JP2770335B2 - Method of manufacturing MOS type semiconductor memory device - Google Patents

Method of manufacturing MOS type semiconductor memory device

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JP2770335B2
JP2770335B2 JP63207584A JP20758488A JP2770335B2 JP 2770335 B2 JP2770335 B2 JP 2770335B2 JP 63207584 A JP63207584 A JP 63207584A JP 20758488 A JP20758488 A JP 20758488A JP 2770335 B2 JP2770335 B2 JP 2770335B2
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memory cell
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trench
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memory device
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雅英 小澤
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    • 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

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  • Element Separation (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はMOS型半導体メモリセルからなるメモリセル
領域と自己基板電位発生回路(以下、BBGと略す;Back B
ias Generator)とを有するMOS型半導体記憶装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a memory cell region including a MOS semiconductor memory cell and a self-substrate potential generating circuit (hereinafter abbreviated as BBG;
ias generator).

[従来の技術] 従来、MOS型半導体記憶装置においては、半導体基板
上のBBG領域とメモリセル領域との間に、素子分離用酸
化膜(以下、フィールド酸化膜という)及びこのフィー
ルド酸化膜をゲート酸化膜とするMOS型トランジスタ
(以下、VT2という)が形成されている。
[Prior Art] Conventionally, in a MOS type semiconductor memory device, an oxide film for element isolation (hereinafter referred to as a field oxide film) and a gate between the BBG region and the memory cell region on a semiconductor substrate are formed. A MOS transistor (hereinafter referred to as VT2) serving as an oxide film is formed.

第4図は従来のMOS型半導体記憶装置におけるメモリ
セル領域内のメモリセルと前記フィールド酸化膜を示す
断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a memory cell and a field oxide film in a memory cell region in a conventional MOS type semiconductor memory device.

P型シリコン基板6の表示にはBBG形成領域の出力電
極8が接続されるN+拡散層9が形成されている。BBGは
このN+拡散層9からキャリアを半導体基板6に注入して
基板の電位を一定に保持する。一方、メモリセル領域に
はそのメモリセルのトレンチ13の側面及び底面に、N+
散層15が形成されており、トレンチ13内は多結晶シリコ
ン領域12により埋込まれている。なお、符号14はメモリ
セルのトランスファゲートであり、符号18は保護膜であ
る。そして、このBBG領域とメモリセル領域との間に
は、フィールド酸化膜10及びこのフィールド酸化膜をゲ
ート酸化膜とするVT2が形成されており、これによりBBG
領域とメモリセル領域が絶縁分離されている。
On the display of the P-type silicon substrate 6, an N + diffusion layer 9 to which the output electrode 8 in the BBG formation region is connected is formed. The BBG injects carriers from the N + diffusion layer 9 into the semiconductor substrate 6 to keep the substrate potential constant. On the other hand, in the memory cell region, N + diffusion layers 15 are formed on the side surfaces and the bottom surface of the trench 13 of the memory cell, and the inside of the trench 13 is filled with the polycrystalline silicon region 12. Reference numeral 14 denotes a transfer gate of the memory cell, and reference numeral 18 denotes a protective film. A field oxide film 10 and a VT2 having the field oxide film as a gate oxide film are formed between the BBG region and the memory cell region.
The region and the memory cell region are insulated and separated.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、近時、半導体装置は高速化及び高密度
化が促進されており、このため、BBG領域とメモリセル
領域とがより一層近接して配置されるようになった。こ
のため、従来のフィールド酸化膜及びVT2による絶縁分
離では不十分であり、BBGの出力から拡散層9を介して
基板6に注入されたキャリアがメモリセル領域に到達し
てしまうことがある。このような事態が発生するとメモ
リセルに蓄えられた情報が失われてしまうことになる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, recently, high-speed and high-density semiconductor devices have been promoted, so that the BBG region and the memory cell region are arranged closer to each other. became. For this reason, the conventional insulation separation using the field oxide film and VT2 is not sufficient, and carriers injected into the substrate 6 from the output of the BBG via the diffusion layer 9 may reach the memory cell region. When such a situation occurs, the information stored in the memory cell will be lost.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、BBGとメモリセル領域とが近接しても配置され、VT2
のしきい値電圧が低下してBBG出力から注入されるキャ
リアによってメモリセルの情報が失われることがなく、
高集積化に好適のMOS型半導体記憶装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and is arranged even when the BBG and the memory cell area are close to each other, and the VT2
The threshold voltage of the memory cell is reduced and the information of the memory cell is not lost by the carrier injected from the BBG output.
It is an object of the present invention to provide a MOS semiconductor memory device suitable for high integration.

[課題を解決するための手段] 本発明に係るMOS型半導体記憶装置の製造方法は、一
導電型半導体基板にトレンチ型メモリセルと、自己基板
電位発生回路とが形成されたMOS型半導体記憶装置の製
造方法において、前記メモリセルの形成領域と前記自己
基板電位発生回路との間の前記メモリセルのトレンチと
同一のパターンを用いて複数個のトレンチを所定の間隔
を持って形成する工程と、該複数個のトレンチの側面及
び底面に反対導電型拡散層を形成する工程と、この反対
導電型拡散層に接続されこの拡散層を一定電位に保持す
る配線を形成する工程を特徴とする [作用] 本発明においては、BBGの形成領域とメモリセルの形
成領域との間の半導体基板にトレンチを配置し、このト
レンチの側面及び底面に拡散層を形成してある。そし
て、この拡散層に接続された配線を介して前記拡散層を
一定電圧に保持している。これにより、BBGの出力から
基板に注入されたキャリアのうち、メモリセル領域に向
かうものは前記トレンチの側面及び底面の拡散層に捕捉
され、メモリセルに到達することはない。従って、BBG
によりメモリセルに蓄えられた情報が失われることが防
止できる。
[Means for Solving the Problems] A method of manufacturing a MOS semiconductor memory device according to the present invention is directed to a MOS semiconductor memory device in which a trench memory cell and a self-substrate potential generation circuit are formed in a semiconductor substrate of one conductivity type. Forming a plurality of trenches at predetermined intervals using the same pattern as the trenches of the memory cell between the memory cell forming region and the self-substrate potential generating circuit, Forming a diffusion layer of the opposite conductivity type on the side and bottom surfaces of the plurality of trenches; and forming a wiring connected to the diffusion layer of the opposite conductivity type and holding the diffusion layer at a constant potential. In the present invention, a trench is arranged in a semiconductor substrate between a BBG formation region and a memory cell formation region, and a diffusion layer is formed on the side and bottom surfaces of the trench. Then, the diffusion layer is maintained at a constant voltage via a wiring connected to the diffusion layer. As a result, of the carriers injected into the substrate from the output of the BBG, those going to the memory cell region are captured by the diffusion layers on the side and bottom surfaces of the trench, and do not reach the memory cell. Therefore, BBG
Thus, loss of information stored in the memory cell can be prevented.

[実施例] 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して
説明する。
Example Next, an example of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の第1の実施例を示すパターン平面
図、第2図は第1図中のII−II線により破断した部分の
断面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a pattern according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line II-II in FIG.

本実施例に係るMOS型半導体記憶装置1においては、
メモリセル形成領域2とBBG3との間に溝領域4が配置さ
れている。
In the MOS semiconductor memory device 1 according to the present embodiment,
A groove region 4 is arranged between the memory cell formation region 2 and the BBG 3.

BBG3の出力電極8は、P型シリコン基板6の表面に形
成されたN+拡散層9に接続されており、BBG3はこのN+
散層9から基板6へキャリアを注入することによって基
板6の電位を一定に保持する。この電位は通常−3乃至
4Vである。
The output electrode 8 of the BBG 3 is connected to an N + diffusion layer 9 formed on the surface of the P-type silicon substrate 6. The BBG 3 injects carriers from the N + diffusion layer 9 The potential is kept constant. This potential is usually -3 to
4V.

また、メモリセル領域2のトレンチ型メモリセルは基
板6に形成されたトレンチ13の側面及び底面にN+拡散層
15を形成して構成されており、トランスファゲート14に
より駆動される。このトレンチ13の内部は多結晶シリコ
ン領域12により埋め込まれている。そして、このトレン
チ13とN+拡散層9との間の基板6には、フィールド酸化
膜10に加えてトレンチ7が形成されている。このトレン
チ7は基板6の表面に所定の深さで形成されており、こ
のトレンチ7の基板6側領域にはN+拡散層15aが形成さ
れている。このN+拡散層15aはトレンチ7の側面及び底
面に加えて基板6の表面にも若干延出して形成されてい
る。一方、トレンチ7の側面及び底面上には酸化膜17が
形成されており、更に、トレンチ7内は多結晶シリコン
領域16により埋め込まれている。
The trench type memory cell in the memory cell region 2 has N + diffusion layers on the side and bottom surfaces of the trench 13 formed in the substrate 6.
15 is formed and driven by the transfer gate 14. The inside of trench 13 is filled with polycrystalline silicon region 12. A trench 7 is formed in the substrate 6 between the trench 13 and the N + diffusion layer 9 in addition to the field oxide film 10. The trench 7 is formed at a predetermined depth on the surface of the substrate 6, and an N + diffusion layer 15a is formed in a region of the trench 7 on the substrate 6 side. The N + diffusion layer 15a is formed so as to extend slightly to the surface of the substrate 6 in addition to the side and bottom surfaces of the trench 7. On the other hand, an oxide film 17 is formed on the side and bottom surfaces of the trench 7, and the inside of the trench 7 is filled with a polycrystalline silicon region 16.

また、基板6上には、金属配線11が形成されており、
この金属配線11はN+拡散層15aに接続されている。そし
て金属配線11は一定の電源(例えば、GND)に接続され
ていて、これにより、N+拡散層15aを一定電位(GND)に
保持するようになっている。なお、符号18は各素子の保
護膜である。
Further, a metal wiring 11 is formed on the substrate 6,
This metal wiring 11 is connected to N + diffusion layer 15a. The metal wiring 11 is connected to a constant power supply (for example, GND), so that the N + diffusion layer 15a is kept at a constant potential (GND). Reference numeral 18 denotes a protective film of each element.

このように構成されたMOS型半導体記憶装置において
は、BBGの出力電極8からN+拡散層9を介して基板6内
に注入されたキャリアのうちメモリセル領域2へ向かう
ものは、トレンチ17の一定電位(GND)に保持されたN+
拡散層15に捕捉される。このため、キャリアはメモリセ
ル領域2に到達することはない。従って、トレンチ型メ
モリセルに蓄えられた情報が破壊されることはない。
In the MOS type semiconductor memory device thus configured, the carriers injected into the substrate 6 from the output electrode 8 of the BBG via the N + diffusion layer 9 toward the memory cell region 2 N + held at a constant potential (GND)
It is captured by the diffusion layer 15. Therefore, the carrier does not reach the memory cell region 2. Therefore, the information stored in the trench memory cell is not destroyed.

第3図は本発明の第2の実施例を示す平面図である。
第3図中のII−II線で示す断面の構造は第1の実施例の
第2図と同様のものになる。
FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the present invention.
The structure of the cross section indicated by the line II-II in FIG. 3 is the same as that of FIG. 2 of the first embodiment.

第1の実施例においては、メモリセル領域2とBBG3の
形成領域との間に配置される溝領域4は長方形をなす平
面パターンを有し、メモリセル領域2とBBG3とを結ぶ線
に直交する方向に延長して形成されていたが、この第2
の実施例では長さが短い溝領域5がメモリセル領域2と
BBG3とを結ぶ線に直交する方向に、相互間に一定間隔を
おいて、複数個(図示例は3個)配列されている。
In the first embodiment, the groove region 4 disposed between the memory cell region 2 and the formation region of the BBG3 has a rectangular planar pattern, and is orthogonal to the line connecting the memory cell region 2 and the BBG3. Direction, but this second
In the embodiment, the groove region 5 having a short length is
A plurality (three in the illustrated example) are arranged at regular intervals between each other in a direction perpendicular to the line connecting BBG3.

溝領域5をこのような形状及び配置とすることによ
り、例えば、メモリセル領域2の各メモリセルがトレン
チ型メモリセルである場合はメモリセル領域内の各メモ
リセルと同一のパターンを使用して絶縁分離用のトレン
チ7を形成することができる。
By forming the groove region 5 in such a shape and arrangement, for example, when each memory cell in the memory cell region 2 is a trench memory cell, the same pattern as each memory cell in the memory cell region is used. The trench 7 for insulating separation can be formed.

この実施例においても、溝領域5の絶縁分離効果は実
施例1と同等のものが得られるのに加え、溝領域5のト
レンチの大きさをメモリセル領域2内の各メモリセルの
トレンチと同一のものとすることができ、溝領域5のパ
ターンの形成が容易であるという利点がある。
Also in this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained for the insulating and isolating effect of the trench region 5, and the size of the trench of the trench region 5 is the same as that of the trench of each memory cell in the memory cell region 2. And there is an advantage that the formation of the pattern of the groove region 5 is easy.

[発明の効果] 以上、説明したように本発明によれば、BBGとメモリ
セル領域とが接近して配置されVT2のしきい値電圧が低
下しても、BBG出力から基板に注入されるキャリアによ
ってメモリセル1の情報が失われることが確実に回避さ
れ、MOS型半導体記憶装置の高集積化にとって極めて有
益である。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, even if the BBG and the memory cell region are arranged close to each other and the threshold voltage of VT2 is reduced, carriers injected from the BBG output to the substrate are reduced. As a result, loss of information in the memory cell 1 is reliably avoided, which is extremely useful for high integration of the MOS semiconductor memory device.

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

第1図は本発明の第1の実施例を示すパターン平面図、
第2図は第1図中のII−II線により示す部分の断面図、
第3図は本発明の第2の実施例を示すパターン平面図、
第4図は従来のMOS型半導体記憶装置の一部を示す断面
図である。 1;半導体記憶装置、2;メモリセル領域、3;BBG、4,5;溝
領域、6;P型シリコン基板、7;トレンチ、8;BBG出力電
極、9,15,15a;N+拡散層、10;フィールド酸化膜、11;金
属配線、12,16;多結晶シリコン領域、13;メモリセルの
トレンチ、14;トランスファゲート、17;酸化膜、18;保
護膜
FIG. 1 is a pattern plan view showing a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion indicated by line II-II in FIG.
FIG. 3 is a pattern plan view showing a second embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a sectional view showing a part of a conventional MOS type semiconductor memory device. 1; semiconductor memory device, 2; memory cell region, 3; BBG, 4, 5; trench region, 6; P-type silicon substrate, 7; trench, 8; BBG output electrode, 9, 15, 15a; N + diffusion layer Field oxide film, 11; metal wiring, 12, 16; polycrystalline silicon region, 13; memory cell trench, 14; transfer gate, 17; oxide film, 18; protective film

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一導電型半導体基板にトレンチ型メモリセ
ルと、自己基板電位発生回路とが形成されたMOS型半導
体記憶装置の製造方法において、前記メモリセルの形成
領域と前記自己基板電位発生回路との間に前記メモリセ
ルのトレンチと同一のパターンを用いて複数個のトレン
チを所定の間隔を持って形成する工程と、該複数個のト
レンチの側面及び底面に反対導電型拡散層を形成する工
程と、この反対導電型拡散層に接続されこの拡散層を一
定電位に保持する配線を形成する工程とを有することを
特徴とするMOS型半導体記憶装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a MOS type semiconductor memory device in which a trench type memory cell and a self-substrate potential generating circuit are formed on a semiconductor substrate of one conductivity type. Forming a plurality of trenches at predetermined intervals using the same pattern as the trenches of the memory cell, and forming opposite conductivity type diffusion layers on side and bottom surfaces of the plurality of trenches. A method for manufacturing a MOS type semiconductor memory device, comprising: a step of forming a wiring connected to the opposite conductivity type diffusion layer and holding the diffusion layer at a constant potential.
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