JPH01292851A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH01292851A
JPH01292851A JP63123136A JP12313688A JPH01292851A JP H01292851 A JPH01292851 A JP H01292851A JP 63123136 A JP63123136 A JP 63123136A JP 12313688 A JP12313688 A JP 12313688A JP H01292851 A JPH01292851 A JP H01292851A
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Japan
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buried layer
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memory cell
type diffusion
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Akira Tamakoshi
晃 玉越
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体記憶装置に関し、特に、ダイナミック型
ランダムアクセスメモリ (DRAM)に関する。
〔従来の技術〕
従来のDRAMの断面図を第7図にN−チャンネルトラ
ンジスタで形成した場合を示す。P型半導体基板1上に
ビット線8に接続されたN+領域2と情報を蓄積するキ
ャパシタの一方の電極領域となるN+領域3が形成され
N+領域3上には、容量絶縁膜4を介してキャパシタ用
対向電極6が多結晶シリコンで形成されている。また基
板1上には絶縁膜を介してワード線7,7′に接続され
た電極がN+領域2,3とは整合的に形成され、この電
極とN+領域2,3とはMO8構造のトランジスタを構
成している。
情報の書き込み時は、ワード線(ゲート電極)7が選択
高レベル(Hi g h)の電位となり、ゲート電極直
下の基板表面に反転層が形成され、N+領域2と3を導
通し、ビット線8のHi g hまたは低レベル(Lo
w)に対応した電化がキャパシタに書き込まれる。そし
て、次の情報保持状態ではゲート電極7がLowとなり
、N+領域2と3は非導通となってキャパシタに蓄積さ
れた電荷は保持されたままとなる。読み出し時では、再
びゲート電極7がHi g hとなりN+領域2と3と
が導通し、キャパシタのHi ghまたはLowに対応
した電荷がビット線に読み出される。上記の様に1つの
メモリセルで1個のトランジスタと1個のキャパシタが
形成されるが第7図ではN+領域2を共有する2つのメ
モリセルが示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のDRAM型メモリセルでは、情報を蓄積
するキャパシタを形成するため、対極となる対向電極6
を形成しなければならない。ところが、チップの高集積
化、高密度化が進むと、必然的にメモリセルサイズも縮
小させなければならず、そのためキャパシタ面積も減少
させなければならなくなる。そのため、従来と同等のキ
ャパシタ容量を保たせるため、情報となる電荷が蓄積さ
れるN+領域3と対向電極6の間に形成される容量絶縁
膜4を薄くしなければならなくなるが、その結果、容量
絶縁膜の耐圧の低下またトンネル効果による情報電荷の
リーク現象などの信頼性上の問題が顕著になってくる。
その他、キャパシタにHighレベルの情報が蓄積され
た場合、α線照射により正電荷がリークし、Lowレベ
ルに反転してしまういわゆるソフトエラーの問題がある
またDRAM特有の問題として、キャパシタに蓄積され
た情報でHi g hレベルの情報は時間の経過と共に
基板との接合部を通して基板にリークしていくため、書
き込み動作によりセルに蓄積された情報は、その保持の
ため周期的に同一情報を書きこむ動作いわゆるリフレッ
シュ動作が必要となる。従来のDRAMでは上記の様な
種々の問題点が存在する。
〔目的〕
本発明の目的は、上記のような問題点を取り除き、良好
な情報の蓄積を可能とするDRAMを提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のDRAMのメモリセルは、情報伝達用ビット線
と、ビット線と接続され、基板と反対導電型の第1の領
域と、この領域と同導電型で情報の蓄積を行なう第2の
領域と、これら2つの領域と絶縁膜を介して形成され、
ワード線に接続された電極と、第2の領域直下に形成さ
れた反対導電型の第3の領域と少なくともメモリセルの
形成される領域の半導体基板中に反対導電型の埋込層と
を有する。この第3の領域と埋込層とは、互いにHi 
ghレベルが印加されたときのみ夫々の空乏層が重なり
合う最大の距離だけ離間して形成するようにしても、ま
た、各メモリセル毎に埋込層を個別に設け、第3の領域
によって第2の領域と埋込層とが電気的に接続しても良
い。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は、P型基板を用いた場合の本発明の一実施例を
示すメモリセルの縦断面図である。P型半導体基板1中
にはN+型不純物による埋込層9が形成されている。P
型ウェル11にはビット線8に接続されたN+型拡散領
域2が形成されており、同様に情報蓄積領域となるN+
型拡散領域3が形成されている。ワード線7の一部がN
+型拡散領域2,3とは整合的に形成され、N+拡散領
域2゜3およびワード線(ゲート電極)7でMOS型の
メモリセルトランジスタが構成されており、ゲート電極
7がビット線8の情報に直結するN+拡散領域2と、情
報蓄積領域となるN+拡散領域3との導通状態をスイッ
チするためのトランスファーゲートの役割をする。N+
型の不純物拡散領域3′がN+拡散領域3直下に基板深
く設けられていて、エピタキシャル成長によって形成さ
れたN+型の埋込層9とは、約3〜4μm程度間隔10
を有している。この間隔10の距離はN+拡散領域3お
よび3′と埋込層9の電位が共にHi ghレベルにな
ったときのみ開領域からの空乏層が重なる値に対応して
いる。
上記のメモリセルな構成する半導体プロセスはバイポー
ラトランジスタと0MO8)ランジスタを組み合せたB
i−0MO8と呼ばれるプロセスで設計することが可能
である。B1−CMOSプロセスを用いた周辺回路の断
面図の例を第3図に示す。P型半導体基板1上にバイポ
ーラトランジスタCとPチャネルMO3)ランジスタd
、NチャネルMO8)ランジスタeが形成されており、
これらは、通常のEi−CMOSプロセスによって同時
に形成される。すなわち、P型半導体基板1上にN+エ
ピタキシャル層を成長させて埋込層9とし、N+ウェル
12となるエピタキシャル層を成長させる。P型ウェル
11となるエピタキシャル層を成長させた後、各素子領
域を分離するためP+分離領域16を形成する。その後
、バイポーラトランジスタC1PチヤネルMOSトラン
ジスタd、NチャネルMO3)ランジスタeの各能動領
域をイオン注入法等を用いて形成して各領域に電極を形
成する。このBi−0MO8のエピタキシャル成長工程
やイオン注入工程等の素子形成工程をそのまま利用して
本発明の半導体装置を容易に製造することができる。
次に第1図のメモリセルの動作を説明する。書き込み時
のワード線選択により複数形成されているワード線7,
7′のうち1本がHi ghレベルになると、そのワー
ド線につながるゲート電極7直下のP型ウェル11表面
に反転層が形成され、ビット線8につながるN+拡散領
域2とN+拡散領域3が導通する。この状態のときビッ
ト線8に表れるHighまたはLowの電位レベルによ
り、N+拡散領域3はHi g hまたはLowの電位
レベルになり、このときN+拡散領域3につながるN+
拡散領域3′は、Hi g hレベルのときは直下の間
隔10に空乏層が広がった状態となり、Lowレベルの
ときは空乏層が伸びていない状態となる。このとき、N
+埋込層9の電位をLowからHi ghレベルになる
ように変化させると、埋込層9の上面のP型ウェル11
に空乏層が広がった状態になる。そのためN+不純物層
3′がHi ghレベルならば、N+拡散領域3′と埋
込層9の間隔10は双方の空乏層が重なった状態になり
パンチスルーが起こり、双方は導通状態となって間隔1
0と埋込層9にHighの情報が蓄積されたこととなる
。また、N+拡散領域3′がLowレベルならば間隔1
0で空乏層はつながらず非導通状態となる。その結果、
メモリセルの情報は保持状態になりゲート電極7がLo
wレベルになってもN+拡散領域3にHi g hまた
はLowの情報が恒常的に保持されることになる。
この書き込み時の論理変化を表したものが第2図のaの
部分で、ワード線電位WLをHi g hレベルにして
書込み可能状態とし、ビット線電位Bに現われているレ
ベルがN+拡散領域3,3′に伝わる。このとき埋込層
電位EをLowからHighへ変化させるとビット線8
のHi g hレベルが保持される。読み出し時には第
2図すのようにビット線電位BをHighにし、ワード
線電位WLをHighにする直前に埋込層の電位EをL
owにすることにより、メモリセルがHi g hレベ
ルの情報でのパンチスルーの状態をOFFしてN+拡散
領域3,3′に保持されているH i g hの電位を
読み出す。次の書き込み時には、埋込層の電位EはLo
wレベルなのでビット線8にLowの情報が現われても
書き込みが可能である。
第4図は本発明の実施例2の縦断面図である。
図中前回と同一番号は同一の構成要素を示している。本
実施例ではN+埋込層9は個々のメモリセル毎に独立に
形成されセルのトランジスターのN+拡散領域3とN+
拡散領域3′を介して接続されているため、N+埋込層
9とP型基板によって形成される接合部がセルのキャパ
シターとして働く。
この実施例では実施例1で必要であったN+埋込層9と
N+不純物層3′の間隔10の制御が必要でなくなるた
め、形成が容易となる利点がある。
しかしこの実施例では、Highレベルの電荷を供給す
るための供給源の役割をするものが存在しないため従来
と同様のリフレッシュの動作が必要となる。
上記実施例の他に、従来同様セルのキャパシターの対向
電極を形成したものが考えられる。第5図では、基板中
のN+埋込層9は実施例1と同様にセルのHighレベ
ルを保証するための電位変化をさせており、またセルキ
ャパシターの対向電極6を形成させることによりセル情
報の読み出し時におけるLowレベルの充分なマージン
を保証している。
第6図ではN+埋込層9は個々のメモリセル毎に独立分
離されておりセルキャパシタの一部を形成している。即
ちメモリセルのキャパシタは容量絶縁膜4を介して電極
6との間及びN+埋込み層で形成されるためキャパシタ
領域は従来より縮小することが可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明のメモリセルは従来のキャパ
シタ形成用の対向電極形成プロセスを消去し、別にメモ
リセルと基板間のセルアレイ全面に形成される埋込層に
よってセルにパンチスルーによる電荷供給源を設けるこ
とによりキャパシタ形成用のための面積が縮小でき高集
積化が測れる。
また、キャパシタ形成用の高精度の容量絶縁薄膜の形成
が省略され、容量間の耐圧低下、トンネルリーク現象が
解決され、製造工程が簡単化される。
またセル情報の書込みから読出しまでの期間は、情報が
恒常的に保持されるため、リフレッシュ動作が必要でな
くなりソフトエラーの問題もなくなるという効果がある
上記埋込層を個々のメモリセル毎に独立に形成し、変わ
りにキャパシタ領域として形成させることにより上記同
様高集積化プロセスの簡単化が測れる。
また、従来通りのキャパシタ対向電極の形成も可能であ
り、この場合、従来程のキャパシタ面積、及び薄い容量
絶縁の形成は不要となり高集積化プロセスの簡単化が測
れる。
【図面の簡単な説明】
m1図は本発明のメモリセルの1実施例の縦断縦断面図
、第7図は従来型のメモリセルの縦断面図である。 1・・・・・・P型半導体基板、2・・・・・・ドレイ
ンN+拡散層、3,3′・・・・・・ソースN+拡散層
、4・・・・・・容量絶縁膜、5・・・・・・フィール
ド絶縁膜、6・・・・・・キャパシター用対向電極、7
,7′・・・・・・ワード線(ゲート電極)、7″・・
・・・・ゲート電極、8・・・・・・ビット線、9・・
・・・・N+埋込層、10・・・・・・間隔(パンチス
ルー形成領域)、11・・・・・・P型ウェル、12・
・・・・・N型ウェル、13・・・・・・P+ベース領
[14・・・・・・N+領領域N型ウェルコンタクト)
、15・・・・・・P+拡散層、16・・・・・・P+
分離領域。 代理人 弁理士  内 原   音 節 l 図 第 2 図 $ 3 回 半 4’m 第 5 肥 茅 zTgJ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一導電型の半導体基板中に形成された逆導電型の埋
    込層と、前記半導体基板表面に形成されビット線に接続
    された逆導電型の第1の領域と、前記半導体基板表面で
    該第1の領域と離れて形成された逆導電型の第2の領域
    と、該第1および第2の領域間の基板表面上に絶縁膜を
    介して形成され、ワード線に接続されたゲート電極と、
    前記第2の領域の下部に接触し、かつ該第2の領域より
    も深く形成された逆導電型の第3の領域とを備えたメモ
    リセルを有することを特徴とする半導体記憶装置。 2、前記第3の領域と前記埋込層とは、夫々高レベル状
    態の時のみに夫々の空乏層が重なり合う最大の距離だけ
    離間して形成されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の半導体記憶装置。 3、前記埋込層が各メモリセルごとに互いに電気的に絶
    縁されて設けられ、前記第3の領域が該埋込層と電気的
    に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の半導体記憶装置。
JP63123136A 1988-05-20 1988-05-20 半導体記憶装置 Expired - Lifetime JPH07101733B2 (ja)

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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5492079A (en) * 1977-12-28 1979-07-20 Sharp Corp Dynamic mos transistor memory
JPS5539688A (en) * 1978-09-14 1980-03-19 Nec Corp Integrated circuit device of semiconductors
JPS55146956A (en) * 1979-05-02 1980-11-15 Fujitsu Ltd Semiconductor element having function for avoiding generation of soft error due to alpha ray
JPS5687359A (en) * 1979-12-19 1981-07-15 Fujitsu Ltd Manufacture of one transistor type memory cell
JPS613441A (ja) * 1984-06-15 1986-01-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JPS62274772A (ja) * 1986-05-23 1987-11-28 Hitachi Ltd 半導体記憶装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5492079A (en) * 1977-12-28 1979-07-20 Sharp Corp Dynamic mos transistor memory
JPS5539688A (en) * 1978-09-14 1980-03-19 Nec Corp Integrated circuit device of semiconductors
JPS55146956A (en) * 1979-05-02 1980-11-15 Fujitsu Ltd Semiconductor element having function for avoiding generation of soft error due to alpha ray
JPS5687359A (en) * 1979-12-19 1981-07-15 Fujitsu Ltd Manufacture of one transistor type memory cell
JPS613441A (ja) * 1984-06-15 1986-01-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JPS62274772A (ja) * 1986-05-23 1987-11-28 Hitachi Ltd 半導体記憶装置

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