type, instead of epitaxy an all-over surface diffusion can be used. Those on the surface act as bit lines extending diffusion paths consisting of a semiconductor layer highly doped with impurities of the second type exist.

Ordnet man den Varaktor am Flankenbegma des V-förmigen Grabens an, so übernimmt ein dann notwendig werdender »Buried-Layer« die Funktion der Bitleitung. Die oberflächlichen Diffusionen zur Erzeugung von mit Störstellen der zweiten Art hoch dotierten Halbleiterschichten können jetzt durch eine ganzflächige unkritische Diffusion zur Erzeugung von mit Störstellen der einen Art hoch dotierten Halbleiterschichten ersetzt werden. Dadurch ergibt sich ein erheblicher Platzvorteil im Zellenfeld. Erzeugt man den tiefliegenden »Buried-Layer« dur^h Implantation, kann auf Epitaxieschritte verzichtet werden.If one arranges the varactor at the flank begma of the V-shaped trench, a buried layer that then becomes necessary takes over the function of Bit line. The superficial diffusions for the production of highly doped with impurities of the second type Semiconductor layers can now be used to generate non-critical diffusion over the whole area be replaced with impurities of the one type highly doped semiconductor layers. This results in a considerable space advantage in the cell field. If the deep buried layer is created by implantation, epitaxy steps can be dispensed with.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described below for example described in more detail. It shows

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Eintransistorspeicherzelle in MOS-Technik,1 shows a basic illustration of a single-transistor memory cell in MOS technology,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Eintransistorspeicherzelle in der bekannten n-Kanal-Silicium-Gate-Technik, 2 shows a cross section through a single transistor memory cell in the well-known n-channel silicon gate technology,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Eintransistorspeicherzelle in V-MOS-Technik mit tiefliegendem Varaktor,3 shows a cross section through a single-transistor memory cell in V-MOS technology with a low-lying Varactor,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Eintransistorspeicherzelle in V-MOS-Technik mit obenliegendem Varaktor und durchgetrenntem »Buried-Layer«, und4 shows a cross section through a single-transistor memory cell in V-MOS technology with the top Varactor and severed »buried layer«, and

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Eintransistorspeicherzelle in V-MOS-Technik mit obenliegendem Varaktor.5 shows a cross section through a single transistor memory cell in V-MOS technology with varactor on top.

Die bekannte Eintransistorspeicherzelle in MOS-Technik der Fig. 1 besteht aus einem Auswahltransistor AT und einem Speicherkondensator CS. Die Speicherzelle ist zwischen einer Wortleitung WL und einer Bitleitung BL angeordnet. Dabei ist die Steuerelektrode des Auswahltransistors AT mit der Wortleitung WL verbunden, während die gesteuerte Strecke des Auswahltransistors A T zwischen der Bitleitung BL und dem Speicherkondensator CS liegt. Der andere Anschluß des Steuerkondensators CS ist an eine feste Spannung VDD angeschlossen. Im Speicherkondensator CS wird jeweils die eine Information kennzeichnende Ladung gespeichert. Die Ladung kann über den Auswahl transistor AT auf die Bitleitung BL übertragen werden. Dies geschieht dann, wenn die Wortleitung WL entsprechend angesteuert wird. Mit CB ist die Bitleitungskapazität bezeichnet.The known single transistor memory cell in MOS technology of FIG. 1 consists of a selection transistor AT and a storage capacitor CS. The memory cell is arranged between a word line WL and a bit line BL . The control electrode of the selection transistor AT is connected to the word line WL , while the controlled path of the selection transistor AT lies between the bit line BL and the storage capacitor CS . The other terminal of the control capacitor CS is connected to a fixed voltage VDD . The charge characterizing information is stored in the storage capacitor CS. The charge can be transferred to the bit line BL via the selection transistor AT. This happens when the word line WL is driven accordingly. The bit line capacitance is denoted by CB.

Aus Fig. 2 ergibt sich die Realisierung einer Eintransistorspeicherzelle nach der bekannten n-Kanal-Silicium-Gate-Technik. Dabei liegen der Speicherkondensator CS und der Auswahltransistor AT nebeneinander auf einem Silicium-Halbleitersubstrat SU. In das Halbleitersubstrat SU sind dabei die zwei gesteuerten Elektroden SEI und SEI hineindiffundiert. Zwischen den gesteuerten Elektroden SEI und SEI, diese teilweise überlappend, liegt isoliert zum Halbleitersubstrat SU die Steuerelektrode G. Die eine gesteuerte Elektrode SEI liegt an der Bitleitung BL. Die andere gesteuerte Elektrode SET. ist mit dem Speicherkondensator CS verbunden. Diese wird gebildet mit Hilfe einer Leiterbahn SK, die isoliert über dem Halbleitersubstrat SU liegt. Wird an die LeiterFIG. 2 shows the implementation of a single-transistor memory cell according to the known n-channel silicon gate technology. The storage capacitor CS and the selection transistor AT lie next to one another on a silicon semiconductor substrate SU. The two controlled electrodes SEI and SEI are diffused into the semiconductor substrate SU. The control electrode G is located between the controlled electrodes SEI and SEI, partially overlapping them, insulated from the semiconductor substrate SU . The one controlled electrode SEI is located on the bit line BL. The other controlled electrode SET. is connected to the storage capacitor CS . This is formed with the aid of a conductor track SK, which is insulated over the semiconductor substrate SU . Will go to the ladder

bahn SK eine entsprechende Spannung angelegt, dann bildet sich an der Oberfläche des Halbleitersubstrates SU eine Inversionsschicht JV, die mit der gesteuerten Elektrode SE2 des Auswahltransistors A T verbunden ist. Die zur Realisierung des Speicherkondensators CS und des Auswahltransistors A T notwendigen Isolierschichten IS können aus Siliciumoxyd bestehen. Die Steuerelektrode G jedes Auswahl transistors ATkann in Polysilicium ausgeführt sein. Auf jeden Fall ergibt sich aus der Fig. 2, daß der Speicherkondensator CS und der Auswahltransistor AT der Eintransistorspeicherzelle nebeneinander auf dem Halbleitersubstrat SU liegen und somit zur Realisierung für die Speicherzellen ein verhältnismäßig großer Platzbedarf notwendig ist. Dieser Platzbedarf kann erheblich vermindert werden, wenn die Auswahltransistoren in V-MOS-Technik, wie sie in der amerikanischen Patentschrift 4003 036 beschrieben wird, realisiert werden. If a corresponding voltage is applied to the track SK , an inversion layer JV is then formed on the surface of the semiconductor substrate SU and is connected to the controlled electrode SE2 of the selection transistor AT . The insulating layers IS necessary for realizing the storage capacitor CS and the selection transistor AT can consist of silicon oxide. The control electrode G of each selection transistor AT can be made of polysilicon. In any case, it can be seen from FIG. 2 that the storage capacitor CS and the selection transistor AT of the single-transistor memory cell lie next to one another on the semiconductor substrate SU and thus a relatively large space requirement is necessary for the realization of the memory cells. This space requirement can be considerably reduced if the selection transistors are implemented using V-MOS technology, as is described in American patent specification 4003 036.

Bei den in den Fig. 3 bis 5 beschriebenen V-MOS-Zellen wird als Speicherkondensator ein Varaktor VK verwendet. Die Herstellung und Funktionsweise eines derartigen Varaktors wird im einzelnen im IEEE Journal of Solid-State-Circuits, Febr. 1976, Seiten 58 bis 63 beschrieben. Die Herstellung der in der Fig. 3 beschriebenen V-MOS-Zelle mit tiefliegendem Varaktor kann dabei in der folgenden Weise geschehen: Auf ein Siliciumhalbleitersubstrat SU, das hoch P-dotiert ist (p +), wird eine Epitaxieschicht E angeordnet. Die Epitaxieschicht E ist schwach P-dotiert (p — ). Bei der dargestellten Anordnung des Varaktors VK in der Tiefe ist es möglich, die Epitaxieschicht E durch eine ganzflächige Oberflächen-Diffusionsschicht, die schwach P-dotiert ist (p —), zu ersetzen. Dadurch wird die Herstellung wesentlich erleichtert.In the V-MOS cells described in FIGS. 3 to 5, a varactor VK is used as a storage capacitor. The production and functioning of such a varactor is described in detail in the IEEE Journal of Solid State Circuits, Feb. 1976, pages 58 to 63. The V-MOS cell described in FIG. 3 with a deep varactor can be produced in the following way: An epitaxial layer E is arranged on a silicon semiconductor substrate SU which is highly P-doped (p +). The epitaxial layer E is weakly P-doped (p -). With the depicted arrangement of the varactor VK in depth, it is possible to replace the epitaxial layer E with a surface diffusion layer over the entire area that is weakly P-doped (p -). This makes production much easier.

An der Oberfläche der Epitaxieschicht E bzw. der ganzflächigen Diffusionsschicht wird eine weitere Schicht BL, die hoch η-dotiert ist (n + ), eindiffundiert. Diese Schicht BL dient als Bitleitung. Anschließend wird diese Schicht, die Epitaxieschicht und das Substrat SU durch einen V-förmigen Graben GR unterteilt. Dieser Graben kann in bekannter Weise durch Ätzung in Graben- oder Pyramidentechnik ausgeführt sein. Zur Erzeugung des Varaktors muß die Grabenbzw. Pyramidenätzung in zwei Stufen erfolgen: Zuerst wird nur bis zur Grenzfläche zwischen p— und p + Gebiet geätzt und der so entstandene Teilgraben an seinen Flanken mittels Bor-Implantation oberflächlich p-dotiert. A further layer BL, which is highly η-doped (n +), is diffused into the surface of the epitaxial layer E or the diffusion layer over the entire area. This layer BL serves as a bit line. This layer, the epitaxial layer and the substrate SU are then divided by a V-shaped trench GR . This trench can be implemented in a known manner by etching using the trench or pyramid technique. To generate the varactor, the trench or Pyramid etching takes place in two stages: First, etching is only carried out up to the interface between the p- and p + area and the resulting partial trench is superficially p-doped on its flanks by means of boron implantation.

Anschließend wird der Graben bzw. die Pyramide bis zur Spitze geätzt und der gesamte Graben an seinen Flanken mittels Phosphor-Implantation oberflächlich η-dotiert. Die erste Implantation mit Bor ist dabei so eingestellt, daß sie durch die zweite Implantation mit Phosphor vollständig im Bereich des Auswahltransistors (p — -Gebiet) kompensiert wird, so daß nach beiden Ätz- und Implantationsschritten nur die Flachbandspannung im Varaktorbereich (p +-Gebiet) durch Erhöhung der Oberf lächentermdichte reduziert ist.Then the trench or the pyramid is etched to the top and the entire trench at its Flanks η-doped on the surface by means of phosphorus implantation. The first implantation with boron is like this adjusted so that they are completely in the region of the selection transistor by the second implantation with phosphorus (p - region) is compensated, so that after both etching and implantation steps only the ribbon voltage reduced in the varactor area (p + area) by increasing the surface term density is.

Der V-förmige Graten GR wird anschließend mit einer Isolierschicht /5, die z. B. aus Siliciumdioxyd bestehen kann, ausgekleidet. Auf diese Isolierschicht IS wird eine Leiterbahn WL aus Silicium oder Aluminium aufgebracht, die als Wortleitung WL der Speicherzelle dient. Die Wortleitung WL ist damit gleichzeitig die Steuerelektrode des V-MOS-Auswahltransistors und die Gate-Elektrode des Speichervaraktors,The V-shaped ridge GR is then covered with an insulating layer / 5, which z. B. may consist of silicon dioxide, lined. A conductor track WL made of silicon or aluminum, which serves as a word line WL of the memory cell, is applied to this insulating layer IS. The word line WL is thus at the same time the control electrode of the V-MOS selection transistor and the gate electrode of the memory actuator,

dessen entstehende Oxyd- und Verarmungskapazität KA schematisch dargestellt ist.the resulting oxide and depletion capacity KA is shown schematically.

Die Funktion einer derartigen V-MOS-Zelle ist analog zu der im IEEE Journal of Solid-State-Circuits beschriebenen Zelle. ίThe function of such a V-MOS cell is analogous to the cell described in the IEEE Journal of Solid-State-Circuits. ί

Ordnet man wie in den Fig. 4 und 5 den Varaktor am Flankenbeginn des Grabens GR an, so ist es notwendig, in der Tiefe des Grabens eine verdeckte Schicht (sogenannter »Buried-Layer«) vorzusehen (Bitleitung BL). Die Herstellung einer derartigen, in H) der Fig. 4 dargestellten V-MOS-Zelle, mit obenliegendem Varaktor, geschieht in ähnlicher Weise wie die Zelle der Fig. 3. So wird in ein Silicium-Halbleitersubstrat SeV, das in diesem Fail schwach p-doüeri ist (p—), eine zweite Schicht BL, die hoch η-dotiert ι > (π+) ist, eindiffundiert. Auf dieser Schicht BL und dem Substrat SU wird eine Epitaxieschicht aus schwach p-dotiertem (p —) Halbleitersubstrat angeordnet. An diese Epitaxieschicht E schließt sich eine durch ganzflächige Diffusion erzeugte, stark pdotierte (p + ) Halbleitersubstratschicht an. In bekannter Weise wird dann durch Ätzung, die nur als Grabenätzung ausgeführt werden kann, der V-förmige Graben Gi? erzeugt. Er wird ebenfalls in zwei Stufen erzeugt: Zuerst wird nur bis zur Grenzfläche zwischen p+ und ρ—Gebiet geätzt und der so entstandene Teilgraben an seinen Flanken mittels Phosphor-Implantation oberflächlich η-dotiert, wodurch der Varaktor entsteht. Anschließend wird der Graben bis zur Spitze weitergeätzt. Erzeugt man die stark n+-dotierte Schicht BL, die als Bitleitung dient, durch Tiefimplantation, ist es in vorteilhafter Weise möglich, auf den Epitaxieschritt bei der Erzeugung der Substratschicht E zu verzichten.If the varactor is arranged at the beginning of the flank of the trench GR , as in FIGS. 4 and 5, it is necessary to provide a buried layer (bit line BL) in the depth of the trench. The manufacture of such a V-MOS cell, shown in H) of FIG. 4, with a varactor on top, takes place in a similar manner to the cell of FIG -doüeri is (p-), a second layer BL, which is highly η-doped ι> (π +), diffused. An epitaxial layer made of weakly p-doped (p-) semiconductor substrate is arranged on this layer BL and the substrate SU. This epitaxial layer E is followed by a heavily p-doped (p +) semiconductor substrate layer produced by diffusion over the entire area. In a known manner, the V-shaped trench Gi? generated. It is also produced in two stages: first, etching is only carried out up to the interface between the p + and ρ region and the resulting partial trench is η-doped on its flanks by means of phosphorus implantation, which creates the varactor. The trench is then further etched to the tip. If the heavily n + -doped layer BL, which serves as a bit line, is produced by deep implantation, it is advantageously possible to dispense with the epitaxial step when producing the substrate layer E.

Die Herstellung der in der Fig. 5 dargestellten V-MOS-Zelle mit obenliegendem Varaktor erfolgt in analoger Weise zu der Zelle in der Fig. 4. Da hier jedoch die verdeckte Schicht (Buried-Layer) (Bitleitung BL) nicht zerteilt wird, kann bei der Ätzung des Grabens GR sowohl die Graben- als auch die Pyramidentechnik angewendei werden. Auch hier kann bei Tiefimplantation der verdeckten Schicht BL der Epitaxieschritt bei der Herstellung entfallen und durch Diffusion ersetzt werden.The preparation which is not divided in the Fig. 5 illustrated V-MOS cell with overhead varactor is carried out in an analogous manner to the cell in Fig. 4. Since here, however, the hidden layer (buried layer) (bit line BL), can when etching the trench GR, both the trench and the pyramid technique are used. Here, too, when the concealed layer BL is deeply implanted, the epitaxial step during production can be dispensed with and replaced by diffusion.

Die in den Fig. 3 und 5 dargestellten Speicherzellen sind in n-Kanal-Technik dargestellt. Sie können jedoch auch in p-Kanal-Technik mit entsprechend anderen Dotierungen hergestellt werden.The memory cells shown in FIGS. 3 and 5 are shown in n-channel technology. However, you can can also be produced in p-channel technology with correspondingly different dopings.

Für die Dotierungskonzentration der einzelnen Schichten können folgende Werte Gültigkeit haben:The following values can apply to the doping concentration of the individual layers:

ρ positiv ungefähr 2 X 10'6
ρ negativ ungefähr 3 X 1015
η positiv ungefähr 1020
ρ positive about 2 X 10 ' 6
ρ negative about 3 X 10 15
η positive about 10 20

Störatome pro cm3
Störatome pro cm3
Störatome pro cm3
Impurity atoms per cm 3
Impurity atoms per cm 3
Impurity atoms per cm 3

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Halbleiterspeicherzelle aus einem in V-MOS-Technik hergestellten Auswahltransistor und einem, an den Auswahltransistor angeschlossenen Speicherkondensator, die gemeinsam in einem V-förmigen, von einer als Ansteuerleitung dienenden Metallschicht mit darunter liegender Isolierschicht abgedeckten Graben aus Halbleitersubstrat angeordnet sind, dadurch gekennzeichne t, daß der Speicherkondenator ( VK) aus einem an der Flanke des Grabens (GR) anliegenden Varaktor besteht, der in einem mit Störstellen der einen Art stark dotierten Halbleitersubstrat (p + ) angeordnet ist und daß der Auswahltransistor in einem mit Störstellen der einen Art schwach dotierten Halbleitersubstrat (ρ—) angeordnet ist.1. Semiconductor memory cell consisting of a selection transistor manufactured in V-MOS technology and a storage capacitor connected to the selection transistor, which are arranged together in a V-shaped trench made of semiconductor substrate covered by a metal layer serving as a control line with an insulating layer underneath, thereby marked that the storage capacitor ( VK) consists of a varactor lying on the flank of the trench (GR) , which is arranged in a semiconductor substrate (p +) heavily doped with impurities of one type and that the selection transistor is weak in one with impurities of one type doped semiconductor substrate (ρ—) is arranged. 2. Halbleiterspeicherzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Varaktor an der Spitze des Grabens (Gi?) angeordnet ist und daß am Flankenbeginn des Grabens (GR), im Bereich des mit Störstellen der einen Art schwach dotierten Halbleitersubstrates (ρ-), eine als weitere Ansteuerleitung für die Speicherzelle dienende, mit Störstellen der zweiten Art hoch dotierte Halbleiterschicht (ρ + ) angeordnet ist.2. Semiconductor memory cell according to claim 1, characterized in that the varactor is arranged at the tip of the trench (Gi?) And that at the beginning of the flank of the trench (GR), in the region of the semiconductor substrate (ρ-) that is weakly doped with impurities of one type, a semiconductor layer (ρ +) which is highly doped with impurities of the second type and serves as a further control line for the memory cell is arranged. 3. Halbleiterspeicherzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Varaktor am Flankenbeginn des Grabens (GR) angeordnet ist, und daß im Bereich der Spitze des Grabens (GR) in Form einer verdeckten Schicht (»Buried-Layer«) eine als weitere Ansteuerleitung für die Speicherzellen dienende, mit Störstellen der zweiten Art hoch dotierte Halbleiterschicht (η + ) angeordnet ist.3. A semiconductor memory cell according to claim 1, characterized in that the varactor is arranged at the beginning of the flank of the trench ( GR) , and that in the region of the tip of the trench ( GR) in the form of a buried layer ("buried layer") a further control line is arranged for the memory cells serving, highly doped with impurities of the second type semiconductor layer (η +). 4. Halbleiterspeicherzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verdeckte Schicht (Buried-Layer) durch Implantation erzeugt wird.4. Semiconductor memory cell according to claim 3, characterized in that the hidden Layer (buried layer) is generated by implantation.
DE2813511A 1978-03-29 1978-03-29 Semiconductor memory cell in V-MOS technology Expired DE2813511C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2813511A DE2813511C2 (en) 1978-03-29 1978-03-29 Semiconductor memory cell in V-MOS technology

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2813511A DE2813511C2 (en) 1978-03-29 1978-03-29 Semiconductor memory cell in V-MOS technology

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2813511B1 DE2813511B1 (en) 1979-06-07
DE2813511C2 true DE2813511C2 (en) 1980-02-14

Family

ID=6035655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2813511A Expired DE2813511C2 (en) 1978-03-29 1978-03-29 Semiconductor memory cell in V-MOS technology

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2813511C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
DE2813511B1 (en) 1979-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2214935C2 (en) Integrated MOS circuit
DE3029125C2 (en) Semiconductor memory
DE2841453C2 (en) Semiconductor memory cell
DE4223272C2 (en) Semiconductor device with a well structure and method for its production
DE2547828B2 (en) Process for the production of a memory element with a double gate insulated gate field effect transistor
DE2630571B2 (en) One-transistor memory cell with V-MOS technology
DE19531629C1 (en) Method of manufacturing an EEPROM semiconductor structure
DE69133300T2 (en) Field effect arrangement with a channel made of polycrystalline silicon
DE2619713C2 (en) Semiconductor memory
DE3525418A1 (en) SEMICONDUCTOR STORAGE DEVICE AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION
DE4444686B4 (en) Semiconductor component with MOS transistor and method for its production
DE3009719A1 (en) ELECTRICALLY ERASABLE AND REPEAT PROGRAMMABLE STORAGE ELEMENT FOR PERMANENT STORAGE
DE4221420A1 (en) THICK FILM TRANSISTOR FOR A SEMICONDUCTOR MEMORY COMPONENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE2703871C2 (en) Semiconductor memory with at least one V-MOS transistor
EP0021218B1 (en) Dynamic semiconductor memory cell and method of making it
DE2954543C2 (en)
DE3140268A1 (en) SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT WITH AT LEAST ONE FIELD EFFECT TRANSISTOR AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION
DE3134233A1 (en) DYNAMIC CMOS STORAGE CELL AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
DE2854073A1 (en) FIELD EFFECT TRANSISTOR ARRANGEMENT AND METHOD OF MANUFACTURING IT
DE3915594A1 (en) SEMICONDUCTOR DEVICE
DE2813511C2 (en) Semiconductor memory cell in V-MOS technology
DE3714338A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR MEMORY ARRANGEMENT
DE3146352A1 (en) SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT
DE2641302A1 (en) N-CHANNEL MIS-FET IN ESFI TECHNOLOGY
DE2727279A1 (en) FIELD EFFECT TRANSISTOR AND METHOD OF MANUFACTURING IT

Legal Events

Date Code Title Description
8339 Ceased/non-payment of the annual fee