JPH0613569A - Semiconductor memory and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor memory and manufacture thereof

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Publication number
JPH0613569A
JPH0613569A JP4170700A JP17070092A JPH0613569A JP H0613569 A JPH0613569 A JP H0613569A JP 4170700 A JP4170700 A JP 4170700A JP 17070092 A JP17070092 A JP 17070092A JP H0613569 A JPH0613569 A JP H0613569A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
memory cell
memory cells
insulating film
interlayer insulating
Prior art date
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Pending
Application number
JP4170700A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Heiji Kobayashi
平治 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0613569A publication Critical patent/JPH0613569A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce an area of a memory cell and to increase capacitance of a capacitor. CONSTITUTION:A DRAM has stacked memory cells 3A, 3B in which capacitors 2a, 2b are superposed on transistor elements 1a, 1b, and has a structure in which the other capacitor 2b is superposed on an upper surface of the one capacitor 2a of adjacent memory cells 3A, 3B through an interlayer insulating film 20. Thus, since an area of a superposed part of both capacitors 2a, 2b is commonly provided, an effective area of the cell can be increased, and the capacitance of the capacitor can be increased.

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、半導体基板上にスタッ
ク型のメモリセル(スタックト・キャパシタセルともい
う)がアレイ状に構成される半導体記憶装置(以下DR
AMと略す)及びその製造方法に関し、特にスタック型
メモリセルにおけるキャパシタ構造に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device (hereinafter referred to as DR) in which stack type memory cells (also referred to as stacked capacitor cells) are arranged in an array on a semiconductor substrate.
AM) and a method of manufacturing the same, and more particularly to a capacitor structure in a stack type memory cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にDRAMはメモリセルの面積を小
さくすると、キャパシタの蓄積容量が小さくなり、アル
ファ線によるソフト・エラーに弱くなることが知られて
いる。そこで、メモリセル面積が小さくても蓄積容量が
十分大きなメモリセル構造をもつDRAMが従来より種
々提案されており、その一例を図2に示す。
2. Description of the Related Art Generally, it is known that when the area of a memory cell in a DRAM is reduced, the storage capacity of a capacitor is reduced, and it is vulnerable to a soft error due to alpha rays. Therefore, various DRAMs having a memory cell structure having a sufficiently large storage capacity even if the memory cell area is small have been proposed in the past, and an example thereof is shown in FIG.

【0003】図2は従来のスタックトセル構造を用いた
DRAMの一例を示すものであり、2つのメモリセルの
基本構造を示す。これは、半導体基板11上に1つのス
イッチング用MOSトランジスタ1(1a,1b)とこ
の素子の上に積み重ねたキャパシタ2(2a,2b)か
ら構成されるスタック型のメモリセル3(3A,3B)
がアレイ状に配置されたアレイ構造を有するもので、そ
のセル構造は、図2に示すように、隣り合うメモリセル
3A,3Bの各々のキャパシタ2a,2bが互いに重な
り合うことなく独立して形成されている。
FIG. 2 shows an example of a conventional DRAM using a stacked cell structure and shows the basic structure of two memory cells. This is a stack type memory cell 3 (3A, 3B) composed of one switching MOS transistor 1 (1a, 1b) on a semiconductor substrate 11 and a capacitor 2 (2a, 2b) stacked on this element.
2 has an array structure in which the capacitors 2a and 2b of adjacent memory cells 3A and 3B are formed independently of each other without overlapping each other, as shown in FIG. ing.

【0004】すなわち、一方のキャパシタ2aの下部電
極31をそのMOSトランジスタ1aの領域上に形成す
るともに、他方のキャパシタ2bの下部電極32をその
トランジスタ1bの領域上に形成し、各々の下部電極3
1,32上にキャパシタ用絶縁膜33,34を形成した
後、それら絶縁膜を覆うように共通の上部電極36が形
成されている。
That is, the lower electrode 31 of one capacitor 2a is formed on the region of the MOS transistor 1a, and the lower electrode 32 of the other capacitor 2b is formed on the region of the transistor 1b, and each lower electrode 3 is formed.
After forming the capacitor insulating films 33 and 34 on the capacitors 1 and 32, a common upper electrode 36 is formed so as to cover the insulating films.

【0005】なお、図2中12は半導体基板11上に形
成される素子分離用フィールド酸化膜、13は各トラン
ジスタ1a,1b用のワード線を兼ねたゲート電極、1
Wは隣合うメモリセルの各キャパシタ2a,2bの下
にそれぞれ配線されたワード線であり、26は層間絶縁
膜36上に形成された各MOSトランジスタ1a,1b
間を接続するビット線である。
In FIG. 2, 12 is an element isolation field oxide film formed on the semiconductor substrate 11, 13 is a gate electrode also serving as a word line for each of the transistors 1a and 1b, 1
3 W is a word line wired under each capacitor 2a, 2b of the adjacent memory cells, and 26 is each MOS transistor 1a, 1b formed on the interlayer insulating film 36.
It is a bit line that connects the two.

【0006】このようなスタック型メモリセル構造は、
通常のプレーナ型セル構造に比べて、キャパシタ2をス
イッチング用MOSトランジスタ1上に重ねて、しかも
平坦でなく曲がって形成できるので、キャパシタ容量を
増大できるとともに、セル面積を小さくできる利点を有
している。
Such a stack type memory cell structure is
Compared with the normal planar cell structure, the capacitor 2 can be formed on the switching MOS transistor 1 so as to be overlapped with each other and not curved, so that the capacitor capacitance can be increased and the cell area can be reduced. There is.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のタックトセル構造を用いたDRAMでは、隣り合う
メモリセルの下部電極を独立したトランジスタの領域に
それぞれ形成し、その各電極を共通の上部電極で覆うよ
うに形成した構造を有しているので、チップ縮小に伴い
メモリセル面積が減少し、キャパシタ容量の確保が困難
であった。すなわち、チップ面積の縮小により、キャパ
シタ容量の減少は避けられず、下部電極の厚膜化などの
手段で下部電極表面積の増加をはかるなどの試みがなさ
れていたが、効果的な容量拡大ができないという課題が
あった。
However, in the DRAM using the conventional tacked cell structure, the lower electrodes of the adjacent memory cells are formed in the regions of the independent transistors, and the respective electrodes are covered with the common upper electrode. Since the structure is formed as described above, the memory cell area is reduced as the chip is reduced, and it is difficult to secure the capacitor capacity. In other words, due to the reduction of the chip area, it is unavoidable to reduce the capacitance of the capacitor, and attempts have been made to increase the surface area of the lower electrode by increasing the film thickness of the lower electrode. However, effective capacitance expansion cannot be achieved. There was a problem.

【0008】本発明は以上の点に鑑み、上記のような課
題を解決するためになされたもので、メモリセル面積の
縮小とともにキャパシタ容量の拡大を可能にしたスタッ
ク型メモリセルを用いたDRAMを得ることを目的とす
る。
In view of the above points, the present invention has been made to solve the above problems, and provides a DRAM using a stack type memory cell capable of reducing the memory cell area and the capacitor capacity. The purpose is to get.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明に係るDRAM及びその製造方法は、隣り合う
スタック型メモリセルにおいて一方のメモリセルのキャ
パシタの上面に層間絶縁膜を介在させて他方のメモリセ
ルのキャパシタを重ね合わせることにより、キャパシタ
面積の拡大を行うようにしたものである。
In order to achieve the above object, a DRAM and a method of manufacturing the same according to the present invention have an interlayer insulating film interposed on the upper surface of a capacitor of one memory cell in adjacent memory cells. By overlapping the capacitors of the other memory cell, the capacitor area is expanded.

【0010】[0010]

【作用】したがって本発明におけるスタック型メモリセ
ルは、隣り合うメモリセルのキャパシタを重ね合わせる
ことにより、実効的なメモリセル面積を拡大することが
できるので、キャパシタ容量を増やすことができる。
Therefore, in the stack type memory cell according to the present invention, the effective memory cell area can be increased by superposing the capacitors of the adjacent memory cells, so that the capacitance of the capacitor can be increased.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図1は本発明によるDRAMの製造方
法の一実施例を説明する基本的な工程断面図であり、説
明の便宜上2つのメモリセルについて図示する。この実
施例は、まず図1(a) に示すように、シリコン半導体基
板11を通常のLOCOS法により選択酸化しフィール
ド酸化膜12を形成して素子分離した後、トランジスタ
のしきい値電圧を決定するためチャネルドープの不純物
をイオン注入法により素子領域に注入する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a basic process sectional view for explaining an embodiment of a method of manufacturing a DRAM according to the present invention, and two memory cells are shown for convenience of explanation. In this embodiment, first, as shown in FIG. 1 (a), a silicon semiconductor substrate 11 is selectively oxidized by a normal LOCOS method to form a field oxide film 12 for element isolation, and then a threshold voltage of a transistor is determined. In order to do so, a channel-doped impurity is implanted into the element region by an ion implantation method.

【0012】次にゲート電極(またはワード線)となる
ポリシリコンを減圧CVD法により堆積し、不純物を拡
散法等で注入するとともにドライエッチングでエッチン
グしてゲート電極13,ワード線13W を形成する。次
いで、このゲート電極13をマスクにして所定の不純物
をイオン注入してソース・ドレイン領域部14を形成す
ることにより、各々のスイッチング用MOSトランジス
タ1(1a,1b)を従来と同様の方法にて形成する。
次いで、この基板上に層間絶縁膜としてCVD酸化膜1
5を堆積しそのパターニング後、ドライエッチングによ
り選択的にコンタクトホール16を開口する。
Next, polysilicon to be a gate electrode (or word line) is deposited by a low pressure CVD method, impurities are implanted by a diffusion method or the like, and dry etching is performed to form a gate electrode 13 and a word line 13 W. . Then, by using the gate electrode 13 as a mask, a predetermined impurity is ion-implanted to form the source / drain region portion 14, so that each of the switching MOS transistors 1 (1a, 1b) can be formed by the same method as the conventional method. Form.
Then, a CVD oxide film 1 is formed on the substrate as an interlayer insulating film.
After depositing 5 and patterning thereof, the contact hole 16 is selectively opened by dry etching.

【0013】次いで、隣り合うメモリセルのうち一方の
メモリセル3Aを構成するキャパシタ2aの下部電極
(ストレージノード)となるポリシリコンを減圧CVD
法により堆積して、その不純物注入後パターニングを行
い、一方のキャパシタ2aの下部電極17を図示するよ
うに曲げて形成する。次いで、この下部電極17上に窒
化膜を減圧CVD法により約10nm程度堆積し、さら
に水蒸気雰囲気で窒化膜表面を酸化して酸化膜と窒化膜
との複合膜をキャパシタ絶縁膜18として形成する。
Next, the polysilicon to be the lower electrode (storage node) of the capacitor 2a constituting one memory cell 3A of the adjacent memory cells is decompressed by CVD.
Then, the impurities are implanted and then patterned, and the lower electrode 17 of one of the capacitors 2a is bent and formed as shown in the drawing. Next, a nitride film is deposited on the lower electrode 17 by a low pressure CVD method to a thickness of about 10 nm, and the surface of the nitride film is further oxidized in a water vapor atmosphere to form a composite film of an oxide film and a nitride film as a capacitor insulating film 18.

【0014】しかる後、上部電極(セルプレート)とな
るドープドポリシリコンをCVD法により堆積して、そ
のパターニングを行い一方のキャパシタ2aの上部電極
19を形成する。これにより、図1(a) に示すように、
隣り合うメモリセルにおいて一方のMOSトランジスタ
1aの領域上にキャパシタ2aを積み重ねたスタック型
のメモリセル3Aを形成する。
Thereafter, doped polysilicon to be the upper electrode (cell plate) is deposited by the CVD method and patterned to form the upper electrode 19 of one of the capacitors 2a. As a result, as shown in Fig. 1 (a),
A stack type memory cell 3A is formed by stacking capacitors 2a on the region of one MOS transistor 1a in the adjacent memory cells.

【0015】次いで、この一方のキャパシタ2aを含む
基板上に、図1(b) に示すように、CVD法により酸化
膜などの層間絶縁膜20を形成する。次いで、図1(c)
に示すように、他方のメモリセル3Bを構成するMOS
トランジスタ1bの領域上に、コンタクトホール21を
開口した後、前述した一方のキャパシタ2aと同様の方
法により、ポリシリコンを減圧CVD法で堆積して他方
の下部電極22を形成するとともに、キャパシタ用絶縁
膜23を形成する。
Then, as shown in FIG. 1B, an interlayer insulating film 20 such as an oxide film is formed on the substrate including the one capacitor 2a by the CVD method. Then, Fig. 1 (c)
As shown in, the MOS that constitutes the other memory cell 3B
After opening the contact hole 21 in the region of the transistor 1b, polysilicon is deposited by the low pressure CVD method to form the lower electrode 22 of the other by the same method as the one of the capacitor 2a described above, and the insulation for the capacitor is formed. The film 23 is formed.

【0016】さらに、ドープドポリシリコンをCVD法
で堆積して他方の上部電極24を形成することにより、
他方のMOSトランジスタ1bの領域上にキャパシタ2
bを積み重ねたスタック型のメモリセル3Bを形成す
る。しかる後、その上に通常周知の方法により層間絶縁
膜25,ビット線26を形成することによって、図示す
るようなスタック型のメモリセル構造が完了する。な
お、図中同一または相当部分は同一符号を示している。
Further, doped polysilicon is deposited by the CVD method to form the other upper electrode 24,
A capacitor 2 is formed on the other MOS transistor 1b region.
A stack type memory cell 3B in which b is stacked is formed. Thereafter, the interlayer insulating film 25 and the bit line 26 are formed thereon by a generally known method, thereby completing the stack type memory cell structure as shown in the drawing. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals.

【0017】このようにして製造された本実施例のDR
AMは、隣り合うメモリセルのうち一方のスタック型メ
モリセル3Aを構成するキャパシタ2aの上に、層間絶
縁膜20を介して他方のスタック型メモリセル3Bを構
成するキャパシタ2bを重ねて形成することができる。
その結果、両方のキャパシタの重なり合った部分の面積
が共有するので、図2に示した従来のセル構造よりも、
メモリセル面積の拡大が可能となる。
The DR of this embodiment manufactured in this way
AM is formed by stacking a capacitor 2a forming one stack type memory cell 3A of adjacent memory cells with a capacitor 2b forming another stack type memory cell 3B via an interlayer insulating film 20. You can
As a result, the area of the overlapping portion of both capacitors is shared, and therefore, compared with the conventional cell structure shown in FIG.
It is possible to increase the memory cell area.

【0018】なお、図1の実施例では、ビット線方向に
重なり合ったメモリセル構造を示したが、ワード線方向
に重なり合ったメモリセル構造も同様に形成することが
できる。
Although the memory cell structure overlapping in the bit line direction is shown in the embodiment of FIG. 1, a memory cell structure overlapping in the word line direction can be similarly formed.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、スタック
型のメモリセルから構成されるDRAMにおいて、隣り
合うメモリセルの各々のキャパシタを重ね合せるように
したので、実効的なメモリセル面積が拡大でき、キャパ
シタ容量を増やすことができる効果がある。
As described above, according to the present invention, in the DRAM composed of the stack type memory cells, the capacitors of the adjacent memory cells are superposed, so that the effective memory cell area is reduced. There is an effect that it can be expanded and the capacity of the capacitor can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるDRAMの製造方法の一実施例を
説明する工程断面図である。
FIG. 1 is a process sectional view illustrating an embodiment of a method of manufacturing a DRAM according to the present invention.

【図2】従来のDRAMメモリセルの一例を示す構造断
面図である。
FIG. 2 is a structural cross-sectional view showing an example of a conventional DRAM memory cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b スイッチング用MOSトランジスタ 2a,2b キャパシタ 3A,3B スタック型メモリセル 11 半導体基板 12 素子分離用フィールド酸化膜 20 層間絶縁膜 1a, 1b Switching MOS transistors 2a, 2b Capacitors 3A, 3B Stack type memory cell 11 Semiconductor substrate 12 Element isolation field oxide film 20 Interlayer insulating film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にトランジスタ素子と,該
トランジスタ素子上に積み重ねたキャパシタから構成さ
れるスタック型メモリセルがアレイ状に配置されたメモ
リアレイを備え、この隣り合うメモリセルにおいて一方
のメモリセルのキャパシタの上面に層間絶縁膜を介在さ
せて他方のメモリセルのキャパシタを重ね合せた構造を
有することを特徴とする半導体記憶装置。
1. A memory array in which a stack type memory cell composed of a transistor element and a capacitor stacked on the transistor element is arranged in an array on a semiconductor substrate, and one of the memory cells in the adjacent memory cells is provided. A semiconductor memory device having a structure in which a capacitor of another memory cell is superposed on an upper surface of a capacitor of the cell with an interlayer insulating film interposed.
【請求項2】 請求項1の半導体記憶装置を製造する方
法において、半導体基板上に各々のトランジスタ素子を
形成後、隣り合うメモリセルの一方のキャパシタをその
トランジスタ素子上に積み重ねて形成する工程と、その
一方のキャパシタの上面に他方のメモリセルのキャパシ
タ用下部電極との層間絶縁膜を形成する工程と、この層
間絶縁膜上に他方のメモリセルのキャパシタを重ね合わ
せて形成する工程を含むことを特徴とする半導体記憶装
置の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 1, wherein after forming each transistor element on a semiconductor substrate, one capacitor of adjacent memory cells is stacked and formed on the transistor element. A step of forming an interlayer insulating film on the upper surface of the one capacitor with the lower electrode for the capacitor of the other memory cell, and a step of forming the capacitor of the other memory cell on the interlayer insulating film in an overlapping manner. And a method for manufacturing a semiconductor memory device.
JP4170700A 1992-06-29 1992-06-29 Semiconductor memory and manufacture thereof Pending JPH0613569A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100688005B1 (en) * 2002-08-29 2007-02-27 마이크론 테크놀로지, 인크 Transistor structure including a metal silicide gate and channel implants and method of manufacturing the same

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