JPH05211311A - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JPH05211311A
JPH05211311A JP3342784A JP34278491A JPH05211311A JP H05211311 A JPH05211311 A JP H05211311A JP 3342784 A JP3342784 A JP 3342784A JP 34278491 A JP34278491 A JP 34278491A JP H05211311 A JPH05211311 A JP H05211311A
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JP
Japan
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electrode
insulating film
bit line
source
drain regions
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Withdrawn
Application number
JP3342784A
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English (en)
Inventor
Kazuo Terada
和夫 寺田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH05211311A publication Critical patent/JPH05211311A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】1Tメモリセルの積層キャパシタの電極とトラ
ンジスタの電極の電気的な接続を取ることが容易で、か
つビット線間の容量結合を減らすことのできるメモリセ
ルとビット線の構造を与える。 【構成】素子分離領域の一部となる溝を、絶縁体10
4、その側壁の2つの導電膜(105a,105b)、
溝の残りの部分を埋める絶縁体(106)で埋める。こ
の構造において2本の導電体の一方105aをビット線
として、他方103bをシールド線として使う。積層キ
ャパシタの電極とトランジスタの電極を接続するための
コンタクト孔を浅くでき、リソグラフィの限界幅にビッ
ト線とシールド線の両方を配置してビット線間雑音を防
げる。

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に関し、特
に高集積半導体メモリへの応用に適した半導体メモリセ
ルとビット線の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】1つのトランジスタと1つのキャパシタ
から構成される半導体メモリセル(以下1Tセルと略
す)は、構成要素が少なく、小形化が容易であるため、
高集積半導体メモリに広く使われている。この1Tセル
では、出力電圧がキャパシタ(以下セルキャパシタと呼
ぶ)の値に比例する。そのため1Tセルを高集積化し、
且つその出力電圧を十分大きい値に保つためには、セル
キャパシタを小面積で大きい値にする必要がある。
【0003】従来そのようなセルキャパシタの1つとし
て、トランジスタ上部に積層した所謂積層キャパシタを
使用した1Tセル(積層セルと呼ぶ)が提案されてい
る。例えば、1988年国際電子素子会議(インタナシ
ョナル・エレクトロン・デバイシズ・ミーティング(I
nternational Electron Dev
ices Meeting))においてティ、エマ
(T.Ema)らによって発表された論文、「3ディメ
ンジョナル・スタックド・キャパシタ・セル・フォア・
16メガ・アンド・64メガ・ディラムズ」(3−di
mensionalstacked capacito
r cell for 16M and 64M DR
AMs)(同会議予稿集592ページ)で提案されてい
る積層セルがそれである。
【0004】この積層セルについて図8を参照して説明
する。ただし、上述の論文では3枚のフィンを有する積
層セルについて述べられているが、図11では簡単のた
め2枚をフィンを示してある。さらにフィン17a,1
7bを有する電荷蓄積電極17と対向電極19とのあい
だにある容量絶縁膜も便宜上省略してある。この積層セ
ルでは、積層キャパシタの電極表面面積を大きくするこ
とにより、セル占有面積を大きくすることなく、セルキ
ャパシタ値を大きくできる。そのため、このメモリセル
は高集積半導体メモリに適した特徴を持っている。
【0005】ところが、このメモリセルは積層キャパシ
タの電極とトランジスタの電極の電気的な接続を取るこ
とが難しいという問題も持っていた。このメモリセルで
は、トランジスタと積層キャパシタの電極の間に形成さ
れたワード線13とビット線20を避けて両者の間に電
気的な接続を取ることが必要である。通常このような接
続を取るためには、積層キャパシタの電極(電荷蓄積電
極16)からトランジスタの電極(N型不純物拡散層1
4−1)へ通じる孔(コンタクト孔C02)を形成し、
それを導体で埋める。ところが、メモリセルが小形にな
ると、ワード線13とビット線20を避けてコンタクト
孔を形成できる部分が細くかつ深くなるため、この導体
の埋め込みが困難になるのである。
【0006】1Tセルを用いた半導体メモリでは、複数
の並列に配置されたビット線に同時にメモリセルから信
号を出力し、それを感知増幅する。そのため、ビット線
間の容量結合を通した雑音のため、ビット線上の信号を
感知することが難しくなるという問題があった。この問
題は高集積化が進み、ビット線間のピッチが小さくなる
ほど重大になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
積層セルは積層キャパシタの電極とトランジスタの電極
の電気的な接続を取ることが難しいという問題も持って
いた。また、1Tセルを用いた半導体メモリでは、ビッ
ト線間の容量結合を通した雑音のため、ビット線上の信
号を感知することが難しくなるという問題があった。
【0008】本発明の目的は、積層キャパシタの電極と
トランジスタの電極の電気的な接続を取ることが容易
で、かつビット線間の容量結合を減らすことによって、
ビット線上の信号を感知することを容易にできる積層セ
ルとビット線の構造を与えることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体メモリ
は、半導体基板の表面部に選択的に形成された不純物拡
散層からなる一対のソース・ドレイン領域および前記一
対のソース・ドレイン領域で挟まれた前記半導体基板領
域上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極から
なるMISトランジスタならびに前記一対のソース・ド
レイン領域の一方に接続された電荷蓄積電極を有する積
層キャパシタからなる複数のメモリセルと、所定の前記
メモリセルのゲート電極を行方向に連結してなる複数の
ワード線と、前記半導体基板に前記行方向と交わる列方
向に設けられた素子分離用の溝の一方の側面に絶縁膜を
介して設けられた導電膜からなり相異なる前記ワード線
に接続された前記メモリセルの一対のソース・ドレイン
領域の他方に接続されたビット線と、前記溝の他方の側
面に絶縁膜を介して設けられた導電膜からなるシールド
線とを有するメモリセルアレイを備えるというものであ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
【0011】図1(a)は本発明の一実施例の積層セル
とビット線の構造を示す平面図、図1(b)は図1
(a)のX−X線断面図、図1(c)は図1(a)のY
−Y線断面図である。
【0012】101はp型シリコン基板、104は素子
分離領域の溝表面に形成された絶縁膜、105aはビッ
ト線として使われる低抵抗ポリシリコン膜、105bは
シールド線として使われる低抵抗ポリシリコン膜、10
6は溝の残りの部分を埋める絶縁体(PSG膜)、10
8は溝以外の素子分離領域に形成された絶縁体(フィー
ルド酸化膜)、112はMOSトランジスタのゲート絶
縁膜、113はMOSトランジスタのゲート電極とワー
ド線を兼ねる低抵抗ポリシリコン膜、114−1,11
4−2はMOSトランジスタのソース・ドレイン領域を
形成するn型不純物拡散層、110はビット線(105
a)とMOSトランジスタの一方のソース・ドレイン領
域(114−2)を接続する低抵抗ポリシリコン膜、1
15は導電体層間を絶縁する層間絶縁膜、110Aはビ
ット線(105a)とトランジスタ電極(n型不純物拡
散層114−2)を接続するためのコンタクト孔、11
6は積層キャパシタの電極(電荷蓄積電極(117))
とトランジスタの電極(n型不純物拡散層114−1)
を接続するためのコンタクト孔とそこに埋め込まれた導
電体、117はキャパシタ電極(電荷蓄積電極)用の低
抵抗ポリシリコン膜、118は容量絶縁膜、119はキ
ャパシタのもう一方の電極(対向電極)となる低抵抗ポ
リシリコン膜である。なお、図1(a)ではn型不純物
拡散層114−1,114−2およびビット線(105
a)、シールド線(105b)には斜線を付してあるが
切断面を意味するわけではない。
【0013】すなわち、この実施例は、p型シリコン基
板101の表面部に選択的に形成されたn型不純物拡散
層114−1,114−2からなる一対のソース・ドレ
イン領域および前述の一対のソース・ドレイン領域で挟
まれたp型シリコン基板領域上にゲート絶縁膜112を
介して設けられたゲート電極(113)からなるMOS
トランジスタならびに前述の一対のソース・ドレイン領
域の一方(114−1)に接続された電荷蓄積電極11
7を有する積層キャパシタからなる複数のメモリセル
と、所定のメモリセルのゲート電極を行方向に連結して
なる複数のワード線(113)と、p型シリコン基板1
01に行方向と交わる列方向に設けられた素子分離用の
溝の一方の側面に絶縁膜104を介して設けられた導電
膜(105a)からなり相異なるワード線に接続された
メモリセルの一対のソース・ドレイン領域の他方(11
4−2)に接続されたビット線(105a)と、前述の
溝の他方の側面に絶縁膜104を介して設けられた導電
膜(105b)からなるシールド線とを有するメモリセ
ルアレイを備えるというものである。
【0014】この積層セルでは、低抵抗ポリシリコン膜
113とその両側に形成された一対のソース・ドレイン
領域(114−1,114−2)によってスイッチング
用のMOSトランジスタが構成される。このMOSトラ
ンジスタの一方のソース・ドレイン領域は114−2は
低抵抗ポリシリコン膜110を通してビット線(105
a)に接続され、他方のソース・ドレイン領域(114
−1)はコンタクト孔116を通して117,118,
119で構成される積層セルキャパシタに接続される。
低抵抗ポリシリコン膜113はワード線も兼ねているこ
とから、この構造により1Tセルが構成される。ビット
線(105a)と対になって溝に埋められた低抵抗ポリ
シリコン膜105bは、ビット線(105a)と交互に
配置され、さらに一定電位が供給される。そのため、1
05bはビット線間の容量結合を遮断するシールド線と
なる。
【0015】次に、本実施例の製造方法について説明す
る。
【0016】まず、図2(a),(b)に示すように、
p型シリコン基板101の一主面上に溝102(幅広部
102aを有している。)を形成した後、その底の部分
に反転防止用のp型領域103を形成する。
【0017】次に、図3に示すように酸化シリコンなど
の絶縁膜104と低抵抗ポリシリコン膜105をそれぞ
れ形成する。次に、図4に示すように、低抵抗ポリシリ
コン膜105を異方性エチングして側壁にのみ低抵抗ポ
リシリコン膜105a,105bとして残した後、溝を
埋めるようにPSG膜106を付着形成する。次に、P
SG膜106を平坦化後エッチバックを行なう。この場
合、図5(a),(b)に示すように、p型シリコン基
板の表面に絶縁膜104が残るようにするのが好ましい
が、p型シリコン基板の表面を露出させたのち熱酸化を
行なって表面に酸化シリコン膜を形成してもよい。
【0018】次に、図6(a),(b)に示すように、
活性領域形成予定部に窒化シリコン膜107を形成し、
選択酸化を行ないフィールド酸化膜108を形成する。
このとき、チャネルストッパのp型領域109も形成す
る。こうして溝とフィールド酸化膜108とで活性領域
が区画される。
【0019】次に、図7(a),(b)に示すように、
活性領域111の絶縁膜を除去する。このとき、溝の幅
広部102aの活性領域109寄りの部分のPSG膜1
06を除去し、低抵抗ポリシリコン膜105aを露出さ
せる。n型不純物をドーピングした低抵抗ポリシリコン
膜110を堆積しパターニングを行なう。
【0020】次に、図1に示すように、ゲート絶縁膜1
12、ワード線となる低抵抗ポリシリコン膜113、n
型不純物拡散層114−1,114−2、各種絶縁膜、
積層キャパシタ、などを通常の製造方法で形成すれば、
図1の構造が得られる。なお、ビット線である低抵抗ポ
リシリコン膜105aと適当な数のメモリセル毎に接続
するシリサイド膜などを上層に設けてもよい。
【0021】以上説明した製造方法では、ビット線とシ
ールド線の幅を低抵抗ポリシリコン膜105の厚さで決
めることができる。さらにこの厚さは、例えば低抵抗ポ
リシリコン膜をCVD法で成長する場合には、10ナノ
メートル以下の高い精度で制御できる。そのため、その
幅はリソグラフィ技術の限界(例えば400ナノメート
ル程度)で決まる加工幅よりも細くできる。溝102の
幅(幅広部は除く)がリソグラフィ技術で決まる最小値
であったとしても、その中にビット線とシールド線の2
本を形成することが可能である。
【0022】
【発明の効果】本発明の半導体メモリは、素子分離用の
溝にビット線を埋め込んでいるので、積層キャパシタの
電極とトランジスタの電極を接続するためのコンタクト
孔は、ワード線だけを避けて形成すればよく、その形成
は飛躍的に容易である。さらに、本発明の半導体メモリ
では、リソグラフィで決まる最小加工幅の中にビット線
とシールド線の2本を形成することが可能であるため、
メモリの面積を増大することなく、ビット線間の容量結
合を通した雑音を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す半導体チップの平面図
(図1(a))および断面図(図1(b),図1
(c))である。
【図2】本発明の一実施例の製造方法の説明に使用する
平面図(図2(a))および断面図(図2(b))であ
る。
【図3】本発明の一実施例の製造方法の説明に使用する
断面図である。
【図4】本発明の一実施例の製造方法の説明に使用する
断面図である。
【図5】本発明の一実施例の製造方法の説明に使用する
平面図(図5(a))および断面図(図5(b))であ
る。
【図6】本発明の一実施例の製造方法の説明に使用する
平面図(図6(a))および断面図(図6(b))であ
る。
【図7】本発明の一実施例の製造方法の説明に使用する
平面図(図7(a))および断面図(図7(b))であ
る。
【図8】従来の積層セルを示す平面図(図8(a))お
よび断面図(図8(b))である。
【符号の説明】
1,101 p型シリコン基板 102,102a 溝 103 p型領域 104 絶縁膜 105,105a,105b 低抵抗ポリシリコン膜 106 PSG膜 107 窒化シリコン膜 8,108 フィールド絶縁膜 109 p型領域 110 低抵抗シリコン膜 111 活性領域 12,112 ゲート絶縁膜 13,113 低抵抗ポリシリコン膜 14,114−1,14−2,114−2 n型不純
物拡散層 115 層間絶縁膜 116 コンタクト孔 17,117 電荷蓄積電極 17a,17b フィル 118 容量絶縁膜 19,119 対向電極 20 ビット線 21,22 層間絶縁膜 23 カバー絶縁膜 C01,C02 コンタクト孔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の表面部に選択的に形成され
    た不純物拡散層からなる一対のソース・ドレイン領域お
    よび前記一対のソース・ドレイン領域で挟まれた前記半
    導体基板領域上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲー
    ト電極からなるMISトランジスタならびに前記一対の
    ソース・ドレイン領域の一方に接続された電荷蓄積電極
    を有する積層キャパシタからなる複数のメモリセルと、
    所定の前記メモリセルのゲート電極を行方向に連結して
    なる複数のワード線と、前記半導体基板に前記行方向と
    交わる列方向に設けられた素子分離用の溝の一方の側面
    に絶縁膜を介して設けられた導電膜からなり相異なる前
    記ワード線に接続された前記メモリセルの一対のソース
    ・ドレイン領域の他方に接続されたビット線と、前記溝
    の他方の側面に絶縁膜を介して設けられた導電膜からな
    るシールド線とを有するメモリセルアレイを備えること
    を特徴とする半導体メモリ。
JP3342784A 1991-08-22 1991-12-25 半導体メモリ Withdrawn JPH05211311A (ja)

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JP3342784A JPH05211311A (ja) 1991-12-25 1991-12-25 半導体メモリ
US08/732,832 US5760452A (en) 1991-08-22 1996-10-15 Semiconductor memory and method of fabricating the same
US08/964,416 US6048767A (en) 1991-08-22 1997-11-04 Method of forming a semiconductor memory device

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JP3342784A JPH05211311A (ja) 1991-12-25 1991-12-25 半導体メモリ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008504685A (ja) * 2004-06-23 2008-02-14 マイクロン テクノロジー,インコーポレイテッド Al2O3誘電体を用いるメモリ・セルの絶縁構造

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008504685A (ja) * 2004-06-23 2008-02-14 マイクロン テクノロジー,インコーポレイテッド Al2O3誘電体を用いるメモリ・セルの絶縁構造
US8278182B2 (en) 2004-06-23 2012-10-02 Micron Technology, Inc. Isolation structure for a memory cell using Al1O3 dielectric

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