JP2685374B2 - ダイナミックランダムアクセスメモリ - Google Patents

ダイナミックランダムアクセスメモリ

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JP2685374B2 JP3159041A JP15904191A JP2685374B2 JP 2685374 B2 JP2685374 B2 JP 2685374B2 JP 3159041 A JP3159041 A JP 3159041A JP 15904191 A JP15904191 A JP 15904191A JP 2685374 B2 JP2685374 B2 JP 2685374B2
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茂夫 大西
研一 田中
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ダイナミックランダ
ムアクセスメモリ(DRAM)に関する。さらに詳しく
は、強誘電体膜を有するキャパシタ素子を用いたDRA
Mのレイアウト構成に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、一つのトランジスタ素子と一
つのキャパシタ素子とを組合わせたメモリセルからなる
DRAMが高集積度の半導体記憶素子として用いられて
いる。そしてかかる従来のDRAMにおいて適用される
キャパシタ素子としては、そのキャパシタとしてSiO
2 やSiN等の絶縁膜を用いたものが主流であった。
【0003】しかしながら、これらの絶縁膜はそれ自体
の比誘電率(ε)が比較的低いため(SiO2 =3.
9、SiN=7.8)、更なる高集積化、例えば64M
bitレベルの集積化を意図する場合、制限されたセル
サイズ内で膜厚を50Å程度迄著しく減少させる必要が
あり、現在の膜形成技術ではかかる薄膜を信頼性良く形
成することが困難である。
【0004】そこで、最近、上記絶縁膜の代わりに、P
ZT,PLZT等のいわゆる強誘電体膜をキャパシタと
して用いたキャパシタ素子を組合わせたDRAMが注目
を集めている。このようなDRAMにおいては、強誘電
体膜が高い誘電率(ε=500〜1000程度)を有し
ているため、キャパシタ形成面積を減少できると共に膜
厚の制限も軽減される。
【0005】そして、かかる従来の強誘電型DRAMと
して具体的に図5に示されるような折り返しビット方式
のレイアウトのものが提案されている。図中、1はビッ
トコンタクト形成部、2はキャパシタ素子の形成領域、
ことにキャパシタ電極のパターンを示し、3はワードラ
イン、4は活性領域、Gはゲートを各々示す。このよう
に従来の強誘電型DRAMは、ビットコンタクト形成部
1の左右に各々トランジスタ素子を介して強誘電型キャ
パシタ素子を形成した一対のDRAMセルを配置したD
RAMセル単位AをX−Y方向に多数配列構成したレイ
アウトからなっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の強誘電型DRAMのレイアウトにおいては、図5の
ごとき横方向に並ぶDRAMセル単位間に一定の距離
(a)が保たれており、さらなる高集積化の面での問題
点を有していた。この発明はかかる状況下なされたもの
であり、ことにより高集積化可能な強誘電型DRAMの
レイアウトを提供しようとするものである。
【0007】かくして、この発明によれば、ビットコン
タクト形成部に対して左右対称に各々このビットコンタ
クト形成部に接続される1つのトランジスタ素子を介し
スタック型キャパシタ素子を接続した一対の第1ダイ
ナミックランダムアクセスメモリセル及び第2ダイナミ
ックランダムアクアセスメモリセルを配置してなるダイ
ナミックランダムアクセスメモリセル単位が、X−Y方
向に多数配列構成されてなり、各ダイナミックランダム
アクセスメモリセル単位が、第1ダイナミックランダム
アクセスメモリセルのワード線がY方向に隣接する一方
側の第1ダイナミックランダムアクセスメモリセルのワ
ード線を兼ねるとともに、Y方向に隣接する他方側のダ
イナミックランダムアクセスメモリセル単位間に位置
し、且つ、第2ダイナミックランダムアクセスメモリセ
ルのワード線がY方向に隣接する一方側のダイナミック
ランダムアクセスメモリセル単位間に位置するととも
に、Y方向に隣接する他方側の第1ダイナミックランダ
ムアクセスメモリセルのワード線を兼ねるように配列さ
れて、上記各ダイナミックランダムアクセスメモリセル
単位が、Y方向に隣接するダイナミックランダムアクセ
スメモリセル単位に対してその幅の略1/3ずつX方向
にずれるように配列されていることを特徴とするダイナ
ミックランダムアクセスメモリが提供される。
【0008】この発明は前記目的を達成すべく、X−Y
方向に配列したDRAMセル単位のY方向への配列を、
上記特定の変位配置により行うことにより、三周期で繰
返し配列される高集積化レイアウトを可能にしたもので
ある。
【0009】
【作用】この発明のレイアウトによれば、Y方向に隣接
するDRAMセル単位がその幅の略1/3ずつX方向に
ずれるようにして、DRAMセル全体がX−Y配列され
るため、各DRAMセル単位間の幅が従来に比して著し
く短縮化され、更なる高集積化が実現できる。そして、
1/3ずつのずれであるので、各DRAMセル単位のト
ランジスタ素子のゲートを構成するワードラインの本数
は、増加するが、特に製造上の困難性が生じることもな
い。
【0010】
【実施例】図1にこの発明の一実施例のDRAMの構成
を示し、図2にDRAMセル単位の等価回路図を示し
た。図1(イ)は、部分レイアウト図、(ロ)は(イ)
のB−B’線断面図、(ハ)はA−A’線断面図であ
る。これらの図に示すごとく、この発明のDRAMは、
ビットライン14に接続されるビットコンタクト形成部
1の左右に、各々トランジスタ素子Trを介して強誘電
体型キャパシタ素子Cを接続構成した一対のDRAMセ
ルI, IIを配置してなるDRAMセル単位A1,A2,
……AnをX−Y方向に多数配列構成してなる。
【0011】ここで、トランジスタの素子Trは各々、
ゲートポリシリコン7を構成するワードライン3,3に
よって制御可能に構成されており、このゲートポリシリ
コン7は、SiO2 等の絶縁性の保護膜8で保護されて
なる。キャパシタ素子Cは、ポリシリコン膜又は白金膜
からなる下部電極10と、強誘電体膜としてのPZT膜
11(厚み1000〜3000Å)と、白金膜(厚み2
000〜3000Å)からなる上部電極12によって積
層構成されてなり、各々活性領域4を介してトランジス
タ素子Trに接続されている。なお、図中、9はポリシ
リコンからなるビットラインコンタクトパッド、2はキ
ャパシタ素子の形成領域、5はシリコン基板、6は素子
分離領域、13は層間絶縁膜、14はビットラインを各
々示すものであり、Gはゲートを示す。
【0012】そして、上記DRAMセル単位A1,A2
……は、図1(イ)に示されるように、各キャパシタ形
成領域2が、Y方向(図面の縦方向)に隣接するDRA
Mセル単位のキャパシタ形成領域2,2の間に隣接位置
するように変位配置されてなる。かかるDRAMは、例
えば、図3のようにして作製することができる。
【0013】まず、図3(イ)に示されるように、シリ
コン基板5上にフィールド酸化膜からなる素子分離領域
6を形成して素子形成領域を確保した後、この領域上に
3500〜4000Å厚のゲートポリシリコン7を形成
し、CVD法でSiO2 の堆積及びエッチバックを行っ
て保護膜8を形成し、イオン注入を行ってN型の不純物
拡散領域を形成する。
【0014】次いでポリシリコンを堆積しパターニング
することにより、各々のキャパシタ素子の下部電極10
及びビットラインコンタクトパッド9を形成する。(図
3(ロ))。次に、下部電極10上にPZT膜11をC
VD法又はスパッタリング法で形成し、さらに白金を蒸
着、パターニングして上部電極12を形成する(図3
(ハ))。
【0015】この後、図3(ニ)に示すごとく、全体を
層間絶縁膜(6000〜8000Å厚)13で被覆して
平坦化処理した後、ビットコンタクト形成部(孔)1を
穿設した。次いでAl又はAl−Si(4000〜50
00Å厚)を堆積しパターニングしてメタル配線層(ビ
ットライン)を形成することにより、図1に示すごとき
この発明のDRAMを得た。
【0016】このようにして、実際に形成されたDRA
Mのレイアウト図を図4に示した。図中、幅aは1μm
であり、各DRAMセルのサイズは0.25μm
2 (0.5μmルール)である。このようにこの発明の
DRAMによれば、特定の変位配置によりY方向に3周
期の配列がなされており、各DRAMセル単位のX方向
の間の幅が従来に比して著しく短縮化され高集積化され
たものであった。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、DRAMセルの特定
の変位配置により、従来に比してより高集積化された強
誘電体型DRAMを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例のDRAMを示すものであ
る。
【図2】図1のDRAMセル単位の等価回路図である。
【図3】図1のDRAMの製造工程図である。
【図4】この発明の一実施例のDRAMのレイアウト図
である。
【図5】従来の強誘電型DRAMのレイアウト図であ
る。
【符号の説明】
1 ビットコンタクト形成部 2 キャパシタ素子形成領域 3 ワードライン 4 活性領域 5 シリコン基板 6 素子分離領域 7 ゲートポリシリコン 8 保護膜 9 ビットラインコンタクトパッド 10 下部電極 11 PZT膜 12 上部電極 13 層間絶縁膜 14 ビットライン G ゲート A1,A2 DRAMセル単位

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビットコンタクト形成部に対して左右対
    称に各々このビットコンタクト形成部に接続される1つ
    のトランジスタ素子を介してスタック型キャパシタ素子
    を接続した一対の第1ダイナミックランダムアクセスメ
    モリセル及び第2ダイナミックランダムアクアセスメモ
    リセルを配置してなるダイナミックランダムアクセスメ
    モリセル単位が、X−Y方向に多数配列構成されてな
    り、各ダイナミックランダムアクセスメモリセル単位が、第
    1ダイナミックランダムアクセスメモリセルのワード線
    がY方向に隣接する一方側の第1ダイナミックランダム
    アクセスメモリセルのワード線を兼ねるとともに、Y方
    向に隣接する他方側のダイナミックランダムアクセスメ
    モリセル単位間に位置し、且つ、第2ダイナミックラン
    ダムアクセスメモリセルのワード線がY方向に隣接する
    一方側のダイナミックランダムアクセスメモリセル単位
    間に位置するとともに、Y方向に隣接する他方側の第1
    ダイナミックランダムアクセスメモリセルのワード線を
    兼ねるように配列されて、 上記各ダイナミックランダムアクセスメモリセル単位
    が、Y方向に隣接するダイナミックランダムアクセスメ
    モリセル単位に対してその幅の略1/3ずつX方向にず
    れるように配列されていることを特徴とするダイナミッ
    クランダムアクセスメモリ。
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