JP2002118240A - Semiconductor storage device and method for manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor storage device and method for manufacturing the same

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JP2002118240A
JP2002118240A JP2000306554A JP2000306554A JP2002118240A JP 2002118240 A JP2002118240 A JP 2002118240A JP 2000306554 A JP2000306554 A JP 2000306554A JP 2000306554 A JP2000306554 A JP 2000306554A JP 2002118240 A JP2002118240 A JP 2002118240A
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JP
Japan
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trench
diode
semiconductor
strap
memory device
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JP2000306554A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kajiyama
健 梶山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor storage device wherein high level integration is made possible while adopting a gain cell structure. SOLUTION: This semiconductor storage device having a gain cell structure is provided with a semiconductor substrate, a trench which reaches a lower diffusion layer from a surface of the semiconductor substrate, a vertical type first transistor which is positioned along a side wall of the trench, a plane type second transistor which is positioned on the semiconductor substrate being adjacent to the trench, a diode positioned in the uppermost part of the trench, and a strap for connecting the diode and the second transistor. As the diode, e.g. a PN diode, a heterojunction diode, a Schottky diode, etc., can be used. Thereby a vertical type gain cell structure having two transistors and one diode can be realized, restraining the increase of occupation area per a unit cell.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置お
よびその製造方法に関し、特にダイオードを用いて信号
特性を向上するゲインセル構造の半導体記憶装置と、そ
の製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor memory device having a gain cell structure in which a signal characteristic is improved by using a diode, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ダイナミックRAM(DRAM)
の微細化にともない、セルキャパシタの蓄積容量Csの
確保が困難になってきている。DRAMでは、1ビット
の情報を記憶する単位メモリセルが、1個のトランジス
タと1個のキャパシタを含む1T1C構造をとるが、セ
ンス動作時の動作を確保し、ソフトエラー率を低減する
ためには、メモリセルの微細化にかかわらず、一定値以
上の蓄積容量Csを確保する必要がある。しかし、メモ
リセルが微細するほど、図7に示すようなトレンチ型キ
ャパシタを有する構成にしたとしても蓄積容量が制限さ
れ、十分な蓄積容量を確保することができない。
2. Description of the Related Art In recent years, dynamic RAM (DRAM)
It is becoming difficult to secure the storage capacitance Cs of the cell capacitor with the miniaturization of the device. In a DRAM, a unit memory cell for storing 1-bit information has a 1T1C structure including one transistor and one capacitor. However, in order to secure the operation during the sensing operation and reduce the soft error rate, Regardless of the miniaturization of the memory cell, it is necessary to secure a storage capacitance Cs of a certain value or more. However, as the memory cell becomes finer, the storage capacity is limited even if a structure having a trench capacitor as shown in FIG. 7 is used, and a sufficient storage capacity cannot be secured.

【0003】また、セルトランジスタのオフリークを防
止するために、Pウェルへの不純物ドーズを増加した場
合に接合リーク生じ、これが蓄積電荷をさらに減少さ
せ、誤動作の原因となる。
Also, in order to prevent off-leakage of a cell transistor, junction leakage occurs when the impurity dose to the P-well is increased, which further reduces the accumulated charge and causes a malfunction.

【0004】このため、新構造の代替デバイスの提案が
なされている。その中のひとつにゲインセル(gain cel
l)構造がある。ゲインセルとしては、通常のDRAM
のセル信号(Cs信号)を増幅する素子を追加したもの
や、回路上の工夫により読み取り時に印加電圧、電流の
読み取りが行なえるようにしたものなど、様々な構造が
提案されている。これらは、通常の1T1CのDRAM
構造と比較して素子数が増えてしまい、面積増加や構造
の複雑さを招くという問題がある。
[0004] For this reason, alternative devices having a new structure have been proposed. One of them is gain cell (gain cel)
l) There is a structure. As a gain cell, a normal DRAM
Various structures have been proposed, such as a device in which an element for amplifying the cell signal (Cs signal) is added, and a device in which an applied voltage and a current can be read at the time of reading by devising a circuit. These are ordinary 1T1C DRAMs
There is a problem that the number of elements increases as compared with the structure, which leads to an increase in the area and complexity of the structure.

【0005】ゲインセルの一例として、プラナーCMO
Sプロセスで作製されるプラナーゲインセルがある(W.
H.Krautschneider, et.al. "Planar Gain Cell for Low
Voltage Operation and Gigabit Memories", Symp.VLS
I tech., p140, 1995)。プラナーゲインセルは、2つの
MOSトランジスタと1つのダイオードで単位セルを構
成し、トランジスタを平面型トランジスタで形成したも
のである。
As an example of a gain cell, a planar CMO
There is a planar gain cell manufactured by the S process (W.
H. Krautschneider, et.al. "Planar Gain Cell for Low
Voltage Operation and Gigabit Memories ", Symp.VLS
I tech., P140, 1995). In the planar gain cell, a unit cell is formed by two MOS transistors and one diode, and the transistor is formed by a planar transistor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図6は、このような従
来の平面型ゲインセルの断面形状と平面形状を示す。図
6(a)に示すように、トランスファ側のトランジスタ
Mtrと、ストレージ(strage)側のトランジスタMstが
同一平面内に並んで形成され、ストレージ側トランジス
タMstの上部に、n型ポリシリコン62とp型ポリシリ
コン63との積層から成るPNダイオード65が形成さ
れている。このように、一方のトランジスタMstのゲー
ト上にPN接合を形成する構造では、隣のトランジスタ
Mtrや、周辺のセルのトランジスタの形成プロセスと整
合をとるのが難しい。
FIG. 6 shows a cross-sectional shape and a planar shape of such a conventional planar gain cell. As shown in FIG. 6A, a transfer-side transistor Mtr and a storage-side transistor Mst are formed side by side in the same plane, and an n-type polysilicon 62 and a p-type A PN diode 65 composed of a laminate with a mold polysilicon 63 is formed. As described above, in a structure in which a PN junction is formed on the gate of one transistor Mst, it is difficult to match the formation process of the adjacent transistor Mtr and the transistors of the peripheral cells.

【0007】また、PNダイオードを隣のトランジスタ
Mtrのソース/ドレイン61に接続するチタンシリサイ
ド(TiSi)のストラップ64は、リソグラフィの合
わせで形成されており、合わせ精度が加工上の問題とな
る。
The titanium silicide (TiSi) strap 64 that connects the PN diode to the source / drain 61 of the adjacent transistor Mtr is formed by lithographic alignment, and alignment accuracy poses a processing problem.

【0008】さらに、図6(b)に示すように、ストレ
ージ側のトランジスタMstは、孤立した残しパターンと
なっており、リソグラフィ技術を用いたトランジスタゲ
ートの加工に問題が生じる。ワード線68の他に、ビッ
ト線ノード(コンタクト)とVDDノード(コンタクト)
にそれぞれつながる配線も必要となり、通常のDRAM
に比べて、配線が1層増加するという問題もある。
Further, as shown in FIG. 6B, the transistor Mst on the storage side has an isolated remaining pattern, which causes a problem in processing the transistor gate using the lithography technique. In addition to the word line 68, a bit line node (contact) and a V DD node (contact)
Wiring is required to connect to each other.
There is also a problem that the number of wirings is increased by one layer as compared with the above.

【0009】そこで、本発明の第1の目的は、2トラン
ジスタ1ダイオードのゲインセル構造を、従来のDRA
Mの構造の変化や面積の増加なしに実現できる半導体記
憶装置を提供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is to replace the gain cell structure of a two-transistor one-diode with a conventional DRA.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device that can be realized without changing the structure of M or increasing the area.

【0010】本発明の第2の目的は、周辺トランジスタ
との整合性の問題や、合わせずれの悪影響を排除したゲ
インセル構造の半導体記憶装置の製造方法の提供にあ
る。
A second object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor memory device having a gain cell structure which eliminates the problem of matching with peripheral transistors and the adverse effect of misalignment.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、本発明のゲインセル構造の半導体記憶装置
は、半導体基板と、半導体基板に形成されたトレンチ溝
と、トレンチ溝5の側壁に沿って位置する垂直型の第1
トランジスタと、トレンチ溝に隣接して半導体基板上に
位置する平面型の第2トランジスタと、トレンチ溝の最
上部に位置するダイオードと、ダイオードと第2トラン
ジスタの拡散領域とを接続するストラップとを備える。
In order to achieve the first object, a semiconductor memory device having a gain cell structure according to the present invention comprises: a semiconductor substrate; a trench formed in the semiconductor substrate; Vertical first located along
A transistor, a planar second transistor located on the semiconductor substrate adjacent to the trench groove, a diode located at the top of the trench groove, and a strap connecting the diode and a diffusion region of the second transistor. .

【0012】垂直型の第1トランジスタは、ストレージ
側トランジスタとして、トレンチ溝に隣接する第1拡散
領域と、トレンチ溝底部に接続される下部拡散層と、ト
レンチ溝内部に充填された半導体物質の一部とを含む。
The vertical first transistor is a storage-side transistor, which is a first diffusion region adjacent to the trench, a lower diffusion layer connected to the bottom of the trench, and a semiconductor material filled in the trench. And parts.

【0013】平面型の第2トランジスタは、トランスフ
ァ側トランジスタとして、半導体基板上で第1の方向に
伸びるワード線の一部と、その両側に位置する第1拡散
領域および第2拡散領域とを含む。このうち、トレンチ
溝に隣接する第1拡散領域は、第1トランジスタの拡散
領域と共用される。
The planar-type second transistor includes, as a transfer-side transistor, a part of a word line extending in a first direction on a semiconductor substrate, and first and second diffusion regions located on both sides of the word line. . Among these, the first diffusion region adjacent to the trench is shared with the diffusion region of the first transistor.

【0014】トレンチ最上部に位置するダイオードは、
たとえばPNダイオードである。この場合、トレンチ溝
の充填物は、第1導電型の半導体物質であり、この第1
導電型の半導体物質の上部に、第1導電型とは逆の第2
導電型の半導体物質をさらに有する。
The diode located at the top of the trench is
For example, a PN diode. In this case, the filling of the trench is a semiconductor material of the first conductivity type.
A second conductive material, opposite to the first conductive type, is formed on the conductive type semiconductor material.
The semiconductor device further includes a conductive semiconductor material.

【0015】ダイオードはまた、ヘテロ接合ダイオード
である。この場合、ストラップはトレンチ溝の充填物と
異なる種類の半導体物質のストラップである。ストラッ
プとトレンチ内充填物との界面(すなわち異種半導体の
界面)でヘテロ接合となり、ヘテロ接合ダイオードが構
成される。
[0015] The diode is also a heterojunction diode. In this case, the strap is a strap of a different kind of semiconductor material than the filling of the trench. A heterojunction is formed at the interface between the strap and the filling in the trench (that is, the interface between the different types of semiconductors), thereby forming a heterojunction diode.

【0016】ダイオードはまた、ショットキーダイオー
ドである。この場合、ストラップは金属ストラップであ
る。ストラップとトレンチ内充填物との界面(金属‐半
導体界面)でショットキー接合となり、ショットキーダ
イオードが構成される。
The diode is also a Schottky diode. In this case, the strap is a metal strap. A Schottky junction is formed at the interface between the strap and the filling in the trench (metal-semiconductor interface) to form a Schottky diode.

【0017】この半導体記憶装置は、平面型の第2トラ
ンジスタの第2拡散領域に接続され、ワード線と直交し
て延びるビット線をさらに有する。
This semiconductor memory device further includes a bit line connected to the second diffusion region of the planar second transistor and extending orthogonally to the word line.

【0018】このような構成の半導体記憶装置の各単位
セルは、2つのトランジスタと1つのダイオードを有す
るが、このうちのひとつのダイオードをトレンチ溝内に
縦型に配置し、トレンチ上部にダイオードを配置するた
め、従来の1T1C型のDRAMとほぼ同様の面積で、
信号性能にすぐれたゲインセル構造を実現することがで
きる。
Each unit cell of the semiconductor memory device having such a configuration has two transistors and one diode. One of the diodes is arranged vertically in the trench groove, and the diode is placed above the trench. Because of the layout, the area is almost the same as that of the conventional 1T1C type DRAM.
A gain cell structure excellent in signal performance can be realized.

【0019】トレンチ内に深さ方向の縦型トランジスタ
を配置することにより、単位セル面積を増大させること
なく、2トランジスタ1ダイオードのゲインセル構造を
実現することができる。
By arranging a vertical transistor in the depth direction in the trench, a two-transistor, one-diode gain cell structure can be realized without increasing the unit cell area.

【0020】また、トレンチ低部につながる下部配線を
利用することができ、余分の配線層を必要としない。
Further, the lower wiring connected to the lower portion of the trench can be used, and an extra wiring layer is not required.

【0021】このようなゲインセル構造を採用すること
によって、従来のDRAM規模で信号性能にすぐれた半
導体記憶装置が提供される。
By employing such a gain cell structure, a semiconductor memory device having excellent signal performance on a conventional DRAM scale is provided.

【0022】第2の目的を達成するために、本発明の半
導体記憶装置の製造方法は、半導体基板に、下部拡散層
に到達するトレンチ溝を形成する。トレンチ内に半導体
物質を充填し、トレンチ最上部にダイオードを形成す
る。半導体基板の所定の位置に不純物注入して、トレン
チ溝に隣接する第1拡散領域と、トレンチ溝に対して第
1拡散領域と同じ側で第1拡散領域よりもトレンチ溝か
ら離れて位置する第2拡散領域とを形成する。基板上に
所定の方向に沿ってワード線を形成する。ワード線は第
1拡散領域と第2拡散領域の間に延びる。その後、ダイ
オードと第1拡散領域とを接続するストラップを形成す
る。最後に、第2拡散領域に接続し、ワード線と直交す
る方向に延びるビット線を形成する。
In order to achieve the second object, in a method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, a trench is formed in a semiconductor substrate to reach a lower diffusion layer. The trench is filled with a semiconductor material and a diode is formed at the top of the trench. Impurity is implanted into a predetermined position of the semiconductor substrate to form a first diffusion region adjacent to the trench groove, and a first diffusion region located on the same side of the trench groove as the first diffusion region and farther from the trench groove than the first diffusion region. Two diffusion regions are formed. A word line is formed on a substrate along a predetermined direction. The word line extends between the first diffusion region and the second diffusion region. After that, a strap connecting the diode and the first diffusion region is formed. Finally, a bit line connected to the second diffusion region and extending in a direction orthogonal to the word line is formed.

【0023】トレンチ溝を充填するステップは、第1導
電型の半導体物質をトレンチ溝最上部近傍まで充填し、
ダイオードを形成するステップは、第1導電型とは逆の
第2導電型の物質を、第1導電型物質の上に充填するこ
とによってPNダイオードを形成する。
In the step of filling the trench, the semiconductor material of the first conductivity type is filled up to near the top of the trench,
The step of forming a diode forms a PN diode by filling a material of a second conductivity type opposite to the first conductivity type on the first conductivity type material.

【0024】あるいは、ストラップを、トレンチ内に充
填された半導体とは異なる種類の半導体で形成し、スト
ラップとトレンチ内充填物との界面にヘテロ接合ダイオ
ードを形成する。
Alternatively, the strap is formed of a semiconductor different from the semiconductor filled in the trench, and a heterojunction diode is formed at the interface between the strap and the filling in the trench.

【0025】あるいはまた、ストラップを金属で形成
し、ストラップとトレンチ内充填物との界面にショット
キーダイオードを形成する。
Alternatively, the strap is formed of metal, and a Schottky diode is formed at the interface between the strap and the filling in the trench.

【0026】このように、従来のDRAMの製造プロセ
スとほぼ同様の工程により、2T1D構造の半導体記憶
装置を製造することが可能になる。
Thus, a semiconductor memory device having a 2T1D structure can be manufactured through substantially the same steps as those of the conventional DRAM manufacturing process.

【0027】本発明のその他の特徴、効果は、以下で図
面を参照して述べる詳細な説明により、いっそう明確に
なるものである。
The other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】<第1実施形態>図1は、本発明
の第1実施形態にかかるゲインセルを示す図であり、図
1(a)は本発明で実現しようとするゲインセル構造の
等化回路図、図1(b)は、第1実施形態にかかるゲイ
ンセルの断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> FIG. 1 is a diagram showing a gain cell according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) shows a gain cell structure to be realized by the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view of the gain cell according to the first embodiment.

【0029】図1(a)に示すように、ゲインセルは、
2つのトランジスタ(トランスファ側のトランジスタM
tr、およびストレージ側トランジスタMst)と、1つの
ダイオードを有する。この2T1Dゲインセルの動作と
して、書き込み時には、従来のDRAMと同様に、トラ
ンスファ側のトランジスタMtrをONにして、“0”と
“1”を書き込むが、“1”の書き込み時の動作が、従来
のDRAMでのキャパシタへの電荷保持とは異なる。す
なわち、ビット線BLに電圧が印加されると、ダイオー
ドが順バイアスとなり、ストレージ側トランジスタMst
がONされる。いったんストレージ側トランジスタMst
がONすると、VDDが常にダイオードの順バイアス方
向に印加され、ストレージ側トランジスタMstのON状
態が持続する。
As shown in FIG. 1A, the gain cell is
Two transistors (transistor M on the transfer side)
tr and the storage-side transistor Mst) and one diode. As an operation of the 2T1D gain cell, at the time of writing, the transistor Mtr on the transfer side is turned ON and "0" and "1" are written as in the conventional DRAM, but the operation at the time of writing "1" is the same as that of the conventional DRAM. This is different from charge retention in a capacitor in a DRAM. That is, when a voltage is applied to the bit line BL, the diode becomes forward-biased and the storage-side transistor Mst
Is turned on. Once the storage side transistor Mst
Is turned on, VDD is always applied in the forward bias direction of the diode, and the ON state of the storage-side transistor Mst is maintained.

【0030】読み出し動作では、“1”を読み出す場合
は、接地電位をビット線に印加する。ストレージ側トラ
ンジスタMstのゲートに蓄積された電荷が、このトラン
ジスタをONし、ストレージ側トランジスタから抵抗を
差し引いたドレイン電流が流れ出し、ビット線BLにV
DDの抵抗落ち分が出力される。“0”を読み出す場合
は、ストレージ側トランジスタMstはOFFしており、
ビット線BLにゼロ出力が読み出される。
In the read operation, when reading "1", a ground potential is applied to the bit line. The electric charge accumulated in the gate of the storage-side transistor Mst turns on this transistor, a drain current obtained by subtracting the resistance from the storage-side transistor flows, and V is applied to the bit line BL.
The resistance drop of DD is output. When reading “0”, the storage-side transistor Mst is OFF,
Zero output is read to the bit line BL.

【0031】このようなゲインセルでは、ビット線に直
接VDDを引き出すので、十分な信号電荷を得ることがで
き、セル信号に余裕をもたせることができる。
In such a gain cell, V DD is directly drawn out to the bit line, so that sufficient signal charges can be obtained, and the cell signal can have a margin.

【0032】図1(a)の2T1Dゲインセルをトレン
チ型DRAMに実現した図を図1(b)に示す。
FIG. 1B shows a diagram in which the 2T1D gain cell of FIG. 1A is realized in a trench type DRAM.

【0033】第1実施形態にかかるゲインセル型半導体
装置は、半導体基板1と、半導体基板1に形成されたト
レンチ溝5と、トレンチ溝5の側壁に沿って位置する垂
直型の第1のトランジスタと、トレンチ溝5に隣接して
半導体基板上に位置する平面型の第2のトランジスタ
と、トレンチ溝5内の最上部に位置するダイオードと、
このダイオードと平面型の第2トランジスタの拡散領域
とを接続する金属ストラップ16とを有する。トレンチ
溝5の低部は、VDDにつながる下部配線(下部拡散層)
14に接続する。
The gain cell type semiconductor device according to the first embodiment includes a semiconductor substrate 1, a trench 5 formed in the semiconductor substrate 1, and a vertical first transistor located along a side wall of the trench 5. A planar second transistor located on the semiconductor substrate adjacent to the trench 5, a diode located at the top in the trench 5,
A metal strap 16 is provided for connecting the diode to the diffusion region of the planar second transistor. The lower part of the trench 5 is a lower wiring (lower diffusion layer) connected to V DD
14.

【0034】トレンチの深さ方向に沿った垂直型の第1
トランジスタは、ストレージ側トランジスタMstであ
る。この第1トランジスタは、トレンチ5に隣接するn
型拡散領域11と、VDDノードにつながる下部拡散領域
と、トレンチ側壁のゲート絶縁膜と界面を成す充填物
(第1実施形態ではn型ポリシリコン)の一部とで構成
される。
The first vertical type along the depth direction of the trench
The transistor is a storage-side transistor Mst. This first transistor has n
It is composed of a type diffusion region 11, a lower diffusion region connected to the V DD node, and a part of a filling material (n-type polysilicon in the first embodiment) which forms an interface with the gate insulating film on the trench side wall.

【0035】平面型の第2トランジスタは、トランスフ
ァ側トランジスタMtrであり、ワード線8の一部と、そ
の両側に位置するn型拡散層11とで構成される。
The planar second transistor is a transfer-side transistor Mtr, and is composed of a part of the word line 8 and n-type diffusion layers 11 located on both sides thereof.

【0036】第1実施形態においては、トレンチ溝最上
部に位置するダイオードは、PNダイオードであり、金
属ストラップ16はTiSiストラップである。トレン
チ溝5の最上部にPNダイオードを形成するために、ト
レンチ溝5の内部に、たとえばn型ポリシリコン2が充
填され、最上部にp型ポリシリコン層15が配置され
る。
In the first embodiment, the diode located at the top of the trench is a PN diode, and the metal strap 16 is a TiSi strap. In order to form a PN diode at the uppermost part of trench groove 5, for example, n-type polysilicon 2 is filled inside trench groove 5, and p-type polysilicon layer 15 is arranged at the uppermost part.

【0037】図1(b)に示す第1実施形態のトレンチ
型ゲインセルを、図7(b)に示す従来の1T1C型ト
レンチDRAMと比較した場合、以下の特徴を有する。
The trench gain cell of the first embodiment shown in FIG. 1B has the following characteristics when compared with the conventional 1T1C trench DRAM shown in FIG. 7B.

【0038】(1)トレンチ上部にp型(またはn型)の
ポリシリコン15が埋め込まれ、トレンチ内部のn型
(またはp型)のポリシリコン2との界面でPN接合を
有する。
(1) A p-type (or n-type) polysilicon 15 is buried in the upper part of the trench, and has a PN junction at an interface with the n-type (or p-type) polysilicon 2 inside the trench.

【0039】(2)トランスファ側トランジスタと、PN
ダイオードとを接続するストラップとして、トレンチ5
とn型拡散層11との間にTiSi層16有する。
(2) Transfer-side transistor and PN
As a strap connecting the diode, the trench 5
And a n-type diffusion layer 11.

【0040】(3)従来のトレンチDRAMでトレンチの
上部側壁に設けられていた分離用のカラー酸化膜74の
かわりに、薄いゲート酸化膜18をトレンチ側壁の一部
に沿って有する。
(3) A thin gate oxide film 18 is provided along a part of the trench sidewall, instead of the isolation collar oxide film 74 provided on the upper sidewall of the trench in the conventional trench DRAM.

【0041】TiSiストラップ16は、トランスファ
側トランジスタ(第2トランジスタ)のn型シリコン拡
散層11と、ダイオードのp型シリコン層15の双方と
接して、それぞれと良好なオーミックコンタクトを形成
する。
The TiSi strap 16 is in contact with both the n-type silicon diffusion layer 11 of the transfer-side transistor (second transistor) and the p-type silicon layer 15 of the diode, and forms a good ohmic contact therewith.

【0042】また、トレンチ側壁に沿って位置する垂直
型の第1トランジスタでは、深さ方向のトレンチ側壁の
一部をゲートとして利用するので、チャネル長を十分に
取ることができる。この結果、セルの微細化にもかかわ
らず、短チャネル効果を防止することができる。
In the vertical first transistor located along the trench side wall, a part of the trench side wall in the depth direction is used as a gate, so that a sufficient channel length can be obtained. As a result, the short channel effect can be prevented despite the miniaturization of the cell.

【0043】このようなトレンチ型のゲインセルでは、
図6に示す平面型ゲインセルと異なり、単位セル当たり
の面積を効果的に低減できる。
In such a trench type gain cell,
Unlike the planar gain cell shown in FIG. 6, the area per unit cell can be effectively reduced.

【0044】このような縦型ゲインセルの製造方法とし
ては、まず、半導体基板1に下部配線(拡散配線)14
に到達するトレンチ溝5を形成する。
As a method of manufacturing such a vertical gain cell, first, a lower wiring (diffusion wiring) 14 is formed on a semiconductor substrate 1.
Is formed.

【0045】次に、トレンチ溝内部にCVD法でn型ポ
リシリコン2を堆積し、上面をCMPで平坦化した後、
RIEでトレンチ溝最上端から所定の深さまでエッチン
グする。トレンチ溝内のn型ポリシリコン2上に、p型
ポリシリコン15を堆積し、同じくCMPで平坦化し、
RIEでp型ポリシリコン15を基板1の表面まで除去
する。
Next, n-type polysilicon 2 is deposited inside the trench by a CVD method, and the upper surface is planarized by CMP.
Etching is performed by RIE to a predetermined depth from the uppermost end of the trench groove. A p-type polysilicon 15 is deposited on the n-type polysilicon 2 in the trench, and is flattened by CMP.
The p-type polysilicon 15 is removed to the surface of the substrate 1 by RIE.

【0046】その後、PEP(photo Engraving Proces
s:写真蝕刻工程)、およびそれに引き続くRIEによ
ってシャロートレンチを形成する。このシャロートレン
チをSiO2などの酸化膜で埋め込み、表面をCMP研
磨して、STI(shallow trench insulator:トレンチ
分離絶縁膜 )を形成する。このとき、トレンチ溝5を
形成したときのマスク材が残っており、これをシャロー
トレンチの埋め込みおよびCMPに流用する。
Thereafter, PEP (photo Engraving Processes)
s: photolithography step) and subsequent RIE to form shallow trenches. The shallow trench is buried with an oxide film such as SiO 2 and the surface is polished by CMP to form an STI (shallow trench insulator: trench isolation insulating film). At this time, the mask material at the time of forming the trench 5 remains, which is used for filling the shallow trench and performing CMP.

【0047】次に、マスク材を除去し、全面にゲート酸
化膜(不図示)を形成する。基板1の所定の領域にn型不
純物をイオン注入して拡散領域(ソース/ドレイン)1
1を形成する。その後、ゲート配線材料を堆積する。こ
の配線材料をPEP加工して、基板1上に第1の方向に
延びるパスワード線8’およびワード線8を同時に形成
する。
Next, the mask material is removed, and a gate oxide film (not shown) is formed on the entire surface. An n-type impurity is ion-implanted into a predetermined region of the substrate 1 to form a diffusion region (source / drain) 1.
Form one. After that, a gate wiring material is deposited. This wiring material is subjected to PEP processing to simultaneously form a password line 8 ′ and a word line 8 extending in the first direction on the substrate 1.

【0048】次に、トレンチ溝5に隣接する側のn型拡
散領域11と、トレンチ溝上部のp型ポリシリコン層1
5とを接続するため、ワード線8とパスワード線8’の
間に、TiSiストラップ16をセルフアライメント
(自己整合)的に形成する。
Next, the n-type diffusion region 11 on the side adjacent to the trench 5 and the p-type polysilicon layer 1
5, a TiSi strap 16 is formed between the word line 8 and the password line 8 'in a self-alignment manner.

【0049】最後にワード線8、8’、TiSiストラ
ップ16、および半導体基板1を覆って層間絶縁膜を堆
積する。層間絶縁膜に、トレンチ溝5から遠い側のn型
拡散領域11に到達するコンタクトホールを形成し、ホ
ール内にタングステンなどを充填してプラグ(ビット線
コンタクト)17を形成する。最後にプラグ17に接続
し、ワード線と直交する第2の方向に伸びるビット線1
0を形成する。
Finally, an interlayer insulating film is deposited to cover the word lines 8, 8 ', the TiSi strap 16, and the semiconductor substrate 1. A contact hole reaching the n-type diffusion region 11 far from the trench groove 5 is formed in the interlayer insulating film, and the hole is filled with tungsten or the like to form a plug (bit line contact) 17. Finally, the bit line 1 connected to the plug 17 and extending in the second direction orthogonal to the word line
0 is formed.

【0050】この製造方法では、ゲート酸化膜18は、
トレンチ溝内部へのn型ポリシリコン2の堆積工程の一
部として形成することができる。したがって、図7
(b)に示す従来の1T1C構造のトレンチDRAMに
比べ、トレンチ側壁酸化膜74の形成工程を省略し、か
わりに、トレンチ内へのp型ポリシリコン15の再埋め
込み工程を追加し、トレンチ溝と隣接するn型拡散層7
1を覆うn型ポリシリコン72のかわりに、TiSi1
6を堆積すればよい。したがって、比較的容易な工程変
更でPNダイオードを有するゲインセルを作製すること
ができる。
In this manufacturing method, the gate oxide film 18
It can be formed as part of the step of depositing n-type polysilicon 2 inside the trench groove. Therefore, FIG.
As compared with the conventional trench DRAM having the 1T1C structure shown in (b), the step of forming the trench side wall oxide film 74 is omitted, and instead, a step of re-burying the p-type polysilicon 15 into the trench is added, and Adjacent n-type diffusion layer 7
1 instead of the n-type polysilicon 72 covering
6 may be deposited. Therefore, a gain cell having a PN diode can be manufactured by a relatively easy process change.

【0051】また、パスワードライン8’もトレンチ内
のポリシリコンのリセスで形成することができ、図6
(b)に示す従来の平面型ゲインセルと異なり、リソグ
ラフィで孤立のゲート電極パターンを形成する必要がな
い。
Also, the password line 8 'can be formed by the recess of the polysilicon in the trench.
Unlike the conventional flat gain cell shown in (b), there is no need to form an isolated gate electrode pattern by lithography.

【0052】さらに、図6に示す従来の平面型ゲインセ
ルでは、ストレージ側のトランジスタのゲート電極上に
PNダイオードを形成する必要があり、トランスファ側
トランジスタMtrや周辺のトランジスタの形成プロセス
との整合性に問題があったが、本発明ではダイオードは
トレンチ溝内部に埋め込まれている。したがって、トラ
ンスファ側のトランジスタMtrや周辺のトランジスタの
形成プロセスとは独立しており、整合性の問題はない。
Further, in the conventional planar gain cell shown in FIG. 6, it is necessary to form a PN diode on the gate electrode of the storage-side transistor, and the PN diode is required to be compatible with the process of forming the transfer-side transistor Mtr and peripheral transistors. Although there is a problem, in the present invention, the diode is embedded inside the trench. Therefore, it is independent of the process of forming the transistor Mtr on the transfer side and the peripheral transistors, and there is no problem of matching.

【0053】加えて、TiSiストラップ16の形成時
に、トランスファ側トランジスタのゲート電極(ワード
線8)と、パスワード線8’との間にセルフアライメン
トで形成できる。したがって、図6(b)の従来の平面
型ゲートセルと異なり、リソグラフィによる合わせが必
要なくなり、合わせずれの悪影響を排除することができ
る。
In addition, when the TiSi strap 16 is formed, it can be formed by self-alignment between the gate electrode (word line 8) of the transfer-side transistor and the password line 8 '. Therefore, unlike the conventional flat gate cell of FIG. 6B, alignment by lithography is not required, and the adverse effect of misalignment can be eliminated.

【0054】<第2実施形態>図2は、本発明の第2実
施形態にかかるゲインセルの断面図である。第2実施形
態では、第1実施形態のPNダイオードにかえて、ヘテ
ロ接合ダイオードまたはショットキーダイオードを用い
る。すなわち、トレンチ上部に異なる導電型(たとえば
p型)のポリシリコン15を埋め込む必要性を省略し、
トレンチ内部の埋め込みは1つの導電型のポリシリコン
のみで行う。このポリシリコンに対して、異種半導体ま
たは金属層のストラップ17を設ける。
<Second Embodiment> FIG. 2 is a sectional view of a gain cell according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, a heterojunction diode or a Schottky diode is used instead of the PN diode of the first embodiment. That is, the necessity to bury polysilicon 15 of a different conductivity type (for example, p-type) in the upper portion of the trench is omitted,
The trench is filled with only one conductivity type polysilicon. A strap 17 of a heterogeneous semiconductor or metal layer is provided for this polysilicon.

【0055】ストラップ17を、たとえばIV-IV化合物
であるSiC(炭化ケイ素)で形成する場合は、トレン
チ溝内部のポリシリコン2とストラップ17の界面に、
ヘテロ接合ダイオードが形成される。この場合、ストラ
ップ17は、ヘテロ接合ダイオードとトランスファ型ト
ランジスタMtrとをつなぐことになる。
When the strap 17 is formed of, for example, SiC (silicon carbide) which is an IV-IV compound, the interface between the polysilicon 2 and the strap 17 inside the trench groove is formed as follows.
A heterojunction diode is formed. In this case, the strap 17 connects the heterojunction diode and the transfer transistor Mtr.

【0056】ストラップ17を金属で形成する場合は、
ストラップとシリコンの界面に金属-半導体のショット
キーダイオードが形成される。従来より、金属−シリコ
ンのコンタクトでは、シリコン側のドーズにより、障壁
高さが変化することが知られており、ストラップ17と
トレンチ内部のポリシリコンとの間はショットキー接
合、ストラップ17とトランスファ側トランジスタとの
間はオーミック接合となるように、不純物ドーズ量を設
定する必要がある。
When the strap 17 is made of metal,
A metal-semiconductor Schottky diode is formed at the interface between the strap and silicon. It has been known that, in a metal-silicon contact, the barrier height changes depending on the dose on the silicon side. A Schottky junction is formed between the strap 17 and the polysilicon inside the trench, and the strap 17 is connected to the transfer side. It is necessary to set the impurity dose so as to form an ohmic junction with the transistor.

【0057】たとえば、トレンチ内部をp型ポリシリコ
ンとして、ストラップ17とショットキー接合を形成し
やすくし、トランスファ側トランジスタのソース/ドレ
イン11をn型にしてオーミック接合を形成してもよ
い。あるいは、トレンチ内をn型ポリシリコンとしてシ
ョットキー接合を形成し、トランスファ側トランジスタ
のソース/ドレイン11をn型にしてオーミック接合
にしてもよい。さらに、ショットキー接合とオーミック
接合を逆にしてもよい。
For example, the inside of the trench may be made of p-type polysilicon to easily form a Schottky junction with the strap 17, and the source / drain 11 of the transfer-side transistor may be made n-type to form an ohmic junction. Alternatively, a Schottky junction may be formed by using n-type polysilicon inside the trench, and the source / drain 11 of the transfer-side transistor may be made n + type to form an ohmic junction. Further, the Schottky junction and the ohmic junction may be reversed.

【0058】このようなゲインセルも、第1実施形態と
同様に、セル当たりの面積を増大させることなく1素子
増やしたゲインセルを実現することができる。
As with the first embodiment, such a gain cell can realize a gain cell in which one element is added without increasing the area per cell.

【0059】また、第1実施形態に比べ、トレンチ内に
PN接合用に再埋め込みするステップを省略することが
できる。
Further, compared with the first embodiment, the step of re-burying the trench for the PN junction can be omitted.

【0060】<第3実施形態>第3実施形態では、ゲイ
ンセル構造の半導体記憶装置において、折り返しセンス
アンプとそれに伴うパスワード線を省略する構成を提供
する。
Third Embodiment A third embodiment provides a semiconductor memory device having a gain cell structure, in which a folded sense amplifier and a password line associated therewith are omitted.

【0061】図3(a)は、第3実施形態に係るゲイン
セル構造の半導体記憶装置の平面図、図3(b)は、図
3(a)のA−A断面図である。第3実施形態において
も、第1実施形態と同様に、トレンチ溝上部にPNダイ
オードを有し、トレンチ溝の側壁に沿った縦型のストレ
ージ側トランジスタを有する。パスワードラインを省略
した以外は、その他の構成について第1実施形態と同様
の構成をとるので、その説明を省略する。
FIG. 3A is a plan view of a semiconductor memory device having a gain cell structure according to the third embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3A. In the third embodiment, as in the first embodiment, a PN diode is provided above the trench groove, and a vertical storage-side transistor is provided along the side wall of the trench groove. Except for omitting the password line, the other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.

【0062】従来のDRAMでは、図7に示すように、
2本のビット線79がひとつのセンスアンプS/Aに折
り返し構造で接続され、ワード線電位の変動(ノイズ)
を2本のビット線に等しく振り分けることによって、ビ
ット線間のノイズをキャンセルする。これは、メモリセ
ルからの微小信号電圧を検出し増幅するために従来のD
RAMに必要な構成である。このとき、1本のワード線
を選択した場合、折り返しセンスアンプに接続されてい
る両方のビット線にデータが出力されないように、パス
ワード線78’を用いて調整している。
In a conventional DRAM, as shown in FIG.
Two bit lines 79 are connected to one sense amplifier S / A in a folded structure, and the word line potential varies (noise).
Is equally distributed to the two bit lines, thereby canceling the noise between the bit lines. This is because a conventional D signal is used to detect and amplify a small signal voltage from a memory cell.
This is a configuration required for the RAM. At this time, when one word line is selected, adjustment is performed using the password line 78 'so that data is not output to both bit lines connected to the folded sense amplifier.

【0063】これに対して、本発明では、ゲインセル構
造を採用するため、セル信号に余裕が生じ、相対的にノ
イズが少ない。したがって、折り返しセンスアンプが不
要となり、パスワード線を省略することができる。
On the other hand, in the present invention, since the gain cell structure is employed, a margin is generated in the cell signal, and the noise is relatively small. Therefore, the folded sense amplifier becomes unnecessary, and the password line can be omitted.

【0064】また、ストレージ側トランジスタとダイオ
ードとを、第1実施形態同様にトレンチ内部に形成する
ので、図6(b)に示す従来の平面型ゲインセルと異な
り、孤立したゲートパターンを形成する必要がない。セ
ル自体の面積を低減し、一方でトレンチ側のストラップ
36の面積を十分にとれるという利点がある。
Since the storage-side transistor and the diode are formed inside the trench as in the first embodiment, it is necessary to form an isolated gate pattern unlike the conventional planar gain cell shown in FIG. 6B. Absent. There is an advantage that the area of the cell itself can be reduced, while the area of the strap 36 on the trench side can be sufficiently increased.

【0065】<第4実施形態>図4は、本発明の第4実
施形態にかかる半導体記憶装置を示す。図4(a)は、
セル配置を見やすくするために、ワード線48の上層で
ワード線に直交して延びるビット線を省略した平面図で
あり、図4(b)は、ビット線49を描き入れた平面図
である。
<Fourth Embodiment> FIG. 4 shows a semiconductor memory device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 4 (a)
FIG. 4B is a plan view in which bit lines extending perpendicularly to the word lines are omitted in the upper layer of the word lines 48 in order to make the cell arrangement easy to see, and FIG. 4B is a plan view in which the bit lines 49 are drawn.

【0066】このレイアウトでは、DRAMで一般的に
用いられている8F2(2F×4F)のセルサイズで、
1/2ピッチだけオフセットしたレイアウトをそのまま
用いることができる。ここでFは、加工の最小寸法を表
わす。また、折り返しセンスアンプ(不図示)とパスワ
ード線を用いることのできるレイアウトとなっている。
In this layout, with a cell size of 8F 2 (2F × 4F) generally used in a DRAM,
A layout offset by a half pitch can be used as it is. Here, F represents the minimum dimension of processing. The layout is such that a folded sense amplifier (not shown) and a password line can be used.

【0067】1/2ピッチレイアウトは、セル密度を高
めることができるので、半導体メモリの集積度を向上す
ることができる。図4のレイアウトではさらに、隣接す
る2つのセルで、ひとつのビット線コンタクト47を共
有し、集積度をさらに高めている。
The half-pitch layout can increase the cell density, so that the degree of integration of the semiconductor memory can be improved. In the layout of FIG. 4, one bit line contact 47 is shared by two adjacent cells to further increase the degree of integration.

【0068】図4において、楕円形で示すトレンチ45
内に、図1または図2に示す構造のストレージ側トラン
ジスタが形成されており、トレンチ上部のPNダイオー
ド、ヘテロ接合ダイオード、またはショットキーダイオ
ードを、ストラップ46によってトランスファ側トラン
ジスタ(不図示)に接続する。トランスファ型トランジ
スタの一方のソース/ドレインは、ビット線コンタクト
47に接続されている。
In FIG. 4, a trench 45 shown by an oval is shown.
A storage-side transistor having the structure shown in FIG. 1 or FIG. 2 is formed therein, and a PN diode, a heterojunction diode, or a Schottky diode above the trench is connected to a transfer-side transistor (not shown) by a strap 46. . One source / drain of the transfer transistor is connected to a bit line contact 47.

【0069】第4実施形態のレイアウトでは、ゲインセ
ル構造を従来の1T1CのDRAMの1/2ピッチレイ
アウトにそのまま適用でき、占有面積はそのままにして
信号の質の向上を図ることが可能になる。
In the layout of the fourth embodiment, the gain cell structure can be applied as it is to the 1/2 pitch layout of the conventional 1T1C DRAM, and it is possible to improve the signal quality while keeping the occupied area.

【0070】<第5実施形態>図5は、本発明の第5実
施形態にかかる半導体記憶装置を示す。図5(a)は、
セル配置を見やすくするために、ワード線58の上層で
ワード線に直交して延びるビット線を省略した平面図で
あり、図5(b)は、ビット線59を描き入れた平面図
である。
<Fifth Embodiment> FIG. 5 shows a semiconductor memory device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 5 (a)
FIG. 5B is a plan view in which bit lines extending perpendicularly to the word lines are omitted in a layer above the word lines 58 so as to make the cell arrangement easy to see, and FIG. 5B is a plan view in which the bit lines 59 are drawn.

【0071】第5実施形態では、ゲインセル構造による
セル信号の向上にともない、折り返しセンスアンプとパ
スワード線を省略したレイアウトである。このレイアウ
トでは、ストラップ56の片側は、ワード線58にセル
フアラインで形成され、もう一方の側(トレンチ側)は
比較的位置合わせ精度が要求されないので、合わせ余裕
が増大し、加工性が向上するという利点を有する。
The fifth embodiment has a layout in which the folded sense amplifier and the password line are omitted with the improvement of the cell signal by the gain cell structure. In this layout, one side of the strap 56 is formed in a self-aligned manner with the word line 58, and the other side (trench side) does not require relatively high alignment accuracy, so that the alignment margin is increased and the workability is improved. It has the advantage that.

【0072】第5実施形態においても、トレンチ55内
に縦方向にストレージ側トランジスタが形成されてお
り、トレンチ上部のダイオードは、PNダイオード、ヘ
テロ接合ダイオード、またはショットキーダイオードの
いずれを用いてもよい。
Also in the fifth embodiment, the storage-side transistor is formed in the vertical direction in the trench 55, and the diode above the trench may be any one of a PN diode, a heterojunction diode, and a Schottky diode. .

【0073】[0073]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の半導体記憶
装置によれば、素子数、配線の増加により実現困難なゲ
インセル構造を、トレンチ溝構造を利用することによ
り、従来のDRAMに近い構成で、面積の増大なしに実
現することができる。
As described above, according to the semiconductor memory device of the present invention, the gain cell structure, which is difficult to realize due to the increase in the number of elements and the number of wirings, has a structure similar to that of a conventional DRAM by utilizing a trench groove structure. Thus, it can be realized without increasing the area.

【0074】また、本発明の半導体記憶装置の製造方法
によれば、従来のDRAMとほぼ同じ製造工程で、ゲイ
ンセル構造の半導体記憶装置を作製することができる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, a semiconductor memory device having a gain cell structure can be manufactured through substantially the same manufacturing process as that of a conventional DRAM.

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

【図1】本発明で実現するゲインセルの等価回路と、こ
の等価回路を実現する第1実施形態に係る縦型ゲインセ
ルの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an equivalent circuit of a gain cell realized by the present invention and a vertical gain cell according to a first embodiment for realizing the equivalent circuit.

【図2】本発明の第2実施形態にかかる縦型ゲインセル
の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a vertical gain cell according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態にかかるゲインセル構造
の半導体記憶装置の平面レイアウトと、この半導体記憶
装置に用いられる縦型ゲインセルの断面図である。
FIG. 3 is a plan layout of a semiconductor memory device having a gain cell structure according to a third embodiment of the present invention, and a cross-sectional view of a vertical gain cell used in the semiconductor memory device.

【図4】本発明の第4実施形態に係るゲインセル構造の
半導体記憶装置の平面レイアウトである。
FIG. 4 is a plan layout of a semiconductor memory device having a gain cell structure according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5実施形態に係るゲインセル構造の
半導体記憶装置の平面レイアウトである。
FIG. 5 is a plan layout of a semiconductor memory device having a gain cell structure according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】従来の平面型ゲインセルの構造を示す断面図お
よび平面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view and a plan view showing a structure of a conventional planar gain cell.

【図7】従来の1T1C型DRAMの平面レイアウト
と、セル断面図である。
FIG. 7 is a plan layout and a cell cross-sectional view of a conventional 1T1C DRAM.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 n型ポリシリコン 3 p型ポリシリコン 5、45、55 トレンチ溝 8、38、48、58 ワード線 10、39、49、59 ビット線 11、31 n型拡散領域(ソース/ドレイン) 13、33、42 STI絶縁膜 14 VDDノード(下部拡散層) 15 p型ポリシリコン 16、36、46、56 ストラップ 17、37、47、57 ビット線コンタクト 18 ゲート絶縁膜Reference Signs List 1 semiconductor substrate 2 n-type polysilicon 3 p-type polysilicon 5, 45, 55 trench groove 8, 38, 48, 58 word line 10, 39, 49, 59 bit line 11, 31 n-type diffusion region (source / drain) 13, 33, 42 STI insulating film 14 VDD node (lower diffusion layer) 15 p-type polysilicon 16, 36, 46, 56 strap 17, 37, 47, 57 bit line contact 18 gate insulating film

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板内の下部拡散層と、 前記半導体基板表面から前記下部拡散層に達するトレン
チ溝と、 前記トレンチ溝の側壁に沿って位置する垂直型の第1ト
ランジスタと、 前記トレンチ溝に隣接して前記半導体基板上に位置する
平面型の第2トランジスタと、 前記トレンチ溝の最上部に位置するダイオードと、 前記ダイオードと第2トランジスタとを接続するストラ
ップとを備える半導体記憶装置。
A semiconductor substrate; a lower diffusion layer in the semiconductor substrate; a trench extending from the surface of the semiconductor substrate to the lower diffusion layer; and a first vertical transistor positioned along a sidewall of the trench. A planar second transistor located on the semiconductor substrate adjacent to the trench, a diode located at the top of the trench, and a strap connecting the diode and the second transistor. Semiconductor storage device.
【請求項2】 前記半導体基板上で所定の方向に延びる
ワード線をさらに備え、 前記平面型の第2トランジスタは、ワード線の一方の側
で前記トレンチに隣接する第1拡散領域と、ワード線を
挟んで、前記第1拡散領域と反対側に位置する第2拡散
領域とを有することを特徴とする請求項1に記載の半導
体記憶装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a word line extending in a predetermined direction on the semiconductor substrate, wherein the planar second transistor has a first diffusion region adjacent to the trench on one side of the word line, and a word line. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a second diffusion region located on the opposite side of the first diffusion region with respect to the first diffusion region.
【請求項3】 前記第2トランジスタの第2拡散領域に
接続され、前記ワード線と直交する方向に伸びるビット
線をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の半
導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a bit line connected to a second diffusion region of said second transistor and extending in a direction orthogonal to said word line.
【請求項4】 前記ダイオードは、PNダイオードであ
ることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said diode is a PN diode.
【請求項5】 前記トレンチ溝は、第1導電型の半導体
物質でトレンチ溝の最上部近傍まで充填され、前記第1
導電型とは逆の第2導電体物質で、トレンチ溝最上部が
充電されることを特徴とする請求項1に記載の半導体記
憶装置。
5. The trench according to claim 1, wherein the trench is filled with a semiconductor material of a first conductivity type to a portion near an uppermost portion of the trench.
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein an uppermost portion of the trench is charged with a second conductive material opposite to the conductivity type.
【請求項6】 前記ダイオードは、ヘテロ接合ダイオー
ドであることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶
装置。
6. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said diode is a heterojunction diode.
【請求項7】 前記トレンチ溝は、半導体物質で充填さ
れ、前記ストラップは、前記半導体物質と異なる種類の
半導体物質で形成されることを特徴とする請求項1に記
載の半導体記憶装置。
7. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the trench is filled with a semiconductor material, and the strap is formed of a semiconductor material different from the semiconductor material.
【請求項8】 前記ダイオードは、ショットキーダイオ
ードであることを特徴とする請求項1に記載の半導体記
憶装置。
8. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said diode is a Schottky diode.
【請求項9】 前記トレンチ溝は、半導体物質で充填さ
れ、前記ストラップは金属で形成されることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体記憶装置。
9. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the trench is filled with a semiconductor material, and the strap is formed of a metal.
【請求項10】 前記トレンチ溝の側壁の一部に、深さ
方向に沿ってゲート絶縁膜をさらに有することを特徴と
する請求項1に記載の半導体記憶装置。
10. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a gate insulating film in a part of a side wall of said trench along a depth direction.
【請求項11】 半導体基板に、下部拡散層に到達する
トレンチ溝を形成するステップと、 前記トレンチ溝を半導体物質で充填するステップと、 前記トレンチ溝最上部にダイオードを形成するステップ
と、 前記半導体基板の所定の位置に、前記トレンチ溝に隣接
する第1拡散領域と、トレンチ溝に対して前記第1拡散
領域と同じ側で第1拡散領域よりもトレンチ溝から離れ
て位置する第2拡散領域とを形成するステップと、 前記基板上に、所定の方向に伸びるワード線を形成する
ステップと、 前記半導体基板上に、前記ダイオードと前記第1拡散領
域とを接続するストラップを形成するステップと、 前記第2拡散領域に接続され、前記ワード線と直交する
方向に延びるビット線を形成するステップとを含む半導
体記憶装置の製造方法。
11. forming a trench in the semiconductor substrate to reach the lower diffusion layer; filling the trench with a semiconductor material; forming a diode on an uppermost portion of the trench; A first diffusion region adjacent to the trench groove at a predetermined position on the substrate; and a second diffusion region further away from the trench groove than the first diffusion region on the same side of the trench groove as the first diffusion region. Forming a word line extending in a predetermined direction on the substrate; forming a strap connecting the diode and the first diffusion region on the semiconductor substrate; Forming a bit line connected to the second diffusion region and extending in a direction orthogonal to the word line.
【請求項12】 前記トレンチ溝を充填するステップ
は、第1導電型の半導体物質でトレンチ溝最上部近傍ま
で充填するステップであり、 前記第1導電型の上部に、前記第1導電型とは逆の第2
導電型の半導体物質を充填するステップをさらに含むこ
とを特徴とする請求項11に記載の半導体記憶装置の製
造方法。
12. The step of filling the trench groove includes filling the trench with a semiconductor material of a first conductivity type to a position near an uppermost portion of the trench groove. Converse second
12. The method of claim 11, further comprising: filling a conductive semiconductor material.
【請求項13】 前記ストラップを形成するステップ
は、前記トレンチ溝に充填される半導体物質とは異なる
半導体物質でストラップを形成するステップであり、前
記トレンチ内に充填される半導体物質との界面でヘテロ
接合を形成することを特徴とする請求項11に記載の半
導体記憶装置の製造方法。
13. The step of forming the strap includes forming the strap with a semiconductor material different from the semiconductor material filling the trench, and forming a strap at an interface with the semiconductor material filling the trench. The method according to claim 11, wherein a junction is formed.
【請求項14】 前記ストラップを形成するステップ
は、金属でストラップを形成するステップであり、前記
トレンチ溝に充填される半導体物質との界面でショット
キー接合を形成することを特徴とする請求項11に記載
の半導体記憶装置の製造方法。
14. The method of claim 11, wherein forming the strap comprises forming a strap with metal, and forming a Schottky junction at an interface with a semiconductor material filled in the trench. 6. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項15】 前記ワード線形成ステップは、ワード
線とともに、前記ワード線と平行に延びるパスワード線
を形成し、前記ストラップ形成ステップは、ワード線と
パスワード線との間にストラップを自己整合的に形成す
ることを特徴とする請求項11に記載の半導体記憶装置
の製造方法。
15. The word line forming step forms a password line extending in parallel with the word line together with the word line, and the strap forming step includes a step of self-aligning a strap between the word line and the password line. The method according to claim 11, wherein the semiconductor memory device is formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7084450B2 (en) 2003-12-15 2006-08-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device and method of manufacturing the same
US7122855B2 (en) 2003-11-21 2006-10-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JP2009506526A (en) * 2005-08-24 2009-02-12 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Dual port gain cell with side-gate and top-gate read transistors
CN115064523A (en) * 2022-08-08 2022-09-16 芯盟科技有限公司 Semiconductor structure and manufacturing method thereof

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