JPH04243160A - 半導体メモリ集積回路 - Google Patents

半導体メモリ集積回路

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JPH04243160A
JPH04243160A JP913602A JP360291A JPH04243160A JP H04243160 A JPH04243160 A JP H04243160A JP 913602 A JP913602 A JP 913602A JP 360291 A JP360291 A JP 360291A JP H04243160 A JPH04243160 A JP H04243160A
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JP
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substrate
charge storage
lead wiring
semiconductor
insulating film
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Junji Kiyono
純司 清野
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリ集積回路
に関し、特に1キャパシタ1トランジスタより構成され
るメモリセル構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のメモリセル構造を図3を
参照して説明する。このセル構造はBSE(ベリット・
ストレージ・エレクトロード(Buried Stor
age Electrode))構造と呼ばれているも
ので、高濃度のP型基板上に低濃度のP型エピタキシャ
ル層を形成したP型Si基板101に溝102が形成さ
れており、その内壁に容量絶縁膜103を介して電荷蓄
積電極104が埋め込まれている。この電荷蓄積電極1
04は、他の配線層(以下リード配線と記す)105に
より、あらかじめ半導体基板表面に形成されていた第1
の高濃度N型拡散層106に対し、容量コンタクトホー
ル107の個所で接続されている。
【0003】この第1の高濃度のN型拡散層106は通
常のセルフアライン技術で形成されたMOSトランジス
タのソース・ドレイン領域108に接続されている。他
方のソース・ドレイン領域109はビット線110に接
続され、ゲート電極111は紙面に垂直方向に延在し、
ワード線を形成する。
【0004】この従来例のメモリセルに於いて、ゲート
電極111にトランジスタがON状態になる電圧が印加
されると、ビット線110と電荷蓄積電極104が、ア
クセストランジスタを介して導通しビット線の電位によ
り電荷蓄積電極104とP型Si基板101の高濃度の
P型領域の間で形成される容量に電荷が充電又は放電さ
れ、アクセストランジスタを被選択状態とすることでビ
ット情報が保持される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来のメモリセル
構造に於いて、リード配線105と第1の高濃度のN型
拡散層106の接続は、容量コンタクトホール107を
通して行なわれる構造であるため、各パターン間の重ね
合せマージンが必要となり、設計上及び製造上の再現性
の問題で、微細化,高密度集積化が困難であった。
【0006】すなわち、図4に示した従来例の平面図に
於いて、容量コンタクト107が形成されるためには溝
104に対し、正のマージン120が必要となる。リー
ド配線107が、容量コンタクトを覆うマージン121
,リード配線105がゲート電極111に重ならないた
めのマージン122,リード配線107に対し高濃度の
N型拡散層106が小さくならないためのマージン12
3,アクセストランジスタがセルフアラインになるため
のゲート電極111と高濃度のN型拡散層106のマー
ジン124が必要であった。
【0007】また、構造的に複雑なため、製造上の歩留
りが低い問題がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、MOSトラン
ジスタと、前記MOSトランジスタと直列に接続された
キャパシタとからなるメモリセルを半導体基板に集積し
た半導体メモリ集積回路において、前記半導体基板の一
主面を選択的に覆う絶縁膜から前記半導体基板の一主面
へかけて設けられ、かつ前記キャパシタの電荷蓄積領域
につながる半導体膜からなるリード配線と、前記半導体
膜が前記半導体基板に接している部分上に設けられたゲ
ート絶縁膜および前記ゲート絶縁膜上に設けられたゲー
ト電極が前記MOSトランジスタに属しているというも
のである。
【0009】
【実施例】次に本発明によるメモリセル構造について、
図面を参照して説明する。
【0010】図1は本発明の第1の実施例におけるメモ
リセル構造を示す縦断面図である。
【0011】低濃度のP型シリコン基板1の主表面部に
基板側よりN型ウェル12,P型ウェル13が形成され
ており、溝2はN型ウェル12にとどくように形成され
ていう。溝2の上方側壁部には、厚い酸化シリコン膜1
4より成る素子分離領域が形成されている。その下方の
溝2の内壁には、容量絶縁膜3を介し、電荷蓄積電極4
が溝2の基板表面近くまで、埋め込まれている。また基
板側には高濃度のN型拡散層17が形成されNウェル1
2につながっている。この電荷蓄積電極は、基板表面に
選択的に設けられた半導体膜からなるリード配線5に接
続されている。また、このリード配線5は、後にアクセ
ストランジスタを形成する近傍の一部で、直接基板上に
接続されている。そして、このリード配線は、エピタキ
シャル成長技術,又はCVD法ににより被着した多結晶
シリコン膜にランプアニール法又はレーザー照射法など
の熱処理をほどこし種結晶となるべきシリコン基板が露
出して少なくとも後にアクセストランジスタを形成する
部分はほぼ単結晶化している。
【0012】ゲート絶縁膜15を介して、リード配線5
の直接基板上に接続され単結晶となっている部分にゲー
ト電極11が設けられアクセストランジスタ9として機
能する。そのソース領域8,ドレイン領域9はリード配
線5の内にセルフアライン技術で形成されておりそれぞ
れ電荷蓄積電極4,ビット線10上に接続されている。
【0013】本メモリセル構造に於いて、ゲート電極1
1はワード線を兼ね、紙面に垂直方向に延在し、平行に
配置されている。アルミニウム材よりなる補助ワード線
16に一定の空間的周期で設けられた図示しないコンタ
クト孔を介して接続され、遅延時間を短縮している。ワ
ード線により選択されたセルはアクセストランジスタが
ON状態となり、ビット線10と電荷蓄積電極4がリー
ド配線5を経由して導通し、Nウェル12にVCCの約
2分の1の電位を与えることにより、溝の下方に形成さ
れた、高濃度のN型拡散層17と電荷蓄積電極4との間
の容量の充・放電がなされる。アクセストランジスタを
off状態とすることにより電荷が保持され、1キャパ
シタ1トラジスタ型DRAMの機能をはたす。本構造に
よればリード配線上にトランジスタを形成する構造であ
るため、原理的に容量コンタクトが不用となる。また、
トランジスタ形成部のリード配線を基板の結晶を種結晶
とし、単結晶成長できる構造となっているため、アクセ
ストランジスタのカットオフ特性,オン特性をそこなう
こともない。
【0014】なお、この構造の溝部を実現するには、ま
ずPウェル13に浅い溝を掘ってイオン注入を行ない酸
化することにより酸化シリコン膜14,高濃度のP型拡
散層18を形成する。次に、この浅い溝を更に掘り進ん
で深い溝にし、イオン注入を行ない容量絶縁膜3を形成
し、電荷蓄積電極4を形成すればよい。
【0015】図2は本発明の第2の実施例におけるメモ
リセル構造を示す縦断面図である。
【0016】第1の実施例との違いは、アクセストラン
ジスタが溝の内部に埋め込まれた構造となっていること
で、オープンディジット構成のメモリセルとして機能す
る。低濃度のP型Si基板1にNウェル12,Pウェル
13の2重ウェル構造をもつ。シリコン基板表面に形成
された溝2の上方に厚い酸化シリコン膜14が形成され
、素子間分離領域として機能する。分離をより完全に行
うため、酸化シリコン膜14の基板側に局在して高濃度
のP型拡散層18が形成してある。アクセストランジス
タを形成すべき部分の溝上方の厚い酸化シリコン膜14
の一部が除去されており、その部分にリード配線5が直
接、接続される構造になっている。
【0017】電荷蓄積電極4はアクセストランジスタを
埋め込む分だけ溝の入口から離れて、溝内に埋め込まれ
、前述のリード配線5に接続されている。リード配線5
の溝の上方側壁のシリコン基板を種結晶とし、単結晶成
長した部分にゲート絶縁膜15を介してゲート電極11
を形成しアクセストランジスタとして機能させる。また
、リード配線5の一方は前述のように電荷蓄積電極4に
他方はビット線10に接続されている。
【0018】以上のように、1部で基板に接続され、絶
縁膜上に延在するリード配線5に形成されたMOSトラ
ンジスタをアクセストランジスタとし、電荷蓄積電極4
と、溝2の下部の基板側に形成されたNウェルにつなが
る高濃度のN型拡散層領域17との間で、キャパシタを
形成し、第1の実施例と同様の動作でメモリセルとして
機能する。
【0019】本第2の実施例では、アクセストランジス
タをも溝内に形成する構造となっており、さらに微細化
,高密度集積化に適するものである。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、1キャパ
シタ,1トランジスタ構成のダイナミックRAMに於い
て、そのアクセストランジスタを絶縁膜上に延在し、そ
の一部が基板に接続し、電荷蓄積電極につながる半導体
膜からなるリード配線1上に形成した構造とすることに
より原理的に容量コンタクト、すなわち電荷蓄積電極と
、アクセストランジスタのソース領域を接続するための
コンタクトが不要となり、DRAMの微細化,高密度集
積化に有効な構造を有している。
【0021】またトランジスタ形成部のリード配線は、
基板を種結晶として成長した単結晶とすることが、構造
的に可能なため、アクセストランジスタの特性をそこね
ることもない。
【0022】さらに、構造的に容量コンタクトが不要等
の単純化が計られているため、製造上の歩留りも改善で
きる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す断面図である。
【図3】従来の1トランジスタ,1キャパシタ,メモリ
セルを示す断面図である。
【図4】図3に対応する平面図である。
【符号の説明】
1,101    P型Si基板 2,102    溝 3,103    容量絶縁膜 4,104    電荷蓄積電極 5,105    リード配線 106    N型拡散層 107    容量コンタクトホール 8,108    ソース領域 9,109    ドレイン領域 10,110    ビット線 11,111    ゲート電極 12    Nウェル 13    Pウェル 14    溝上方に形成された厚い酸化シリコン膜1
5    ゲート絶縁膜 16    補助ワード線 17    高濃度のN型拡散層 18    高濃度のP型拡散層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  MOSトランジスタと、前記MOSト
    ランジスタと直列に接続されたキャパシタとからなるメ
    モリセルを半導体基板に集積した半導体メモリ集積回路
    において、前記半導体基板の一主面を選択的に覆う絶縁
    膜から前記半導体基板の一主面へかけて設けられ、かつ
    前記キャパシタの電荷蓄積領域につながる半導体膜から
    なるリード配線と、前記半導体膜が前記半導体基板に接
    している部分上に設けられたゲート絶縁膜および前記ゲ
    ート絶縁膜上に設けられたゲート電極が前記MOSトラ
    ンジスタに属していることを特徴とする半導体メモリ集
    積回路。
  2. 【請求項2】  電荷蓄積領域が半導体基板の一主面か
    ら内部へ向けて掘られた溝を容量絶縁膜を介して埋める
    導体膜であり、前記半導体基板と絶縁分離されている請
    求項1記載の半導体メモリ集積回路。
  3. 【請求項3】  半導体基板と半導体膜は同一の元素を
    主構成成分とする請求項1記載の半導体メモリ集積回路
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007258702A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Dram(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ)セル

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JPS63219154A (ja) * 1987-03-06 1988-09-12 Nec Corp 半導体装置
JPH0283970A (ja) * 1988-09-21 1990-03-26 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体メモリ装置
JPH02148852A (ja) * 1988-11-30 1990-06-07 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法

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