JPH01302851A - Structure of memory cell of semiconductor memory - Google Patents
Structure of memory cell of semiconductor memoryInfo
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/31—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要]
特に、メモリキャパシタを有するDRAM等の半導体メ
モリのメモリセル構造に関し、メモリキャパシタの形状
設計を容易にしつつ、製造工程を容易化することを目的
とし、基板上に作り込まれたアクセストランジスタのド
レイン領域に接触する接触部および基板上に敷設された
ビット線を越えて該接触部から基板面直上に引き出され
た引き出し部を有する引き出し電極と、一方の電極の一
部が該引き出し部に接触するメモリキャパシタと、を備
えて構成している。[Detailed Description of the Invention] [Summary] In particular, with regard to the memory cell structure of a semiconductor memory such as a DRAM having a memory capacitor, the present invention aims to facilitate the shape design of the memory capacitor and to simplify the manufacturing process. an extraction electrode having a contact portion that contacts the drain region of an access transistor formed thereon and an extraction portion that extends directly above the substrate surface from the contact portion beyond the bit line laid on the substrate; and one electrode. a memory capacitor, a portion of which is in contact with the lead-out portion.
本発明は、半導体メモリのメモリセル構造に関し、特に
、メモリキャパシタを有するDRAM等の半導体メモリ
のメモリセル構造に関する。The present invention relates to a memory cell structure of a semiconductor memory, and particularly to a memory cell structure of a semiconductor memory such as a DRAM having a memory capacitor.
近時、微細加工技術をはじめ、回路技術やセル構造の開
発、改良などさまざまな技術開発がなされた結果、半導
体メモリ、特に、DRAMはその集積度を著しく向上さ
せてきた。一般に、集積度の向上は、セル面積の縮小化
を招き、蓄積容量の減少やソフトエラーに対する脆弱性
などを誘引するので、Si基板表面に平坦なキャパシタ
を形成するいわゆるプレーナ形のセル構造では、大容量
化に限界があった。In recent years, as a result of various technological developments such as microfabrication technology, development and improvement of circuit technology and cell structure, the degree of integration of semiconductor memories, particularly DRAMs, has significantly improved. In general, an increase in the degree of integration leads to a reduction in the cell area, leading to a decrease in storage capacity and vulnerability to soft errors. There was a limit to increasing capacity.
そこで、小さなセル面積で比較的大きなセル容量が得ら
れる各種セル構造が実用化され、大容量半導体メモリの
実現に寄与している。Therefore, various cell structures that can obtain a relatively large cell capacity with a small cell area have been put into practical use, contributing to the realization of large-capacity semiconductor memories.
〔従来の技術]
従来のこの種のセル構造としては、第4図に示すような
トレンチキャパシタ形セル構造が知られている。第4図
において、1は基板、2はドレイン領域、3はソース領
域、4はゲート電極として機能するワード線、5は第1
の絶縁膜、6は分離層、7はビットコンタクトパッド、
8はキャパシタコンタクトパッド、9は誘電体膜、10
はセルプレート、11は第2の絶縁膜、12はビット線
である。[Prior Art] As a conventional cell structure of this type, a trench capacitor type cell structure as shown in FIG. 4 is known. In FIG. 4, 1 is a substrate, 2 is a drain region, 3 is a source region, 4 is a word line functioning as a gate electrode, and 5 is a first
, an insulating film, 6 a separation layer, 7 a bit contact pad,
8 is a capacitor contact pad, 9 is a dielectric film, 10
1 is a cell plate, 11 is a second insulating film, and 12 is a bit line.
トレンチキャパシタ形セル構造は、基板1内部にトレン
チを掘ってそのトレンチ内に、キャパシタコンタクトパ
ッド8、誘電体膜9およびセルプレート10からなるキ
ャパシタを形成するもので、トレンチを深くすることに
より、セル容量を大きくすることができる反面、セル容
量の増加に伴って空乏層面積も増加し、その結果、吸収
電荷量が増えてソフトエラーが起き易(なるといった欠
点を持つ。In the trench capacitor type cell structure, a trench is dug inside the substrate 1, and a capacitor consisting of a capacitor contact pad 8, a dielectric film 9, and a cell plate 10 is formed in the trench. Although the capacitance can be increased, the area of the depletion layer also increases as the cell capacitance increases, resulting in an increase in the amount of absorbed charge and the disadvantage that soft errors are more likely to occur.
一方、他のセル構造として、第5図に示すようなスタッ
クドキャパシタ形セル構造も知られている。第5図にお
いて、21は基板、22はドレイン領域、23はソース
領域、24はゲート電極として機能するワード線、25
は第1の絶縁膜、26は分離層、27はビットコンタク
トパッド、28はキャパシタコンタクトパッド、29は
誘電体膜、30はセルプレート、31は第2の絶縁膜、
32はビット線である。スタックドキャパシタ形セル構
造は、セル自身のアクセストランジスタや配線領域の上
部に、キャパシタコンタクトパッド28、誘電体膜29
およびセルプレート30からなるキャパシタを形成する
もので、ドレイン領域22とキャパシタコンタクトパッ
ド28の接触面積が少ないことから拡散層領域が小さく
、ソフトエラー耐性に優れている。しかし、キャパシタ
領域が限られているため、セル容量が十分に得られない
。On the other hand, as another cell structure, a stacked capacitor type cell structure as shown in FIG. 5 is also known. In FIG. 5, 21 is a substrate, 22 is a drain region, 23 is a source region, 24 is a word line functioning as a gate electrode, and 25
is a first insulating film, 26 is a separation layer, 27 is a bit contact pad, 28 is a capacitor contact pad, 29 is a dielectric film, 30 is a cell plate, 31 is a second insulating film,
32 is a bit line. The stacked capacitor type cell structure has a capacitor contact pad 28 and a dielectric film 29 above the access transistor and wiring area of the cell itself.
Since the contact area between the drain region 22 and the capacitor contact pad 28 is small, the diffusion layer region is small and the capacitor is excellent in soft error resistance. However, since the capacitor area is limited, sufficient cell capacity cannot be obtained.
従来のスタックドキャパシタ形セル構造にあっては、拡
散N SJt域が小さく、ソフトエラー耐性に優れてい
るものの、キャパシタ上部にビット線32が位置する構
成となっていたため、キャパシタ形状の設計にあたって
は、基板21とビット線32間の極めて狭あいなスペー
ス内で、複雑な形状設計がしいられ、製造上の信頼性が
低下するといった問題点があった。また、近時のDRA
Mでは一段とセル面積が縮小化する傾向にあるが、狭あ
いなスペース内で充分なセル容量を得るためのキャパシ
タ形状設計には限界があり、近時の傾向に応え難い。な
お、基板21とビット線32間のスペースを拡大すれば
充分なセル容量を得られるが、この場合、ビット線32
が長くなり、線路抵抗や浮遊容量の増大を招(ので好ま
しくない。Although the conventional stacked capacitor type cell structure has a small diffusion N SJt region and has excellent soft error resistance, the bit line 32 is located above the capacitor, so it is difficult to design the capacitor shape. However, there is a problem in that a complicated shape design is required in the extremely narrow space between the substrate 21 and the bit line 32, which reduces manufacturing reliability. Also, recent DRA
Although there is a tendency for the cell area of M to be further reduced, there are limits to capacitor shape design to obtain sufficient cell capacity in a narrow space, making it difficult to respond to recent trends. Note that sufficient cell capacity can be obtained by expanding the space between the substrate 21 and the bit line 32;
This is undesirable because it increases the line resistance and stray capacitance.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
メモリキャパシタの形状設計を容易にして充分なセル容
量を確保しつつ、製造工程を容易化することを目的とし
ている。The present invention was made in view of these problems, and
The purpose is to facilitate the shape design of a memory capacitor, ensure sufficient cell capacity, and simplify the manufacturing process.
本発明では、上記目的を達成するために、基板上に作り
込まれたアクセストランジスタのドレイン領域に接触す
る接触部および基板上に敷設されたビット線を越えて該
接触部から基板面直上に引き出された引き出し部を有す
る引き出し電極と、一方の電極の一部が該引き出し部に
接触するメモリキャパシタと、を備えて構成している。In order to achieve the above object, in the present invention, a contact portion that contacts the drain region of an access transistor built on a substrate and a bit line laid out on the substrate are drawn out from the contact portion directly above the substrate surface. The memory capacitor includes a lead-out electrode having a drawn-out part, and a memory capacitor in which a part of one electrode contacts the drawn-out part.
(作 用)
本発明では、基板上に敷設されたビット線よりも、上層
側にメモリキャパシタが形成される。(Function) In the present invention, the memory capacitor is formed in a layer above the bit line laid on the substrate.
したがって、ビット線の配置に制限されることなく、自
在にメモリキャパシタを設計することができ、充分なセ
ル容量を確保しつつ、製造工程を容易にすることができ
る。Therefore, the memory capacitor can be freely designed without being restricted by the arrangement of bit lines, and the manufacturing process can be simplified while ensuring sufficient cell capacity.
〔実施例] 以下、本発明を図面に基づいて説明する。〔Example] Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.
第1図は本発明の第1実施例を示すメモリセルの構造図
である。FIG. 1 is a structural diagram of a memory cell showing a first embodiment of the present invention.
第1図において、40は基板であり、基板40にはソー
ス領域S、ドレイン領域りを有するアクセストランジス
タ41が作り込まれている。なお、42は分離層。In FIG. 1, 40 is a substrate, and an access transistor 41 having a source region S and a drain region is built into the substrate 40. In addition, 42 is a separation layer.
基板40上には、アクセストランジスタ41のSに接触
するビットコンタクトパッド43と、アクセストランジ
スタ41のDに接触するキャパシタコンタクトパッド4
4と、酸化膜45に包まれたワード線46とを有する配
線層47が形成されており、配線層47には図示しない
ビット線が基板40の面方向に敷設され、ビット線は、
上記ビットコンタクトパッド43に接続されている。配
線層47上には、第1の絶縁膜48および第2の絶縁膜
49が積層され、これら第1の絶縁膜48および第2の
絶縁膜49には積層方向に開孔部50が形成されている
。開孔部50には引き出し電極51が設けられており、
引き出し電極51の下部(基板40側)は、キャパシタ
コンタクトパッド44とともに、アクセストランジスタ
41のDに接触する接触部52を構成している。また、
引き出し電極51の上部は、第2の絶縁膜49表面に沿
った状態で配設され、この上部は、図示しないビット線
を含む配線層47よりも基板40面直方向の上層側に位
置して引き出し部53を構成している。54は第3の絶
縁層であり、第3の絶縁層54には、層厚方向の開孔部
55が形成されている。開孔部55内には誘電体膜56
を挟装したキャパシタ電極57およびセルプレート58
が設けられており、これら、誘電体膜56、キャパシタ
電極57、セルプレート58はメモリキャパシタ59を
構成している。なお、セルプレート58は、他のメモリ
キャパシタと共通にされ、キャパシタ電極57は第3の
絶縁層54の表面に沿っ−で所定の面積で配設されてい
る。On the substrate 40 are a bit contact pad 43 that contacts S of the access transistor 41 and a capacitor contact pad 4 that contacts D of the access transistor 41.
4 and a word line 46 wrapped in an oxide film 45 is formed, and a bit line (not shown) is laid in the wiring layer 47 in the direction of the surface of the substrate 40.
It is connected to the bit contact pad 43 mentioned above. A first insulating film 48 and a second insulating film 49 are laminated on the wiring layer 47, and openings 50 are formed in the first insulating film 48 and the second insulating film 49 in the lamination direction. ing. An extraction electrode 51 is provided in the opening 50,
The lower part (substrate 40 side) of the extraction electrode 51 constitutes a contact portion 52 that contacts D of the access transistor 41 together with the capacitor contact pad 44 . Also,
The upper part of the extraction electrode 51 is arranged along the surface of the second insulating film 49, and this upper part is located on the upper layer side in the direction perpendicular to the surface of the substrate 40 than the wiring layer 47 including a bit line (not shown). It constitutes a drawer section 53. 54 is a third insulating layer, and an opening 55 is formed in the third insulating layer 54 in the layer thickness direction. A dielectric film 56 is disposed within the opening 55.
Capacitor electrode 57 and cell plate 58 sandwiched between
These dielectric film 56, capacitor electrode 57, and cell plate 58 constitute a memory capacitor 59. Note that the cell plate 58 is shared with other memory capacitors, and the capacitor electrode 57 is arranged along the surface of the third insulating layer 54 with a predetermined area.
このような構成によれば、基板40上に、ビット線を含
む配線層47を形成し、その後、この配線層47上に第
1の絶縁膜48および第2の絶縁膜49を積層して引き
出し電極51を形成し、さらに、第2の絶縁膜49上に
第3の絶縁N54を積層して、この第3の絶縁層54に
メモリキャパシタ59を形成している。したがって、メ
モリキャパシタ59のセル容量は、第3の絶縁N54の
厚さ(図中Hで示す)とキャパシタ領域面積を調節する
ことで、容易に所望の大きさに設定することができ、し
かも、この調節は、配線層47よりも上層側で行われる
ので、ビット線等の配置に影響されることはない。すな
わち、ビット線を含む配線層を形成した後に、メモリキ
ャパシタを形成すればよく、製造工程を容易化すること
ができる。According to such a configuration, a wiring layer 47 including a bit line is formed on the substrate 40, and then a first insulating film 48 and a second insulating film 49 are laminated on this wiring layer 47, and then the wiring layer 47 is formed on the substrate 40. An electrode 51 is formed, and a third insulating layer N54 is further laminated on the second insulating film 49, and a memory capacitor 59 is formed on this third insulating layer 54. Therefore, the cell capacitance of the memory capacitor 59 can be easily set to a desired size by adjusting the thickness of the third insulator N54 (indicated by H in the figure) and the area of the capacitor region. Since this adjustment is performed in a layer above the wiring layer 47, it is not affected by the arrangement of bit lines and the like. That is, the memory capacitor can be formed after forming the wiring layer including the bit line, and the manufacturing process can be simplified.
第2図は本発明の第2実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
なお、本実施例において、第1実施例と同一のものには
、第1図と同一符号を付すとともに、その説明を省略す
る。第2図において、70は基板40の面方向に敷設さ
れたビット線であり、ビット線70はその一部がビット
コンタクトパッド43に接続されている。また、ビット
線70には、開孔部71が形成され、この開孔部71内
に、絶縁体72で保護された引き出し′電極51が挿入
されている。なお、引き出し電極51は第1実施例と同
様にキャパシタコンタクトパッド44とメモリキャパシ
タ59とを電気的に接続している。In this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are given the same reference numerals as in FIG. 1, and the explanation thereof will be omitted. In FIG. 2, reference numeral 70 denotes a bit line laid in the plane direction of the substrate 40, and a part of the bit line 70 is connected to the bit contact pad 43. Further, an opening 71 is formed in the bit line 70, and a lead-out electrode 51 protected by an insulator 72 is inserted into the opening 71. Note that the lead electrode 51 electrically connects the capacitor contact pad 44 and the memory capacitor 59 as in the first embodiment.
このような構成によっても、ビット線70に影響される
ことなくメモリキャパシタ59を独立して配置すること
ができるので、セル容量を容易に調節することができ、
第1実施例と同一の効果を得ることができる。With such a configuration, the memory capacitor 59 can be arranged independently without being affected by the bit line 70, so the cell capacitance can be easily adjusted.
The same effects as in the first embodiment can be obtained.
第3図は本発明の第3実施例を示す図であり、本実施例
においても第1実施例と同一の構成のものには、第1実
施例と同一の符号を付してその説明を省略する。第3図
において、80は第1の絶縁膜48に形成された開孔部
、81は同じく第1の絶縁膜48に形成された溝部であ
り、開孔部80および溝部81の内壁にはビット線82
が形成されている。ビット線82は溝部81に沿って図
中左右方向に走り、開孔部80の部分でビットコンタク
トパッド43に接続されている。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention, and in this embodiment, the same components as in the first embodiment are given the same reference numerals as in the first embodiment, and their explanations will be explained below. Omitted. In FIG. 3, 80 is an opening formed in the first insulating film 48, 81 is a groove also formed in the first insulating film 48, and the inner walls of the opening 80 and the groove 81 are provided with bits. line 82
is formed. The bit line 82 runs in the horizontal direction in the figure along the groove 81 and is connected to the bit contact pad 43 at the opening 80 .
このような構成によっても、ビット線82に影響される
ことなくメモリキャパシタ59を独立して配置すること
ができるので、セル容量を容易に調節することができ、
第1実施例と同一の効果を得るごとができる。With such a configuration, the memory capacitor 59 can be arranged independently without being affected by the bit line 82, so the cell capacitance can be easily adjusted.
The same effects as in the first embodiment can be obtained.
〔発明の効果]
本発明によれば、基板上面に敷設されたビット線よりも
、基板上面層側にメモリキャパシタを形成しているので
、ビット線の配置に制限されることなく、メモリキャパ
シタの形状を容易に設定することができ、充分なセル容
量を確保することができる。また、ビット線を含む配線
層を形成した後に、メモリキャパシタを形成すればよく
、製造工程を容易化することができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, since the memory capacitor is formed on the upper surface layer side of the substrate rather than the bit line laid on the upper surface of the substrate, the memory capacitor can be formed without being limited by the arrangement of the bit line. The shape can be easily set and sufficient cell capacity can be ensured. Further, the memory capacitor may be formed after forming the wiring layer including the bit line, which can simplify the manufacturing process.
第1図は本発明の第1実施例を示すその構造図、第2図
は本発明の第2実施例を示すその構造図、第3図は本発
明の第3実施例を示すその構造図、第4.5図は従来例
を示す図であり、
第4図はそのトレンチキャパシタ形セル構造を示す図、
第5図はそのスタックドキャパシタ形セル構造を示す図
である。
40・・・・・・基+反、
41・・・・・・アクセストランジスタ、51・・・・
・・引き出し電極、
52・・・・・・接触部、
53・・・・・・引き出し部、
57・・・・・・キャパシタ電極(一方の電極)、59
・・・・・・メモリキャパシタ、
70.82・・・・・・ビット線、
D・・・・・・ドレイン領域。
特許出願人 富士通株式会W−、、7
代 理 人 弁理士 井 桁 貞 、′二1)″・^
;°′−
第1図
倉2賃掟づ列の楕蟻ゴ父
第2図
5つ
オさに節制の棉遣口
第3図
第4図FIG. 1 is a structural diagram showing a first embodiment of the invention, FIG. 2 is a structural diagram showing a second embodiment of the invention, and FIG. 3 is a structural diagram showing a third embodiment of the invention. , FIG. 4.5 is a diagram showing a conventional example, FIG. 4 is a diagram showing its trench capacitor type cell structure, and FIG. 5 is a diagram showing its stacked capacitor type cell structure. 40... base + anti, 41... access transistor, 51...
...Extracting electrode, 52...Contact part, 53...Extracting part, 57...Capacitor electrode (one electrode), 59
...Memory capacitor, 70.82...Bit line, D...Drain region. Patent applicant: Fujitsu Limited W-, 7 Agent: Patent attorney Sada Igeta, '21)''・^
;°'- Fig. 1 Storehouse 2 Oval of the law and order Fig. 2 Fig. 5 Osa and temperance cup Fig. 3 Fig. 4
Claims (1)
領域に接触する接触部および基板上に敷設されたビット
線を越えて該接触部から基板面直上に引き出された引き
出し部を有する引き出し電極と、 一方の電極の一部が該引き出し部に接触するメモリキャ
パシタと、 を備えたことを特徴とする半導体メモリのメモリセル構
造。[Claims] It has a contact portion that contacts the drain region of an access transistor built on the substrate, and a lead-out portion that extends beyond the bit line laid on the substrate and extends from the contact portion directly above the substrate surface. A memory cell structure for a semiconductor memory, comprising: an extraction electrode; and a memory capacitor in which a part of one electrode contacts the extraction part.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63133652A JPH01302851A (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Structure of memory cell of semiconductor memory |
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JP63133652A JPH01302851A (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Structure of memory cell of semiconductor memory |
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Publication Number | Publication Date |
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