JPH04354389A - Ferroelectric substance memory cell - Google Patents

Ferroelectric substance memory cell

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JPH04354389A
JPH04354389A JP3130055A JP13005591A JPH04354389A JP H04354389 A JPH04354389 A JP H04354389A JP 3130055 A JP3130055 A JP 3130055A JP 13005591 A JP13005591 A JP 13005591A JP H04354389 A JPH04354389 A JP H04354389A
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JP
Japan
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electrode
ferroelectric
memory cell
cell
capacitor
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JP3130055A
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Japanese (ja)
Inventor
Michiharu Inami
稲見 道治
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SYMMETRICS CORP
Olympus Corp
Original Assignee
SYMMETRICS CORP
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a ferroelectric memory cell having structure capable of extremely reducing an area per cell by using a ferroelectric substance and optimum to large capacity and high integration. CONSTITUTION: In the ferroelectric memory cell, a buffer film 32 is formed on an insulating substrate 31 and a cell plate electrode 33, a ferroelectric film 34 and a capacitor electrode 35 are successively formed on the film 32. A transistor(TR) is formed directly on the surface of the electrode 35, gaps among layers are filled with an inter-layer insulating film 41, a contact hole 42 is opened so as to extrude the drain electrode 40 of the TR, and a bit line electrode 43 is formed. Namely the element separation area is constituted of the insulator, a conventional hole for connecting the capacitor electrode 35 to the source electrode 33 is made unnecessary, the TR is formed in the lamination direction and the cell area per bit in the ferroelectric memory cell is extremely reduced.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は半導体メモリセルに係り
、特に強誘電体を用いたメモリセルの高集積化に好適す
る強誘電体メモリセルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory cell, and more particularly to a ferroelectric memory cell suitable for high integration of memory cells using ferroelectric materials.

【0002】0002

【従来の技術】一般に、例えばDRAM(Dynami
c Randam Access Memory)等の
揮発性メモリセルの1個のメモリセルは、それぞれ1個
のトランジスタとキャパシタで構成されている。
2. Description of the Related Art Generally, for example, DRAM (Dynami
One memory cell of a volatile memory cell such as a random access memory (Random Access Memory) is each composed of one transistor and one capacitor.

【0003】そして図11に1トランジスタ・1キャパ
シタで構成されたDRAMセルの構成を示す。
FIG. 11 shows the structure of a DRAM cell composed of one transistor and one capacitor.

【0004】この図11に示すDRAMにおいて、トラ
ンジスタ1の電流通路の一端は、ビット線BLに接続さ
れ、また電流通路の他端はキャパシタ2の一端に接続さ
れる。前記トランジスタ1の制御電極はワード線WLに
接続されている。
In the DRAM shown in FIG. 11, one end of the current path of transistor 1 is connected to bit line BL, and the other end of the current path is connected to one end of capacitor 2. A control electrode of the transistor 1 is connected to a word line WL.

【0005】次にこのDRAMの動作を説明する。まず
書き込み動作は、前記ワード線WLに電位を与え前記ト
ランジスタ1をオンさせ、I/Oに対応した電位をビッ
ト線BLからノードNに転送し、前記キャパシタ2に電
荷として、情報を蓄える。
Next, the operation of this DRAM will be explained. First, in a write operation, a potential is applied to the word line WL to turn on the transistor 1, a potential corresponding to the I/O is transferred from the bit line BL to the node N, and information is stored in the capacitor 2 as a charge.

【0006】また、書き込み動作は、前記ビット線BL
をプリチャージした後、前記ワード線WLに電位を与え
、トランジスタ1をオンさせ、電荷を前記ビット線BL
の寄生容量CB とメモリセルのキャパシタ容量CS 
とに再配分させることにより、ビット線電位の変化を検
知増幅器(図示せず)により検知させることにより行わ
れる。
[0006] Furthermore, the write operation is performed on the bit line BL.
After precharging, a potential is applied to the word line WL, transistor 1 is turned on, and the charge is transferred to the bit line BL.
parasitic capacitance CB and memory cell capacitance CS
This is done by sensing the change in bit line potential with a sense amplifier (not shown).

【0007】このような電荷を読み出すDRAMにおい
て、ビット線容量とキャパシタ容量との比で電荷のレベ
ルが決定されており、この場合には前記電荷が微少なた
め、ノイズに対して影響を受けやすい。
[0007] In a DRAM that reads out such charge, the charge level is determined by the ratio of the bit line capacitance to the capacitor capacitance, and in this case, the charge is small and therefore susceptible to noise. .

【0008】さらに、DRAMの高密度大容量化が進む
に連れて、チップ面積の制限上、メモリセルのキャパシ
タ面積を小さくしなければならず、ノイズに対するマー
ジン,ソフトエラーを起こし得ないキャパシタの容量の
下限が決定される。
Furthermore, as DRAMs become more dense and large in capacity, the area of capacitors in memory cells must be reduced due to chip area limitations, and the capacitance of capacitors that does not cause noise margins and soft errors must be reduced. The lower limit of is determined.

【0009】次にキャパシタの大容量化について述べる
Next, increasing the capacitance of a capacitor will be described.

【0010】すなわち、キャパシタの容量確保の第1の
手段として、キャパシタ酸化膜の薄膜化を図る。一般的
に用いられているシリコン酸化薄膜を、例えば、16メ
ガビット,64メガビットの集積回路素子に用いるとな
ると、約80オングストロング以下の薄膜形成する新た
な薄膜化技術が必要となる。
That is, as a first means of securing the capacitance of a capacitor, the capacitor oxide film is made thinner. If a commonly used silicon oxide thin film is to be used in, for example, 16 megabit or 64 megabit integrated circuit devices, a new thin film technology for forming a thin film of approximately 80 angstroms or less is required.

【0011】また、第2の手段として、キャパシタ形成
に例えばトレンチ構造によるキャパシタ面積の増大を図
ることができる。しかし、トレンチ構造は製造工程に複
雑な処理を行っている。
As a second means, the area of the capacitor can be increased by using, for example, a trench structure for forming the capacitor. However, the trench structure requires complicated processing in the manufacturing process.

【0012】そして第3の手段として、ラムトロンから
前記シリコン酸化膜より誘電率の高い材料を使用した強
誘電体膜を用いて、特公平1−278063号公報に開
示されるようなDRAM用キャパシタが提案されている
As a third means, Ramtron has developed a DRAM capacitor as disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-278063 using a ferroelectric film made of a material with a higher dielectric constant than the silicon oxide film. Proposed.

【0013】このような従来のメモリセルの構造を図1
2に示す。
The structure of such a conventional memory cell is shown in FIG.
Shown in 2.

【0014】この構造において、まずP形半導体基板1
1にn+ 拡散領域からなるソース12,ドレイン13
が形成される。そして前記P形半導体基板11上に層間
絶縁層14を形成した後、前記ソース12及び,ドレイ
ン13と外部と接続させるためのコンタクトホール15
、16を開口した後、導電部材からなるキャパシタ電極
17及びビット線電極18を形成し、さらに前記キャパ
シタ電極17上に強誘電体膜19、キャパシタ電極20
を形成する。また、前記ドレイン13とソース12との
間にゲート電極9が形成される。
In this structure, first, a P-type semiconductor substrate 1
1 includes a source 12 and a drain 13 consisting of an n+ diffusion region.
is formed. After forming an interlayer insulating layer 14 on the P-type semiconductor substrate 11, contact holes 15 are formed to connect the source 12 and drain 13 to the outside.
, 16 are opened, a capacitor electrode 17 and a bit line electrode 18 made of a conductive material are formed, and then a ferroelectric film 19 and a capacitor electrode 20 are formed on the capacitor electrode 17.
form. Further, a gate electrode 9 is formed between the drain 13 and the source 12.

【0015】このような従来のメモリセルを用いたメモ
リセルアレイのパターンの一例を上から見た上面図を図
13及び図14(a),(b)に示し説明する。また図
14(a)は、図13に示すa−a´の断面図であり、
図14(b)は、図13に示すb−b´の断面図である
A top view of an example of a pattern of a memory cell array using such conventional memory cells is shown in FIG. 13 and FIGS. 14(a) and 14(b) and will be described. Further, FIG. 14(a) is a cross-sectional view taken along a-a′ shown in FIG.
FIG. 14(b) is a sectional view taken along line bb' shown in FIG. 13.

【0016】この構造では、半導体基板上に拡散領域か
らなるSDG領域21が形成され、制御用のゲート電極
22が形成されている。そして、所定のSDG領域21
上にキャパシタ電極23、強誘電体膜24、セルプレー
ト電極25が形成される。また他のSDG領域21上に
は、配線電極26が形成される。そしてビット線27が
層間絶縁膜内に形成されている。
In this structure, an SDG region 21 consisting of a diffusion region is formed on a semiconductor substrate, and a gate electrode 22 for control is formed. Then, a predetermined SDG area 21
A capacitor electrode 23, a ferroelectric film 24, and a cell plate electrode 25 are formed thereon. Furthermore, a wiring electrode 26 is formed on the other SDG region 21. A bit line 27 is formed within the interlayer insulating film.

【0017】ここで図13の一点鎖線で囲まれる部分2
8は、1ビット分の領域を示している。
Here, the part 2 surrounded by the dashed line in FIG.
8 indicates an area for one bit.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
構造のメモリセルを用いたセルアレイは、次のような課
題がある。
However, the cell array using the memory cells of the conventional structure described above has the following problems.

【0019】第1に1ビットを構成するのに、1個のセ
ルプレートのコンタクトホール、1本のビット線と1/
2本のセルプレート線が必要である。第2に2ビットご
とに、共有する1個のドレイン電極を有している。第3
にキャパシタのソース側電極と、ビット線とは、それら
の間の電気的分離を図るために、互いに所定距離だけ離
して形成しなければならない。第4に1ビット分の領域
内のセルと隣接するトランジスタ領域とは、それらの間
の電気的分離を図るために、互いに所定距離を離さなけ
ればならない。第5に配線が多用されるため、絶縁性を
確保するための配線間の間隔及び配線加工技術が問題と
なる。
First, to configure one bit, one cell plate contact hole, one bit line, and a
Two cell plate lines are required. Second, every two bits have one shared drain electrode. Third
The source electrode of the capacitor and the bit line must be spaced apart from each other by a predetermined distance in order to electrically isolate them. Fourthly, a cell in a region corresponding to one bit and an adjacent transistor region must be separated from each other by a predetermined distance in order to electrically isolate them. Fifth, since wiring is frequently used, the spacing between wirings and wiring processing techniques to ensure insulation become a problem.

【0020】このように、従来のメモリセルアレイの構
造では、素子分離,加工技術によりセルの面積が決定さ
れ、大容量化,高集積化するためには、より以上の素子
分離技術や加工精度の向上を図らなければならず困難で
ある。
As described above, in the conventional memory cell array structure, the area of the cell is determined by element isolation and processing technology, and in order to increase capacity and increase integration, further element isolation technology and processing precision are required. We have to try to improve, which is difficult.

【0021】そこで本発明は、強誘電体を用いることに
より、1セルあたりの面積を微小化し、大容量化,高集
積化に最適する構造を有する強誘電体メモリを提供する
ことを目的とする。
[0021] Accordingly, an object of the present invention is to provide a ferroelectric memory that uses ferroelectric material to minimize the area per cell and has a structure that is optimal for large capacity and high integration. .

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、絶縁体基板上に形成される情報を格納する
強誘電体を用いたキャパシタ部と、前記キャパシタ部に
対して情報の書込み及び読出しを行うトランジスタ部と
で構成される強誘電体メモリセルにおいて、前記キャパ
シタ部は、前記絶縁体基板上に形成されたバッファー膜
上に前記キャパシタ部のセルプレート電極が形成され、
該セルプレート電極上に形成された強誘電体膜、キャパ
シタ電極とで構成され、前記トランジスタ部は、前記キ
ャパシタ電極上に直接、前記トランジスタ部の電流通路
の一端が形成され、前記電流通路の他端は、電導体が充
填された少なくとも1つのコンタクトホールを介してビ
ット線電極と接続するように構成される強誘電体メモリ
セルが提供できる。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a capacitor section using a ferroelectric material formed on an insulating substrate for storing information, and a capacitor section using a ferroelectric material that stores information for the capacitor section. In a ferroelectric memory cell configured with a transistor section for writing and reading, the capacitor section has a cell plate electrode of the capacitor section formed on a buffer film formed on the insulating substrate;
The transistor section includes a ferroelectric film formed on the cell plate electrode and a capacitor electrode, and one end of the current path of the transistor section is formed directly on the capacitor electrode, and the other end of the current path is formed directly on the capacitor electrode. A ferroelectric memory cell can be provided whose end is configured to connect to a bit line electrode via at least one contact hole filled with a conductor.

【0023】また、前記強誘電体メモリセルがアレイ状
に配置された場合、前記トランジスタの制御ゲート電極
及び導電体層が互いに平行して、複数の強誘電体メモリ
セルに接続する強誘電体メモリセルアレイが提供できる
Further, when the ferroelectric memory cells are arranged in an array, the control gate electrode and the conductive layer of the transistor are parallel to each other and connected to a plurality of ferroelectric memory cells. Cell arrays can be provided.

【0024】さらに前記トランジスタの制御ゲート電極
及び導電体層が、前記トランジスタの電流通路の他端と
互いに平行で直交するようにアレイ状に配置された強誘
電体メモリセルアレイが提供できる。
Furthermore, it is possible to provide a ferroelectric memory cell array in which the control gate electrodes and conductive layers of the transistors are arranged in an array so as to be parallel to and orthogonal to the other ends of the current paths of the transistors.

【0025】[0025]

【作用】以上のような構成の強誘電体メモリによれば、
トランジスタのソースとキャパシタ電極間のコンタクト
接続部分が不要となり、トランジスタの各電極部を基板
表面に露出せず、さらにソース近傍のキャパシタ電極と
ビット線電極が別形成されるために上部電極が1種類の
電極で実現でき、メモリセルを駆動するための配線本数
を減少することができる。
[Operation] According to the ferroelectric memory configured as above,
There is no need for a contact connection between the transistor source and capacitor electrode, each electrode part of the transistor is not exposed to the substrate surface, and since the capacitor electrode and bit line electrode near the source are formed separately, there is only one type of upper electrode. This can be realized with a number of electrodes, and the number of wiring lines for driving the memory cells can be reduced.

【0026】[0026]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0027】すなわち、第1実施例として図1(a),
(b)及び図2に本発明に係る強誘電体メモリのセル構
造を示す。
That is, as a first embodiment, FIG. 1(a),
2(b) and 2 show the cell structure of the ferroelectric memory according to the present invention.

【0028】まず図1(a)は強誘電体メモリセルを上
から見た平面図であり、同図(b)は同図(a)のA−
A´方向の断面図であり、図2は図1(a)のB−B´
方向の断面図である。
First, FIG. 1(a) is a plan view of a ferroelectric memory cell viewed from above, and FIG. 1(b) is a top view of the ferroelectric memory cell.
It is a cross-sectional view in the A′ direction, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line B-B′ in FIG.
FIG.

【0029】この強誘電体メモリセルは、サファイヤ等
の絶縁体基板31上にバッファー膜32を形成し、さら
に白金等からなるセルプレート電極33が形成される。 そして前記セルプレート電極33上に、例えば、PZT
等の強誘電体膜34が形成され、その上層に例えばアル
ミニュウム等からなるキャパシタ電極35が形成される
In this ferroelectric memory cell, a buffer film 32 is formed on an insulating substrate 31 made of sapphire or the like, and a cell plate electrode 33 made of platinum or the like is further formed. Then, on the cell plate electrode 33, for example, PZT
A ferroelectric film 34 is formed, and a capacitor electrode 35 made of, for example, aluminum is formed on the ferroelectric film 34 .

【0030】次に前記キャパシタ電極35上にトランジ
スタのソース36となるn+ 拡散領域が形成され、そ
の直上にp+ 拡散領域37が形成される。そして前記
p+ 拡散領域37を中間に挟んで対峙して、ポリシリ
コン等からなるゲート電極38と導体層39が形成され
、さらに前記p+ 拡散領域37上にドレイン電極40
が形成される。
Next, an n+ diffusion region that will become the source 36 of the transistor is formed on the capacitor electrode 35, and a p+ diffusion region 37 is formed directly above it. A gate electrode 38 and a conductor layer 39 made of polysilicon or the like are formed facing each other with the p+ diffusion region 37 in between, and a drain electrode 40 is further formed on the p+ diffusion region 37.
is formed.

【0031】また、このようなメモリセルを囲むように
層間絶縁膜41が充填され、該層間絶縁膜41の表面か
ら前記ドレイン電極40が露出するようにコンタクトホ
ール42が開口され、ビット線電極43が前記ドレイン
電極40に接続するように該コンタクトホール42内を
導電体で充填しビット線電極(配線)43が形成される
Further, an interlayer insulating film 41 is filled to surround such a memory cell, and a contact hole 42 is opened so that the drain electrode 40 is exposed from the surface of the interlayer insulating film 41. A bit line electrode (wiring) 43 is formed by filling the contact hole 42 with a conductor so as to be connected to the drain electrode 40.

【0032】このような構造の強誘電体メモリセルにお
いては、前記キャパシタ電極35と前記セルプレート電
極33に挟まれた前記強誘電体膜34の配向は、該セル
プレート電極33の結晶方位により影響されるが、形成
する際に、この結晶方位を制御しやすいようにバッファ
ー膜32を前記絶縁体基板31上に形成している。
In a ferroelectric memory cell having such a structure, the orientation of the ferroelectric film 34 sandwiched between the capacitor electrode 35 and the cell plate electrode 33 is influenced by the crystal orientation of the cell plate electrode 33. However, during formation, a buffer film 32 is formed on the insulating substrate 31 so that the crystal orientation can be easily controlled.

【0033】このセル構造では、キャパシタ電極35上
に直接、トランジスタのソース電極33を形成すること
により、従来設けられていたキャパシタ電極35とソー
ス電極33とを接続するためのコンタクトホールが不要
となりメモリセル面積を低減することができる(図1(
a),A−A´方向)。
In this cell structure, by forming the source electrode 33 of the transistor directly on the capacitor electrode 35, there is no need for a contact hole for connecting the capacitor electrode 35 and the source electrode 33, which was conventionally provided. The cell area can be reduced (Figure 1 (
a), A-A′ direction).

【0034】また、トランジスタを縦方向に形成するこ
とにより、幅(A−A´)方向の長さを短縮することが
できる。さらに本発明のセルアレイは、素子分離領域が
絶縁体で構成されるので、各素子間のパンチスルー耐圧
を考慮する必要がない。
Furthermore, by forming the transistor in the vertical direction, the length in the width (A-A') direction can be shortened. Furthermore, in the cell array of the present invention, since the element isolation region is made of an insulator, there is no need to consider the punch-through breakdown voltage between each element.

【0035】一方、このような構造では、chanel
部よりでたキャリアによるトランジスタの閾値変動の影
響が出やすくはなるが、導電体40によりこのキャリア
を導電体中に逃がすことにより防止している。
On the other hand, in such a structure, the channel
Although the influence of the threshold value fluctuation of the transistor due to the carriers coming out from the portion is likely to occur, this is prevented by allowing the carriers to escape into the conductor by the conductor 40.

【0036】さらにビット線電極43は、ドレイン電極
40にコンタクトホール42を介して接続されているの
で、該ビット線電極が最上層になり、1ビット当りの同
一層での配線の本数が減少でき、さらにコンタクトホー
ルによる接続が、1個なので1ビット当りのセル面積を
少なくできる。
Further, since the bit line electrode 43 is connected to the drain electrode 40 through the contact hole 42, the bit line electrode is on the top layer, and the number of wiring lines per bit on the same layer can be reduced. Furthermore, since there is only one contact hole connection, the cell area per bit can be reduced.

【0037】次に図3及び、図4(a),(b)は、前
述した本発明のセルを用いて構成したセルアレイの第2
実施例である。図3はセルアレイの平面図、図4(a)
は図3のセルアレイのC−C´方向の断面図。図4(b
)は図3のセルアレイのD−D´方向の断面図である。 ここで第1実施例のセルアレイを構成する部材は、図1
及び図2のセルを構成する部材と同等であり、同じ参照
番号を付して説明を省略する。また第2実施例のセルア
レイは、図中に示すようにセルプレート電極が縦方向に
共通接続される例であり、強誘電体は各セルごとに分離
されている。
Next, FIG. 3 and FIGS. 4(a) and 4(b) show the second cell array constructed using the cells of the present invention described above.
This is an example. Figure 3 is a plan view of the cell array, Figure 4(a)
4 is a cross-sectional view of the cell array in FIG. 3 taken along the line C-C'. Figure 4(b)
) is a cross-sectional view of the cell array in FIG. 3 taken along line DD'. Here, the members constituting the cell array of the first embodiment are shown in FIG.
and the members constituting the cell in FIG. Further, in the cell array of the second embodiment, as shown in the figure, the cell plate electrodes are commonly connected in the vertical direction, and the ferroelectric material is separated for each cell.

【0038】そして各セルは、共通接続される制御ゲー
ト45と導電性ゲート46が設けられている。
Each cell is provided with a control gate 45 and a conductive gate 46 which are commonly connected.

【0039】次に第3実施例として、図5(a),(b
)及び図6は、本発明のセルを用いて構成したセルアレ
イを示す図である。図5(a)はセルアレイの平面図、
図5(b)はセルアレイのE−E´方向の断面図であり
、図6は図5(a)のセルアレイのF−F´方向の断面
図である。ここで第2実施例のセルアレイを構成する部
材は、第2実施例と同様に、同じ参照番号を付して説明
を省略する。この例ではセルプレート33がセルアレイ
の任意の大きさで共通接続され、強誘電体34は各セル
ごとに分離されている。
Next, as a third embodiment, FIGS. 5(a) and 5(b)
) and FIG. 6 are diagrams showing a cell array constructed using the cells of the present invention. FIG. 5(a) is a plan view of the cell array;
FIG. 5(b) is a cross-sectional view of the cell array in the EE' direction, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the cell array of FIG. 5(a) in the F-F' direction. Here, the members constituting the cell array of the second embodiment are given the same reference numerals as in the second embodiment, and a description thereof will be omitted. In this example, cell plates 33 are commonly connected to any size of cell array, and ferroelectric materials 34 are separated for each cell.

【0040】次に第4実施例として、図7及び図8(a
),(b)は、本発明のセルを用いて構成したセルアレ
イを示す。すなわち図7はセルアレイの平面図、図8(
a)は図7のセルアレイのG−G´方向の断面図であり
、図8(b)は図7のセルアレイのH−H´方向の断面
図である。
Next, as a fourth embodiment, FIGS. 7 and 8 (a
) and (b) show cell arrays constructed using cells of the present invention. That is, FIG. 7 is a plan view of the cell array, and FIG.
8(a) is a cross-sectional view of the cell array in FIG. 7 in the GG' direction, and FIG. 8(b) is a cross-sectional view of the cell array in FIG. 7 in the H-H' direction.

【0041】この第4実施例では、セルプレート33は
、図3の構成例と同様で、セルプレート33の配線を挟
んで両側に設けられたセルのセルプレートが厚さ方向に
共通接続される。ここで第4実施例のセルアレイを構成
する部材は、第2実施例と同様に、同じ参照番号を付し
て説明を省略する。
In this fourth embodiment, the cell plate 33 is similar to the configuration example shown in FIG. 3, and the cell plates of the cells provided on both sides of the cell plate 33 with the wiring interposed therebetween are commonly connected in the thickness direction. . Here, the members constituting the cell array of the fourth embodiment are given the same reference numerals as in the second embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0042】この第4実施例では強誘電体34は全て共
通接続され、パターンにより分離化していない例である
In this fourth embodiment, all the ferroelectric materials 34 are connected in common and are not separated by patterns.

【0043】次に第5実施例として、図9及び図10(
a),(b)は、本発明のセルを用いて構成したセルア
レイである。すなわち、図9はセルアレイの平面図、図
10(a)は図9のセルアレイのI−I´方向の断面図
であり、図10(b)は図9のセルアレイのJ−J´方
向の断面図である。ここで第5実施例のセルアレイを構
成する部材は、第2実施例と同様に、同じ参照番号を付
して説明を省略する。
Next, as a fifth embodiment, FIGS. 9 and 10 (
a) and (b) are cell arrays constructed using cells of the present invention. That is, FIG. 9 is a plan view of the cell array, FIG. 10(a) is a cross-sectional view of the cell array in FIG. 9 in the II' direction, and FIG. 10(b) is a cross-sectional view of the cell array in FIG. 9 in the J-J' direction. It is a diagram. Here, the members constituting the cell array of the fifth embodiment are given the same reference numerals as in the second embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0044】この第5実施例では、セルプレート33、
強誘電体膜34は全て、あるいは任意の大きさで共通接
続となっている例である。
In this fifth embodiment, the cell plate 33,
This is an example in which all or any size of the ferroelectric films 34 are commonly connected.

【0045】以上詳述したことから、本発明のセルは、
まず、素子形成を縦方向に形成する縦構造を採用するこ
とによりソースとキャパシタ電極間のコンタクトが不要
となり1セル当りのコンタクト数が1カに低減される。
From the above detailed description, the cell of the present invention has the following features:
First, by adopting a vertical structure in which elements are formed in the vertical direction, contacts between the source and capacitor electrodes are not required, and the number of contacts per cell is reduced to one.

【0046】そして絶縁基板上に形成するため、SDG
領域間の耐圧を考慮する必要がなく、高精度の素子分離
技術が不必要である。
[0046] Since it is formed on an insulating substrate, SDG
There is no need to consider breakdown voltage between regions, and high precision element isolation technology is unnecessary.

【0047】さらに、トランジスタ側のキャパシタ電極
とビット線電極が別形成なので、上層電極は一種類です
み、配線本数を少なくできる。
Furthermore, since the capacitor electrode and the bit line electrode on the transistor side are formed separately, only one type of upper layer electrode is required, and the number of wiring lines can be reduced.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明は、強誘電体を用いて1セルあた
りの面積を微小化し、大容量化,高集積化に最適する構
造を有する強誘電体メモリを提供することができる。
As described above, the present invention can provide a ferroelectric memory that uses ferroelectric material to minimize the area per cell and has a structure that is optimal for increasing capacity and increasing integration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】図1(a)は本発明の第1実施例の強誘電体メ
モリセルを上から見た平面図であり、図1(b)は同図
(a)の線分A−A´間の断面図である。
1] FIG. 1(a) is a top plan view of a ferroelectric memory cell according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) is a line segment A-A in FIG. 1(a). It is a sectional view between '.

【図2】図2は図1(a)の強誘電体メモリセルに示す
線分B−B´間の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the ferroelectric memory cell shown in FIG. 1(a) along line BB'.

【図3】図3は本発明の第2実施例の強誘電体メモリセ
ルアレイの平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a ferroelectric memory cell array according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図4(a)は図3の強誘電体メモリセルアレイ
のC−C´方向の断面図であり、図4(b)は図3のD
−D´方向の断面図である。
4] FIG. 4(a) is a cross-sectional view of the ferroelectric memory cell array in FIG. 3 in the CC′ direction, and FIG.
-D' direction sectional view.

【図5】図5(a)は本発明の第3実施例の強誘電体メ
モリセルアレイの平面図であり、図5(b)はE−E´
方向の断面図である。
FIG. 5(a) is a plan view of a ferroelectric memory cell array according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5(b) is a plan view of a ferroelectric memory cell array according to a third embodiment of the present invention;
FIG.

【図6】図6は図5(a)の強誘電体メモリセルアレイ
のF−F´方向の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the ferroelectric memory cell array of FIG. 5(a) in the FF' direction.

【図7】図7は本発明の第4実施例の強誘電体メモリセ
ルの平面図である。
FIG. 7 is a plan view of a ferroelectric memory cell according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】図8(a)は図7の強誘電体メモリセルアレイ
のG−G´方向の断面図であり、図8(b)は図7のH
−H´方向の断面図である。
8] FIG. 8(a) is a cross-sectional view of the ferroelectric memory cell array in FIG. 7 in the GG′ direction, and FIG. 8(b) is a
-H' direction sectional view.

【図9】図9は本発明の第5実施例の強誘電体メモリセ
ルの平面図である。
FIG. 9 is a plan view of a ferroelectric memory cell according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】図10(a)は図9の強誘電体メモリセルア
レイのI−I´方向の断面図であり、図10(b)は図
9のJ−J´方向の断面図である。
10(a) is a cross-sectional view of the ferroelectric memory cell array of FIG. 9 in the II' direction, and FIG. 10(b) is a cross-sectional view of the ferroelectric memory cell array of FIG. 9 in the J-J' direction.

【図11】図11は従来のDRAMセルの構成を示す回
路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional DRAM cell.

【図12】図12は従来のメモリセルの構造を示す構造
図である。
FIG. 12 is a structural diagram showing the structure of a conventional memory cell.

【図13】図13は従来のメモリセルを用いたメモリセ
ルアレイの平面図である。
FIG. 13 is a plan view of a memory cell array using conventional memory cells.

【図14】図14(a)は図13の従来の強誘電体メモ
リセルアレイのa−a´方向の断面図であり、図14(
b)は図13のb−b´方向の断面図である。
14(a) is a cross-sectional view of the conventional ferroelectric memory cell array of FIG. 13 in the a-a'direction; FIG.
b) is a sectional view taken along the line bb' in FIG. 13;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31…絶縁体基板、32…バッファー膜、33…セルプ
レート電極、34…強誘電体膜、35…キャパシタ電極
、36…ソース電極、37…p+ 拡散領域、38…ゲ
ート電極、39…導体層、40…ドレイン電極、41…
層間絶縁膜、42…コンタクトホール、43…ビット線
電極、45…制御ゲート、46…導電性ゲート。
31... Insulator substrate, 32... Buffer film, 33... Cell plate electrode, 34... Ferroelectric film, 35... Capacitor electrode, 36... Source electrode, 37... P+ diffusion region, 38... Gate electrode, 39... Conductor layer, 40...Drain electrode, 41...
Interlayer insulating film, 42... contact hole, 43... bit line electrode, 45... control gate, 46... conductive gate.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  絶縁体基板上に強誘電体を用いて形成
された情報を格納するキャパシタ部と、前記キャパシタ
部に対して情報の書込み及び読出しを行うトランジスタ
部とで構成される強誘電体メモリセルにおいて、前記キ
ャパシタ部は、前記絶縁体基板上に形成されたバッファ
ー膜上に前記キャパシタ部のセルプレート電極が形成さ
れ、該セルプレート電極上に形成された強誘電体膜、キ
ャパシタ電極とで構成され、前記トランジスタ部は、前
記キャパシタ電極上に直接、前記トランジスタ部の電流
通路の一端が形成され、前記電流通路の他端は、電導体
が充填された少なくとも1つのコンタクトホールを介し
てビット線電極と接続するように構成されることを特徴
とする強誘電体メモリセル。
1. A ferroelectric material comprising a capacitor section formed using a ferroelectric material on an insulating substrate and storing information, and a transistor section for writing and reading information to and from the capacitor section. In the memory cell, the capacitor section includes a cell plate electrode of the capacitor section formed on a buffer film formed on the insulating substrate, a ferroelectric film formed on the cell plate electrode, a capacitor electrode, and a cell plate electrode of the capacitor section. In the transistor section, one end of the current path of the transistor section is formed directly on the capacitor electrode, and the other end of the current path is formed through at least one contact hole filled with a conductor. A ferroelectric memory cell configured to be connected to a bit line electrode.
【請求項2】  前記トランジスタの制御ゲート電極が
前記両電流通路に挟まれたチャンネル領域の一方に形成
され、その他方に導電体層が形成されることを特徴とす
る請求項1記載の強誘電体メモリセル。
2. The ferroelectric device according to claim 1, wherein a control gate electrode of the transistor is formed in one of the channel regions sandwiched between the two current paths, and a conductor layer is formed in the other region. body memory cells.
【請求項3】  前記強誘電体メモリセルがアレイ状に
配置され、前記トランジスタの制御ゲート電極及び導電
体層が互いに平行して、複数の強誘電体メモリセルに接
続することを特徴とする請求項2記載の強誘電体メモリ
セル。
3. The ferroelectric memory cells are arranged in an array, and the control gate electrodes and conductive layers of the transistors are parallel to each other and connected to the plurality of ferroelectric memory cells. 2. The ferroelectric memory cell according to item 2.
【請求項4】  前記トランジスタの制御ゲート電極及
び導電体層と、前記トランジスタの電流通路の他端に1
つのコンタクトホールを介して接続されたビット線とが
直交するようにアレイ状に配置されたことを特徴とする
請求項3記載の強誘電体メモリセル。
4. A control gate electrode and a conductor layer of the transistor, and a conductor layer at the other end of the current path of the transistor.
4. The ferroelectric memory cell according to claim 3, wherein the ferroelectric memory cell is arranged in an array so as to be perpendicular to the bit lines connected through two contact holes.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100415741B1 (en) * 1999-08-26 2004-01-24 세미콘덕터 테크놀로지 아카데믹 리서치 센터 Nonvolatile ferroelectric memory and method of manufacture thereof

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KR100415741B1 (en) * 1999-08-26 2004-01-24 세미콘덕터 테크놀로지 아카데믹 리서치 센터 Nonvolatile ferroelectric memory and method of manufacture thereof

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