JPH03200366A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH03200366A JPH03200366A JP1340118A JP34011889A JPH03200366A JP H03200366 A JPH03200366 A JP H03200366A JP 1340118 A JP1340118 A JP 1340118A JP 34011889 A JP34011889 A JP 34011889A JP H03200366 A JPH03200366 A JP H03200366A
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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。
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、半導体装置及びその製造方法に関し、特にM
OS型半導体ダイナミックRAMのメモリセルの構造に
関する。
OS型半導体ダイナミックRAMのメモリセルの構造に
関する。
MO3型ダイナミックRAMの半導体装置に於いては、
平面構造が使われてきたが、半導体装置が高密度化・高
集積化されるに伴い、キャパシタの容量は小さくなりN
/S比の低下・アルファ粒子によるソフトエラーの発生
などの問題が生じてきた。従来ではキャパシタの確保と
、半導体装置の高密度・高集積化の双方を実現する手段
として溝堀キャパシタが採用されてきた。
平面構造が使われてきたが、半導体装置が高密度化・高
集積化されるに伴い、キャパシタの容量は小さくなりN
/S比の低下・アルファ粒子によるソフトエラーの発生
などの問題が生じてきた。従来ではキャパシタの確保と
、半導体装置の高密度・高集積化の双方を実現する手段
として溝堀キャパシタが採用されてきた。
第3図(a) −(c)は溝掘りキャパシタを採用した
MOS型半導体ダイナミックRAMの構造及び製造方法
を説明するための図である。
MOS型半導体ダイナミックRAMの構造及び製造方法
を説明するための図である。
まず第3図(a)に示すように、P型シリコン基板30
1を選択酸化してフィールド酸化膜302を形成する。
1を選択酸化してフィールド酸化膜302を形成する。
次に、キャパシタ形成領域に反応性イオンビームエッチ
法を用いて溝304を形成する。つづいてホトレジスト
をマスクにして該溝304の内壁にn型不純物をイオン
注入しn+電荷蓄積電極を形成する。
法を用いて溝304を形成する。つづいてホトレジスト
をマスクにして該溝304の内壁にn型不純物をイオン
注入しn+電荷蓄積電極を形成する。
次に第3図(b)に示すように、熱酸化膜を成長させ容
量絶縁膜305を形成したのち、多結晶シリコンを堆積
しセルプレート309を形成する。
量絶縁膜305を形成したのち、多結晶シリコンを堆積
しセルプレート309を形成する。
次に該セルプレート309の上に酸化シリコンをCVD
法を用いて堆積し層間膜を形成する。つづいてゲート酸
化膜を形成したのち多結晶シリコンを堆積しゲート電極
308を形成する。つづいてn型不純物をイオン注入し
、ソース領域306とドレイン領域307を形成する。
法を用いて堆積し層間膜を形成する。つづいてゲート酸
化膜を形成したのち多結晶シリコンを堆積しゲート電極
308を形成する。つづいてn型不純物をイオン注入し
、ソース領域306とドレイン領域307を形成する。
次にPSGなどを堆積し層間膜310を形成する。
次に第3図(C)に示すようにソース領域にコンタクト
ホール311を形成したのちビット線312を形成する
。つづいて層間膜313・ワード線314を形成すると
、溝掘りキャパシタを採用したMOS型半導体ダイナミ
ックRAMの半導体装置が得られる。
ホール311を形成したのちビット線312を形成する
。つづいて層間膜313・ワード線314を形成すると
、溝掘りキャパシタを採用したMOS型半導体ダイナミ
ックRAMの半導体装置が得られる。
ドレイン拡散層領域に掘られた溝の内壁には電荷蓄積電
極が形成されており溝を深くすることによって、より大
きな容量を持つキャパシタが作られる。
極が形成されており溝を深くすることによって、より大
きな容量を持つキャパシタが作られる。
しかしながら溝掘キャパシタは次のような問題点を持っ
ていた。
ていた。
第一のMOSFETをつくる前にキャパシタを形成して
いるので、ゲート酸化膜をつくる前にシリコン基板の表
面が傷みやすい、第二にゲートの多結晶シリコンとセル
プレート間の絶縁形成が困難である。第三に電荷蓄積電
極はシリコン基板に掘られた溝の内壁に形成されるので
アルファ粒子によって発生した電荷が電荷蓄積電極に注
入されやすくソフトエラーが起きることがある。
いるので、ゲート酸化膜をつくる前にシリコン基板の表
面が傷みやすい、第二にゲートの多結晶シリコンとセル
プレート間の絶縁形成が困難である。第三に電荷蓄積電
極はシリコン基板に掘られた溝の内壁に形成されるので
アルファ粒子によって発生した電荷が電荷蓄積電極に注
入されやすくソフトエラーが起きることがある。
本発明の目的は上記問題点を除去し、高密度・高集積化
を実現する半導体装置及びその製造方法を提供すること
にある。
を実現する半導体装置及びその製造方法を提供すること
にある。
本発明の半導体装置は半導体基板と、該半導体基板上に
選択的に形成されたフィールド絶縁膜と前記半導体基板
上に形成さhたMOSFETとを有するMOS型半導体
ダイナミックRAMの半導体基板上において、前記MO
SFETのドレイン拡散層領域の半導体基板表面に設け
られたコンタクトホールな有する第一の絶縁膜と、該第
一の絶縁膜上に設けられ前記MOSFETのドレイン拡
散層領域の半導体基板表面と前記フンタクトホールを介
して接続する第一の導電性膜と、前記MOSFETのド
レイン拡散層領域と該第一の導電性膜とを貫く溝と、該
溝の内壁と前記第一の導電性膜上に設けられた第二の絶
縁膜と、該第二の絶縁膜上に設けられた第二の導電性膜
とを有した構成をしている。
選択的に形成されたフィールド絶縁膜と前記半導体基板
上に形成さhたMOSFETとを有するMOS型半導体
ダイナミックRAMの半導体基板上において、前記MO
SFETのドレイン拡散層領域の半導体基板表面に設け
られたコンタクトホールな有する第一の絶縁膜と、該第
一の絶縁膜上に設けられ前記MOSFETのドレイン拡
散層領域の半導体基板表面と前記フンタクトホールを介
して接続する第一の導電性膜と、前記MOSFETのド
レイン拡散層領域と該第一の導電性膜とを貫く溝と、該
溝の内壁と前記第一の導電性膜上に設けられた第二の絶
縁膜と、該第二の絶縁膜上に設けられた第二の導電性膜
とを有した構成をしている。
本発明の半導体装置の製造方法は選択酸化された半導体
基板にMOSFETを形成する工程と、前記半導体基板
全面を第一の絶縁膜で覆う工程と、前記第一の絶縁膜に
コンタクトホールを開孔し前記MOSFETのドレイン
拡散層領域の半導体基板表面を表出せしめる工程と、該
第一の絶縁膜の上に第一の導電性膜を堆積する工程と、
該第一の導電性膜をエツチングする工程と、前記コンタ
クトホールの中央に前記MOSFETのドレイン拡散層
領域と前記第一の導電性膜とを貫く溝を形成する工程と
、該溝の内壁と前記第一の導電性膜の上に第二の絶縁膜
を形成する工程と、該第二の絶縁膜をエツチングし容量
絶縁膜を形成する工程と、該容量絶縁膜を覆い前記溝を
埋め込む第二の導電性膜を堆積する工程と、該第二の導
電性膜をエツチングしセルプレートを形成する工程を有
している。
基板にMOSFETを形成する工程と、前記半導体基板
全面を第一の絶縁膜で覆う工程と、前記第一の絶縁膜に
コンタクトホールを開孔し前記MOSFETのドレイン
拡散層領域の半導体基板表面を表出せしめる工程と、該
第一の絶縁膜の上に第一の導電性膜を堆積する工程と、
該第一の導電性膜をエツチングする工程と、前記コンタ
クトホールの中央に前記MOSFETのドレイン拡散層
領域と前記第一の導電性膜とを貫く溝を形成する工程と
、該溝の内壁と前記第一の導電性膜の上に第二の絶縁膜
を形成する工程と、該第二の絶縁膜をエツチングし容量
絶縁膜を形成する工程と、該容量絶縁膜を覆い前記溝を
埋め込む第二の導電性膜を堆積する工程と、該第二の導
電性膜をエツチングしセルプレートを形成する工程を有
している。
従来の溝掘キャパシタの方法では、シリコン基板に溝を
掘り内壁に電荷蓄積電極を形成していたのに対して、本
発明ではゲート電極の上に積み上げられた低抵抗多結晶
シリコン膜とシリコン基板の両方にまたがって溝を掘り
、該多結晶シリコン膜の表面と該溝の内壁との両方を電
荷蓄積電極にしている。
掘り内壁に電荷蓄積電極を形成していたのに対して、本
発明ではゲート電極の上に積み上げられた低抵抗多結晶
シリコン膜とシリコン基板の両方にまたがって溝を掘り
、該多結晶シリコン膜の表面と該溝の内壁との両方を電
荷蓄積電極にしている。
従来の溝掘キャパシタの方法では、キャパシタを形成し
た後にMOSFETを作っていたのに対して、本発明は
キャパシタを形成する前にMOSFETを作っている。
た後にMOSFETを作っていたのに対して、本発明は
キャパシタを形成する前にMOSFETを作っている。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第1図(a) −(e)は本発明の第一の実施例を説明
するための半導体チップの断面図である。
するための半導体チップの断面図である。
まず第1図(a)に示すようにP型シリコン基板101
を選択酸化してフィールド酸化膜102を形成したのち
熱酸化処理を行い拡散層に20OAの熱酸化膜を成長さ
せる。つづいて全面に300OAの多結晶シリコンを堆
積したのち、該多結晶シリコン膜をエツチングしゲート
電極103を形成する。
を選択酸化してフィールド酸化膜102を形成したのち
熱酸化処理を行い拡散層に20OAの熱酸化膜を成長さ
せる。つづいて全面に300OAの多結晶シリコンを堆
積したのち、該多結晶シリコン膜をエツチングしゲート
電極103を形成する。
次に第1図(b)に示すように、ゲート電極103とフ
ィールド酸化膜102をマスクとしてn型不純物をイオ
ン注入し、ソース領域104とドレイン拡散層領域10
5を形成する。つづいて全面にCVD法を用いて200
0Aの酸化膜シリコン膜106を堆積させたのち該酸化
シリコン膜をエツチングしコンタクトホール107を形
成する。つづいて全面に4000Aの多結晶シリコンを
CVD法を用いて堆積し、該多結晶シリコン膜をリン拡
散して低抵抗化させたのちエツチングし電荷蓄積電極1
08を形成する。
ィールド酸化膜102をマスクとしてn型不純物をイオ
ン注入し、ソース領域104とドレイン拡散層領域10
5を形成する。つづいて全面にCVD法を用いて200
0Aの酸化膜シリコン膜106を堆積させたのち該酸化
シリコン膜をエツチングしコンタクトホール107を形
成する。つづいて全面に4000Aの多結晶シリコンを
CVD法を用いて堆積し、該多結晶シリコン膜をリン拡
散して低抵抗化させたのちエツチングし電荷蓄積電極1
08を形成する。
次に第1図(C)に示すように該コンタクトホール10
7の中央を反応性イオンビームエッチ法を用いて異方的
にエツチングし溝109を形成する。
7の中央を反応性イオンビームエッチ法を用いて異方的
にエツチングし溝109を形成する。
次にホトレジストなマスクにして該溝109の内壁にn
型不純物をイオン注入しn+電荷蓄積領域110を形成
する。
型不純物をイオン注入しn+電荷蓄積領域110を形成
する。
次に第1図(d)に示すように、全面に熱酸化処理を施
し、100Aの熱酸化膜111を成長させ容量絶縁膜を
形成する。つづいて該熱酸化シリコン膜111の上に1
500Aの多結晶シリコン膜112をCVD法を用いて
堆積させたのち該多結晶シリコン膜112をリン拡散し
低抵抗化させる。
し、100Aの熱酸化膜111を成長させ容量絶縁膜を
形成する。つづいて該熱酸化シリコン膜111の上に1
500Aの多結晶シリコン膜112をCVD法を用いて
堆積させたのち該多結晶シリコン膜112をリン拡散し
低抵抗化させる。
次に該多結晶シリコン膜112をエツチングしてセルプ
レートを形成する。次に全面に100OAの熱酸化シリ
コン膜113をCVD法を用いて堆積し絶縁膜を形成す
る。つづいて全面に300OAのPSG膜をCVD法を
用いて堆積し層間膜114を形成する。
レートを形成する。次に全面に100OAの熱酸化シリ
コン膜113をCVD法を用いて堆積し絶縁膜を形成す
る。つづいて全面に300OAのPSG膜をCVD法を
用いて堆積し層間膜114を形成する。
次に第1図(e)に示すように、ソース領域104にコ
ンタクトホール113を開孔したのちアルミニウムをス
パッタ法を用いて堆積しビット線116を形成する。つ
づいてPSG膜を堆積して層間膜117を形成したのち
ワード線118を形成することにより所望とする構造か
えられる。
ンタクトホール113を開孔したのちアルミニウムをス
パッタ法を用いて堆積しビット線116を形成する。つ
づいてPSG膜を堆積して層間膜117を形成したのち
ワード線118を形成することにより所望とする構造か
えられる。
〔実施例2〕
第2図は本発明の第二の実施例を説明するための半導体
チップの段面図である。第二の実施例では溝の内壁に不
純物のイオン注入を行わない以外は第1の実施例と同じ
である。溝の内壁でドレイン拡散層領域105よりも下
の部分は電荷蓄積電極のはたらきをしないのでキャパシ
タの容量は実施例1よりも小さくなるが、 1、溝内へのイオン注入工程を省略できる2、シリコン
基板中の電荷蓄積領域が小さくソフトエラーに強い と
いう利点を第2の実施例はもつ 〔発明の効果〕 以上説明してきたように本発明を用いると、従来の溝掘
キャパシタよりも容量が大きく、ソフトエラーに強く、
良好なゲート酸化膜を持ったMOS型半導体ダイナミッ
クRAMの半導体装置を提供することができる。
チップの段面図である。第二の実施例では溝の内壁に不
純物のイオン注入を行わない以外は第1の実施例と同じ
である。溝の内壁でドレイン拡散層領域105よりも下
の部分は電荷蓄積電極のはたらきをしないのでキャパシ
タの容量は実施例1よりも小さくなるが、 1、溝内へのイオン注入工程を省略できる2、シリコン
基板中の電荷蓄積領域が小さくソフトエラーに強い と
いう利点を第2の実施例はもつ 〔発明の効果〕 以上説明してきたように本発明を用いると、従来の溝掘
キャパシタよりも容量が大きく、ソフトエラーに強く、
良好なゲート酸化膜を持ったMOS型半導体ダイナミッ
クRAMの半導体装置を提供することができる。
第1図(a)〜(e)は本発明の第1の実施例を説明す
るためのメモリセルの断面図、第2図は本発明の第2の
実施例を説明するためのメモリセルの断面図、第3図(
a)〜(c)は従来の技術を説明するためのメモリセル
の断面図である。 101・・・・・・P型シリコン基L102・・・・・
・フィールド酸化膜、103・・・・・・ゲート電極、
104・・・・・n形ソース領域、105・・・・・・
n形ドレイン領域、106・・・・・・酸化シリコン膜
、107・・・・・・フンタクトホール、108・・・
・・・多結晶シリコン膜、109・・・・・キャパシタ
形成用溝、110・・・・・・n型電荷蓄積領域、11
1・・・・・・容量絶縁膜、112・・・・・・多結晶
シリコン膜、113・・・・・・絶縁膜、114・・・
・・・層間L115・・・・・・フンタクトホール、1
16・・・・・・ビット線、117・・・・・・層間膜
、118・・・・・・ワード線、201・・・・・・P
ffiシリコン基板、202・・・・・・フィールド酸
化膜、203・・・・・・ゲート電極、204・・・・
・・n形ソース領域、205・・・・・・n形ドレイン
領域、206・・・・・・酸化シリコン膜、207・・
・・・・コンタクトホール、208・・・・・・多結晶
シリコン膜、209・・・・・・キャパシタ形成用溝、
210・・・・・・n型電荷蓄積領域、211・・・・
・・容量絶縁膜、212・・・・・・多結晶シリコン膜
、213・・・・・・絶縁膜、214・・・・・・N間
L 215・・・・・・コンタクトホール、216・・
・・・・ビット線、117・・・・・・層間膜、118
・・・・・・ワード線、301・・・・・・P型シリコ
ン基板、302・・・・・・フィールド酸化膜、303
・・・・・・n型電荷蓄積領域、304・・・・・・キ
ャパシタ形成用溝、305・・・・・・絶縁膜、306
・・・・・・n形ソース領域、307・・・・・・n形
ドレイン領域、308・・・・・・ゲート電極、309
・・・・・・多結晶シリコン膜、310・・・・・・層
間膜、311・・・・・・コンタクトホール、312・
・・・・・ビット線、313・・・・・・層間膜、31
4・・・・・・ワード線。
るためのメモリセルの断面図、第2図は本発明の第2の
実施例を説明するためのメモリセルの断面図、第3図(
a)〜(c)は従来の技術を説明するためのメモリセル
の断面図である。 101・・・・・・P型シリコン基L102・・・・・
・フィールド酸化膜、103・・・・・・ゲート電極、
104・・・・・n形ソース領域、105・・・・・・
n形ドレイン領域、106・・・・・・酸化シリコン膜
、107・・・・・・フンタクトホール、108・・・
・・・多結晶シリコン膜、109・・・・・キャパシタ
形成用溝、110・・・・・・n型電荷蓄積領域、11
1・・・・・・容量絶縁膜、112・・・・・・多結晶
シリコン膜、113・・・・・・絶縁膜、114・・・
・・・層間L115・・・・・・フンタクトホール、1
16・・・・・・ビット線、117・・・・・・層間膜
、118・・・・・・ワード線、201・・・・・・P
ffiシリコン基板、202・・・・・・フィールド酸
化膜、203・・・・・・ゲート電極、204・・・・
・・n形ソース領域、205・・・・・・n形ドレイン
領域、206・・・・・・酸化シリコン膜、207・・
・・・・コンタクトホール、208・・・・・・多結晶
シリコン膜、209・・・・・・キャパシタ形成用溝、
210・・・・・・n型電荷蓄積領域、211・・・・
・・容量絶縁膜、212・・・・・・多結晶シリコン膜
、213・・・・・・絶縁膜、214・・・・・・N間
L 215・・・・・・コンタクトホール、216・・
・・・・ビット線、117・・・・・・層間膜、118
・・・・・・ワード線、301・・・・・・P型シリコ
ン基板、302・・・・・・フィールド酸化膜、303
・・・・・・n型電荷蓄積領域、304・・・・・・キ
ャパシタ形成用溝、305・・・・・・絶縁膜、306
・・・・・・n形ソース領域、307・・・・・・n形
ドレイン領域、308・・・・・・ゲート電極、309
・・・・・・多結晶シリコン膜、310・・・・・・層
間膜、311・・・・・・コンタクトホール、312・
・・・・・ビット線、313・・・・・・層間膜、31
4・・・・・・ワード線。
Claims (2)
- (1)半導体基板と、該半導体基板上に選択的に形成さ
れたフィールド絶縁膜と、前記半導体基板上に形成され
たMOSFETとを有するMOS型半導体ダイナミック
RAMの半導体装置において、前記MOSFETのドレ
イン拡散層領域の半導体基板表面に設けられたコンタク
トホールを有する第一の絶縁膜と、該第一の絶縁膜上に
設けられ前記MOSFETのドレイン拡散層領域の半導
体基板表面と前記コンタクトホールを介して接続する第
一の導電性膜と、前記MOSFETのドレイン拡散層領
域と該第一の導電性膜とを貫く溝と、該溝の内壁と前記
第一の導電性膜上に設けられた第二の絶縁膜と、該第二
の絶縁膜上に設けられた第二の導電性膜とを有すること
を特徴とする半導体装置。 - (2)選択酸化された半導体基板にMOSFETを形成
する工程と、前記半導体基板全面を第一の絶縁膜で覆う
工程と、該第一の絶縁膜にコンタクトホールを開孔し前
記MOSFETのドレイン拡散層領域の半導体基板表面
を表出せしめる工程と、前記第一の絶縁膜の上に第一の
導電性膜を堆積する工程と、該第一の導電性膜をエッチ
ングし電荷蓄積電極を形成する工程と、前記コンタクト
ホールの中央に前記MOSFETのドレイン拡散層領域
と前記第一の導電性膜とを貫く溝を形成する工程と、該
溝の内壁と前記第一の導電性膜の上に第二の絶縁膜を形
成する工程と、該第二の絶縁膜をエッチングし容量絶縁
膜を形成する工程と、該容量絶縁膜を覆い前記溝を埋め
込む第二の導電性膜を堆積する工程と、該第二の導電性
膜をエッチングしセルプレートを形成する工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1340118A JPH03200366A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1340118A JPH03200366A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03200366A true JPH03200366A (ja) | 1991-09-02 |
Family
ID=18333893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1340118A Pending JPH03200366A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03200366A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01119053A (ja) * | 1987-10-31 | 1989-05-11 | Sony Corp | 半導体メモリ装置 |
JPH02312270A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-27 | Samsung Electron Co Ltd | Dramセル及びその製造方法 |
JPH03190162A (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-20 | Samsung Electron Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP1340118A patent/JPH03200366A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01119053A (ja) * | 1987-10-31 | 1989-05-11 | Sony Corp | 半導体メモリ装置 |
JPH02312270A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-27 | Samsung Electron Co Ltd | Dramセル及びその製造方法 |
JPH03190162A (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-20 | Samsung Electron Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
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