JP3288371B2 - Random access memory or electronic device and method of manufacturing the same - Google Patents

Random access memory or electronic device and method of manufacturing the same

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JP3288371B2 JP02519690A JP2519690A JP3288371B2 JP 3288371 B2 JP3288371 B2 JP 3288371B2 JP 02519690 A JP02519690 A JP 02519690A JP 2519690 A JP2519690 A JP 2519690A JP 3288371 B2 JP3288371 B2 JP 3288371B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は1トランジスタ1キャパシタの素子を含む単
位セルを有する電子装置の構造とその製造方法に関し、
特には1トランジスタ1キャパシタ型(以下1TrlC型と
略記)のメモリセルを有するランダム・アクセス・メモ
リ(以下RAMと略記)且つ、高速・高密度ダイナミック
・ランダム・アクス・メモリ(以下DRAMと略記)のデバ
イス構造とその製造方法に関する。
The present invention relates to a structure of an electronic device having a unit cell including one transistor and one capacitor and a method of manufacturing the same.
In particular, a random access memory (hereinafter abbreviated as RAM) having a memory cell of one transistor and one capacitor type (hereinafter abbreviated as 1TrlC type) and a high-speed, high-density dynamic random access memory (hereinafter abbreviated as DRAM) The present invention relates to a device structure and a manufacturing method thereof.

<従来の技術> 従来よりlTrlC型のメモリセルを有する高密度DRAMは
構成要素が少なくセル面積の微小化が容易であるため広
く使用されている。近年DRAMに於いては高密度化が追求
され素子の微細化が要求されている。しかるに、lTrlC
型メモリセルに於いては、記憶情報の破壊防止、或いは
情報判定の容易さ維持のために、メモリセルのキャパシ
タンスの減少は極力避けなければならない。このため従
来の技術として半導体基板に溝を掘り、前記溝側面をキ
ャパシタ部とし、且つ同時に溝底面を素子分離領域とし
て併せて利用することにより、このキャパシタ部の平面
面積を著しく縮小し素子の高密度化を図っていた。例え
ば、第4図(a)−(c)に示す構成ではp型半導体基
板51に溝を掘りキャパシタ・プレート電極57を埋め込
み、溝側面の一部にキャパシタを、溝底面にはチャネル
ストップによる素子分離層53を形成していた。ここで、
52はn+拡散層、54はゲート絶縁膜、55はコンタクト
窓、56はワード線或いはゲート電極、58はビット線、59
はキャパシタ絶縁膜、60は層間絶縁膜、である。以上
は、例えばIEDM'84(International Electron Device M
eeting)のTechnical Digest PP.236−239にK.Nakamura
によって述べられている。
<Prior Art> Conventionally, a high-density DRAM having an lTrlC type memory cell has been widely used because it has few components and the cell area can be easily miniaturized. In recent years, DRAMs have been pursued with higher densities and smaller elements have been required. However, lTrlC
In the type memory cell, the capacitance of the memory cell must be reduced as much as possible in order to prevent destruction of stored information or maintain the ease of information determination. Therefore, as a conventional technique, a groove is formed in a semiconductor substrate, the side surface of the groove is used as a capacitor portion, and the bottom surface of the groove is also used as an element isolation region. Density was being improved. For example, in the configuration shown in FIGS. 4A to 4C, a groove is formed in the p-type semiconductor substrate 51, a capacitor plate electrode 57 is buried, a capacitor is provided on a part of the groove side surface, and a channel stop element is provided on the groove bottom surface. The separation layer 53 was formed. here,
52 is an n + diffusion layer, 54 is a gate insulating film, 55 is a contact window, 56 is a word line or gate electrode, 58 is a bit line, 59
Is a capacitor insulating film, and 60 is an interlayer insulating film. The above is, for example, IEDM'84 (International Electron Device M
eeting) Technical Digest PP.236-239
Has been stated.

<発明が解決しようとする問題点> 前記従来の構成ではトランスファゲート直下の溝側面
部分61に、リーク電流によりメモリセルの記憶が破壊さ
れるという問題があり、このリーク電流を抑制するため
に溝側面部分にチャネルストップ用の高濃度拡散層を形
成するとトランスファゲートの電気的特性に悪影響を及
ぼし、例えばチャネル幅依存制の増大とか、基板バイア
ス依存性の増大といった素子の微細化を妨げる現象が生
じていた。又第4図に示した一例では確かにメモリセル
面積の微小化は図れたものの、溝の深さの開口部に対す
る比(アスペクト比)は例えば第4図(d)に示す如く
キャパシタ絶縁膜厚(Si酸化膜厚換算)が、100Åの場
合、約5/0.8=6.25、150Åの場合、約8/0.8=10のよう
極めて大きな値であり製造上の困難性を伴っていた。本
発明はかかる問題点に鑑みて為されたもので、前記従来
の構成と比較して、リーク電流フリー、且つ素子微細化
の容易性に加えて、製造上の困難性を大幅に軽減できる
高密度化、且つ高速動作に有利な、新規なるデバイス構
造を提供するためのものである。
<Problem to be Solved by the Invention> In the conventional configuration, there is a problem that the memory of the memory cell is destroyed by the leak current in the groove side surface portion 61 immediately below the transfer gate. Forming a high-concentration diffusion layer for channel stop on the side surface adversely affects the electrical characteristics of the transfer gate. For example, a phenomenon that hinders the miniaturization of elements, such as an increase in channel width dependence and an increase in substrate bias dependence. I was In the example shown in FIG. 4, although the memory cell area can be reduced, the ratio (aspect ratio) of the groove depth to the opening is, for example, as shown in FIG. 4 (d). When the (Si oxide film thickness conversion) was 100 °, the value was extremely large, such as about 5 / 0.8 = 6.25, and when it was 150 °, about 8 / 0.8 = 10, which was accompanied by manufacturing difficulty. The present invention has been made in view of such a problem, and has a high leakage current-free and easy to miniaturize the element, as well as greatly reducing the difficulty in manufacturing as compared with the conventional configuration. This is to provide a new device structure that is advantageous for high-density and high-speed operation.

<問題点を解決するための手段> 本発明のRAMは多数のメモリセルを、その二次元平面
形状に於いて六角形に配置しており、さらに1Tr1C型の
メモリセルの平面形状を六角形とし、六角形の中心にビ
ット拡散領域を設け、これに連続して外周部側に順次、
トランスファゲート、電荷蓄積用キャパシタ、セル間絶
縁部領域、をそれぞれ構成して成ることを特徴としてい
る。さらに、その平面形状を六角形とした外周に沿って
一定の間隔で基板を掘り溝を形成し、この溝の側面部に
は、少なくとも基板と反対導電型の高濃度不純物領域を
一層設け、これに連続してキャパシタ用の薄い絶縁膜
(例えば50−500Å)を形成する。一方前記溝底面部に
は基板と同導電型の高濃度不純物領域を設け、これをメ
モリセル間の電気的分離に寄与するセル間絶縁部とし、
且つ前記溝側面部同様、該溝底面部にも絶縁膜を形成し
た後、該溝部分を例えばDoped−poly−Si等の低抵抗材
料にて埋め込み、これを側面キャパシタの電極と同時に
底面のセル間絶縁部のフィールドプレートとして構成し
て成ることを特徴としている。
<Means for Solving the Problems> In the RAM of the present invention, a large number of memory cells are arranged in a hexagonal shape in a two-dimensional planar shape, and the planar shape of the 1Tr1C type memory cell is changed to a hexagonal shape. , A bit diffusion region is provided at the center of the hexagon,
It is characterized by comprising a transfer gate, a charge storage capacitor and an inter-cell insulating region. Further, a groove is formed by digging the substrate at regular intervals along an outer periphery having a hexagonal planar shape, and at least a high-concentration impurity region of a conductivity type opposite to that of the substrate is provided on one side surface of the groove. Subsequently, a thin insulating film (for example, 50-500 °) for a capacitor is formed. On the other hand, a high-concentration impurity region of the same conductivity type as the substrate is provided on the bottom surface of the groove, and this is used as an inter-cell insulating portion that contributes to electrical isolation between memory cells.
In addition, similarly to the side surface of the groove, an insulating film is also formed on the bottom surface of the groove, and then the groove portion is buried with a low-resistance material such as Doped-poly-Si. It is characterized in that it is configured as a field plate of an inter-insulation section.

<作 用> 本発明は前記の構成により、従来の問題からはフリー
である。則ち従来の技術と本発明の構成との大きな違い
は、前記従来の構成に於いてビット拡散領域、或いはド
レイン領域はロード線又はゲート電極と溝側面或いは溝
側面のチャンネルストップ拡散領域の両方によって、そ
の平面周囲を囲われているのに対して、本発明の前記構
成に於いてはビット拡散領域或いはドレイン拡散領域
は、その平面周囲を絶縁膜を介してゲート電極のみによ
って、囲われていることにある。従って前者がトランス
ファゲート直下の溝側面近傍に付随するリーク電流を伴
う、或いはこれを防止するために溝側面にチャネルスト
ップ不純物層の形成によってトランスファゲートの電気
的特性にチャネル幅依存性の増大、基板バイアス依存性
の増大等の素子要素の微細化に弊害を伴っていた。これ
に対し、本発明に於いてはビット拡散領域の平面周囲を
ゲート電極単独で囲うので前記リーク電流からはフリー
である。本発明は前記構成に加えて、メモリセルの平面
形状を六角形にし、その構成要素を、六角形の中心から
周辺に向かって同心状に、ビット拡散領域→トランスフ
ァゲート→キャパシタ→素子絶縁部と配置し、さらにキ
ャパシタ、素子絶縁部を、それぞれ溝の側面と底面部に
形成したところに、その特徴がある。このようにするこ
とによって、1)素子絶縁部の面積を最小化した。素子
絶縁部は一般にメモリセルの周辺に位置するが、正六角
形の平面形状は周辺長を最小にできる隙間のない形状の
一つであるからである。2)キャパシタの平面面積をほ
ぼ0にすると共に、キャパシタを素子絶縁部の次ぎに最
外周部側に設けることによって周辺長はより長いので、
要求されるキャパシタ実面積に対して溝の深さを小さく
できる。3)ビット拡散領域、或いはドレイン拡散領域
をメモリセルの中心に配置することによって面積を最小
化でき、さらにビット線に付随するキャパシタンスを最
小化できた。これはセル情報の高速アクセスに有利であ
る。
<Operation> The present invention is free from the conventional problems due to the above configuration. That is, the major difference between the conventional technology and the structure of the present invention is that in the conventional structure, the bit diffusion region or the drain region is formed by both the load line or the gate electrode and the groove side surface or the channel stop diffusion region on the groove side surface. In the above configuration of the present invention, the bit diffusion region or the drain diffusion region is surrounded only by the gate electrode via the insulating film. It is in. Therefore, the former involves a leak current accompanying the vicinity of the groove side just below the transfer gate, or increases the channel width dependence on the electrical characteristics of the transfer gate by forming a channel stop impurity layer on the groove side to prevent this. There has been an adverse effect on miniaturization of element elements such as an increase in bias dependency. On the other hand, in the present invention, the periphery of the plane of the bit diffusion region is surrounded by the gate electrode alone, so that it is free from the leak current. According to the present invention, in addition to the above-described structure, the planar shape of the memory cell is made hexagonal, and its components are concentrically arranged from the center of the hexagon toward the periphery, and the bit diffusion region → transfer gate → capacitor → element insulating portion. This is characterized in that they are arranged, and furthermore, a capacitor and an element insulating portion are formed on the side and bottom surfaces of the groove, respectively. By doing so, 1) the area of the element insulating portion was minimized. The element insulating portion is generally located around the memory cell, but the regular hexagonal planar shape is one of the shapes without gaps that can minimize the peripheral length. 2) Since the planar area of the capacitor is substantially zero and the capacitor is provided on the outermost peripheral side next to the element insulating portion, the peripheral length is longer.
The groove depth can be made smaller than the required actual capacitor area. 3) By arranging the bit diffusion region or the drain diffusion region at the center of the memory cell, the area can be minimized, and the capacitance associated with the bit line can be minimized. This is advantageous for high-speed access of cell information.

<実施例> 本発明の一実施例を第1図、第2図(a)に示す。第
1図は本発明の一実施例のメモリセルアレイの平面構成
を概略的に示すもので、第2図(a)は第1図のA−A'
線断面図である。説明を容易にするために、同一の構成
要素は共通の番号で説明する。ここで、1はp型の半導
体基板、2はn型不純物拡散層(トランスファゲートの
ソース、ドレイン及び、キャパシタの電荷蓄積電極)、
2'はn+形不純物拡散層(ビット拡散領域)、3はp+形不
純物拡散層(溝底面部のチャネルストップ)、4はゲー
ト絶縁膜、6はゲート電極或いはワード線、7は溝に埋
め込んで使用されるDoped−poly−Si或いはpolicide等
の低抵抗材料(溝側面キャパシタのプレート電極及び溝
底面素子分離部のフィールドプレート)、8はAl等で形
成されるビート線で前記2'のn+形不純物拡散層とコンタ
クト窓5を介して電気的に接続される。9は溝側面キャ
パシタを構成するキャパシタ絶縁膜、10はSiO2等で形成
される層間絶縁膜である。ここでトランスファゲート電
極6はコンタクト窓5とビット拡散領域或いはドレイン
領域2'、2の平面周囲を正六角形の同心状に完全に囲っ
ている。ここで本実施例の製造方法の一例について簡単
に説明する。p型基板1にRIE等で溝7'をエッチングに
て形成した後に、溝側面にn形不純物層2をイオン注入
等で形成する。次に溝底面部にn形不純物層が形成され
ないように該溝底面部のみをRIE等によってエッチング
する。そして溝側面にはキャパシタ絶縁膜9を、溝底面
には素子分離用の絶縁膜を形成した後に、溝底面部だけ
にイオン注入することにより、3のp+形拡散層を形成す
る。次に溝7'をDoped−poly−Si或いはpolicide等の低
抵抗材料で埋め込み適度にエッチバックした後、SiO2
の層間絶縁膜をさらに埋め込みエッチバック等により平
坦化して10'を形成する。次に通常の工程にて、ゲート
酸化膜4を形成し、ワード線6を形成した後、ソース、
ドレインのn形拡散層2をイオン注入等により形成す
る。その後、層間絶縁膜10をCVD等で堆積し、コンタク
ト窓5をエッチングにより形成しn+不純物層2'をイオン
注入等により形成した後、ビット線8をAl等の低抵抗材
料にて通常の工程により形成する。本発明の他の実施例
を示す断面構造の概略図を第2図(b)に示す。ここで
前記実施例第2図(a)と異なる点は、前記p形基板の
代わりにp+形高濃度基板1'上にエピタキシャル成長等で
形成されたp形低濃度不純物層1''を形成して成ること
と、前記p+形拡散層のチャネルストップ3とその工程を
省いただけであり、他は同様であり説明は省くものとす
る。
Embodiment An embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 and 2 (a). FIG. 1 schematically shows a plan configuration of a memory cell array according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) is AA 'of FIG.
It is a line sectional view. For ease of explanation, the same components will be described with common numbers. Here, 1 is a p-type semiconductor substrate, 2 is an n-type impurity diffusion layer (source and drain of a transfer gate and a charge storage electrode of a capacitor),
2 'is an n + -type impurity diffusion layer (bit diffusion region), 3 is a p + -type impurity diffusion layer (channel stop at the bottom of the trench), 4 is a gate insulating film, 6 is a gate electrode or word line, and 7 is a trench. A low-resistance material such as Doped-poly-Si or policyide (a plate electrode of a trench side capacitor and a field plate of a trench bottom element isolation portion) used for embedding, 8 is a beat line formed of Al or the like, and It is electrically connected to the n + -type impurity diffusion layer via the contact window 5. Reference numeral 9 denotes a capacitor insulating film constituting a trench side surface capacitor, and reference numeral 10 denotes an interlayer insulating film formed of SiO 2 or the like. Here, the transfer gate electrode 6 completely concentrically surrounds the contact window 5 and the bit diffusion region or the drain region 2 ′, 2 in a plane and concentrically. Here, an example of the manufacturing method of the present embodiment will be briefly described. After forming a groove 7 'in the p-type substrate 1 by RIE or the like, an n-type impurity layer 2 is formed on the side surface of the groove by ion implantation or the like. Next, only the groove bottom is etched by RIE or the like so that an n-type impurity layer is not formed on the groove bottom. The capacitor insulating film 9 in the groove side, after forming the insulating film for element isolation in the trench bottom, by ion implantation only in the groove bottom portion, to form a p + -type diffusion layer 3. Then 'After moderately etched back embedded in low-resistance material such as Doped-poly-Si or Policide, flattened 10 by further buried etch back or the like of the interlayer insulating film such as SiO 2' groove 7 to form a. Next, in a normal process, a gate oxide film 4 is formed, and a word line 6 is formed.
The drain n-type diffusion layer 2 is formed by ion implantation or the like. After that, an interlayer insulating film 10 is deposited by CVD or the like, a contact window 5 is formed by etching, an n + impurity layer 2 ′ is formed by ion implantation or the like, and then the bit line 8 is formed of a normal resistance material such as Al. It is formed by a process. FIG. 2B is a schematic view of a cross-sectional structure showing another embodiment of the present invention. The difference from FIG. 2A is that a p-type low-concentration impurity layer 1 ″ formed by epitaxial growth or the like is formed on a p + -type high-concentration substrate 1 ′ instead of the p-type substrate. And the channel stop 3 of the p + -type diffusion layer and the process thereof are omitted. The other components are the same and will not be described.

<発明の効果> 以上述べてきた本発明の一実施例の結果を第3図に示
す。これはメモリセル周辺に形成した溝(トレンチ)の
深さと、セルキャパシタンス(Cs)との関係を示してお
り、前記従来技術の場合の第4図(d)と比較すると、
ほぼ同程度のメモリセル面積に対して、Tox=100Åの場
合、従来技術が約5μの深さを必要とするのに対し、本
実施例では約2μでよく、Tox=150Åの場合、従来技術
で約8μ、本実施例では約3μとほぼ2.5倍の改善が明
らかである。さらに本発明により従来技術と比較して既
に述べてきたように、セル間絶縁部及びトランスファゲ
ートに付随するリーク電流フリー且つ素子微小化の容易
性に加えて製造上の困難性を大幅に軽減できる高密度且
つ高速動作に有利なRAMの実現が可能となる。
<Effect of the Invention> FIG. 3 shows the results of the embodiment of the present invention described above. This shows the relationship between the depth of the trench (trench) formed around the memory cell and the cell capacitance (Cs). Compared with FIG. 4 (d) of the prior art,
In the case of Tox = 100 °, the conventional technique requires a depth of about 5 μ for almost the same memory cell area, whereas in the present embodiment, it may be about 2 μ, and in the case of Tox = 150 °, Approximately 2.5 μm, which is about 8 μm, and about 3 μm in this embodiment. Further, as described above in comparison with the prior art, the present invention can significantly reduce manufacturing difficulties in addition to leak current free and easy miniaturization of elements associated with an inter-cell insulating portion and a transfer gate. It is possible to realize a RAM which is advantageous for high-density and high-speed operation.

以上のように、本発明の説明はRAMに限定して為され
ているが1Tr1C型のメモリセルを含む凡ての電子素子或
いは電子装置に適用可能であることは言を待たない。
又、本発明の方法と装置の実施例が特定の半導体メモリ
の構造に関連して開示されているが、本発明の精神から
逸脱することなく技術的選択の結果として詳細の多くの
変更が可能であることが理解されるべきである。
As described above, the description of the present invention is limited to the RAM, but it is needless to say that the present invention is applicable to all electronic elements or electronic devices including 1Tr1C type memory cells.
Also, while embodiments of the method and apparatus of the present invention have been disclosed in connection with a particular semiconductor memory structure, many changes in detail may be made as a result of technical selection without departing from the spirit of the invention. It should be understood that

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

第1図は本発明の一実施例に於けるメモリセルの概略平
面図、第2図(a)(b)は第1図A−A'線の断面図、
第3図は本発明のセルキャパシタンス(Cs)−溝(トレ
ンチ)深さ特性を示す。第4図(a)−(d)は従来技
術を示したものであり、第4図(a)は概略平面図、
(b)は概略透視図、第4図(c)は第4図(a)のa
−a'線の概略断面図、第4図(d)はセルキャパシタン
ス(Cs)−溝(トレンチ)深さ特性を示した図である。 1……半導体基板、1'……高濃度半導体基板、 1''……低濃度不純物層、2……n形不純物層 (ソース、ドレイン、セルキャパシタ蓄積電極)、 2'……n+形不純物層(ビット拡散領域)、 3……p+不純物層、4……ゲート絶縁膜、 5……コンタクト窓、6……ゲート電極又はワード線、 7……セルキャパシタ・プレート電極、 8……ビット線、9……キャパシタ絶縁膜、 10……層間絶縁膜。
FIG. 1 is a schematic plan view of a memory cell in one embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views taken along the line AA 'of FIG.
FIG. 3 shows a cell capacitance (Cs) -groove (trench) depth characteristic of the present invention. 4 (a)-(d) show the prior art, FIG. 4 (a) is a schematic plan view,
(B) is a schematic perspective view, and FIG. 4 (c) is a in FIG. 4 (a).
FIG. 4D is a schematic cross-sectional view taken along line −a ′, showing cell capacitance (Cs) -groove (trench) depth characteristics. 1 ... Semiconductor substrate, 1 '... High-concentration semiconductor substrate, 1 "... Low-concentration impurity layer, 2 ... N-type impurity layer (source, drain, storage electrode for cell capacitor), 2' ... N + type Impurity layer (bit diffusion region), 3 ... p + impurity layer, 4 ... Gate insulating film, 5 ... Contact window, 6 ... Gate electrode or word line, 7 ... Cell capacitor plate electrode, 8 ... Bit line, 9 ... Capacitor insulating film, 10 ... Interlayer insulating film.

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】各々の平面形状が正六角形の単位セルの複
数が基板に密に配置されていることを特徴とするトラン
ジスタとキャパシタを含む該単位セルを有し、隣接の該
単位セル間を電気的に分離する素子分離領域と該キャパ
シタ領域との境界線において、該トランジスタのチャネ
ル領域での電流の流れと平行になる該境界線の少なくと
も一部を有することを特徴とするランダム・アクセス・
メモリ又は電子装置。
A plurality of unit cells each having a regular hexagonal planar shape are densely arranged on a substrate. The unit cell includes a transistor and a capacitor. A random access device having at least a part of a boundary between the element isolation region and the capacitor region to be electrically separated and parallel to a current flow in a channel region of the transistor;
Memory or electronic device.
【請求項2】各々の平面形状が正六角形の単位セルの複
数が基板に密に配置されていることを特徴とし、且つ、
複数の該単位セルが集積されたセルアレイ内のビット線
の配線方法に於いて、該ビット線は該正六角形に設定さ
れて形成されたコンタクトを介して該単位セル間を接続
して成ることを特徴とするランダム・アクセス・メモリ
又は電子装置。
2. A plurality of unit cells each having a regular hexagonal planar shape are densely arranged on a substrate, and
In a wiring method of a bit line in a cell array in which a plurality of the unit cells are integrated, the bit lines may be formed by connecting the unit cells through contacts formed in the form of a regular hexagon. Characteristic random access memory or electronic device.
【請求項3】ビット線が互いに隣接しない該単位セル間
を接続して成ることを特徴とする特許請求の範囲第一項
又は第二項記載の電子装置。
3. The electronic device according to claim 1, wherein the bit lines connect the unit cells that are not adjacent to each other.
【請求項4】該単位セルは少なくとも1トランジスタ1
キャパシタの素子を含む特許請求の範囲第二項又は第三
項記載のランダム・アクセス・メモリ又は電子装置。
4. The unit cell includes at least one transistor.
4. A random access memory or electronic device according to claim 2 or 3, including a capacitor element.
【請求項5】該単位セルは該基板の表面の該正六角形の
中心に備えられたビット拡散領域を、該ビット拡散領域
の外周に順次配置されとトランスファゲート、電荷蓄積
キャパシタ及び素子分離領域をそれぞれ連続して有し、
さらに、該単位セルは、該基板の表面の該正六角形の外
周に沿って掘られた、セルアレイ内で或る幅を有するト
レンチの一部を;該電荷蓄積キャパシタの一方の電極と
して、該トレンチの側面に形成された、該基板とは反対
導電型の不純物拡散層を;該不純物拡散層に隣接して形
成されたキャパシタ絶縁膜を;該トレンチの底面に、隣
接の該単位セル間の電気的分離に寄与する該素子分離領
域の一部として形成された、該基板と同導電型の高濃度
ドープ領域を;該高濃度ドープ領域に隣接して形成され
た分離絶縁膜を;且つ、該素子分離領域のトレンチ底部
フィールドプレート及び該電荷蓄積キャパシタのもう一
方の電極として、該トレンチを埋め込み平坦化し該キャ
パシタ絶縁膜と該分離絶縁膜の上に形成された例えばド
ープトポリシリコン等のような低抵抗材料を;含むこと
を特徴とする該単位セルを含む特許請求の範囲第一項又
は第二項又は第三項又は第四項記載のランダム・アクセ
ス・メモリ又は電子装置。
5. A unit cell comprising: a bit diffusion region provided at the center of the regular hexagon on the surface of the substrate; and a transfer gate, a charge storage capacitor, and a device isolation region arranged in order on the outer periphery of the bit diffusion region. Each has a continuous,
Further, the unit cell includes a part of a trench having a width in a cell array, dug along a periphery of the regular hexagon on a surface of the substrate; and forming the trench as one electrode of the charge storage capacitor. An impurity diffusion layer of a conductivity type opposite to that of the substrate formed on the side surface of the substrate; a capacitor insulating film formed adjacent to the impurity diffusion layer; A heavily doped region of the same conductivity type as the substrate, formed as a part of the element isolation region contributing to the optical isolation; an isolation insulating film formed adjacent to the heavily doped region; The trench bottom field plate of the element isolation region and the other electrode of the charge storage capacitor are filled with the trench and flattened, and the capacitor insulating film and the doped polysilicon formed on the isolation insulating film, for example. The low resistance material, such as etc .; include the unit paragraph following claims, including cell or paragraph 2 or 3 or a random access memory or electronic apparatus paragraph wherein.
【請求項6】ランダム・アクセス・メモリ又は電子装置
の製法において、(a)p型基板にエッチングによって
トレンチ(溝)を形成する工程;(b)該トレンチの側
面のn型不純物層を第一キャパシタ電極として形成する
工程;(c)該n型不純物層の一部を該トレンチ底部か
ら除去するために該トレンチの底部をエッチングする工
程;(d)該トレンチの該側面の該n型不純物層に隣接
するキャパシタ絶縁膜と該トレンチの該底部に隣接する
素子分離絶縁膜を形成する工程;(e)該トレンチの該
底部に該素子分離絶縁膜を通してp+型拡散層を形成する
工程;(f)該トレンチを第二キャパシタ電極としての
低抵抗材料で埋め込む工程;(g)平坦化のために該低
抵抗材料の上に第一層間絶縁膜を形成する工程;(h)
該基板の表面の一部にゲート絶縁膜を形成する工程;
(i)ゲート電極或いはワード線を該ゲート絶縁膜と該
第一層間絶縁膜の上に形成する工程;(j)n型拡散層
をソース又はドレインとして形成する工程;(k)第二
層間絶縁膜を該ワード線と該n型拡散層の上に形成する
工程;(l)該第二層間絶縁膜を通して該n型拡散層ま
で達するコンタクト窓を形成する工程;(m)該n型拡
散層内にn+型不純物層をビット拡散領域として形成する
工程;且つ、(n)該第二層間絶縁膜上に且つ該窓を通
して該ビット拡散領域まで達する低抵抗材料からなるビ
ット線を形成する工程;を含むことを特徴とするランダ
ム・アクセス・メモリ又は電子装置の製造方法。
6. A method of manufacturing a random access memory or an electronic device, comprising: (a) forming a trench (groove) by etching in a p-type substrate; (b) forming an n-type impurity layer on a side surface of the trench by a first step. (C) etching the bottom of the trench to remove a portion of the n-type impurity layer from the bottom of the trench; (d) the n-type impurity layer on the side surface of the trench Forming a capacitor insulating film adjacent to the trench and an element isolation insulating film adjacent to the bottom of the trench; (e) forming a p + -type diffusion layer through the device isolation insulating film at the bottom of the trench; f) filling the trench with a low-resistance material as a second capacitor electrode; (g) forming a first interlayer insulating film on the low-resistance material for planarization; (h)
Forming a gate insulating film on a part of the surface of the substrate;
(I) forming a gate electrode or a word line on the gate insulating film and the first interlayer insulating film; (j) forming an n-type diffusion layer as a source or a drain; Forming an insulating film on the word line and the n-type diffusion layer; (l) forming a contact window reaching the n-type diffusion layer through the second interlayer insulating film; (m) the n-type diffusion Forming an n + -type impurity layer as a bit diffusion region in the layer; and (n) forming a bit line made of a low-resistance material on the second interlayer insulating film and reaching the bit diffusion region through the window. A method of manufacturing a random access memory or an electronic device.
【請求項7】ランダム・アクセス・メモリ又は電子装置
の製法において、(a)基板に形成されたp+型不純物層
の上にp型エピタキシャル層を形成する工程;(b)該
p型エピタキシャル層を経て該p+型不純物層に達するト
レンチをエッチングによって形成する工程;(c)該ト
レンチの側面にn型不純物層を第一キャパシタ電極とし
て形成する工程;(d)該トレンチの底部をエッチング
して該n型不純物層の一部を該底部から除去する工程;
(e)該トレンチの該側面の該n型不純物層の上にキャ
パシタ絶縁膜と該トレンチの該底部の上に素子分離絶縁
膜とを形成する工程;(f)該トレンチを第二キャパシ
タ電極としての低抵抗材料で埋め込む工程;(g)第一
層間絶縁膜を該第二キャパシタ電極の上に形成して平坦
化する工程;(h)ゲート絶縁膜を該基板の表面の一部
に形成する工程:(i)該ゲート絶縁膜と該第一層間絶
縁膜の上にゲート電極或いはワード線を形成する工程;
(j)n型拡散層をソース又はドレインとして形成する
工程;(k)第二層間絶縁膜を該ワード線と該n型拡散
層の上に形成する工程;(l)該第二層間絶縁膜を通っ
て該n型拡散層に達するコンタクト窓を形成する工程;
(m)該n型拡散層内にn+型不純物層をビット拡散領域
として形成する工程;且つ、(n)該第二層間絶縁膜上
に該窓を経て該ビット拡散領域に達する低抵抗材料から
なるビット線を形成する工程;を含むことを特徴とする
ランダム・アクセス・メモリ又は電子装置の製造方法。
7. A method of manufacturing a random access memory or an electronic device, wherein: (a) forming a p-type epitaxial layer on a p + -type impurity layer formed on a substrate; (b) said p-type epitaxial layer etching the bottom of the (d) the trench; forming a n-type impurity layer on the side surface of the (c) the trench as the first capacitor electrode; and after the step of forming by etching a trench reaching the p + -type impurity layer Removing a part of the n-type impurity layer from the bottom portion by using the method;
(E) forming a capacitor insulating film on the n-type impurity layer on the side surface of the trench and an element isolation insulating film on the bottom of the trench; (f) using the trench as a second capacitor electrode (G) forming a first interlayer insulating film on the second capacitor electrode and flattening; (h) forming a gate insulating film on a part of the surface of the substrate (I) forming a gate electrode or a word line on the gate insulating film and the first interlayer insulating film;
(J) a step of forming an n-type diffusion layer as a source or a drain; (k) a step of forming a second interlayer insulating film on the word line and the n-type diffusion layer; (l) the second interlayer insulating film Forming a contact window reaching the n-type diffusion layer through
(M) forming an n + -type impurity layer as a bit diffusion region in the n-type diffusion layer; and (n) a low-resistance material reaching the bit diffusion region through the window on the second interlayer insulating film. Forming a bit line consisting of: a method for manufacturing a random access memory or an electronic device.
【請求項8】該単位セルは該基板の表面の該正六角形の
中心に備えられたビット拡散領域を、該ビット拡散領域
の外周に順次配置された該トランジスタ(トランスファ
ゲート)、該キャパシタ(電荷蓄積キャパシタ)及び素
子分離領域をそれぞれ連続して有することを特徴とし、
且つ該ビット拡散領域或いは該トランジスタのソース又
はドレイン拡散領域の平面周囲は絶縁膜を介して該トラ
ンジスタのゲート電極のみによって囲われている特許請
求の範囲第一項又は第二項又は第三項又は第四項記載の
ランダム・アクセス・メモリ又は電子装置。
8. The unit cell includes a bit diffusion region provided at the center of the regular hexagon on the surface of the substrate, and a transistor (transfer gate) and a capacitor (charge) arranged sequentially on the outer periphery of the bit diffusion region. Storage capacitor) and an element isolation region, each being continuous.
The first or second or third or third aspect, wherein the periphery of a plane of the bit diffusion region or the source or drain diffusion region of the transistor is surrounded by only a gate electrode of the transistor via an insulating film. A random access memory or electronic device according to claim 4.
【請求項9】一導電型の基板;各々の平面形状が正六角
形の単位セルの複数の該基板に密に配置されていること
を特徴とする少なくとも1トランジスタ1キャパシタの
素子を含む該単位セル;該基板の表面の該正六角形の中
心に備えられた第一の拡散層;該第一の拡散層の外周に
順次配置された該トランジスタ、該キャパシタ及び第二
の拡散層をそれぞれ連続して有する該単位セル;さら
に、該単位セルは、該基板の表面の該正六角形の外周に
沿って掘られた、多数の該単位セルを密に集積したセル
アレイ内で或る幅を有するトレンチ(溝)の一部;該キ
ャパシタの一方の電極として、該トレンチの側面に形成
された、第三の拡散層;該第三の拡散層に隣接して形成
された第一の絶縁膜;該トレンチの底面に、隣接の該単
位セル間で接続している該第二の拡散層;該第二の拡散
層に隣接して形成された第二の絶縁膜;且つ、該トレン
チを埋め込み平坦化し該第一の絶縁膜と該第二の絶縁膜
の上に形成された例えばドープポリシリコン等のような
低抵抗材料;を含むことを特徴とする該単位セルを含む
ランダム・アクセス・メモリ又は電子装置。
9. A unit cell including at least one transistor and one capacitor element, wherein said unit cell is a substrate of one conductivity type, each of which is densely arranged on a plurality of said unit cells having a planar shape of a regular hexagon. A first diffusion layer provided at the center of the regular hexagon on the surface of the substrate; the transistor, the capacitor, and the second diffusion layer which are sequentially arranged on the outer periphery of the first diffusion layer; The unit cell having a trench having a certain width in a cell array in which a large number of the unit cells are densely formed, dug along the outer periphery of the regular hexagon on the surface of the substrate; Part); a third diffusion layer formed on one side of the trench as one electrode of the capacitor; a first insulating film formed adjacent to the third diffusion layer; On the bottom surface, connect between adjacent unit cells The second diffusion layer; a second insulation film formed adjacent to the second diffusion layer; and filling and flattening the trench to cover the first insulation film and the second insulation film. A random access memory or an electronic device including the unit cell, comprising: a low resistance material such as, for example, doped polysilicon formed on the substrate;
【請求項10】該第一の拡散層が該一導電型とは異なる
導電型である特許請求の範囲第九項記載のランダム・ア
クセス・メモリ又は電子装置。
10. The random access memory or electronic device according to claim 9, wherein said first diffusion layer is of a conductivity type different from said one conductivity type.
【請求項11】該第二の拡散層が該一導電型と同じ導電
型である特許請求の範囲第十項又は第九項記載のランダ
ム・アクセス・メモリ又は電子装置。
11. The random access memory or electronic device according to claim 10, wherein said second diffusion layer is of the same conductivity type as said one conductivity type.
【請求項12】該第三の拡散層が該一導電型とは異なる
導電型である特許請求の範囲第十一項又は第十項又は第
九項記載のランダム・アクセス・メモリ又は電子装置。
12. The random access memory or electronic device according to claim 11, wherein said third diffusion layer is of a conductivity type different from said one conductivity type.
【請求項13】多数のビット線が行方向に多数の該単位
セルを配線し、多数のワード線が列方向に絶縁膜を介し
て該ビット線に交差して該多数の該単位セルを配線して
いる特許請求の範囲第一項乃至第五項又は第八項乃至第
十二項の前各請求項のいずれかに記載のランダム・アク
セス・メモリ又は電子装置。
13. A large number of bit lines interconnect a large number of said unit cells in a row direction, and a large number of word lines intersect said bit lines in a column direction via an insulating film to interconnect said large number of said unit cells. A random access memory or an electronic device according to any one of claims 1 to 5 or 8 to 12, which claims.
【請求項14】該ワード線が該トランスファゲート又は
該トランジスタのゲート電極と同一か又は該ゲート電極
と接続している特許請求の範囲第十三項記載のランダム
・アクセス・メモリ又は電子装置。
14. The random access memory or electronic device according to claim 13, wherein said word line is the same as or connected to a gate electrode of said transfer gate or said transistor.
【請求項15】該ビット線が該ビット拡散領域又は該第
一の拡散層と接続している特許請求の範囲第十四項又は
十三項記載のランダム・アクセス・メモリ又は電子装
置。
15. The random access memory or electronic device according to claim 14, wherein said bit line is connected to said bit diffusion region or said first diffusion layer.
【請求項16】各々の平面形状が正六角形の単位セルの
複数が基板に密に配置されているセルアレイを有する該
基板の表面の該正六角形の外周に沿って溝(トレンチ)
を形成し、少なくとも該溝底面を含む領域に第二の絶縁
膜を形成する工程と;少なくとも該溝の側面を含む領域
に第一の絶縁膜を形成する工程と;該第一の絶縁膜に隣
接して低抵抗材料を形成することにより、該溝底部にお
いて少なくとも一方の電極が電気的に分離された二個以
上のキャパシタを、少なくとも該溝の側面を含む領域に
形成する工程;とを含むことを特徴とするランダム・ア
クセス・メモリ又は電子装置の製造方法。
16. A trench along a periphery of a regular hexagon on a surface of a substrate having a cell array in which a plurality of unit cells each having a regular hexagonal planar shape are densely arranged on the substrate.
Forming a second insulating film at least in a region including a bottom surface of the groove; forming a first insulating film in a region including at least a side surface of the groove; Forming two or more capacitors in which at least one electrode is electrically separated at the bottom of the groove by forming a low-resistance material adjacently, in a region including at least a side surface of the groove. A method for manufacturing a random access memory or an electronic device.
【請求項17】該単位セル当たりの配線数が該ワード線
が1本該ビート線が2本であるか又は該ワード線が1本
該ビット線が1本であり、該単位セル当たりの配線接続
数がそれぞれ該ワード線が1本該ビット線が1本である
特許請求の範囲第十三項又は第十四項又は第十五項記載
のランダム・アクセス・メモリ又は電子装置。
17. The number of wirings per unit cell is one for the word line or two for the beat line or one for the word line and one for the bit line. 16. The random access memory or electronic device according to claim 13, wherein the number of connections is one for the word line and one for the bit line.
【請求項18】隣接する該ビット線が互いに層間絶縁膜
を介して異なる層に形成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第十七項又は第十三項又は第十四項又は第
十五項記載の電子装置又はランダム・アクセス・メモ
リ。
18. The method according to claim 17, wherein said adjacent bit lines are formed in different layers via an interlayer insulating film. An electronic device or a random access memory according to claim 15.
【請求項19】単位セルの複数が基板に密に配置されて
いるセルアレイを有する該基板の該単位セルの外周に沿
ってトレンチ(溝)を形成して成るランダム・アクセス
・メモリ又は電子装置の製法において、(a)該基板の
一導電型不純物層にエッチングによって該トレンチ
(溝)を形成する工程;(b)該トレンチの側面の二導
電型不純物層を第一キャパシタ電極として形成する工
程;且つ、(c)該二導電型不純物層の一部を該トレン
チ底部から除去するために該トレンチの底部をエッチン
グする工程;を少なくとも含むことを特徴とするランダ
ム・アクセス・メモリ又は電子装置の製造方法。
19. A random access memory or electronic device comprising a cell array in which a plurality of unit cells are densely arranged on a substrate, wherein a trench is formed along an outer periphery of the unit cell of the substrate. In the manufacturing method, (a) a step of forming the trench (groove) in the one-conductivity-type impurity layer of the substrate by etching; (b) a step of forming a two-conductivity-type impurity layer on a side surface of the trench as a first capacitor electrode; And (c) etching the bottom of the trench to remove a part of the impurity layer of the two conductivity type from the bottom of the trench. Method.
【請求項20】該一導電型と該二導電型とが互いに異な
る導電型である特許請求の範囲第十九項記載のランダム
・アクセス・メモリ又は電子装置の製造方法。
20. The method for manufacturing a random access memory or an electronic device according to claim 19, wherein said one conductivity type and said two conductivity types are different conductivity types from each other.
【請求項21】多数の該単位セルを集積したセルブロッ
ク内の最外周で該トレンチの幅が該セルアレイ内のその
幅よりも大きく形成して成ることを特徴とする特許請求
の範囲第十九項又は第二十項記載のランダム・アクセス
・メモリ又は電子装置の製造方法。
21. The method according to claim 19, wherein the width of the trench is formed larger than the width of the cell array in the outermost periphery in the cell block in which a large number of the unit cells are integrated. 21. A method for manufacturing a random access memory or an electronic device according to item 20 or 20.
【請求項22】1トランジスタ1キャパシタ型のランダ
ム・アクセス・メモリであることを特徴とする第一項乃
至第二十一項の前各請求項のいずれかに記載の電子装置
又はランダム・アクセス・メモリ或いはランダム・アク
セス・メモリ又は電子装置の製造方法。
22. An electronic device or a random access memory according to claim 1, wherein said electronic device is a one-transistor one-capacitor random access memory. Manufacturing method of memory or random access memory or electronic device.
【請求項23】該正六角形が六角形であることを特徴と
する特許請求の範囲第十六項又は第二十二項記載のラン
ダム・アクセス・メモリ又は電子装置の製造方法。
23. The method for manufacturing a random access memory or an electronic device according to claim 16, wherein said regular hexagon is a hexagon.
【請求項24】該正六角形が六角形であることを特徴と
する特許請求の範囲第一項乃至第五項又は第八項乃至第
十五項又は第十七項又は第十八項又は第二十二項の各請
求項のいずれかに記載のランダム・アクセス・メモリ又
は電子装置。
24. A method according to claim 1, wherein said regular hexagon is a hexagon. A random access memory or an electronic device according to any of the claims 22.
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